CN111335392B - 一种挖掘机辅助装置的控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挖掘机辅助装置的控制系统和方法，涉及挖掘机技术领域。该控制系统包括：控制器、电磁液压控制阀、与电磁液压控制阀连接的液压泵以及与挖掘机辅助装置连接的旋转马达；电磁液压控制阀与控制器电连接，旋转马达与电磁液压控制阀连接，控制器被配置为根据挖掘机辅助装置的目标转速计算电磁液压控制阀的目标输出电流，并控制电磁液压控制阀在液压泵的驱动下输出目标输出电流，从而使旋转马达驱动挖掘机辅助装置以目标转速旋转。该系统通过控制器对电磁液压控制阀的输出流量的控制，可控制旋转马达以目标转速转动，从而实现液压剪和破碎锤等辅助装置回转速度的控制，进而解决复合动作时整车动作慢，动作不协调的问题。

Description

一种挖掘机辅助装置的控制系统和方法

技术领域

本发明涉及挖掘机技术领域，具体而言，涉及一种挖掘机辅助装置的控制系统和方法。

背景技术

目前挖掘机的功能越来越全面，挖掘机不仅仅使用铲斗进行土方挖掘作业，还运用液压剪、破碎锤、快换等辅助装置辅助应用于破碎、吊装、夯土、抓木、植木等各类工况中，因此对辅助工作装置的要求也越来越高。

传统的液压剪和破碎锤等挖掘机辅助装置的控制方式为，通过手柄按键控制泵的比例电磁阀来控制整机的流量，然而此种方式无法对挖掘机辅助装置的转速进行调节，同时易造成复合动作时整车动作慢，动作不协调的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种挖掘机辅助装置的控制系统，该系统通过控制器对电磁液压控制阀的输出流量的控制，可控制旋转马达以目标转速转动，从而实现液压剪和破碎锤等挖掘机辅助装置的回转速度的控制，进而解决复合动作时整车动作慢，动作不协调的问题。

本发明的另一目的在于提供一种挖掘机辅助装置的控制方法，其应用于上述的挖掘机辅助装置的控制系统。该方法通过对电磁液压控制阀的输出流量的控制，可控制旋转马达以目标转速转动，从而实现液压剪和破碎锤等挖掘机辅助装置回转速度的控制，进而解决复合动作时整车动作慢，动作不协调的问题。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，实施例提供一种挖掘机辅助装置的控制系统，包括：

控制器、电磁液压控制阀、与电磁液压控制阀连接的液压泵以及与挖掘机辅助装置连接的旋转马达；

电磁液压控制阀与控制器电连接，旋转马达与电磁液压控制阀连接，控制器被配置为根据挖掘机辅助装置的目标转速计算电磁液压控制阀的目标输出电流，并控制电磁液压控制阀在液压泵的驱动下输出目标输出电流，从而使旋转马达驱动挖掘机辅助装置以目标转速旋转。

在可选的实施方式中，挖掘机辅助装置的控制系统还包括输入装置，输入装置与控制器电连接，用于输入目标转速，以使得控制器可将目标转速转化为电磁液压控制阀的目标输出电流。

在可选的实施方式中，输入装置包括显示屏，显示屏与控制器电连接。

在可选的实施方式中，显示屏的canh端口和canl端口通过can总线分别与控制器的canh端口和canl端口连接。

在可选的实施方式中，挖掘机辅助装置的控制系统还包括短手柄，短手柄与控制器电连接，且控制器被配置为根据短手柄的旋转按动情况判断电磁液压控制阀的输出使能，以控制旋转马达以目标转速旋转。

在可选的实施方式中，液压泵包括定量齿轮泵，定量齿轮泵与电磁液压控制阀连接，用于独立地向旋转马达供油。

在可选的实施方式中，电磁液压控制阀包括电磁比例换向阀。

在可选的实施方式中，挖掘机辅助装置包括液压剪或破碎锤。

第二方面，实施例提供一种挖掘机辅助装置的控制方法，应用于挖掘机辅助装置的控制系统，挖掘机辅助装置的控制系统包括控制器、与控制器电连接的电磁液压控制阀、与电磁液压控制阀连接的液压泵以及与电磁液压控制阀连接旋转马达，挖掘机辅助装置的控制方法包括：

根据挖掘机辅助装置的目标转速计算电磁液压控制阀的目标输出电流；

控制电磁液压控制阀在液压泵的驱动下输出目标输出电流，从而使旋转马达驱动挖掘机辅助装置以目标转速旋转。

在可选的实施方式中，挖掘机辅助装置的控制系统还包括短手柄，短手柄与控制器电连接，液压控制方法还包括：

根据短手柄的旋转按动情况判断电磁液压控制阀的输出使能，以控制旋转马达以目标转速旋转；

其中，若短手柄左旋转电磁液压控制阀启动，则控制旋转马达以目标转速向左旋转，若短手柄右旋转电磁液压控制阀启动，则控制旋转马达以目标转速向右旋转。

本发明的实施例至少具有以下优点或有益效果：

本发明的实施例提供了一种挖掘机辅助装置的控制系统，其包括：控制器、电磁液压控制阀、与电磁液压控制阀连接的液压泵以及与挖掘机辅助装置连接的旋转马达；电磁液压控制阀与控制器电连接，旋转马达与电磁液压控制阀连接，控制器被配置为根据挖掘机辅助装置的目标转速计算电磁液压控制阀的目标输出电流，并控制电磁液压控制阀在液压泵的驱动下输出目标输出电流，从而使旋转马达驱动挖掘机辅助装置以目标转速旋转。该系统通过控制器对电磁液压控制阀的输出流量的控制，可控制旋转马达以目标转速转动，从而实现液压剪和破碎锤等挖掘机辅助装置回转速度的控制，进而解决复合动作时整车动作慢，动作不协调的问题。

本发明的实施例还提供了一种挖掘机辅助装置的控制方法，其应用于上述的挖掘机辅助装置的控制系统。该方法通过对电磁液压控制阀的输出流量的控制，可控制旋转马达以目标转速转动，从而实现挖掘机辅助装置回转速度的控制，进而解决复合动作时整车动作慢，动作不协调的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的实施例提供的挖掘机辅助装置的控制系统的简图；

图2为本发明的实施例提供的挖掘机辅助装置的控制系统的液压控制原理图。

图标：100-挖掘机辅助装置的控制系统；101-显示屏；103-控制器；105-短手柄；107-定量齿轮泵；109-电磁比例换向阀；111-旋转马达。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、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清楚、完整地描述，显然，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

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定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

图1为本实施例提供的挖掘机辅助装置的控制系统100的简图；图2为本实施例提供的挖掘机辅助装置的控制系统100的液压控制原理图。请参阅图1与图2，本实施例提供了一种挖掘机辅助装置的控制系统100，主要针对挖掘机的液压剪和破碎锤等辅助装置，用于对液压剪和破碎锤的转速进行调节，以避免在复合动作时造成整车动作慢，动作不协调的问题。当然，在本发明的其他实施例中，该控制系统也可以用于对其他装置的转速进行调节，本发明的实施例不做限定。

请再次参阅图1与图2，在本实施例中，挖掘机辅助装置的控制系统100包括控制器103、电磁液压控制阀、与电磁液压控制阀连接的液压泵以及旋转马达111。

详细地，控制器103主要用于对整个控制过程进行有效地调控，以保证各装置协调作业。电磁液压控制阀与控制器103电连接，用于在控制器103的控制下调节自身的输出电流。液压泵用于为电磁液压控制阀提供动力，以使得电磁液压控制阀可在控制器103的控制下按照预设要求输出目标输出电流。旋转马达111与电磁液压控制阀电连接，同时旋转马达111也可以设置于挖掘机辅助装置上，与挖掘机辅助装置连接。

具体地，在对挖掘机辅助装置的转速进行调控时，可先确定一个目标转速，通过控制器103根据该目标转速计算出对应的电磁液压控制阀的目标输出电流，同时通过控制器103对电磁液压控制阀进行控制，以使得电磁液压控制阀可以在液压泵的驱动下输出该目标输出值，以使旋转马达111可驱动挖掘机辅助装置以目标转速旋转。也即，该系统通过控制器103对电磁液压控制阀的输出流量的控制，使电磁液压控制阀以该目标输出电流进行输出，从而可带动旋转马达111以目标转速旋转，进而可带动挖掘机辅助装置旋转，从而实现挖掘机辅助装置回转速度的控制，进而解决复合动作时整车动作慢，动作不协调的问题。

需要说明的是，在本实施例中，挖掘机辅助装置可为液压剪或破碎锤，控制器103可选择为电脑或手机终端，也可以选择为可编程逻辑控制器103或单片机等控制部件，本发明的实施例不再赘述。

还需要说明的是，在本实施例中，电磁液压控制阀可具体选择为电磁比例换向阀109，以使得液压剪或破碎锤的转速调节可通过电磁比例换向阀109的比例量控制来实现。当然，在本发明的其他实施例中，电磁比例换向阀109可以是其他能实现其控制功能的其他阀或阀组，本发明的实施例不做限定。

同时，作为优选的方案，在本实施例中，为了保证旋转马达111的运动效率，液压泵可以选择为定量齿轮泵107，定量齿轮泵107与电磁液压控制阀连接，用于独立地向旋转马达111供油，从而进一步地解决复合动作时整车动作慢，动作不协调的问题。

请再次参阅图1与图2，在本发明的实施例中，为了便于对液压剪或破碎锤等挖掘机辅助装置的转速进行调节和选择，挖掘机辅助装置的控制系统100还根据需求设置输入装置。输入装置与控制器103电连接，用于输入目标转速，以使得控制器103可将目标转速转化为电磁液压控制阀的目标输出电流，以便于用户直观地对转速进行调节和选择，从而进一步地解决复合动作时整车动作慢，动作不协调的问题。

需要说明的是，在本实施例中，输入装置包括显示屏101，显示屏101与控制器103电连接。显示屏101的canh端口和canl端口通过can总线分别与控制器103的canh端口和canl端口连接。通过显示屏101的设置，使得用户可更方便的对挖掘机辅助装置的转速进行选择。当然，在本发明的其他实施例中，还可以通过外部电位器的方式输出转速信号，原理都是将选择信号传输到控制器103中，通过控制器103进行比例换算，只是传输方式不同，本发明的实施例不做限定。

作为优选的方案，由于挖掘机辅助装置的控制系统100需要集成于挖掘机的控制系统内，因此为了更方便用户操作，挖掘机辅助装置的控制系统100还可以根据需求设置短手柄105。

详细地，短手柄105与控制器103电连接，且控制器103被配置为根据短手柄105的按键的旋转按动情况判断电磁液压控制阀的输出使能，以控制旋转马达111以目标转速旋转。若短手柄105左旋转电磁液压控制阀启动，则控制旋转马达111以目标转速向左旋转，若短手柄105右旋转电磁液压控制阀启动，则控制旋转马达111以目标转速向右旋转即可。

本发明的实施例还提供了一种挖掘机辅助装置的控制方法，其主要通过上述的挖掘机辅助的控制系统进行调节控制，其具体包括以下步骤：

S1：通过显示屏101输入目标转速；

S2：通过控制器103根据挖掘机辅助装置的目标转速计算电磁液压控制阀的目标输出电流；

S3：控制电磁液压控制阀在液压泵的驱动下输出目标输出电流，从而使得旋转马达111可驱动挖掘机辅助装置以目标转速旋转。

作为优选的方案，还包括S3具体还包括旋转短手柄105，并根据短手柄105的按键的旋转按动情况判断电磁液压控制阀的输出使能，以使得电磁液压控制阀以目标输出电流输出，从而控制旋转马达111以目标转速旋转。

此时，若短手柄105左旋转电磁液压控制阀启动，则控制旋转马达111以目标转速向左旋转，若短手柄105右旋转电磁液压控制阀启动，则控制旋转马达111以目标转速向右旋转。

上述方法通过对电磁液压控制阀的输出流量的控制，可控制旋转马达111以目标转速转动，从而实现挖掘机辅助装置回转速度的控制，进而解决复合动作时整车动作慢，动作不协调的问题。

下面对本发明的实施例提供的挖掘机辅助装置的控制系统100和方法的工作原理进行详细地说明：

在需要调节挖掘机辅助装置的转速时，可通过显示屏101输入不同的旋转速度，显示屏101通过CAN通信将旋转速度传输到控制器103中，控制器103根据速度选择情况通过旋转速度与电磁比例换向阀109的电流值关系确定电磁比例换向阀109输出电流；同时，控制器103根据多功能短手柄105的按键的左旋转或右旋转按动情况判断电磁比例换向阀109电流输出的使能，从而驱动液压剪旋转马达111左旋转或者右旋转。

在上述过程中，该系统通过控制器103对电磁液压控制阀的输出流量的控制，可控制旋转马达111以目标转速转动，从而实现液压剪和破碎锤等挖掘机辅助装置的回转速度的控制，进而解决复合动作时整车动作慢，动作不协调的问题。

综上所述，该控制系统可有效地解决液压剪或破碎锤等挖掘机辅助装置的转速无法调节，同时易造成复合动作时整车动作慢，动作不协调的问题，从而有效地提高工作效率和质量。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种挖掘机辅助装置的控制系统，其特征在于，包括：

控制器、电磁液压控制阀、与所述电磁液压控制阀连接的液压泵以及与挖掘机辅助装置连接的旋转马达；

所述电磁液压控制阀与所述控制器电连接，所述旋转马达与所述电磁液压控制阀连接，所述控制器被配置为根据所述挖掘机辅助装置的目标转速计算所述电磁液压控制阀的目标输出电流，并控制所述电磁液压控制阀在所述液压泵的驱动下输出所述目标输出电流，从而使所述旋转马达驱动所述挖掘机辅助装置以所述目标转速旋转；

所述挖掘机辅助装置的控制系统还包括输入装置，所述输入装置与所述控制器电连接，用于输入所述目标转速，以使得所述控制器可将所述目标转速转化为所述电磁液压控制阀的目标输出电流。

2.根据权利要求1所述的挖掘机辅助装置的控制系统，其特征在于：

所述输入装置包括显示屏，所述显示屏与所述控制器电连接。

3.根据权利要求2所述的挖掘机辅助装置的控制系统，其特征在于：

所述显示屏的canh端口和canl端口通过can总线分别与所述控制器的canh端口和canl端口连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的挖掘机辅助装置的控制系统，其特征在于：

所述挖掘机辅助装置的控制系统还包括短手柄，所述短手柄与所述控制器电连接，且所述控制器被配置为根据所述短手柄的旋转按动情况判断所述电磁液压控制阀的输出使能，以控制所述旋转马达以所述目标转速旋转。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的挖掘机辅助装置的控制系统，其特征在于：

所述液压泵包括定量齿轮泵，所述定量齿轮泵与所述电磁液压控制阀连接，用于独立地向所述旋转马达供油。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的挖掘机辅助装置的控制系统，其特征在于：

所述电磁液压控制阀包括电磁比例换向阀。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的挖掘机辅助装置的控制系统，其特征在于：

所述挖掘机辅助装置包括液压剪或破碎锤。

8.一种挖掘机辅助装置的控制方法，其特征在于，应用于挖掘机辅助装置的控制系统，所述挖掘机辅助装置的控制系统包括控制器、与所述控制器电连接的电磁液压控制阀、与所述电磁液压控制阀连接的液压泵以及与所述电磁液压控制阀连接旋转马达，所述挖掘机辅助装置的控制系统还包括输入装置，所述输入装置与所述控制器电连接，所述输入装置用于输入挖掘机辅助装置的目标转速，所述挖掘机辅助装置的控制方法包括：

根据挖掘机辅助装置的目标转速计算所述电磁液压控制阀的目标输出电流；

控制所述电磁液压控制阀在所述液压泵的驱动下输出目标输出电流，从而使所述旋转马达驱动挖掘机辅助装置以所述目标转速旋转。

9.根据权利要求8所述的挖掘机辅助装置的控制方法，其特征在于，所述挖掘机辅助装置的控制系统还包括短手柄，所述短手柄与所述控制器电连接，所述挖掘机辅助装置的控制方法还包括：

根据所述短手柄的旋转按动情况判断所述电磁液压控制阀的输出使能，以控制所述旋转马达以所述目标转速旋转；

其中，若所述短手柄左旋转所述电磁液压控制阀启动，则控制所述旋转马达以所述目标转速向左旋转，若所述短手柄右旋转所述电磁液压控制阀启动，则控制所述旋转马达以所述目标转速向右旋转。

Images