本發(fā)明涉及礦山機(jī)械，尤其涉及一種用于大型礦用挖掘機(jī)的起重臂控制保護(hù)裝置、所述起重臂控制保護(hù)裝置的控制方法和具有該起重臂控制保護(hù)裝置的大型礦用挖掘機(jī)。

背景技術(shù)：

大型礦用單斗正鏟式挖掘機(jī)在大型露天礦中有著廣泛的應(yīng)用，但由于各個(gè)露天礦爆破條件不同，司機(jī)操作水平也各不相同；在挖掘物料時(shí)由于局部地面較硬，司機(jī)操作不規(guī)范，起重臂被頂起的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，由于起重臂被過(guò)度頂起下放時(shí)對(duì)整個(gè)設(shè)備產(chǎn)生很大的沖擊，如何避免這種現(xiàn)象發(fā)生直接影響設(shè)備的可靠性和使用壽命。

現(xiàn)有技術(shù)的礦用挖掘機(jī)，由于不能很好的解決起重臂不能被過(guò)渡頂起的問(wèn)題，因此存在以下幾個(gè)方面的缺點(diǎn)：

1.由于起重臂過(guò)度頂起突然下放導(dǎo)致繃?yán)K承受沖擊力，壽命大大減??；

2.起重臂過(guò)度頂起突然下放導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)生巨大震動(dòng)，影響設(shè)備機(jī)械機(jī)構(gòu)及電氣系統(tǒng)的可靠性和使用壽命；

3.起重臂過(guò)度頂起突然下放可能導(dǎo)致繃?yán)K突然斷裂，造成巨大的安全隱患和財(cái)產(chǎn)損失。

因此，需要開(kāi)發(fā)一種能夠解決上述技術(shù)問(wèn)題的用于大型礦用挖掘機(jī)的相關(guān)裝置。

在所述背景技術(shù)部分公開(kāi)的上述信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本發(fā)明的背景的理解，因此它可以包括不構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)主要目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的至少一種缺陷，提供一種用于大型礦用挖掘機(jī)的起重臂控制保護(hù)裝置，以有效的防止起重臂被過(guò)度頂起，減小設(shè)備沖擊，消除安全隱患，提高設(shè)備的可靠性和使用壽命。

本發(fā)明的第二個(gè)主要目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的至少一種缺陷，提供一種本發(fā)明起重臂控制保護(hù)裝置的控制方法，以有效的防止起重臂被過(guò)度頂起，減小設(shè)備沖擊，消除安全隱患，提高設(shè)備的可靠性和使用壽命。

本發(fā)明的第三個(gè)主要目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的至少一種缺陷，提供一種具有本發(fā)明起重臂控制保護(hù)裝置的大型礦用挖掘機(jī)，以有效的防止起重臂被過(guò)度頂起，減小設(shè)備沖擊，消除安全隱患，提高設(shè)備的可靠性和使用壽命。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種起重臂控制保護(hù)裝置：

一種起重臂控制保護(hù)裝置，用于大型礦用挖掘機(jī)，其特征在于，所述起重臂控制保護(hù)裝置包括連接裝置、傳動(dòng)裝置、感應(yīng)裝置、移動(dòng)板和控制裝置，連接裝置用于與所述起重臂固定連接；傳動(dòng)裝置一端連接于所述連接裝置；移動(dòng)板連接于所述傳動(dòng)裝置的另一端；感應(yīng)裝置包括在所述移動(dòng)板運(yùn)動(dòng)方向上不同位置設(shè)置的至少兩個(gè)傳感器，所述至少兩個(gè)傳感器包括第一傳感器與第二傳感器；控制裝置連接于所述至少兩個(gè)傳感器，當(dāng)所述第一傳感器感測(cè)到所述移動(dòng)板的移動(dòng)時(shí)，以預(yù)限角度的控制策略控制所述礦用挖掘機(jī)的推壓速度；當(dāng)所述第二傳感器感測(cè)到所述移動(dòng)板的移動(dòng)時(shí)，以極限角度的控制策略控制所述推壓速度。

本發(fā)明起重臂控制保護(hù)裝置的控制方法，包括：判斷所述起重臂的角度；所述起重臂的角度為預(yù)限角度時(shí)，執(zhí)行預(yù)限控制步驟；所述起重臂的角度為極限角度時(shí)，執(zhí)行極限控制步驟。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種具有本發(fā)明起重臂控制保護(hù)裝置的大型礦用挖掘機(jī)。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：通過(guò)加裝本發(fā)明的起重臂控制保護(hù)裝置，能夠有效防止起重臂被過(guò)度頂起，減小由起重臂頂起導(dǎo)致的設(shè)備振動(dòng)，消除安全隱患。保證起重臂被頂后緩慢地下放，實(shí)現(xiàn)起重臂“軟著路”的同時(shí)，通過(guò)對(duì)推壓速度的控制，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)效率的最大化。

附圖說(shuō)明

通過(guò)結(jié)合附圖考慮以下對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的各種目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見(jiàn)。附圖僅為本發(fā)明的示范性圖解，并非一定是按比例繪制。在附圖中，同樣的附圖標(biāo)記始終表示相同或類(lèi)似的部件。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的起重臂控制保護(hù)裝置的主視示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的起重臂控制保護(hù)裝置的俯視示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的起重臂控制保護(hù)裝置的左視示意圖。

圖4為圖2的B向視圖。

圖5為圖2中I部放大圖。

圖6為圖1的A向視圖。

圖7為圖3中的C-C剖視圖。

圖8為本發(fā)明實(shí)施例的起重臂控制保護(hù)裝置的控制策略框圖局部。

圖9為本發(fā)明實(shí)施例的起重臂控制保護(hù)裝置的控制策略框圖局部。

其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下：

1 起重臂托架

16 連接架

17 接觸板

2 支撐架

3 限位開(kāi)關(guān)罩

4 滾輪

5 柱塞

51 柱塞缸

6 彈簧

7 開(kāi)關(guān)托架

71 底板

72 側(cè)板

8 移動(dòng)板

80 導(dǎo)軌

81 左本體

82 右本體

83 長(zhǎng)孔

9 傳感器

91 第一傳感器

92 第二傳感器

10 調(diào)整角鋼

101 槽鋼

11 起重臂

12 機(jī)棚前壁

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述示例實(shí)施方式。然而，示例實(shí)施方式能夠以多種形式實(shí)施，且不應(yīng)被理解為限于在此闡述的實(shí)施方式；相反，提供這些實(shí)施方式使得本發(fā)明將全面和完整，并將示例實(shí)施方式的構(gòu)思全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或類(lèi)似的結(jié)構(gòu)，因而將省略它們的詳細(xì)描述。

在說(shuō)明本發(fā)明或本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的元件時(shí)，詞“一”、“一個(gè)”、“該”以及“所述”意欲指的是存在著一個(gè)或更多個(gè)元件。術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”和“具有”等意欲是開(kāi)放性的且指的是除了所列出的元件之外還可存在其它元件。

本發(fā)明實(shí)施例的起重臂控制保護(hù)裝置，用于本發(fā)明實(shí)施例的大型礦用挖掘機(jī)。本發(fā)明實(shí)施例的大型礦用挖掘機(jī)，具有本發(fā)明實(shí)施例的起重臂控制保護(hù)裝置。本發(fā)明實(shí)施例的大型礦用挖掘機(jī)及其起重臂控制保護(hù)裝置，利用本發(fā)明實(shí)施例的控制方法對(duì)推壓速度進(jìn)行控制。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的起重臂控制保護(hù)裝置，也可稱(chēng)為是一種起重臂限位開(kāi)關(guān)裝置，其包括連接裝置、傳動(dòng)裝置、移動(dòng)板8、感應(yīng)裝置和控制裝置。其中，連接裝置為起重臂托架1，而傳動(dòng)裝置包括滾輪4、柱塞5、彈簧6以及柱塞缸51等，而感應(yīng)裝置包括至少兩個(gè)傳感器9，至少兩個(gè)傳感器9至少包含第一傳感器91和第二傳感器92。

另外，本發(fā)明實(shí)施例的起重臂控制保護(hù)裝置還可包括感應(yīng)室，感應(yīng)室可包括支撐架2、限位開(kāi)關(guān)罩3、開(kāi)關(guān)托架7、調(diào)整角鋼10等，感應(yīng)室主要由限位開(kāi)關(guān)罩3與開(kāi)關(guān)托架7所圍成，移動(dòng)板8和傳感器9等均設(shè)置在感應(yīng)室中。而控制裝置例如為PLC，可設(shè)置在本發(fā)明實(shí)施例的大型礦用挖掘機(jī)的控制室，也可與傳感器9一樣設(shè)置在感應(yīng)室中。

其中，起重臂托架1可包括連接架16和接觸板17，其中的連接架16可通過(guò)螺栓固定在起重臂11上，而接觸板17則，用于與滾輪4相互接觸，以將起重臂11的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)傳動(dòng)裝置傳遞給移動(dòng)板8。

對(duì)于感應(yīng)室，支撐架2可現(xiàn)場(chǎng)焊接在機(jī)棚前壁12上，用于支撐開(kāi)關(guān)托架7，具體的說(shuō)是從開(kāi)關(guān)托架7的底面支撐開(kāi)關(guān)托架7。開(kāi)關(guān)托架7的橫截面呈L形，包括底板71和側(cè)板72，如圖4和圖6所示。限位開(kāi)關(guān)罩3用于將移動(dòng)板8、傳感器9等罩在開(kāi)關(guān)托架7上，限位開(kāi)關(guān)罩3本身也是設(shè)置在開(kāi)關(guān)托架7的上方。開(kāi)關(guān)托架7的底板71由支撐架2支撐，而開(kāi)關(guān)托架7的側(cè)板72則通過(guò)螺栓固定在機(jī)棚前壁12上。

對(duì)于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，圖3和圖5所示，滾輪4為一對(duì)，通過(guò)銷(xiāo)軸連接于柱塞5的一端。柱塞5的另一端通過(guò)螺栓連接移動(dòng)板8。彈簧6設(shè)置在柱塞缸51中，柱塞5移動(dòng)同時(shí)壓縮彈簧6。起重臂11被頂起時(shí)，起重臂托架1碰到滾輪4，滾輪4隨之移動(dòng)，帶動(dòng)柱塞5移動(dòng)同時(shí)壓縮彈簧6，移動(dòng)板8通過(guò)螺栓與柱塞5連接。柱塞缸51固定于開(kāi)關(guān)托架7的側(cè)板72，在側(cè)板72上開(kāi)設(shè)有通孔70，柱塞缸51穿過(guò)通孔并被垂直固定在側(cè)板72上。

其中，傳感器9可以為多個(gè)或多對(duì)，用于在移動(dòng)板8前進(jìn)方向上的不同位置處感測(cè)移動(dòng)板8的移動(dòng)，以感測(cè)起重臂11的被頂起的狀態(tài)。本實(shí)施例中，只設(shè)置有第一傳感器91和第二傳感器92。其中的第一傳感器91的感應(yīng)表面，距離移動(dòng)板8的前端面所在的平面的距離例如為S1，而第二傳感器92的感應(yīng)表面，距離移動(dòng)板8的前端面所在的平面的距離例如為S2，這里S2>S1。

當(dāng)起重臂11被頂起角度達(dá)到A°時(shí)，表示起重臂11的角度達(dá)到了預(yù)限角度A，此時(shí)移動(dòng)板8對(duì)應(yīng)的移動(dòng)至傳感器91的感應(yīng)位置，第一傳感器91感測(cè)到移動(dòng)板8的移動(dòng)，第一傳感器91把信號(hào)傳遞至PLC，控制裝置控制執(zhí)行相應(yīng)的預(yù)限角度的第一控制策略，來(lái)控制本發(fā)明實(shí)施例的大型礦用挖掘機(jī)的推壓速度。

當(dāng)起重臂11被頂起角度達(dá)到B°時(shí)，表示起重臂11的角度達(dá)到了極限角度B，此時(shí)移動(dòng)板8移動(dòng)至第二傳感器92的感應(yīng)位置，第二傳感器92把信號(hào)傳遞至PLC，控制裝置控制執(zhí)行相應(yīng)的極限角度的第二控制策略，來(lái)控制本發(fā)明實(shí)施例的大型礦用挖掘機(jī)的推壓速度。

起重臂11抬起角度的A°與B°也可根據(jù)實(shí)際需要通過(guò)調(diào)整角鋼10來(lái)調(diào)整；如圖3所示，第一傳感器91和第二傳感器92分別設(shè)置于一對(duì)調(diào)整角鋼10上，這對(duì)調(diào)整角鋼10的間距可調(diào)整，且在移動(dòng)板8移動(dòng)方向上的位置也可調(diào)整，以便于更靈活的設(shè)置傳感器9，適應(yīng)不同的情況。其中，如圖3所示，調(diào)整角鋼10設(shè)置在槽鋼101上，對(duì)調(diào)整角鋼10的兩個(gè)方向上的調(diào)整主要靠調(diào)整槽鋼101的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。

如圖3所示，移動(dòng)板8包括相互連接的左本體81和右本體82，左本體81和右本體83的底端之間具有間隙，間隙內(nèi)容置有位置可調(diào)的導(dǎo)軌80，導(dǎo)軌80的底端固定于所述開(kāi)關(guān)托架7的底板71上。導(dǎo)軌80可由角鋼實(shí)現(xiàn)，在角鋼的底板上可開(kāi)設(shè)有長(zhǎng)孔83，以便于固定導(dǎo)軌80以及對(duì)導(dǎo)軌80的位置進(jìn)行調(diào)整。導(dǎo)軌80的作用在于導(dǎo)向，同時(shí)也能到起到對(duì)移動(dòng)板8移動(dòng)的限位作用，防止其過(guò)渡移動(dòng)而損害傳感器9。

當(dāng)司機(jī)操作電鏟斗桿往回縮時(shí)，控制裝置(通常由程序?qū)崿F(xiàn))根據(jù)不同的起重臂11角度實(shí)施不同的控制策略，在最大效率的前提下保證起重臂11緩慢下放，起重臂托架1離開(kāi)滾輪4，彈簧6在彈力作用下恢復(fù)原狀，移動(dòng)板8離開(kāi)傳感器91的感應(yīng)位置，而本發(fā)明實(shí)施例的控制方法的詳細(xì)的控制策略見(jiàn)圖8和圖9，其中，圖8和圖9通過(guò)A1、A2、A3三個(gè)共同點(diǎn)連接為一個(gè)完整的圖。

本發(fā)明實(shí)施例的控制方法，首先需判斷起重臂11的角度，以來(lái)分別確定所需要執(zhí)行的步驟，起重臂11的角度為預(yù)限角度時(shí)，執(zhí)行預(yù)限控制步驟；起重臂11的角度為極限角度時(shí)，執(zhí)行極限控制步驟，在上述控制過(guò)程中，也會(huì)出現(xiàn)起重臂11的角度是介于預(yù)限角度與極限角度之間的情形，此時(shí)，也需要有相應(yīng)的步驟來(lái)控制推壓速度。

首先，先介紹預(yù)限控制步驟。

本步驟中，首先是要進(jìn)行報(bào)警，報(bào)警的目的是引起操作者警惕。

然后，對(duì)推壓速度進(jìn)行控制，要控制推壓速度回收最大不超過(guò)額定速度的C％，在起重臂11角度低于預(yù)限角度時(shí)，則控制推壓速度達(dá)到額定速度。同時(shí)，對(duì)于前進(jìn)時(shí)，控制推壓速度前進(jìn)最大不超過(guò)額定速度的D％，其中，D<10，以限制起重臂11進(jìn)一步被頂起。

總之，上述預(yù)限控制步驟的目的，就是防止推壓速度過(guò)快時(shí)，起重臂11快速落地，通過(guò)控制推壓速度，保證起重臂11緩慢放下而起到保護(hù)作用，同時(shí)又提高了工作效率。

再介紹極限控制步驟。

本步驟中，首先也是要進(jìn)行報(bào)警，報(bào)警的目的仍是引起操作者警惕。這時(shí)的報(bào)警與預(yù)限控制步驟中的報(bào)警可以有不同的級(jí)別，以使操作者能夠更加警惕到起重臂11的頂起程度。

然后，對(duì)推壓速度進(jìn)行控制，要控制推壓速度回收最大不超過(guò)額定速度的E％，這里的E，小于之前的C，在起重臂11角度低于預(yù)限角度時(shí)，則控制推壓速度達(dá)到額定速度。同時(shí)，對(duì)于前進(jìn)時(shí)，控制推壓速度前進(jìn)速度為0，以限制起重臂11進(jìn)一步被頂起。

而起重臂11的角度是介于預(yù)限角度與極限角度之間時(shí)，控制推壓速度回收最大不超過(guò)額定速度的C％。

總之，上述極限控制步驟的目的，就是防止推壓速度過(guò)快時(shí)，起重臂11快速落地，通過(guò)控制推壓速度，保證起重臂緩慢放下而起到保護(hù)作用，同時(shí)又提高了工作效率。

通過(guò)在上述不同角度下實(shí)施不同的控制步驟，本發(fā)明能夠保證被頂起的起重臂11緩慢放下，也即“軟著陸”，同時(shí)又最大程度上保證了生產(chǎn)效率。

應(yīng)理解，以上描述的多個(gè)示例可沿多個(gè)方向(如傾斜、顛倒、水平、垂直，等等)并且以多個(gè)構(gòu)造被利用，而不背離本發(fā)明的原理。附圖中示出的實(shí)施例僅作為本發(fā)明的原理的有效應(yīng)用的示例而被示出和描述，本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例的任何具體的細(xì)節(jié)。

當(dāng)然，一旦仔細(xì)考慮代表性實(shí)施例的以上描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員就將容易理解，可對(duì)這些具體的實(shí)施例做出多種改型、添加、替代、刪除以及其他變化，并且這些變化在本發(fā)明的原理的范圍內(nèi)。因此，前面的詳細(xì)描述應(yīng)被清楚地理解為是僅以說(shuō)明和示例的方式來(lái)給出的，本發(fā)明的精神和范圍僅由所附權(quán)利要求書(shū)及其等同物限定。