CN104405005B - 装载机铲装控制系统及铲装控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及装载机铲装控制系统及铲装控制方法，为解决现有铲装物料时是由手动控制铲斗前后摇动而使物料向后翻滚落入铲斗中的缺点，本发明公开装载机铲装控制系统，包括铲斗、举升装置、转斗油缸，控制转斗油缸动作的电控阀，电子控制单元与电控阀连接，在完成铲装收斗动作后向电控阀发信号控制电控阀动作使转动油缸驱动铲斗绕其铰接点作数次前后摇动。本发明在完成铲装收斗动作后，电子控制单元控制电控阀，从而自动完成铲斗的前后摇晃动作，将没有完全铲装进斗的物料和高出铲斗前刀板在运输过程中可能洒落的物料抖落。该铲斗的摇晃动作由控制系统自动控制完成，避免了操作员通过操作手柄来完成，从而降低了操作难度。

Description

装载机铲装控制系统及铲装控制方法

技术领域

本发明涉及一种装载机的铲装控制,尤其涉及一种装载机铲装控制系统及铲装控制方法。

背景技术

装载机作业过程中，当铲斗铲入料堆装满物料后，铲斗掘起并向后翻转，翻转到一定角度或者碰撞到动臂，从而使铲斗停止翻转，由于外力使铲斗突然停止，铲斗里的物料具有向后的惯性。在铲装细碎物料时，当铲斗完成装料后，细碎物料往往堆积在铲斗的前部,且高出铲斗的刀板,随着装载机行走时造成的抖动,位于铲斗前部高出铲斗刀板的物料可能由于铲斗的抖动而洒落出铲斗。为了减少物料在运输过程中高出铲斗前部刀板的物料洒落，操作者往往通过快速几次轻微操纵铲斗手柄或开关，使铲斗快速前后翻转以微小的角度做数次摇动或者撞击动臂，使物料在惯性作用下往铲斗中间回滚，并抖落没有完全装进铲斗的物料，达到在运载过程中减少物料的散落。

操作者通过快速几次轻微操纵铲斗手柄或开关，使铲斗快速前后翻转以微小的角度撞击动臂，这对操作者的技术要求非常高，而且需要控制好角度范围，防止铲斗因角度过大倒出物料，或因角度过小撞击力度不够而物料无法通过惯性回滚。操作经验不足的新手无法快速掌握该技巧，不能进行快速操作铲装，影响工作效率。另外经常快速操纵手柄或开关，易造成手柄或开关的过早老化，影响机器性能，同时若进行自动铲装时，无法实现惯性控制，不利于自动控制。

发明内容

本发明的目的在于现有装载机铲装物料时是由手动控制铲斗前后摇动而使物料向后翻滚落入铲斗中的缺点，提供一种自动控制完成铲斗前后摇动的装载机铲装控制系统及铲装控制方法。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：构造一种装载机铲装控制系统，包括铲斗、与铲斗铰接用于举升铲斗的举升装置、推动铲斗绕举升装置前端转动的转斗油缸，在转斗油缸的驱动油路上设置有控制转斗油缸动作的电控阀，电子控制单元与电控阀连接，在完成铲装动作后电子控制单元向电控阀发出控制信号控制电控阀动作使转斗油缸驱动铲斗绕其铰接点作数次前后摇动。本发明在完成铲装收斗动作后，电子控制单元控制电控阀，从而自动完成铲斗的前后摇晃动作，将没有完全铲装进斗的物料和高出铲斗前刀板在运输过程中可能洒落的物料抖落。该铲斗的摇晃动作由控制系统自动控制完成，避免了操作员通过操作手柄来完成，从而降低了操作难度。

在装载机铲装控制系统中，该系统还包括与电子控制单元连接的控制开关，控制开关用于启动或中止电子控制单元向电控阀发出控制信号。

在装载机铲装控制系统中，装载机铲装控制系统还包括与电子控制单元连接用于检测铲斗状态参数的检测装置，电子控制单元通过检测装置的检测状态参数判断铲斗位置。其中检测装置包括用于检测铲斗转斗角度的转斗角度传感器或感应开关，在铲斗转动大某一位置时感应开关可触发并向电子控制单元发动对应信号。铲斗转斗角度可用于判断是否完成铲装收斗动作的判断，还可以用于铲斗前后摇晃的控制。

在装载机铲装控制系统中，举升装置还包括动臂和举升动臂的动臂油缸，动臂两端分别于铲斗和车架转动连接，检测装置还包括用于检测动臂转动角度的动臂举升角度传感器或感应开关和用于检测动臂油缸内压力的压力传感器。动臂油缸内压力和动臂转动角度可用于判断是否完成了铲斗铲装动作，以便实现自动控制。

本发明为实现其发明目的提供的另一种技术方案是提供一种装载机铲装控制方法，该方法是在完成铲装收斗动作后，装载机铲装控制系统的电子控制单元向电控阀发出控制信号控制电控阀动作使转斗油缸驱动铲斗绕其铰接点作数次前后摇动。在本发明装载机铲装控制方法中,当装载机完成铲装收斗动作后,操作员可通过控制开关控制电子控制单元,使电子控制单元控制电控阀实现铲斗的前后摆动,当操作员认为铲斗的摇动已达到效果后再通过控制开关使电子控制单元停止发送信号,终止铲斗的前后晃动。

在上述装载机铲装控制方法中，还包括铲装收斗动作状态判断步骤，该步骤包括通过检测装置检测铲斗位置状态并将检测到的参数值发送至电子控制单元与预设值进行对比，当参数值与预设值相符时判断为铲装收斗动作完成状态。检测装置检测铲斗位置状态包括检测铲斗转斗角度和检测装载机动臂转动角度，和/或检测装载机动臂油缸内压力参数值。在铲斗前后摇动的过程中还检测铲斗转动角度。

本发明与现有技术相比，其优点是：装载机完成铲装收斗动作后，铲斗前后摇动的动作由装载机铲装控制系统控制自行完成，无需人工手动操纵操作杆来完成，从而降低了装载机操作员的操作水平要求。

附图说明

图1是本发明第一实施例中装载机铲装控制系统的结构框图；

图2是本发明第一实施例中装载机检测装置的布置示意图；

图3是本发明第二实施例中装载机铲装控制系统的结构框图；

图4是本发明第二实施例中装载机检测装置的布置示意图；

图5是本发明第二实施例中装载机检测装置的另一种布置的示意图；

图6是本发明第二实施例中装载机铲装控制流程图。

图中：控制开关1、电子控制单元2、电控阀3、铲斗转斗角度传感器4、动臂油缸压力传感器5、动臂转动角度传感器6。

具体实施方式

下面结合附图说明具体实施方案。

实施例一：

如图1图2所示，本实施例中装载机铲装控制系统，包括铲斗、与铲斗铰接用于举升铲斗的举升装置、推动铲斗绕举升装置前端转动的转斗油缸，举升装置包括动臂以及抬升动臂的动臂油缸，铲斗铰接在动臂的前端，转斗油缸通过连杆机构拉动铲斗绕动臂前端前后翻转。在转斗油缸的驱动油路上设置有控制转斗油缸动作的电控阀3，电子控制单元2与电控阀3连接，控制开关1和铲斗转斗角度传感器4连接在电子控制单元2上，其中铲斗转斗角度传感器4用于检测铲斗转动的角度，以便判断铲斗的位置；控制开关1向电子控制单元2发送闭合或断开的信号。当控制开关1闭合时，电子控制单元2发出控制信号控制电控阀3使铲斗绕动臂前端以一定的摆幅前后摇动数次，或者电子控制单元2根据铲斗转斗角度传感器4检测到的铲斗转斗角度而控制电控阀3，使铲斗绕动臂前端以一定的摆幅前后摇动数次。本实施例中装载机铲装控制系统所对应的铲装控制方法如下：操作员操作装载机完成铲装收斗后，闭合控制开关1，电子控制单元向电控阀发送某段脉冲信号来控制电控阀周期性换向来控制铲斗完成前后摇动或者撞击动臂动作，直到操作员满意断开控制开关1为止，在此过程中无需通过转斗角度传感器检测铲斗的位置。另外也可以是闭环控制，即操作员操作装载机完成铲装收斗后，闭合控制开关1，此时电子控制单元2发出控制信号，使电控阀3换向，转斗油缸推动铲斗绕动臂前端向前摆动，当电子控制单元2通过铲斗转斗角度传感器4检测到铲斗向前摆动到预设角度时，电子控制单元2发出另一电信号使电控阀3再次换向，使转斗油缸拉动铲斗绕动臂前端向后摆动，当电子控制单元2通过铲斗转斗角度传感器4检测到铲斗向后摆动到预设角度(例如铲斗与动臂发生碰撞)时，电子控制单元2发出电信号使电控阀3再次换向，使转斗油缸推动铲斗绕动臂前端向前摆动，如此反复，直到操作员满意断开控制开关1为止。本实施例中通过，电子控制单元2控制电控阀3，从而自动完成铲斗的前后摇晃动作，将没有完全铲装进斗的物料和高出铲斗前刀板在运输过程中可能洒落的物料抖落。该动作只要操作员闭合和断开控制开关1即可完成铲斗的前后摇晃动，避免了操作员通过操作手柄来完成，从而降低了操作难度。

实施例二：

如图3至图5所示，本实施例中装载机铲装控制系统，包括铲斗、与铲斗铰接用于举升铲斗的举升装置、推动铲斗绕举升装置前端转动的转斗油缸，举升装置包括动臂以及抬升动臂的动臂油缸，铲斗铰接在动臂的前端，转斗油缸通过连杆机构拉动铲斗绕动臂前端前后翻转。在转斗油缸的驱动油路上设置有控制转斗油缸动作的电控阀3，电子控制单元2与电控阀3连接，动臂转动角度传感器6、铲斗转斗角度传感器4、动臂油缸压力传感器5等连接在电子控制单元2上，其中铲斗转斗角度传感器4用于检测铲斗转动的角度，以便判断铲斗的位置；动臂转动角度传感器6用于检测动臂转动角度，动臂油缸压力传感器5用于检测动臂油缸内压力，进而判断铲斗内铲装物料的重量，(或根据铲装物料的种类)而判断铲斗铲装物料满斗的程度。电子控制单元2根据铲斗转斗角度传感器4传来的铲斗转动角度和动臂转动角度传感器6传来的动臂转动角度，与电子控制单元2内对应的预设值进行对比，电子控制单元2内对应的预设值与铲斗铲装收斗完成状态相对应；当动臂油缸内压力大于对应预设值时则认为铲斗装满了物料。也即当动臂抬升到一定高度(动臂绕与车架铰接点转动一定角度)、铲斗绕动臂前端向后转动一定角度后，电子控制单元2判断为铲装收斗完成，当动臂油缸内压力大于一定值时判定为铲斗铲装物料装满斗。在本实施例中，铲斗转斗角度有两种方式测量，其中第一种如图4所示，将角度传感器安装在转斗拉杆与铲斗的铰接位置，直接通过角度传感器检测出铲斗转动角度；另一种方式如图5所示，通过传感器检测出转斗油缸活塞杆伸出的长度而换算出铲斗转斗角度。

本实施例中装载机铲装控制系统所对应的铲装控制方法如下：操作员操作装载机铲装物料，其中包括将铲斗插入到料堆以及收斗、抬升动臂的动作，当动臂抬升到一定高度(动臂转动角度大于对应预设值)、铲斗向后转动一定角度(铲斗转斗角度大于对应预设值)时，电子控制单元2判断此时已完成铲装收斗动作，此时若动臂油缸内压力大于一定值时电子控制单元2判断铲斗装满物料，在装载机运输前需要摇动铲斗抖落可能在运输过程中洒落的物料，此时电子控制单元向电控阀发送某段脉冲信号来控制电控阀周期性换向，来控制铲斗完成数次前后摇动或者撞击动臂动作，在此过程中无需通过转斗角度传感器检测铲斗的位置。另外也可以是闭环控制，即电子控制单元2判断此时已完成铲装收斗动作后，电子控制单元2发出控制信号，使电控阀3换向，转斗油缸推动铲斗绕动臂前端向前摆动，当电子控制单元2通过铲斗转斗角度传感器4检测到铲斗向前摆动到预设角度时，电子控制单元2发出另一电信号使电控阀3再次换向，使转斗油缸拉动铲斗绕动臂前端向后摆动，当电子控制单元2通过铲斗转斗角度传感器4检测到铲斗向后摆动到预设角度(例如铲斗与动臂发生碰撞)时，电子控制单元2发出电信号使电控阀3再次换向，使转斗油缸推动铲斗绕动臂前端向前摆动，如此反复，直到完成电子控制单元2内预设的前后摇动次数。在电子控制单元2判断已经完成铲装收斗动作时，若此时动臂油缸内压力小于预设值，则认为铲斗内物料没有装满，在运输前无需进行前后摇动铲斗。

本实施例中通过，电子控制单元2通过动臂转动角度传感器6、铲斗转斗角度传感器传输的参数信号判断是否完成铲斗铲装收斗动作，通过动臂油缸压力传感器5传输的参数判断铲斗是否满斗，当判断铲斗铲装收斗动作完成且装料满斗时，自动控制电控阀3，自动完成铲斗的前后摇晃动作，将没有完全铲装进斗的物料和高出铲斗前刀板在运输过程中可能洒落的物料抖落。该动作无需操作员人工干预即可完成铲斗的前后摇晃动，避免了操作员通过操作手柄来完成，从而降低了操作难度。

Claims (10)

1.一种装载机铲装控制系统，包括铲斗、与铲斗铰接用于举升铲斗的举升装置、推动铲斗绕举升装置前端转动的转斗油缸，在转斗油缸的驱动油路上设置有控制转斗油缸动作的电控阀，其特征在于所述装载机铲装控制系统还包括电子控制单元，所述电子控制单元与所述电控阀连接，在完成铲装动作后所述电子控制单元向所述电控阀发出控制信号控制所述电控阀动作使转斗油缸驱动铲斗绕其铰接点作数次前后摇动。

2.根据权利要求1所述的装载机铲装控制系统，其特征在于所述装载机铲装控制系统还包括与电子控制单元连接的控制开关，所述控制开关用于启动或中止所述电子控制单元向电控阀发出控制信号。

3.根据权利要求1所述的装载机铲装控制系统，其特征在于所述装载机铲装控制系统还包括与电子控制单元连接用于检测铲斗状态参数的检测装置，所述电子控制单元通过检测装置的检测状态参数判断铲斗所处位置。

4.根据权利要求3所述的装载机铲装控制系统，其特征在于所述检测装置包括用于检测铲斗转斗角度的转斗角度传感器或感应开关。

5.根据权利要求3所述的装载机铲装控制系统，其特征在于所述举升装置还包括动臂和举升动臂的动臂油缸，动臂两端分别于铲斗和车架转动连接，所述检测装置还包括用于检测动臂转动角度的动臂举升角度传感器或感应开关。

6.根据权利要求5所述的装载机铲装控制系统，其特征在于所述检测装置还包括用于检测动臂油缸内压力的压力传感器。

7.一种装载机铲装控制方法，其特征在于该装载机铲装控制系统的包括铲斗、与铲斗铰接用于举升铲斗的举升装置、推动铲斗绕举升装置前端转动的转斗油缸，在转斗油缸的驱动油路上设置有控制转斗油缸动作的电控阀、与所述电控阀连接的电子控制单元，该控制方法如下：在完成铲装收斗动作后，装载机铲装控制系统的电子控制单元向所述电控阀发出控制信号控制所述电控阀动作使转斗油缸驱动铲斗绕其铰接点作数次前后摇动。

8.根据权利要求7所述的装载机铲装控制方法，其特征在于还包括铲装收斗动作状态判断步骤，该步骤包括通过检测装置检测铲斗位置状态并将检测到的参数值发送至电子控制单元与预设值进行对比，当参数值与预设值相符时判断为铲装收斗动作完成状态。

9.根据权利要求8所述的装载机铲装控制方法，其特征在于检测装置检测铲斗位置状态包括检测铲斗转斗角度和动臂转动角度和/或动臂油缸内压力。

10.根据权利要求7所述的装载机铲装控制方法，其特征在于在铲斗前后摇动时还包括检测铲斗转斗角度。