CN113982060A

CN113982060A - 一种电动装载机双电机控制系统及方法

Info

Publication number: CN113982060A
Application number: CN202111336058.XA
Authority: CN
Inventors: 冯波; 王聪聪; 朱长树; 江剑
Original assignee: Burleton Technology Co ltd
Current assignee: Burleton Technology Co ltd
Priority date: 2021-11-12
Filing date: 2021-11-12
Publication date: 2022-01-28

Abstract

本发明公开了一种电动装载机双电机控制系统及方法，属于电动装载机控制技术领域。该系统包括先导手柄、大臂机构和翻斗机构，还包括控制器，控制器与先导手柄连接，控制器还连接有两电机和两位置传感器组，且两电机分别连接有传动机构以驱动大臂机构、翻斗机构移动，两位置传感器组均包括两位置传感器，且一组用于分别检测大臂机构移动位置和对应大臂机构的传动机构移动位置，另一组用于分别检测翻斗机构移动位置和对应翻斗机构的传动机构移动位置。本发明通过改用电机推动机械传动机构，相对于液压传动提高了效率高和响应速度，且实现准确判断大臂或翻斗是否到位，避免误差，提高电动装载机的运转准确度和安全性。

Description

一种电动装载机双电机控制系统及方法

技术领域

本发明涉及电动装载机控制技术领域，尤其涉及一种电动装载机双电机控制系统及方法。

背景技术

传统的装载机由先导手柄、液压控制阀体、油泵电机、举升大臂机构、各种油管构成。先导手柄控制通过开启控制小油路控制阀体的大油路，产生巨大的压强来完成各个机械联动机构，比如举升、下降、卸斗、升斗等动作，但液压在转换过程中存在转换效率低，并且举升的灵敏度达不到实时的效果。

针对上述问题也进行了相应改进，如公开日为2012-07-11，公开号为CN102561429A的中国专利申请公开了一种平地机电控操控方法，它至少包括装载机的平铲斗、平地机体、操作机构和举升机构，平铲斗通过平地臂与平地机体连接，平地臂包括左、右臂，左、右臂上有活动关节，其特征是：左、右臂分别连接有电动缸伸缩臂，电动缸与平地机体固定，电动缸与操作机构电连接，由操作机构控制左、右臂的电动缸工作，伸缩电动缸的推杆使平铲斗举升、降落和平铲斗翻转。它提供了一种平地机电控操控方法，以解决现有装载机驱动系统所带来的安装不方便、传动效率低、使用寿命低、运行噪音大、可靠性低的技术问题。该方案的不足之处在于：电机驱动和臂达到准确位置之间存在误差，不能准确判断臂或翻斗是否到位。

因此，针对上述问题，有必要提出进一步地解决方案。

发明内容

本发明旨在提供一种电动装载机双电机控制系统及方法，以克服现有技术中存在的不足。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种电动装载机双电机控制系统，包括先导手柄、大臂机构和翻斗机构，还包括控制器，所述控制器与所述先导手柄连接，所述控制器还连接有两电机和两位置传感器组，且两所述电机分别连接有机械传动机构以驱动所述大臂机构、所述翻斗机构移动，两所述位置传感器组均包括两位置传感器，且一组用于分别检测所述大臂机构移动位置和对应所述大臂机构的机械传动机构移动位置，另一组用于分别检测所述翻斗机构移动位置和对应所述翻斗机构的机械传动机构移动位置。

本发明的一个较佳实施例中，所述电机连接有锁止机构。

本发明的一个较佳实施例中，所述机械传动机构为齿轮齿条传动机构。

本发明的一个较佳实施例中，所述控制器用于实时采集所述位置传感器组的位置信号，且同组内的任一位置传感器的位置信号达到上限后，所述控制器控制对应电机停止。

本发明的一个较佳实施例中，所述控制器用于根据同组位置传感器的位置信号差值判断电动装载机运转是否正常，若差值不大于0.2V，则电动装载机运转正常，否则电动装载机运转不正常。

另一技术方案是：

一种电动装载机双电机控制方法，采用以上所述的系统，并包括：

接收先导手柄的移动指令；

根据所述移动指令控制对应电机运转；

实时采集对应位置传感器组中的两位置传感器的位置信号；

根据对应组中的位置传感器的位置信号差值判断电动装载机运转是否正常，若差值不大于0.2V，则电动装载机运转正常，否则电动装载机运转不正常。

本发明的一个较佳实施例中，若电动装载机运转不正常，则控制对应电机复位。

本发明的一个较佳实施例中，判断两所述位置信号中是否存在任一一者达到对应所述位置传感器的位置信号上限的情况，若存在，则控制对应电机停止。

本发明的一个较佳实施例中，在10s后控制对应电机停止。

本发明的一个较佳实施例中，判断两所述位置信号中是否存在一者变化，另一者不变化的情况，若存在，则控制对应电机的锁止机构锁停电机。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过改用电机推动机械传动机构，相对于液压传动提高了效率高和响应速度，且通过设置两组位置传感器组实现对大臂机构移动位置和对应的机械传动机构移动位置的检测，以及翻斗机构移动位置和对应的机械传动机构移动位置的检测，达到对同组位置传感器的位置信号判断，从而实现准确判断大臂或翻斗是否到位，避免误差，提高电动装载机的运转准确度和安全性。

(2)本发明通过电机连接锁止机构，使得大臂或翻斗失效下坠时，能够直接锁死设备，避免继续下坠，进一步提高了安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，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的附图。

图1为本发明的系统框图。

具体地，10、先导手柄；20、大臂机构；21、大臂电机；22、机械传动机构Ⅰ；30、翻斗机构；31、翻斗电机；32、机械传动机构Ⅱ；40、控制器；51、位置传感器Ⅰ；52、位置传感器Ⅱ；53、位置传感器Ⅲ；54、位置传感器Ⅳ。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

如图1所示，一种电动装载机双电机控制系统，除包括先导手柄10、大臂机构20、翻斗机构30之外，还包括控制器40，控制器40与先导手柄10连接，从而接收来自先导手柄10的移动指令，例如举升、下降、升斗、卸斗等。

控制器40还连接有两电机，且两电机分别连接有机械传动机构以驱动大臂机构20、翻斗机构30移动。本实施例中具体地，控制器40连接大臂电机21，大臂电机21连接机械传动机构Ⅰ22，机械传动机构Ⅰ22连接大臂机构20，以达到通过电机推动机械传动机构进而带动大臂机构20移动，从而相对于传统液压传动提高了效率和响应速度；控制器40还连接翻斗电机31，翻斗电机31连接机械传动机构Ⅱ32，机械传动机构Ⅱ32连接翻斗机构30，以达到通过电机推动机械传动机构进而带动翻斗机构30移动，从而相对于传统液压传动提高了效率和响应速度。同时，机械传动机构Ⅰ22和机械传动机构Ⅱ32优选采用齿轮齿条传动机构，具体的齿轮齿条传动机构结构可根据大臂机构20和翻斗机构30设置，通过齿轮齿条式纯机械传动，比起液压传动提高了效率，并且零部件组成更加简单。

控制器40还连接有两个位置传感器组。两位置传感器组均包括两位置传感器，且一组用于分别检测大臂机构20移动位置和对应大臂机构20的机械传动机构移动位置，另一组用于分别检测翻斗机构30移动位置和对应翻斗机构30的机械传动机构移动位置。本实施例中具体地，控制器40连接位置传感器Ⅰ51和位置传感器Ⅱ52，位置传感器Ⅰ51用于检测机械传动机构Ⅰ22的移动位置，位置传感器Ⅱ52用于检测大臂机构20的移动位置；控制器40还连接位置传感器Ⅲ53和位置传感器Ⅳ54，位置传感器Ⅲ53用于检测机械传动机构Ⅱ32的移动位置，位置传感器Ⅳ54用于检测位置传感器Ⅳ54的移动位置。

控制器40用于实时采集位置传感器组的位置信号，且同组内的任一位置传感器的位置信号达到上限后，控制器40控制对应电机停止，从而防止电动装载机损坏，优选地，延迟10s后控制器40控制对应电机停止，从而避免信号瞬间波动造成的误判。

控制器40还用于根据同组位置传感器的位置信号差值判断电动装载机运转是否正常，若差值不大于0.2V，则电动装载机运转正常，否则电动装载机运转不正常。本系统通过设置两组位置传感器组实现对大臂机构20移动位置和对应的机械传动机构移动位置的检测，以及翻斗机构30移动位置和对应的机械传动机构移动位置的检测，达到对同组位置传感器的位置信号判断，从而实现准确判断大臂或翻斗是否到位，避免误差，提高电动装载机的运转准确度和安全性。本实施例中，大臂机构20移动时，位置传感器Ⅰ51的位置信号-位置传感器Ⅱ52的位置信息≤0.2V，或翻斗机构30移动时，位置传感器Ⅲ53的位置信号-位置传感器Ⅳ54的信号≤0.2V，则说明电动装载机运转正常。

当控制器40判断电动装载机运转不正常后，控制器40还可以用于控制对应电机复位。

电机还可以连接有锁止机构，例如电机连接电机制动器，从而当控制器40检测到位置传感器组中存在一个位置信号变化，另一个位置信号不变化时，控制对应电机的锁止机构锁停电机，从而使得大臂或翻斗失效下坠时，能够直接锁死设备，避免继续下坠，进一步提高了安全性。例如，位置传感器Ⅰ51不变化，位置传感器Ⅱ52变化，说明未操纵先导手柄10，而大臂机构20出现移动，大臂机构20失效，此时，控制器40控制锁止机构锁停大臂电机21。

实施例2：

一种电动装载机双电机控制方法，采用以上的系统，并包括：

接收先导手柄10的移动指令，例如举升、下降、升斗、卸斗等移动指令。

根据移动指令控制对应电机运转，即控制大臂电机21或翻斗电机31运转。

实时采集对应位置传感器组中的两位置传感器的位置信号，例如启动大臂电机21，则实时采集位置传感器Ⅰ51和位置传感器Ⅱ52的位置信号，从而根据对应组中的位置传感器的位置信号差值判断电动装载机运转是否正常，若差值不大于0.2V，则电动装载机运转正常，否则电动装载机运转不正常。本方法通过对同组位置传感器的位置信号判断，从而实现准确判断大臂或翻斗是否到位，避免误差，提高电动装载机的运转准确度和安全性。

若电动装载机运转不正常，则控制对应电机复位。

本方法还包括判断两位置信号中是否存在任一一者达到对应位置传感器的位置信号上限的情况，若存在，则控制对应电机停止。并且优选地，在10s后控制对应电机停止，从而避免信号瞬间波动造成的误判。

本方法还包括判断两位置信号中是否存在一者变化，另一者不变化的情况，若存在，则控制对应电机的锁止机构锁停电机，从而使得大臂或翻斗失效下坠时，能够直接锁死设备，避免继续下坠，进一步提高了安全性。例如，位置传感器Ⅰ51的位置信号不变化，位置传感器Ⅱ52的位置信号变化，说明未操纵先导手柄10，而大臂机构20出现移动，大臂机构20失效，此时，控制锁止机构锁停大臂电机21。

综上所述，本发明通过改用电机推动机械传动机构，相对于液压传动提高了效率高和响应速度，且通过设置两组位置传感器组实现对大臂机构移动位置和对应的机械传动机构移动位置的检测，以及翻斗机构移动位置和对应的机械传动机构移动位置的检测，达到对同组位置传感器的位置信号判断，从而实现准确判断大臂或翻斗是否到位，避免误差，提高电动装载机的运转准确度和安全性。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种电动装载机双电机控制系统，包括先导手柄、大臂机构和翻斗机构，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述先导手柄连接，所述控制器还连接有两电机和两位置传感器组，且两所述电机分别连接有机械传动机构以驱动所述大臂机构、所述翻斗机构移动，两所述位置传感器组均包括两位置传感器，且一组用于分别检测所述大臂机构移动位置和对应所述大臂机构的机械传动机构移动位置，另一组用于分别检测所述翻斗机构移动位置和对应所述翻斗机构的机械传动机构移动位置。

2.根据权利要求1所述的电动装载机双电机控制系统，其特征在于，所述电机连接有锁止机构。

3.根据权利要求1所述的电动装载机双电机控制系统，其特征在于，所述机械传动机构为齿轮齿条传动机构。

4.根据权利要求1所述的电动装载机双电机控制系统，其特征在于，所述控制器用于实时采集所述位置传感器组的位置信号，且同组内的任一位置传感器的位置信号达到上限后，所述控制器控制对应电机停止。

5.根据权利要求1所述的电动装载机双电机控制系统，其特征在于，所述控制器用于根据同组位置传感器的位置信号差值判断电动装载机运转是否正常，若差值不大于0.2V，则电动装载机运转正常，否则电动装载机运转不正常。

6.一种电动装载机双电机控制方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的系统，并包括：

接收先导手柄的移动指令；

根据所述移动指令控制对应电机运转；

实时采集对应位置传感器组中的两位置传感器的位置信号；

7.根据权利要求6所述的电动装载机双电机控制方法，其特征在于，若电动装载机运转不正常，则控制对应电机复位。

8.根据权利要求6所述的电动装载机双电机控制方法，其特征在于，判断两所述位置信号中是否存在任一一者达到对应所述位置传感器的位置信号上限的情况，若存在，则控制对应电机停止。

9.根据权利要求8所述的电动装载机双电机控制方法，其特征在于，在10s后控制对应电机停止。

10.根据权利要求6所述的电动装载机双电机控制方法，其特征在于，判断两所述位置信号中是否存在一者变化，另一者不变化的情况，若存在，则控制对应电机的锁止机构锁停电机。