CN113565055A - 一种电磁吸盘控制系统及挖掘机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了挖掘机技术领域的一种电磁吸盘控制系统及挖掘机，包括：整机控制器，获取发动机转速，判断发动机转速与电磁吸盘工作模式所需目标转速是否匹配，若不匹配则向发动机控制器发送目标转速指令并重新判断；若匹配则输出第一电流值打开液压马达驱动比例阀驱动发电机；所述发电机输出端通过与吸盘控制柜输入端电气连接提供交流电；所述吸盘控制柜根据档位开关信号确定输出工作电流，所述输出工作电流用于输出至电磁吸盘进行充磁吸料，所述吸盘控制柜通过停止输出工作电流进行消磁放料。本发明可以应对钢板、废钢块等各种形状的铁磁性物料的搬运、清理等处理工作，吸附重量可调，适应性强。

Description

一种电磁吸盘控制系统及挖掘机
技术领域
本发明涉及一种电磁吸盘控制系统及挖掘机，属于挖掘机技术领域。
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，全国各地对具备物料搬运、卸货等功能的工程机械需求也越来越多。
目前，应用于抓料的挖掘机普遍采用机械抓合形式机具，对抓取物料的形状、体积有一定要求，例如采用莲花爪、贝壳斗等机械抓合形式机具的挖掘机对抓取物料的形状、体积有一定要求，在对钢板、微小铁渣物料进行处理作业时，不易抓取、工作效率低，电磁吸盘挖掘机的应用可满足对钢板、废钢等物料处理作业的需求，中国专利CN201420187131.0提供了一种拆船吸钢机，其通过吸盘电机发电，经过控制柜整流后将直流电供给电磁吸钢盘，在驾驶室内加装电磁吸钢盘开关控制电磁吸钢盘的吸料及放料，但控制系统简单，无电磁吸盘磁力调节装置，磁力大小不可调节；无仪表实时监控电磁吸盘的工作状态，缺少安全保护机制。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种电磁吸盘控制系统及挖掘机，可以应对钢板、废钢块等各种形状的铁磁性物料的搬运、清理等处理工作，吸附重量可调，适应性强。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
第一方面，本发明提供了一种电磁吸盘控制系统，包括：
整机控制器，获取发动机转速，判断发动机转速与电磁吸盘工作模式所需目标转速是否匹配，若不匹配则向发动机控制器发送目标转速指令并重新判断；若匹配则输出第一电流值打开液压马达驱动比例阀驱动发电机；
所述发电机输出端通过与吸盘控制柜输入端电气连接提供交流电；
所述吸盘控制柜根据档位开关信号确定输出工作电流，所述输出工作电流用于输出至电磁吸盘进行充磁吸料，所述吸盘控制柜通过停止输出工作电流进行消磁放料。
进一步的，所述整机控制器还用于接收发电机频率信号，若发电机频率信号低于目标阀值范围，则整机控制器增大第一电流值直到发电机频率信号达到目标阀值范围；若发电机频率信号高于目标阀值范围，则整机控制器减小第一电流值直到发电机频率信号达到目标阀值范围。
进一步的，所述吸盘控制柜还用于检测电磁吸盘工作模式开启后的三相电源频率是否处于目标范围，并于超出目标范围时向监控仪表发送故障信息，所述电磁吸盘工作模式通过模式选择开关开启关闭。
进一步的，若A相电源频率低于目标电源频率范围，则向仪表发送A相电源频率过低故障信息；若A相电源频率高于目标电源频率范围，则向仪表发送A相电源频率过高故障信息；
若B相电源频率低于目标电源频率范围，则向仪表发送B相电源频率过低故障信息；若B相电源频率高于目标电源频率范围，则向仪表发送B相电源频率过高故障信息；
若C相电源频率低于目标电源频率范围，则向仪表发送C相电源频率过低故障信息；若C相电源频率高于目标电源频率范围，则向仪表发送C相电源频率过高故障信息。
进一步的，所述吸盘控制柜还用于在电磁吸盘吸料时进行部件自检，当部件自检异常时向监控仪表发送故障信息，并且禁止再次进行吸料操作。
进一步的，所述部件包括电流传感器和散热器；
若电流传感器异常，则向监控仪表发送电流传感器故障信息，并且禁止再次进行吸料操作；
若检测散热器温度高于上限阀值，则向监控仪表发送散热器温度过高故障信息，并且禁止再次进行吸料操作。
进一步的，所述吸盘控制柜还用于在电磁吸盘吸料时进行工作状态检测，当工作状态异常时向监控仪表发送故障信息。
进一步的，所述工作状态包括启动电流、工作电流和单次吸料持续时间；
若启动电流大于第一工作电流阀值，则向监控仪表发送启动电流过大故障信息；
若充磁电流大于第二工作电流阀值，则向监控仪表发送充磁电流过大故障信息；
若单次吸料持续时间大于设定值，则向监控仪表发送通电时间过长报警信息。
进一步的，还包括警示装置，所述整机控制器获取到吸盘控制柜的电流信号，控制警示装置发出提醒。
第二方面，本发明提供了一种挖掘机，包括斗杆，所述斗杆前端通过吊链安装有电磁吸盘，还包括如上述任一所述的电磁吸盘控制系统。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
一、本发明提供的一种电磁吸盘控制系统及挖掘机，可以应对钢板、废钢块等各种形状的铁磁性物料的搬运、清理等处理工作，吸附重量可调，适应性强。
二、本发明提供的一种电磁吸盘控制系统及挖掘机，该控制系统具有工作状态实时监控，故障报警、联锁等功能，安全保护机制较完善。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的电磁吸盘控制系统示意图；
图2是本发明实施例一提供的电磁吸盘控制系统工作流程图；
图3是本发明实施例一提供的电磁吸盘控制系统工作示意图之一；
图4是本发明实施例一提供的电磁吸盘控制系统工作示意图之二。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例一：
一种电磁吸盘控制系统，其包括：
整机控制器，获取发动机转速，判断发动机转速与电磁吸盘工作模式所需目标转速是否匹配，若不匹配则向发动机控制器发送目标转速指令并重新判断；若匹配则输出第一电流值打开液压马达驱动比例阀驱动发电机；
发电机输出端通过与吸盘控制柜输入端电气连接提供交流电；
吸盘控制柜根据档位开关信号确定输出工作电流，输出工作电流用于输出至电磁吸盘进行充磁吸料，吸盘控制柜通过停止输出工作电流进行消磁放料。需要说明的是，吸盘控制柜输出端与电磁吸盘电气连接提供直流电，吸盘控制柜还与吸料按钮、放料按钮、电流传感器、散热器温度传感器电气连接，并与整机控制器、仪表通过CAN总线连接，实现通讯。整机控制器还分别与模式选择开关、档位开关、液压马达驱动比例阀、发动机控制器、警示装置、进行电气连接，警示装置可为蜂鸣器或报警灯。
为使本发明实施例更加清晰，下面将结合附图对本发明的技术方案进行描述，请参阅图2：
驾驶员通过模式选择开关开启电磁吸盘工作模式，整机控制器采集模式开关的信号后，获取发动机转速，判断发动机转速与目标转速是否匹配，其中目标转速为电磁吸盘工作所需转速，若匹配执行下一步，若不匹配则向发动机控制器发送以目标转速运行指令；
整机控制器输出第一电流值打开液压马达驱动比例阀，液压马达开始工作驱动发电机；
吸盘控制柜检测发电机频率信号，并通过CAN总线将频率信号发送给整机控制器，整机控制器根据频率反馈调节输出第一电流值大小，当反馈频率低于于第一阀值，则增大输出第一电流值；当反馈频率高于于第二阀值，则减小输出第一电流值，直到发电机频率达到频率目标阀值范围；
整机控制器采集档位开关信号N，发送至吸盘控制柜，吸盘控制柜根据档位信号确定输出工作电流An的大小；
吸盘控制柜反馈至监控仪表显示待吸料状态一；
驾驶员按下吸料按钮，吸盘控制柜输出工作电流An至电磁吸盘开始充磁，并将工作电流信号发送至整机控制器及仪表显示，整机控制器获取到电流信号，控制警示装置发出声音或光提醒。
充磁完毕，可以吸料工作，吸盘控制柜反馈至监控仪表显示待放料状态二；
按下放料按钮，吸盘控制柜停止输出直流电，电磁吸盘开始消磁，进行放料。
请参阅图3：
开启电磁吸盘工作模式，吸盘控制柜实时检测A相电源频率，若频率低于第三阀值，则向仪表发送A相电源频率过低故障信息；若频率高于第四阀值，则向仪表发送A相电源频率过高故障信息；
检测B相电源频率，若频率低于第三阀值，则向仪表发送B相电源频率过低故障信息；若频率高于第四阀值，则向仪表发送B相电源频率过高故障信息；
检测C相电源频率，若频率低于第三阀值，则向仪表发送C相电源频率过低故障信息；若频率高于第四阀值，则向仪表发送C相电源频率过高故障信息。
请参阅图4：
上电后，吸盘控制柜自检，若电流传感器异常，则向监控仪表发送电流传感器故障信息，并且禁止再次进行吸料操作；
若检测散热器温度高于上限阀值，则向监控仪表发送散热器温度过高故障信息，并且禁止再次进行吸料操作；
检测启动吸料时电流是否大于第一工作电流阀值，若是则向监控仪表发送启动电流过大故障信息；
检测充磁电流是否大于第二工作电流阀值，若是则向监控仪表发送充磁电流过大故障信息；
检测单次吸料持续时间是否大于设定值T，向监控仪表发送通电时间过长报警信息。
实施例二：
本发明实施例二提供了一种挖掘机，包括斗杆，斗杆前端通过吊链安装有电磁吸盘，还包括如实施例一中的电磁吸盘控制系统。
本发明提供的一种电磁吸盘控制系统及挖掘机，可以应对钢板、废钢块等各种形状的铁磁性物料的搬运、清理等处理工作，吸附重量可调，适应性强。控制系统具有工作状态实时监控，故障报警、联锁等功能，安全保护机制较完善。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电磁吸盘控制系统，其特征是，包括：
整机控制器，获取发动机转速，判断发动机转速与电磁吸盘工作模式所需目标转速是否匹配，若不匹配则向发动机控制器发送目标转速指令并重新判断；若匹配则输出第一电流值打开液压马达驱动比例阀驱动发电机；
所述发电机输出端通过与吸盘控制柜输入端电气连接提供交流电；
所述吸盘控制柜根据档位开关信号确定输出工作电流，所述输出工作电流用于输出至电磁吸盘进行充磁吸料，所述吸盘控制柜通过停止输出工作电流进行消磁放料。
2.根据权利要求1所述的电磁吸盘控制系统，其特征是，所述整机控制器还用于接收发电机频率信号，若发电机频率信号低于目标阀值范围，则整机控制器增大第一电流值直到发电机频率信号达到目标阀值范围；若发电机频率信号高于目标阀值范围，则整机控制器减小第一电流值直到发电机频率信号达到目标阀值范围。
3.根据权利要求1所述的电磁吸盘控制系统，其特征是，所述吸盘控制柜还用于检测电磁吸盘工作模式开启后的三相电源频率是否处于目标范围，并于超出目标范围时向监控仪表发送故障信息，所述电磁吸盘工作模式通过模式选择开关开启关闭。
4.根据权利要求3所述的电磁吸盘控制系统，其特征是，
若A相电源频率低于目标电源频率范围，则向仪表发送A相电源频率过低故障信息；若A相电源频率高于目标电源频率范围，则向仪表发送A相电源频率过高故障信息；
若B相电源频率低于目标电源频率范围，则向仪表发送B相电源频率过低故障信息；若B相电源频率高于目标电源频率范围，则向仪表发送B相电源频率过高故障信息；
若C相电源频率低于目标电源频率范围，则向仪表发送C相电源频率过低故障信息；若C相电源频率高于目标电源频率范围，则向仪表发送C相电源频率过高故障信息。
5.根据权利要求1所述的电磁吸盘控制系统，其特征是，所述吸盘控制柜还用于在电磁吸盘吸料时进行部件自检，当部件自检异常时向监控仪表发送故障信息，并且禁止再次进行吸料操作。
6.根据权利要求5所述的电磁吸盘控制系统，其特征是，
所述部件包括电流传感器和散热器；
若电流传感器异常，则向监控仪表发送电流传感器故障信息，并且禁止再次进行吸料操作；
若检测散热器温度高于上限阀值，则向监控仪表发送散热器温度过高故障信息，并且禁止再次进行吸料操作。
7.根据权利要求1所述的电磁吸盘控制系统，其特征是，所述吸盘控制柜还用于在电磁吸盘吸料时进行工作状态检测，当工作状态异常时向监控仪表发送故障信息。
8.根据权利要求7所述的电磁吸盘控制系统，其特征是，
所述工作状态包括启动电流、工作电流和单次吸料持续时间；
若启动电流大于第一工作电流阀值，则向监控仪表发送启动电流过大故障信息；
若充磁电流大于第二工作电流阀值，则向监控仪表发送充磁电流过大故障信息；
若单次吸料持续时间大于设定值，则向监控仪表发送通电时间过长报警信息。
9.根据权利要求1所述的电磁吸盘控制系统，其特征是，还包括警示装置，所述整机控制器获取到吸盘控制柜的电流信号，控制警示装置发出提醒。
10.一种挖掘机，其特征是，包括斗杆，所述斗杆前端通过吊链安装有电磁吸盘，还包括如权利要求1-9中任一所述的电磁吸盘控制系统。
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