CN112064698A - 基于角度的铲斗自动调平控制方法和系统 - Google Patents

基于角度的铲斗自动调平控制方法和系统 Download PDF

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CN112064698A CN202010848682.7A CN202010848682A CN112064698A CN 112064698 A CN112064698 A CN 112064698A CN 202010848682 A CN202010848682 A CN 202010848682A CN 112064698 A CN112064698 A CN 112064698A
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Abstract

本发明涉及滑移装载机领域,提供了一种基于角度的铲斗自动调平控制方法和系统。其中,该方法包括:采集动臂的水平倾角和铲斗的水平倾角;根据动臂的水平倾角变化判断动臂当前的工作状态,并基于预存的铲斗调平条件输出相应的调平电流;根据所述调平电流控制所述铲斗随动臂的倾角变化自动调平。本发明中根据动臂和铲斗的倾角变化监控各自的工作状态,通过预存的铲斗端平条件输出调平电流,以用于调节铲斗的倾角变化量与动臂的倾角变化量相当,使铲斗随动臂的倾角变化自动调平,同时提高了铲斗调平精度。

Description

基于角度的铲斗自动调平控制方法和系统
技术领域
本发明涉及滑移装载机领域,具体地涉及一种基于角度的铲斗自动调平控制方法和系统。
背景技术
滑移装载机,亦称滑移式装载机、多功能工程车、多功能工程机等,是一种利用两侧车轮线速度差实现车辆转向的轮式专用底盘设备,主要用于作业场地狭小、地面起伏不平、作业内容变换频繁的场合,例如基础设施建设、工业应用、码头装卸、市区街道、住宅、谷仓、畜舍、机场跑道等,同时还可作为大型工程施工机械辅助设备使用。滑移装载机最大的特点是整机外形尺寸小,且可实现原地转向,并且可在作业现场随机快速更换或挂接各种工作装置。
滑移装载机的铲斗自动调平功能是实现整机自动化控制或者远程控制的必要前提,对于铲斗精确定位、提高工作效率、降低劳动强度以及有效减少装载物料的掉落有着至关重要的作用。现有技术中通常采用调平阀控制铲斗油缸的进油量来达到铲斗端平的目的,但实际应用中对调平阀中的节流阀通孔大小的要求非常高,如果设置不合理,在调试过程中需更换若干次此阀芯,而且铲斗调平的精度不高。
发明内容
本发明旨在提高滑移装载机的铲斗调平精度,提供了一种基于角度的铲斗自动调平控制方法和系统。
为了实现上述目的,本发明第一方面提供了一种基于角度的铲斗自动调平控制方法,包括:
采集动臂的水平倾角和铲斗的水平倾角;
根据动臂的水平倾角变化判断动臂当前的工作状态,并基于预存的铲斗调平条件输出相应的调平电流;
根据所述调平电流控制所述铲斗随动臂的倾角变化自动调平。
优选地,所述根据动臂的水平倾角变化判断动臂当前的工作状态,并根据预存的铲斗调平条件输出相应的调平电流,包括:
步骤一,计算在Δt时间内的动臂倾角变化量ΔA(t)和铲斗倾角变化量ΔB(t);
步骤二,根据动臂倾角变化量ΔA(t)判断动臂的工作状态;
当ΔA(t)=0时,判断动臂处于静止状态;
当ΔA(t)>0时,判断动臂处于上升状态;
当ΔA(t)<0时,判断动臂处于下降状态;
步骤三,若动臂处于静止状态,则控制铲斗无动作;
步骤四,若动臂处于上升状态,则根据铲斗调平条件输出第一调平电流,所述第一调平电流用于控制铲斗张开;
步骤五,若动臂处于下降状态,则根据铲斗调平条件输出第二调平电流,所述第二调平电流用于控制铲斗收回。
优选地,所述铲斗调平条件为:
ΔB(t)=-ΔA(t)。
优选地,所述步骤四还包括:
判断铲斗倾角变化量ΔB(t)是否在阈值区间内,若是,则控制所述铲斗动作停止,否则,返回步骤一;
其中,铲斗倾角变化量ΔB(t)的阈值区间为:
[-ΔA(t)-1°,-ΔA(t)+1°]。
优选地,所述步骤五还包括:
判断铲斗倾角变化量ΔB(t)是否在阈值区间内,若是,则控制所述铲斗动作停止,否则,返回步骤一;
其中,铲斗倾角变化量ΔB(t)的阈值区间为:
[-ΔA(t)-1°,-ΔA(t)+1°]。
本发明第二方面还提供了一种基于角度的铲斗自动调平控制系统,应用于上述铲斗自动调平控制方法中,所述铲斗自动调平控制系统包括:
动臂倾角传感器,设置在动臂上,用于检测动臂的水平倾角;
铲斗倾角传感器,设置在铲斗上,用于检测铲斗的水平倾角;
控制器,与所述动臂倾角传感器和所述铲斗倾角传感器连接,用于根据动臂的水平倾角变化判断动臂当前的工作状态,并基于预存的铲斗调平条件输出相应的调平电流;
多路换向阀,与所述控制器、所述动臂油缸和所述铲斗油缸连接,用于根据所述调平电流控制所述铲斗随动臂的倾角变化自动调平。
优选地,所述多路换向阀上设置有:
与所述动臂油缸的无杆腔连接的A1油口;
与所述动臂油缸的有杆腔连接的B1油口;
与所述铲斗油缸的无杆腔连接的A2油口;
与所述铲斗油缸的有杆腔连接的B2油口。
优选地,所述多路换向阀包括:
第一比例阀,与所述控制器电连接,用于控制动臂上升;
第二比例阀,与所述控制器电连接,用于控制动臂下降;
第三比例阀,与所述控制器电连接,用于控制铲斗张开;
第四比例阀,与所述控制器电连接,用于控制铲斗收回;
当所述第一比例阀得电时,液压油经A1油口进入动臂油缸的无杆腔,动臂油缸伸长,动臂油缸的有杆腔的液压油经B1油口回油,动臂上升;
当所述第二比例阀得电时,液压油经B1油口进入动臂油缸的有杆腔,动臂油缸缩短,动臂油缸的无杆腔的液压油经A1油口回油,动臂下降。
当所述第三比例阀得电时,液压油经A2油口进入铲斗油缸的无杆腔,铲斗油缸伸长,铲斗油缸的有杆腔的液压油经B2油口回油,铲斗张开;
当所述第四比例阀得电时,液压油经B2油口进入铲斗油缸的有杆腔,铲斗油缸缩短,铲斗油缸的无杆腔的液压油经A2油口回油,铲斗收回。
优选地,所述根据动臂的水平倾角变化判断动臂当前的工作状态,并根据预存的铲斗调平条件输出相应的调平电流,包括:
步骤一,计算在Δt时间内的动臂倾角变化量ΔA(t)和铲斗倾角变化量ΔB(t);
步骤二,根据动臂倾角变化量ΔA(t)判断动臂的工作状态;
当ΔA(t)=0时,判断动臂处于静止状态;
当ΔA(t)>0时,判断动臂处于上升状态;
当ΔA(t)<0时,判断动臂处于下降状态;
步骤三,若动臂处于静止状态,则控制第三比例阀失电和第四比例阀失电,铲斗无动作;
步骤四,若动臂处于上升状态,则根据铲斗调平条件向第三比例阀输出相应的比例电流,控制铲斗张开,并判断铲斗倾角变化量ΔB(t)是否在阈值区间内,若是,则控制所述第三比例阀失电,铲斗动作停止,否则,返回步骤一;
步骤五,若动臂处于下降状态,则根据铲斗调平条件向第四比例阀输出相应的比例电流,控制铲斗收回,并判断铲斗倾角变化量ΔB(t)是否在阈值区间内,若是,则控制所述第四比例阀失电,铲斗动作停止,否则,返回步骤一。
优选地,所述铲斗调平条件为:
ΔB(t)=-ΔA(t);
其中,所述铲斗倾角变化量ΔB(t)的阈值区间为:
[-ΔA(t)-1°,-ΔA(t)+1°]。
根据上述技术方案,根据动臂和铲斗的倾角变化监控各自的工作状态,并根据预存的铲斗调平条件控制输出到多路换向阀的电流来控制进入铲斗油缸的进油量,从而调节铲斗的倾角变化量与动臂的倾角变化量相当,使铲斗随动臂的倾角变化自动调平,同时提高了铲斗调平精度。
附图说明
图1是铲斗自动调平控制方法的流程示意图;
图2铲斗自动调平控制系统的结构示意图;
图3是铲斗自动调平控制系统中控制器的逻辑示意图。
附图标记说明
动臂1;动臂倾角传感器2;铲斗3;铲斗倾角传感器4;控制器5;多路换向阀6;铲斗油缸7;动臂油缸8;工作油泵9;先导油控制阀10;第一比例阀60;第二比例阀61;第三比例阀62;第四比例阀63。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例,并不用于限制本发明实施例。
滑移装载机包括行走机构、车架、动臂1和铲斗3,车架与行走机构连接,动臂1能够以动臂轴为中心且相对于车架主体旋转,铲斗3能够以动臂下铰点为轴通过铲斗油缸伸缩且相对于动臂旋转。滑移装载机的动臂1上设置有用于控制动臂升降的动臂油缸8,铲斗3上设置有用于控制铲斗开合的铲斗油缸7。
为提高滑移装载机的铲斗调平精度,并提高铲装能力,本发明第一方面提供了一种基于角度的铲斗自动调平控制方法,如图1所示,该方法包括以下步骤:
S1、采集动臂的水平倾角和铲斗的水平倾角;
S2、根据动臂的水平倾角变化判断动臂当前的工作状态,并基于预存的铲斗调平条件输出相应的调平电流;
S3、根据该调平电流控制铲斗随动臂的倾角变化自动调平。
在步骤S1中,动臂的水平倾角为动臂1相对于水平面的倾斜角度,铲斗的水平倾角为铲斗3相对于水平面的倾斜角度,通过角度传感器进行测量。
步骤S2具体包括:
步骤一,计算在Δt时间内的动臂倾角变化量ΔA(t)和铲斗倾角变化量ΔB(t);
其中,A(t)为动臂的水平倾角,动臂倾角变化量ΔA(t)=A(t+Δt)-A(t);
B(t)为铲斗的水平倾角,铲斗倾角变化量ΔB(t)=B(t+Δt)-B(t);
步骤二,根据动臂倾角变化量ΔA(t)判断动臂(1)的工作状态;
当ΔA(t)=0时,判断动臂(1)处于静止状态;
当ΔA(t)>0时,判断动臂(1)处于上升状态;
当ΔA(t)<0时,判断动臂(1)处于下降状态;
步骤三,若动臂(1)处于静止状态,则控制铲斗(3)无动作;
步骤四,若动臂(1)处于上升状态,则根据铲斗调平条件输出第一调平电流,所述第一调平电流用于控制铲斗(3)张开;
步骤五,若动臂(1)处于下降状态,则根据铲斗调平条件输出第二调平电流,所述第二调平电流用于控制铲斗(3)收回。
在实际应用中,为保证铲斗自动调平,铲斗倾角变化量ΔB(t)与动臂倾角变化量ΔA(t)在数值上相当,但实际变化方向相反,以铲斗初始处于端平状态为例,当动臂上升某一角度时,铲斗需张开相同角度,当动臂下降某一角度时,铲斗需收回相同的角度。
因此,本发明中所述的铲斗调平条件为:铲斗倾角变化量=-动臂倾角变化量。
也即,ΔB(t)=-ΔA(t)。
进一步地,所述步骤四还包括:
判断铲斗倾角变化量ΔB(t)是否在阈值区间内,若是,则控制所述铲斗3动作停止,否则,返回步骤一。
为减少误差,在上述铲斗调平条件下,铲斗倾角变化量ΔB(t)的阈值区间为:
[-ΔA(t)-1°,-ΔA(t)+1°]。
在动臂1上升过程中,若铲斗倾角变化量ΔB(t)处于上述阈值区间内,铲斗的张开角度值与动臂的倾角变化值相当,可视为已按照调平条件将铲斗3调平,且调平误差在允许的误差范围内,则控制铲斗3的张开动作停止,保持调平状态不变;反之,若铲斗倾角变化量ΔB(t)大于(-ΔA(t)+1°),或者,小于(-ΔA(t)-1°),说明铲斗3未调平,需返回步骤一继续进行调节,直至满足上述阈值条件。
进一步地,所述步骤五还包括:
判断铲斗倾角变化量ΔB(t)是否在阈值区间内,若是,则控制铲斗3动作停止,否则,返回步骤一。
为减少误差,在上述铲斗调平条件下,铲斗倾角变化量ΔB(t)的阈值区间为:
[-ΔA(t)-1°,-ΔA(t)+1°]。
在动臂1下降过程中,若铲斗倾角变化量ΔB(t)处于上述阈值区间内,铲斗的收回角度值与动臂的倾角变化值相当,可视为已按照调平条件将铲斗3调平,且调平误差在允许的误差范围内,则控制铲斗3收回动作停止,保持调平状态不变;反之,若铲斗倾角变化量ΔB(t)大于(-ΔA(t)+1°),或者,小于(-ΔA(t)-1°),说明铲斗3未调平,需返回步骤一继续进行调节,直至满足上述阈值条件。
在上述过程中,根据与动臂倾角变化量相对应的铲斗倾角变化量所需液压油流量,发送流量调整指令以实时控制滑移装载机的铲斗油缸流量分配,以上述灵活的控制方式确保滑移装载机在平整作业中铲斗稳定操作,提高了铲斗的调平精度。
本发明第二方面还提供了一种基于角度的铲斗自动调平控制系统。
如图2所示,滑移装载机的铲斗自动调平控制系统包括:车架、动臂1、铲斗3、设置在动臂1上且用于控制动臂升降的动臂油缸8、设置在铲斗3上用于控制铲斗开合的铲斗油缸7,以及,
设置在动臂1上的动臂倾角传感器2,其用于检测动臂1的水平倾角;
设置在铲斗3上的铲斗倾角传感器4,其用于检测铲斗3的水平倾角;
以及,与动臂倾角传感器2和铲斗倾角传感器4连接的控制器5,其用于根据动臂1的水平倾角变化判断动臂1当前的工作状态,并根据预存的铲斗调平条件输出相应的调平电流;
与控制器5、动臂油缸8和铲斗油缸7连接的多路换向阀6,其用于根据调平电流控制铲斗3随动臂1的倾角变化自动调平。
利用倾角传感器实时检测动臂和铲斗的水平倾角,控制器根据动臂和铲斗的倾角变化监控各自的工作状态,控制器中预存有铲斗调平条件,并根据该铲斗调平条件控制输出到多路换向阀的电流来控制进入铲斗油缸的进油量,从而调节铲斗的倾角变化量与动臂的倾角变化量相当,使铲斗随动臂的倾角变化自动调平,同时提高铲斗调平精度。
具体地,如图3所示,该多路换向阀6上设置有:
与动臂油缸8的无杆腔连接的A1油口;
与动臂油缸8的有杆腔连接的B1油口;
与铲斗油缸7的无杆腔连接的A2油口;
与铲斗油缸7的有杆腔连接的B2油口。
根据一个优选的实施方式,本发明中的多路换向阀6为电液比例多路阀,其型号多样,例如可以为AX31412。
其中,多路换向阀6包括:
第一比例阀60,与所述控制器5电连接,用于控制动臂1上升;
第二比例阀61,与所述控制器5电连接,用于控制动臂1下降;
第三比例阀62,与所述控制器5电连接,用于控制铲斗3张开;
第四比例阀63,与所述控制器5电连接,用于控制铲斗3收回。
在本发明中,该系统还包括工作油泵9,其通过先导油控制阀10向多路换向阀6提供液压油,在该先导油控制阀10得电的前提下,多路换向阀6根据接收到的来自控制器5的电信号控制动臂1升降和铲斗3开合,其工作原理为:
当所述第一比例阀60得电时,液压油经A1油口进入动臂油缸8的无杆腔,动臂油缸8伸长,动臂油缸8的有杆腔的液压油经B1油口回油,动臂1上升;
当所述第二比例阀61得电时,液压油经B1油口进入动臂油缸8的有杆腔,动臂油缸8缩短,动臂油缸8的无杆腔的液压油经A1油口回油,动臂1下降;
当所述第三比例阀62得电时,液压油经A2油口进入铲斗油缸7的无杆腔,铲斗油缸7伸长,铲斗油缸7的有杆腔的液压油经B2油口回油,铲斗3张开;
当所述第四比例阀63得电时,液压油经B2油口进入铲斗油缸7的有杆腔,铲斗油缸7缩短,铲斗油缸7的无杆腔的液压油经A2油口回油,铲斗3收回。
控制器5的控制逻辑为根据动臂的倾角变化判断动臂当前的工作状态,并根据预存的铲斗调平条件输出相应的调平电流,如图2所示,该控制逻辑具体包括:
步骤一,计算在Δt时间内的动倾角变化量ΔA(t)和铲斗倾角变化量ΔB(t);
步骤二,根据动臂倾角变化量ΔA(t)判断动臂的工作状态;
当ΔA(t)=0时,判断动臂1处于静止状态;
当ΔA(t)>0时,判断动臂1处于上升状态;
当ΔA(t)<0时,判断动臂1处于下降状态;
步骤三,若动臂1处于静止状态,则控制第三比例阀62失电和第四比例阀63失电,铲斗3无动作;
步骤四,若动臂1处于上升状态,则根据铲斗调平条件向第三比例阀62输出相应的比例电流,控制铲斗3张开,并判断铲斗倾角变化量ΔB(t)是否在阈值区间内,若是,则控制所述第三比例阀62失电,铲斗3动作停止,否则,返回步骤一;
步骤五,若动臂1处于下降状态,则根据铲斗调平条件向第四比例阀63输出相应的比例电流,控制铲斗3收回,并判断铲斗倾角变化量ΔB(t)是否在阈值区间内,若是,则控制所述第四比例阀63失电,铲斗3动作停止,否则,返回步骤一。
在实际应用中,为保证铲斗3自动调平,铲斗倾角变化量ΔB(t)与动臂倾角变化量ΔA(t)在数值上相当,但实际变化方向相反,以初始铲斗3处于端平状态为例,当动臂1上升某一角度时,铲斗3需张开相同角度,在动臂1下降某一角度时,铲斗3需收回相同的角度。
因此,步骤四和步骤五中所述的铲斗调平条件为:
ΔB(t)=-ΔA(t)。
同时,为减少误差,在上述铲斗调平条件下,铲斗倾角变化量ΔB(t)的阈值区间为:
[-ΔA(t)-1°,-ΔA(t)+1°]。
在动臂1上升过程中,若铲斗倾角变化量ΔB(t)处于上述阈值区间内,可视为已按照调平条件将铲斗3调平,且调平误差在允许的误差范围内,则通过控制第三比例阀62失电,停止铲斗3继续张开,保持调平状态不变;反之,若铲斗倾角变化量ΔB(t)大于(-ΔA(t)+1°),或者,小于(-ΔA(t)-1°),说明铲斗3未调平,则需返回步骤一继续进行调节,直至满足上述阈值条件。
在动臂1下降过程中,若铲斗倾角变化量ΔB(t)处于上述阈值区间内,可视为已按照调平条件将铲斗3调平,且调平误差在允许的误差范围内,则通过控制第四比例阀63失电,停止铲斗3继续张开,保持调平状态不变;反之,若铲斗倾角变化量ΔB(t)大于(-ΔA(t)+1°),或者,小于(-ΔA(t)-1°),说明铲斗3未调平,则需返回步骤一继续进行调节,直至满足上述阈值条件。
在本发明中,滑移装载机工作时主要是动臂1和铲斗3的复合作业,为保证铲斗3始终处于平举状态,动臂1上升时,铲斗3张开,动臂1下降时,铲斗3收回。在本发明中,控制器根据实时获取的动臂1水平倾角和铲斗3水平倾角分别计算动臂倾角变化量和铲斗倾角变化量,并判断当前动臂1和铲斗3的工作状态,然后根据写入的逻辑算法输出对应于动臂1倾角变化的比例电流,该比例电流的方向和大小随动臂1的工作状态而变化:
当动臂1上升时,控制器5中将动臂倾角变化量、铲斗倾角变化量输入预存的倾角变化量-所需流量的关系映射表中,获取与动臂1当前倾角变化量相匹配的铲斗倾角变化量所需流量,并输出流量调整信号,具体通过向多路换向阀6中的第三比例阀62输出对应的比例电流,使第三比例阀62得电,该比例电流的大小用于控制进入铲斗油缸7的无杆腔的油量,具体地,液压油经A2油口进入铲斗油缸7的无杆腔,铲斗油缸7伸长,铲斗油缸7的有杆腔的液压油经B2油口回油,铲斗3张开,从而自动控制铲斗3端平;
当动臂1下降时,控制器5中将动臂倾角变化量、铲斗倾角变化量输入预存的倾角变化量-所需流量的关系映射表中,获取与动臂1当前倾角变化量相匹配的铲斗倾角变化量所需流量,并输出流量调整信号,具体通过向多路换向阀6中的第四比例阀63输出对应的比例电流,使第四比例阀63得电,该比例电流的大小用于控制进入铲斗油缸7的有杆腔的油量,具体地,液压油经B2油口进入铲斗油缸7的有杆腔,铲斗油缸7缩短,铲斗油缸7的无杆腔的液压油经A2油口回油,铲斗3收回,从而自动控制铲斗3端平。
本发明中根据实时获取的动臂倾角变化量判断动臂的工作状态,根据铲斗倾角变化量判断铲斗的工作状态,基于铲斗调平条件输出对应于铲斗倾角变化量的比例电流,该比例电流的方向和大小随动臂的工作状态而变化,具体通过获取与动臂倾角变化量相对应的铲斗倾角变化量所需液压油流量,并发送流量调整指令以实时控制滑移装载机的铲斗油缸流量分配,以灵活的控制方式确保滑移装载机在平整作业中铲斗稳定操作。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.基于角度的铲斗自动调平控制方法,其特征在于,所述铲斗自动调平控制方法包括:
采集动臂(1)的水平倾角和铲斗(3)的水平倾角;
根据动臂(1)的水平倾角变化判断动臂(1)当前的工作状态,并基于预存的铲斗调平条件输出相应的调平电流;
根据所述调平电流控制所述铲斗(3)随动臂(1)的倾角变化自动调平。
2.根据权利要求1所述的铲斗自动调平控制方法,其特征在于,所述根据动臂的水平倾角变化判断动臂(1)当前的工作状态,并根据预存的铲斗调平条件输出相应的调平电流,包括:
步骤一,计算在Δt时间内的动臂倾角变化量ΔA(t)和铲斗倾角变化量ΔB(t);
步骤二,根据动臂倾角变化量ΔA(t)判断动臂(1)的工作状态;
当ΔA(t)=0时,判断动臂(1)处于静止状态;
当ΔA(t)>0时,判断动臂(1)处于上升状态;
当ΔA(t)<0时,判断动臂(1)处于下降状态;
步骤三,若动臂(1)处于静止状态,则控制铲斗(3)无动作;
步骤四,若动臂(1)处于上升状态,则根据铲斗调平条件输出第一调平电流,所述第一调平电流用于控制铲斗(3)张开;
步骤五,若动臂(1)处于下降状态,则根据铲斗调平条件输出第二调平电流,所述第二调平电流用于控制铲斗(3)收回。
3.根据权利要求2所述的铲斗自动调平控制方法,其特征在于,所述铲斗调平条件为:
ΔB(t)=-ΔA(t)。
4.根据权利要求2所述的铲斗自动调平控制方法,其特征在于,所述步骤四还包括:
判断铲斗倾角变化量ΔB(t)是否在阈值区间内,若是,则控制所述铲斗(3)动作停止,否则,返回步骤一;
其中,铲斗倾角变化量ΔB(t)的阈值区间为:
[-ΔA(t)-1°,-ΔA(t)+1°]。
5.根据权利要求2所述的铲斗自动调平控制方法,其特征在于,所述步骤五还包括:
判断铲斗倾角变化量ΔB(t)是否在阈值区间内,若是,则控制所述铲斗(3)动作停止,否则,返回步骤一;
其中,铲斗倾角变化量ΔB(t)的阈值区间为:
[-ΔA(t)-1°,-ΔA(t)+1°]。
6.基于角度的铲斗自动调平控制系统,应用于上述权利要求1至5任意一项所述的铲斗自动调平控制方法中,其特征在于,所述铲斗自动调平控制系统包括:
动臂倾角传感器(2),设置在动臂(1)上,用于检测动臂(1)的水平倾角;
铲斗倾角传感器(4),设置在铲斗(3)上,用于检测铲斗(3)的水平倾角;
控制器(5),与所述动臂倾角传感器(2)和所述铲斗倾角传感器(4)连接,用于根据动臂的水平倾角变化判断动臂当前的工作状态,并基于预存的铲斗调平条件输出相应的调平电流;
多路换向阀(6),与所述控制器(5)、所述动臂油缸(8)和所述铲斗油缸(7)连接,用于根据所述调平电流控制所述铲斗(3)随动臂(1)的倾角变化自动调平。
7.根据权利要求6所述的铲斗自动调平控制系统,其特征在于,所述多路换向阀(6)上设置有:
与所述动臂油缸(8)的无杆腔连接的A1油口;
与所述动臂油缸(8)的有杆腔连接的B1油口;
与所述铲斗油缸(7)的无杆腔连接的A2油口;
与所述铲斗油缸(7)的有杆腔连接的B2油口。
8.根据权利要求7所述的铲斗自动调平控制系统,其特征在于,所述多路换向阀(6)包括:
第一比例阀(60),与所述控制器(5)电连接,用于控制动臂(1)上升;
第二比例阀(61),与所述控制器(5)电连接,用于控制动臂(1)下降;
第三比例阀(62),与所述控制器(5)电连接,用于控制铲斗(3)张开;
第四比例阀(63),与所述控制器(5)电连接,用于控制铲斗(3)收回;
当所述第一比例阀(60)得电时,液压油经A1油口进入动臂油缸(8)的无杆腔,动臂油缸(8)伸长,动臂油缸(8)的有杆腔的液压油经B1油口回油,动臂(1)上升;
当所述第二比例阀(61)得电时,液压油经B1油口进入动臂油缸(8)的有杆腔,动臂油缸(8)缩短,动臂油缸(8)的无杆腔的液压油经A1油口回油,动臂(1)下降。
当所述第三比例阀(62)得电时,液压油经A2油口进入铲斗油缸(7)的无杆腔,铲斗油缸(7)伸长,铲斗油缸(7)的有杆腔的液压油经B2油口回油,铲斗(3)张开;
当所述第四比例阀(63)得电时,液压油经B2油口进入铲斗油缸(7)的有杆腔,铲斗油缸(7)缩短,铲斗油缸(7)的无杆腔的液压油经A2油口回油,铲斗(3)收回。
9.根据权利要求8所述的铲斗自动调平控制系统,其特征在于,所述根据动臂的水平倾角变化判断动臂(1)当前的工作状态,并根据预存的铲斗调平条件输出相应的调平电流,包括:
步骤一,计算在Δt时间内的动臂倾角变化量ΔA(t)和铲斗倾角变化量ΔB(t);
步骤二,根据动臂倾角变化量ΔA(t)判断动臂(1)的工作状态;
当ΔA(t)=0时,判断动臂(1)处于静止状态;
当ΔA(t)>0时,判断动臂(1)处于上升状态;
当ΔA(t)<0时,判断动臂(1)处于下降状态;
步骤三,若动臂(1)处于静止状态,则控制第三比例阀(62)失电和第四比例阀(63)失电,铲斗(3)无动作;
步骤四,若动臂(1)处于上升状态,则根据铲斗(3)调平条件向第三比例阀(62)输出相应的比例电流,控制铲斗(3)张开,并判断铲斗倾角变化量ΔB(t)是否在阈值区间内,若是,则控制所述第三比例阀(62)失电,铲斗(3)动作停止,否则,返回步骤一;
步骤五,若动臂(1)处于下降状态,则根据铲斗(3)调平条件向第四比例阀(63)输出相应的比例电流,控制铲斗(3)收回,并判断铲斗倾角变化量ΔB(t)是否在阈值区间内,若是,则控制所述第四比例阀(63)失电,铲斗(3)动作停止,否则,返回步骤一。
10.根据权利要求9所述的铲斗自动调平控制系统,其特征在于,所述铲斗调平条件为:
ΔB(t)=-ΔA(t);
所述铲斗倾角变化量ΔB(t)的阈值区间为:
[-ΔA(t)-1°,-ΔA(t)+1°]。
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