裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)及鏟裝控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)及鏟裝控制方法，為解決現(xiàn)有鏟裝物料時(shí)是由手動控制鏟斗前后搖動而使物料向后翻滾落入鏟斗中的缺點(diǎn)，本發(fā)明公開裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)，包括鏟斗、舉升裝置、轉(zhuǎn)斗油缸，控制轉(zhuǎn)斗油缸動作的電控閥，電子控制單元與電控閥連接，在完成鏟裝收斗動作后向電控閥發(fā)信號控制電控閥動作使轉(zhuǎn)動油缸驅(qū)動鏟斗繞其鉸接點(diǎn)作數(shù)次前后搖動。本發(fā)明在完成鏟裝收斗動作后，電子控制單元控制電控閥，從而自動完成鏟斗的前后搖晃動作，將沒有完全鏟裝進(jìn)斗的物料和高出鏟斗前刀板在運(yùn)輸過程中可能灑落的物料抖落。該鏟斗的搖晃動作由控制系統(tǒng)自動控制完成，避免了操作員通過操作手柄來完成，從而降低了操作難度。
【專利說明】 裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)及鏟裝控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種裝載機(jī)的鏟裝控制，尤其涉及一種裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)及鏟裝控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]裝載機(jī)作業(yè)過程中，當(dāng)鏟斗鏟入料堆裝滿物料后，鏟斗掘起并向后翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)到一定角度或者碰撞到動臂，從而使鏟斗停止翻轉(zhuǎn)，由于外力使鏟斗突然停止，鏟斗里的物料具有向后的慣性。在鏟裝細(xì)碎物料時(shí)，當(dāng)鏟斗完成裝料后，細(xì)碎物料往往堆積在鏟斗的前部，且高出鏟斗的刀板，隨著裝載機(jī)行走時(shí)造成的抖動，位于鏟斗前部高出鏟斗刀板的物料可能由于鏟斗的抖動而灑落出鏟斗。為了減少物料在運(yùn)輸過程中高出鏟斗前部刀板的物料灑落，操作者往往通過快速幾次輕微操縱鏟斗手柄或開關(guān)，使鏟斗快速前后翻轉(zhuǎn)以微小的角度做數(shù)次搖動或者撞擊動臂，使物料在慣性作用下往鏟斗中間回滾，并抖落沒有完全裝進(jìn)鏟斗的物料，達(dá)到在運(yùn)載過程中減少物料的散落。
[0003]操作者通過快速幾次輕微操縱鏟斗手柄或開關(guān)，使鏟斗快速前后翻轉(zhuǎn)以微小的角度撞擊動臂，這對操作者的技術(shù)要求非常高，而且需要控制好角度范圍，防止鏟斗因角度過大倒出物料，或因角度過小撞擊力度不夠而物料無法通過慣性回滾。操作經(jīng)驗(yàn)不足的新手無法快速掌握該技巧，不能進(jìn)行快速操作鏟裝，影響工作效率。另外經(jīng)常快速操縱手柄或開關(guān)，易造成手柄或開關(guān)的過早老化，影響機(jī)器性能，同時(shí)若進(jìn)行自動鏟裝時(shí)，無法實(shí)現(xiàn)慣性控制，不利于自動控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于現(xiàn)有裝載機(jī)鏟裝物料時(shí)是由手動控制鏟斗前后搖動而使物料向后翻滾落入鏟斗中的缺點(diǎn)，提供一種自動控制完成鏟斗前后搖動的裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)及鏟裝控制方法。
[0005]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)其目的的技術(shù)方案是這樣的:構(gòu)造一種裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)，包括鏟斗、與鏟斗鉸接用于舉升鏟斗的舉升裝置、推動鏟斗繞舉升裝置前端轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)斗油缸，在轉(zhuǎn)斗油缸的驅(qū)動油路上設(shè)置有控制轉(zhuǎn)斗油缸動作的電控閥，電子控制單元與電控閥連接，在完成鏟裝動作后電子控制單元向電控閥發(fā)出控制信號控制電控閥動作使轉(zhuǎn)動油缸驅(qū)動鏟斗繞其鉸接點(diǎn)作數(shù)次前后搖動。本發(fā)明在完成鏟裝收斗動作后，電子控制單元控制電控閥，從而自動完成鏟斗的前后搖晃動作，將沒有完全鏟裝進(jìn)斗的物料和高出鏟斗前刀板在運(yùn)輸過程中可能灑落的物料抖落。該鏟斗的搖晃動作由控制系統(tǒng)自動控制完成，避免了操作員通過操作手柄來完成，從而降低了操作難度。
[0006]在裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)中，該系統(tǒng)還包括與電子控制單元連接的控制開關(guān)，控制開關(guān)用于啟動或中止電子控制單元向電控閥發(fā)出控制信號。
[0007]在裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)中，裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)還包括與電子控制單元連接用于檢測鏟斗狀態(tài)參數(shù)的檢測裝置，電子控制單元通過檢測裝置的檢測狀態(tài)參數(shù)判斷鏟斗位置。其中檢測裝置包括用于檢測鏟斗轉(zhuǎn)斗角度的轉(zhuǎn)斗角度傳感器或感應(yīng)開關(guān)，在鏟斗轉(zhuǎn)動大某一位置時(shí)感應(yīng)開關(guān)可觸發(fā)并向電子控制單元發(fā)動對應(yīng)信號。鏟斗轉(zhuǎn)斗角度可用于判斷是否完成鏟裝收斗動作的判斷，還可以用于鏟斗前后搖晃的控制。
[0008]在裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)中，舉升裝置還包括動臂和舉升動臂的動臂油缸，動臂兩端分別于鏟斗和車架轉(zhuǎn)動連接，檢測裝置還包括用于檢測動臂轉(zhuǎn)動角度的動臂舉升角度傳感器或感應(yīng)開關(guān)和用于檢測動臂油缸內(nèi)壓力的壓力傳感器。動臂油缸內(nèi)壓力和動臂轉(zhuǎn)動角度可用于判斷是否完成了鏟斗鏟裝動作，以便實(shí)現(xiàn)自動控制。
[0009]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的提供的另一種技術(shù)方案是提供一種裝載機(jī)鏟裝控制方法，該方法是在完成鏟裝收斗動作后，裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)的電子控制單元向電控閥發(fā)出控制信號控制電控閥動作使轉(zhuǎn)動油缸驅(qū)動鏟斗繞其鉸接點(diǎn)作數(shù)次前后搖動。在本發(fā)明裝載機(jī)鏟裝控制方法中，當(dāng)裝載機(jī)完成鏟裝收斗動作后，操作員可通過控制開關(guān)控制電子控制單元，使電子控制單元控制電控閥實(shí)現(xiàn)鏟斗的前后擺動，當(dāng)操作員認(rèn)為鏟斗的搖動已達(dá)到效果后再通過控制開關(guān)使電子控制單元停止發(fā)送信號，終止鏟斗的前后晃動。
[0010]在上述裝載機(jī)鏟裝控制方法中，還包括鏟裝收斗動作狀態(tài)判斷步驟，該步驟包括通過檢測裝置檢測鏟斗位置狀態(tài)并將檢測到的參數(shù)值發(fā)送至電子控制單元與預(yù)設(shè)值進(jìn)行對比，當(dāng)參數(shù)值與預(yù)設(shè)值相符時(shí)判斷為鏟裝收斗動作完成狀態(tài)。檢測裝置檢測鏟斗位置狀態(tài)包括檢測鏟斗轉(zhuǎn)斗角度和檢測裝載機(jī)動臂轉(zhuǎn)動角度，和/或檢測裝載機(jī)動臂油缸內(nèi)壓力參數(shù)值。在鏟斗前后搖動的過程中還檢測鏟斗轉(zhuǎn)動角度。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)是:裝載機(jī)完成鏟裝收斗動作后，鏟斗前后搖動的動作由裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)控制自行完成，無需人工手動操縱操作桿來完成，從而降低了裝載機(jī)操作員的操作水平要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例中裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例中裝載機(jī)檢測裝置的布置示意圖；
圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例中裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
圖4是本發(fā)明第二實(shí)施例中裝載機(jī)檢測裝置的布置示意圖；
圖5是本發(fā)明第二實(shí)施例中裝載機(jī)檢測裝置的另一種布置的示意圖；
圖6是本發(fā)明第二實(shí)施例中裝載機(jī)鏟裝控制流程圖。
[0013]圖中:控制開關(guān)1、電子控制單元2、電控閥3、鏟斗轉(zhuǎn)斗角度傳感器4、動臂油缸壓力傳感器5、動臂轉(zhuǎn)動角度傳感器6。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】具體實(shí)施方案。
[0015]實(shí)施例一:
如圖1圖2所示，本實(shí)施例中裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)，包括鏟斗、與鏟斗鉸接用于舉升鏟斗的舉升裝置、推動鏟斗繞舉升裝置前端轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)斗油缸，舉升裝置包括動臂以及抬升動臂的動臂油缸，纟產(chǎn)斗鉸接在動臂的前端，轉(zhuǎn)斗油缸通過連桿機(jī)構(gòu)拉動纟產(chǎn)斗繞動臂前端前后翻轉(zhuǎn)。在轉(zhuǎn)斗油缸的驅(qū)動油路上設(shè)置有控制轉(zhuǎn)斗油缸動作的電控閥3，電子控制單元2與電控閥3連接，控制開關(guān)I和鏟斗轉(zhuǎn)斗角度傳感器4連接在電子控制單元2上，其中鏟斗轉(zhuǎn)斗角度傳感器4用于檢測鏟斗轉(zhuǎn)動的角度，以便判斷鏟斗的位置；控制開關(guān)I向電子控制單元2發(fā)送閉合或斷開的信號。當(dāng)控制開關(guān)I閉合時(shí)，電子控制單元2發(fā)出控制信號控制電控閥3使鏟斗繞動臂前端以一定的擺幅前后搖動數(shù)次，或者電子控制單元2根據(jù)鏟斗轉(zhuǎn)斗角度傳感器4檢測到的鏟斗轉(zhuǎn)斗角度而控制電控閥3，使鏟斗繞動臂前端以一定的擺幅前后搖動數(shù)次。本實(shí)施例中裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)所對應(yīng)的鏟裝控制方法如下:操作員操作裝載機(jī)完成鏟裝收斗后，閉合控制開關(guān)1，電子控制單元向電控閥發(fā)送某段脈沖信號來控制電控閥周期性換向來控制鏟斗完成前后搖動或者撞擊動臂動作，直到操作員滿意斷開控制開關(guān)I為止，在此過程中無需通過轉(zhuǎn)斗角度傳感器檢測鏟斗的位置。另外也可以是閉環(huán)控制，即操作員操作裝載機(jī)完成鏟裝收斗后，閉合控制開關(guān)1，此時(shí)電子控制單元2發(fā)出控制信號，使電控閥3換向，轉(zhuǎn)斗油缸推動鏟斗繞動臂前端向前擺動，當(dāng)電子控制單元2通過鏟斗轉(zhuǎn)斗角度傳感器4檢測到鏟斗向前擺動到預(yù)設(shè)角度時(shí)，電子控制單元2發(fā)出另一電信號使電控閥3再次換向，使轉(zhuǎn)斗油缸拉動鏟斗繞動臂前端向后擺動，當(dāng)電子控制單元2通過鏟斗轉(zhuǎn)斗角度傳感器4檢測到鏟斗向后擺動到預(yù)設(shè)角度(例如鏟斗與動臂發(fā)生碰撞)時(shí)，電子控制單元2發(fā)出電信號使電控閥3再次換向，使轉(zhuǎn)斗油缸推動鏟斗繞動臂前端向前擺動，如此反復(fù)，直到操作員滿意斷開控制開關(guān)I為止。本實(shí)施例中通過，電子控制單元2控制電控閥3，從而自動完成鏟斗的前后搖晃動作，將沒有完全鏟裝進(jìn)斗的物料和高出鏟斗前刀板在運(yùn)輸過程中可能灑落的物料抖落。該動作只要操作員閉合和斷開控制開關(guān)I即可完成鏟斗的前后搖晃動，避免了操作員通過操作手柄來完成，從而降低了操作難度。
[0016]實(shí)施例二:
如圖3至圖5所示，本實(shí)施例中裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)，包括鏟斗、與鏟斗鉸接用于舉升鏟斗的舉升裝置、推動鏟斗繞舉升裝置前端轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)斗油缸，舉升裝置包括動臂以及抬升動臂的動臂油缸，纟產(chǎn)斗鉸接在動臂的前端，轉(zhuǎn)斗油缸通過連桿機(jī)構(gòu)拉動纟產(chǎn)斗繞動臂前端前后翻轉(zhuǎn)。在轉(zhuǎn)斗油缸的驅(qū)動油路上設(shè)置有控制轉(zhuǎn)斗油缸動作的電控閥3，電子控制單元2與電控閥3連接，動臂轉(zhuǎn)動角度傳感器6、鏟斗轉(zhuǎn)斗角度傳感器4、動臂油缸壓力傳感器5等連接在電子控制單元2上，其中鏟斗轉(zhuǎn)斗角度傳感器4用于檢測鏟斗轉(zhuǎn)動的角度，以便判斷鏟斗的位置；動臂轉(zhuǎn)動角度傳感器6用于檢測動臂轉(zhuǎn)動角度，動臂油缸壓力傳感器5用于檢測動臂油缸內(nèi)壓力，進(jìn)而判斷鏟斗內(nèi)鏟裝物料的重量，(或根據(jù)鏟裝物料的種類)而判斷鏟斗鏟裝物料滿斗的程度。電子控制單元2根據(jù)鏟斗轉(zhuǎn)斗角度傳感器4傳來的鏟斗轉(zhuǎn)動角度和動臂轉(zhuǎn)動角度傳感器6傳來的動臂轉(zhuǎn)動角度，與電子控制單元2內(nèi)對應(yīng)的預(yù)設(shè)值進(jìn)行對比，電子控制單元2內(nèi)對應(yīng)的預(yù)設(shè)值與鏟斗鏟裝收斗完成狀態(tài)相對應(yīng)；當(dāng)動臂油缸內(nèi)壓力大于對應(yīng)預(yù)設(shè)值時(shí)則認(rèn)為鏟斗裝滿了物料。也即當(dāng)動臂抬升到一定高度(動臂繞與車架鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動一定角度)、鏟斗繞動臂前端向后轉(zhuǎn)動一定角度后，電子控制單元2判斷為鏟裝收斗完成，當(dāng)動臂油缸內(nèi)壓力大于一定值時(shí)判定為鏟斗鏟裝物料裝滿斗。在本實(shí)施例中，鏟斗轉(zhuǎn)斗角度有兩種方式測量，其中第一種如圖4所示，將角度傳感器安裝在轉(zhuǎn)斗拉桿與鏟斗的鉸接位置，直接通過角度傳感器檢測出鏟斗轉(zhuǎn)動角度；另一種方式如圖5所示，通過傳感器檢測出轉(zhuǎn)斗油缸活塞桿伸出的長度而換算出鏟斗轉(zhuǎn)斗角度。
[0017]本實(shí)施例中裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)所對應(yīng)的鏟裝控制方法如下:操作員操作裝載機(jī)鏟裝物料，其中包括將鏟斗插入到料堆以及收斗、抬升動臂的動作，當(dāng)動臂抬升到一定高度(動臂轉(zhuǎn)動角度大于對應(yīng)預(yù)設(shè)值)、鏟斗向后轉(zhuǎn)動一定角度(鏟斗轉(zhuǎn)斗角度大于對應(yīng)預(yù)設(shè)值)時(shí)，電子控制單元2判斷此時(shí)已完成鏟裝收斗動作，此時(shí)若動臂油缸內(nèi)壓力大于一定值時(shí)電子控制單元2判斷鏟斗裝滿物料，在裝載機(jī)運(yùn)輸前需要搖動鏟斗抖落可能在運(yùn)輸過程中灑落的物料，此時(shí)電子控制單元向電控閥發(fā)送某段脈沖信號來控制電控閥周期性換向，來控制鏟斗完成數(shù)次前后搖動或者撞擊動臂動作，在此過程中無需通過轉(zhuǎn)斗角度傳感器檢測鏟斗的位置。另外也可以是閉環(huán)控制，即電子控制單元2判斷此時(shí)已完成鏟裝收斗動作后，電子控制單元2發(fā)出控制信號，使電控閥3換向，轉(zhuǎn)斗油缸推動鏟斗繞動臂前端向前擺動，當(dāng)電子控制單元2通過鏟斗轉(zhuǎn)斗角度傳感器4檢測到鏟斗向前擺動到預(yù)設(shè)角度時(shí)，電子控制單元2發(fā)出另一電信號使電控閥3再次換向，使轉(zhuǎn)斗油缸拉動鏟斗繞動臂前端向后擺動，當(dāng)電子控制單元2通過鏟斗轉(zhuǎn)斗角度傳感器4檢測到鏟斗向后擺動到預(yù)設(shè)角度(例如鏟斗與動臂發(fā)生碰撞)時(shí)，電子控制單元2發(fā)出電信號使電控閥3再次換向，使轉(zhuǎn)斗油缸推動鏟斗繞動臂前端向前擺動，如此反復(fù)，直到完成電子控制單元2內(nèi)預(yù)設(shè)的前后搖動次數(shù)。在電子控制單元2判斷已經(jīng)完成鏟裝收斗動作時(shí)，若此時(shí)動臂油缸內(nèi)壓力小于預(yù)設(shè)值，則認(rèn)為鏟斗內(nèi)物料沒有裝滿，在運(yùn)輸前無需進(jìn)行前后搖動鏟斗。
[0018]本實(shí)施例中通過，電子控制單元2通過動臂轉(zhuǎn)動角度傳感器6、鏟斗轉(zhuǎn)斗角度傳感器傳輸?shù)膮?shù)信號判斷是否完成鏟斗鏟裝收斗動作，通過動臂油缸壓力傳感器5傳輸?shù)膮?shù)判斷鏟斗是否滿斗，當(dāng)判斷鏟斗鏟裝收斗動作完成且裝料滿斗時(shí)，自動控制電控閥3，自動完成鏟斗的前后搖晃動作，將沒有完全鏟裝進(jìn)斗的物料和高出鏟斗前刀板在運(yùn)輸過程中可能灑落的物料抖落。該動作無需操作員人工干預(yù)即可完成鏟斗的前后搖晃動，避免了操作員通過操作手柄來完成，從而降低了操作難度。
【權(quán)利要求】
1.一種裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)，包括鏟斗、與鏟斗鉸接用于舉升鏟斗的舉升裝置、推動鏟斗繞舉升裝置前端轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)斗油缸，在轉(zhuǎn)斗油缸的驅(qū)動油路上設(shè)置有控制轉(zhuǎn)斗油缸動作的電控閥，其特征在于所述裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)還包括電子控制單元，所述電子控制單元與所述電控閥連接，在完成鏟裝動作后所述電子控制單元向所述電控閥發(fā)出控制信號控制所述電控閥動作使轉(zhuǎn)動油缸驅(qū)動纟產(chǎn)斗繞其鉸接點(diǎn)作數(shù)次前后搖動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)，其特征在于所述裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)還包括與電子控制單元連接的控制開關(guān)，所述控制開關(guān)用于啟動或中止所述電子控制單元向電控閥發(fā)出控制信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)，其特征在于所述裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)還包括與電子控制單元連接用于檢測鏟斗狀態(tài)參數(shù)的檢測裝置，所述電子控制單元通過檢測裝置的檢測狀態(tài)參數(shù)判斷鏟斗所處位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)，其特征在于所述檢測裝置包括用于檢測鏟斗轉(zhuǎn)斗角度的轉(zhuǎn)斗角度傳感器或感應(yīng)開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)，其特征在于所述舉升裝置還包括動臂和舉升動臂的動臂油缸，動臂兩端分別于鏟斗和車架轉(zhuǎn)動連接，所述檢測裝置還包括用于檢測動臂轉(zhuǎn)動角度的動臂舉升角度傳感器或感應(yīng)開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)，其特征在于所述還包括用于檢測動臂油缸內(nèi)壓力的壓力傳感器。
7.一種裝載機(jī)鏟裝控制方法，其特征在于在完成鏟裝收斗動作后，裝載機(jī)鏟裝控制系統(tǒng)的電子控制單元向所述電控閥發(fā)出控制信號控制所述電控閥動作使轉(zhuǎn)動油缸驅(qū)動鏟斗繞其鉸接點(diǎn)作數(shù)次前后搖動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝載機(jī)鏟裝控制方法，其特征在于還包括鏟裝收斗動作狀態(tài)判斷步驟，該步驟包括通過檢測裝置檢測鏟斗位置狀態(tài)并將檢測到的參數(shù)值發(fā)送至電子控制單元與預(yù)設(shè)值進(jìn)行對比，當(dāng)參數(shù)值與預(yù)設(shè)值相符時(shí)判斷為鏟裝收斗動作完成狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝載機(jī)鏟裝控制方法，其特征在于檢測裝置檢測鏟斗位置狀態(tài)包括檢測鏟斗轉(zhuǎn)斗角度和動臂轉(zhuǎn)動角度和/或動臂油缸內(nèi)壓力。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝載機(jī)鏟裝控制方法，其特征在于在鏟斗前后搖動時(shí)還包括檢測鏟斗轉(zhuǎn)斗角度。
【文檔編號】E02F9/22GK104405005SQ201410698770
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】王己林, 蔡登勝, 劉景秀, 楊軍 申請人:廣西柳工機(jī)械股份有限公司