CN110230334A - 一种液压挖掘机智能平地装置及其控制方法 - Google Patents

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葛瑞彩
宋之克
耿家文
袁泉
刘合涛
李耀
张东杰
顾新建
刘刚强
潘志洋
王毅
殷铈钞
郭乐
陈振
潘小浪
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Abstract

本发明公开了一种液压挖掘机智能平地装置及其控制方法，智能平地装置中的控制器与仪表、平地模块电连接，动臂油缸位置传感器、斗杆油缸位置传感器、铲斗油缸位置传感器、动臂升电磁阀、动臂降电磁阀、斗杆外摆电磁阀、斗杆内收电磁阀、铲斗外摆电磁阀、铲斗内收电磁阀、平地操作开关分别与平地模块电连接。本发明通过模块化的配置智能平地功能实现铲斗角度的自调整，实现外摆角度的设定、平地功能的自学习，通过平地开关可以进行自动平地、既能实现自动内收平地也能自动外摆平地。

Description

一种液压挖掘机智能平地装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及挖掘机领域，具体涉及一种液压挖掘机智能平地装置及其控制方法。
背景技术
近年来，随着我国城镇化建设步伐的加快，国家对交通运输、建筑、水利工程等领域工程建设量的加大。全国各地工程机械的市场需求急剧增加，尤其液压挖掘机的需求量不断的增长，对液压挖掘机智能控制的要求越来越高。
目前液压挖掘机在工作过程中平地功能用的越来越多，对驾驶员的操作技术要求很高，一般要经过长时间的工作锻炼和经验积累。工作强度比较大，内收和外摆双向的平地效果一致性比较差。
现有中，驾驶员操作手柄完成平地。这样对驾驶员的操作技术要求很高，一般要经过长时间的工作锻炼和经验积累。工作强度比较大，内收和外摆双向的平地效果一致性比较差。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种液压挖掘机智能平地装置及其控制方法，在打开平地操作按键，液压挖掘机会自动的进行内收平地或者外摆平地，可以降低对驾驶员驾驶技术的熟练程度和经验的依赖程度，降低劳动强度，提高工作效率和平地效果。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种液压挖掘机智能平地装置，包括控制器、仪表、动臂油缸位置传感器、斗杆油缸位置传感器、铲斗油缸位置传感器、平地模块、动臂升电磁阀、动臂降电磁阀、斗杆外摆电磁阀、斗杆内收电磁阀、铲斗外摆电磁阀、铲斗内收电磁阀、平地操作开关；所述控制器与仪表、平地模块电连接，所述动臂油缸位置传感器、斗杆油缸位置传感器、铲斗油缸位置传感器、动臂升电磁阀、动臂降电磁阀、斗杆外摆电磁阀、斗杆内收电磁阀、铲斗外摆电磁阀、铲斗内收电磁阀、平地操作开关分别与平地模块电连接。
进一步，所述动臂升电磁阀、动臂降电磁阀、斗杆外摆电磁阀、斗杆内收电磁阀、铲斗外摆电磁阀、铲斗内收电磁阀均采用比例电磁阀。
进一步，所述控制器通过CAN总线与仪表、平地模块相连。
进一步，所述动臂油缸位置传感器、斗杆油缸位置传感器、铲斗油缸位置传感器通过CAN总线与平地模块相连。
一种液压挖掘机智能平地控制方法，包括以下控制过程：
1）驾驶员通过仪表中的菜单选择启用智能平地功能，仪表通过CAN总线把平地状态发送给控制器,控制器使得平地功能程序有效；
2）驾驶员通过仪表菜单选择平地自学习功能，仪表通过CAN总线把平地自学习的使能发送给控制器，并可以限定外摆的角度；
3）平地模块通过动臂油缸位置传感器、斗杆油缸位置传感器、铲斗油缸位置传感器采集油缸的位置信号，并通过CAN总线把油缸位置信号发送给控制器，控制器根据油缸的位置信号计算出铲斗的最远、中间、最近三个空间位置，通过三个中间位置，规划出运动轨迹，这个运动轨迹是内收平地和外摆平地的基准轨迹；
4）驾驶员操作平地操作开关选择内收平地或者外摆平地，平地模块接收到平地操作开关的信号，通过CAN总线发送给控制器，控制器根据控制算法，计算得到电磁阀开启时间和开启电流，控制器把控制参数通过CAN总线发送给平地模块，输出控制动臂升电磁阀、动臂降电磁阀、斗杆外摆电磁阀、斗杆内收电磁阀、铲斗外摆电磁阀、铲斗内收电磁阀，实时控制动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸的长度，实现铲斗的水平移动。
本发明有益效果：
与现有的方式相比，本发明通过模块化的配置智能平地功能，实现铲斗角度的自调整、实现外摆角度的设定、平地功能的自学习、通过平地开关可以进行自动平地、既能实现自动内收平地也能自动外摆平地。
即通过智能平地功能，既可以实现自动内收平地和外摆平地，还能实现铲斗初始角度的自调整，可以限定外摆角度，有效降低了驾驶员的劳动强度，提升了平地效果。
附图说明
图1为本发明的一种液压挖掘机智能平地装置的结构连接图。
图中：1、控制器，2、仪表，3、动臂油缸位置传感器，4、斗杆油缸位置传感器，5、铲斗油缸位置传感器，6，平地模块，7、动臂升电磁阀，8动臂降电磁阀，9、斗杆外摆电磁阀，10、斗杆内收电磁阀，11、铲斗外摆电磁阀，12、铲斗内收电磁阀，13、平地操作开关。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，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更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。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他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
如图1所示，一种液压挖掘机智能平地装置，它包括：与控制器1进行电气连接的仪表2、平地模块6；与平地模块6进行电气连接的动臂油缸位置传感器3、斗杆油缸位置传感器4、铲斗油缸位置传感器5、动臂升电磁阀7、动臂降电磁阀8、斗杆外摆电磁阀9、斗杆内收电磁阀10、铲斗外摆电磁阀11、铲斗内收电磁阀12、平地操作开关13。
进一步的方案：控制器1通过CAN总线进行电气连接的仪表2、平地模块6；与平地模块6通过CAN总线进行电气连接的动臂油缸位置传感器3、斗杆油缸位置传感器4、铲斗油缸位置传感器5。
优选的方案：动臂升电磁阀7、动臂降电磁阀8、斗杆外摆电磁阀9、斗杆内收电磁阀10、铲斗外摆电磁阀11、铲斗内收电磁阀12均采用比例电磁阀。
一种液压挖掘机智能平地控制方法，包括以下控制过程：
1）驾驶员通过仪表2中的菜单选择启用智能平地功能，仪表2通过CAN总线把平地状态发送给控制器1,控制器1使得平地功能程序有效；
2）驾驶员通过仪表2菜单选择平地自学习功能，仪表2通过CAN总线把平地自学习的使能发送给控制器1，并可以限定外摆的角度；
3）平地模块通过动臂油缸位置传感器3、斗杆油缸位置传感器4、铲斗油缸位置传感器5采集油缸的位置信号，并通过CAN总线把油缸位置信号发送给控制器1，控制器1根据油缸的位置信号计算出铲斗的最远、中间、最近三个空间位置，通过三个中间位置，规划出运动轨迹，这个运动轨迹是内收平地和外摆平地的基准轨迹；
4）驾驶员操作平地操作开关13选择内收平地或者外摆平地，平地模块6接收到平地操作开关13的信号，通过CAN总线发送给控制器1，控制器1根据控制算法，计算得到电磁阀开启时间和开启电流，控制器1把控制参数通过CAN总线发送给平地模块6，输出控制动臂升电磁阀7、动臂降电磁阀8、斗杆外摆电磁阀9、斗杆内收电磁阀10、铲斗外摆电磁阀11、铲斗内收电磁阀12，实时控制动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸的长度，实现铲斗的水平移动。
与现有的方式相比，本发明通过模块化的配置智能平地功能，实现铲斗角度的自调整、实现外摆角度的设定、平地功能的自学习、通过平地开关可以进行自动平地、既能实现自动内收平地也能自动外摆平地。
即通过智能平地功能，既可以实现自动内收平地和外摆平地，还能实现铲斗初始角度的自调整，可以限定外摆角度，有效降低了驾驶员的劳动强度，提升了平地效果。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (6)

1.一种液压挖掘机智能平地装置，其特征在于：包括控制器、仪表、动臂油缸位置传感器、斗杆油缸位置传感器、铲斗油缸位置传感器、平地模块、动臂升电磁阀、动臂降电磁阀、斗杆外摆电磁阀、斗杆内收电磁阀、铲斗外摆电磁阀、铲斗内收电磁阀、平地操作开关；
所述控制器与仪表、平地模块电连接，所述动臂油缸位置传感器、斗杆油缸位置传感器、铲斗油缸位置传感器、动臂升电磁阀、动臂降电磁阀、斗杆外摆电磁阀、斗杆内收电磁阀、铲斗外摆电磁阀、铲斗内收电磁阀、平地操作开关分别与平地模块电连接。
2.根据权利要求1所述的一种液压挖掘机智能平地装置，其特征在于：所述动臂升电磁阀、动臂降电磁阀、斗杆外摆电磁阀、斗杆内收电磁阀、铲斗外摆电磁阀、铲斗内收电磁阀均采用比例电磁阀。
3.根据权利要求1所述的一种液压挖掘机智能平地装置，其特征在于：所述控制器通过CAN总线与仪表、平地模块相连。
4.根据权利要求1所述的一种液压挖掘机智能平地装置，其特征在于：所述动臂油缸位置传感器、斗杆油缸位置传感器、铲斗油缸位置传感器通过CAN总线与平地模块相连。
5.一种液压挖掘机智能平地控制方法，其特征在于，包括以下控制过程：
1）驾驶员通过仪表中的菜单选择启用智能平地功能，仪表通过CAN总线把平地状态发送给控制器,控制器使得平地功能程序有效；
2）驾驶员通过仪表菜单选择平地自学习功能，仪表通过CAN总线把平地自学习的使能发送给控制器，并可以限定外摆的角度；
3）平地模块通过动臂油缸位置传感器、斗杆油缸位置传感器、铲斗油缸位置传感器采集油缸的位置信号，并通过CAN总线把油缸位置信号发送给控制器，控制器根据油缸的位置信号计算出铲斗的最远、中间、最近三个空间位置，通过三个中间位置，规划出运动轨迹，这个运动轨迹是内收平地和外摆平地的基准轨迹；
4）驾驶员操作平地操作开关选择内收平地或者外摆平地，平地模块接收到平地操作开关的信号，通过CAN总线发送给控制器，控制器根据控制算法，计算得到电磁阀开启时间和开启电流，控制器把控制参数通过CAN总线发送给平地模块，输出控制动臂升电磁阀、动臂降电磁阀、斗杆外摆电磁阀、斗杆内收电磁阀、铲斗外摆电磁阀、铲斗内收电磁阀，实时控制动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸的长度，实现铲斗的水平移动。
6.根据权利要求5所述的一种液压挖掘机智能平地控制方法，其特征在于：所述动臂升电磁阀、动臂降电磁阀、斗杆外摆电磁阀、斗杆内收电磁阀、铲斗外摆电磁阀、铲斗内收电磁阀均采用比例电磁阀。
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