CN104294871B - 铲刀倾角的控制方法及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铲刀倾角的控制方法，包括以下步骤：S11、检测铲刀实际倾角，判断铲刀的成形面是否处于水平面内，如果是，进入步骤S21，如果否，进入步骤S31；S21、调用水平目标倾角，比较铲刀实际倾角和水平目标倾角，根据比较结果控制铲刀实际倾角等于水平目标倾角；S31、根据铲刀的成形面的坡度值得到斜坡目标倾角，比较铲刀实际倾角和斜坡目标倾角，根据比较结果控制铲刀实际倾角等于斜坡目标倾角。此控制方法通过检测铲刀实际倾角，并使得铲刀实际倾角等于水平目标倾角或斜坡目标倾角，使得操作人员不必频繁调整铲刀的倾角即可保证成形面的平整度，从而降低了操作人员的劳动强度。本发明还公开了一种铲刀倾角的控制系统。

Description

铲刀倾角的控制方法及控制系统

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种铲刀倾角的控制方法。本发明还涉及一种铲刀倾角的控制系统。

背景技术

铲刀是推土机、平地机等工程机械的重要工作部件之一，其铰接于工程机械的车体上，并可通过驱动机构相对于车体转动，以根据不同的工况调整自身倾角，保证其正常工作。

由于铲刀工作时的工作场地不平整，车体会发生倾斜，进而带动铲刀发生前后、左右的倾斜，导致铲刀最终形成的成形面的平整度较差。由此，为了保证该成形面的平整度，操作人员需要不断地调整铲刀的倾角，以保证铲刀相对于成形面的倾角一定。

显然，这一情况导致操作人员需要频繁调整铲刀的倾角，致使操作人员的劳动强度较大。另外，上述情况下，由于操作人员的经验不足还会导致铲刀的作业效果较差、作业效率较低以及作业安全性较差。上述问题在对平整度要求较高的作业场地表现的尤为突出。

综上所述，如何解决因频繁调整铲刀倾角而导致的操作人员劳动强度较大的问题，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种铲刀倾角的控制方法，该控制方法能够降低操作人员的劳动强度。本发明的另一目的是提供一种铲刀倾角的控制系统。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种铲刀倾角的控制方法，包括以下步骤：

S11、检测铲刀实际倾角，判断铲刀的成形面是否处于水平面内，如果是，进入步骤S21，如果否，进入步骤S31；

S21、调用水平目标倾角，比较所述铲刀实际倾角和所述水平目标倾角，根据比较结果控制所述铲刀实际倾角等于所述水平目标倾角；

S31、根据铲刀的成形面的坡度值得到斜坡目标倾角，比较所述铲刀实际倾角和所述斜坡目标倾角，根据比较结果控制所述铲刀实际倾角等于所述斜坡目标倾角。

优选地，在上述控制方法中，

在所述步骤S31之后还包括步骤：

S32、记录所述坡度值与所述斜坡目标倾角之间的对应关系；

在所述步骤S31中，所述根据铲刀的成形面的坡度值得到斜坡目标倾角具体包括：

S311，判断所述坡度值是否为已有坡度值，如果是，进入步骤S312，如果否，进入步骤S313；

S312、根据所述坡度值调用与其对应的所述斜坡目标倾角；

S313、根据所述坡度值和水平目标倾角计算后得到所述斜坡目标倾角。

优选地，在上述控制方法中，所述步骤S312具体包括：判断用户是否使用已有坡度值对应的所述斜坡目标倾角，如果是，则调用所述斜坡目标倾角，如果否，则进入步骤S313。

优选地，在上述控制方法中，所述坡度值的获得方法为：检测车体实际倾角，并将所述车体实际倾角换算为所述坡度值。

优选地，在上述控制方法中，所述水平目标倾角的获得方法为：将车体与地面的接触面和铲刀刀刃所在的水平面置于同一水平面上，将测得的铲刀实际倾角作为所述水平目标倾角。

优选地，在上述控制方法中，还包括以下步骤：

检测是否存在中断控制信号，如果是，则转入手动控制模式。

一种铲刀倾角的控制系统，包括：

铲刀倾角检测单元，用于检测铲刀实际倾角；

工作面判断单元，用于判断铲刀的成形面是否处于水平面内；

控制单元，在所述成形面位于水平面内时，调用水平目标倾角、比较所述铲刀实际倾角和所述水平目标倾角，并根据比较结果控制所述铲刀实际倾角等于所述水平目标倾角；在所述成形面位于斜面内时，根据铲刀的成形面的坡度值得到斜坡目标倾角、比较所述铲刀实际倾角和所述斜坡目标倾角，并根据比较结果控制所述铲刀实际倾角等于所述斜坡目标倾角。

优选地，在上述控制系统中，还包括：

记录单元，用于记录所述坡度值与所述斜坡目标倾角之间的对应关系；

所述控制单元包括：

数据判断单元，在所述成形面位于斜面内时，判断所述坡度值是否为已有坡度值；

目标值获取单元，在所述坡度值为已有坡度值时，调用所述坡度值对应的所述斜坡目标倾角；在所述坡度值非已有坡度值时，根据所述坡度值和水平目标倾角计算后得到所述斜坡目标倾角。

优选地，在上述控制系统中，

所述控制单元还包括：

数据使用判断单元，在所述坡度值为已有坡度值时，判断用户是否使用已有坡度值对应的所述斜坡目标倾角；

所述目标值获取单元在所述坡度值为已有坡度值，且用户使用已有坡度值对应的所述斜坡目标倾角时，调用所述坡度值对应的所述斜坡目标倾角，在用户不使用已有坡度值对应的所述斜坡目标倾角时，根据所述坡度值和水平目标倾角计算后得到所述斜坡目标倾角。

优选地，在上述控制系统中，还包括：

中断判断单元，检测是否存在中断控制信号，如果是则发出手动控制信号。

在上述技术方案中，本发明提供的铲刀倾角的控制方法首先检测铲刀实际倾角，并判断铲刀的成形面是否处于水平面内，如果是，则调用水平目标倾角、比较铲刀实际倾角和水平目标倾角，并根据比较结果控制铲刀实际倾角等于水平目标倾角；如果否，则根据铲刀的成形面的坡度值得到斜坡目标倾角，比较铲刀实际倾角和斜坡目标倾角，根据比较结果控制铲刀实际倾角等于斜坡目标倾角。显然，此控制方法通过检测铲刀实际倾角，并使得铲刀实际倾角始终等于水平目标倾角或斜坡目标倾角，相对于背景技术中所介绍的内容，该控制方法使得操作人员不必频繁调整铲刀的倾角即可保证成形面的平整度，从而降低了操作人员的劳动强度。

另外，上述控制方法无需操作人员调整铲刀倾角，因此铲刀倾角不会受到操作人员的经验的影响，进而提高铲刀的作业效果、作业效率和作业安全性。

由于上述铲刀倾角的控制方法具有上述技术效果，应用该控制方法的铲刀倾角的控制系统也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的铲刀倾角的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种铲刀倾角的控制方法，该控制方法能够降低操作人员的劳动强度。本发明的另一核心是提供一种铲刀倾角的控制系统。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明实施例提供的铲刀倾角的控制方法包括以下步骤：

S10、程序开始

S11、检测铲刀实际倾角，判断铲刀的成形面是否处于水平面内，如果是，进入步骤S21，如果否，进入步骤S31；

S21、调用水平目标倾角，比较铲刀实际倾角和水平目标倾角，根据比较结果控制铲刀实际倾角等于水平目标倾角；

S31、根据铲刀的成形面的坡度值得到斜坡目标倾角，比较铲刀实际倾角和斜坡目标倾角，根据比较结果控制铲刀实际倾角等于斜坡目标倾角。

步骤S11中，铲刀实际倾角是铲刀相对于水平面的倾斜角度，铲刀的成形面指的是铲刀在工作行程结束后所形成的面，此成形面处于水平面上，或者位于相对于水平面具有一定坡度值的斜面内。步骤S21中，水平目标倾角是指铲刀的成形面保持在水平面内时，铲刀对应的倾斜角度，该水平目标倾角可根据铲刀的结构参数等计算得到，并人工输入；根据铲刀实际倾角与水平目标倾角之间的差值，即可向铲刀操纵电磁阀发送指令，以此调整铲刀的提升油缸和倾斜油缸，使得铲刀实际倾角等于水平目标倾角。步骤S31中，成形面的坡度值可由操作人员直接输入，根据该坡度值以及水平目标倾角即可计算得到铲刀的斜坡目标倾角。

通过上述描述可知，此控制方法通过检测铲刀实际倾角，并使得铲刀实际倾角始终等于水平目标倾角或斜坡目标倾角，相对于背景技术中所介绍的内容，该控制方法使得操作人员不必频繁调整铲刀的倾角，从而降低了操作人员的劳动强度。另外，上述控制方法无需操作人员调整铲刀的倾角，因此铲刀的倾角不会受到操作人员的经验的影响，进而提高铲刀的作业效果、作业效率和作业安全性。

进一步的技术方案中，上述步骤S31之后还包括步骤：S32、记录坡度值与斜坡目标倾角之间的对应关系；

在步骤S31中，根据铲刀的成形面的坡度值得到斜坡目标倾角具体包括：

S311，判断坡度值是否为已有坡度值，如果是，进入步骤S312，如果否，进入步骤S313；

S312、根据坡度值调用与其对应的斜坡目标倾角；

S313、根据坡度值和水平目标倾角计算后得到斜坡目标倾角。

步骤S311中，判断坡度值是否为已有坡度值时，可显示所有已记录的坡度值，操作人员通过观察发出所需坡度值是否为已有坡度值的信号，从而得出坡度值是否为已有坡度值的结果；也可由操作人员输入所需的坡度值，然后对应的单元判断该输入的坡度值是否为已有坡度值。

上述控制方法通过记录坡度值与斜坡目标倾角之间的对应关系，并判断该坡度值是否为已有坡度值的方式简化了斜坡目标倾角的获得，从而进一步提高铲刀的工作效率。

在实际操作过程中，如果坡度值为已有坡度值，但用户需要根据具体工况作适当调整，此时用户不希望仍然采用该坡度值对应的斜坡目标倾斜角调整铲刀的倾斜角度。由此，上述步骤S312具体包括：

S3121、判断用户是否使用已有坡度值对应的斜坡目标倾角，如果是，则进入步骤S3122，如果否，则进入步骤S313；

S3122、调用该斜坡目标倾角。

其中，判断用户是否使用已有坡度值对应的斜坡目标倾角，可通过以下方式实现：首先发送提示用户是否使用已有坡度值对应的斜坡目标倾角的信号，然后用户进行选择，检测用户输入的选择结果即可。

为了进一步降低操作人员的劳动强度，本发明实施提供的控制方法中，坡度值的获得方法为：检测车体实际倾角，并将车体实际倾角换算为坡度值。由于整个设备工作时，车体所处的位置表征铲刀的成形面所处的位置，因此，当车体实际倾角稳定后，铲刀的成形面的坡度值也就可以得到了。此方法无需人工输入坡度值，不但能够降低操作人员的劳动强度，提高铲刀的工作效率，还能提高铲刀的工作精度。

更进一步的技术方案中，上述水平目标倾角的获得方法为：将车体与地面的接触面和铲刀刀刃所在的水平面置于同一水平面上，将测得的铲刀实际倾角作为水平目标倾角。上述获得水平目标倾角的方法一般用于设备出厂前的参数预置过程中，通过这一预置即可避免用户每次都人工输入水平目标倾角所带来的操作繁琐问题，进而更大程度地降低劳动强度，同时有益于提高铲刀的工作精度。当然，在实际操作过程中，上述水平目标倾角可根据具体的作业场地加以微调修正。

当铲刀的成形面形成完毕后，铲刀需要回程，而在回程过程中并不需要严格控制铲刀的倾角，或者根据铲刀的实际工况，有时铲刀在形成成形面的过程中亦不需要严格控制铲刀的倾角，因此本发明实施例提供的控制方法还包括以下步骤：

检测是否存在中断控制信号，如果是，则转入手动控制模式。

由此，当铲刀在回程时或需要手动控制时，用户则可通过手柄或其他部件发出中断控制信号，进而转入手动控制模式。

为了提高该控制方法的灵活性，还可检测是否启用铲刀倾角控制功能，如果是，则进入步骤S11，如果否则转入手动模式。

本发明实施例提供的铲刀倾角的控制系统包括：

铲刀倾角检测单元，用于检测铲刀实际倾角；

工作面判断单元，用于判断铲刀的成形面是否处于水平面内，具体地，工作面判断单元可根据用户输入的信号判断成形面是否处于水平面内；

控制单元，在成形面位于水平面内时，调用水平目标倾角、比较铲刀实际倾角和水平目标倾角，并根据比较结果控制铲刀实际倾角等于水平目标倾角；在成形面位于斜面内时，根据铲刀的成形面的坡度值得到斜坡目标倾角、比较铲刀实际倾角和斜坡目标倾角，并根据比较结果控制铲刀实际倾角等于斜坡目标倾角；

操作面板，用于显示提示信息、供用户进行相关选择，并将用户的选择信息发送至各单元，该操作面板上具有多个操作键，且其优选为显示器。

该控制系统应用了上述铲刀倾角的控制方法，由于该控制方法具有上述技术效果，应用该控制方法的铲刀倾角的控制系统也应具有相应的技术效果，此处不再赘述。

具体地，上述铲刀倾角检测单元可为倾角传感器，而当坡度值通过车体实际倾角计算时，铲刀和车体上均安装该倾角传感器。

优选的技术方案中，上述控制系统还包括用于记录坡度值与斜坡目标倾角之间的对应关系的记录单元，而控制单元包括：

数据判断单元，在成形面位于斜面内时，判断坡度值是否为已有坡度值；

获取斜坡目标倾角的目标值获取单元，该目标值获取单元在坡度值为已有坡度值时，调用坡度值对应的斜坡目标倾角；在坡度值非已有坡度值时，根据坡度值和水平目标倾角计算后得到斜坡目标倾角。

此控制系统通过记录单元以及数据判断单元和目标值获取单元进一步降低操作人员的劳动强度，并提高铲刀的工作效率。

在上述方案的基础上，控制单元还包括数据使用判断单元，该数据使用判断单元在坡度值为已有坡度值时，判断用户是否使用已有坡度值对应的斜坡目标倾角；而目标值获取单元在坡度值为已有坡度值，且用户使用已有坡度值对应的斜坡目标倾角时，调用坡度值对应的斜坡目标倾角，在用户不使用已有坡度值对应的斜坡目标倾角时，根据坡度值和水平目标倾角计算后得到斜坡目标倾角。

上述控制系统通过判断用户是否使用已有数据提高了自身的灵活性，使得用户根据不同的需求灵活选择。

更优选的技术方案中，上述控制系统还包括中断判断单元，该中断判断单元用于检测是否存在中断控制信号，如果是则发出手动控制信号，如果否则继续执行下一步骤。此控制系统的灵活性进一步提高，同时铲刀的控制成本有所降低。

为了便于操作，上述控制系统中的操作面板上的多个操作键分别用于选择是否启用铲刀倾角控制功能、选择铲刀的成形面是否处于水平面、选择坡度值是否为已有坡度值、选择是否使用已有坡度值、输入坡度值、开始调整铲刀实际倾角等，根据不同的要求，可增加更多的操作键，以提高该控制系统的人机交互性能。另外，上述控制单元、记录单元以及中断判断单元均可集成于车载控制器中。

以上对本发明所提供的铲刀倾角的控制方法及控制系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种铲刀倾角的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S11、检测铲刀实际倾角，判断铲刀的成形面是否处于水平面内，如果是，进入步骤S21，如果否，进入步骤S31；

S21、调用水平目标倾角，比较所述铲刀实际倾角和所述水平目标倾角，根据比较结果控制所述铲刀实际倾角等于所述水平目标倾角；

S31、根据铲刀的成形面的坡度值得到斜坡目标倾角，比较所述铲刀实际倾角和所述斜坡目标倾角，根据比较结果控制所述铲刀实际倾角等于所述斜坡目标倾角。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，

在所述步骤S31之后还包括步骤：

S32、记录所述坡度值与所述斜坡目标倾角之间的对应关系；

在所述步骤S31中，所述根据铲刀的成形面的坡度值得到斜坡目标倾角具体包括：

S311，判断所述坡度值是否为已有坡度值，如果是，进入步骤S312，如果否，进入步骤S313；

S312、判断用户是否使用已有坡度值对应的所述斜坡目标倾角，如果是，则调用已有坡度值对应的所述斜坡目标倾角，如果否，则进入步骤S313；

S313、根据所述坡度值和水平目标倾角计算后得到所述斜坡目标倾角。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述坡度值的获得方法为：检测车体实际倾角，并将所述车体实际倾角换算为所述坡度值。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述水平目标倾角的获得方法为：将车体与地面的接触面和铲刀刀刃所在的水平面置于同一水平面上，将测得的铲刀实际倾角作为所述水平目标倾角。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

检测是否存在中断控制信号，如果是，则转入手动控制模式。

6.一种铲刀倾角的控制系统，其特征在于，包括：

铲刀倾角检测单元，用于检测铲刀实际倾角；

工作面判断单元，用于判断铲刀的成形面是否处于水平面内；

控制单元，在所述成形面位于水平面内时，调用水平目标倾角、比较所述铲刀实际倾角和所述水平目标倾角，并根据比较结果控制所述铲刀实际倾角等于所述水平目标倾角；在所述成形面位于斜面内时，根据铲刀的成形面的坡度值得到斜坡目标倾角、比较所述铲刀实际倾角和所述斜坡目标倾角，并根据比较结果控制所述铲刀实际倾角等于所述斜坡目标倾角。

7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，还包括：

记录单元，用于记录所述坡度值与所述斜坡目标倾角之间的对应关系；

所述控制单元包括数据判断单元、目标值获取单元和数据使用判断单元；

所述数据判断单元在所述成形面位于斜面内时，判断所述坡度值是否为已有坡度值；

所述目标值获取单元在所述坡度值为已有坡度值时，所述数据使用判断单元判断用户是否使用已有坡度值对应的所述斜坡目标倾角；所述目标值获取单元在所述坡度值非已有坡度值时，根据所述坡度值和水平目标倾角计算后得到所述斜坡目标倾角；

所述目标值获取单元在所述坡度值为已有坡度值，且用户使用已有坡度值对应的所述斜坡目标倾角时，调用所述坡度值对应的所述斜坡目标倾角，在用户不使用已有坡度值对应的所述斜坡目标倾角时，根据所述坡度值和水平目标倾角计算后得到所述斜坡目标倾角。

8.根据权利要求6或7所述的控制系统，其特征在于，还包括：

中断判断单元，检测是否存在中断控制信号，如果是则发出手动控制信号。