CN205712245U - 一种液压挖掘机执行机构的速度调定系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种液压挖掘机执行机构的速度调定系统，用于电控先导液压挖掘机执行机构的速度特性调定，可编程控制器（1）上设置一个电控手柄回路（100）和两个电流变换回路（200）；电流变换回路（200）控制步进电机（3）带动指针电刷（4）在圆环形精密电阻体（5）上转动，从而改变指针电刷（4）输给可编程控制器（1）的电流信号，进而调节挖掘机执行机构的速度。本实用新型设置有两个电流变换回路（200），可以对挖掘机单个执行机构运动或两个执行机构复合运动的速度进行调定，并用调定后的速度曲线替换挖掘机控制器（20）中的速度曲线，实现挖掘机执行机构的速度调定，使其符合工作要求和驾驶员的操纵习惯，不需要更换多路阀阀芯，方便高效且精确稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及液压挖掘机电液比例控制技术领域，尤其涉及一种液压挖掘机执行机构的速度调定系统。
背景技术
随着全球工业的发展,工程项目对液压挖掘机的性能、品质提出了更高的要求，仅靠液压和机械技术无法解决。国外在上个世纪70年代中期开始将电子技术应用于挖掘机,之后得到更为广泛的运用,给挖掘机的发展带来了技术上的革命。
电液比例技术整合液压技术与电子技术的优势，开辟了现代控制工程的新领域，它作为连接现代电子技术和大功率工程控制设备之间的桥梁，已成为现代控制工程的基本技术构成之一。
液压挖掘机有左右两个控制执行机构运动的操纵手柄，左侧手柄负责控制斗杆和回转，右侧手柄负责控制铲斗和动臂,两个手柄的控制原理相同。因为挖掘机作业环境和驾驶员操纵习惯的不同，即使是同一种机型的挖掘机，不同的厂家和调试员对执行机构运动特性的要求也不一样，所以需要对挖掘机各执行机构在不同手柄操纵角下的速度进行调定，尤其是一个操纵手柄控制的两个执行机构复合运动的速度。目前调定速度的方式是通过更换多路阀阀芯来反复调试，直到速度符合要求为止，这种调定方式过程繁琐、成本高、效率低下，有待改进。
实用新型内容
为了克服现有方法的缺点，结合现有的液压挖掘机电液比例控制技术，本实用新型提供一种液压挖掘机执行机构的速度调定系统，不需要更换多路阀阀芯即可实现对液压挖掘机各执行机构单独运动和复合运动的速度调定。
本实用新型的解决方案是这样的：一种液压挖掘机执行机构的速度调定系统，用于电控先导液压挖掘机执行机构的速度特性调定,可编程控制器(1)上设置一个电控手柄回路(100)和两个电流变换回路(200)；电流变换回路(200)由带中位的圆环形精密电阻体(5)及与之电接触的指针电刷(4)构成，步进电机(3)带动指针电刷(4)在圆环形精密电阻体(5)上转动，从而改变指针电刷(4)输给可编程控制器(1)的电流信号，调节铲斗油缸(14)和动臂油缸(17)活塞杆的速度。电控手柄回路(100)连接电控手柄(6)，电控手柄(6)上设置使可编程控制器(1)发出相应控制信号的正负按钮(7)和确定按钮(8)，正负按钮(7)通过可编程控制器(1)控制步进电机(3)，确定按钮(8)使可编程控制器(1)记录调定后其输出控制信号与电控手柄(6)输入信号之间的数据关系，进而得到各个手柄操纵角下的速度曲线，并以此替换挖掘机控制器(20)中的速度曲线，实现对液压挖掘机执行机构的速度调定。该速度调定系统设置有两个电流变换回路(200)，可以实现对液压挖掘机手柄控制的单个执行机构运动或两个执行机构复合运动的速度进行调定。
因为液压挖掘机两个操纵手柄的控制原理基本相同，以铲斗和动臂的控制回路为例，挖掘机手柄(19)转动不同的方向和角度可以输出不同的电流信号，该信号作为输入信号，经过挖掘机控制器(20)处理后输出相应的控制信号，分别控制四个电液比例减压阀(12)的输出压力，从而控制多路阀铲斗联(13)和动臂联(18)阀芯的移动方向和距离，进一步控制铲斗油缸(14)和动臂油缸(17)活塞杆的运动方向和速度。电动机(9)、工作泵(10)和主油路溢流阀(11)构成了多路阀主油路的供油源；先导油源泵(16)和先导溢流阀(15)构成了先导油路的供油源。
正负按钮(7)和确定按钮(8)安装于电控手柄(6)上，正负按钮(7)通过可编程控制器(1)控制步进电机(3)正反转。按一下正按钮，步进电机(3)顺时针转过一个对应的角度，按一下负按钮，步进电机(3)逆时针转过一个对应的角度。步进电机(3)带动指针电刷(4)在圆环形精密电阻体(5)上转动。指针电刷(4)的初始位置在圆环形精密电阻体(5)的中间位置，规定此时指针电刷(4)输给可编程控制器(1)的电流信号为I0，指针电刷(4)在其他位置时的电流信号为I。当指针电刷(4)顺时针转动时，电流I大于I0，逆时针转动时，电流I小于I0。
以单独调定铲斗油缸(14)活塞杆的速度为例，调定前，挖掘机手柄(19)转动的角度与铲斗油缸(14)活塞杆的运动速度是一一对应的，当这个对应关系达不到要求或不符合驾驶员的操纵习惯时，将速度调定系统接入挖掘机电液比例减压阀(12)，并用速度调定系统驱动电液比例减压阀动作，可以按电控手柄(6)上的正负按钮(7)进行速度调定，在调定的过程中，可编程控制器(1)将I-I0的值与电控手柄(6)输入的电流值进行相加，从而改变可编程控制器(1)的输出控制信号，进而改变铲斗油缸(14)活塞杆的运动速度。按正按钮时，I-I0大于零，增大了输入可编程控制器(1)的电流信号，活塞杆的速度增加，按负按钮时正好相反，活塞杆的速度减小。当铲斗油缸(14)活塞杆的运动速度达到要求后，按确定按钮(8)，可编程控制器(1)记录此时电控手柄(6)输入电流信号与可编程控制器(1)输出信号之间的数据关系，进而得到各个手柄操纵角下的速度曲线，并以此替换挖掘机控制器(20)中的速度曲线。这样，挖掘机铲斗就能按照调定后的速度进行工作。同时按下确定按钮(8)能使步进电机(3)复位，为调定电控手柄(6)其他角度对应的铲斗油缸(14)活塞杆速度做好准备。当需要调定铲斗油缸(14)活塞杆和动臂油缸(17)活塞杆的复合运动速度时，可以同时按电控手柄(6)左右两侧的正负按钮(7)进行调定，一套正负按钮(7)对应一个执行机构的速度调定，其原理与单独调定相同。
该执行机构速度调定系统不仅适用于电控先导的液压挖掘机，还适用于其他由多路阀控制且电控先导的工程机械。
更具体的技术方案还包括：可编程控制器(1)、步进电机(3)、指针电刷(4)、圆环形精密电阻体(5)、电控手柄(6)、正负按钮(7)和确定按钮(8)构成一个带标准接口的独立系统，在挖掘机需要速度调定时，直接驱动挖掘机的电液比例减压阀(12)进行速度调定，完成后可以拆下，然后进行速度曲线替换即可。该系统不占挖掘机的空间，且可以对不同的挖掘机进行速度调定。正负按钮(7)和确定按钮(8)不一定要安装在电控手柄(6)上，还可以安装在其他方便进行速度调定的位置。
本实用新型的有益效果是：不需要更换多路阀阀芯即可调定液压挖掘机单个执行机构运动或两个执行机构复合运动的速度，使其符合工作要求和驾驶员的操纵习惯，方便高效且精确稳定。
附图说明
图1是本实用新型的工作原理图。
图2是液压挖掘机执行机构的控制原理图。
图中：1.可编程控制器，2.挖掘机电液比例减压阀，3.步进电机，4.指针电刷，5.圆环形精密电阻体，6.电控手柄，7.正负按钮，8.确定按钮，9.电动机，10.工作泵，11.主油路溢流阀，12.电液比例减压阀，13.多路阀铲斗联，14.铲斗油缸，15.先导溢流阀，16.先导油源泵，17.动臂油缸，18.多路阀动臂联，19.挖掘机手柄，20.挖掘机控制器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
因为液压挖掘机两个操纵手柄的控制原理基本相同，以铲斗和动臂的控制回路为例，如图2所示，挖掘机手柄19转动不同的方向和角度可以输出不同的电流信号，该信号作为输入信号，经过挖掘机控制器20处理后输出相应的控制信号，分别控制四个电液比例减压阀12的输出压力，从而控制多路阀铲斗联13和多路阀动臂联18阀芯的移动方向和距离，进一步控制铲斗油缸14和动臂油缸17活塞杆的运动方向和速度。电动机9、工作泵10和主油路溢流阀11构成了多路阀主油路的供油源；先导油源泵16和先导溢流阀15构成了先导油路的供油源。
如图1所示，正负按钮7和确定按钮8安装于电控手柄6上，正负按钮7通过可编程控制器1控制步进电机3正反转。按一下正按钮，步进电机3顺时针转过一个对应的角度，按一下负按钮，步进电机3逆时针转过一个对应的角度。步进电机3带动指针电刷4在圆环形精密电阻体5上转动。指针电刷4的初始位置在圆环形精密电阻体5的中间位置，规定此时指针电刷4输给可编程控制器1的电流信号为I0，指针电刷4在其他位置时的电流信号为I。当指针电刷4顺时针转动时，电流I大于I0，逆时针转动时，电流I小于I0。
以单独调定铲斗油缸14活塞杆的速度为例，调定前，挖掘机手柄19转动的角度与铲斗油缸14活塞杆的运动速度是一一对应的，当这个对应关系达不到要求或不符合驾驶员的操纵习惯时，将速度调定系统接入挖掘机电液比例减压阀12，并用速度调定系统驱动电液比例减压阀动作，可以按电控手柄6上的正负按钮7进行速度调定，在调定的过程中，可编程控制器1将I-I0的值与电控手柄6输入的电流值进行相加，从而改变可编程控制器1的输出控制信号，进而改变铲斗油缸14活塞杆的运动速度。按正按钮时，I-I0大于零，增大了输入可编程控制器1的电流信号，活塞杆的速度增加，按负按钮时正好相反，活塞杆的速度减小。当铲斗油缸14活塞杆的运动速度达到要求后，按确定按钮8，可编程控制器1记录此时电控手柄6输入电流信号与可编程控制器1输出信号之间的数据关系，进而得到各个手柄操纵角下的速度曲线，并以此替换挖掘机控制器20中的速度曲线。这样，挖掘机铲斗就能按照调定后的速度进行工作。同时按下确定按钮8能使步进电机3复位，为调定电控手柄6其他角度对应的铲斗油缸14活塞杆速度做好准备。当需要调定铲斗油缸14活塞杆和动臂油缸17活塞杆的复合运动速度时，可以同时按电控手柄6左右两侧的正负按钮7进行调定，一套正负按钮7对应一个执行机构的速度调定，其原理与单独调定相同。
执行机构速度调定系统不仅适用于电控先导的液压挖掘机，还适用于其他由多路阀控制且电控先导的工程机械。
同时，可编程控制器1、步进电机3、指针电刷4、圆环形精密电阻体5、电控手柄6、正负按钮7和确定按钮8构成一个带标准接口的独立系统，在挖掘机需要速度调定时，直接驱动挖掘机的电液比例减压阀12进行速度调定，完成后可以拆下，然后进行速度曲线替换即可。该系统不占挖掘机的空间，且可以对不同的挖掘机进行速度调定。正负按钮7和确定按钮8不一定要安装在电控手柄6上，还可以安装在其他方便进行速度调定的位置。
Claims (2)
1.一种液压挖掘机执行机构的速度调定系统，用于电控先导液压挖掘机执行机构的速度特性调定，其特征在于，可编程控制器（1）上设置一个电控手柄回路（100）和两个电流变换回路（200）；电流变换回路（200）由带中位的圆环形精密电阻体（5）及与之电接触的指针电刷（4）构成，步进电机（3）带动指针电刷（4）在圆环形精密电阻体（5）上转动，从而改变指针电刷（4）输给可编程控制器（1）的电流信号，调节铲斗油缸（14）和动臂油缸（17）活塞杆的速度；电控手柄回路（100）连接电控手柄（6）, 电控手柄（6）上设置使可编程控制器（1）发出相应控制信号的正负按钮（7）和确定按钮（8），正负按钮（7）通过可编程控制器（1）控制步进电机（3），确定按钮（8）使可编程控制器（1）记录调定后其输出控制信号与电控手柄（6）输入信号之间的数据关系，进而得到各个手柄操纵角下的速度曲线，并以此替换挖掘机控制器（20）中的速度曲线，实现对液压挖掘机执行机构的速度调定；该速度调定系统设置有两个电流变换回路（200），可以实现对液压挖掘机手柄控制的单个执行机构运动或两个执行机构复合运动的速度进行调定。
2.根据权利要求1所述的液压挖掘机执行机构的速度调定系统，其特征在于，可编程控制器（1）、步进电机（3）、指针电刷（4）、圆环形精密电阻体（5）、电控手柄（6）、正负按钮（7）和确定按钮（8）构成一个带标准接口的独立系统。
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Cited By (1)
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| CN105756112A (zh) * | 2016-04-18 | 2016-07-13 | 西南交通大学 | 液压挖掘机执行机构的速度调定系统 |
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2016
- 2016-04-18 CN CN201620323395.3U patent/CN205712245U/zh not_active Withdrawn - After Issue
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| CN105756112A (zh) * | 2016-04-18 | 2016-07-13 | 西南交通大学 | 液压挖掘机执行机构的速度调定系统 |
| CN105756112B (zh) * | 2016-04-18 | 2017-11-14 | 西南交通大学 | 液压挖掘机执行机构的速度调定系统 |
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