CN110805094B - 挖掘机工作装置液压系统及挖掘控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及挖掘机液压系统，为解决现有挖掘机在人工操作挖掘过程中满斗率与工作效率难以兼顾的问题；提供一种挖掘机工作装置液压系统，包括控制器、动作检测装置、与控制器连接用于检测动臂油缸有杆腔内压力的压力传感器、由控制器控制泄压的泄压阀,所述泄压阀的进油端与动臂油缸有杆腔连接,出油端与油箱回路连接；当控制器通过动作检测装置仅检测到操纵装置输出铲斗回收和斗杆回收的操纵动作信号时所述控制器输出控制信号控制的所述泄压阀导通。本发明挖掘机在挖掘作业过程中，自动降低动臂油缸有杆腔的压力，使得在挖掘过程中动臂可被动提升，完成整个挖掘过程，在满足满斗率的情况下提高挖掘效率、降低操作手操作难度。

Description

挖掘机工作装置液压系统及挖掘控制方法

技术领域

本发明涉及一种挖掘机液压系统，更具体地说，涉及一种挖掘机工作装置液压系统及挖掘控制方法。

背景技术

挖掘机进行挖掘作业时，操作手通过操作手臂控制铲斗油缸、斗杆油缸和动臂油缸，完成铲斗回收、斗杆回收和动臂提升等动作。铲斗回收、斗杆回收和动臂提升等动作在挖掘过程中属于复合动作，也即操作手在挖掘过程中要同时控制完成。这些目前这些过程都是依靠操作手的观察和经验完成，特别是动臂提升的操作，直接影响了挖掘的满斗率和挖掘效率，提升得早了，满斗率低；反则，挖掘效率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有挖掘机在人工操作挖掘过程中满斗率与工作效率难以兼顾的问题，而提供一种挖掘机工作装置液压系统及挖掘控制方法，以便提高挖掘机在人工操作挖掘过程中兼顾挖掘机挖掘的满斗率与工作效率。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种挖掘机工作装置液压系统，包括经分配阀与动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸连接的高压油源和油箱回路、与分配阀控制端连接用于操纵动臂、斗杆、铲斗动作的操纵装置；其特征在于还包括控制器、用于获取操纵装置操纵动作且与控制器连接的动作检测装置、与控制器连接用于检测动臂油缸有杆腔内压力的压力传感器、由控制器控制泄压的泄压阀,所述泄压阀的进油端与动臂油缸有杆腔连接,出油端与油箱回路连接；当控制器通过动作检测装置仅检测到操纵装置输出铲斗回收和斗杆回收的操纵动作信号时所述控制器输出控制信号控制的所述泄压阀导通。当挖掘机具有其他操作如铲斗打开或斗杆打开(铲斗或斗杆向前翻转)或者动臂具有举升或下降动作时，泄压阀则保持关闭。

进一步地，上述挖掘机工作装置液压系统中，所述泄压阀为开关型或比例型电磁阀,所述电磁阀的电控端与所述控制器连接。或者泄压阀包括溢流阀和电磁阀,所述溢流阀的进油端与动臂油缸有杆腔连接,出油端与油箱回路连接，所述电磁阀的进油端与溢流阀的液控端连接，出油端与油箱回路连接，电磁阀的电控端与控制器连接。

进一步地，上述挖掘机工作装置液压系统中，所述分配阀是液控换向阀，所述动作检测装置是用于获取分配阀个液控端控制压力状态并与所述控制器连接的压力开关组或者压力传感器。

进一步地，上述挖掘机工作装置液压系统中，所述操纵装置是与所述分配阀液控端连接的先导阀。或者所述操纵装置包括与所述控制器连接的电控手柄、设置在分配阀液控端与先导油源之间先导控制油路上并与所述控制器连接的比例电磁阀构成；所述动作检测装置为所述电控手柄。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种挖掘机挖掘控制方法，所述包括经分配阀与动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸连接的高压油源和油箱回路、与分配阀控制端连接用于操纵动臂、斗杆、铲斗动作的操纵装置；其特征在于所述挖掘机还包括控制器、用于获取操纵装置操纵动作且与控制器连接的动作检测装置、与控制器连接用于检测动臂油缸有杆腔内压力的压力传感器、由控制器控制泄压的泄压阀,所述泄压阀的进油端与动臂油缸有杆腔连接,出油端与油箱回路连接；当控制器通过动作检测装置仅检测到操纵装置输出铲斗回收和斗杆回收的操纵动作信号且动臂油缸有杆腔压力大于预定值时所述控制器输出控制信号控制的所述泄压阀导通以降低动臂油缸有杆腔压力。

进一步地，上述挖掘机挖掘控制方法中，所述分配阀是液控换向阀，所述动作检测装置是用于获取分配阀个液控端控制压力状态并与所述控制器连接的压力开关组或者压力传感器，控制器通过压力开关组或压力传感器其检测并传递的信号判断操纵装置所进行的操纵动作，进一步地，所述操纵装置是与所述分配阀液控端连接的先导阀。或者所述操纵装置包括与所述控制器连接的电控手柄、设置在分配阀液控端与先导油源之间先导控制油路上并与所述控制器连接的比例电磁阀构成；所述动作检测装置为所述电控手柄；所述控制器根据所述电控手柄输出的操纵信号判断操纵装置所进行的操纵动作。

本发明与现有技术相比，本发明挖掘机在挖掘作业过程中，自动降低动臂油缸有杆腔的压力，使得在挖掘过程中动臂可被动提升，完成整个挖掘过程，在满足满斗率的情况下提高挖掘效率、降低操作手操作难度。

附图说明

图1是本发明挖掘机工作装置液压系统控制原理图。

图2是本发明挖掘机工作装置液压系统原理图。

图中零部件名称及序号：

高压油源1、分配阀2、动臂油缸3、斗杆油缸4、先导阀5、Pa1压力开关51、Pb1压力开关52、Pa2压力开关53和Pa3压力开关54、先导油源6、铲斗油缸7、压力传感器8、泄压阀9、控制器10。

具体实施方式

下面结合附图说明具体实施方案。

如图1所示，挖掘机的工作装置包括铰接在车架上的动臂、铰接在动臂前端的斗杆、交接在斗杆下端的铲斗。挖掘机工作装置的液压系统如图2所示，其包括经分配阀2与动臂油缸3、斗杆油缸4、铲斗油缸7连接的高压油源1和油箱回路、与分配阀2控制端连接用于操纵动臂、斗杆、铲斗动作的操纵装置、控制器10、用于获取操纵装置操纵动作且与控制器10连接的动作检测装置、与控制器10连接用于检测动臂油缸有杆腔内压力的压力传感器8、由控制器10控制泄压的泄压阀9。

在本实施例中，分配阀2为液控换向阀，其包括动臂联换向阀、斗杆联换向阀和铲斗联换向阀，分别与动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸连接。动臂油缸连接在动臂与车架之间，斗杆油缸连接在动臂与斗杆之间、铲斗油缸连接在斗杆和铲斗连杆之间。

操纵装置是与分配阀液控端连接的先导阀5。先导阀5的进油端与先导油源连接，回油口与油箱回路连接，在本实施例中，先导阀5与分配阀对应，也具有三联，分别是动臂联先导阀、斗杆联先导阀和铲斗联先导阀，动臂联先导阀、斗杆联先导阀和铲斗联先导阀的通过管路分别与分配阀中的动臂联换向阀、斗杆联换向阀和铲斗联换向阀的先导液控端连接，用于控制动臂油缸3、斗杆油缸4和铲斗油缸7伸缩，实现动臂的升降、斗杆的回收与打开、铲斗的回收与打开。

动作检测装置是用于获取分配阀各液控端控制压力状态并与控制器连接的压力开关组。该压力开关组包括Pa1压力开关51、Pb1压力开关52、Pa2压力开关53和Pa3压力开关54，其中Pa1压力开关51和Pb1压力开关52分别设置在与动臂联换向阀的先导液控端连接的先导油路上，当先导阀进行动臂举升或下降的动作时，Pa1压力开关51或Pb1压力开关52闭合，向控制器传递动臂举升或动臂下降的电信号。Pa2压力开关53设置在与斗杆联换向阀的斗杆回收先导液控端连接的先导油路上，当先导阀进行斗杆回收的操作动作时，Pa2压力开关53闭合向控制器发送斗杆回收的电信号。Pa3压力开关53设置在与铲斗联换向阀的铲斗回收先导液控端连接的先导油路上，当先导阀进行铲斗回收的操作动作时，Pa3压力开关54闭合向控制器发送铲斗回收的电信号。

泄压阀9包括溢流阀和电磁阀,溢流阀的进油端与动臂油缸有杆腔连接,出油端与油箱回路连接，电磁阀的进油端与溢流阀的液控端连接，出油端与油箱回路连接，电磁阀的电控端与控制器连接。

本实施例中挖掘机工作装置液压系统在挖掘作业时的控制方法如下：控制器10通过压力开关组的电信号判断操纵装置所进行的操纵动作，当仅检测到操纵装置输出铲斗回收和斗杆回收的操纵动作，并通过压力传感器8检测到动臂油缸有杆腔压力大于预定值时控制器10输出控制信号控制的泄压阀9导通以降低动臂油缸有杆腔压力。挖掘机挖掘作业工程中，斗杆回收和铲斗回收时，动臂具有上升趋势，动臂油缸有杆腔内的压力升高，此时控制器通过控制泄压阀降低动臂油缸有杆腔内的压力，可使动臂可被动提升，完成整个挖掘过程。该过程无需人为干预自动完成，因此该工作装置液压系统及挖掘作业时的控制方法可以在挖掘机作业时在兼顾满斗率的情况下提高挖掘效率，降低操作手操作难度。

当操作手通过先导阀进行其他操作时，例如铲斗打开、或斗杆打开、或动臂举升、或动臂下降，控制器通过开关组获取相应的电信号判定挖掘机处于非挖掘状态后，控制器输出控制信号时泄压阀关闭截止，此时挖掘机工作装置液压系统的功能与传动挖掘机工作装置液压系统无异，操作动作及效果相同。

在本实施例中，压力开关还可以使用设置在对应位置的压力传感器替代，控制器通过压力传感器获取对应先导压力的电信号，从而判断出操纵装置所进行的操纵动作，进而对泄压阀进行相应的控制。

在本实施例中，操纵装置还可以是包括与控制器连接的电控手柄、设置在分配阀液控端与先导油源6之间先导控制油路上并与控制器连接的比例电磁阀构成；动作检测装置为所述电控手柄。操作手操作电控手柄，电控手柄向控制器输送与操作动作对应的电信号，控制器根据该电信号向分配阀的先导控制油路上的比例电磁阀发出控制信号，从而控制分配阀各联换向阀的工作位，进而实现动臂举升与下降、斗杆回收与打开、铲斗回收与打开等动作，此时电控手柄作为操纵装置，同时还作为动作检测装置，控制器直接通过电控手柄输出的电信号判断电控手柄所进行的操作。

在本实施例中，泄压阀还可以是开关型电磁阀或比例型电磁阀,电磁阀的电控端与控制器连接。

Claims (9)

1.一种挖掘机工作装置液压系统，包括经分配阀与动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸连接的高压油源和油箱回路、与分配阀控制端连接用于操纵动臂、斗杆、铲斗动作的操纵装置；其特征在于还包括控制器、用于获取操纵装置操纵动作且与控制器连接的动作检测装置、与控制器连接用于检测动臂油缸有杆腔内压力的压力传感器、由控制器控制泄压的泄压阀,所述泄压阀的进油端与动臂油缸有杆腔连接,出油端与油箱回路连接；

当控制器通过动作检测装置仅检测到操纵装置输出铲斗回收和斗杆回收的操纵动作信号且动臂油缸有杆腔压力大于预定值时所述控制器输出控制信号控制的所述泄压阀导通。

2.根据权利要求1所述的挖掘机工作装置液压系统，其特征在于所述泄压阀为开关型或比例型电磁阀,所述电磁阀的电控端与所述控制器连接。

3.根据权利要求1所述的挖掘机工作装置液压系统，其特征在于泄压阀包括溢流阀和电磁阀,所述溢流阀的进油端与动臂油缸有杆腔连接,出油端与油箱回路连接；

所述电磁阀的进油端与溢流阀的液控端连接，出油端与油箱回路连接，电磁阀的电控端与控制器连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的挖掘机工作装置液压系统，其特征在于所述分配阀是液控换向阀，所述动作检测装置是用于获取分配阀个液控端控制压力状态并与所述控制器连接的压力开关组或者压力传感器。

5.根据权利要求4所述的挖掘机工作装置液压系统，其特征在于所述操纵装置是与所述分配阀液控端连接的先导阀。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的挖掘机工作装置液压系统，其特征在于所述操纵装置包括与所述控制器连接的电控手柄、设置在分配阀液控端与先导油源之间先导控制油路上并与所述控制器连接的比例电磁阀构成；所述动作检测装置为所述电控手柄。

7.一种挖掘机挖掘控制方法，所述挖掘机包括经分配阀与动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸连接的高压油源和油箱回路、与分配阀控制端连接用于操纵动臂、斗杆、铲斗动作的操纵装置；其特征在于所述挖掘机还包括控制器、用于获取操纵装置操纵动作且与控制器连接的动作检测装置、与控制器连接用于检测动臂油缸有杆腔内压力的压力传感器、由控制器控制泄压的泄压阀，所述泄压阀的进油端与动臂油缸有杆腔连接,出油端与油箱回路连接；

挖掘控制方法是当控制器通过动作检测装置仅检测到操纵装置输出铲斗回收和斗杆回收的操纵动作信号且动臂油缸有杆腔压力大于预定值时所述控制器输出控制信号控制的所述泄压阀导通以降低动臂油缸有杆腔压力。

8.根据权利要求7所述的挖掘机挖掘控制方法，其特征在于所述分配阀是液控换向阀，所述动作检测装置是用于获取分配阀个液控端控制压力状态并与所述控制器连接的压力开关组或者压力传感器，控制器通过压力开关组或压力传感器其检测并传递的信号判断操纵装置所进行的操纵动作。

9.根据权利要求7所述挖掘机挖掘控制方法，其特征在于所述操纵装置包括与所述控制器连接的电控手柄、设置在分配阀液控端与先导油源之间先导控制油路上并与所述控制器连接的比例电磁阀构成；所述动作检测装置为所述电控手柄；所述控制器根据所述电控手柄输出的操纵信号判断操纵装置所进行的操纵动作。

Images