CN114319496A - 作业机械、液压控制系统及破碎锤的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种作业机械、液压控制系统及破碎锤的控制方法。破碎锤的控制方法，包括：响应于破碎锤开关被触发，作业机械进入破碎模式，继电器向控制器发送工作信号；基于控制器接收到的工作信号，控制器发送第一信号至动力单元，对破碎锤供油，计时单元记录作业机械进入破碎模式的时长。本发明的破碎锤的控制方法，通过利用继电器发出工作信号，并通过控制器发送第一信号和第二信号，计时单元通过记录继电器的工作信号持续的时长，并以此作为破碎锤的工作时间，由此可以精确记录破碎锤的实际工作时长。控制器可以统一决策，控制动力单元，以达到为破碎锤控制油路供油的目的，起到补油的作用。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械控制技术领域，尤其涉及一种作业机械、液压控制系统及破碎锤的控制方法。
背景技术
作业机械标配铲斗用于土方及岩石工况物料装载，应用在较大物料工况，由于铲斗较小无法装载需要破碎属具将大块物料破碎后装载。目前普遍使用的是液压破碎锤，以高压液压油为工作介质，通过阀控系统与缸体系统的反馈配合，实现活塞在刚体中快速往复运动，将液压能转换为机械能，打击钎杆对外做功。
破碎工况恶劣，为了追查挖机故障和破碎工况的关系，破碎工况对液压油清洁度的影响，急需监控作业机械破碎工况时间。破碎工况复杂，主机厂开发了作业机械破碎专用工作模式，作业机械系统缺少监控，操作手可以在挖机任意模式下使用破碎锤工作。
为了实现破碎计时功能，破碎锤厂家开发计时器集成在破碎锤上，单独计算破碎时间。这种方式可以实现计时但是无法和作业机械系统连接，作业机械无法通过检测使用工况并将信号传输到控制器，统一决策。
发明内容
本发明实施例提供一种作业机械、液压控制系统及破碎锤的控制方法，用以解决现有技术中破碎锤工作时间记录不准确、难以实现统一决策的缺陷，实现精准记录破碎锤的工作时长，并由控制器统一反馈决策。
本发明实施例提供一种破碎锤的控制方法，包括：
响应于破碎锤开关被触发，作业机械进入破碎模式，继电器向控制器发送工作信号；
基于所述控制器接收到的工作信号，所述控制器发送第一信号至动力单元；
基于所述第一信号，对所述破碎锤供油；
基于所述控制器接收到的工作信号，所述控制器发送第二信号至计时单元；
基于所述第二信号，所述计时单元记录所述作业机械进入破碎模式的时长。
根据本发明提供的一种破碎锤的控制方法，还包括：
当所述作业机械切换至非破碎模式时，控制器控制发动机降低转速。
根据本发明提供的一种破碎锤的控制方法，当所述作业机械处于破碎模式时，所述发动机转速为1700-1800转/分钟；当所述作业机械处于非破碎模式时，所述发动机转速为900-1000转/分钟。
根据本发明提供的一种破碎锤的控制方法，所述基于所述第二信号所述计时单元记录所述作业机械进入破碎模式的时长的步骤，具体包括：
响应于所述作业机械处于破碎模式的时长大于等于预设时间，退出破碎模式。
根据本发明提供的一种破碎锤的控制方法，所述基于所述第二信号所述计时单元记录所述作业机械进入破碎模式的时长的步骤，具体包括：
控制器获取所述计时单元记录的时长信息；
控制器将所述时长信息发送至显示屏，所述显示屏显示所述时长信息。
根据本发明提供的一种破碎锤的控制方法，所述基于所述第二信号所述计时单元记录所述作业机械进入破碎模式的时长的步骤，具体包括：
控制器获取所述计时单元记录的时长信息；
控制器将所述时长信息发送至云端服务器，所述云端服务器存储所述时长信息。
根据本发明提供的一种破碎锤的控制方法，在所述控制器将所述时长信息发送至云端服务器，所述云端服务器存储所述时长信息的步骤中，具体包括：
基于所述云端服务器接收到所述时长信息，所述云端服务器将所述时长信息发送至客户端。
本发明还提供一种破碎锤的液压控制系统，包括：
主油路；
破碎锤控制油路，所述破碎锤控制油路与所述主油路连通，所述破碎锤控制油路上串联有破碎锤开关和继电器；
动力单元，所述动力单元适于对所述破碎锤控制油路供油；
控制器，所述控制器与所述继电器、所述动力单元通讯连接；
计时单元，所述计时单元与所述控制器通讯连接，当所述破碎锤控制油路通路时，所述继电器发出工作信号，所述控制器将所述工作信号发送至所述计时单元和所述动力单元，所述计时单元用于记录所述继电器的工作时长，所述动力单元为所述破碎锤供油。
根据本发明提供的一种破碎锤的液压控制系统，还包括显示屏和云端服务器，所述显示屏和所述云端服务器与所述控制器均通讯连接。
本发明还提供一种作业机械，包括如上所述的破碎锤的液压控制系统。
本发明实施例提供的破碎锤的控制方法，通过利用继电器发出工作信号，并通过控制器发送第一信号和第二信号，计时单元通过记录继电器的工作信号持续的时长，并以此作为破碎锤的工作时间，由此可以精确记录破碎锤的实际工作时长。此外，控制器将第二信号传递到动力单元，控制器可以统一决策，以达到为破碎锤控制油路供油的目的，起到补油的作用。
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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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是本发明实施例提供的一种破碎锤的控制方法的流程示意图；
附图标记：
101：破碎锤；
120：破碎锤控制油路；121：破碎锤开关；122：继电器；
123：二极管；124：电磁阀；
130：动力单元；131：先导泵；132：先导锁；
140：控制器；
160：显示屏；170：云端服务器；180：客户端；190：多路阀。
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。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。
下面结合图1描述本发明实施例的作业机械。具体而言，作业机械包括破碎锤101和液压控制系统。需要说明的是，作业机械可以为挖掘机或装载机，破碎锤101可以借助挖掘机或装载机的液压控制系统供油。
破碎锤101的动力来源是挖掘机或装载机的泵站提供的压力油，它能在挖掘建筑物基础的作用中更有效地清理浮动的石块和岩石缝隙中的泥土。选用破碎锤101的原则是根据作业机械型号，作业的环境来选择适合的破碎锤101。
破碎锤101为作业机械的一个重要作业工具，也有人将破碎锤101安装在挖掘装载机(又称两头忙)或轮式装载机上进行破碎作业。破碎锤101，又叫做炮头、液压破碎器或液压碎石器(hydraulic breaker)，是挖掘机经常使用的附属配件之一，常用于开山、破碎路面、拆房子、拆桥、矿山破碎石块等工况作业。
破碎锤101是以液体静压力为动力，油压驱动活塞往上运行，同时压缩氮气，当活塞到顶时换向阀门工作，油压方向改变使活塞向下，同时受到氮气和活塞自重的力，从而使活塞高速撞击钎杆，由此往复运动进行矿石、混凝土等固体的破碎作业。
破碎锤101的结构主要分为三大块：上缸体(氮气室)、中缸体(油缸)和下缸体。三者通过四根通体螺栓进行连接。上缸体用来储存低压氮气，中缸体中是活塞、蓄能器、油封、换气阀等等，下缸体里有钢钎、扁销、横销、内外衬套等。
破碎锤101还包括锤体(机芯)和支架，其中上夹板、下夹板分别对机芯起保护作用，而钎杆则是在破碎作业中直接与物料接触的。其中蓄能器主要起缓冲保护作用,一定程度可以延长破碎器使用寿命。一般小型破碎锤或钎杆直径不足10cm的破碎器锤都不装配蓄能器。
液压控制系统就是按照作业机械工作装置和各个机构的传动要求，把各种液压元件用管路有机地连接起来的组合体。主要包含了液压油箱、主泵、多路阀、各管路及执行各动作的油缸、马达等部件。其功能是，以油液为工作介质，利用液压泵将发动机的机械能转变为液压能并进行传送，然后通过液压缸和液压马达等将液压能转返为机械能，实现作业机械的各种动作。
液压控制系统是由一些基本回路和辅助回路组成，例如，液压控制系统包括主油路和破碎锤控制油路120。破碎锤控制油路120与主油路连通。主油路可以控制作业机械行走、转向等操作。其元器件主要由工作泵、补油泵、先导控制阀、分配阀、安全阀、大臂油缸、小臂油缸、铲斗油缸、油箱及相关管路等组成。破碎锤控制油路120可以控制破碎锤101实施破碎操作。
液压控制系统在工作过程中，液压油自油箱底部通过滤油器被工作泵吸入，从油泵输出具有一定压力的液压油进入一组并联的分配阀。通过手柄→先导阀→工作阀组来实现相应的动作，系统通过总油路上的总安全阀限定整个系统的总压力，各组工作油路的安全阀分别对相应油路起过载保护和补油作用。
结合图1所示，液压控制系统还包括动力单元130、控制器140和计时单元。破碎锤控制油路120上串联有破碎锤开关121和继电器122，动力单元130适于对破碎锤控制油路120供油，控制器140与继电器122、动力单元130通讯连接，计时单元与控制器140通讯连接。动力单元130可以包括先导泵131和先导锁132，先导锁132可以用于控制作业机械保持在破碎模式，先导泵131可以为破碎锤控制油路120供油，以达到补油的目的。
这里需要说明的是，破碎锤开关121可以为破碎踏板开关，破碎踏板开关可以控制破碎锤控制油路120通路和断路。也就是说，作业机械可以通过踩踏的方式控制是否将工作模式切换至破碎模式。当破碎锤开关121闭合时，例如破碎踏板开关被踩压，破碎锤控制油路120通路，此时作业机械处于破碎模式；当破碎锤开关121打开时，例如破碎踏板开关未受到外力踩压，破碎锤控制油路120断路。
当破碎锤控制油路120通路时，继电器122发出工作信号。例如，工作信号可以为脉冲信号。控制器140适于接收继电器122发出的工作信号。控制器140接收到工作信号后，再将工作信号发送至计时单元和动力单元130，计时单元收到信号后，计时单元开始记录继电器122的工作时长；动力单元130收到信号后，动力单元130为破碎锤101供油，用于对破碎锤101的控制油路补油。
根据本发明实施例的作业机械以及破碎锤101的液压控制系统，通过在破碎锤控制油路120上串联继电器122，计时单元通过记录继电器122的工作信号持续的时长，并以此作为破碎锤101的工作时间，由此可以精确记录破碎锤101的实际工作时长。此外，控制器140将工作信号传递到动力单元130，控制器140可以统一决策，以达到为破碎锤控制油路120供油的目的，起到补油的作用。
参见图1，根据本发明的一些实施例，液压控制系统还可以包括显示屏160和云端服务器170，显示屏160和云端服务器170与控制器140均通讯连接。由此，控制器140可以将破碎锤101工作的时长信息传递给显示屏160和云端服务器170。这样，显示屏160可以显示时长信息，操作手可以直观地观察、监视破碎锤101的工作时长。此外，操作手也可以通过显示屏160翻看、查阅作业机械的工作数据。云端服务器170可以存储、记录破碎锤101的工作数据，这样在检修或者日常保养时，可以参考云端服务器170记录的数据，为检修、保养计划提供精确的数据支持。
这里，显示屏160可以为车载显示屏，安装在作业机械的驾驶室内，操作手在驾驶作业机械时，可以看到显示屏160上所显示的内容，以使操作手可以清楚地了解作业机械运行参数。通过将时长信息传递给显示屏160，显示屏160上可以显示时长信息，这样操作手可以直观地连接破碎锤101的工作时长。
在本发明的一些实施例中，云端服务器170可以与客户端180通讯连接，这样操作手或施工现场的其他人员也可以查看、监视作业机械的工作状况。客户端180可以为遥控器，也可以为手机或者手机上的APP。
这里，云端服务器170可以为EVI云。云端服务器170可以与控制器140通过无线信号传输数据，由此，可以减少作业机械与云端服务器170之间的线连接，使作业机械更具有灵活性。
同样地，云端服务器170与客户端180之间也可以通过无线信号传输数据。这样，操作手或施工现场的其他人员可以随时、随地监测作业机械的工作状况。
根据本发明的一些实施例，如图1所示，破碎锤控制油路120上还串联有电磁阀124和二极管123，其中电磁阀124位于二极管123和破碎锤101之间，二极管123位于继电器122和电磁阀124之间。
在破碎模式下，电磁阀124的B口油路与P口油路接通，B口油路与T口油路断开，液压油从动力单元130经过电磁阀，再经过MCV供给破碎锤作业；非破碎模式下，电磁阀124的B口油路与P口油路断开，B口油路与T口油路接通，液压油不再供给破碎锤。
结合图1可知，动力单元130包括先导泵131和先导锁132，先导锁132与电磁阀124的P口油路连通。这样，控制器140可以通过先导锁132将作业机械的工作模式锁定在破碎模式。
控制器140根据继电器122的工作信号判断作业机械是否处于破碎模式，控制器140可以将作业机械的工作模式锁定在破碎模式，此时作业机械的最高转速可以维持在1800转/分钟内。如果操作手将作业机械的工作模式调整为非破碎模式，控制器140可以降低发动机转速，将发动机转速调整到1000转/分钟以下，此时使破碎锤101无法工作，由此可以使作业机械退出破碎模式。
根据本发明实施例的破碎锤101的控制方法，包括如下步骤：
S10：响应于破碎锤开关121被触发，作业机械进入破碎模式，继电器122向控制器140发送工作信号；
S20：基于控制器140接收到的工作信号，控制器140发送第一信号至动力单元130；
S30：基于第一信号，对破碎锤101供油；
S40：基于控制器140接收到的工作信号，控制器140发送第二信号至计时单元；
S50：基于第二信号，计时单元记录作业机械进入破碎模式的时长。
为了方便解释破碎锤101的控制方法，对上述步骤进行了编号，值得理解的是，上述编号并不是对控制方法的先后顺序的限制。
具体地，在步骤S10中，破碎锤开关121可以为破碎踏板开关。破碎锤开关121被触发时，例如破碎踏板开关被踩压。作业机械进入破碎模式，继电器122发出工作信号。例如，工作信号可以为高电平脉冲信号。
在步骤S20和步骤S30中，控制器140接收到工作信号后，控制器140可以控制动力单元130，对破碎锤101供油。具体地，如图1所示，多路阀190(也称为MCV)与电磁阀124的B口、动力单元130以及破碎锤均连通。控制器140接收到工作信号后，先给多路阀190提供液压油，然后多路阀190把液压油供给破碎锤101开启破碎作业。这样，可以起到补油压的作用，提升破碎锤101的振动强度，保证破碎锤101振动频率的稳定性。
在步骤S40和步骤S50中，控制器140接收到工作信号后，控制器140发送第二信号至计时单元，计时单元记录作业机械进入破碎模式的时长。这样，可以精确记录破碎锤101的实际工作时长。此外，控制器140发出第一信号和第二信号，用以分别控制动力单元130和计时单元，由此控制器140可以实现统一决策，从而可以简化控制流程，提升作业机械的控制效率。
根据本发明实施例的破碎锤101的控制方法，通过利用继电器122发出工作信号，并通过控制器140发送第一信号和第二信号，计时单元通过记录继电器122的工作信号持续的时长，并以此作为破碎锤101的工作时间，由此可以精确记录作业机械的实际工作时长。此外，控制器140将第二信号传递到动力单元130，控制器140可以统一决策，以达到为破碎锤控制油路120供油的目的，起到补油的作用。
根据本发明的一些实施例，破碎锤101的控制方法还包括响应于作业机械切换至非破碎模式，控制器140控制发动机降低转速。进一步地，当作业机械处于破碎模式时，发动机转速为1700-1800转/分钟；当作业机械处于非破碎模式时，发动机转速为900-1000转/分钟。
例如，控制器140可以根据继电器122的工作信号判断作业机械处于破碎模式，控制器140可以将作业机械的工作模式锁定在破碎模式，此时作业机械的最高转速可以维持在1800转/分钟内。如果操作手将作业机械的工作模式调整为非破碎模式，控制器140可以降低发动机转速，将发动机转速调整到1000转/分钟以下，此时破碎锤101无法工作，由此可以使作业机械退出破碎模式。
根据本发明的一些实施例，步骤S50具体包括：
响应于作业机械处于破碎模式的时长大于等于预设时间，作业机械退出破碎模式。可以理解的是，当作业机械处于破碎模式的时长超出了预设时间，控制器140可以强制作业机械退出破碎模式，从而可以保护作业机械。
根据本发明的一些实施例，步骤S50具体还包括：
控制器140获取计时单元记录的时长信息；
控制器140将时长信息发送至显示屏160，显示屏160显示时长信息。
显示屏160可以为车载显示屏。这样，时长信息可以通过显示屏160显示出来，操作手可以通过显示屏160观察、监视作业机械的工作状况。
根据本发明的一些实施例，步骤S50具体还包括：
控制器140获取计时单元记录的时长信息；
控制器140将时长信息发送至云端服务器170，云端服务器170用于存储时长信息。
云端服务器170可以为EVI云。这样，时长信息可以存储、记录在云端服务器170内，由此便于对作业机械的工作记录进行翻阅、查看。进一步地，基于云端服务器170接收到时长信息，云端服务器170可以将时长信息发送至客户端180。客户端180可以为手机上的APP，云端服务器170可以与客户端180通讯连接，这样操作手或施工现场的其他人员也可以通过客户端180查看、监视作业机械的工作状况。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种破碎锤的控制方法，其特征在于，包括：
响应于破碎锤开关被触发，作业机械进入破碎模式，继电器向控制器发送工作信号；
基于所述控制器接收到的工作信号，所述控制器发送第一信号至动力单元；
基于所述第一信号，对所述破碎锤供油；
基于所述控制器接收到的工作信号，所述控制器发送第二信号至计时单元；
基于所述第二信号，所述计时单元记录所述作业机械进入破碎模式的时长。
2.根据权利要求1所述的破碎锤的控制方法，其特征在于，还包括：
当作业机械切换至非破碎模式时，控制器控制发动机降低转速。
3.根据权利要求2所述的破碎锤的控制方法，其特征在于，当作业机械处于破碎模式时，所述发动机转速为1700-1800转/分钟；
当作业机械于非破碎模式时，所述发动机转速为900-1000转/分钟。
4.根据权利要求1所述的破碎锤的控制方法，其特征在于，所述基于所述第二信号所述计时单元记录所述作业机械进入破碎模式的时长的步骤，具体包括：
响应于所述作业机械处于破碎模式的时长大于等于预设时间，退出破碎模式。
5.根据权利要求1所述的破碎锤的控制方法，其特征在于，所述基于所述第二信号所述计时单元记录所述作业机械进入破碎模式的时长的步骤，具体包括：
控制器获取所述计时单元记录的时长信息；
控制器将所述时长信息发送至显示屏，所述显示屏显示所述时长信息。
6.根据权利要求1所述的破碎锤的控制方法，其特征在于，所述基于所述第二信号所述计时单元记录所述作业机械进入破碎模式的时长的步骤，具体包括：
控制器获取所述计时单元记录的时长信息；
控制器将所述时长信息发送至云端服务器，所述云端服务器存储所述时长信息。
7.根据权利要求6所述的破碎锤的控制方法，其特征在于，在所述控制器将所述时长信息发送至云端服务器，所述云端服务器存储所述时长信息的步骤中，具体包括：
基于所述云端服务器接收到所述时长信息，所述云端服务器将所述时长信息发送至客户端。
8.一种破碎锤的液压控制系统，其特征在于，包括：
主油路；
破碎锤控制油路，所述破碎锤控制油路与所述主油路连通，所述破碎锤控制油路上串联有破碎锤开关和继电器；
动力单元，所述动力单元适于对所述破碎锤控制油路供油；
控制器，所述控制器与所述继电器、所述动力单元通讯连接；
计时单元，所述计时单元与所述控制器通讯连接，当所述破碎锤控制油路通路时，所述继电器发出工作信号，所述控制器将所述工作信号发送至所述计时单元和所述动力单元，所述计时单元用于记录所述继电器的工作时长，所述动力单元为所述破碎锤供油。
9.根据权利要求8所述的破碎锤的液压控制系统，其特征在于，还包括显示屏和云端服务器，所述显示屏和所述云端服务器与所述控制器均通讯连接。
10.一种作业机械，其特征在于，包括根据权利要求8或9所述的破碎锤的液压控制系统。
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