CN106436789B - 一种自动铲装系统、控制方法及装载机 - Google Patents

一种自动铲装系统、控制方法及装载机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自动铲装系统、控制方法及装载机，涉及工程机械技术领域，其中的系统包括：物料类型设置装置、控制器、装料系统和发动机系统；控制器接收物料类型设置装置发送的物料类型信号，根据物料类型信号确定物料类型；控制器基于与物料类型相对应的自动铲装模式控制装料系统和发动机系统运行，以便实现物料自动铲装。本发明的自动铲装系统、控制方法及装载机，根据与物料类型相对应的自动铲装模式控制装料系统和发动机系统运行，能够实现装载机自动铲装功能，可以降低操作员劳动强度、提高装载机工作效率、降低能耗、减少排放。

Description

一种自动铲装系统、控制方法及装载机
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种自动铲装系统、控制方法及装载机。
背景技术
装载机是一种广泛用于公路、铁路、矿山、建筑、水电、港口等工程的土石方工程施工机械，它的作业对象主要是各种土壤、砂石料、灰料及其它筑路用散状物料等，主要完成铲、装、运、卸等作业。目前，装载机的工作现场环境恶劣，操作员劳动强度大。装载机铲装作业需要操作员手动实现，驾驶员驾驶装载机接近物料时，通过换挡手柄手动切换变速箱档位，通过操作手柄调整铲斗姿态，通过油门踏板控制装载机掘进等一系列动作，实现物料铲装。由于装载机完成一次铲装作业，执行的动作多，且需要各动作之间互相协调，因此要求操作员经验丰富且注意力高度集中，才能高效进行铲装作业，新手往往存在作业效率低、油耗高等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种自动铲装系统、控制方法及装载机。
根据本发明的一个方面，提供一种自动铲装系统，包括：物料类型设置装置、控制器、装料系统和发动机系统；控制器分别与所述物料类型设置装置、所述装料系统和所述发动机系统电连接；所述控制器接收所述物料类型设置装置发送的物料类型信号，根据所述物料类型信号确定物料类型；所述控制器基于与所述物料类型相对应的自动铲装模式控制所述装料系统和所述发动机系统运行，以便实现物料自动铲装。
可选地，所述装料系统包括：液压泵、翻斗油缸、举升油缸、翻斗电磁阀组和举升电磁阀组；所述液压泵通过所述翻斗电磁阀组与所述翻斗油缸连接，所述液压泵通过所述举升电磁阀组与所述举升油缸连接；所述控制器通过控制所述翻斗电磁阀组和/或所述举升电磁阀组，对铲掘动作以及动作幅度进行调节。
可选地，所述发动机系统包括：变速箱档位控制器，所述控制器与所述变速箱档位控制器电连接；所述控制器向所述变速箱档位控制器发送档位控制信号，用以控制发动机的档位。
可选地，所述发动机系统包括：发动机油门控制器，所述控制器与所述发动机油门控制器电连接；所述控制器向所述发动机油门控制器发送油门控制信号，用以控制发动机的油门大小。
可选地，还包括：称重装置，用于检测铲斗中物料的重量；所述控制器与所述称重装置电连接。
可选地，还包括：自动铲装按钮；所述自动铲装按钮与所述控制器电连接。
根据本发明的另一方面，提供一种装载机，包括：如上所述的自动铲装系统。
根据本发明的又一方面，提供一种自动铲装控制方法，包括：启动自动铲装功能；接收物料类型设置装置发送的物料类型信号；根据所述物料类型信号确定物料类型，并基于所述物料类型确定自动铲装模式；基于所述自动铲装模式控制所述装料系统和所述发动机系统运行，以便实现物料自动铲装。
可选地，液压泵通过翻斗电磁阀组与翻斗油缸连接，液压泵通过举升电磁阀组与举升油缸连接，所述方法还包括：通过控制所述翻斗电磁阀组和/或所述举升电磁阀组，对铲掘动作以及动作幅度进行调节，其中，所述铲掘动作包括：插入料堆、收斗、放斗。
可选地，基于所述自动铲装模式向变速箱档位控制器发送档位控制信号，用以控制发动机的档位。
可选地，基于所述自动铲装模式以及铲掘动作向发动机油门控制器发送油门控制信号，用以控制发动机的油门大小。
可选地，获取称重装置发送的铲斗中的物料重量信息；当基于所述物料重量信息判断物料重量达到设定值时，则结束铲掘动作。
本发明的自动铲装系统、控制方法及装载机，根据与物料类型相对应的自动铲装模式控制装料系统和发动机系统运行，能够实现装载机自动铲装功能，可以降低操作员劳动强度、提高装载机工作效率、降低能耗、减少排放。
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为装载机的组成示意图；
图2为根据本发明的自动铲装系统的一个实施例的模块示意图；
图3为根据本发明的自动铲装控制方法的一个实施例的流程示意图；
图4为根据本发明的自动铲装控制方法的另一个实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合各个图和实施例对本发明的技术方案进行多方面的描述。
图1为装载机的组成示意图，如图1所示，装载机包括：铲斗1、翻斗油缸2、举升油缸3、称重仪4、操作手柄5、油门踏板6、液压泵7、发动机8、变速箱9和多路阀组10等。装载机对物料进行铲装时，铲斗1依靠装载机行走插入物料。
如图2所示，本发明提供一种自动铲装系统，包括：物料类型设置装置16、控制器11、装料系统和发动机系统。控制器11分别与物料类型设置装置16、装料系统和发动机系统电连接。控制器11接收物料类型设置装置16发送的物料类型信号，根据物料类型信号确定物料类型。控制器11基于与物料类型相对应的自动铲装模式控制装料系统和发动机系统运行，以便实现物料自动铲装。
自动铲装按钮18与控制器11电连接，通过自动铲装按钮18可以启动自动铲装功能。控制器11可以实现为单片机、单板机、集成电路等。控制器11可以获取与确定的自动铲装模式对应的控制程序，不同的物料对应不同的自动铲装模式以及控制程序，按照控制程序控制装料系统和发动机系统运行，包括对铲斗姿态、发动机油门大小、铲掘动作微调等进行控制。
物料类型设置装置16可以为物料种类开关等。操作员根据物料种类，确定装载机铲装对象，如沙子、铁精粉、原生土等。物料种类开关由操作员根据物料种类确定，物料种类开关发送的物料类型信号。
装料系统包括：液压泵7、翻斗油缸2、举升油缸3和多路阀组10等。多路阀组10包括：翻斗电磁阀组12和举升电磁阀组13。液压泵7通过翻斗电磁阀组12与翻斗油缸2连接，液压泵7通过举升电磁阀组13与举升油缸13连接。控制器11通过控制翻斗电磁阀组12、举升电磁阀组13，对翻斗油缸2和举升油缸3的伸、缩，以及运行的幅度和速度进行控制，以此对铲掘动作以及动作幅度进行调节。
发动机系统包括：变速箱档位控制器14、发动机油门控制器15。控制器11与变速箱档位控制器14电连接，控制器11向变速箱档位控制器14发送档位控制信号，用以控制发动机8的档位。控制器11与发动机油门控制器15电连接，控制器11向发动机油门控制器15发送油门控制信号，用以控制发动机8的油门大小。
上述实施例中的自动铲装系统，当操作员驾驶装载机接近被铲装物料时，启动自动铲装按钮，物料种类开关发送的物料类型信号，控制器11根据物料类型信号确定物料类型，以及与物料类型相对应的自动铲装模式，控制器11获取自动铲装模式对应的控制程序，按照控制程序控制装载机自动完成变速器档位切换、发动机油门控制、铲斗姿态调整、收斗动作、举升动作等，实现自动铲装物料功能。
在一个实施例中，操作员将装载机驾驶至物料前方约1m处，按下自动铲装按钮18，启动自动铲装功能。控制器11控制翻斗电磁阀组12和举升电磁阀组13的电磁阀，对翻斗联、举升联进行调节，控制铲斗插入料堆的姿态。调整好铲斗的姿态，控制器11向发动机油门控制器15发送油门控制信号，使装载机的铲斗1插入料堆进行铲掘。铲斗1插入料堆的同时，控制器11通过控制翻斗电磁阀组12和举升电磁阀组13的电磁阀，使铲斗1进行小幅度的收斗、放斗动作，将物料铲入料斗；
称重仪4包括：称重装置17等。称重装置17检测铲斗中物料的重量。称重装置17可以为设置在铲斗1底部的压力传感器等。控制器11与称重装置17电连接，称重装置17实时对铲斗1中的物料进行称重，当物料重量达到设定值时，则控制器11控制铲掘动作停止，装载机的显示器或指示灯提示铲掘完成，操作员进行后续操作。
在一个实施例中，本发明提供一种装载机，包括如上的自动铲装系统。也可以在其他工程机械、矿山机械、水利机械等中设置如上的自动铲装系统。
上述实施例中的自动铲装系统，当操作员驾驶装载机接近被铲装物料时，启动自动铲装按钮，装载机自动完成变速器档位切换、发动机油门控制、铲斗姿态调整、收斗动作、举升动作等操作，实现自动铲装物料功能，具有降低操作员劳动强度、提高装载机工作效率、降低能耗、减少排放等作用。
图3为根据本发明的自动铲装控制方法的一个实施例的流程示意图，如图3所示：
步骤301，启动自动铲装功能。
步骤302，接收物料类型设置装置发送的物料类型信号。
步骤303，根据物料类型信号确定物料类型，并基于物料类型确定自动铲装模式。
步骤304，基于自动铲装模式控制装料系统和发动机系统运行，以便实现物料自动铲装。可以自动完成变速器档位切换、发动机油门控制、铲斗姿态调整、收斗动作、举升动作等操作。
图4为根据本发明的自动铲装控制方法的另一个实施例的流程示意图，如图4所示：
步骤401，启动自动铲装功能。
步骤402，基于自动铲装模式向变速箱档位控制器发送档位控制信号，用以控制发动机的档位。例如，控制发动机的档位为1档。
步骤403，对铲掘动作以及动作幅度进行调节。
液压泵通过翻斗电磁阀组与翻斗油缸连接，液压泵通过举升电磁阀组与举升油缸连接，通过控制翻斗电磁阀组、举升电磁阀组，对铲掘动作以及动作幅度进行调节，铲掘动作包括：插入料堆、收斗、放斗等。
步骤404，基于自动铲装模式以及铲掘动作向发动机油门控制器发送油门控制信号，用以控制发动机的油门大小。
步骤405，获取称重装置发送的铲斗中的物料重量信息，判断物料重量是否达到设定值，如果是，则进入步骤406，如果否，则进入步骤402。
步骤406，当基于物料重量信息判断物料重量达到设定值时，则结束铲掘动作。
上述实施例中的自动铲装系统、控制方法及装载机，根据与物料类型相对应的自动铲装模式控制装料系统和发动机系统运行，能够实现装载机自动铲装功能，可以降低操作员劳动强度、提高装载机工作效率、降低能耗、减少排放。
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。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (12)

1.一种自动铲装系统，其特征在于，包括：
物料类型设置装置、控制器、装料系统和发动机系统；
所述控制器分别与所述物料类型设置装置、所述装料系统和所述发动机系统电连接；所述控制器接收所述物料类型设置装置发送的物料类型信号，根据所述物料类型信号确定物料类型；所述控制器基于与所述物料类型相对应的自动铲装模式控制所述装料系统和所述发动机系统运行，以便实现物料自动铲装。
2.如权利要求1所述的自动铲装系统，其特征在于，所述装料系统包括：液压泵、翻斗油缸、举升油缸、翻斗电磁阀组和举升电磁阀组；
所述液压泵通过所述翻斗电磁阀组与所述翻斗油缸连接，所述液压泵通过所述举升电磁阀组与所述举升油缸连接；所述控制器通过控制所述翻斗电磁阀组和/或所述举升电磁阀组，对铲掘动作以及动作幅度进行调节。
3.如权利要求1所述的自动铲装系统，其特征在于，
所述发动机系统包括：变速箱档位控制器，所述控制器与所述变速箱档位控制器电连接；所述控制器向所述变速箱档位控制器发送档位控制信号，用以控制发动机的档位。
4.如权利要求1所述的自动铲装系统，其特征在于，
所述发动机系统包括：发动机油门控制器，所述控制器与所述发动机油门控制器电连接；所述控制器向所述发动机油门控制器发送油门控制信号，用以控制发动机的油门大小。
5.如权利要求1所述的自动铲装系统，其特征在于，还包括：
称重装置，用于检测铲斗中物料的重量；所述控制器与所述称重装置电连接。
6.如权利要求1所述的自动铲装系统，其特征在于，还包括：
自动铲装按钮；所述自动铲装按钮与所述控制器电连接。
7.一种装载机，其特征在于，
包括：如权利要求1至6任一项所述的自动铲装系统。
8.一种自动铲装控制方法，其特征在于，包括：
启动自动铲装功能；
接收物料类型设置装置发送的物料类型信号；
根据所述物料类型信号确定物料类型，并基于所述物料类型确定自动铲装模式；
基于所述自动铲装模式控制装料系统和发动机系统运行，以便实现物料自动铲装。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，液压泵通过翻斗电磁阀组与翻斗油缸连接，液压泵通过举升电磁阀组与举升油缸连接，所述方法还包括：
通过控制所述翻斗电磁阀组和/或所述举升电磁阀组，对铲掘动作以及动作幅度进行调节，其中，所述铲掘动作包括：插入料堆、收斗、放斗。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
基于所述自动铲装模式向变速箱档位控制器发送档位控制信号，用以控制发动机的档位。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
基于所述自动铲装模式以及铲掘动作向发动机油门控制器发送油门控制信号，用以控制发动机的油门大小。
12.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
获取称重装置发送的铲斗中的物料重量信息；
当基于所述物料重量信息判断物料重量达到设定值时，则结束铲掘动作。
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