CN203129234U - 步履式挖掘机遥控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种步履式挖掘机遥控系统，属于步履式挖掘机技术领域，在原先导控制油路中串联电控开关阀用来打开或关闭液压先导油路，然后，在液压先导控制手柄及踏板和主控多路阀之间并联比例电磁阀，启动继电器、熄火电磁阀、喇叭及制动电磁阀电路上分别并联有继电器（1），同时，增加遥控模块，由PLC控制器、发射器和接收器组成。在保留手动操作全液压先导控制柔性化操作优点的前提下引入了电控单元，方便遥控功能的改造，结构简单，成本低。同时，在基础电气线路中，包括启动、熄火、喇叭、制动电路上并联一组继电器（1）用来执行遥控指令对基础电气功能的控制，遥控功能模块主要包括发射器、接收器、PLC控制器及油门执行器。

Description

步履式挖掘机遥控系统

技术领域

本实用新型涉及一种步履式挖掘机遥控系统，属于步履式挖掘机技术领域。 

背景技术

步履式挖掘机作为工程建设中的重要装备，在工业与民用建筑、交通运输、水利电力工程、矿山采掘以及军事工程等施工中起着极为重要的作用，步履式挖掘机遥控操作对提高作业的安全性、舒适性和生产效率以及减少操作者劳动强度都有着极其重要的作用。遥控操作将改变传统手动操作的束缚，使用灵便，节省人力，作业安全，对高温或存在有害气体，尘埃的工业现场，以及需要精确对位和装卸危险物品的场所，更显示出其无比的优越性。 

目前国内市场上鲜有遥控型挖掘机出售，其改造成本较高，结构复杂，维修不便，且无法重复利用，利用率低，只有少数几个国外工程机械制造商能够提供遥控型的挖掘机产品，价格昂贵。虽然有很多用户对挖掘机有遥控功能的需求，但由于购买渠道和产品价格的原因，无法实现广泛的应用。现在市场上参与工程应用的步履式挖掘机以及一般挖掘机，如履带式、轮式挖掘机，其绝大多数的驱动作业系统均是全液压系统，无法实现遥控化操作。 

一般步履式挖掘机遥控化改造是通过在液压先导油口增加压力传感器将液压压力信号转换成电信号用来实现遥控，纯液压控制是无法实现遥控的，但这种方法完全改变了其原有液压先导控制油路，对系统改动较大，降低了整车人工驾驶的液压系统可靠性及柔顺性，且结构复杂、制造成本高，无法重复利用。 

发明内容

本实用新型提供一种步履式挖掘机遥控系统，采用模块化设计，可与整机分离，分离后，不影响整机的正常操作，体积小巧，可方便地在各种步履式挖掘机上通过安装遥控功能模块实现无线遥控操作，结构简单，成本低，可重复利用，且安装维修方便；在复杂地形及危险的环境下作业时，劳动强度小，危险系数低，能有效地保证工作人员的人身安全，提高机器作业的安全性和可靠性。 

为解决上述技术问题，本实用新型步履式挖掘机遥控系统，包括液压泵，先导手柄及踏板，多路阀，开关电磁阀，支腿油缸，作业油缸及马达，蓄电池，显示仪表，发动机转速传感器，水温传感器，燃油油位传感器，机油压力开关，电源继电器，接收器，与接收器配套的发射器；液压泵输出端通过控制电路分别与多路阀和先导手柄及踏板输入端相连，先导手柄及踏板输出端通过多路阀与作业油缸及马达相连，液压泵输出端通过开关电磁阀与支腿油缸相连，显示仪表分别与发动机转速传感器、水温传感器、燃油油位传感器、机油压力开关并联，接收器与发射器通过无线电相连； 

其中，先导手柄及踏板与多路阀的油路中间串联有电控开关阀；先导手柄及踏板的油路上并联有比例电磁阀；启动继电器、熄火电磁阀、喇叭及制动电磁阀电路上分别并联有继电器； 

本实用新型还设有PLC控制器，继电器、蓄电池、显示仪表、发动机转速传感器、水温传感器、燃油油位传感器、机油压力开关和电源继电器分别通过CAN总线与PLC控制器相连； 

另外，本实用新型中的接收器与发射器中分别设有接收模块和发射模块，接收器中的接收模块通过CAN总线与PLC控制器相连，发射模块通过无线电与发射器中的接收模块相连；发射器中的发射模块通过无线电与接收器中的接收模块相连。 

进一步地，本实用新型设有转换开关，一端与PLC控制器相连，另一端接在蓄电池上，用于控制电控开关阀的通断，共同实现液压先导控制与电比例先导控制的切换，此方法的优点在于保留原步履式挖掘机液压先导控制的基础上实现遥控电比例控制，极大地节省了改造成本，并对原车电液系统实现了完全保留。 

进一步地，本实用新型设有油门执行器，与PLC控制器相连，油门执行器软轴与手动拉线油门软轴通过油门连接支板并联在发动机油门上，实现了电控油门和手动油门的双重控制，保留手动操作油门的可靠性，同时受发射器油门旋钮控制信号控制。 

进一步地，本实用新型发射器面板设有直线比例推杆，用于行走、伸缩斗杆及破碎功能的控制信号的输出；双轴比例摇杆，用于控制步履式挖掘机的工作装置及回转动作控制信号的输出；按钮开关，用于步履式挖掘机启动、熄火、喇叭和制动控制信号的输出；转换开关，用于液控先导控制和电比例先导控制的切换控制信号的输出；电位旋钮，用于油门电机的控制信号输出；四向复位拨动开关，用于底盘支腿动作信号的控制输出；液晶显示屏，用来显示接收来自接收器的传感器信号，以及用于发动机水温、机油压力、发动机转速和燃油油位 控制开关。 

本实用新型具有以下优点： 

1.在整机原有的基础上增加电控开关阀、比例电磁阀和遥控模块，遥控模块由接收器、发射器和PLC控制器组成，拆装灵活，可方便地在各种步履式挖掘机上通过安装遥控模块实现无线遥控操作，可重复利用，节约成本； 

2.接收器和发射器中分别设有接收模块和发射模块，发射器面板上还设有显示屏，接收器中的发射模块可及时将整机的数据信息传送至发射器中的接收模块，接收模块再将数据传送至发射器面板上的显示屏，并将数据显示在显示屏上，以供操作人员参考； 

3.结构简单，以较小的成本实现了步履式挖掘机的遥控化改造，使其具有远距离无线操作的功能，并保留原电控系统及全液压控制柔性化操作的优点，且遥控化方法及系统可以方便的在其他全液压挖掘机上实现应用。 

4.发射器体积小巧，方便携带，操作人员可从挖掘机任意角度进行遥控操作，便于观察挖掘机的工作状态，同时，也有效地保障了工作人员的人身安全，提高了工作效率。 

附图说明

图1是本实用新型液压系统的结构示意图； 

图2是本实用新型遥控系统的原理图； 

图3是本实用新型双油门控制的结构示意图； 

图4是图3的A向结构示意图； 

图5是本实用新型发射器的操控面板结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。 

如图1所示，液压泵通过先导手柄及踏板与电控开关阀电连接，电控开关阀通过多路阀与作业油缸及马达电连接，比例电磁阀一端与液压泵输出端电连接，另一端接在电控开关阀与多路阀之间；开关电磁阀一端与液压泵输出端电连接，另一端与支腿油缸输入端电连接。电控开关阀，用于液控先导控制和电比例先导控制的切换；比例电磁阀，用于遥控先导操作。 

如图2至图4所示，本步履式挖掘机遥控系统，蓄电池3与电源继电器相连，电源继电器受原车钥匙开关控制接通PLC控制器和接收器的电源，接收器以CAN总线与PLC控制器相连，进行数据通信。四个继电器1的开关通路分别并联在启动继电器、熄火电磁阀、喇叭和制动电磁阀的控制开关上，继电器1的电源端与PLC控制器相连，当接收器收到来自发射器的相应控制信号时，向继电器1输出驱动信号接通相应的继电器1开关通路实现启动、熄火、喇叭和制动的控制。转换开关2，用于控制电控开关阀的通断，共同实现液压先导控制与电比例先导控制的切换，此方法的优点在于保留原步履式挖掘机液压先导控制的基础上实现遥控电比例控制，极大地节省了改造成本，并对原车电液系统实现了完全保留；当该开关接通时，PLC控制器向电控开关阀输出电信号，关闭液控先导油路，此时多路阀只受比例电磁阀控制，当接收器中的接收模块收到来自发射器中发射模块的相应控制信号时，PLC控制器向比例电磁阀输出相应PWM信号控制比例电磁阀相应油路的开度，进而实现对多路阀的控制，以驱动工作装置油缸、回转和行走马达动作；当转换开关2闭合时，电控开关阀同时断电，遥控的电比例先导油路不参与工作，整车恢复人工驾驶时的所有电液系统控制功能，发动机转速传感器5、燃油油位传感器7、水温传感器6和机油压力开关8的信号端与PLC控制器相连，与原车显示仪表成并联关系，不影响原车仪表相关参数的显示，PLC控制器将接收到的传感器信号通过CAN总线传输给接收器，接收器通过内置的发射模块以无线电形式发射出去，发射器中的接收模块在接收到相应的传感器反馈信号后显示在液晶显示器19上。油门执行器直接与PLC控制器相连，只受遥控信号控制，当操作手旋转发射器上的油门控制旋钮17时，发射器将相应的控制信号以无线电的形式传输给接收器，接收器通过CAN总线传输给PLC控制器，由PLC控制器对油门执行器输出控制信号，驱动油门执行器软轴9伸缩，实现油门开度的控制。 

油门执行器软轴9与原车的手动拉线油门软轴10通过油门连接支板11并联在发动机油门12上，这样可以实现电控油门和手动油门的双重控制，保留手动操作油门的可靠性。 

如图5所示，发射器面板具有三个直线比例推杆13用于行走、伸缩斗杆及破碎功能的控制信号的输出；两个双轴比例摇杆14用于控制步履式挖掘机的工作装置及回转动作控制信号的输出；四个按钮开关15用于步履式挖掘机启动、熄火、喇叭和制动控制信号的输出；一个转换开关2由于液控先导控制和电比例先导控制的切换控制信号的输出；电位旋钮17用于油门电机的控制信号输出；六个四向复位拨动开关18由于步履式挖掘机底盘支腿动作信号的控制输出。液晶显示屏19用来显示接收自接收器的传感器信号，包括发动机水温、机油压力、 发动机转速和燃油油位。发射器对指令信号进行编码、载波调制以及信号放大,然后通过发射天线将控制指令以无线电波的形式发射，接收器将收到的无线电信号放大、解调、译码后送给输出电路。 

本实用新型在原先导控制油路中串联开关电液阀用来打开或关闭液压先导油路，然后，在液压先导控制手柄及踏板和主控多路阀之间并联电比例控制阀，从而完成了液压系统的遥控化改造，该方法在保留手动操作全液压先导控制柔性化操作优点的前提下引入了电控单元，方便遥控功能的改造。同时，在基础电气线路中，包括启动、熄火、喇叭、制动电路上并联继电器1用来执行遥控指令对基础电气功能的控制，遥控功能模块主要包括发射器、接收器、PLC控制器及油门执行器。 

发射器面板集成各种控制开关、旋钮及操纵杆，用来产生相应的控制指令并通过内置的发射模块进行编码、载波调制以及信号放大,然后通过发射天线将控制指令以无线电波的形式发射。 

接收器将收到的无线电信号放大、解调、译码后送给输出电路，以CAN总线的形式输出给PLC控制器，控制器输出相应的驱动信号，驱动比例电磁阀、继电器1及油门执行器以实现相应的功能响应。 

本实用新型可以在不影响原手动控制系统运行的前提下方便的实现遥操作功能。同时将水温、燃油油位、发动机转速传感器的信号接入PLC控制器，由控制器通过总线输出给接收器，接收器将信号反馈给发射器显示在液晶显示屏19上，使操作者可以远距离实时掌握机器工作状态。 

Claims (4)

1.一种步履式挖掘机遥控系统，包括液压泵，先导手柄及踏板，多路阀，开关电磁阀，支腿油缸，作业油缸及马达，蓄电池（3），显示仪表，发动机转速传感器（5），水温传感器（6），燃油油位传感器（7），机油压力开关（8），电源继电器，接收器，与接收器配套的发射器；液压泵输出端通过控制电路分别与多路阀和先导手柄及踏板输入端相连，先导手柄及踏板输出端通过多路阀与作业油缸及马达相连，液压泵输出端通过开关电磁阀与支腿油缸相连，显示仪表分别与发动机转速传感器（5）、水温传感器（6）、燃油油位传感器（7）、机油压力开关（8）并联，接收器与发射器通过无线电相连，其特征在于，

在先导手柄及踏板与多路阀的油路中间串联有电控开关阀，

在先导手柄及踏板的油路上并联有比例电磁阀，

在启动继电器、熄火电磁阀、喇叭及制动电磁阀电路上分别并联有继电器（1），

还设有PLC控制器，继电器（1）、蓄电池（3）、显示仪表、发动机转速传感器（5）、水温传感器（6）、燃油油位传感器（7）、机油压力开关（8）和电源继电器分别通过CAN总线与PLC控制器相连；

接收器和发射器中分别设有接收模块和发射模块，接收器中的接收模块通过CAN总线与PLC控制器相连，发射模块通过无线电与发射器中的接收模块相连；发射器中的发射模块通过无线电与接收器中的接收模块相连。

2.根据权利要求1所述的一种步履式挖掘机遥控系统，其特征在于，还设有用于切换液控先导控制和电比例先导控制的转换开关（2），一端与PLC控制器相连，另一端接在蓄电池（3）上。

3.根据权利要求1所述的一种步履式挖掘机遥控系统，其特征在于，还设有油门执行器，与PLC控制器相连，油门执行器软轴（9）与手动拉线油门软轴（10）通过油门连接支板（11）并联在发动机油门（12）上。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种步履式挖掘机遥控系统，其特征在于，发射器面板设有

用于行走、伸缩斗杆及破碎功能控制信号输出的直线比例推杆（13）；

用于工作装置及回转动作控制信号输出的双轴比例摇杆（14）；

用于启动继电器、熄火电磁阀、喇叭和制动电磁阀控制信号输出的开关按钮（15）；

用于液控先导控制和电比例先导控制切换控制信号输出的转换开关（2）；

用于油门电机控制信号输出的电位旋钮（17）；

用于底盘支腿动作信号控制输出的四向复位拨动开关（18）；

用于显示接收来自接收器传感器信号的液晶显示屏（19）。

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