CN102587446A - 一种振动挖掘机用液压控制激振设备 - Google Patents

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李安良
刘先国
陈海波
陈颖
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Abstract

一种振动挖掘机用液压控制激振设备，其包括控制手柄，控制手柄与激振控制按钮电连接，激振控制按钮与信号控制器电连接，信号控制器与电液比例先导阀电连接，电液比例先导阀与节流阀电连接，节流阀与液压油缸连接，液压油缸与执行机构电连接，执行机构与应力传感器连接，应力传感器与模数转换分析器电连接，模数转换分析器与信号控制器双向连接。本发明结构简单、紧凑，工作稳定，能耗低，使用寿命长，适用范围广，无需对铲斗结构进行任何改进，易于实现，实现成本低。

Description

一种振动挖掘机用液压控制激振设备
技术领域
本发明涉及一种振动挖掘机用液压控制激振设备。
背景技术
挖掘机挖土分为静态土壤切削和动态土壤切削。土壤切削是一个很复杂的过程。静态切削土壤时，当刀具与土壤接触后, 由于土壤具有一定强度, 当切削力没有达到土壤的强度极限时,土壤在切削力的作用下产生变形；同时随着切削力逐渐升高，当切削力达到土壤的强度极限后,土壤开始被破坏, 切削力不再增加；当整个土块被破坏后, 切削力迅速下降。振动切削土壤时，切削力的变化与静态切削时不大相同，动态切削土壤时, 加载速度较快；当刀具与土壤接触后, 载荷迅速上升, 以致于土壤来不及变形, 就被刀具破坏了。相比于静态切削，动态切削具有耗能低，机械损耗小，易于挖掘的特点。 
一般来说，实现挖掘机工作装置振动的方法有两类，一种是对工作装置的结构进行改造；另一种是通过系统控制来实现。因为挖掘机结构相对比较成熟，并且如果通过对机构进行改造以产生所需的振动，这就需要对现有的工作机构进行变更及附加振动器，因此这种方法的应用具有较大的局限性。目前，通过系统控制来实现挖掘机工作装置振动大多采用的是液压激振系统。
液压激振系统分为泵控马达激振系统和阀控缸激振系统，泵空马达激振系统是由变量液压泵带动液压马达旋转，从根本上讲，还是属于惯性激振，其操控的稳定性不高；阀控缸激振系统通过换向阀控制油缸实现激振，它在重载下能启动，能够输出多种波形，但其液压系统流量大，不便于控制，能耗较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种能耗低的振动挖掘机用液压控制激振设备。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种振动挖掘机用液压控制激振设备，包括控制手柄，控制手柄与激振控制按钮电连接，激振控制按钮与信号控制器电连接，信号控制器与电液比例先导阀电连接，电液比例先导阀与节流阀电连接，节流阀与液压油缸连接，液压油缸与执行机构电连接，执行机构与应力传感器连接，应力传感器与模数转换分析器电连接，模数转换分析器与信号控制器双向连接。
进一步，所述应力传感器固定于执行机构上。
进一步，所述执行机构为铲斗。
控制手柄用于产生电信号；激振控制按钮用于产生叠加正弦信号；信号控制器用于将信号放大，并驱动电液比例先导阀内相应比例的电磁铁从而控制电液比例先导阀输出相应的控制压力；电液比例先导阀控制节流阀的阀芯位移，并将电信号转化为液压信号；液压油缸为执行机构提供动力；应力传感器用于检测执行机构的应力；模数转换分析器用于将电信号和数字信号进行相互转换，并发出铲斗振动执行命令。
本发明结构简单、紧凑，工作稳定，能耗低，使用寿命长，适用范围广，无需对铲斗结构进行任何改进，易于实现，实现成本低。
附图说明
图1为本发明一实施例结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
参照图1，本实施例包括控制手柄1，控制手柄1与激振控制按钮2电连接，激振控制按钮2与信号控制器3电连接，信号控制器3与电液比例先导阀4电连接，电液比例先导阀4与节流阀5电连接，节流阀5与液压油缸6连接，液压油缸6与执行机构（铲斗）7电连接，执行机构（铲斗）7与应力传感器8连接，应力传感器8与模数转换分析器9电连接，模数转换分析器9与信号控制器3双向连接。应力传感器8固定于执行机构（铲斗）7上。
工作时，拉下控制手柄1，控制手柄1产生电信号，按下激振控制按钮2产生叠加正弦信号，信号控制器3将该电信号放大，放大后的电信号从信号控制器3输出到模数转换分析器9中, 模数转换分析器9将该放大后的电信号转换为相应的数字信号A，同时，信号控制器3驱动电液比例先导阀4内相应比例的电磁铁，从而控制电液比例先导阀4输出相应的控制压力；电液比例先导阀4控制节流阀5阀芯的位移，并将电信号转化为液压信号；通过节流阀5调节液压油缸6的出油量，液压油缸6为执行机构（铲斗）7提供动力，使执行机构（铲斗）7产生振动，应力传感器8根据铲斗振动力的大小测得铲斗应力，同时，应力传感器8将测得铲斗应力转换为电信号，由铲斗应力转换而来的电信号从应力传感器8输出到模数转换分析器9中，模数转换分析器9将从应力传感器8送来的电信号转换为相应的数字信号B, 模数转换分析器9将数字信号A和数字信号B相比较，若数字信号A和数字信号B相等，则模数转换分析器9发出铲斗振动指令，执行机构（铲斗）7开始振动；若数字信号A和数字信号B不相等，则模数转换分析器9将该数字信号B转化为相应的电信号后送入信号控制器3中，信号控制器3再根据由数字信号B转化而来的电信号，重新调整控制手柄1所产生电信号的放大倍数N，直至再次转换的数字信号A和数字信号B相等，从而实现对铲斗振动的控制。
如此，通过以上步骤实现对铲斗振动力大小的调整，以满足液压系统与发动机之间功率匹配要求，使液压系统始终处于最佳经济工况，以减少能耗损失。

Claims (3)

1.一种振动挖掘机用液压控制激振设备，其特征在于，包括控制手柄，控制手柄与激振控制按钮电连接，激振控制按钮与信号控制器电连接，信号控制器与电液比例先导阀电连接，电液比例先导阀与节流阀电连接，节流阀与液压油缸连接，液压油缸与执行机构电连接，执行机构与应力传感器连接，应力传感器与模数转换分析器电连接，模数转换分析器与信号控制器双向连接。
2.根据权利要求1所述的振动挖掘机用液压控制激振设备，其特征在于，所述应力传感器固定于执行机构上。
3.根据权利要求1或2所述的振动挖掘机用液压控制激振设备，其特征在于，所述执行机构为铲斗。
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