專(zhuān)利名稱(chēng)：挖掘機(jī)的控制方法和控制裝置與挖掘機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，具體而言，涉及一種挖掘機(jī)的控制方法和控制裝置與挖掘機(jī)。
背景技術(shù)：
挖掘機(jī)執(zhí)行挖掘動(dòng)作時(shí)，需要經(jīng)常完成復(fù)合運(yùn)動(dòng)，比如在許多工程現(xiàn)場(chǎng)都需要在回轉(zhuǎn)的同時(shí)提升動(dòng)臂，現(xiàn)有技術(shù)中執(zhí)行這類(lèi)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，一般是操作人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)時(shí)觀察挖掘機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作情況，相應(yīng)控制操作手柄，實(shí)現(xiàn)典型動(dòng)作的協(xié)調(diào)性運(yùn)動(dòng)。比如，操作人員雙手分別操作回轉(zhuǎn)控制手柄和動(dòng)臂控制手柄，利用控制手柄的操作幅度相應(yīng)控制執(zhí)行動(dòng)作的速度，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)動(dòng)作的協(xié)調(diào)運(yùn)行。操作人員依靠經(jīng)驗(yàn)手工實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)性運(yùn)動(dòng)，存在的主要問(wèn)題包括操作員工作強(qiáng)度 大，疲勞程度高；操作員反應(yīng)延長(zhǎng)了工作循環(huán)時(shí)間，降低生產(chǎn)效率；需要經(jīng)常調(diào)整操作手柄，加大了故障點(diǎn)的產(chǎn)生幾率、動(dòng)作執(zhí)行質(zhì)量受到操作人員經(jīng)驗(yàn)和工作狀態(tài)的影響大。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中挖掘機(jī)需要依靠操作人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)控制操作手柄導(dǎo)致操作人員的工作量大的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種挖掘機(jī)的控制方法和控制裝置與挖掘機(jī)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中挖掘機(jī)需要依靠操作人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)控制操作手柄導(dǎo)致操作人員的工作量大的問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種挖掘機(jī)的控制方法。該挖掘機(jī)的控制方法，包括實(shí)時(shí)測(cè)量挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)角度和動(dòng)臂提升高度；按照預(yù)設(shè)的回轉(zhuǎn)角度與動(dòng)臂提升高度的映射關(guān)系查詢得出測(cè)量得出的回轉(zhuǎn)角度對(duì)應(yīng)的目標(biāo)提升高度；根據(jù)測(cè)量得到的動(dòng)臂提升高度與查詢得到的目標(biāo)提升高度的差值控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)和動(dòng)臂液壓缸的液壓流量。進(jìn)一步地，根據(jù)測(cè)量得到的動(dòng)臂提升高度與查詢得到的目標(biāo)提升高度的差值控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)和動(dòng)臂液壓缸的液壓流量包括計(jì)算測(cè)量得到的動(dòng)臂提升高度與查詢得到的目標(biāo)提升高度的差值ΛΗ;根據(jù)差值△ H使用閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)馬達(dá)和動(dòng)臂液壓缸的液壓流量。進(jìn)一步地，根據(jù)差值Λ H使用閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)馬達(dá)和動(dòng)臂液壓缸的液壓流量包括根據(jù)差值ΛΗ使用閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)液壓比例換向閥的控制電流，該液壓比例換向閥用于控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)和動(dòng)臂油缸的液壓流量。進(jìn)一步地，根據(jù)差值Λ H使用閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)馬達(dá)和動(dòng)臂液壓缸的液壓流量包括當(dāng)差值ΛΗ > 0，保持回轉(zhuǎn)馬達(dá)和動(dòng)臂液壓缸的液壓流量不變；當(dāng)差值ΛΗ〈0，控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)的液壓流量減小，并控制動(dòng)臂液壓缸的液壓流量增大。進(jìn)一步地，在實(shí)時(shí)測(cè)量挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)角度和動(dòng)臂提升高度之前還包括根據(jù)挖掘機(jī)的工況選擇符合工況要求的預(yù)設(shè)回轉(zhuǎn)角度與動(dòng)臂提升高度的映射關(guān)系。進(jìn)一步地，實(shí)時(shí)測(cè)量挖掘機(jī)動(dòng)臂提升高度包括實(shí)時(shí)測(cè)量動(dòng)臂與車(chē)架之間的夾角α ;按照H=L*sin α計(jì)算得出動(dòng)臂的提升高度，在式中，H為動(dòng)臂的提升高度，L為動(dòng)臂的長(zhǎng)度。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種挖掘機(jī)的控制裝置。該挖掘機(jī)的控制裝置包括測(cè)量模塊，用于實(shí)時(shí)測(cè)量挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)角度和動(dòng)臂提升高度；計(jì)算模塊，用于按照預(yù)設(shè)的回轉(zhuǎn)角度與動(dòng)臂提升高度的映射關(guān)系查詢得出測(cè)量得出的回轉(zhuǎn)角度對(duì)應(yīng)的目標(biāo)提升高度，并計(jì)算測(cè)量得到的動(dòng)臂提升高度與查詢得到的目標(biāo)提升高度的差值；流量控制模塊，用于根據(jù)測(cè)量得到的動(dòng)臂提升高度與查詢得到的目標(biāo)提升高度的差值控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)和動(dòng)臂液壓缸的液壓流量。進(jìn)一步地，上述挖掘機(jī)的控制裝置還包括存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)預(yù)設(shè)的多種回轉(zhuǎn)角度與動(dòng)臂提升高度的映射關(guān)系；選擇模塊，用于根據(jù)挖掘機(jī)的工況從多種回轉(zhuǎn)角度與動(dòng)臂提升高度的映射關(guān)系中選擇挖掘機(jī)的符合工況要求的回轉(zhuǎn)角度與動(dòng)臂提升高度的映射關(guān)系O
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種挖掘機(jī)。該挖掘機(jī)中包括上述任一種挖掘機(jī)的控制裝置。進(jìn)一步地，該挖掘機(jī)的動(dòng)臂上設(shè)置有角度傳感器，用于測(cè)量動(dòng)臂與車(chē)架之間的夾角α，測(cè)量模塊還用于按照H=L*sina計(jì)算得出動(dòng)臂的提升高度，在式中，H為動(dòng)臂的提升高度，L為動(dòng)臂的長(zhǎng)度。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，根據(jù)回轉(zhuǎn)角度和動(dòng)臂提升高度的測(cè)量值，對(duì)比預(yù)設(shè)的回轉(zhuǎn)角度與動(dòng)臂提升高度的映射關(guān)系，相應(yīng)控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)和動(dòng)臂液壓缸的液壓流量，使回轉(zhuǎn)的速度與動(dòng)臂動(dòng)作的速度匹配，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)和動(dòng)臂提升的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，動(dòng)作過(guò)程中不需要操作人員的實(shí)時(shí)操控，只需要按照實(shí)際工況選擇合適的映射關(guān)系，就可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的自動(dòng)操作，降低了操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，高效而且節(jié)能。


構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書(shū)附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖I是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的挖掘機(jī)的控制裝置的示意圖；圖2A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的回轉(zhuǎn)平臺(tái)的轉(zhuǎn)速曲線；圖2B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的動(dòng)臂提升高度的目標(biāo)曲線；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的挖掘機(jī)的控制裝置的控制框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的挖掘機(jī)的控制裝置的電流控制信號(hào)與轉(zhuǎn)速的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的挖掘機(jī)動(dòng)臂提升的示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的挖掘機(jī)動(dòng)臂提升的測(cè)量曲線與目標(biāo)曲線的對(duì)比圖；圖7A為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的挖掘機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)與回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)示意圖；圖7B為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的挖掘機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)與動(dòng)臂液壓系統(tǒng)示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的挖掘機(jī)的動(dòng)作執(zhí)行流程的示意圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的挖掘機(jī)的控制方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種挖掘機(jī)的控制裝置，圖I是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的挖掘機(jī)的控制裝置的示意圖，如圖I所示，該挖掘機(jī)的控制裝置包括測(cè)量模塊11，用于實(shí)時(shí)測(cè)量挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)角度和動(dòng)臂提升高度；計(jì)算模塊13，用于按照預(yù)設(shè)的回轉(zhuǎn)角度與動(dòng)臂提升高度的映射關(guān)系查詢得出測(cè)量得出的回轉(zhuǎn)角度對(duì)應(yīng)的目標(biāo)提升高度；流量控制模塊15，用于根據(jù)測(cè)量得到的動(dòng)臂提升高度與查詢得出的目標(biāo)提升高度的差值控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)和動(dòng)臂液壓缸的液壓流量。本發(fā)明實(shí)施例的挖掘機(jī)的控制裝置，根據(jù)回轉(zhuǎn)角度和動(dòng)臂提升高度的測(cè)量值，對(duì)比預(yù)設(shè)的回轉(zhuǎn)角度與動(dòng)臂提升高度的映射關(guān)系，相應(yīng)控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)和動(dòng)臂液壓缸的液壓流量，使回轉(zhuǎn)的速度與動(dòng)臂動(dòng)作的速度匹配，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)和動(dòng)臂提升的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，動(dòng)作過(guò)程中不 需要操作人員的實(shí)時(shí)操控，只需要按照實(shí)際工況選擇合適的映射關(guān)系，就可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的自動(dòng)操作，降低了操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，高效而且節(jié)能。測(cè)量模塊11可以利用安裝在回轉(zhuǎn)平臺(tái)上的編碼器直接測(cè)量得到挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)角度。而動(dòng)臂提升高度的測(cè)量可以使用多種方式，比如在動(dòng)臂上設(shè)置測(cè)距裝置等。在本實(shí)施例中，挖掘機(jī)的控制裝置可以利用安裝在動(dòng)臂上的角度傳感器來(lái)測(cè)量動(dòng)臂與車(chē)架之間的夾角α，然后按照H=L*sina的公式計(jì)算得出動(dòng)臂的提升高度，在式中，H即為動(dòng)臂的提升高度，L為動(dòng)臂的長(zhǎng)度。利用這種方式測(cè)量動(dòng)臂提升高度，只需要在挖掘機(jī)動(dòng)臂上設(shè)置一個(gè)角度傳感器就可以簡(jiǎn)單的得出動(dòng)臂提升高度。在不同的工作環(huán)境下，回轉(zhuǎn)與動(dòng)臂協(xié)調(diào)動(dòng)作的要求是不一致的，也就是挖掘機(jī)的協(xié)調(diào)動(dòng)作需要滿足不同工況的要求，在挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)階段，可以模擬不同工況預(yù)先設(shè)置多個(gè)映射關(guān)系。從而，本實(shí)施例的挖掘機(jī)的控制裝置還可以包括存儲(chǔ)模塊和選擇模塊，其中，存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)預(yù)設(shè)的多種回轉(zhuǎn)角度與動(dòng)臂提升高度的映射關(guān)系；選擇模塊，用于根據(jù)挖掘機(jī)的工況從上述多種回轉(zhuǎn)角度與動(dòng)臂提升高度的映射關(guān)系中選擇符合該工況的回轉(zhuǎn)角度與動(dòng)臂提升高度的映射關(guān)系。這樣操作人員可以按照工況直接選擇事先依據(jù)測(cè)量得出的不同回轉(zhuǎn)角度與動(dòng)臂提升高度的映射關(guān)系，得到計(jì)算模塊13中使用的預(yù)設(shè)的回轉(zhuǎn)角度與動(dòng)臂提升高度的映射關(guān)系?；剞D(zhuǎn)角度與動(dòng)臂提升高度的映射關(guān)系的得出過(guò)程可以具體為根據(jù)液壓系統(tǒng)的特性和回轉(zhuǎn)要求，模擬現(xiàn)場(chǎng)的回轉(zhuǎn)與提升協(xié)調(diào)動(dòng)作情況，根據(jù)已知的回轉(zhuǎn)平臺(tái)的轉(zhuǎn)速曲線，亦即回轉(zhuǎn)角度相對(duì)于時(shí)間的曲線Θ (t)，根據(jù)動(dòng)臂與回轉(zhuǎn)的協(xié)調(diào)性運(yùn)動(dòng)需求，在不同的工作條件下，要求在某一時(shí)刻h，當(dāng)回轉(zhuǎn)到某一角度θ (t0)時(shí)，要求動(dòng)臂提升離地高度Hatl)應(yīng)不小于某一值HJtci)，根據(jù)這一關(guān)系，即可得出利用幾個(gè)點(diǎn)即可以擬合出動(dòng)臂提升離地高度的目標(biāo)曲線艮(0。圖2A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的回轉(zhuǎn)平臺(tái)的轉(zhuǎn)速曲線；圖2B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的動(dòng)臂提升高度的目標(biāo)曲線。在圖2A中，第一縱坐標(biāo)軸ns代表回轉(zhuǎn)速度，曲線22是回轉(zhuǎn)速度曲線，表示了回轉(zhuǎn)從啟動(dòng)至穩(wěn)定速度后逐漸停止的過(guò)程，其中η。就是回轉(zhuǎn)的穩(wěn)定速度；第二縱坐標(biāo)軸Θ為回轉(zhuǎn)角度，曲線21為回轉(zhuǎn)的角度。圖2Β是與回轉(zhuǎn)速度曲線對(duì)應(yīng)的動(dòng)臂提升高度曲線，在挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)過(guò)程中，動(dòng)臂協(xié)調(diào)提升，在回轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)對(duì)應(yīng)提升到一定高度。挖掘機(jī)在設(shè)計(jì)測(cè)試時(shí)，可以模擬不同的施工環(huán)境，預(yù)先設(shè)置多條回轉(zhuǎn)曲線和動(dòng)臂提升曲線的映射關(guān)系。在實(shí)際施工時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行選擇使用具體的映射關(guān)系。流量控制模塊15進(jìn)行流量控制的具體步驟可以包括計(jì)算測(cè)量得到的動(dòng)臂提升高度H(t)與目標(biāo)提升高度H* (t)的差值Λ H，也就是AH=H(t)-H*(t);根據(jù)該差值ΛΗ使用閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)馬達(dá)和動(dòng)臂液壓缸的液壓流量，閉環(huán)反饋可以使用常見(jiàn)的閉環(huán)反饋控制算法，例如PID (Proportional Integral and Derivative,比例、積分、微分)控制算法。圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的挖掘機(jī)的控制裝置的控制框圖，PID反饋控制器根據(jù)提升高度差值△ H相應(yīng)發(fā)出控制動(dòng)臂液壓控制信號(hào)和回轉(zhuǎn)液壓控制信號(hào)。以上動(dòng)臂提升高度H和目標(biāo)提升高度H*是與時(shí)間相關(guān)的變量，因此，使用H(t)和艮(0進(jìn)行表示。挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)和動(dòng)臂液壓系統(tǒng)均可以使用電磁比例進(jìn)行控制，此時(shí)反饋控制器可以改變液壓比例換向閥的控制電流來(lái)控制回轉(zhuǎn)速度和動(dòng)臂提升速度。具體地，流量控制模塊15可以使用閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)液壓比例換向閥的控制電流，該液壓比例換向閥用于控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)和動(dòng)臂油缸的液壓流量，當(dāng)差值A(chǔ)HS 0，保持回轉(zhuǎn)馬達(dá)和動(dòng)臂液壓缸的液壓流量不變，此時(shí)保持原來(lái)的狀態(tài)即可以實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)性運(yùn)動(dòng)；當(dāng)差值△ ()，控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)的液壓流量減小，并控制動(dòng)臂液壓缸的液壓流量增大，具體的減小和增大幅度可以根據(jù)差值 ΛΗ的大小確定?？梢詫⒎答伩刂破骺刂苹剞D(zhuǎn)與動(dòng)臂的主比例閥的控制電流比值定義為R，即R=Is/Ib，其中13為回轉(zhuǎn)主比例閥的控制電流，Ib為動(dòng)臂主比例閥的控制電流。以上控制過(guò)程也就是因?yàn)楫?dāng)AH(t) ^ O時(shí)，R保持不變，此時(shí)控制器不起作用，保持原來(lái)的狀態(tài)即可實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)性運(yùn)動(dòng)；當(dāng)Λ H(t) < O時(shí)，R減小，控制Is減小Ib增大。圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的挖掘機(jī)的控制裝置的電流控制信號(hào)與轉(zhuǎn)速的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖，由圖所示，由圖4可知，根據(jù)電流控制信號(hào)I (t)，可得出液壓系統(tǒng)的流量曲線Q(t)，進(jìn)而得出回轉(zhuǎn)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速曲線nsp(t)，根據(jù)變速箱的減速比，即可得到回轉(zhuǎn)平臺(tái)的轉(zhuǎn)速曲線ns(t)，從而回轉(zhuǎn)速度即可得到控制。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種挖掘機(jī)，包括本發(fā)明實(shí)施例上述內(nèi)容所提供的任一種挖掘機(jī)的控制裝置。該挖掘機(jī)動(dòng)臂長(zhǎng)度為L(zhǎng)，在動(dòng)臂上設(shè)置有角度傳感器，用于測(cè)量動(dòng)臂與車(chē)架之間的夾角α，測(cè)量模塊11還用于按照H=L*sina計(jì)算得出動(dòng)臂的提升高度，在式中，H為動(dòng)臂的提升高度，L為動(dòng)臂的長(zhǎng)度。圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的挖掘機(jī)動(dòng)臂提升的示意圖，如圖所示，動(dòng)臂提升離地高度H=L*sin(a)，其中，α為角度傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量值，從而根據(jù)角度傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量α即得到一條H(t)曲線。圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的挖掘機(jī)動(dòng)臂提升的測(cè)量曲線與目標(biāo)曲線的對(duì)比圖。在圖中，曲線62表示目標(biāo)曲線，曲線61表示實(shí)際提升的高度高于目標(biāo)值，曲線63表示實(shí)際提升的高度低于目標(biāo)值。圖7A為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的挖掘機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)與回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)不意圖，圖7B為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的挖掘機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)與動(dòng)臂液壓系統(tǒng)示意圖，在圖中，發(fā)動(dòng)機(jī)71通過(guò)變速箱72帶動(dòng)多個(gè)液壓泵73、74、75、76工作，其中，多個(gè)液壓泵包括有回轉(zhuǎn)液壓泵73和動(dòng)臂液壓泵74。圖7B示出了動(dòng)臂液壓泵74連接由電控主閥781，通過(guò)該電控主閥781在比例電磁閥782的控制下，調(diào)節(jié)動(dòng)臂油缸783的流向和流量，從而改變動(dòng)臂提升的速度和方向。反饋控制器79通過(guò)角度傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量的動(dòng)臂與平臺(tái)之間的夾角計(jì)算動(dòng)臂的提升高度，從而相應(yīng)地獲取比例電磁閥782。圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的挖掘機(jī)的動(dòng)作執(zhí)行流程的示意圖。如圖所示，本挖掘機(jī)的動(dòng)作執(zhí)行流程為反饋控制器獲取經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后的動(dòng)臂角度傳感器測(cè)量的動(dòng)臂與車(chē)架的夾角，計(jì)算為動(dòng)臂提升高度H(t)與目標(biāo)提升高度H*(t)的差值△ H，相應(yīng)控制控制回轉(zhuǎn)與動(dòng)臂的主比例閥的控制電流比值R，經(jīng)過(guò)D/Α轉(zhuǎn)換后由執(zhí)行模塊控制液壓系統(tǒng)?；剞D(zhuǎn)和動(dòng)臂的液壓系統(tǒng)的液壓比例換向閥在反饋控制器輸出的控制信號(hào)下，改變動(dòng)臂液壓缸和回轉(zhuǎn)馬達(dá)的速度，從而控制動(dòng)臂提升和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明實(shí)施例的挖掘機(jī)通過(guò)控制回轉(zhuǎn)與動(dòng)臂的電流控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)液壓系統(tǒng)中的數(shù)值關(guān)系，控制回轉(zhuǎn)平臺(tái)的回轉(zhuǎn)速度，使動(dòng)臂提升的離地高度始終與由回轉(zhuǎn)速度得出的目標(biāo)曲線扎(0保持一致。在這一過(guò)程中，由于回轉(zhuǎn)馬達(dá)和液壓泵的流量Q實(shí)時(shí)變化，功率P=P*Q (壓力P可通過(guò)壓力傳感器測(cè)量得出)也實(shí)時(shí)變化，根據(jù)系統(tǒng)的需求供能，高效而且節(jié)能。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種挖掘機(jī)的控制方法，該挖掘機(jī)的控制方法可以通過(guò)本發(fā)明上述實(shí)施例所提供的任一種挖掘機(jī)的控制裝置來(lái)執(zhí)行，并且，該挖掘機(jī)的控制方法可以應(yīng)用于包括以上控制裝置的挖掘機(jī)，圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的挖掘機(jī)的控制方法的示意圖，如圖所示，該挖掘機(jī)的控制方法包括步驟S91，實(shí)時(shí)測(cè)量挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)角度和動(dòng)臂提升高度；·步驟S93，按照預(yù)設(shè)的回轉(zhuǎn)角度與動(dòng)臂提升高度的映射關(guān)系查詢得出測(cè)量得出的回轉(zhuǎn)角度對(duì)應(yīng)的目標(biāo)提升聞度；步驟S95，根據(jù)測(cè)量得到的動(dòng)臂提升高度與查詢得到的目標(biāo)提升高度的差值控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)和動(dòng)臂液壓缸的液壓流量。優(yōu)選地，步驟S95可以包括計(jì)算測(cè)量得到的動(dòng)臂提升高度與目標(biāo)提升高度的差值Λ H;根據(jù)差值△ H使用閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)馬達(dá)和動(dòng)臂液壓缸的液壓流量。其中，根據(jù)差值ΛΗ使用閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)馬達(dá)和動(dòng)臂液壓缸的液壓流量具體可以包括根據(jù)差值ΛΗ使用閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)液壓比例換向閥的控制電流，該液壓比例換向閥用于控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)和動(dòng)臂油缸的液壓流量。其中一種方式為當(dāng)差值ΛΗ3 0，保持回轉(zhuǎn)馬達(dá)和動(dòng)臂液壓缸的液壓流量不變；當(dāng)差值△ ()，控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)的液壓流量減小，并控制動(dòng)臂液壓缸的液壓流量增大。步驟S91之前還可以包括根據(jù)挖掘機(jī)的工況選擇符合該工況要求的回轉(zhuǎn)角度與動(dòng)臂提升聞度的映射關(guān)系。步驟S91可以利用動(dòng)臂與車(chē)架之間的夾角計(jì)算得出，從而步驟S91包括實(shí)時(shí)測(cè)量動(dòng)臂與車(chē)架之間的夾角α ;按照H=L*sina計(jì)算得出動(dòng)臂的提升高度，在式中，H為動(dòng)臂的提升高度，L為動(dòng)臂的長(zhǎng)度。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，根據(jù)回轉(zhuǎn)角度和動(dòng)臂提升高度的測(cè)量值，對(duì)比預(yù)設(shè)的回轉(zhuǎn)角度與動(dòng)臂提升高度的映射關(guān)系，相應(yīng)控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)和動(dòng)臂液壓缸的液壓流量，使回轉(zhuǎn)的速度與動(dòng)臂動(dòng)作的速度匹配，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)和動(dòng)臂提升的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，動(dòng)作過(guò)程中不需要操作人員的實(shí)時(shí)操控，只需要按照實(shí)際工況選擇合適的映射關(guān)系，就可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的自動(dòng)操作，降低了操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，高效而且節(jié)能。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用的計(jì)算裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來(lái)執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。以上所述僅為本發(fā)明的 優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種挖掘機(jī)的控制方法，其特征在于，包括 實(shí)時(shí)測(cè)量挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)角度和動(dòng)臂提升高度； 按照預(yù)設(shè)的回轉(zhuǎn)角度與動(dòng)臂提升高度的映射關(guān)系查詢得出測(cè)量得出的回轉(zhuǎn)角度對(duì)應(yīng)的目標(biāo)提升聞度； 根據(jù)測(cè)量得到的動(dòng)臂提升高度與查詢得到的目標(biāo)提升高度的差值控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)和動(dòng)臂液壓缸的液壓流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的挖掘機(jī)的控制方法，其特征在于，根據(jù)測(cè)量得到的動(dòng)臂提升高度與查詢得到的目標(biāo)提升高度的差值控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)和動(dòng)臂液壓缸的液壓流量包括 計(jì)算測(cè)量得到的動(dòng)臂提升高度與查詢得到的目標(biāo)提升高度的差值ΛΗ ; 根據(jù)所述差值△ H使用閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)和所述動(dòng)臂液壓缸的液壓流量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的挖掘機(jī)的控制方法，其特征在于，根據(jù)所述差值ΛΗ使用閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)和所述動(dòng)臂液壓缸的液壓流量包括 根據(jù)所述差值△ H使用閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)液壓比例換向閥的控制電流，該液壓比例換向閥用于控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)和動(dòng)臂油缸的液壓流量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的挖掘機(jī)的控制方法，其特征在于，根據(jù)所述差值ΛΗ使用閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)和所述動(dòng)臂液壓缸的液壓流量包括 當(dāng)所述差值A(chǔ)HS O，保持所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)和所述動(dòng)臂液壓缸的液壓流量不變； 當(dāng)所述差值△ ()，控制所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)的液壓流量減小，并控制所述動(dòng)臂液壓缸的液壓流量增大。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的挖掘機(jī)的控制方法，其特征在于，在實(shí)時(shí)測(cè)量挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)角度和動(dòng)臂提升高度之前還包括 根據(jù)所述挖掘機(jī)的工況選擇符合所述工況要求的預(yù)設(shè)回轉(zhuǎn)角度與動(dòng)臂提升高度的映身寸關(guān)系。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的挖掘機(jī)的控制方法，其特征在于，實(shí)時(shí)測(cè)量挖掘機(jī)動(dòng)臂提升高度包括 實(shí)時(shí)測(cè)量所述動(dòng)臂與車(chē)架之間的夾角α ; 按照H=L*sin α計(jì)算得出所述動(dòng)臂的提升高度，在式中，H為所述動(dòng)臂的提升高度，L為所述動(dòng)臂的長(zhǎng)度。
7.一種挖掘機(jī)的控制裝置，其特征在于，包括 測(cè)量模塊，用于實(shí)時(shí)測(cè)量挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)角度和動(dòng)臂提升高度； 計(jì)算模塊，用于按照預(yù)設(shè)的回轉(zhuǎn)角度與動(dòng)臂提升高度的映射關(guān)系查詢得出測(cè)量得出的回轉(zhuǎn)角度對(duì)應(yīng)的目標(biāo)提升高度，并計(jì)算所述測(cè)量得到的動(dòng)臂提升高度與查詢得到的目標(biāo)提升高度的差值； 流量控制模塊，用于根據(jù)測(cè)量得到的動(dòng)臂提升高度與查詢得到的目標(biāo)提升高度的差值控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)和動(dòng)臂液壓缸的液壓流量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的挖掘機(jī)的控制裝置，其特征在于，還包括 存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)預(yù)設(shè)的多種回轉(zhuǎn)角度與動(dòng)臂提升高度的映射關(guān)系； 選擇模塊，用于根據(jù)所述挖掘機(jī)的工況從所述多種回轉(zhuǎn)角度與動(dòng)臂提升高度的映射關(guān)系中選擇所述挖掘機(jī)的符合所述工況要求的回轉(zhuǎn)角度與動(dòng)臂提升高度的映射關(guān)系。
9.一種挖掘機(jī)，其特征在于，包括如權(quán)利要求7或8所述的挖掘機(jī)的控制裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的挖掘機(jī)，其特征在于，該挖掘機(jī)的動(dòng)臂上設(shè)置有角度傳感器，用于測(cè)量所述動(dòng)臂與車(chē)架之間的夾角α，所述測(cè)量模塊還用于按照H=L*sina計(jì)算得出所述動(dòng)臂的提升高度，在式中，H為所述動(dòng)臂的提升高度，L為所述動(dòng)臂的長(zhǎng)度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種挖掘機(jī)的控制方法和控制裝置與挖掘機(jī)。該挖掘機(jī)的控制方法包括實(shí)時(shí)測(cè)量挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)角度和動(dòng)臂提升高度；按照預(yù)設(shè)的回轉(zhuǎn)角度與動(dòng)臂提升高度的映射關(guān)系查詢得出測(cè)量得出的回轉(zhuǎn)角度對(duì)應(yīng)的目標(biāo)提升高度；根據(jù)測(cè)量得到的動(dòng)臂提升高度與查詢得到的目標(biāo)提升高度的差值控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)和動(dòng)臂液壓缸的液壓流量。從而使回轉(zhuǎn)的速度與動(dòng)臂動(dòng)作的速度匹配，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)和動(dòng)臂提升的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，動(dòng)作過(guò)程中不需要操作人員的實(shí)時(shí)操控，只需要按照實(shí)際工況選擇合適的映射關(guān)系，就可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的自動(dòng)操作，降低了操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，高效而且節(jié)能。
文檔編號(hào)E02F3/42GK102912816SQ20121046991
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月19日
發(fā)明者單曉寧, 楊超, 趙晗, 陳冠軍, 尚景山 申請(qǐng)人:中聯(lián)重科股份有限公司渭南分公司, 中聯(lián)重科股份有限公司