專利名稱：一種挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)控制方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液壓挖掘機(jī)，具體涉及一種液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的控制方法及控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)通常是由液壓系統(tǒng)控制和驅(qū)動(dòng)的，現(xiàn)有技術(shù)中，挖掘機(jī)對回轉(zhuǎn)的控制取決于液壓系統(tǒng)的最初設(shè)計(jì)參數(shù)，當(dāng)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)生產(chǎn)出來以后，回轉(zhuǎn)與其它動(dòng)作同時(shí)做復(fù)合動(dòng)作時(shí)，回轉(zhuǎn)油路分得的流量是固定的，因而回轉(zhuǎn)速度是不可變的固定參數(shù)。
由于挖掘機(jī)具有多個(gè)執(zhí)行元件，且很多工況下都是多執(zhí)行元件協(xié)同工作的復(fù)合動(dòng)作，操作者希望針對不同的作業(yè)狀態(tài)提供不同的元件間執(zhí)行速度匹配，以避免一個(gè)動(dòng)作過快或過慢造成各動(dòng)作間的不同步的問題，提高作業(yè)效率。然而，由于在傳統(tǒng)的挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)中回轉(zhuǎn)速度的不可調(diào)節(jié)，上述復(fù)合同作的匹配難以實(shí)現(xiàn)。
事實(shí)上，所謂的復(fù)合動(dòng)作絕大部份都是回轉(zhuǎn)動(dòng)作與一個(gè)或多個(gè)其它動(dòng)作的復(fù)合，針對不同工況對回轉(zhuǎn)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以在實(shí)際使用時(shí)滿足絕大部份復(fù)合動(dòng)作的動(dòng)作協(xié)調(diào)要求。因而，提供一種對挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制的方法和系統(tǒng)，將能有效提高挖掘機(jī)的作業(yè)效率及操作舒適性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)的控制方法，以針對不同工況對回轉(zhuǎn)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高作業(yè)效率。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種采用該控制方法的挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)控制方法，在回轉(zhuǎn)油路中設(shè)置節(jié)流裝置，進(jìn)行回轉(zhuǎn)控制時(shí)，首先獲取挖掘機(jī)的當(dāng)前作業(yè)狀態(tài)；再根據(jù)當(dāng)前作業(yè)狀態(tài)對挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述調(diào)節(jié)通過控制位于回轉(zhuǎn)油路中的節(jié)流裝置實(shí)現(xiàn)。
上文中，所述對挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)是指，根據(jù)挖掘機(jī)當(dāng)前作業(yè)狀態(tài)的需要，對回轉(zhuǎn)速度進(jìn)行加快或減慢?；剞D(zhuǎn)速度加快或減慢后與其它動(dòng)作一起做復(fù)合動(dòng)作時(shí)能夠達(dá)到協(xié)調(diào)效果，不會(huì)出現(xiàn)以下情況1、回轉(zhuǎn)過快復(fù)合動(dòng)作中的其它動(dòng)作還沒有做完，回轉(zhuǎn)動(dòng)作已達(dá)到所需位置。2、回轉(zhuǎn)過慢復(fù)合動(dòng)作中的其它動(dòng)作已做完，回轉(zhuǎn)動(dòng)作還沒有達(dá)到所需位置。
上述技術(shù)方案中，所述當(dāng)前作業(yè)狀態(tài)的獲取方式選自下列之一(1)檢測復(fù)合動(dòng)作時(shí)操作者對各個(gè)動(dòng)作的先導(dǎo)閥操作的時(shí)間差或開度差，判斷挖掘機(jī)當(dāng)前作業(yè)狀態(tài)；(2)檢測復(fù)合動(dòng)作時(shí)各回路主閥的打開與關(guān)閉的時(shí)間差或開度差，判斷挖掘機(jī)當(dāng)前作業(yè)狀態(tài)；(3)接收操作者設(shè)定的機(jī)器作業(yè)參數(shù)，所述該參數(shù)中包含有回轉(zhuǎn)加快或減慢的指令；(4)在挖掘機(jī)上設(shè)置回轉(zhuǎn)速度控制手柄，通過檢測回轉(zhuǎn)速度控制手柄的位置確定機(jī)器作業(yè)參數(shù)。
其中，所述先導(dǎo)閥操作的開度差選自以下幾種參數(shù)中的一種或幾種，(1)先導(dǎo)閥輸出的與操作者先導(dǎo)閥操作開度具有對應(yīng)關(guān)系的壓力值；(2)先導(dǎo)閥輸出的與操作者先導(dǎo)閥操作開度具有對應(yīng)關(guān)系的電壓值、電流值；(3)先導(dǎo)閥輸出的與操作者先導(dǎo)閥操作開度具有對應(yīng)關(guān)系的機(jī)械位置、角度值。
所述主閥的開度差選自以下幾種參數(shù)中的一種或幾種，(1)主閥輸出的與操作者先導(dǎo)閥操作開度具有對應(yīng)關(guān)系的壓力值、流量值；(2)主閥輸出的與操作者先導(dǎo)閥操作開度具有對應(yīng)關(guān)系的電壓值、電流值；(3)主閥輸出的與操作者先導(dǎo)閥操作開度具有對應(yīng)關(guān)系的機(jī)械位置、角度值。
上述技術(shù)方案中，所述調(diào)節(jié)方法為，在回轉(zhuǎn)油路中增加一個(gè)或多個(gè)固定節(jié)流裝置，通過節(jié)流裝置的節(jié)流功能的開啟與關(guān)閉，或者節(jié)流裝置數(shù)量的增減，使回轉(zhuǎn)油路的流量發(fā)生變化。
或者，所述調(diào)節(jié)方法為，在回轉(zhuǎn)油路中增加一個(gè)或多個(gè)可變節(jié)流裝置，通過節(jié)流裝置的節(jié)流功能的開啟與關(guān)閉，或者節(jié)流口大小的改變，使回轉(zhuǎn)油路的流量發(fā)生變化.
為實(shí)現(xiàn)上述回轉(zhuǎn)控制方法，提供一種挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，包括回轉(zhuǎn)油路及液壓動(dòng)作元件，在所述回轉(zhuǎn)油路上設(shè)有節(jié)流裝置，所述節(jié)流裝置的控制端與控制器的輸出端連接，所述控制器中包括有挖掘機(jī)作業(yè)狀態(tài)檢測模塊。
其中，所述節(jié)流裝置為至少一個(gè)固定節(jié)流裝置；或者，所述節(jié)流裝置為至少一個(gè)可變節(jié)流裝置。
當(dāng)前市場上所使用的挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)一般具有以下幾個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)左右行走馬達(dá)、上車回轉(zhuǎn)馬達(dá)、動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸。挖掘機(jī)在挖掘作業(yè)時(shí)一般行走機(jī)構(gòu)不參與工作。行走只有在短距離移動(dòng)整機(jī)時(shí)才工作。
因此，挖掘機(jī)的工況主要有以下幾種1、平地挖掘裝車，2、低于停機(jī)面挖掘裝車，3、挖溝，4、平整地面，5、修坡，6、起吊。
挖掘機(jī)工作最為頻繁的是第1、2、3種工況，這三種工況實(shí)際就是挖掘平面、挖掘機(jī)停機(jī)平面、卡車停車平面不同相對高度的組合，加上卡車停車點(diǎn)與挖掘點(diǎn)相對于挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)中心的角度位置，形成了回轉(zhuǎn)角度與提升高度的多種組合。
常見的挖掘機(jī)作業(yè)周期主要分為四個(gè)部份挖掘、回轉(zhuǎn)提升、卸載、復(fù)位。挖掘的主要復(fù)合動(dòng)作形式為動(dòng)臂微提+斗桿收回+鏟斗收回，回轉(zhuǎn)提升的主要復(fù)合動(dòng)作形式為回轉(zhuǎn)+動(dòng)臂提升或回轉(zhuǎn)+動(dòng)臂提升+斗桿伸出，卸載的主要復(fù)合動(dòng)作形式為斗桿伸出+鏟斗打開，復(fù)位的主要復(fù)合動(dòng)作形式為回轉(zhuǎn)+動(dòng)臂下降+斗桿收回。裝車部份復(fù)合動(dòng)作主要出現(xiàn)在回轉(zhuǎn)+動(dòng)臂提升或回轉(zhuǎn)+動(dòng)臂提升+斗桿伸出。
可見，在各種復(fù)合動(dòng)作中，回轉(zhuǎn)是一種常見的動(dòng)作。本發(fā)明通過改變回轉(zhuǎn)油路的阻尼，增加或減少回轉(zhuǎn)油路在復(fù)合動(dòng)作中分得的流量，可以針對不同的挖掘工況，修改回轉(zhuǎn)油路的流量，以使回轉(zhuǎn)速度與其它油路的速度協(xié)調(diào)，從而達(dá)到復(fù)合動(dòng)作協(xié)調(diào)，適應(yīng)各具體工況的目的。
由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明通過修改回轉(zhuǎn)油路的阻尼，可以滿足大部分復(fù)合動(dòng)作的流量分配要求，在最低復(fù)雜程度下獲得最大工況適應(yīng)性。
2.本發(fā)明可以針對挖掘機(jī)的不同工況，采取自動(dòng)、半自動(dòng)或者手動(dòng)的回轉(zhuǎn)速度的調(diào)節(jié)，達(dá)到與當(dāng)前工況下回轉(zhuǎn)速度與其它動(dòng)作復(fù)合時(shí)能夠協(xié)調(diào)一致，不會(huì)產(chǎn)生回轉(zhuǎn)動(dòng)作相對其它動(dòng)作過快或過慢的情況；由此，操作者不會(huì)有一個(gè)動(dòng)作要等待其它動(dòng)作的感覺，各個(gè)動(dòng)作同步到位，不但提高了操作者的操作舒適性，同時(shí)提高了作業(yè)效率，節(jié)省了燃料消耗。


附圖1是本發(fā)明實(shí)施例一中回轉(zhuǎn)油路節(jié)流變化引起的回轉(zhuǎn)角度與動(dòng)臂提升高度相互關(guān)系示意圖；附圖2是實(shí)施例一的液控回轉(zhuǎn)節(jié)流示意圖；附圖3是實(shí)施例二的電控回轉(zhuǎn)節(jié)流示意圖。
其中1、主閥；2、回轉(zhuǎn)阻尼閥；3、回轉(zhuǎn)閥芯；4、動(dòng)臂閥芯 5、動(dòng)臂手動(dòng)先導(dǎo)閥；6、回轉(zhuǎn)阻尼電磁閥。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例一參見附圖1至附圖2所示，一種挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，包括回轉(zhuǎn)油路及液壓動(dòng)作元件，在所述回轉(zhuǎn)油路上設(shè)有節(jié)流裝置，所述節(jié)流裝置的控制端與控制器的輸出端連接，所述控制器中包括有挖掘機(jī)作業(yè)狀態(tài)檢測模塊。
由附圖1的回轉(zhuǎn)角度與動(dòng)臂提升高度相互關(guān)系可以得知，在回轉(zhuǎn)與動(dòng)臂提升進(jìn)行復(fù)合動(dòng)作時(shí)，由于總流量是一定，由系統(tǒng)最大流量決定，回轉(zhuǎn)油路流量與動(dòng)臂提升油路流量之和為定值。
當(dāng)回轉(zhuǎn)阻尼變大，則在單位時(shí)間內(nèi)回轉(zhuǎn)角度變小，動(dòng)臂提升高度增加。
當(dāng)回轉(zhuǎn)阻尼變小，則在單位時(shí)間內(nèi)回轉(zhuǎn)角度變大，動(dòng)臂提升高度減少。
參見附圖2，是液控回轉(zhuǎn)節(jié)流示意圖，主閥1中包括有回轉(zhuǎn)閥芯3和動(dòng)臂閥芯4，在回轉(zhuǎn)油路中加入回轉(zhuǎn)阻尼閥2作為所述節(jié)流裝置，該回轉(zhuǎn)阻尼閥2與動(dòng)臂手動(dòng)先導(dǎo)閥5連接，直接由動(dòng)臂提升先導(dǎo)油控制。當(dāng)且僅當(dāng)動(dòng)臂提升時(shí)，回轉(zhuǎn)阻尼閥2對回轉(zhuǎn)油路起阻尼作用，其它作業(yè)工況回轉(zhuǎn)阻尼閥全開。
實(shí)施例二參見附圖3所示，是電控回轉(zhuǎn)節(jié)流示意圖，主閥1中包括有回轉(zhuǎn)閥芯3和動(dòng)臂閥芯4，在動(dòng)臂提升油路中增加壓力環(huán)節(jié)關(guān)，采集開關(guān)信號送入控制器，在回轉(zhuǎn)油路中加入回轉(zhuǎn)阻尼閥2，該閥由回轉(zhuǎn)阻尼電磁閥6驅(qū)動(dòng)，回轉(zhuǎn)阻尼電磁閥受控制器控制。這樣系統(tǒng)可以設(shè)置不同的工況，在不同的工況下，控制器程序可以使回轉(zhuǎn)阻尼閥相對于動(dòng)臂提升動(dòng)作起阻尼作用或不起阻尼作用。
實(shí)施例三在實(shí)施例二中，將壓力開關(guān)換成壓力傳感器，將電磁閥換成電比例閥，將回轉(zhuǎn)阻尼閥換成比例回轉(zhuǎn)阻尼閥，則可以針對動(dòng)臂提升的壓力要求采取不同回轉(zhuǎn)阻尼加載策略，且回轉(zhuǎn)阻尼是連續(xù)可調(diào)的，可以達(dá)到最大化的工況適應(yīng)性。
實(shí)施例四在實(shí)施例二或?qū)嵤├南到y(tǒng)中，增加與斗桿伸出或斗桿收回控制油路相關(guān)的回轉(zhuǎn)阻尼閥，實(shí)現(xiàn)根據(jù)多種工況的回轉(zhuǎn)控制。
權(quán)利要求
1.一種挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)控制方法，其特征在于在回轉(zhuǎn)油路中設(shè)置節(jié)流裝置，進(jìn)行回轉(zhuǎn)控制時(shí)，首先獲取挖掘機(jī)的當(dāng)前作業(yè)狀態(tài)；再根據(jù)當(dāng)前作業(yè)狀態(tài)對挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述調(diào)節(jié)通過控制位于回轉(zhuǎn)油路中的節(jié)流裝置實(shí)現(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)控制方法，其特征在于所述當(dāng)前作業(yè)狀態(tài)的獲取方式選自下列之一(1)檢測復(fù)合動(dòng)作時(shí)操作者對各個(gè)動(dòng)作的先導(dǎo)閥操作的時(shí)間差或開度差，判斷挖掘機(jī)當(dāng)前作業(yè)狀態(tài)；(2)檢測復(fù)合動(dòng)作時(shí)各回路主閥的打開與關(guān)閉的時(shí)間差或開度差，判斷挖掘機(jī)當(dāng)前作業(yè)狀態(tài)；(3)接收操作者設(shè)定的機(jī)器作業(yè)參數(shù)，所述該參數(shù)中包含有回轉(zhuǎn)加快或減慢的指令；(4)在挖掘機(jī)上設(shè)置回轉(zhuǎn)速度控制手柄，通過檢測回轉(zhuǎn)速度控制手柄的位置確定機(jī)器作業(yè)參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)控制方法，其特征在于所述先導(dǎo)閥操作的開度差選自以下幾種參數(shù)中的一種或幾種，(1)先導(dǎo)閥輸出的與操作者先導(dǎo)閥操作開度具有對應(yīng)關(guān)系的壓力值；(2)先導(dǎo)閥輸出的與操作者先導(dǎo)閥操作開度具有對應(yīng)關(guān)系的電壓值、電流值；(3)先導(dǎo)閥輸出的與操作者先導(dǎo)閥操作開度具有對應(yīng)關(guān)系的機(jī)械位置、角度值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)控制方法，其特征在于所述主閥的開度差選自以下幾種參數(shù)中的一種或幾種，(1)主閥輸出的與操作者先導(dǎo)閥操作開度具有對應(yīng)關(guān)系的壓力值、流量值；(2)主閥輸出的與操作者先導(dǎo)閥操作開度具有對應(yīng)關(guān)系的電壓值、電流值；(3)主閥輸出的與操作者先導(dǎo)閥操作開度具有對應(yīng)關(guān)系的機(jī)械位置、角度值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)控制方法，其特征在于所述調(diào)節(jié)方法為，在回轉(zhuǎn)油路中增加一個(gè)或多個(gè)固定節(jié)流裝置，通過節(jié)流裝置的節(jié)流功能的開啟與關(guān)閉，或者節(jié)流裝置數(shù)量的增減，使回轉(zhuǎn)油路的流量發(fā)生變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)控制方法，其特征在于所述調(diào)節(jié)方法為，在回轉(zhuǎn)油路中增加一個(gè)或多個(gè)可變節(jié)流裝置，通過節(jié)流裝置的節(jié)流功能的開啟與關(guān)閉，或者節(jié)流口大小的改變，使回轉(zhuǎn)油路的流量發(fā)生變化.
7.一種挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，包括回轉(zhuǎn)油路及液壓動(dòng)作元件，其特征在于在所述回轉(zhuǎn)油路上設(shè)有節(jié)流裝置，所述節(jié)流裝置的控制端與控制器的輸出端連接，所述控制器中包括有挖掘機(jī)作業(yè)狀態(tài)檢測模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，其特征在于所述節(jié)流裝置為至少一個(gè)固定節(jié)流裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，其特征在于所述節(jié)流裝置為至少一個(gè)可變節(jié)流裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)控制方法，其特征在于在回轉(zhuǎn)油路中設(shè)置節(jié)流裝置，進(jìn)行回轉(zhuǎn)控制時(shí)，首先獲取挖掘機(jī)的當(dāng)前作業(yè)狀態(tài)；再根據(jù)當(dāng)前作業(yè)狀態(tài)對挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述調(diào)節(jié)通過控制位于回轉(zhuǎn)油路中的節(jié)流裝置實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)上述方法的挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，包括回轉(zhuǎn)油路及液壓動(dòng)作元件，在所述回轉(zhuǎn)油路上設(shè)有節(jié)流裝置，所述節(jié)流裝置的控制端與控制器的輸出端連接，所述控制器中包括有挖掘機(jī)作業(yè)狀態(tài)檢測模塊。本發(fā)明可以滿足大部分復(fù)合動(dòng)作的流量分配要求，在最低復(fù)雜程度下獲得最大工況適應(yīng)性；不但提高了操作者的操作舒適性，同時(shí)提高了作業(yè)效率，節(jié)省了燃料消耗。
文檔編號E02F9/22GK101070707SQ20071002277
公開日2007年11月14日 申請日期2007年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月29日
發(fā)明者戴晴華, 賀電 申請人:三一重機(jī)有限公司