CN103334463A - 一种装载机工作装置的电液比例控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种装载机工作装置的电液比例控制系统，包括控制器，控制器与电控手柄、动臂/铲斗位置传感器和电液比例先导阀块连接；动臂/铲斗油缸通过KM300-2多路阀连接电液比例先导阀块。本发明还提供了一种装载机工作装置的电液比例控制系统的控制方法，通过电控手柄产生的电信号和动臂/铲斗位置传感器的位置反馈来控制电液比例先导阀块的输出，从而控制KM300-2多路阀的阀芯移动，进而控制动臂/转斗油缸的伸缩，实现对动臂/铲斗的动作控制。本发明提供的装置克服了现有技术的不足，改善了装载机的控制性能，减轻了操作者的劳动强度，提高了操作控制的精度，从而提高了生产率，且具有布置简单、占空间小、节约管路的特点。

Description

一种装载机工作装置的电液比例控制系统及方法
技术领域
本发明涉及一种装载机工作装置的电液比例控制系统及方法，属于装载机智能控制技术领域。
背景技术
国内装载机工作装置的操纵控制主要是通过软轴操纵多路阀进行控制的，这种操纵方式不但操纵力很大，劳动强度大，而且作业效率低。近年来，在少数的装载机上采用了手动液压先导控制多路阀，其液压管路多且长，操作费力、效率低，自动化程度低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种操作者的劳动强度低、作业效率高且节约管路的装载机工作装置的电液比例控制系统及方法。
为了解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是提供一种装载机工作装置的电液比例控制系统，其特征在于：包括控制器，控制器的输入端与电控手柄、动臂位置传感器和铲斗位置传感器连接，控制器的输出端与电液比例先导阀块连接；双联泵的一个油泵的出油口经先导油源块与电液比例先导阀块的输入油口连接，电液比例先导阀块的输出油口与KM300-2多路阀的输入油口连接，双联泵两泵的出油口均与KM300-2多路阀的输入油口连接，KM300-2多路阀的输出油口与动臂油缸和铲斗油缸连接；动臂、铲斗分别连接动臂油缸、铲斗油缸，动臂位置传感器、铲斗位置传感器分别设于动臂、铲斗上。
优选地，所述电液比例先导阀块包括阀体，阀体上设有1个比例减压电磁阀和4个方向电磁阀，比例减压电磁阀和4个方向电磁阀均连接所述控制器的输出端。
优选地，所述4个方向电磁阀分别为铲斗收斗换向电磁阀、铲斗翻转换向电磁阀、动臂下降换向电磁阀和动臂提升换向电磁阀。
为了解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是提供一种装载机工作装置的电液比例控制系统的控制方法，其特征在于：该方法由以下3个步骤组成：
步骤1：发动机运转，推动电控手柄，电控手柄产生电信号并传递给控制器；
步骤2：控制器结合电控手柄的电信号、动臂位置传感器及铲斗位置传感器的位置反馈信息，输出驱动命令至电液比例先导阀块；
步骤3：电液比例先导阀块上的比例减压电磁阀和相应的方向电磁阀动作，使KM300-2多路阀的控制油口接通压力油，阀杆移动，使进油口和回油口分别与相应的工作口接通，从而使动臂油缸或铲斗油缸拉伸/收缩，动臂或铲斗做相应动作。
本发明提供的一种装载机工作装置的电液比例控制系统在不改动现有工作装置的液压控制主回路的前提下，把手动液压先导操纵控制部分改为电液比例先导控制。采用电液比例控制技术，控制器通过电控手柄产生电信号和动臂位置传感器及铲斗位置传感器的位置反馈来控制电液比例控制阀的输出压力，从而控制KM300-2多路阀阀芯的位移，实现工作装置动作的控制。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)将电子技术、微计算机技术和控制技术应用到装载机的工作液压系统中，实现了装载机工作装置系统的电液比例控制；
(2)使用电控手柄，改善了装载机的控制性能，减轻了操作者的劳动强度，提高了生产率；
(3)提高了操作控制的精度；
(4)电液比例先导阀块安装在多路阀附近，布置简单，少占空间，且节约管路；
(5)使装载机易于实现电气化和智能化，并能使装载机实现远程控制和无人驾驶。
本发明提供的装置克服了现有技术的不足，改善了装载机的控制性能，减轻了操作者的劳动强度，提高了操作控制的精度，从而提高了生产率，且具有布置简单、占空间小、节约管路的特点。
附图说明
图1为本发明提供的一种装载机工作装置电液比例控制系统的结构框图；
图2为本发明提供的一种装载机工作装置电液比例控制系统的原理图；
图3为电液比例先导阀块组成图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
图1和图2分别为本发明提供的一种装载机工作装置电液比例控制系统的结构框图和原理图，所述的一种装载机工作装置电液比例控制系统包括控制器6，控制器6的输入端与电控手柄7、动臂位置传感器4和铲斗位置传感器5连接，控制器6的输出端与电液比例先导阀块3上的比例减压电磁阀11和方向电磁阀12连接；双联泵1的一个油泵的出油口经先导油源块2与电液比例先导阀块3的输入油口连接，电液比例先导阀块3的输出油口与KM300-2多路阀8的输入油口连接，双联泵1两泵的出油口均与KM300-2多路阀8的输入油口连接，KM300-2多路阀8的输出油口与动臂油缸9和铲斗油缸10相连接。动臂、铲斗分别连接动臂油缸9、铲斗油缸10，动臂位置传感器4、铲斗位置传感器5分别设于动臂、铲斗上。
结合图3，电液比例先导阀块3包括阀体13，阀体13上装有1个比例减压电磁阀11和4个方向电磁阀12，4个方向电磁阀12分别为铲斗收斗换向电磁阀、铲斗翻转换向电磁阀、动臂下降换向电磁阀和动臂提升换向电磁阀。
控制器6采用电液比例控制技术，通过电控手柄7产生的电信号和动臂位置传感器4及铲斗位置传感器5的位置反馈来控制电液比例先导阀块3的输出，从而控制KM300-2多路阀8的阀芯移动，进而控制动臂油缸9和转斗油缸10的伸缩，实现对动臂和铲斗的动作控制。
在发动机运转时，把电控手柄7往左推，电控手柄7将X-方向的转角量传递给控制器6，经读取、转换、处理、放大输出至电液比例先导阀块3上的比例减压电磁阀和铲斗收斗换向电磁阀，使KM300-2多路阀8的控制油口XA1接通3MPa压力油，使阀杆移动，使进油口P通过单向阀与工作口A1接通，使工作口B1与回油口T接通，从而使铲斗油缸10拉伸，铲斗做收斗动作。
在发动机运转时，把电控手柄7往右推，电控手柄7将X+方向的转角量传递给控制器6，经读取、转换、处理、放大输出至电液比例先导阀块3上的比例减压电磁阀和铲斗翻转换向电磁阀，使KM300-2多路阀8的控制油口XB1接通3MPa压力油，使阀杆移动，使进油口P通过单向阀与工作口B1接通，使工作口A1与回油口T接通，从而使铲斗油缸10收缩，铲斗向后翻转。
在发动机运转时，把电控手柄7往前推，电控手柄7将Y+方向的转角量传递给控制器6，经读取、转换、处理、放大输出至电液比例先导阀块3上的比例减压电磁阀和动臂下降换向电磁阀，使KM300-2多路阀8的控制油口XB2油压由0升到2.14MPa，阀杆移动，因XF控制口的压力和控制油口XB2压力相同，但此时XF的压力尚未达到小阀块内弹簧的开启压力，小阀块内的小阀杆未换向，此时浮动活塞外腔液压力就是小阀块P口压力，再加上浮动活塞外腔的弹簧力作用，使浮动活塞固定在定位起点，阀杆处于下降位的平衡状态。从而使动臂油缸9收缩，动臂做下降动作。
继续把电控手柄7往前推，使KM300-2多路阀8的控制油口XB2油压继续升高到3MPa时，XF控制口压力随控制油口XB2压力而变化，压力也随之增高，当XF的压力达到小阀块内弹簧的开启压力时，小阀块内的小阀杆换向，此时小阀块的T口与浮动活塞外腔接通，浮动活塞向外运动，打破了控制腔XA2的弹簧力和控制腔XB2压力平衡，使KM300-2多路阀8的阀杆在下降位的基础上继续滑动到浮动位，使进油口P与回油口T接通，工作口B2、A2与回油口T接通，从而使动臂油缸9浮动，动臂做浮动下降动作。
在发动机运转时，把电控手柄7往后拉，电控手柄7将Y-方向的转角量传递给控制器6，经读取、转换、处理、放大输出至电液比例先导阀块3上的比例减压电磁阀和动臂提升换向电磁阀，使KM300-2多路阀8的控制油口XA2接通3MPa压力油，使阀杆移动，使进油口P通过单向阀与工作口A2接通，使工作口B2与回油口T接通，从而使动臂油缸9拉伸，此时动臂做上升动作。
本发明在不改动现有工作装置的液压控制主回路的前提下，把手动液压先导操纵控制部分改为电液比例先导控制。采用电液比例控制技术，控制器通过电控手柄产生电信号和动臂位置传感器及铲斗位置传感器的位置反馈来控制电液比例控制阀的输出压力，从而控制KM300-2多路阀阀芯的位移，实现工作装置动作的控制。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)将电子技术、微计算机技术和控制技术应用到装载机的工作液压系统中，实现了装载机工作装置系统的电液比例控制；
(2)使用电控手柄，改善了装载机的控制性能，减轻了操作者的劳动强度，提高了生产率；
(3)提高了操作控制的精度；
(4)电液比例先导阀块安装在多路阀附近，布置简单，少占空间，且节约管路；
(5)使装载机易于实现电气化和智能化，并能使装载机实现远程控制和无人驾驶。

Claims (4)

1.一种装载机工作装置电液比例控制系统，其特征在于：包括控制器(6)，控制器(6)的输入端与电控手柄(7)、动臂位置传感器(4)和铲斗位置传感器(5)连接，控制器(6)的输出端与电液比例先导阀块(3)连接；双联泵(1)的一个油泵的出油口经先导油源块(2)与电液比例先导阀块(3)的输入油口连接，电液比例先导阀块(3)的输出油口与KM300-2多路阀(8)的输入油口连接，双联泵(1)两泵的出油口均与KM300-2多路阀(8)的输入油口连接，KM300-2多路阀(8)的输出油口与动臂油缸(9)和铲斗油缸(10)连接；动臂、铲斗分别连接动臂油缸(9)、铲斗油缸(10)，动臂位置传感器(4)、铲斗位置传感器(5)分别设于动臂、铲斗上。
2.如权利要求1所述的一种装载机工作装置电液比例控制系统，其特征在于：所述电液比例先导阀块(3)包括阀体(13)，阀体(13)上设有1个比例减压电磁阀(11)和4个方向电磁阀(12)，比例减压电磁阀(11)和4个方向电磁阀(12)均连接所述控制器(6)的输出端。
3.如权利要求2所述的一种装载机工作装置电液比例控制系统，其特征在于：所述4个方向电磁阀(12)分别为铲斗收斗换向电磁阀、铲斗翻转换向电磁阀、动臂下降换向电磁阀和动臂提升换向电磁阀。
4.一种装载机工作装置的电液比例控制系统的控制方法，其特征在于：该方法由以下3个步骤组成：
步骤1：发动机运转，推动电控手柄(7)，电控手柄(7)产生电信号并传递给控制器(6)；
步骤：2：控制器(6)结合电控手柄(7)的电信号、动臂位置传感器(4)及铲斗位置传感器(5)的位置反馈信息，输出驱动命令至电液比例先导阀块(3)；
步骤3：电液比例先导阀块(3)上的比例减压电磁阀(11)和相应的方向电磁阀(12)动作，使KM300-2多路阀(8)的控制油口接通压力油，阀杆移动，使进油口和回油口分别与相应的工作口接通，从而使动臂油缸(9)或铲斗油缸(10)拉伸/收缩，动臂或铲斗做相应动作。
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