專利名稱：工程機(jī)械及其操縱控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機(jī)械的智能控制技術(shù)，特別涉及一種工程機(jī)械的操縱控制系統(tǒng)及裝設(shè)有該操縱控制系統(tǒng)的工程機(jī)械。
背景技術(shù)：
工程機(jī)械中一般設(shè)置有駕駛室，駕駛室內(nèi)布置有手柄、腳踏閥及操縱桿等操縱裝置，駕駛員通過操作操縱裝置控制多路閥的動作，進(jìn)而驅(qū)動工程機(jī)械的執(zhí)行元件實現(xiàn)各種動作。目前，操縱裝置大多為先導(dǎo)控制式，其與多路閥通過液壓膠管及電氣線束進(jìn)行連接。先導(dǎo)控制式的操縱裝置存在以下問題:I)操縱裝置與多路閥之間的液壓膠管及電氣線束數(shù)量較多，增加了整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計和線束布置的難度。2)先導(dǎo)控制式操縱裝置所用的零部件成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出一種工程機(jī)械的操縱控制系統(tǒng)及裝設(shè)有該操縱控制系統(tǒng)的工程機(jī)械，以解決現(xiàn)有工程機(jī)械整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計與線束布置的難度大且元件成本高的問題?！矫妫景l(fā)明提供了一種工程機(jī)械的操縱控制系統(tǒng)，包括:操縱裝置；傳感器，用于感測所述操縱裝置的操作信息；控制器，與所述傳感器電連接，用于根據(jù)所述操作信息確定相應(yīng)的動作類別信息及動作強(qiáng)度信息，并生成包括所述動作類別信息及動作強(qiáng)度信息的動作指令；無線發(fā)射器，與所述控制器電連接，用于轉(zhuǎn)發(fā)所述動作指令；無線接收器，用于接收所述轉(zhuǎn)發(fā)的動作指令，并使與所述動作類別信息對應(yīng)的比例電磁閥執(zhí)行與該動作強(qiáng)度信息對應(yīng)的比例控制，以使執(zhí)行元件作出相應(yīng)動作。進(jìn)一步地，所述操縱裝置包括手柄、腳踏閥及操縱桿中的至少一種；或者；所述操縱裝置包括用于實現(xiàn)手柄功能的第一操縱單元、用于實現(xiàn)腳踏閥功能的第二操縱單元及用于實現(xiàn)操縱桿功能的第三操縱單元中的至少一種。進(jìn)一步地，所述第一操縱單元、第二操縱單元、第三操縱單元、傳感器及無線發(fā)射器封裝為無線控制面板。進(jìn)一步地，所述第一操縱單元、第二操縱單元、第三操縱單元、傳感器、控制器及無線發(fā)射器封裝為無線控制器。進(jìn)一步地，所述控制器與所述無線發(fā)射器集成設(shè)置；和/或；所述傳感器與所述操縱裝置集成設(shè)置。進(jìn)一步地，所述無線接收器的數(shù)量為一個，所述無線接收器還用于在收到所述轉(zhuǎn)發(fā)的動作指令后根據(jù)預(yù)設(shè)的各比例電磁閥與動作類型的對應(yīng)關(guān)系確定所述動作指令中的動作類別信息對應(yīng)的比例電磁閥；或者；所述無線接收器的數(shù)量與所述比例電磁閥的數(shù)量一致，并對應(yīng)集成設(shè)置于所述各比例電磁閥中。進(jìn)一步地，所 述操縱裝置、傳感器、控制器及無線發(fā)射器均設(shè)置在駕駛室中。
進(jìn)一步地，所述無線發(fā)射器與所述無線接收器之間通過藍(lán)牙、紅外或調(diào)頻傳輸信
肩、O本發(fā)明工程機(jī)械的操縱控制系統(tǒng)通過利用傳感器感測操縱裝置的操作信息，并將該操作信息以電信號的方式傳送至控制器進(jìn)行解析及封裝得到動作指令，進(jìn)而由無線發(fā)射器將該動作指令轉(zhuǎn)發(fā)至無線接收器，無線接收器對該動作指令進(jìn)行解析并控制各比例電磁閥，進(jìn)而驅(qū)動各執(zhí)行元件動作，由此，操縱裝置與各比例電磁閥之間無需設(shè)置液壓膠管，基于無線傳送技術(shù)及少量的電氣線束即可實線信號的有效傳輸，從而實現(xiàn)對執(zhí)行元件的控制，簡化了整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計與線束布置的難度，且操縱裝置不再為液壓先導(dǎo)控制式的元件，能有效降低成本。另一方面，本發(fā)明還提供一種裝設(shè)有上述操縱控制系統(tǒng)的工程機(jī)械，包括:多個比例電磁閥、多路閥及執(zhí)行元件，所述多個比例電磁閥連接所述多路閥，所述多路閥連接所述執(zhí)行元件，該工程機(jī)械還包括所述的操縱控制系統(tǒng)，所述多個比例電磁閥連接所述操縱控制系統(tǒng)中的無線接收器。具體地，所述工程機(jī)械為挖掘機(jī)。由于工程機(jī)械具有上述操縱控制系統(tǒng)相應(yīng)的技術(shù)效果，茲不贅述。


構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:圖1為本發(fā)明實施例一提供的工程機(jī)械的操縱控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框
圖2為本發(fā)明實施例二提供的工程機(jī)械的操縱控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本發(fā)明實施例三提供的工程機(jī)械的操縱控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。本發(fā)明的基本思想在于:為解決工程機(jī)械整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計和布置難度大且元件成本高的問題，本發(fā)明提出一種新型的工程機(jī)械的操縱控制系統(tǒng)，該操縱控制系統(tǒng)取消了操縱裝置與多路閥之間的先導(dǎo)管路連接，轉(zhuǎn)而采用無線通信的方式實現(xiàn)操縱裝置與比例電磁閥之間的信息交互，進(jìn)而由比例電磁閥控制與之連接的多路閥。圖1為本發(fā)明實施例一提供的工程機(jī)械的操縱控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；如圖1所示，該操縱控制系統(tǒng)包括:操縱裝置1、傳感器2、控制器3、無線發(fā)射器4及無線接收器5 ;為了描述的方便，同時便于公眾理解，圖中還示出了多路閥7和執(zhí)行元件8 ;應(yīng)當(dāng)說明的是，本發(fā)明實施提供的操縱控制系統(tǒng)可以不包括多路閥7和執(zhí)行元件8 ;作為一種實施場景，多路閥
7、執(zhí)行元件8可與油泵(圖未示出)形成進(jìn)回油回路，比例電磁閥6連接在多路閥7的液控端與先導(dǎo)油源之間，這樣比例電磁閥6可以比例控制先導(dǎo)油到達(dá)多路閥7液控端的壓力，從而調(diào)整多路閥7的狀態(tài)，以使執(zhí)行元件8作出預(yù)期的動作。其中，傳感器2用于感測操縱裝置I的操作信息；控制器3與傳感器2電連接，用于根據(jù)操作信息確定相應(yīng)的動作類別信息及動作強(qiáng)度信息，并生成包括動作類別信息及動作強(qiáng)度信息的動作指令；無線發(fā)射器4與控制器3電連接，用于接收并轉(zhuǎn)發(fā)該動作指令；無線接收器5與無線發(fā)射器4信號連接，用于接收并解析無線發(fā)射器4轉(zhuǎn)發(fā)的動作指令，使與該動作類別信息對應(yīng)的比例電磁閥執(zhí)行與該動作強(qiáng)度信息對應(yīng)的比例控制，從而使執(zhí)行元件8產(chǎn)生相應(yīng)的動作。其中，操縱裝置I可以包括手柄、腳踏閥及操縱桿中的至少一種。具體操作時，傳感器2可以與操縱裝置I集成設(shè)置以組成一個整體模塊，也可以相互獨立；控制器3可以基于工程機(jī)械中已有的控制器實現(xiàn)相應(yīng)功能，即在已有的控制器的基礎(chǔ)上集成控制器3的功能；控制器3可以與無線發(fā)射器4集成設(shè)置在同一模塊中，也可以分開設(shè)置。均采用分開設(shè)置時，傳感器2與操縱裝置I及控制器3與無線發(fā)射器4之間可以通過通用接口實現(xiàn)信息交互，分開設(shè)置的方式便于元件更換。無線接收器5的數(shù)量可以為一個，此時，該無線接收器5還具有如下功能:在收到無線發(fā)射器4轉(zhuǎn)發(fā)的動作指令后根據(jù)預(yù)設(shè)的各比例電磁閥與動作類型的對應(yīng)關(guān)系確定該動作指令中的動作類別信息對應(yīng)的比例電磁閥6，并根據(jù)該動作指令中的動作強(qiáng)度信息使比例電磁閥6作出相應(yīng)的比例控制，以使多路閥7的狀態(tài)作出相應(yīng)調(diào)整，讓執(zhí)行元件8作出相應(yīng)動作。當(dāng)然，無線接收器5的數(shù)量也可以與比例電磁閥6的數(shù)量一致，無線接收器5與各比例電磁閥6具有一一對應(yīng)的關(guān)系，進(jìn)一步地，各無線接收器5可以集成設(shè)置在與之對應(yīng)的比例電磁閥6中；此時，無線接收器5在接收到上述轉(zhuǎn)發(fā)的動作指令后，無需確定哪一個比例電磁閥為被控對象。在無線接收器5的數(shù)量為多個時，無線發(fā)射器4與無線接收器5之間的通訊可以采用不同的協(xié)議，無線接收器5的動作也會存在一些差別，如:在無線發(fā)射器4與無線接收器5之間采用廣播的方式進(jìn)行通信時，各無線接收器5在接收到上述轉(zhuǎn)發(fā)的動作指令后，根據(jù)該動作指令中用于標(biāo)識無線發(fā)射器4的對象標(biāo)識(可以由控制器3生成并封裝在動作指令中)，判斷自身是否需要動作，在判定需要動作后才解析該轉(zhuǎn)發(fā)的動作指令，并進(jìn)行后續(xù)動作；在無線發(fā)射器4與無線接收器5之間采用一一對應(yīng)的方式進(jìn)行通信時，各無線接收器5在接收到上述轉(zhuǎn)發(fā)的動作指令后直接解析該轉(zhuǎn)發(fā)的動作指令，并進(jìn)行后續(xù)動作。無線發(fā)射器4與無線接收器5之間采用一一對應(yīng)的方式進(jìn)行通信時，無線發(fā)射器4的數(shù)量可以為一個或多個，在 采用一個無線發(fā)射器4時，無線發(fā)射器4可以根據(jù)上述動作指令中的對象標(biāo)識，將動作指令發(fā)送至對應(yīng)的無線發(fā)射器4 ;在采用多個無線發(fā)射器4時，其數(shù)量可以與多個無線接收器5的數(shù)量一致，并與多個無線接收器5 —一對應(yīng)，控制器3根據(jù)預(yù)設(shè)的各無線發(fā)射器4與動作類型的映射關(guān)系，將動作指令發(fā)送給與其動作類型對應(yīng)的無線發(fā)射器4，進(jìn)而發(fā)送至相應(yīng)的無線接收器5以控制與之連接的比例電磁閥6。無線發(fā)射器4與無線接收器5之間可以基于藍(lán)牙技術(shù)、紅外技術(shù)或調(diào)頻技術(shù)進(jìn)行信息傳輸。上述操縱裝置1、傳感器2、控制器3及無線發(fā)射器4可以設(shè)置在駕駛室中，便于駕駛員實時地判斷工程機(jī)械的所處的各種工況后，通過操縱裝置I對執(zhí)行元件8的動作及時地進(jìn)行調(diào)整和控制。下面以操縱控制系統(tǒng)包括一個無線發(fā)射器4及一個無線接收器5時，對操縱控制系統(tǒng)的工作過程進(jìn)行解釋說明:當(dāng)駕駛員操作操縱裝置I (以手柄為例)時，傳感器2采集操縱裝置I的操作信息(如手柄的位移或者角度等運動幅度信息)，并將采集的操作信息經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后傳輸給控制器3 ;控制器3對接收到的信號進(jìn)行分析，確定相應(yīng)的動作類別信息及動作強(qiáng)度信息，比如控制器3在接收到與手柄對應(yīng)的傳感器發(fā)送的操作信息時，即根據(jù)預(yù)設(shè)手柄各運動方向與動作類型的對應(yīng)關(guān)系，確定該操作信息中手柄運動方向信息所對應(yīng)的動作類型，并根據(jù)操作信息中的手柄運動幅度確定對應(yīng)的動作強(qiáng)度信息；控制器3生成包括動作類別信息及動作強(qiáng)度信息的動作指令(根據(jù)需要還可以包括其他的信息，如上述用于指示無線接收器4的對象標(biāo)識)，并將動作指令經(jīng)無線信號發(fā)射器4發(fā)送至無線接收器5 ;無線接收器5在接收到來自無線信號發(fā)射器4的動作指令后，根據(jù)預(yù)設(shè)的各比例電磁閥與動作類型的對應(yīng)關(guān)系確定動作指令中的動作類別信息對應(yīng)的比例電磁閥6，進(jìn)而根據(jù)動作指令中的動作強(qiáng)度信息控制比例電磁閥芯6的開度大小，從而驅(qū)動與比例電磁閥6連接的多路閥7上與該動作類型相對應(yīng)的閥芯開度，最終實現(xiàn)對執(zhí)行元件8的動作控制。上述操縱控制系統(tǒng)通過運用無線控制技術(shù)來傳遞控制信號，從而免去了操縱裝置與多路閥之間的液壓先導(dǎo)管路，進(jìn)而免去了液壓先導(dǎo)管路及配套電氣控制線束的布置問題，節(jié)省了液壓先導(dǎo)管路及其配套的控制元器件的零部件成本，同時也降低了整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計與布置中的困難程度；此外，電控式操縱裝置取代液壓先導(dǎo)式操縱裝置，提高了控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度和精準(zhǔn)度。圖2為本發(fā)明實施例二提供的工程機(jī)械的操縱控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，如圖2所示，實施例二與實施例一的主要區(qū)別在于:操縱裝置I不采用具體機(jī)械結(jié)構(gòu)的形式，而是采用功能單元的形式，其包括:用于實現(xiàn)手柄功能的第一操縱單元(圖未示)、用于實現(xiàn)腳踏閥功能的第二操縱單元(圖未示)及用于實現(xiàn)操縱桿功能的第三操縱單元(圖未示)中的至少一個；該第一操縱單元、第二操縱單元、第三操縱單元、傳感器2及無線發(fā)射器4封裝為無線控制面板20。上述第一操縱單元、第二操縱單元、第三操縱單元的操作可以通過觸摸該無線控制面板20的形式實現(xiàn)，比·如在無線控制面板20上調(diào)出手柄操作界面后，在界面向左滑動即代表向左操作手柄。操縱裝置I的各操作方式的具體實現(xiàn)可以根據(jù)實際需要設(shè)置，茲不贅述。上述無線控制面板20可以設(shè)置在駕駛室內(nèi)，與控制器3連接，并與無線接收器5進(jìn)行無線通信。本實施例通過將操作裝置I采用功能單元的形式，便于其與傳感器2及無線發(fā)射器4封裝為無線控制面板20，進(jìn)而可以在無線控制面板20上實現(xiàn)對操作裝置I的各種操作，簡化了操作方式。圖3為本發(fā)明實施例三提供的工程機(jī)械的操縱控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，如圖3所示，實施例三與實施例二的主要區(qū)別在于:第一操縱單元、第二操縱單元、第三操縱單元、傳感器2、控制器3及無線發(fā)射器4封裝為無線控制器30。即無線控制面板20及控制器3封裝為無線控制器30。無線控制器30可以獨立設(shè)置，即設(shè)置在駕駛室外，實現(xiàn)對執(zhí)行元件8的遙控。本發(fā)明實施例提供的工程機(jī)械的操縱控制系統(tǒng)通過將操縱裝置等封裝為無線控制器30，便于實現(xiàn)對執(zhí)行元件8的遙控。本發(fā)明其他實施例還提供了一種工程機(jī)械，其設(shè)置有上述操縱控制系統(tǒng)。由于該工程機(jī)械具有上述操縱控制系統(tǒng)相應(yīng)的技術(shù)效果，茲不贅述。具體操作時，該工程機(jī)械包括但不限于挖掘機(jī)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，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
1.一種工程機(jī)械的操縱控制系統(tǒng)，包括:操縱裝置(I)，其特征在于，還包括: 傳感器(2)，用于感測所述操縱裝置(I)的操作信息； 控制器(3)，與所述傳感器(2)電連接，用于根據(jù)所述操作信息確定相應(yīng)的動作類別信息及動作強(qiáng)度信息，并生成包括所述動作類別信息及動作強(qiáng)度信息的動作指令； 無線發(fā)射器(4 )，與所述控制器電連接，用于轉(zhuǎn)發(fā)所述動作指令； 無線接收器(5)，用于接收所述轉(zhuǎn)發(fā)的動作指令，并使與所述動作類別信息對應(yīng)的比例電磁閥(6)執(zhí)行與該動作強(qiáng)度信息對應(yīng)的比例控制，以使執(zhí)行元件(8)作出相應(yīng)動作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工程機(jī)械的操縱控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述操縱裝置(I)包括手柄、腳踏閥及操縱桿中的至少一種；或者； 所述操縱裝置(I)包括用于實現(xiàn)手柄功能的第一操縱單元、用于實現(xiàn)腳踏閥功能的第二操縱單元及用于實現(xiàn)操縱桿功能的第三操縱單元中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工程機(jī)械的操縱控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一操縱單元、第二操縱單元、第三操縱單元、傳感器(2)及無線發(fā)射器(4)封裝為無線控制面板(20)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工程機(jī)械的操縱控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一操縱單元、第二操縱單元、第三操縱單元、傳感器(2)、控制器(3)及無線發(fā)射器(4)封裝為無線控制器(30)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工程機(jī)械的操縱控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器(3)與所述無線發(fā)射器(4)集成設(shè)置；和/或 所述傳感器(2 )與所述操縱裝置(I)集成設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工程機(jī)械的操縱控制系統(tǒng)，其特征在于，所述無線接收器(5)的數(shù)量為一個，所述無線接收器(5)還用于在收到所述轉(zhuǎn)發(fā)的動作指令后根據(jù)預(yù)設(shè)的各比例電磁閥與動作類型的對應(yīng)關(guān)系確定所述動作指令中的動作類別信息對應(yīng)的比例電磁閥(6);或者； 所述無線接收器(5)的數(shù)量與所述比例電磁閥(6)的數(shù)量一致，并一一對應(yīng)集成設(shè)置于所述比例電磁閥(6 )中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的工程機(jī)械的操縱控制系統(tǒng)，其特征在于，所述操縱裝置(I)、傳感器(2)、控制器(3)及無線發(fā)射器(4)均設(shè)置在駕駛室中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的工程機(jī)械的操縱控制系統(tǒng)，其特征在于，所述無線發(fā)射器(4)與所述無線接收器(5)之間通過藍(lán)牙、紅外或調(diào)頻傳輸信息。
9.一種工程機(jī)械，包括:多個比例電磁閥(6)、多路閥(7)及執(zhí)行元件(8)，所述多個比例電磁閥(6)連接所述多路閥(7)，所述多路閥(7)連接所述執(zhí)行元件(8)，其特征在于，還包括權(quán)利要求1-8中任一項所述的操縱控制系統(tǒng)，所述多個比例電磁閥(6)連接所述操縱控制系統(tǒng)中的無線接收器(5)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的工程機(jī)械，其特征在于，其為挖掘機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種工程機(jī)械及其操縱控制系統(tǒng)，其中，該操縱控制系統(tǒng)包括操縱裝置；傳感器，用于感測所述操縱裝置的操作信息；控制器，與所述傳感器電連接，用于根據(jù)所述操作信息確定相應(yīng)的動作類別信息及動作強(qiáng)度信息，并生成包括所述動作類別信息及動作強(qiáng)度信息的動作指令；無線發(fā)射器，與所述控制器電連接，用于轉(zhuǎn)發(fā)所述動作指令；無線接收器，用于接收所述轉(zhuǎn)發(fā)的動作指令，并使與所述動作類別信息對應(yīng)的比例電磁閥執(zhí)行與該動作強(qiáng)度信息對應(yīng)的比例控制，以使執(zhí)行元件作出相應(yīng)動作。本發(fā)明提供的操縱控制系統(tǒng)能簡化整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計與線束布置的難度，且能有效降低成本。
文檔編號E02F9/20GK103243772SQ20131016796
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月8日
發(fā)明者俞宏福, 謝進(jìn)利, 項偉 申請人:三一重機(jī)有限公司