CN105804137B - 一种液压挖掘机及其进行平地控制的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液压挖掘机及其进行平地控制的方法。该液压挖掘机通过设置控制器(1)，与斗杆角度传感器(7)连接，获取斗杆角度α，并通过控制所述第一比例阀(2)和第二比例阀(3)的阀芯开口，以及控制动臂主控制阀(6)阀芯开口面积，调整动臂的缓操作，进而提高液压挖掘机的平地性能。
Description
技术领域
本发明涉及挖掘机领域，尤其涉及一种液压挖掘机及其进行平地控制的方法。
背景技术
小型挖掘机应用非常广泛，已经服务于国民经济的多个领域。平地作业是小型挖掘机常见的工况之一，主要依靠动臂提升和斗杆内收的复合动作对地面进行平整，平地性能的好坏在一定程度上反映了整机性能的水平，因而受到各主机厂家的重视。
由于小型挖掘机根据自身流量需要只设置一个液压泵供油，所以为避免执行器负载不同导致的动作不协调，一般采用具有流量抗饱和功能的负载敏感液压系统，也就是说流入执行器的流量比例与各执行负载压力大小无关，只和主阀控制阀芯的开口大小有关，进一步说就是和控制主阀芯换向的先导压力有关，最终归结到实际操作上，就是取决于操作手操作先导手柄时先导手柄的倾角，因此平地作业本身就是动臂和斗杆两个手柄倾角变化的组合。
在向内平地时，动臂和斗杆手柄同时被拉到最大倾角，然后动臂手柄被缓慢推回中位，以减缓动臂上升速度来补偿斗杆弧形运动曲线导致的铲斗上移，从而保证斗齿始终接触地面；同理向外平地时，斗杆手柄一开始就被推到最大倾角，同时缓慢推动动臂手柄至最大倾角。
在整个平地作业过程中，斗杆手柄始终处于最大倾角，而动臂手柄在斗杆与地面角度α小于90°的范围内存在缓操作，如图1所示。熟练的操作手很容易控制动臂和斗杆复合动作实现铲斗齿尖在平地过程中始终贴紧地面，而不熟练的操作手在整个平地过程中则很难保持齿尖与地面的贴合，从而导致地面凹凸不平，平地效果不佳。
现有技术中，在平地作业时，在动作较快的执行机构回路上增加合适的节流孔的方法虽然可以提高平地的性能，但这样无疑会影响其它工况下的整机的效率和协调性。
如果采用两个流量较小的液压泵代替单泵供油，平地作业时取消双泵合流，使两泵分别供应动臂和斗杆油缸，该方法虽然避免了动臂和斗杆流量的相互干扰，提高了平地操控性，但同时增加了液压系统的复杂程度。在此前提下，诸如动臂提升甩方、斗杆内收挖掘等动作都需要双泵合流，从液压系统的可靠性上考虑，串联环节的增加会导致系统可靠性的降低，并且以上两种方法都仅仅局限于平地性能的改善和提高，并不能从理论上保证不熟练的操作手也可以轻易的获得理想的平地作业效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有液压挖掘机控制动臂缓操作困难，进而导致平地作业性能差。
根据本发明一方面，提出一种液压挖掘机，包括：控制器(1)、第一比例阀(2)、第二比例阀(3)、动臂先导手柄(4)、多路换向阀(5)、动臂主控制阀(6)、和斗杆角度传感器(7)，其中：
所述控制器(1)的输入口与所述斗杆角度传感器(7)的输出口连接，所述控制器(1)的第一输出口与所述第一比例阀(2)的电磁信号输入口连接，所述控制器(1)的第二输出口与所述第二比例阀(3)的电磁信号输入口连接；
所述第一比例阀(2)的出油口与所述动臂主控制阀(6)的上升先导油口连接，所述第一比例阀(2)的进油口与所述多路换向阀(5)的第一工作油口连接；
所述第二比例阀(3)的出油口与所述动臂主控制阀(6)的下降先导油口连接，所述第二比例阀(3)的进油口与所述多路换向阀(5)的第四工作油口连接；
所述动臂先导手柄(4)的两个减压阀的出油口分别与所述多路换向阀(5)的两个进油口连接；
所述多路换向阀(5)的第一电磁信号输入口与所述控制器(1)的第三输出口连接，所述多路换向阀(5)的第二电磁信号输入口与所述控制器(1)的第四输出口连接；
所述动臂主控制阀(6)的上升先导油口与所述多路换向阀(5)的第二工作油口连接，所述动臂主控制阀(6)的下降先导油口与所述多路换向阀(5)的第三工作油口连接。
进一步，所述第一比例阀(2)和第二比例阀(3)同时得电或同时失电。
进一步，所述多路换向阀(5)采用直流电磁铁，从所述液压挖掘机的蓄电池供电。
进一步，所述第一比例阀(2)和第二比例阀(3)为相同的二位二通电比例阀；
所述多路换向阀(5)为三位六通电磁换向阀。
进一步，斗杆角度传感器(7)用于将采集的斗杆角度α发送给控制器(1)；
所述控制器(1)用于判断斗杆角度α是否变小；
若是，所述控制器(1)控制所述多路换向阀(5)的第一电磁信号得电第二电磁信号失电，所述第一比例阀(2)接入系统回路，先导油流经所述第一比例阀(2)后与动臂主控制阀(6)的上升先导口连接，所述动臂主控制阀(6)的下降先导油经多路换向阀(5)的第三工作油口和动臂先导手柄(4)连通油箱回油；
若斗杆角度α变大，所述控制器(1)控制所述多路换向阀(5)的第一电磁信号失电第二电磁信号得电，所述第二比例阀(3)接入系统回路，先导油流经所述第二比例阀(3)后与动臂主控制阀(6)的下降先导口连接，所述动臂主控制阀(6)的上升先导油经多路换向阀(5)的第二工作油口和动臂先导手柄(4)连通油箱回油；
若斗杆角度α不变，所述控制器(1)控制所述多路换向阀(5)的第一电磁信号和第二电磁信号同时失电。
进一步，所述控制器(1)判断斗杆角度α变小时，则判断斗杆角度α是否小于等于90°，若是，第一比例阀(2)和第二比例阀(3)同时得电，先导压力经过第一比例阀(2)的节流，压力下降，动臂主控制阀(6)阀芯开口面积变小，动臂速度下降以配合斗杆实现铲斗斗齿直线运动；
否则，第一比例阀(2)和第二比例阀(3)同时失电，所述第一比例阀(2)阀芯开口全开，先导压力以最大值作用于动臂主控制阀(6)阀芯。
进一步，所述控制器(1)判断斗杆角度α变大时，则判断斗杆角度α是否小于等于90°，若是，第一比例阀(2)和第二比例阀(3)同时得电，先导压力经过第二比例阀(3)的节流，压力下降，动臂主控制阀(6)阀芯开口面积变小，动臂速度下降以配合斗杆实现铲斗斗齿直线运动；
否则，第一比例阀(2)和第二比例阀(3)同时失电，所述第二比例阀(3)阀芯开口全开，先导压力以最大值作用于动臂主控制阀(6)阀芯。
进一步，所述控制器(1)根据斗杆角度α确定电流的大小，通过给定电流的大小来调整所述第一比例阀(2)和第二比例阀(3)的阀芯开口，对先导油进行节流，进而控制动臂主控制阀(6)阀芯开口面积。
根据本发明的另一方面，还提出一种液压挖掘机进行平地控制的方法，包括：
斗杆角度传感器(7)将采集的斗杆角度α发送给控制器(1)；
所述控制器(1)判断斗杆角度α是否变小，若是，所述控制器(1)控制所述多路换向阀(5)的第一电磁信号得电第二电磁信号失电，所述第一比例阀(2)接入系统回路，先导油流经所述第一比例阀(2)后与动臂主控制阀(6)的上升先导口连接，所述动臂主控制阀(6)的下降先导油经多路换向阀(5)的第三工作油口和动臂先导手柄(4)连通油箱回油；
若斗杆角度α变大，所述控制器(1)控制所述多路换向阀(5)的第一电磁信号失电第二电磁信号得电，所述第二比例阀(3)接入系统回路，先导油流经所述第二比例阀(3)后与动臂主控制阀(6)的下降先导口连接，所述动臂主控制阀(6)的上升先导油经多路换向阀(5)的第二工作油口和动臂先导手柄(4)连通油箱回油；
若斗杆角度α不变，所述控制器(1)控制所述多路换向阀(5)的第一电磁信号和第二电磁信号同时失电。
进一步，所述控制器(1)判断斗杆角度α变小时，则判断斗杆角度α是否小于等于90°，若是，第一比例阀(2)得电，先导压力经过第一比例阀(2)的节流，压力下降，动臂主控制阀(6)阀芯开口面积变小，动臂速度下降以配合斗杆实现铲斗斗齿直线运动；
否则，第一比例阀(2)失电，所述第一比例阀(2)阀芯开口全开，先导压力以最大值作用于动臂主控制阀(6)阀芯。
进一步，所述控制器(1)判断斗杆角度α变大时，则判断斗杆角度α是否小于等于90°，若是，第二比例阀(3)得电，先导压力经过第二比例阀(3)的节流，压力下降，动臂主控制阀(6)阀芯开口面积变小，动臂速度下降以配合斗杆实现铲斗斗齿直线运动；
否则，第二比例阀(3)失电，所述第二比例阀(3)阀芯开口全开，先导压力以最大值作用于动臂主控制阀(6)阀芯。
进一步，所述控制器(1)根据斗杆角度α确定电流的大小，通过给定电流的大小来调整所述第一比例阀(2)和第二比例阀(3)的阀芯开口，对先导油进行节流，进而控制动臂主控制阀(6)阀芯开口面积。
进一步，所述第一比例阀(2)和第二比例阀(3)同时得电或同时失电。
进一步，当控制器(1)关闭时，先导油通过所述动臂先导手柄(4)的出油口经多路换向阀(5)第二工作油口和第三工作油口与所述动臂主控制阀(6)的上升先导口和下降先导口连通，控制动臂主控制阀(6)阀芯换向，完成动臂升降动作。
进一步，所述多路换向阀(5)采用直流电磁铁，从所述液压挖掘机的蓄电池供电。
进一步，所述第一比例阀(2)和第二比例阀(3)为相同的二位二通电比例阀；
所述多路换向阀(5)为三位六通电磁换向阀。
与现有技术相比，本发明通过设置控制器(1)，与斗杆角度传感器(7)连接，获取斗杆角度α，并通过控制所述第一比例阀(2)和第二比例阀(3)的阀芯开口，以及控制动臂主控制阀(6)阀芯开口面积，调整动臂的缓操作，进而提高液压挖掘机的平地性能。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。
参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：
图1为铲斗的斗齿沿水平地面直线掘削示意图。
图2为本发明液压挖掘机的一个实施例的结构示意图。
图3为本发明液压挖掘机进行平地控制的方法一个实施例的流程示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
图2为本发明液压挖掘机的一个实施例的结构示意图。该结构包括：控制器1、第一比例阀2、第二比例阀3、动臂先导手柄4、多路换向阀5、动臂主控制阀6、和斗杆角度传感器7，其中：
所述控制器1的输入口与所述斗杆角度传感器7的输出口连接，所述控制器1的第一输出口与所述第一比例阀2的电磁信号输入口连接，所述控制器1的第二输出口与所述第二比例阀3的电磁信号输入口连接；
所述第一比例阀2的出油口与所述动臂主控制阀6的上升先导油口连接，所述第一比例阀2的进油口与所述多路换向阀5的第一工作油口连接；
所述第二比例阀3的出油口与所述动臂主控制阀6的下降先导油口连接，所述第二比例阀3的进油口与所述多路换向阀5的第四工作油口连接；
所述动臂先导手柄4的两个减压阀的出油口分别与所述多路换向阀5的两个进油口连接；
所述多路换向阀5的第一电磁信号输入口与所述控制器1的第三输出口连接，所述多路换向阀5的第二电磁信号输入口与所述控制器1的第四输出口连接；
所述动臂主控制阀6的上升先导油口与所述多路换向阀5的第二工作油口连接，所述动臂主控制阀6的下降先导油口与所述多路换向阀5的第三工作油口连接。
其中，所述第一比例阀2和第二比例阀3为相同的二位二通电比例阀；
所述多路换向阀5为三位六通电磁换向阀，采用直流电磁铁，从所述液压挖掘机的蓄电池供电，无需另外设置整流器。
在该实施例中，当液压挖掘机进行平地作业时，控制器1开启，斗杆角度传感器7用于将采集的斗杆角度α发送给控制器1。所述斗杆角度传感器7的测量范围为0°到180°，分辨率和滞后误差均小于0.1°。本领域的技术人员应当理解，平地作业包括斗齿沿水平地面直线掘削，也包括斗齿沿倾斜地面直线掘削，所述斗杆角度传感器7只用于举例，不应该理解为对本发明的限制。
所述控制器1用于判断斗杆角度α是否变小。
若斗杆角度α在变小，即液压挖掘机在进行向内平地作业，所述控制器1控制所述多路换向阀5的第一电磁信号得电第二电磁信号失电，所述第一比例阀2接入系统回路，先导油流经所述第一比例阀2后与动臂主控制阀6的上升先导口连接，所述动臂主控制阀6的下降先导油经多路换向阀5的第三工作油口和动臂先导手柄4连通油箱回油。
在向内平地阶段，如果所述控制器1判断斗杆角度α小于等于90°，第一比例阀2得电，先导压力经过第一比例阀2的节流，压力下降，动臂主控制阀6阀芯开口面积变小，动臂速度下降以配合斗杆实现铲斗斗齿直线运动。
如果所述控制器1判断斗杆角度α大于90°，第一比例阀2失电，所述第一比例阀2阀芯开口全开，先导压力以最大值作用于动臂主控制阀6阀芯。
若斗杆角度α在变大，即液压挖掘机在进行向外平地作业，所述控制器1控制所述多路换向阀5的第一电磁信号失电第二电磁信号得电，所述第二比例阀3接入系统回路，先导油流经所述第二比例阀3后与动臂主控制阀6的下降先导口连接，所述动臂主控制阀6的上升先导油经多路换向阀5的第二工作油口和动臂先导手柄4连通油箱回油。
在向外平地阶段，如果所述控制器1判断斗杆角度α小于等于90°，第二比例阀3得电，先导压力经过第二比例阀3的节流，压力下降，动臂主控制阀6阀芯开口面积变小，动臂速度下降以配合斗杆实现铲斗斗齿直线运动。
如果所述控制器1判断斗杆角度α大于90°，第二比例阀3失电，所述第二比例阀3阀芯开口全开，先导压力以最大值作用于动臂主控制阀6阀芯。
所述控制器1根据斗杆角度α确定电流的大小，通过给定电流的大小来调整所述第一比例阀2和第二比例阀3的阀芯开口，对先导油进行节流，进而控制动臂主控制阀6阀芯开口面积。
其中，电流的大小决定动臂先导的压力，动臂先导的压力决定动臂主控阀6阀芯位移，动臂主控制阀6阀芯位移决定动臂主控制阀6阀芯开口面积，动臂主控制阀6阀芯开口面积决定动臂油缸流量，动臂油缸流量决定动臂速度，根据平地时动臂和斗杆结构件的运动轨迹，动臂速度与斗杆角度α有一一对应关系，因此斗杆角度α与电流也一一对应。斗杆角度与电流大小的对应关系，可以根据下述公式进行计算：
其中α为斗杆角度；i为电流；η1为动臂主控制阀6阀芯开口面积与阀芯位移的比值；η2为阀芯位移与动臂先导压力的比值；e为电比例阀输出的动臂先导力与电流i的比值，不同类型的电比例阀e值不同；Δp为阀口节流压差；S1为动臂油缸大腔面积；S2为斗杆油缸大腔面积；A1为斗杆阀芯最大开口面积；由于动臂与水平面角度变化较小，忽略其变化，可以统一按50°代入公式。
由于动臂和斗杆油缸大小腔的面积差异，相同角度α前提下，向内平地时第一比例阀2得电的电流值与向外平地时第二比例阀3得电的电流值是不同的。
若斗杆角度α不变，所述控制器1控制所述多路换向阀5的第一电磁信号和第二电磁信号同时失电。
在本发明的实施例中，从急操作和缓操作的角度将平地作业工况分成两个过程，即斗杆角度α大于90°时，斗杆、动臂都是急操作的过程，斗杆角度α小于等于90°时，斗杆急操作而动臂缓操作。针对操作手不容易控制的动臂缓操作工况，本发明采集斗杆的角度，实时协调控制动臂速度与斗杆速度匹配，使铲斗的斗齿保持在水平面上直线运动，而操作手在整个平地过程中只需进行简单的急操作，即向内平地只需将斗杆和动臂手柄同时拉到最大位置，向外平地只需将斗杆和动臂手柄同时推到最大位置，这种简单的操作不但使不熟练的操作手可以轻易获得理想的平地作业效果，同时还减轻了操作手进行缓操作时精力高度集中的劳动强度。
另外，由于本发明依然采用单泵供油，并且仅采集斗杆角度数据，这避免了采用双泵分别给动臂斗杆油缸供油来提高平地操控性能的技术方案带来的双泵合流液压串联环节，因此具有较高的可靠性。
本发明的另一个实施例，所述第一比例阀2和第二比例阀3同时得电或同时失电。多路换向阀5在第一电磁信号和第二电磁信号中的任何一位工作时，总有一个比例阀接入系统工作，而另一个比例阀不接入系统，在这种情况下之所以控制两个比例阀同时得电和失电，目的在于确保内外平地工况快速切换时动臂与斗杆动作的协调性。比如向内平地完成进入向外平地时，此时控制器1感受到斗杆角度α从减小变为增大，多路换向阀5第一电磁信号立即失电，第二电磁信号立即得电，第二比例阀3接入系统，此时第二比例阀3已经由控制器1根据斗杆角度α发出的电流值调整好开口对先导油进行节流，从而控制动臂主控制阀6阀芯移动到预设的理想开口面积，系统连贯。如果没有同时得电，虽然从理论上对系统没有影响，但实际上液压系统的时间滞后必然会造成动臂与斗杆动作的不协调。
在本发明的实施例中，通过所述第一比例阀2和第二比例阀3同时得电或同时失电。确保内外平地工况快速切换时动臂与斗杆动作的协调性，提高了平地作业效率。
图3为本发明液压挖掘机进行平地控制的方法一个实施例的流程示意图。该方法包括：
在步骤310，斗杆角度传感器7将采集的斗杆角度α发送给控制器1。
在步骤320，所述控制器1判断斗杆角度α是否变小，若是，则执行步骤330，否则执行步骤340。
在步骤330，所述控制器1控制所述多路换向阀5的第一电磁信号得电第二电磁信号失电，所述第一比例阀2接入系统回路，先导油流经所述第一比例阀2后与动臂主控制阀6的上升先导口连接，所述动臂主控制阀6的下降先导油经多路换向阀5的第三工作油口和动臂先导手柄4连通油箱回油。
在步骤340，所述控制器1判断斗杆角度α是否变大，若是，则执行步骤350，否则，执行步骤351。
在步骤350，所述控制器1控制所述多路换向阀5的第一电磁信号失电第二电磁信号得电，所述第二比例阀3接入系统回路，先导油流经所述第二比例阀3后与动臂主控制阀6的下降先导口连接，所述动臂主控制阀6的上升先导油经多路换向阀5的第二工作油口和动臂先导手柄4连通油箱回油。
在步骤351，所述控制器1控制所述多路换向阀5的第一电磁信号和第二电磁信号同时失电。
在步骤360，在向内平地阶段，所述控制器1判断斗杆角度α是否小于等于90°，若是，则执行步骤370，否则，执行步骤371。
在步骤370，第一比例阀2得电，先导压力经过第一比例阀2的节流，压力下降，动臂主控制阀6阀芯开口面积变小，动臂速度下降以配合斗杆实现铲斗斗齿直线运动。
在步骤371，第一比例阀2失电，所述第一比例阀2阀芯开口全开，先导压力以最大值作用于动臂主控制阀6阀芯。
在步骤380，在向外平地阶段，所述控制器1判断斗杆角度α是否小于等于90°，若是，则执行步骤390，否则，执行步骤391。
在步骤390，第二比例阀3得电，先导压力经过第二比例阀3的节流，压力下降，动臂主控制阀6阀芯开口面积变小，动臂速度下降以配合斗杆实现铲斗斗齿直线运动。
在步骤391，第二比例阀3失电，所述第二比例阀3阀芯开口全开，先导压力以最大值作用于动臂主控制阀6阀芯。
所述控制器1根据斗杆角度α确定电流的大小，通过给定电流的大小来调整所述第一比例阀2和第二比例阀3的阀芯开口，对先导油进行节流，进而控制动臂主控制阀6阀芯开口面积。不同角度下实现理想平地效果的动臂和斗杆油缸相对运动速度的数据库预设在控制程序中。
其中，电流的大小决定动臂先导的压力，动臂先导的压力决定动臂主控阀6阀芯位移，动臂主控制阀6阀芯位移决定动臂主控制阀6阀芯开口面积，动臂主控制阀6阀芯开口面积决定动臂油缸流量，动臂油缸流量决定动臂速度，根据平地时动臂和斗杆结构件的运动轨迹，动臂速度与斗杆角度α有一一对应关系，因此斗杆角度α与电流也一一对应。斗杆角度与电流大小的对应关系，可以根据下述公式进行计算：
其中α为斗杆角度；i为电流；η1为动臂主控制阀6阀芯开口面积与阀芯位移的比值；η2为阀芯位移与动臂先导压力的比值；e为电比例阀输出的动臂先导力与电流i的比值，不同类型的电比例阀e值不同；Δp为阀口节流压差；S1为动臂油缸大腔面积；S2为斗杆油缸大腔面积；A1为斗杆阀芯最大开口面积；由于动臂与水平面角度变化较小，忽略其变化，可以统一按50°代入公式。
由于动臂和斗杆油缸大小腔的面积差异，相同角度α前提下，向内平地时第一比例阀2得电的电流值与向外平地时第二比例阀3得电的电流值是不同的。
所述第一比例阀2和第二比例阀3为相同的二位二通电比例阀；
所述多路换向阀5为三位六通电磁换向阀，采用直流电磁铁，从所述液压挖掘机的蓄电池供电，无需另外设置整流器。
在该实施例中，当液压挖掘机进行平地作业时，控制器1开启，斗杆角度传感器7，用于将采集的斗杆角度α发送给控制器1。所述斗杆角度传感器7的测量范围为0°到180°，分辨率和滞后误差均小于0.1°。本领域的技术人员应当理解，平地作业包括斗齿沿水平地面直线掘削，也包括斗齿沿倾斜地面直线掘削，所述斗杆角度传感器7只用于举例，不应该理解为对本发明的限制。
在本发明的实施例中，从急操作和缓操作的角度将平地作业工况分成两个过程，即斗杆角度α大于90°时，斗杆、动臂都是急操作的过程，斗杆角度α小于等于90°时，斗杆急操作而动臂缓操作。针对操作手不容易控制的动臂缓操作工况，本发明采集斗杆的角度，实时协调控制动臂速度与斗杆速度匹配，使铲斗的斗齿保持在水平面上直线运动，而操作手在整个平地过程中只需进行简单的急操作，即向内平地只需将斗杆和动臂手柄同时拉到最大位置，向外平地只需将斗杆和动臂手柄同时推到最大位置，这种简单的操作不但使不熟练的操作手可以轻易获得理想的平地作业效果，同时还减轻了操作手进行缓操作时精力高度集中的劳动强度。
另外，由于本发明依然采用单泵供油，并且仅采集斗杆角度数据，这避免了采用双泵分别给动臂斗杆油缸供油来提高平地操控性能的技术方案带来的双泵合流液压串联环节，因此具有较高的可靠性。
本发明的另一个实施例，所述第一比例阀2和第二比例阀3同时得电或同时失电。多路换向阀5在第一电磁信号和第二电磁信号中的任何一位工作时，总有一个比例阀接入系统工作，而另一个比例阀不接入系统，在这种情况下之所以控制两个比例阀同时得电和失电，目的在于确保内外平地工况快速切换时动臂与斗杆动作的协调性。比如向内平地完成进入向外平地时，此时控制器1感受到斗杆角度α从减小变为增大，多路换向阀5第一电磁信号立即失电，第二电磁信号立即得电，第二比例阀3接入系统，此时第二比例阀3已经由控制器1根据斗杆角度α发出的电流值调整好开口对先导油进行节流，从而控制动臂主控制阀6阀芯移动到预设的理想开口面积，系统连贯。如果没有同时得电，虽然从理论上对系统没有影响，但实际上液压系统的时间滞后必然会造成动臂与斗杆动作的不协调。
在本发明的实施例中，通过所述第一比例阀2和第二比例阀3同时得电或同时失电。确保内外平地工况快速切换时动臂与斗杆动作的协调性，提高了平地作业效率。
本发明另一个实施例，当控制器(1)关闭时，先导油通过所述动臂先导手柄(4)的出油口经多路换向阀(5)第二工作油口和第三工作油口与所述动臂主控制阀(6)的上升先导口和下降先导口连通，控制动臂主控制阀(6)阀芯换向，完成动臂升降动作。
在本发明的实施例中，所述的控制器1仅在平地作业中开启，其余工况均关闭。因此平地作业具有很强的独立性，与其他作业工况互不影响，避免了动臂速度下降而导致的整机效率和协调性的降低。
至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
可能以许多方式来实现本发明的方法以及装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (16)
1.一种液压挖掘机，包括：控制器(1)、第一比例阀(2)、第二比例阀(3)、动臂先导手柄(4)、多路换向阀(5)、动臂主控制阀(6)、和斗杆角度传感器(7)，其中：
所述控制器(1)的输入口与所述斗杆角度传感器(7)的输出口连接，所述控制器(1)的第一输出口与所述第一比例阀(2)的电磁信号输入口连接，所述控制器(1)的第二输出口与所述第二比例阀(3)的电磁信号输入口连接；
所述第一比例阀(2)的出油口与所述动臂主控制阀(6)的上升先导油口连接，所述第一比例阀(2)的进油口与所述多路换向阀(5)的第一工作油口连接；
所述第二比例阀(3)的出油口与所述动臂主控制阀(6)的下降先导油口连接，所述第二比例阀(3)的进油口与所述多路换向阀(5)的第四工作油口连接；
所述动臂先导手柄(4)的两个减压阀的出油口分别与所述多路换向阀(5)的两个进油口连接；
所述多路换向阀(5)的第一电磁信号输入口与所述控制器(1)的第三输出口连接，所述多路换向阀(5)的第二电磁信号输入口与所述控制器(1)的第四输出口连接；
所述动臂主控制阀(6)的上升先导油口与所述多路换向阀(5)的第二工作油口连接，所述动臂主控制阀(6)的下降先导油口与所述多路换向阀(5)的第三工作油口连接。
2.根据权利要求1所述的液压挖掘机，包括：
所述第一比例阀(2)和第二比例阀(3)同时得电或同时失电。
3.根据权利要求1所述的液压挖掘机，包括：
所述多路换向阀(5)采用直流电磁铁，从所述液压挖掘机的蓄电池供电。
4.根据权利要求1所述的液压挖掘机，包括：
所述第一比例阀(2)和第二比例阀(3)为相同的二位二通电比例阀；
所述多路换向阀(5)为三位六通电磁换向阀。
5.根据权利要求1至4任一所述的液压挖掘机，包括：
斗杆角度传感器(7)用于将采集的斗杆角度α发送给控制器(1)；
所述控制器(1)用于判断斗杆角度α是否变小；
若是，所述控制器(1)控制所述多路换向阀(5)的第一电磁信号得电第二电磁信号失电，所述第一比例阀(2)接入系统回路，先导油流经所述第一比例阀(2)后与动臂主控制阀(6)的上升先导口连接，所述动臂主控制阀(6)的下降先导油经多路换向阀(5)的第三工作油口和动臂先导手柄(4)连通油箱回油；
若斗杆角度α变大，所述控制器(1)控制所述多路换向阀(5)的第一电磁信号失电第二电磁信号得电，所述第二比例阀(3)接入系统回路，先导油流经所述第二比例阀(3)后与动臂主控制阀(6)的下降先导口连接，所述动臂主控制阀(6)的上升先导油经多路换向阀(5)的第二工作油口和动臂先导手柄(4)连通油箱回油；
若斗杆角度α不变，所述控制器(1)控制所述多路换向阀(5)的第一电磁信号和第二电磁信号同时失电。
6.根据权利要求5所述的液压挖掘机，包括：
所述控制器(1)判断斗杆角度α变小时，则判断斗杆角度α是否小于等于90°，若是，第一比例阀(2)和第二比例阀(3)同时得电，先导压力经过第一比例阀(2)的节流，压力下降，动臂主控制阀(6)阀芯开口面积变小，动臂速度下降以配合斗杆实现铲斗斗齿直线运动；
否则，第一比例阀(2)和第二比例阀(3)同时失电，所述第一比例阀(2)阀芯开口全开，先导压力以最大值作用于动臂主控制阀(6)阀芯。
7.根据权利要求5所述的液压挖掘机，包括：
所述控制器(1)判断斗杆角度α变大时，则判断斗杆角度α是否小于等于90°，若是，第一比例阀(2)和第二比例阀(3)同时得电，先导压力经过第二比例阀(3)的节流，压力下降，动臂主控制阀(6)阀芯开口面积变小，动臂速度下降以配合斗杆实现铲斗斗齿直线运动；
否则，第一比例阀(2)和第二比例阀(3)同时失电，所述第二比例阀(3)阀芯开口全开，先导压力以最大值作用于动臂主控制阀(6)阀芯。
8.根据权利要求5所述的液压挖掘机，包括：
所述控制器(1)根据斗杆角度α确定电流的大小，通过给定电流的大小来调整所述第一比例阀(2)和第二比例阀(3)的阀芯开口，对先导油进行节流，进而控制动臂主控制阀(6)阀芯开口面积。
9.一种对权利要求1所述的液压挖掘机进行平地控制的方法，包括：
斗杆角度传感器(7)将采集的斗杆角度α发送给控制器(1)；
所述控制器(1)判断斗杆角度α是否变小，若是，所述控制器(1)控制所述多路换向阀(5)的第一电磁信号得电第二电磁信号失电，所述第一比例阀(2)接入系统回路，先导油流经所述第一比例阀(2)后与动臂主控制阀(6)的上升先导口连接，所述动臂主控制阀(6)的下降先导油经多路换向阀(5)的第三工作油口和动臂先导手柄(4)连通油箱回油；
若斗杆角度α变大，所述控制器(1)控制所述多路换向阀(5)的第一电磁信号失电第二电磁信号得电，所述第二比例阀(3)接入系统回路，先导油流经所述第二比例阀(3)后与动臂主控制阀(6)的下降先导口连接，所述动臂主控制阀(6)的上升先导油经多路换向阀(5)的第二工作油口和动臂先导手柄(4)连通油箱回油；
若斗杆角度α不变，所述控制器(1)控制所述多路换向阀(5)的第一电磁信号和第二电磁信号同时失电。
10.根据权利要求9所述的液压挖掘机进行平地控制的方法，包括：
所述控制器(1)判断斗杆角度α变小时，则判断斗杆角度α是否小于等于90°，若是，第一比例阀(2)得电，先导压力经过第一比例阀(2)的节流，压力下降，动臂主控制阀(6)阀芯开口面积变小，动臂速度下降以配合斗杆实现铲斗斗齿直线运动；
否则，第一比例阀(2)失电，所述第一比例阀(2)阀芯开口全开，先导压力以最大值作用于动臂主控制阀(6)阀芯。
11.根据权利要求9所述的液压挖掘机进行平地控制的方法，包括：
所述控制器(1)判断斗杆角度α变大时，则判断斗杆角度α是否小于等于90°，若是，第二比例阀(3)得电，先导压力经过第二比例阀(3)的节流，压力下降，动臂主控制阀(6)阀芯开口面积变小，动臂速度下降以配合斗杆实现铲斗斗齿直线运动；
否则，第二比例阀(3)失电，所述第二比例阀(3)阀芯开口全开，先导压力以最大值作用于动臂主控制阀(6)阀芯。
12.根据权利要求9至11任一所述的液压挖掘机进行平地控制的方法，包括：
所述控制器(1)根据斗杆角度α确定电流的大小，通过给定电流的大小来调整所述第一比例阀(2)和第二比例阀(3)的阀芯开口，对先导油进行节流，进而控制动臂主控制阀(6)阀芯开口面积。
13.根据权利要求9至11任一所述的液压挖掘机进行平地控制的方法，包括：
所述第一比例阀(2)和第二比例阀(3)同时得电或同时失电。
14.根据权利要求9至11任一所述的液压挖掘机进行平地控制的方法，包括：
当控制器(1)关闭时，先导油通过所述动臂先导手柄(4)的出油口经多路换向阀(5)第二工作油口和第三工作油口与所述动臂主控制阀(6)的上升先导口和下降先导口连通，控制动臂主控制阀(6)阀芯换向，完成动臂升降动作。
15.根据权利要求9至11任一所述的液压挖掘机进行平地控制的方法，包括：
所述多路换向阀(5)采用直流电磁铁，从所述液压挖掘机的蓄电池供电。
16.根据权利要求9至11任一所述的液压挖掘机进行平地控制的方法，包括：
所述第一比例阀(2)和第二比例阀(3)为相同的二位二通电比例阀；
所述多路换向阀(5)为三位六通电磁换向阀。
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