CN106032673A - 一种铲刀负载控制系统、平地机以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铲刀负载控制系统、平地机以及方法。该铲刀负载控制系统包括：压力传感器和控制装置，其中，压力传感器用于实时测量平地机工作时铲刀的阻力值，并将该阻力值传输至控制装置；控制装置根据该阻力值计算阻力变化率，并根据该阻力变化率控制执行机构执行相应的动作，将铲刀的状态调整到需要的相应状态。由于阻力变化率对阻力的变化趋势敏感，因此本发明提高了系统的响应速度。进一步地，当遇到硬质障碍导致阻力急剧提升时，系统能够迅速检测到该障碍，并及时做出调整，避免了事故的发生。

Description

一种铲刀负载控制系统、平地机以及方法

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种铲刀负载控制系统、平地机以及方法。

背景技术

在地基处理、道路施工领域，平地机已经成为不可或缺的工具。在平地机的施工过程中，铲刀的负载变化多端，操作者要保持高度的警觉，随时观察铲刀的负载变化情况，并据此对铲刀的姿态做出相应的调整。否则会对机器造成损害，轻则熄火、重则损毁液压系统。但是，由于平地机工作时行驶速度相对较快，有时遇到较大负载，比如大块石头等，会导致在操作者做出正确反应之前，损毁已经发生。

目前，平地机针对负载大小进行调节的自适应程度不高，一般采用调节发动机的输出功率来适应不同的工况，采用监测的负载大小与预先设定的负载大小比较，根据比较结果选择对应的特性曲线，控制电喷发动机按选择的特性曲线运行。

对于配备基于负载大小测量值的检测系统，其缺点明显：首先，其成本高，传感器动辄几千元且安装不方便；其次，其方法只是针对负载的大小做出判断，对负载的变化趋势却不敏感，分不清所遇的负载是否可以克服，无法作出正确有效的判断；再次，其基于PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)的控制模式，控制器的运行周期长，机器行驶速度快，遇到硬质大负载时，系统的响应速度慢，依然不能完全杜绝遇到大负载情况下的车辆损坏。

发明内容

本发明需要解决的一个技术问题是：现有的平地机的负载检测系统的响应速度慢。

根据本发明的第一方面，提供了一种铲刀负载控制系统，包括：压力传感器，用于实时测量平地机工作时铲刀的阻力值，并将所述阻力值传输至控制装置；以及控制装置，根据所述阻力值计算阻力变化率，并根据所述阻力变化率控制执行机构执行相应的动作，将铲刀的状态调整到需要的相应状态。

进一步，所述控制装置包括：接收单元，用于接收所述阻力值；分析单元，用于根据所述阻力值计算所述阻力变化率，并根据所述阻力变化率获得所述执行机构需要执行的动作；以及输出单元，用于向所述执行机构发送执行信号，控制所述执行机构执行动作。

进一步，所述控制装置还包括：计时器，用于每间隔时间T向所述分析单元发送触发信号，触发所述分析单元从所述接收单元获得阻力值。

进一步，所述分析单元根据间隔时间T测量的两个阻力值F_k和F_k-1，计算所述时间T内的阻力变化率F’，其中，

进一步，所述分析单元判断所述阻力变化率是否大于第三限值，如果是，则所述输出单元输出第三执行信号至铲刀升降油缸装置的电磁阀，控制所述铲刀提升；若所述分析单元确定所述阻力变化率小于或等于所述第三限值，则判断所述阻力变化率是否大于第二限值，如果是，则所述输出单元输出第二执行信号至铲刀俯仰油缸装置的电磁阀，控制所述铲刀倾角变化；若所述分析单元确定所述阻力变化率小于或等于所述第二限值，则判断所述阻力变化率是否大于第一限值，如果是，则所述输出单元输出第一执行信号至铲刀回转马达装置的电磁阀，控制所述铲刀摆角变化。

进一步，所述铲刀负载控制系统还包括：输入装置，用于将所述平地机正常行驶时铲刀的状态信号传输至所述控制装置；其中，所述状态信号包括：铲刀提升油缸的位置、铲刀倾角和铲刀摆角。

进一步，所述控制装置还用于在所述执行机构执行动作完成后，将所述铲刀的状态调整到平地机正常行驶时的状态。

根据本发明的第二方面，提供了一种平地机，包括：如前所述铲刀负载控制系统。

根据本发明的第三方面，提供了一种铲刀负载控制方法，包括：实时获得平地机工作时铲刀的阻力值；根据所述阻力值计算阻力变化率，并根据所述阻力变化率控制执行机构执行相应的动作，将铲刀的状态调整到需要的相应状态。

进一步，根据所述阻力值计算阻力变化率，并根据所述阻力变化率控制执行机构执行相应的动作，将铲刀的状态调整到需要的相应状态的步骤包括：根据所述阻力值计算所述阻力变化率，并根据所述阻力变化率获得所述执行机构需要执行的动作；以及向所述执行机构发送执行信号，控制所述执行机构执行动作。

进一步，根据所述阻力值计算所述阻力变化率的步骤包括：根据间隔时间T测量的两个阻力值F_k和F_k-1，计算所述时间T内的阻力变化率F’，其中，

进一步，根据所述阻力变化率获得所述执行机构需要执行的动作；以及向所述执行机构发送执行信号，控制所述执行机构执行动作的步骤包括：判断所述阻力变化率是否大于第三限值，如果是，则输出第三执行信号至铲刀升降油缸装置的电磁阀，控制所述铲刀提升；若确定所述阻力变化率小于或等于所述第三限值，则判断所述阻力变化率是否大于第二限值，如果是，则输出第二执行信号至铲刀俯仰油缸装置的电磁阀，控制所述铲刀倾角变化；若确定所述阻力变化率小于或等于所述第二限值，则判断所述阻力变化率是否大于第一限值，如果是，则输出第一执行信号至铲刀回转马达装置的电磁阀，控制所述铲刀摆角变化。

进一步，在实时获得平地机工作时铲刀的阻力值之前，还包括：获得所述平地机正常行驶时铲刀的状态信号；其中，所述状态信号包括：铲刀提升油缸的位置、铲刀倾角和铲刀摆角。

进一步，所述铲刀负载控制方法还包括：在所述执行机构执行动作完成后，将所述铲刀的状态调整到平地机正常行驶时的状态。

本发明中，利用压力传感器实时测量平地机工作时铲刀的阻力值，并将该阻力值传输至控制装置；控制装置根据该阻力值计算阻力变化率，并根据该阻力变化率控制执行机构执行相应的动作，将铲刀的状态调整到需要的相应状态。由于阻力变化率对阻力的变化趋势敏感，因此提高了系统的响应速度。进一步地，当遇到硬质障碍导致阻力急剧提升时，系统能够迅速检测到该障碍，并及时做出调整，避免了事故的发生。

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是示出根据本发明一些实施例的铲刀负载控制系统的结构连接示意图。

图2是示出根据本发明一些实施例的铲刀装置的结构示意图。

图3是示出根据本发明另一些实施例的铲刀负载控制系统的结构连接示意图。

图4是示出根据本发明一些实施例的铲刀负载控制方法的流程图。

图5是示出根据本发明另一些实施例的铲刀负载控制方法的流程图。

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。

图1是示出根据本发明一些实施例的铲刀负载控制系统的结构连接示意图。如图1所示，铲刀负载控制系统100包括：压力传感器101和控制装置102。压力传感器101与控制装置102电连接。为了说明的目的，图1中还示出了执行机构110，控制装置102与执行机构110电连接。其中，

压力传感器101用于实时测量平地机工作时铲刀的阻力值，并将该阻力值传输至控制装置102。

控制装置102根据该阻力值计算阻力变化率，并根据该阻力变化率控制执行机构110执行相应的动作，将铲刀的状态调整到需要的相应状态。

在该实施例中，利用压力传感器实时测量平地机工作时铲刀的阻力值，并将该阻力值传输至控制装置；控制装置根据该阻力值计算阻力变化率，并根据该阻力变化率控制执行机构执行相应的动作，将铲刀的状态调整到需要的相应状态(例如，所需要的相应状态包括：铲刀提升状态、铲刀倾角变化状态或铲刀摆角变化状态)，从而克服机器遇到的较大阻力。由于阻力变化率对阻力的变化趋势敏感，因此可以提高系统的响应速度。当遇到硬质障碍导致阻力急剧提升时，系统能够迅速检测到该障碍，并及时做出调整，避免了事故的发生。进一步地，该控制系统所用的传感器价格低廉，进而成本较低。

图2是示出根据本发明一些实施例的铲刀装置的结构示意图。如图2所示，该铲刀装置包括：角位器1、角位器紧固螺母2、俯仰角调节油缸(或者称为铲刀俯仰油缸)3、回转驱动装置4、牵引架5、右升降油缸6、左升降油缸7、牵引架引出油缸8、铲刀9、油缸头铰接支座10、铲刀侧移油缸11和回转圈12。如图2所示，在牵引架5与铲刀9的铰接处安装有压力传感器13，例如可以通过螺栓来安装该压力传感器，该压力传感器13与图1中的压力传感器101类似。

在该实施例中，当铲刀在工作行驶过程中受负载作用时，牵引架与铲刀的铰接关节处的压力就会发生变化，通过压力传感器13测定压力，即阻力值，并将该阻力值传输至控制装置(图2中未示出)以进行处理，以保证铲刀受负载作用时能迅速作出反应。

例如，压力传感器可以为应变片压力传感器。本领域技术人员能够理解，应变片压力传感器是一种将被测件上的力应变变化转换成为电信号的敏感器件。通常是将应变片压力传感器通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体阻力发生应力变化时，应变片也一起产生形变，将形变转换为电信号并通过后续的仪表放大器进行放大，传输给信号处理单元等。

在一些实施例中，控制装置(如图1所示)可以采用具有A/D、D/A转换功能，信号采集、滤波、整形、放大功能，运算处理功能，控制功能的智能控制器，实时采集来自压力传感器的阻力值，并进行相关运算处理，输出相应的执行信号至执行机构，例如铲刀回转马达装置或铲刀俯仰油缸装置或铲刀升降油缸装置，具体地，将执行信号输出至这些装置的相应的电磁阀，从而使得执行机构执行相应的动作，控制调整前行阻力值，自动保护机器不因阻力过大而损毁。

图3是示出根据本发明另一些实施例的铲刀负载控制系统的结构连接示意图。如图3所示，铲刀负载控制系统300包括：压力传感器301和控制装置302。为了说明的目的，图3中还示出了执行机构310。其中，压力传感器301、执行机构310分别与图1所示的压力传感器101、执行机构110类似，这里不再赘述。

在本发明的实施例中，控制装置302包括：接收单元3021、分析单元3022和输出单元3023。其中，接收单元3021与压力传感器301电连接，分析单元3022分别与接收单元3021和输出单元3023电连接，输出单元3023与执行机构310电连接。其中，

接收单元3021用于接收阻力值，即从压力传感器301接收阻力值。

分析单元3022用于根据该阻力值计算阻力变化率，并根据该阻力变化率获得执行机构310需要执行的动作。

输出单元3023用于向执行机构310发送执行信号，控制执行机构310执行动作。

在一个实施例中，输出单元3023分别与铲刀升降油缸装置的电磁阀、铲刀俯仰油缸装置的电磁阀和铲刀回转马达装置的电磁阀电连接；其中，执行机构310可以包括：铲刀升降油缸装置、铲刀俯仰油缸装置和铲刀回转马达装置；铲刀升降油缸装置包括：铲刀升降油缸和控制该铲刀升降油缸进出液压油的电磁阀；铲刀俯仰油缸装置包括：铲刀俯仰油缸和控制该铲刀俯仰油缸进出液压油的电磁阀；铲刀回转马达装置包括：铲刀回转马达和控制该铲刀回转马达运转的电磁阀。当输出单元向执行机构发送执行信号时，可以向相应的电磁阀发送执行信号，使得相应的电磁阀执行阀块的开启或关闭动作，从而控制铲刀升降油缸、铲刀俯仰油缸或铲刀回转马达执行相应的动作。

在本发明的实施例中，控制装置302还包括：计时器3024，与分析单元3022电连接，用于每间隔时间T向分析单元3022发送触发信号，触发该分析单元从接收单元3021获得阻力值。在该实施例中，接收单元实时从压力传感器获得的铲刀的阻力值，并且计时器每间隔时间T向分析单元发送触发信号，当分析单元接收到该触发信号时从接收单元获得阻力值。

在本发明的实施例中，分析单元3022根据间隔时间T测量的两个阻力值F_k和F_k-1，计算该时间T内的阻力变化率F’，其中，例如，在与当前时刻间隔时间T的上一时刻接收到阻力值F_上一时刻(即F_k-1)，控制装置记录该阻力值F_上一时刻，经过时间T后，即当前时刻接收到阻力值F_当前(即F_k)，分析单元根据间隔该时间T的这两个阻力值计算该时间T内的阻力变化率F’，即然后，控制装置基于该阻力变化率控制执行机构执行相应的动作。

在本发明的实施例中，分析单元判断阻力变化率是否大于第三限值，如果是，则输出单元输出第三执行信号至铲刀升降油缸装置的电磁阀，控制铲刀提升；若分析单元确定该阻力变化率小于或等于第三限值，则判断该阻力变化率是否大于第二限值，如果是，则输出单元输出第二执行信号至铲刀俯仰油缸装置的电磁阀，控制铲刀倾角变化；若分析单元确定该阻力变化率小于或等于第二限值，则判断该阻力变化率是否大于第一限值，如果是，则输出单元输出第一执行信号至铲刀回转马达装置的电磁阀，控制铲刀摆角变化。在该实施例中，控制装置通过将计算得到的阻力变化率进行条件判定，根据判定结果进行输出执行信号至相应的执行机构。由于该铲刀负载控制系统引进了压力微分的方法，能够更好的对阻力变化率做出控制反应，具有控制灵敏度高、保护机器、延长使用寿命的优点。

在该实施例中，设置有三个限值：第一限值、第二限值和第三限值(以下分别表示为F′_限1、F′_限2和F′_限3)。本领域技术人员可以理解，这三个限值可以根据实际工况或者实际需要来设定。关于该实施例中设定三个限值，将阻力变化率与这三个限值进行比较来控制执行机构的原理如下：

平地机工作时，压力传感器实时采集铲刀的阻力值F，并传输至控制装置，控制装置经过运算，得出反映铲刀阻力趋势的阻力变化率F’。一般情况下，平地机正常行驶，没有遇到特殊障碍(例如石头等)时，F变化比较大，但F’变化不大，在0值上下波动，此时靠平地机的惯性及推动力足以克服阻力进行正常的作业；当F′_限2≥F'>F′_限1时，说明平地机遇到较大阻力(例如铲刀前堆积了过多的物料)，且阻力上升速度比较快，F’突破第一限值，表明仅靠机器本身的推动力已经很难克服此阻力正常前行，控制装置输出第一执行信号给铲刀回转马达装置的电磁阀，控制铲刀摆角变化，即控制铲刀摆动，以便更快甩出铲刀前的物料，减小前行阻力，随着阻力的减小，F’将迅速下降，恢复正常，铲刀的状态恢复至平地机正常行驶时的状态；当F′_限3≥F'>F′_限2时，表明机器遇到更大的硬质障碍(比如克服困难的硬土等)，且阻力上升速度更快，突破了第二限值，表明靠调整铲刀摆角已经无法克服此阻力正常前行，此时控制装置输出第二执行信号至铲刀俯仰油缸装置的电磁阀，控制铲刀做出前俯动作，以达到迅速跨越硬质障碍的目的，随着阻力的减小，F’将迅速下降，恢复正常，铲刀的状态恢复至平地机正常行驶时的状态；当F'>F′_限3时，表明机器遇到太大的硬质障碍(例如石头等)，阻力上升速度太快，突破了第三限值，表明靠调整铲刀变俯仰角已经无法克服此阻力正常前行，此时控制装置输出第三执行信号至铲刀升降油缸装置的电磁阀，控制铲刀提升，以达到迅速跨越硬质障碍的目的，随着阻力的减小，F’将迅速下降，恢复正常，铲刀的状态恢复至平地机正常行驶时的状态。

由上述原理，控制装置对F’进行依次从第三限值向下判定，首先F’与F′_限3进行比较，当F'>F′_限3时，控制装置输出第三执行信号至铲刀升降油缸装置的电磁阀，控制铲刀提升，以达到迅速跨越硬质障碍的目的，然后再依次进行F’与F′_限2和F′_限1比较，并完成相应的动作，动作完成后，F’恢复正常，控制装置控制铲刀恢复初始状态正常行驶；当F'≤F′_限3时，说明F'没有突破第三限值，需要进行F’与F′_限2的比较，当F'>F′_限2时，控制装置输出第二执行信号至铲刀俯仰油缸装置的电磁阀，控制铲刀做出前俯动作，以调节铲刀俯仰角来减小阻力，然后再进行F’与F′_限1的比较，并完成相应的动作，动作完成后，F’恢复正常，控制装置控制铲刀恢复初始状态正常行驶；当F'≤F′_限2时，说明F’没有突破第二限值，需要进行F’与F′_限1的比较，当F'>F′_限1时，控制装置输出第一执行信号至铲刀回转马达装置的电磁阀，控制铲刀摆角变化，以达到减小阻力的目的，保证机器正常行驶，当满足F'≤F′_限1后，控制装置控制铲刀恢复初始状态正常行驶。

在本发明的实施例中，如图3所示，铲刀负载控制系统300还包括：输入装置303(例如键盘、输入手柄或触摸屏等)，与控制装置302电连接(例如与接收单元3021电连接)，用于将平地机正常行驶时铲刀的状态信号传输至控制装置302；其中，该状态信号包括：铲刀提升油缸的位置、铲刀倾角和铲刀摆角(或者称为铲刀回转摆角)。这些状态信号反映了平地机正常行驶时铲刀的状态。

在本发明的实施例中，控制装置还用于在执行机构执行动作完成后，将铲刀的状态调整到平地机正常行驶时的状态(例如平地机没有遇到硬质障碍正常行驶时铲刀的状态，可以通过输入装置输入至控制装置)。例如，控制装置控制相应的执行机构执行动作，将铲刀的状态调整到平地机正常行驶时的状态。

例如，控制装置302的接收单元3021从输入装置303接收平地机正常行驶时铲刀的状态信号，并将该铲刀的状态存储在分析单元3022。在平地机工作的过程中，当出现到较大负载(例如遇到太大的硬质障碍(例如石头等))时，控制装置将控制相应的执行机构进行动作，将铲刀的状态调整到需要的相应状态(例如控制铲刀提升，将铲刀的状态调整到铲刀提升状态)，当动作完成后，阻力变化率F’恢复正常，控制装置将控制铲刀的状态恢复至平地机正常行驶时的状态(即预先通过输入装置输入至控制装置中的上述铲刀的状态)。当然，对于出现F′_限2≥F'>F′_限1和F′_限3≥F'>F′_限2时的情况，控制装置在控制执行相应的动作完成后，也是将铲刀的状态恢复至平地机正常行驶时的状态，即预先输入的铲刀的状态，从而使得平地机执行正常的工作。

在本发明的实施例中，上述铲刀状态(例如铲刀提升油缸的位置、铲刀倾角和铲刀摆角)可以通过安装位置传感器、角度传感器来获得，例如可以将这些传感器与显示装置连接，在平地机正常行驶时，在显示装置上显示上述状态的数据。然后通过输入装置将这些状态数据输入至控制装置。

本发明还提供了一种平地机，包括：如前面所述铲刀负载控制系统(例如图1所示的铲刀负载控制系统100或图3所示的铲刀负载控制系统300)。

图4是示出根据本发明一些实施例的铲刀负载控制方法的流程图。

在步骤S401，实时获得平地机工作时铲刀的阻力值。

在步骤S402，根据阻力值计算阻力变化率，并根据该阻力变化率控制执行机构执行相应的动作，将铲刀的状态调整到需要的相应状态。

在该实施例中，实时获得平地机工作时铲刀的阻力值，根据该阻力值计算阻力变化率，并根据该阻力变化率控制执行机构执行相应的动作，将铲刀的状态调整到需要的相应状态(例如，所需要的相应状态包括：铲刀提升状态、铲刀倾角变化状态或铲刀摆角变化状态)，从而克服机器遇到的较大阻力。由于阻力变化率对阻力的变化趋势敏感，因此可以提高系统的响应速度。当遇到硬质障碍导致阻力急剧提升时，系统能够迅速检测到该障碍，并及时做出调整，避免了事故的发生。

在本发明的实施例中，根据阻力值计算阻力变化率，并根据该阻力变化率控制执行机构执行相应的动作，将铲刀的状态调整到需要的相应状态的步骤包括：根据阻力值计算阻力变化率，并根据该阻力变化率获得执行机构需要执行的动作；以及向该执行机构发送执行信号，控制该执行机构执行动作。

在本发明的实施例中，根据阻力值计算阻力变化率的步骤包括：根据间隔时间T测量的两个阻力值F_k和F_k-1，计算该时间T内的阻力变化率F’，其中，

在本发明的实施例中，根据该阻力变化率获得执行机构需要执行的动作；以及向该执行机构发送执行信号，控制该执行机构执行动作的步骤包括：判断该阻力变化率是否大于第三限值，如果是，则输出第三执行信号至铲刀升降油缸装置的电磁阀，控制铲刀提升；若确定该阻力变化率小于或等于第三限值，则判断该阻力变化率是否大于第二限值，如果是，则输出第二执行信号至铲刀俯仰油缸装置的电磁阀，控制铲刀倾角变化；若确定该阻力变化率小于或等于第二限值，则判断该阻力变化率是否大于第一限值，如果是，则输出第一执行信号至铲刀回转马达装置的电磁阀，控制铲刀摆角变化。在该实施例中，通过将阻力变化率依次与不同的限值进行比较，根据比较的结果向不同的执行机构发送执行信号，从而控制执行机构执行相应的动作，减小平地机遇到的阻力，由于阻力变化率对阻力的变化趋势敏感，因此可以提高系统的响应速度。

在本发明的实施例中，在实时获得平地机工作时铲刀的阻力值之前，还包括：获得平地机正常行驶时铲刀的状态信号；其中，该状态信号包括：铲刀提升油缸的位置、铲刀倾角和铲刀摆角。

在本发明的实施例中，铲刀负载控制方法还包括：在执行机构执行动作完成后，将铲刀的状态调整到平地机正常行驶时的状态。在该实施例中，当平地机根据遇到的障碍进行相应的动作后，将铲刀的状态恢复到平地机正常行驶时的状态，从而使得平地机进行正常的工作。

图5是示出根据本发明另一些实施例的铲刀负载控制方法的流程图。

在步骤S501，获得平地机正常行驶时铲刀的状态信号。

在步骤S502，实时获得平地机工作时铲刀的阻力值。

在步骤S503，根据阻力值计算阻力变化率。

在步骤S504，判断阻力变化率是否大于第三限值。如果是，则过程进入步骤S505，否则过程进入步骤S506。

在步骤S505，控制执行铲刀提升。

在步骤S506，判断阻力变化率是否大于第二限值。如果是，则过程进入步骤S507，否则过程进入步骤S508。

在步骤S507，控制铲刀倾角变化。

在步骤S508，判断阻力变化率是否大于第一限值。如果是，则过程进入步骤S509，否则过程进入步骤S510。

在步骤S509，控制铲刀摆角变化。

在步骤S510，将铲刀的状态调整到平地机正常行驶时的状态。

在该实施例中，通过将阻力变化率依次与不同的限值进行比较，根据比较的结果控制相应的执行机构执行动作，减小平地机遇到的阻力，并在执行动作完成后，将铲刀的状态调整到平地机正常行驶时的状态，从而实现了平地机铲刀负载的自适应调整，由于阻力变化率对阻力的变化趋势敏感，因此提高了系统的响应速度。

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和系统。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和系统。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 (14)

1.一种铲刀负载控制系统，其特征在于，包括：

压力传感器，用于实时测量平地机工作时铲刀的阻力值，并将所述阻力值传输至控制装置；以及

控制装置，根据所述阻力值计算阻力变化率，并根据所述阻力变化率控制执行机构执行相应的动作，将铲刀的状态调整到需要的相应状态。

2.根据权利要求1所述铲刀负载控制系统，其特征在于，所述控制装置包括：

接收单元，用于接收所述阻力值；

分析单元，用于根据所述阻力值计算所述阻力变化率，并根据所述阻力变化率获得所述执行机构需要执行的动作；以及

输出单元，用于向所述执行机构发送执行信号，控制所述执行机构执行动作。

3.根据权利要求2所述铲刀负载控制系统，其特征在于，所述控制装置还包括：

计时器，用于每间隔时间T向所述分析单元发送触发信号，触发所述分析单元从所述接收单元获得阻力值。

4.根据权利要求3所述铲刀负载控制系统，其特征在于，

所述分析单元根据间隔时间T测量的两个阻力值F_k和F_k-1，计算所述时间T内的阻力变化率F’，其中，

5.根据权利要求4所述铲刀负载控制系统，其特征在于，

所述分析单元判断所述阻力变化率是否大于第三限值，如果是，则所述输出单元输出第三执行信号至铲刀升降油缸装置的电磁阀，控制所述铲刀提升；

若所述分析单元确定所述阻力变化率小于或等于所述第三限值，则判断所述阻力变化率是否大于第二限值，如果是，则所述输出单元输出第二执行信号至铲刀俯仰油缸装置的电磁阀，控制所述铲刀倾角变化；

若所述分析单元确定所述阻力变化率小于或等于所述第二限值，则判断所述阻力变化率是否大于第一限值，如果是，则所述输出单元输出第一执行信号至铲刀回转马达装置的电磁阀，控制所述铲刀摆角变化。

6.根据权利要求1所述铲刀负载控制系统，其特征在于，还包括：

输入装置，用于将所述平地机正常行驶时铲刀的状态信号传输至所述控制装置；

其中，所述状态信号包括：铲刀提升油缸的位置、铲刀倾角和铲刀摆角。

7.根据权利要求1所述铲刀负载控制系统，其特征在于，

所述控制装置还用于在所述执行机构执行动作完成后，将所述铲刀的状态调整到平地机正常行驶时的状态。

8.一种平地机，其特征在于，包括：如权利要求1至7任一所述铲刀负载控制系统。

9.一种铲刀负载控制方法，其特征在于，包括：

实时获得平地机工作时铲刀的阻力值；

根据所述阻力值计算阻力变化率，并根据所述阻力变化率控制执行机构执行相应的动作，将铲刀的状态调整到需要的相应状态。

10.根据权利要求9所述铲刀负载控制方法，其特征在于，根据所述阻力值计算阻力变化率，并根据所述阻力变化率控制执行机构执行相应的动作，将铲刀的状态调整到需要的相应状态的步骤包括：

根据所述阻力值计算所述阻力变化率，并根据所述阻力变化率获得所述执行机构需要执行的动作；以及

向所述执行机构发送执行信号，控制所述执行机构执行动作。

11.根据权利要求10所述铲刀负载控制方法，其特征在于，根据所述阻力值计算所述阻力变化率的步骤包括：

根据间隔时间T测量的两个阻力值F_k和F_k-1，计算所述时间T内的阻力变化率F’，其中，

12.根据权利要求11所述铲刀负载控制方法，其特征在于，根据所述阻力变化率获得所述执行机构需要执行的动作；以及向所述执行机构发送执行信号，控制所述执行机构执行动作的步骤包括：

判断所述阻力变化率是否大于第三限值，如果是，则输出第三执行信号至铲刀升降油缸装置的电磁阀，控制所述铲刀提升；

若确定所述阻力变化率小于或等于所述第三限值，则判断所述阻力变化率是否大于第二限值，如果是，则输出第二执行信号至铲刀俯仰油缸装置的电磁阀，控制所述铲刀倾角变化；

若确定所述阻力变化率小于或等于所述第二限值，则判断所述阻力变化率是否大于第一限值，如果是，则输出第一执行信号至铲刀回转马达装置的电磁阀，控制所述铲刀摆角变化。

13.根据权利要求9所述铲刀负载控制方法，其特征在于，在实时获得平地机工作时铲刀的阻力值之前，还包括：

获得所述平地机正常行驶时铲刀的状态信号；

其中，所述状态信号包括：铲刀提升油缸的位置、铲刀倾角和铲刀摆角。

14.根据权利要求9所述铲刀负载控制方法，其特征在于，还包括：

在所述执行机构执行动作完成后，将所述铲刀的状态调整到平地机正常行驶时的状态。