CN101864780A - 一种液压挖掘机的智能控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压挖掘机的智能控制方法，其特征在于：主控制器内设置的数据库分为设定区与恢复区，所述主控制器通过CAN总线与显示修改界面连接，其操作方法为：a.数据修改：(1)主控制器检测数据，经逻辑运算，得出挖掘机操控参数和发动机输出功率的调节范围；(2)操作人员在所述调节范围内设置所述挖掘机操控参数和发动机输出功率；(3)修改后的自定义数据CAN总线存入所述设定区内，挖掘机以此数据运作。b.数据恢复：主控制器调用所述恢复区内的数据，覆盖所述设定区内的自定义数据。本发明根据检测数据给出数据调节范围，操作人员可根据实现工况及习惯做修改，从而使符合现场环境及用户操控要求，有助于提高挖掘机的作业性能。

Description

一种液压挖掘机的智能控制方法

技术领域

本发明涉及一种液压挖掘机的智能控制方法。

背景技术

电控操作系统为挖掘机的智能化奠定了基础，通过控制器程序的修改，可以方便的改变各性能指标，达到优化控制。系统结构包括：操纵手柄、控制装置ECU、先导控制比例阀。(1)操纵手柄：该操纵手柄为电阻式电控手柄，其结构为X、Y每轴各有2个同轴相连电位式传感器，分别作为每轴正、反向操作的位置信号，每个手柄共有4路模拟信号输出，主要向控制ECU输出操纵手柄4个操作位的位置指令信号，它们的输出信号随操作位置的变化而变化；(2)控制装置ECU：除接收左、右操纵手柄8个操作位置指令信号之外，还从动力控制ECU获取发动机和液压泵运行状态信息，向显示器传递系统控制和故障信息；利用各控制信息对回转、动臂、斗杆、铲斗等4个动作机构的8个动作先导控制比例阀进行控制；(3)先导控制比例阀：先导控制比例阀为电磁控制式，在控制装置ECU电流的控制下，控制各动作的先导液压，从而控制各换向阀的开度和换向。

基于上述电控系统，构建出挖掘机智能控制方法，主要应用于提高挖掘机的操控安全性及动作准确性。具体来说，(1)安全性：通过控制器接收各个位置上的压力传感器及手柄检测参数，反馈如距离数值、挖掘力数值、先导压力等，对比预存于控制器内的安全数值，判断是否能允许挖掘机继续正在或即将执行的操作，若已超出范围值便出去报警信号，或采取制动及其他安全措施；(2)动作准确性：挖掘机出厂时，控制器内预设各类工况下做各类操作时对应的控制参数，操作人员只需选择动作，由控制器自动控制液压阀的输出压力，以确保操作的准确性，同时对操作人员的要求也相应降低，无需凭借经验来操控。

然而，以目前的控制方式来说，还不能完全满足客户个性化的需求，体现为：

1)挖掘机在现场使用过程中，客户不能根据现场工作环境、个人操作习惯等进行自定义设定，比如现场要求手柄按到底时，回转速度不能超过某个值。目前只能通过通知厂家，厂家派工程师来修改程序后才能实现，换了工作环境又要重新设定；

2)挖掘机在出厂时，手柄的功能都已经设定好了，因操作手习惯不同，有的操作手要求更换手柄的功能，如更换回转和铲斗挖掘的操作方式，只能重新拆装先导管路；

3)挖掘机开发设计、标定调试、试验检测时，模拟现场的工况有限，使得设置于控制器内的预设值不能反应现场的实际复杂运行工况及客户的真正需求，现场的实际需求不能及时、有效的反馈给开发设计人员。

因此，我们需要一种更为贴近实际操作，更为智能化的控制方法。

发明内容

本发明目的是提供一种液压挖掘机的智能控制方法，通过该控制方法，可提高挖掘机的实际操控能力，更好的满足不同客户的需求。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种液压挖掘机的智能控制方法，主控制器内设置的数据库分为设定区与恢复区，出厂默认数据分别存储于所述设定区与恢复区内，所述主控制器通过CAN总线与显示修改界面连接，其操作方法为：

a.数据修改：

(1)主控制器检测数据，包括手柄信号、挖掘机上各个阀门的压力传感器信号以及环境温度传感器信号，经逻辑运算，得出挖掘机操控参数和发动机输出功率的调节范围；

(2)操作人员根据现场工作环境及操作习惯，在所述调节范围内在所述显示修改界面上设置所述挖掘机操控参数和发动机输出功率；

(3)修改后的自定义数据经CAN总线存入所述设定区内，并通过无线网络传输到远程服务器上，挖掘机开始根据设定区内的自定义数据进行运作；

b.数据恢复：主控制器调用所述恢复区内的数据，覆盖所述设定区内的自定义数据。

上述技术方案中，压力传感器及环境温度传感器的设置可采用现有技术，主控制器调用这些传感器上的检测数据经逻辑运算确定调节范围，所述逻辑运算为预存于主控制器内的软件程序，在保证挖掘机正常操业及安全性的前提下，设定调节范围，在该范围内调整各类参数，如铲斗挖掘、卸载，斗杆挖掘、卸载，动臂上升、下降，回转等的速度以及P-Q曲线、发动机输出效率，以符合实际工况的需要，在更换工作装置时(如对液压剪、破碎捶、快换装置等选购件)，根据不同的执行件调整流量，以满足工作装置的实际需求；同时，根据环境温度，设置发动机的输出功率，比如在冬天，冷却效果好，可提高发动机的输出功率，夏天可减少发动机的输出功率。

上述技术方案中，所述挖掘机内设有GPS控制器，所述主控制器经CAN总线与该GPS控制器连接，所述GPS控制器经无线网络与机群监控中心连接，所述机群监控中心包括服务器、数据库及参数优化自动生成系统，每一台挖掘机的主控制器将所述自定义数据及检测数据经GPS控制器、无线网络传送至所述机群监控中心的数据库内，经所述参数优化自动生成系统分析得到在各类工况下，各种机型对应使用最多的自定义数据，设定为优化数据，将该优化数据反馈给生产商，修改对应机型的出厂默认数据。

进一步的技术方案是，所述挖掘机主控制器经GPS控制器、无线网络下载所述机群监控中心中的所述优化数据，修改所述设定区内自定义数据。

上文中，主控制器通过CAN总线与GPS控制器相互通讯，GPS控制器将各种检测数据(包括手柄信号、挖掘机上各个阀门的压力传感器信号以及环境温度信号)远程传到机群监控中心(无线网络传输，可采用现有技术中的传输技术)，机群监控中心实时存储各种与自定义数据相关的传感器信息和控制信息到服务器数据库，参数优化自动生成系统根据工作环境、挖机型号、使用频率等方面的信息对大量实时数据进行自动分析，得到不同工作环境、不同挖机型号、使用最多的自定义参数，得到整机工作的优化数据。经过一定工作周期，生产商(机群监控中心负责工程师)再经过与客户、代理商电话沟通或现场考察，对最终优化数据进行核实，核实后将此结果作为以下用途：

1)作为此类机型，此类工作环境下的出厂数据：

2)可通过GPS远程下载功能修改现场使用机器的默认参数；

3)可建议在同种工作环境下，使用同种机型的客户选择这一优化数据。

上述技术方案中，所述挖掘机操控参数包括：铲斗挖掘、卸载，斗杆挖掘、卸载，动臂上升、下降，回转的速度，以及P-Q曲线和手柄按钮电信号。P-Q曲线设定主泵的吸收功率，实现效率、重负荷或燃油经济性；手柄按钮电信号的自定义设定，可实现两个手柄不同方向功能的设定，不改变液压回路，由主控制器根据操作人员的修改数据来改变主控制器对应端口的信号输出，这样可满足不同操作手的需求，比如左撇子或有习惯性动作客户的需要，操控更为人性化。

上述技术方案中，所述设定区内设有历史数据存储区间，每一所述自定义数据存储于该历史数据存储区间内。将历史设定自定义数据存储于历史数据存储区间内，以便于操作人员调用查找，在同样的工况下，便可直接调用历史数据存储区间内的数据，省去了再次设置。该历史数据存入量以存储区间的容量而定，如可选近10次的自定义数据保存，或者更多。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.本发明中主控制器根据检测到的各个传感器信号、手柄信号和温度信号计算出在保证安全和正常工作的条件下，挖掘机操控参数和发动机输出功率的调节范围，操作人员可依据现场的工况在该范围内调整参数及输出功率值，以提高挖掘机的操控性能及作业能力，满足不同工况下挖掘的作业需求；

2.由于本发明中主控制器设定了调节参数的范围，与以往预存于主控制器内的固定值来说，灵活性、适应性更高，弥补有限工况种类的选择，满足用户实际操控的需要；

3.主控制器经CAN总线与GPS控制器连接，通过无线网络将自定义数据及相关的环境数据发送给机群监控中心，由参数优化自动生成系统统计不同工况，不同机型的相应数据，得到最优化数据，一方面提供给厂商，修证、补充出厂默认参数，缩短工程师开发、模拟工况的时间，且默认参数更为精确全面；另一方面用户直接经无线网络下载信息，修改对应机型下的参数值，以提高挖掘机操业性能，做到资源共享；

4.对手柄按钮电信号的自定义修改，可改变手柄功能，满足不同操作人员的需求，如左撇子或有习惯性动作客户，无需变换液压管路；

5.通过对操控参数的调整，可满足选购件(液压剪、破碎捶、快换装置等)对流量的不同要求，更好的适应工况及客户的需要。

附图说明

图1是本发明实施例一中液压回路框图的示意图；

图2是本发明实施例一的远程通讯原理框图；

图3是本发明实施例一中自定义数据修改的流程框图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：参见图1～3所示，一种液压挖掘机的智能控制方法，主控制器内设置的数据库分为设定区与恢复区，出厂默认数据分别存储于所述设定区与恢复区内，所述主控制器通过CAN总线与显示修改界面连接，其操作方法为：

a.数据修改：

(1)主控制器检测数据，如图1所示，包括手柄信号、挖掘机上各个先导压力传感器信号RV1～RV9，前后泵主压信号RV10、RV11以及环境温度传感器信号，经逻辑运算，得出挖掘机操控参数和发动机输出功率的调节范围；

(2)操作人员根据现场工作环境及操作习惯，在所述调节范围内在所述显示修改界面上设置所述挖掘机操控参数和发动机输出功率；

(3)修改后的自定义数据经CAN总线存入所述设定区内，并通过无线网络传输到远程服务器上，挖掘机开始根据设定区内的自定义数据进行运作；

b.数据恢复：主控制器调用所述恢复区内的数据，覆盖所述设定区内的自定义数据。

在本实施例中，所述挖掘机操控参数包括：铲斗挖掘、卸载，斗杆挖掘、卸载，动臂上升、下降，回转的速度，以及P-Q曲线和手柄按钮电信号。如图3所示，(1)根据现场工作环境及操作习惯可进行参数设置；(2)根据操作人员的习惯可进功能设置；(3)根据选购件的需要进选购件设置；(4)恢复出厂默认数据进行一键恢复。

①参数设置：挖机手或客户根据现场工作环境及操作习惯可进行参数设置，可设置铲斗挖掘、卸载，斗杆挖掘、卸载，动臂上升、下降，回转等的速度及P-Q曲线设定主泵的吸收功率，实现效率、重负荷或燃油经济性；根据环境温度，设置发动机的输出功率，比如在冬天，冷却效果好，可提高发动机的输出功率，夏天可减少发动机的输出功率，环境温度的变化通过环境温度传感器检测，通过MC运算，设定可改变范围，供客户选择。所述设定区内设有历史数据存储区间，每一所述自定义数据存储于该历史数据存储区间内，操作人员可对历史设定数据查询，选定后直接调用。

②功能设置：挖机手或客户可对电控操作手柄的每个输出进行自定义设定，可实现两个手柄不同方向功能的设定，这样可满足不同操作手的需求，比如左撇子或有习惯性动作客户。

③选购件设置：对液压剪、破碎捶、快换装置等选购件，根据流量要求、工作环境、客户习惯进行自定义设定。

④对以上设置，用户可通过一键恢复键，驱动主控制器内的恢复程序，输入正确密码后，显示所有当前参数值，按下确认键，主控制器调用恢复区内的数据，覆盖设定区内的数据，恢复到出厂默认设定。

如图2所示，所述挖掘机内设有GPS控制器，所述主控制器经CAN总线与该GPS控制器连接，所述GPS控制器经无线网络与机群监控中心连接，所述机群监控中心包括服务器、数据库、参数优化自动生成系统及挖机运行自动预警系统，每一台挖掘机的主控制器将所述自定义数据及检测数据经GPS控制器、无线网络传送至所述机群监控中心的数据库内，经所述参数优化自动生成系统分析得到在各类工况下，各种机型对应使用最多的自定义数据，设定为优化数据，将该优化数据反馈给生产商或客户，作以下用途：

经过一定工作周期，机群监控中心负责工程师再经过与客户、代理商电话沟通或现场考察，对最终优化结果进行核实，核实后将此结果作为：

1)作为此类机型，此类工作环境下的出厂默认数据；

2)可通过GPS远程下载功能修改现场使用机器的设定数据；

3)可建议在同种工作环境下，使用同种机型的客户选择这一优化数据。

通过以上流程不断反复滚动，机群监控中心会得到越来越丰富的实时数据，且对每一次优化结果通过客户再验证，然后再修正，得到最优修正结果，保存。这样在开发新机型或对现有机型的变形更改开发时，设计更改工程师会非常清楚此类挖机的工况要求，客户使用习惯。可根据机群监控中心的最新优化整机参数进行设计，匹配调试。可以缩短开发、更改周期，开发更易成功，更能满足客户的需求。

Claims (5)

1.一种液压挖掘机的智能控制方法，其特征在于：主控制器内设置的数据库分为设定区与恢复区，出厂默认数据分别存储于所述设定区与恢复区内，所述主控制器通过CAN总线与显示修改界面连接，其操作方法为：

a.数据修改：

(1)主控制器检测数据，包括手柄信号、挖掘机上各个阀门的压力传感器信号以及环境温度传感器信号，经逻辑运算，得出挖掘机操控参数和发动机输出功率的调节范围；

(2)操作人员根据现场工作环境及操作习惯，在所述调节范围内在所述显示修改界面上设置所述挖掘机操控参数和发动机输出功率；

(3)修改后的自定义数据经CAN总线存入所述设定区内，并通过无线网络传输到远程服务器上，挖掘机开始根据设定区内的自定义数据进行运作；

b.数据恢复：主控制器调用所述恢复区内的数据，覆盖所述设定区内的自定义数据。

2.根据权利要求1所示的液压挖掘机的智能控制方法，其特征在于：所述挖掘机内设有GPS控制器，所述主控制器CAN总线与该GPS控制器连接，所述GPS控制器经无线网络与机群监控中心连接，所述机群监控中心包括服务器、数据库及参数优化自动生成系统，每一台挖掘机的主控制器将所述自定义数据及检测数据GPS控制器、无线网络传送至所述机群监控中心的数据库内，经所述参数优化自动生成系统分析得到在各类工况下，各种机型对应使用最多的自定义数据，设定为优化数据，将该优化数据反馈给生产商，修改对应机型的出厂默认数据。

3.根据权利要求2所示的液压挖掘机的智能控制方法，其特征在于：所述挖掘机主控制器经GPS控制器、无线网络下载所述机群监控中心中的所述优化数据，修改所述设定区内自定义数据。

4.根据权利要求1所示的液压挖掘机的智能控制方法，其特征在于：所述挖掘机操控参数包括：铲斗挖掘、卸载，斗杆挖掘、卸载，动臂上升、下降，回转的速度，以及P-Q曲线和手柄按钮电信号。

5.根据权利要求1所示的液压挖掘机的智能控制方法，其特征在于：所述设定区内设有历史数据存储区间，每一所述自定义数据存储于该历史数据存储区间内。

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