CN113050515B - 一种用于应急救援工程装备的全自动快换装置控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种全自动快换装置控制系统(100),用于远程控制全自动快换装置(200)的运动和属具的更换与驱动,其特征在于,所述全自动快换装置控制系统(100)包括远程端控制系统(120)和现场端电液控制系统(110),所述远程端控制系统(120)与所述现场端电液控制系统(110)通过第一无线通信模块(123)、第二无线通信模块(119)进行数据传输;本发明还提供了一种全自动快换装置控制方法。通过该控制系统和控制方法能够完成全自动快换装置的运动和属具的驱动与更换,提高了操作人员在高危险地区工作的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及应急救援工程装备技术领域,具体地涉及—种用于应急救援工程装备的全自动快换装置控制系统及方法。
背景技术
我国是世界上自然灾害最为严重的国家之一,近年来地震、泥石流等自然灾害频发,灾情严重,给灾区人民的生命及财产造成了巨大的损失。因此我国对应急救援工程装备的技术水平、多种作业功能、智能化及模块化程度需求正不断增加,而全自动快换装置因其本身所具有的属具自动切换、工作灵活、操作简易等特点对应急救援工程装备起到了强力支撑的作用。其次随着工程机械行业的不断发展,单一作业种类工程机械已不能满足工作需求,这使得全自动快换装置在该领域也得到了广泛的应用。
然而现有的全自动快换装置控制系统及方法普遍存在以下问题:
(1)普遍采用现场端控制,使得操作人员在一些高危险性地区工作安全性较低;
(2)现有控制系统缺少压力控制功能,使得全自动快换装置的工作稳定性较差。
(3)现有的控制系统缺少监测单元,无法对全自动快换装置的运动状态、连接状态和液路压力、流量等重要参数进行实时监测与调控,大大降低了操作人员的工作效率与全自动快换装置的使用安全性。
因此,针对现有全自动快换装置控制系统及方法存在的问题,需要开发一种具有机远操控、压力控制、状态监测功能的控制系统及方法,这对于提高操作人员工作安全性与工作效率、全自动快换装置工作稳定性与使用安全性具有重大意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足,提供一种全自动快换装置控制系统,以解决现有技术中存在的操作人员工作危险性高、工作效率低,全自动快换装置工作稳定性低、使用安全性低的问题。
本发明的目的在于克服现有技术中的不足,提供一种全自动快换装置控制方法,以解决现有技术中存在的操作人员工作危险性高、工作效率低,全自动快换装置工作稳定性低、使用安全性低的问题。
为了实现上述目的,本发明实施例采用的技术方案如下:
第一方面,本发明实施例提出了一种全自动快换装置控制系统,用于远程控制全自动快换装置的运动与属具的更换与驱动,所述全自动快换装置控制系统包括远程端控制系统和现场端电液控制系统,所述远程端控制系统与所述现场端电液控制系统通过第一无线通信模块、第二无线通信模块进行数据传输;所述远程端控制系统包括远程端控制器、报警器、第一无线通信模块、显示屏、左操作手柄和右操作手柄,所述报警器、所述第一无线通信模块、所述显示屏、所述左操作手柄和所述右操作手柄分别与所述远程端控制器电连接;所述现场端电液控制系统包括现场端控制器、主机油路、主液路控制单元、主液路监测单元、电磁阀组、执行器单元、运动状态监测单元、连接状态监测单元和第二无线通信模块;所述主液路控制单元、所述主液路监测单元、所述电磁阀组、所述运动状态监测单元、所述连接状态监测单元和所述第二无线通信模块分别与现场端控制器电连接,所述第二无线通信模块与所述第一无线通信模块通信连接,所述主液路控制单元的进液液路与所述主机油路的出液液路相连接,所述主液路监测单元的进液液路与所述的主液路控制单元的出液液路连接,所述电磁阀组的进液液路与所述的主液路监测单元的出液液路相连接,所述执行器单元的进液液路与所述电磁阀组的出液液路相连接,所述主液路控制单元和所述主液路监测单元集成于工程装备主机油路内,所述现场端控制器安装在工程装备驾驶室内,所述第二无线通信模块安装在驾驶室内或集成于所述现场端控制器中,所述电磁阀组、所述执行器单元、所述运动状态监测单元和所述连接状态监测单元安装在所述全自动快换装置中;所述全自动快换装置包括上连接架和倾斜旋转装置;
所述左操作手柄与所述右操作手柄用于依据操作者操作动作向所述远程端控制器发送操作信号,所述远程端控制器用于将所述操作信号经所述第一无线模块和所述第二无线通信模块发送至现场端控制器,所述左操作手柄和所述右操作手柄还可与所述现场端控制器电连接以进行现场端控制;所述现场端控制器用于向所述主液路控制单元发送电信号以调节所述主液路的液路压力与液路流量,向所述电磁阀组发送电信号以控制通过所述执行器单元液路的流向与流量;所述现场端控制器还用于接收所述主液路监测单元所采集的主液路状态信息、所述运动监测单元所采集的运动状态信息和所述连接状态监测单元所采集的连接状态信息,并将所述主液路状态信息、所述运动状态信息和所述连接状态信息经所述第二无线模块和所述第一无线通信模块发送到所述远程端控制器;所述主液路状态信息包括主液路压力信息和主液路流量信息,所述运动状态信息包括所述全自动快换装置摆动角度信息和所述液压马达的回转角度信息,所述连接状态信息包括所述上连接架与所述倾斜旋转装置或所述工作属具的连接状态信息和所述倾斜旋转装置与所述工作属具的连接状态信息;所述远程端控制器还用于将所述现场端控制器发送回的所述主液路状态信息、所述运动状态信息和所述连接状态信息通过内置程序进行处理与判断,判断状态信息是否正常;若状态信息正常,将连接状态信息和处理后的运动状态信息发送至显示屏进行信息显示;若状态信息异常,控制所述显示屏显示故障信息、所述报警器进行故障报警和所述现场端电液控制系统停止工作;所述显示屏显示的处理后的运动状态信息包括所述全自动快换装置的摆动角度信息和经所述远程端控制器通过齿轮传动比和所述液压马达回转角度运算得到的所述全自动快换装置的回转角度信息;所述故障信息包括所述主液路控制单元工作异常、所述电磁阀组工作异常、所述执行器单元过载工作和所述全自动快换装置连接状态异常。
第二方面,本发明实施例还提出了一种全自动快换装置控制方法,应用于全自动快换装置控制系统,用于远程控制全自动快换装置;所述全自动快换装置控制方法包括:所述左操作手柄与所述右操作手柄用于依据操作者的操作动作向所述远程端控制器发送操作信号;所述远程端控制器将操作信号经所述第一无线通信模块和所述第二无线通信模块发送至所述现场端控制器;所述现场端控制器依据所述操作信号通过控制所述主液路控制单元调节主液路的液路压力与液路流量,通过控制所述电磁阀组调节通过所述执行器单元液路的流向与流量,进而控制所述执行器单元的工作;所述现场端控制器接收所述主液路监测单元所采集的主液路状态信息、所述运动监测单元所采集的运动状态信息和所述连接状态监测单元所采集的连接状态信息并将所述主液路状态信息、所述运动状态信息和所述连接状态信息发送到所述远程端控制器,所述主液路状态信息包括主液路压力信息和主液路流量信息,所述运动状态信息包括所述全自动快换装置的摆动角度信息与所述液压马达的回转角度信息,所述连接状态信息包括所述上连接架与所述倾斜旋转装置或所述工作属具的连接状态信息和所述倾斜旋转装置与所述工作属具的连接状态信息;所述远程端控制器将状态信息进行处理并与临界状态信息对比、判断;所述远程端控制器判断状态信息是否正常;若状态信息正常,所述远程端控制器将连接状态信息和处理后的运动状态信息发送至显示屏进行信息显示;若状态信息异常,所述远程端控制器控制所述显示屏显示故障信息、所述报警器进行故障报警和所述现场端电液控制系统停止工作,所述故障信息包括所述主液路控制单元工作异常、所述电磁阀组工作异常、所述执行器单元过载工作和所述全自动快换装置连接状态异常;所述远程端控制器将操作信号发送给现场端控制器时,所述远程端控制器自动运算得到临界状态信息;所述显示屏显示的运动状态信息包括所述全自动快换装置的摆动角度信息和经所述远程端控制器通过齿轮传动比和所述液压马达回转角度运算得到所述全自动快换装置(200)的回转角度信息。
相对现有技术,本发明具有以下有益效果:
采用操作所述远程端控制系统的所述左操作手柄与所述右操作手柄的方式控制所述现场端电液控制系统进而完成所述全自动快换装置的运动和属具的更换与驱动,提高了操作人员在高危险地区工作的安全性;
采用压力控制阀保证第一锁紧油缸、直线油缸和第二锁紧油缸发生液压油内泄时依然能够稳定工作,大大提高了所述全自动快换装置的工作稳定性;
在系统状态正常时,采用显示屏显示所述全自动快换装置的摆动角度信息、回转角度信息和连接状态信息,提高了操作人员的工作效率;
在系统状态异常时,采用远程端控制器控制显示屏显示故障信息,所述报警器报警和现场端电液控制系统停止工作,大大提高了所述全自动快换装置的使用安全性。
附图说明
附图1是全自动快换装置控制系统原理图。
附图2是全自动快换装置控制系统局部原理图。
附图3是全自动快换装置总体示意图。
附图4、附图5和附图6是全自动快换装置局部示意图。
附图7是全自动快换装置错误连接状态示意图
附图8是高频振动工况下全自动快换装置控制系统原理图。
附图9是高频振动工况下全自动快换装置总体示意图。
附图10是高频振动工况下全自动快换装置局部示意图。
附图11是高频振动工况下全自动快换装置错误连接状态示意图。
附图12是全自动快换装置控制方法流程图。
其中:100—全自动快换装置控制系统;200-全自动快换装置;110—现场端电液控制系统;120—远程端控制系统;300—工程装备工作臂;210—上连接架;220—倾斜旋转装置;122—报警器;123—第一无线通信模块;124—显示屏;125—左控制手柄;126—右控制手柄;111—现场端控制器;112—主机油路;113—主液路控制单元;114—主液路监测单元;115—电磁阀组;116—执行器单元;117—运动状态监测单元;118—连接状态监测单元;119—第二无线通信单元;1131—电磁比例减压阀;1132—液控比例换向阀;1133—溢流阀;1134—减压阀;1141—压力传感器;1142—流量传感器;1161—第一液控单向阀;1162—液压锁;1163—第一锁紧油缸;1164—直线油缸;1165—液压马达;1166—第二锁紧油缸;1167—工作属具;1168—第二液控单向阀;1171—单轴倾角传感器;1172—角度传感器;1181—第一后销传感器;1182—第二后销传感器;1183—第一锁紧传感器;1184—第三后销传感器;1185—第四后销传感器;1186—第二锁紧传感器
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解,下面结合附图1-12对本发明作详细说明。
第一实施例:
请参照附图1-7,该实施例提出了一种全自动快换装置控制系统100,用于远程控制全自动快换装置200的运动和属具的更换与驱动,其包括远程端控制系统120和现场端电液控制系统110,所述远程端控制系统120与现场端电液控制系统110通过第一无线通信模块123、第二无线通信模块119进行数据传输。
在本实施例中,所述远程端控制系统120包括远程端控制器121、报警器122、显示屏124、左操作手柄125和右操作手柄126;所述报警器122、显示屏124、左操作手柄125和右操作手柄126分别与所述远程端控制器121电连接。
在本实施例中,所述现场端电液控制系统110包括现场端控制器111、主机油路112、主液路控制单元113、主液路监测单元114、电磁阀组115、执行器单元116、运动状态监测单元117和连接状态监测单元118;所述主液路控制单元113和所述主液路监测单元114集成于工程装备主机油路内,所述现场端控制器111安装在工程装备驾驶室内,所述电磁阀组115、所述执行器单元116、所述运动状态监测单元117和所述连接状态监测单元118安装在全自动快换装置200中;所述主液路控制单元113、所述主液路监测单元114、所述电磁阀组115、所述运动状态监测单元117和所述连接状态监测单元118分别与所述现场端控制器111电连接;所述主液路控制单元113的进液液路与所述主机油路112的出液液路相连接,所述主液路监测单元114的进液液路与所述的主液路控制单元113的出液液路连接,所述电磁阀组115的进液液路与所述的主液路监测单元114的出液液路相连接,所述执行器单元116的进液液路与所述电磁阀组115的出液液路相连接;所述全自动快换装置200包括上连接架210和倾斜旋转装置220。
所述左操作手柄125与所述右操作手柄126用于依据操作者操作动作向所述远程端控制器121发送操作信号,所述左操作手柄125用于控制所述全自动快换装置200摆动运动和属具的更换,所述右操作手柄126用于控制所述全自动快换装置200旋转运动和属具的驱动。
所述远程端控制器121用于将所述操作信号发送至所述现场端控制器111。
所述左操作手柄125和所述右操作手柄126还可与所述现场端控制器111电连接以进行现场端控制。
所述现场端控制器111用于依据所述操作信号向所述主液路控制单元113发送电信号以调节主液路的液路压力与液路流量;用于向所述电磁阀组115发送电信号以调节通过所述执行器单元116液路的流向与流量进而控制所述执行器单元116的工作,以使所述执行器单元116与操作者操作动作实现实时随动,因此操作者可以在远程通过操控操作手柄对所述全自动快换装置200的运动和属具的更换与驱动进行控制,提高了操作人员在塌方、地震等危险地区工作的安全性。
在本实施例中所述主液路控制单元113包括电磁比例减压阀1131、液控比例换向阀1132、溢流阀1133和减压阀1134,所述电磁比例减压阀1131与所述现场端控制器111电连接,所述电磁比例减压阀1131和所述液控比例换向阀1132的进液液路分别与所述主机油路112的出液液路相连接,所述电磁比例减压阀1131的出液液路与所述液控比例换向阀1132先导控制口相连接,所述液控比例换向阀1132的出液液路与所述溢流阀1133和减压阀1134的进液液路相连接,所述溢流阀1133的出液液路与主机油路112的油箱相连接,所述电磁比例减压阀1131通过接收所述现场端控制器111电信号调节其出液液路的液路压力以控制所述主液路的液路流量,所述减压阀1134用于控制所述主液路的液路压力,所述溢流阀1133用于在执行器单元116过载工作时,实现系统溢流。
在本实施例中,所述执行器单元116包括第一液控单向阀1161、第一锁紧油缸1163、液压锁1162、直线油缸1164、液压马达1165、第二液控单向阀1168、第二锁紧油缸1166和工作属具1167,所述电磁阀组115的出液液路分别与所述第一液控单向阀1161、所述液压锁1162、所述液压马达1165、所述第二液控单向阀1168和所述工作属具1167的进液液路相连接,所述第一锁紧油缸1163的进液液路与所述第一液控单向阀1161的出液液路相连接,所述直线油缸1164的进液液路与所述液压锁1162的出液液路相连接,所述第二锁紧油缸1166的进液液路与所述第二液控单向阀1168的出液液路相连接;其中,所述第一液控单向阀1161、所述液压锁1162和所述第二液控单向阀1168分别用于保证所述第一锁紧油缸1163、所述直线油缸1164和所述第二锁紧油缸1166发生液压油内泄时能够稳定工作;所述第一锁紧油缸1163用于完成对所述倾斜旋转装置220的锁紧与放松和在进行破碎等高频振动作业时时完成对所述工作属具1167的锁紧与放松,所述直线油缸1164用于通过齿轮齿条传动控制所述全自动快换装置200的摆动运动,所述液压马达1165用于通过齿轮传动控制所述全自动快换装置200的回转运动,所述第二锁紧油缸1166用于在进行除破碎等高频振动以外作业时完成对所述工作属具1167的锁紧与防松,所述工作属具1167用于完成挖掘、抓取、切割、剪切、破碎等作业。
所述现场端控制器111还用于接收所述主液路监测单元114所采集的主液路状态信息、所述运动监测单元117所采集运动状态信息和所述连接状态监测单元118所采集的连接状态信息,并将状态信息发送到所述远程端控制器121;其中,所述主液路状态信息包括主液路压力信息和主液路流量信息,所述运动状态信息包括所述全自动快换装置200的摆动角度信息与所述液压马达1165的回转角度信息,所述连接状态信息包括所述上连接架210与所述倾斜旋转装置220或所述工作属具1167的连接状态信息和所述倾斜旋转装置220与所述工作属具1167的连接状态信息。
在本实施例中,所述主液路监测单元114包括压力传感器1141和流量传感器1142;所述压力传感器1141用于监测主液路的液路压力;所述流量传感器用于监测主液路的液路流量。
在本实施例中,所述运动状态监测单元117包括单轴倾角传感器1171和角度传感器1172;所述单轴倾角传感器1171用于监测所述全自动快换装置200的摆动角度;所述角度传感器1172用于监测所述液压马达1165的回转角度。
在本实施例中,所述连接状态监测单元118包括第一后销传感器1181、第二后销传感器1182、第一锁紧传感器1183、第三后销传感器1184、第四后销传感器1185和第二锁紧传感器1186;所述第一后销传感器1181、所述第二后销传感器1182和所述第一锁紧传感器1183用于监测所述上连接架210与所述倾斜旋转装置220或所述工作属具1167的连接状态;所述第三后销传感器1184、所述第四后销传感器1185和所述第二锁紧传感器1186用于监测所述倾斜旋转装置220与所述工作属具1167的连接状态。
所述远程端控制器121还用于将所述现场端控制器111发送回的所述主液路状态信息、所述运动状态信息和所述连接状态信息通过内置程序进行处理与判断,判断状态信息是否正常;若状态信息正常,将连接状态信息和处理后的运动状态信息发送至显示屏124进行信息显示;若状态信息异常,控制所述显示屏124显示故障信息、所述报警器122进行故障报警和所述现场端电液控制系统110停止工作;其中,所述故障信息包括所述主液路控制单元113工作异常、所述电磁阀组115工作异常、所述执行器单元116过载工作和所述全自动快换装置200连接状态异常。
进一步地,所述远程端控制系统120还包括第一无线通信模块123,所述第一无线通信模块123与所述远程端控制器121电连接。
具体地,所述远程端控制器121用于通过第一无线通信模块123发送所述操作信号,以及通过第一无线通信模块123接收所述主液路状态信息、所述运动状态信息和所述连接状态信息。
进一步地,所述现场端电液控制系统110还包括第二无线通信模块119,所述第二无线通信模块119与所述现场端控制器111电连接,所述第二无线通信模块119与第一无线通信模块123通信连接;
具体地,所述现场端控制器111用于通过第二无线通信模块119接收所述第一无线通信模块123发送的所述操作信号,以及通过所述第二无线通信模块119将所述主液路状态信息、所述运动状态信息和所述连接状态信息发送至第一无线通信模块123。
第二实施例:
请参照附图5、附图8-11,本发明提出了一种在高频振动工况下的全自动快换装置控制系统100,与第一实施例相比,本发明实施例所提供的全自动快换装置控制系统100的不同之处在于:所述现场端电液控制系统110不再包括所述运动状态监测单元117,所述执行器单元116只包括所述第一液控单向阀1161、第一锁紧油缸1163和工作属具1167,所述连接状态监测单元118只包括第一后销传感器1181、第二后销传感器1182和第一锁紧传感器1183。
在本实施例中,所述第一锁紧油缸1163用于完成对所述工作属具1167的锁紧与放松,所述工作属具1167用于完成破碎等高频振动作业。
在本实施例中,所述左操作手柄125,所述右操作手柄126用于依据操作者操作动作向所述远程端控制器121发送操作信号,所述左操作手柄125用于完成属具的更换,所述右操作手柄126用于完成属具的驱动。
所述远程端控制器121用于将所述操作信号发送至现场端控制器111。
所述左操作手柄125和所述右操作手柄126还可与所述现场端控制器电连接以进行现场端控制。
所述现场端控制器111用于依据所述操作信号向所述主液路控制单元113发送电信号以调节主液路的液路压力与流量;用于向所述电磁阀组115发送电信号以调节通过所述执行器单元116液路的流向与流量进而控制所述执行器单元116的工作。
所述现场端控制器111还用于接收所述主液路监测单元114所采集的主液路状态信息和所述连接状态监测单元118所采集的连接状态信息,并将所述主液路状态信息和所述连接状态信息发送到所述远程端控制器121。
所述远程端控制器121还用于将所述现场端控制器111发送回的所述主液路状态信息和所述连接状态信息通过内置程序进行处理与判断,判断状态信息是否正常;若状态正常,将状态信息发送至显示屏124进行信息显示;若状态信息异常,控制所述显示屏124显示故障信息、所述报警器122进行故障报警和所述现场端电液控制系统100停止工作;其中,所述故障信息包括所述主液路控制单元113工作异常、所述电磁阀组115工作异常、所述执行器单元116过载工作和所述全自动快换装置200连接状态异常。
第三实施例:
请参照附图12,本发明还提供了一种全自动快换装置控制方法。该全自动快换装置控制方法可用于第一实施例所提供的全自动快换装置控制系统中。为使描述相对简要,本实施例中未提及的部分,可参考第一实施例中的相应内容。
下面将对图12所示的具体流程进行详细阐述。
步骤S101、所述左操作手柄125与所述右操作手柄126用于依据操作者的操作动作向所述远程端控制器121发送操作信号。
步骤S102、所述远程端控制器121将操作信号经所述第一无线通信模块123和所述第二无线通信模块119发送至所述现场端控制器111。
步骤S103、所述现场端控制器111依据所述操作信号通过控制所述主液路控制单元113调节主液路的液路压力与液路流量,通过控制所述电磁阀组115调节通过所述执行器单元116液路的流向与流量。
步骤S104、所述现场端控制器111接收所述主液路监测单元114所采集的主液路状态信息、所述运动状态监测单元117所采集运动状态信息和所述连接状态检测单元118所采集的连接状态信息,并将状态信息发送到所述远程端控制器121;其中,所述主液路状态信息包括主液路压力信息和主液路流量信息,所述运动状态信息包括所述全自动快换装置200的摆动角度信息与所述液压马达1165的回转角度信息,所述连接状态信息包括所述上连接架210与所述倾斜旋转装置220或所述工作属具1167的连接状态信息和所述倾斜旋转装置220与所述工作属具1167的连接状态信息。
步骤S105、所述远程端控制器121将状态信息进行处理并与临界状态信息对比。
步骤S106、所述远程端控制器121判断状态信息是否正常。
步骤S107、若状态信息正常,所述远程端控制器121将连接状态信息和处理后的运动状态信息发送至所述显示屏124进行信息显示。
步骤S108、若状态信息异常,所述远程端控制器121控制所述显示屏124显示故障信息、所述报警器122进行故障报警和所述现场端电液控制系统110停止工作;其中,所述故障信息包括所述主液路控制单元113工作异常、所述电磁阀组115工作异常、所述执行器单元116过载工作和所述全自动快换装置200连接状态异常;所述远程端控制器将操作信号发送给现场端控制器时,所述远程端控制器自动运算得到临界状态信息;所述显示屏124显示的运动状态信息包括所述全自动快换装置200的摆动角度信息和经所述远程端控制器121通过齿轮传动比和所述液压马达1165回转角度运算得到所述全自动快换装置200的回转角度信息。
综上所述,本发明实施例所提供的全自动快换装置控制系统及方法,采用操作所述远程端控制系统的左操作手柄、右操作手柄的方式控制所述现场端电液控制系统进而完成全自动快换装置的运动和属具的驱动与更换,提高了操作人员在高危险工作的安全性;采用压力控制阀保证直线油缸、第一锁紧油缸和第二锁紧油缸发生液压油内泄时依然能够稳定工作,大大提高了所述全自动快换装置的工作稳定性;在系统正常时,采用显示屏显示所述执行器单元的摆动角度信息、回转角度信息和连接状态信息,提高了操作人员的工作效率;在系统异常时,采用远程端控制器控制显示屏显示故障信息,所述报警器报警和现场端电液控制系统停止工作,大大提高了全自动快换装置的使用安全性。
但应理解的是,本发明的这些描述仅仅用具体的个例对原理以及实施方式进行阐述,并非用来限制本发明专利的应用。本发明的保护范围由附加权利要求限定,并可包括在不脱离本发明专利保护范围和精神下针对发明专利所做的各种变性,改革及等效方案。
Claims (12)
1.一种全自动快换装置控制系统(100),用于远程控制全自动快换装置(200)的运动和属具的更换与驱动,其特征在于,所述全自动快换装置控制系统(100)包括远程端控制系统(120)和现场端电液控制系统(110),所述远程端控制系统(120)与所述现场端电液控制系统(110)通过第一无线通信模块(123)、第二无线通信模块(119)进行数据传输;
所述远程端控制系统(120)包括远程端控制器(121)、报警器(122)、显示屏(124)、左操作手柄(125)和右操作手柄(126),所述报警器(122)、所述显示屏(124)、所述左操作手柄(125)和所述右操作手柄(126)分别与所述远程端控制器(121)电连接;
所述现场端电液控制系统(110)包括现场端控制器(111)、主机油路(112)、主液路控制单元(113)、主液路监测单元(114)、电磁阀组(115)、执行器单元(116)、运动状态监测单元(117)和连接状态监测单元(118);所述主液路控制单元(113)和所述主液路监测单元(114)集成于工程装备主机油路内,所述现场端控制器(111)安装在工程装备驾驶室内;
所述电磁阀组(115)、所述执行器单元(116)、所述运动状态监测单元(117)和所述连接状态监测单元(118)安装在所述全自动快换装置(200)中;
所述主液路控制单元(113)、所述主液路监测单元(114)、所述电磁阀组(115)、所述运动状态监测单元(117)和所述连接状态监测单元(118)分别与所述现场端控制器(111)电连接;所述主液路控制单元(113)的进液液路与所述主机油路(112)的出液液路相连接,所述主液路监测单元(114)的进液液路与所述的主液路控制单元(113)的出液液路连接,所述电磁阀组(115)的进液液路与所述的主液路监测单元(114)的出液液路相连接,所述执行器单元(116)的进液液路与所述电磁阀组(115)的出液液路相连接;
所述全自动快换装置(200)包括上连接架(210)和倾斜旋转装置(220);
所述左操作手柄(125)与所述右操作手柄(126)用于依据操作者操作动作向所述远程端控制器(121)发送操作信号,所述左操作手柄(125)用于控制所述全自动快换装置(200)的摆动运动和属具的更换,所述右操作手柄(126)用于控制所述全自动快换装置(200)的回转运动和属具的驱动;
所述远程端控制器(121)用于将所述操作信号发送至现场端控制器(111);
所述现场端控制器(111)用于向所述主液路控制单元(113)发送电信号以调节主液路的液路压力与液路流量;用于向所述电磁阀组(115)发送电信号以控制通过所述执行器单元(116)液路的流向与流量;
所述现场端控制器(111)还用于接收所述主液路监测单元(114)所采集的主液路状态信息、所述运动状态监测单元(117)所采集的运动状态信息和所述连接状态监测单元(118)所采集的连接状态信息并将所述主液路状态信息、所述运动状态信息和所述连接状态信息发送到所述远程端控制器(121);
所述主液路状态信息包括主液路压力信息和主液路流量信息,所述运动状态信息包括所述全自动快换装置(200)的摆动角度信息和液压马达(1165)的回转角度信息,所述连接状态信息包括所述上连接架(210)与所述倾斜旋转装置(220)或工作属具(1167)的连接状态信息和所述倾斜旋转装置(220)与工作属具(1167)的连接状态信息;
所述远程端控制器(121)还用于将所述现场端控制器(111)发送回的所述主液路状态信息、所述运动状态信息和所述连接状态信息通过内置程序进行处理与判断,判断状态信息是否正常;
若状态信息正常,将连接状态信息和处理后的运动状态信息发送至所述显示屏(124)进行信息显示;若状态信息异常,控制所述显示屏(124)显示故障信息、所述报警器(122)进行故障报警和所述现场端电液控制系统(110)停止工作;
所述显示屏(124)显示的处理后的运动状态信息包括所述全自动快换装置(200)的摆动角度信息和经所述远程端控制器(121)通过齿轮传动比和液压马达(1165)回转角度运算得到的所述全自动快换装置(200)的回转角度信息;
所述故障信息包括所述主液路控制单元(113)工作异常、所述电磁阀组(115)工作异常、所述执行器单元(116)过载工作和所述全自动快换装置(200)连接状态异常。
2.根据权利要求1所述的全自动快换装置控制系统(100),其特征在于,所述左操作手柄(125)和所述右操作手柄(126)还可与所述现场端控制器(111)电连接以进行现场端控制。
3.根据权利要求1所述的全自动快换装置控制系统(100),其特征在于,所述远程端控制系统(120)还包括第一无线通信模块(123),所述第一无线通信模块(123)与所述远程端控制器(121)电连接;
所述远程端控制器(121)用于通过第一无线通信模块(123)发送所述操作信号,以及通过第一无线通信模块(123)接收所述主液路状态信息、所述运动状态信息和所述连接状态信息。
4.根据权利要求1所述的全自动快换装置控制系统(100),其特征在于,所述现场端电液控制系统(110)还包括第二无线通信模块(119),所述第二无线通信模块(119)与所述现场端控制器(111)电连接,安装于工程装备内或集成于所述现场端控制器(111)中,所述第二无线通信模块(119)与第一无线通信模块(123)通信连接;
所述现场端控制器(111)用于通过第二无线通信模块(119)接收所述第一无线通信模块(123)发送的所述操作信号,以及通过所述第二无线通信模块(119)将所述主液路状态信息、所述运动状态信息和所述连接状态信息发送至所述第一无线通信模块(123)。
5.根据权利要求1所述的全自动快换装置控制系统(100),其特征在于,所述主液路控制单元(113)包括电磁比例减压阀(1131)、液控比例换向阀(1132)、溢流阀(1133)和减压阀(1134),所述电磁比例减压阀(1131)与所述现场端控制器(111)电连接,所述电磁比例减压阀(1131)和所述液控比例换向阀(1132)的进液液路分别与所述主机油路(112)的出液液路相连接,所述电磁比例减压阀(1131)的出液液路与所述液控比例换向阀(1132)先导控制口相连接,所述液控比例换向阀(1132)的出液液路分别与所述溢流阀(1133)和所述减压阀(1134)的进液液路相连接,所述溢流阀(1133)的出液液路与主机油路(112)的油箱相连接;
所述电磁比例减压阀(1131)通过接收所述现场端控制器(111)电信号调节其出液液路的液路压力以控制主液路的液路流量;
所述减压阀(1134)用于控制主液路的液路压力,所述溢流阀(1133)用于在所述执行器单元(116)过载工作时,实现系统溢流。
6.根据权利要求1所述的全自动快换装置控制系统(100),其特征在于,所述执行器单元(116)包括第一液控单向阀(1161)、第一锁紧油缸(1163)、液压锁(1162)、直线油缸(1164)、液压马达(1165)、第二液控单向阀(1168)、第二锁紧油缸(1166)和工作属具(1167),所述电磁阀组(115)的出液液路分别与所述第一液控单向阀(1161)、所述液压锁(1162)、所述液压马达(1165)、所述第二液控单向阀(1168)和所述工作属具(1167)的进液液路相连接,所述第一锁紧油缸(1163)的进液液路与所述第一液控单向阀(1161)的出液液路相连接,所述直线油缸(1164)的进液液路与所述液压锁(1162)的出液液路相连接,所述第二锁紧油缸(1166)的进液液路与所述第二液控单向阀(1168)的出液液路相连接;
所述第一液控单向阀(1161)、所述液压锁(1162)和所述第二液控单向阀(1168)分别用于保证所述第一锁紧油缸(1163)、所述直线油缸(1164)和所述第二锁紧油缸(1166)发生液压油内泄时能够稳定工作;
所述第一锁紧油缸(1163)用于完成对所述倾斜旋转装置(220)的锁紧与放松和在进行破碎高频振动作业时完成对所述工作属具(1167)的锁紧与放松,所述直线油缸(1164)用于通过齿轮齿条传动控制所述全自动快换装置(200)的摆动运动,所述液压马达(1165)用于通过齿轮传动控制所述全自动快换装置(200)的回转运动,所述第二锁紧油缸(1166)用于在进行除破碎高频振动以外作业时完成对所述工作属具(1167)的锁紧与防松,所述工作属具(1167)用于完成挖掘、抓取、切割、剪切、破碎作业。
7.根据权利要求1所述的全自动快换装置控制系统(100),其特征在于,所述主液路监测单元(114)包括压力传感器(1141)和流量传感器(1142);
所述压力传感器(1141)用于监测主液路的液路压力;
所述流量传感器(1142)用于监测主液路的液路流量。
8.根据权利要求1所述的全自动快换装置控制系统(100),其特征在于,所述运动状态监测单元(117)包括单轴倾角传感器(1171)和角度传感器(1172);
所述单轴倾角传感器(1171)用于监测所述全自动快换装置(200)的摆动角度;
所述角度传感器(1172)用于监测所述液压马达(1165)的回转角度。
9.根据权利要求1所述的全自动快换装置控制系统(100),其特征在于,所述连接状态监测单元(118)包括第一后销传感器(1181)、第二后销传感器(1182)、第一锁紧传感器(1183)、第三后销传感器(1184)、第四后销传感器(1185)和第二锁紧传感器(1186);
所述第一后销传感器(1181)、所述第二后销传感器(1182)和所述第一锁紧传感器(1183)用于监测所述上连接架(210)与所述倾斜旋转装置(220)或所述工作属具(1167)的连接状态;
所述第三后销传感器(1184)、所述第四后销传感器(1185)和所述第二锁紧传感器(1186)用于监测所述倾斜旋转装置(220)与所述工作属具(1167)的连接状态。
10.根据权利要求1所述的全自动快换装置控制系统(100),其特征在于,当处于高频振动工况时,所述现场端电液控制系统(110)不再包括所述运动状态监测单元(117),所述执行器单元(116)只包括第一液控单向阀(1161)、第一锁紧油缸(1163)和所述工作属具(1167),所述连接状态监测单元(118)只包括第一后销传感器(1181)、第二后销传感器(1182)和第一锁紧传感器(1183)。
11.一种全自动快换装置控制方法,应用于如权利要求1所述的全自动快换装置控制系统(100),其特征在于,所述全自动快换装置控制方法包括:
所述左操作手柄(125)与所述右操作手柄(126)用于依据操作者的操作动作向所述远程端控制器(121)发送操作信号;
所述远程端控制器(121)将操作信号经所述第一无线通信模块(123)和所述第二无线通信模块(119)发送至所述现场端控制器(111);
所述现场端控制器(111)依据所述操作信号通过控制所述主液路控制单元(113)调节主液路的液路压力与液路流量,通过控制所述电磁阀组(115)调节通过所述执行器单元(116)液路的流向与流量;
所述现场端控制器(111)接收所述主液路监测单元(114)所采集的主液路状态信息、所述运动状态监测单元(117)所采集运动状态信息和所述连接状态监测单元(118)所采集的连接状态信息,并将状态信息经第二无线通信模块(119)和第一无线通信模块(123)发送到所述远程端控制器(121);其中,所述主液路状态信息包括主液路压力信息和主液路流量信息,所述运动状态信息包括所述全自动快换装置(200)的摆动角度信息与所述液压马达(1165)的回转角度信息,所述连接状态信息包括所述上连接架(210)与所述倾斜旋转装置(220)或所述工作属具(1167)的连接状态信息和所述倾斜旋转装置(220)与所述工作属具(1167)的连接状态信息;
所述远程端控制器(121)将状态信息进行处理并与临界状态信息对比;
所述远程端控制器(121)判断状态信息是否正常;
若状态信息正常,所述远程端控制器(121)将连接状态信息和处理后的运动状态信息发送至所述显示屏(124)进行信息显示;
若状态信息异常,所述远程端控制器(121)控制所述显示屏(124)显示故障信息、所述报警器(122)进行故障报警和所述现场端电液控制系统(110)停止工作;其中,所述故障信息包括所述主液路控制单元(113)工作异常、所述电磁阀组(115)工作异常、所述执行器单元(116)过载工作和所述全自动快换装置(200)连接状态异常。
12.根据权利要求11所述的全自动快换装置控制方法,其特征在于,所述远程端控制器将操作信号发送给现场端控制器时,所述远程端控制器自动运算得到临界状态信息;所述显示屏(124)显示的处理后的运动状态信息包括所述全自动快换装置(200)的摆动角度信息和经所述远程端控制器(121)通过齿轮传动比和所述液压马达(1165)回转角度运算得到所述全自动快换装置(200)的回转角度信息。
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