CN109778931B - 装载机自动铲装系统、控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及装载机的自动铲装，为解决现有装载机自动铲装过程中铲装动作录制与回放存在的问题；提供一种装载机自动铲装系统，其包括铲装动作录制与回放系统，铲装动作录制时收斗电流或动臂举升电流大于预设值后以固定时间间隔记录收斗电流和动臂举升电流直到停止录制；停止录制后从记录数据中去除从记录结束端开始向前收斗电流和动臂举升电流同时且连续小于预设值的数据点并存储；铲装动作回放时控制器以按照处理后存储的收斗电流和动臂举升电流数据的记录顺序和时间间隔从第一组数据开始输出收斗电流和动臂举升电流。本发明剔除掉录制前后没有实际用处的数据，保证铲装动作一致性，且使每一次铲装过程都能收斗到头和提动臂到录制停止点的高度。
Description
技术领域
本发明涉及一种装载机，更具体地说，涉及一种装载机自动铲装系统、控制方法。
背景技术
随着装载机技术和智能化技术的发展，装载机产品已越来越趋于智能化发展，例如有些装载机需要具备自动铲装功能。自动铲装是装载机铲斗插入料堆后，装载机的控制系统按照装料控制参数输出收斗电流和动臂举升电流，使装料系统进行协同动作的收斗动作和动臂举升动作，从而完成物料的入斗装料步骤。因此装料控制参数是装载机进行自动铲装不可缺少的数据。
现有的装载机装料控制参数主要有两种方式设定。第一种设定方式是生产制造装载机时就将一组或对应不同物料的多组装料控制参数固化存储在装载机的控制器中，进行自动铲装时，控制器调用该装料控制参数或者根据被铲装物料的属性从多组装料控制参数中选取对应的装料控制参数进行自动铲装控制。这种预先设置装料控制参数的方式难以应对装载机实际工况的复杂性。
另一种装料控制参数由操作者录制，也即在进行自动铲装之前，由操作者手动控制装载机的装料系统完成一次手动控制铲装作业，控制器依据操作手柄的控制信号输出对应的收斗电流和动臂举升电流，使装料系统进行协同动作的收斗动作和动臂举升动作，从而完成物料的入斗装料步骤，同时装载机的控制器定时记录动臂提升阀和收斗阀的动臂举升电流和收斗电流数据并存储在控制器内，完成装料控制参数的录制，也即录制铲装动作。自动铲装时，控制器按照录制的动臂举升电流和收斗电流数据输出动臂举升电流和收斗电流数据完成自动铲装装料，依照事先录制的装料控制参数输出动臂举升电流和收斗电流实现装料入斗的过程为回放录制的铲装动作。利用此功能来降低司机的操作强度，提高铲装效率。要实现此功能，这就需要一种有效的录制及回放方法进行控制，现有技术通过简单的定时记录动臂提升阀和收斗阀的输出电流，相同的通过定时输出相应的动臂提升阀和收斗阀电流来实现动作回放。简单的按时间进行记录和回放电流的方案，存在数据回放完后收斗不到头或动臂提升不到录制停止点的高度，对不同的物料适应性较差，且录制操作对司机的操作水平要求也较高，不利于提高录制效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有装载机自动铲装过程中铲装动作录制与回放存在的问题，而提供一种装载机自动铲装系统、控制方法，使装载机自动铲装动作适应性强，保证铲装效率。
本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种装载机自动铲装系统，包括装料系统、铲装动作录制与回放系统、操控手柄，其特征在于所述铲装动作录制与回放系统包括与装料系统连接的控制器、与控制器连接用于启动和停止铲装动作录制的铲装动作录制启停装置，所述操控手柄与所述控制器连接；
铲装动作录制启停装置触发铲装动作录制后，控制器依据操控手柄的控制信号向装料系统输出收斗电流和动臂举升电流并且在输出的收斗电流或动臂举升电流大于第一预设值之后以固定时间间隔记录收斗电流和动臂举升电流直到铲装动作录制启停装置停止铲装动作录制；
停止录制后控制器从记录的收斗电流和动臂举升电流数据中去除以下记录数据点：按照记录先后顺序从记录结束端开始收斗电流和动臂举升电流同时且连续小于第二预设值的数据点；控制器存储处理后的数据点；
铲装动作回放触发后，控制器以按照处理后存储的数据点的记录顺序和时间间隔从第一组数据开始输出收斗电流和动臂举升电流。本发明中，剔除掉录制前后没有实际用处的数据，保证铲装动作一致性。
进一步地，上述装载机自动铲装系统中，所述装料系统包括：液压泵、转斗油缸、动臂升降油缸、转斗电磁阀组和动臂升降电磁阀组；所述液压泵通过所述转斗电磁阀组与所述转斗油缸连接，所述液压泵通过所述动臂升降电磁阀组与所述动臂升降油缸连接；所述控制器通过向转斗电磁阀组输出收斗电流、向动臂升降电磁阀组输出动臂举升电流控制所述转斗电磁阀组和动臂升降电磁阀组实现由收斗动作和动臂举升动作组合成的铲装动作。
进一步地，上述装载机自动铲装系统中，还包括与控制器连接用于检测铲斗转动角度的传感器；停止录制后控制器从记录的收斗电流数据中，按照记录先后顺序从记录结束端开始查找收斗电流第一次大于某一固定值的数据点作为铲斗收斗到头判断点存储；铲装动作回放过程中若回放至铲斗收斗到头判断点时铲斗未达到预定位置时所述控制器继续输出对应的收斗电流直到铲斗达到预定位置。
进一步地，上述装载机自动铲装系统中，还包括与控制器连接用于检测动臂举升高度的传感器；当铲装动作回放结束后控制器通过传感器检测动臂的高度，当动臂未达到预定位置时所述控制器继续输出对应动臂举升电流直到动臂达到预定位置。使每一次铲装过程都能收斗到头和提动臂到录制停止点的高度。
本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种装载机自动铲装控制方法，其特征在于包括铲装动作录制步骤和铲装动作回放步骤；
在铲装动作录制步骤中，铲装动作录制启停装置触发铲装动作录制后，通过操纵操控手柄使控制器依据操控手柄的控制信号向装料系统输出收斗电流和动臂举升电流，当收斗电流或动臂举升电流大于第一预设值之后以固定时间间隔记录收斗电流和动臂举升电流直到铲装动作录制启停装置停止铲装动作录制；
停止录制后从记录的收斗电流和动臂举升电流数据中去除从记录结束端开始向前收斗电流和动臂举升电流同时且连续小于第二预设值的数据点，然后存储处理后的数据点；
铲装动作回放步骤中，铲装动作回放触发后，控制器以按照处理后存储的收斗电流和动臂举升电流数据的记录顺序和时间间隔从第一组数据开始输出收斗电流和动臂举升电流。
进一步地，上述装载机自动铲装控制方法中，所述控制器通过向转斗电磁阀组输出收斗电流、向动臂升降电磁阀组输出动臂举升电流控制所述转斗电磁阀组和动臂升降电磁阀组实现由收斗动作和动臂举升动作。
进一步地，上述装载机自动铲装控制方法中，停止录制后控制器从记录的收斗电流数据中，按照记录先后顺序从记录结束端开始查找收斗电流第一次大于某一固定值的数据点作为铲斗收斗到头判断点存储；铲装动作回放过程中若回放至铲斗收斗到头判断点时铲斗未达到预定位置时所述控制器继续输出对应的收斗电流直到铲斗达到预定位置。进一步地，铲装动作回放结束后检测动臂的高度，当动臂未达到预定位置时所述控制器继续输出对应动臂举升电流直到动臂达到预定位置。
本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：剔除掉录制前后没有实际用处的数据，在保证铲装动作一致性的同时，使每一次铲装过程都能收斗到头和提动臂到录制停止点的高度。
附图说明
图1是本发明实施例中的铲装动作录制电流曲线。
图2是本发明实施例中的铲装动作回放输出的电流曲线。
图中零部件名称及序号：
收斗电流曲线1、动臂举升电流曲线2。
具体实施方式
下面结合附图说明具体实施方案。
本实施例中的装载机自动铲装系统，包括装料系统、铲装动作录制与回放系统、操控手柄，铲装动作录制与回放系统包括与装料系统连接的控制器和与控制器连接用于检测铲斗转动角度和动臂举升高度的传感器、与控制器连接用于启动和停止铲装动作录制的铲装动作录制启停装置，操控手柄与控制器连接。装料系统包括液压泵、转斗油缸、动臂升降油缸、转斗电磁阀组和动臂升降电磁阀组；液压泵通过转斗电磁阀组与转斗油缸连接，液压泵通过动臂升降电磁阀组与动臂升降油缸连接；控制器通过向转斗电磁阀组输出收斗电流、向动臂升降电磁阀组输出动臂举升电流控制转斗电磁阀组和动臂升降电磁阀组实现由收斗动作和动臂举升动作组合成的铲装动作。在非自动铲装工况下，操作者通过操纵操控手柄进行铲装作业，控制器根据操控手柄的操作信号而输出相应的收斗电流和动臂举升电流，使转斗油缸和动臂油缸进行相应的伸缩而实现相应的铲装动作。
本实施例中的装载机自动铲装系统可通过录制铲装动作然后回放录制的铲装动作而实现自动铲装作业。其中铲装动作录制步骤具体过程如下。
操作者控制装载机使铲斗插入到料堆后通过操作铲装动作录制启停装置，开始录制铲装动作。铲装动作录制启停装置启动后其蜂鸣器响一声表示开始录制。
操作者通过操纵操控手柄，使控制器依据操控手柄的控制信号向装料系统输出收斗电流和动臂举升电流，实现装载机的手动铲装。
在手动铲装过程中，当控制器输出的收斗电流或动臂举升电流大于某个固定值也即第一预设值之后便以固定时间间隔记录收斗电流和动臂举升电流。当操作者认为铲斗收斗完毕后，通过操作铲装动作录制启停装置停止录制铲装动作，铲装动作录制启停装置发出停止信号后其蜂鸣器响一声表示录制停止并成功，响两声表示录制失败。铲装动作录制的收斗电流曲线1和动臂举升电流曲线2如图1所示。
停止录制后控制器对所录制的数据进行处理，从记录的收斗电流和动臂举升电流数据中去除后部无效的数据，即按照记录先后顺序从记录结束端开始一直向前，将收斗电流和动臂举升电流同时连续小于某个值(也即第二预设值)数据点删除，将删除后的数据重新存储到掉电不易丢失的存储器内，并且按照记录先后顺序从记录结束端开始查找收斗电流第一次大于某一固定值的数据点作为铲斗收斗到头判断点存储；然后待命。在铲装动作录制完毕后，可进行自动铲装作业。
在进行下次铲装时，该自动铲装过程如下：
操作者操纵装载机前行使铲斗插入到料堆中，当铲斗插入到一定程度后触发铲装动作回放步骤，铲装动作回放可以是由人工手动触发，也可以通过传感装置获取装载机的工作参数后进行逻辑判断自动触发。铲装动作回放触发后，控制器以按照处理后存储的数据点的记录顺序和时间间隔从第一组数据开始输出收斗电流和动臂举升电流。
铲装动作回放过程中若回放至铲斗收斗到头判断点时，通过用于检测铲斗转动角度的传感器检测铲斗的收斗角度，若铲斗未达到预定位置时控制器按照铲斗收斗到头判断点时输出的收斗电流继续输出对应的收斗电流直到铲斗达到预定位置。
当铲装动作回放结束后控制器通过用于检测动臂举升高度的传感器检测动臂的高度，当动臂未达到预定位置时控制器继续输出固定值的动臂举升电流直到动臂达到预定位置，控制器按照录制铲装动作数据输出收斗电流曲线1和动臂举升电流曲线2如图2所示，在铲斗收斗到头判断点时，通过传感器检测铲斗的收斗角度，发现铲斗收斗未达到预定位置，控制器按照铲斗收斗到头判断点时输出的收斗电流继续输出对应的收斗电流直到铲斗达到预定位置，在图2中表现为平直线，在此同时，控制器还按照录制的铲装动作数据继续输出动臂举升电流。直到铲装动作回放结束。在铲装动作回放结束后，动臂的位置未达到预定高度，因此在铲装动作回放结束后控制器继续输出动臂举升电流，直到动臂达到预定高度，这样使每一次铲装过程都能收斗到头和提动臂到录制停止点的高度。
Claims (8)
1.一种装载机自动铲装系统，包括装料系统、铲装动作录制与回放系统、操控手柄，其特征在于所述铲装动作录制与回放系统包括与装料系统连接的控制器、与控制器连接用于启动和停止铲装动作录制的铲装动作录制启停装置，所述操控手柄与所述控制器连接；
铲装动作录制启停装置触发铲装动作录制后，控制器依据操控手柄的控制信号向装料系统输出收斗电流和动臂举升电流并且在输出的收斗电流或动臂举升电流大于第一预设值之后以固定时间间隔记录收斗电流和动臂举升电流直到铲装动作录制启停装置停止铲装动作录制；
停止录制后控制器从记录的收斗电流和动臂举升电流数据中去除以下记录数据点：按照记录先后顺序从记录结束端开始收斗电流和动臂举升电流同时且连续小于第二预设值的数据点；控制器存储处理后的数据点；
铲装动作回放触发后，控制器以按照处理后存储的数据点的记录顺序和时间间隔从第一组数据开始输出收斗电流和动臂举升电流。
2.根据权利要求1所述的装载机自动铲装系统，其特征在于所述装料系统包括：液压泵、转斗油缸、动臂升降油缸、转斗电磁阀组和动臂升降电磁阀组；所述液压泵通过所述转斗电磁阀组与所述转斗油缸连接，所述液压泵通过所述动臂升降电磁阀组与所述动臂升降油缸连接；所述控制器通过向转斗电磁阀组输出收斗电流、向动臂升降电磁阀组输出动臂举升电流控制所述转斗电磁阀组和动臂升降电磁阀组实现由收斗动作和动臂举升动作组合成的铲装动作。
3.根据权利要求1或2所述的装载机自动铲装系统，其特征在于还包括与控制器连接用于检测铲斗转动角度的传感器；停止录制后控制器从记录的收斗电流数据中，按照记录先后顺序从记录结束端开始查找收斗电流第一次大于某一固定值的数据点作为铲斗收斗到头判断点存储；铲装动作回放过程中若回放至铲斗收斗到头判断点时铲斗未达到预定位置时所述控制器继续输出对应的收斗电流直到铲斗达到预定位置。
4.根据权利要求3所述的装载机自动铲装系统，其特征在于还包括与控制器连接用于检测动臂举升高度的传感器；当铲装动作回放结束后控制器通过传感器检测动臂的高度，当动臂未达到预定位置时所述控制器继续输出对应动臂举升电流直到动臂达到预定位置。
5.一种装载机自动铲装控制方法，其特征在于包括铲装动作录制步骤和铲装动作回放步骤；
在铲装动作录制步骤中，铲装动作录制启停装置触发铲装动作录制后，通过操纵操控手柄使控制器依据操控手柄的控制信号向装料系统输出收斗电流和动臂举升电流，当收斗电流或动臂举升电流大于第一预设值之后以固定时间间隔记录收斗电流和动臂举升电流直到铲装动作录制启停装置停止铲装动作录制；
停止录制后从记录的收斗电流和动臂举升电流数据中去除从记录结束端开始向前收斗电流和动臂举升电流同时且连续小于第二预设值的数据点，然后存储处理后的数据点；
铲装动作回放步骤中，铲装动作回放触发后，控制器以按照处理后存储的收斗电流和动臂举升电流数据的记录顺序和时间间隔从第一组数据开始输出收斗电流和动臂举升电流。
6.根据权利要求5所述的装载机自动铲装控制方法，其特征在于所述控制器通过向转斗电磁阀组输出收斗电流、向动臂升降电磁阀组输出动臂举升电流控制所述转斗电磁阀组和动臂升降电磁阀组实现收斗动作和动臂举升动作。
7.根据权利要求5或6所述的装载机自动铲装控制方法，其特征在于停止录制后控制器从记录的收斗电流数据中，按照记录先后顺序从记录结束端开始查找收斗电流第一次大于某一固定值的数据点作为铲斗收斗到头判断点存储；铲装动作回放过程中若回放至铲斗收斗到头判断点时铲斗未达到预定位置时所述控制器继续输出对应的收斗电流直到铲斗达到预定位置。
8.根据权利要求7所述的装载机自动铲装控制方法，其特征在于铲装动作回放结束后检测动臂的高度，当动臂未达到各自的预定位置时所述控制器继续输出对应动臂举升电流直到动臂达到预定位置。
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