本發(fā)明涉及一種全液壓銑刨機數(shù)字控制系統(tǒng)，適用于機械領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來，隨著中國公路建設(shè)的蓬勃發(fā)展，公路的養(yǎng)護工作也越來越多，銑刨機已經(jīng)成為公路維護和保養(yǎng)中不可缺少的工具。隨著現(xiàn)代公路養(yǎng)護技術(shù)的進步和現(xiàn)代交通對路面質(zhì)量要求的不斷提高，對銑刨機的各種性能也提出了比較高的要求，使得智能控制技術(shù)、微電子技術(shù)和局域網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)在現(xiàn)代銑刨機中得到了越來越廣泛的應(yīng)用?；谇度胧轿⑻幚砥骰蛘邌纹瑱C的數(shù)字控制系統(tǒng)在現(xiàn)代銑刨機中正逐漸被普及，并成為銑刨機工作質(zhì)量的重要保證。銑刨機的電控系統(tǒng)在很大程度上決定了整臺銑刨機的工作效率和質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種全液壓銑刨機數(shù)字控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)是基于微電子技術(shù)、智能控制技術(shù)和CAN通訊技術(shù)的數(shù)字控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)銑刨機銑刨過程中功率自動分配、行走控制及銑刨深度控制；其良好的人機界面?？梢詫崿F(xiàn)銑刨機整機重要運行狀態(tài)參數(shù)的圖畫和漢字顯示,以及整機運行狀態(tài)參數(shù)的實時監(jiān)控和故障報警。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：所述銑刨機數(shù)字控制系統(tǒng)實現(xiàn)的功能主要包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速及功率分配控制、行走及轉(zhuǎn)向控制、銑刨深度控制、碎屑回收控制、整機運行參數(shù)過程監(jiān)視、故障自診斷及報警、按鍵狀態(tài)實時控制。

所述控制系統(tǒng)采用了集散式的計算機管理體系結(jié)構(gòu)，以便于實現(xiàn)銑刨機整機系統(tǒng)的集中管理及處理更多復(fù)雜工況，提高了系統(tǒng)的智能化水平及可靠性。

所述銑刨機控制系統(tǒng)的發(fā)動機選用的是電噴式發(fā)動機，其轉(zhuǎn)速由發(fā)動機內(nèi)置的控制器依據(jù)負(fù)載狀況進行實時調(diào)控。功率分配控制器的作用是在銑刨機作時，保持發(fā)動機轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)速附近，使發(fā)動機保持額定功率。銑刨機的行走及原地轉(zhuǎn)向功能是由行走控制器來實現(xiàn)的。銑刨深度控制器是根據(jù)聲納傳感器實時檢測到的路面狀況來實現(xiàn)刀具銑刨深度的控制。碎屑回收控制器是在銑刨的過程中，利用負(fù)壓的原理將銑刨碎屑進行回收。整臺銑刨機的狀態(tài)參數(shù)及運行故障報警等信息是由監(jiān)控器檢測并顯示的。由于CAN總線局域網(wǎng)通訊技術(shù)具有靈活、可靠、實時的特點，因此控制系統(tǒng)中各模塊之間采用CAN總線技術(shù)通訊。

所述銑刨機數(shù)字控制系統(tǒng)的控制器均采用MPCIl8控制器，該控制器是專為筑路機械設(shè)計的產(chǎn)品，它有3路CAN接口，通過了各種嚴(yán)格的測試，符合歐盟的溫濕度、機械強度、電磁兼容和安全性等標(biāo)準(zhǔn)，因此特別適用于機電液一體化系統(tǒng)。

所述刨銑機行駛控制模塊的行駛機構(gòu)是由2套獨立的變量泵和變量馬達構(gòu)成的閉環(huán)液壓驅(qū)動系統(tǒng)組成。行駛控制器通過電信號來控制電磁閥，進而驅(qū)動液壓泵來控制履帶行走，在進行銑刨工作時，其行走速度決定了進刀量，所以行走速度還受發(fā)動機功率分配器控制；在沒有進行銑刨工作時，行駛系統(tǒng)由行駛控制器控制。另外轉(zhuǎn)彎半徑也是銑刨機行駛系機動性的一個重要參數(shù)。當(dāng)左、右履帶的電磁閥接到控制器大小相等、幅值相反的信號時，兩履帶一條正轉(zhuǎn)，一條反轉(zhuǎn)，那么銑刨機將原地轉(zhuǎn)向，這時轉(zhuǎn)彎半徑為零。行駛控制器也是通過CAN總線和其余控制器及電位器相連接進行信號的交換和傳遞。

所述控制系統(tǒng)的顯示器模塊主要完成整機重要運行參數(shù)的顯示、故障自診斷及報警、CAN總線通訊及控制系統(tǒng)所需控制參數(shù)的在線設(shè)定等功能。CAN總線主要是完成各控制器發(fā)送的銑刨機運行狀態(tài)參數(shù)、故障自診斷及報警信息的接收和控制系統(tǒng)中所需設(shè)定參數(shù)的傳遞。顯示模塊采用了圖畫和漢字的顯示方式，取代了傳統(tǒng)電控系統(tǒng)的諸多儀表，使操作者能實時觀察到整機的各重要運行參數(shù)，大大提高了整臺機器的可操作性和人機友好性。

本發(fā)明的有益效果是：該數(shù)字控制系統(tǒng)可以在不改變硬件電路的基礎(chǔ)上，通過改變程序軟件來實現(xiàn)不同控制策略，可以使鏡刨機電控系統(tǒng)的升級更加經(jīng)濟和方便，這樣便可以大大縮短新產(chǎn)品的設(shè)計周期。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明的銑刨機數(shù)字控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明的銑刨機行駛控模塊硬件原理圖。

圖3是本發(fā)明的銑刨機人機交互界面。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1，銑刨機數(shù)字控制系統(tǒng)實現(xiàn)的功能主要包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速及功率分配控制、行走及轉(zhuǎn)向控制、銑刨深度控制、碎屑回收控制、整機運行參數(shù)過程監(jiān)視、故障自診斷及報警、按鍵狀態(tài)實時控制。

控制系統(tǒng)采用了集散式的計算機管理體系結(jié)構(gòu)，以便于實現(xiàn)銑刨機整機系統(tǒng)的集中管理及處理更多復(fù)雜工況，提高了系統(tǒng)的智能化水平及可靠性。

銑刨機控制系統(tǒng)的發(fā)動機選用的是電噴式發(fā)動機，其轉(zhuǎn)速由發(fā)動機內(nèi)置的控制器依據(jù)負(fù)載狀況進行實時調(diào)控。功率分配控制器的作用是在銑刨機作時，保持發(fā)動機轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)速附近，使發(fā)動機保持額定功率。銑刨機的行走及原地轉(zhuǎn)向功能是由行走控制器來實現(xiàn)的。銑刨深度控制器是根據(jù)聲納傳感器實時檢測到的路面狀況來實現(xiàn)刀具銑刨深度的控制。碎屑回收控制器是在銑刨的過程中，利用負(fù)壓的原理將銑刨碎屑進行回收。整臺銑刨機的狀態(tài)參數(shù)及運行故障報警等信息是由監(jiān)控器檢測并顯示的。由于CAN總線局域網(wǎng)通訊技術(shù)具有靈活、可靠、實時的特點，因此控制系統(tǒng)中各模塊之間采用CAN總線技術(shù)通訊。

銑刨機數(shù)字控制系統(tǒng)的控制器均采用MPCIl8控制器，該控制器是專為筑路機械設(shè)計的產(chǎn)品，它有3路CAN接口，通過了各種嚴(yán)格的測試，符合歐盟的溫濕度、機械強度、電磁兼容和安全性等標(biāo)準(zhǔn)，因此特別適用于機電液一體化系統(tǒng)。

如圖2，刨銑機行駛控制模塊的行駛機構(gòu)是由2套獨立的變量泵和變量馬達構(gòu)成的閉環(huán)液壓驅(qū)動系統(tǒng)組成。行駛控制器通過電信號來控制電磁閥，進而驅(qū)動液壓泵來控制履帶行走，在進行銑刨工作時。其行走速度決定了進刀量，所以行走速度還受發(fā)動機功率分配器控制；在沒有進行銑刨工作時，行駛系統(tǒng)由行駛控制器控制。另外轉(zhuǎn)彎半徑也是銑刨機行駛系機動性的一個重要參數(shù)。當(dāng)左、右履帶的電磁閥接到控制器大小相等、幅值相反的信號時，兩履帶一條正轉(zhuǎn)，一條反轉(zhuǎn)，那么銑刨機將原地轉(zhuǎn)向，這時轉(zhuǎn)彎半徑為零。行駛控制器也是通過CAN總線和其余控制器及電位器相連接進行信號的交換和傳遞。

如圖3，控制系統(tǒng)的顯示器模塊主要完成整機重要運行參數(shù)的顯示、故障自診斷及報警、CAN總線通訊及控制系統(tǒng)所需控制參數(shù)的在線設(shè)定等功能。CAN總線主要是完成各控制器發(fā)送的銑刨機運行狀態(tài)參數(shù)、故障自診斷及報警信息的接收和控制系統(tǒng)中所需設(shè)定參數(shù)的傳遞。顯示模塊采用了圖畫和漢字的顯示方式，取代了傳統(tǒng)電控系統(tǒng)的諸多儀表，使操作者能實時觀察到整機的各重要運行參數(shù)，大大提高了整臺機器的可操作性和人機友好性。