旋挖鉆機及其防掉速控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種旋挖鉆機及其防掉速控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：包括發(fā)動機、第一主泵、第二主泵、副泵、主泵多路閥、副泵多路閥和主卷揚馬達，其中，發(fā)動機通過聯(lián)軸器與第一主泵、第二主泵和副泵相連接；第一主泵和第二主泵通過管路與主泵多路閥相連，主泵多路閥通過管路與主卷揚馬達相連；副泵通過管路與副泵多路閥相連，副泵多路閥通過管路與主卷揚馬達相連。本實用新型在發(fā)動機沒有掉速時，主泵功率閥單獨起作用，控制泵功率；在發(fā)動機掉速時，利用電磁閥對主泵和副泵進行時差控制，主泵多路閥先打開，副泵多路閥后打開，從而減少了發(fā)動機啟動瞬間的負載扭矩，同時減少了液壓系統(tǒng)的沖擊，提高了旋挖鉆機主卷提升過程中的穩(wěn)定性。
【專利說明】
旋挖鉆機及其防掉速控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及工程機械領(lǐng)域，特別涉及一種旋挖鉆機及其防掉速控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在工程機械液壓系統(tǒng)中，尤其在旋挖鉆機系統(tǒng)中，旋挖鉆機鉆頭鉆桿質(zhì)量大，起升慣性大，在主卷揚提升過程中只有克服了這種慣性才能完成主卷揚提升動作。主卷揚的提升依靠主卷揚馬達提供動力，在提升開始的瞬間由于鉆頭、鉆桿所產(chǎn)生的大慣性，主卷揚馬達的壓力有一個較大波動，一段時間后才趨向平緩，而主卷揚馬達是由主栗和副栗提供動力，尤其是主卷揚“快速”提升動作時，主栗和副栗同時為主卷揚馬達提供動力。因此，在主卷揚“快速”提升動作開始的瞬間，主栗和副栗的壓力與主卷揚馬達的壓力一樣產(chǎn)生了一個較大波動，一段時間后才趨向平緩，這樣就造成了主栗和副栗的總功率有了一個較大的突變，如若不對主栗的功率加以限制，主栗和副栗的吸收功率將大于發(fā)動機功率，發(fā)動機會出現(xiàn)掉速，若發(fā)動機掉速超過某一范圍，發(fā)動機將會出現(xiàn)熄火現(xiàn)象，這對旋挖鉆機鉆孔作業(yè)及發(fā)動機壽命產(chǎn)生很大影響，嚴重時會威脅到人的生命安全。
[0003]現(xiàn)有極限載荷控制技術(shù)主要根據(jù)發(fā)動機的目標轉(zhuǎn)速與實際轉(zhuǎn)速的差值，對變量栗的功率進行控制，使變量栗的輸入功率小于發(fā)動機的輸出功率，從而實現(xiàn)發(fā)動機的掉速控制。
[0004]現(xiàn)有極限載荷控制技術(shù)的缺點主要是當檢測到發(fā)動機的目標轉(zhuǎn)速與實際轉(zhuǎn)速的差值達到某一限定值以后，才對變量栗的功率進行控制，這樣的控制方法具有嚴重的滯后性，再加上變量栗的功率控制需要一定的響應(yīng)時間，這就造成了發(fā)動機的轉(zhuǎn)速出現(xiàn)了掉速一段時間后，再次回到原來轉(zhuǎn)速的現(xiàn)象。這樣的控制方法，雖然解決了發(fā)動機熄火問題，但是在主卷揚提升的開始階段，總是出現(xiàn)掉速現(xiàn)象。這種狀況所出現(xiàn)的頻繁掉速與增速，一方面影響到了發(fā)動機的使用壽命，另一方面造成了液壓系統(tǒng)的沖擊，從而嚴重影響了旋挖鉆機主卷提升過程中的穩(wěn)定性。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]鑒于以上技術(shù)問題，本實用新型提供了一種旋挖鉆機及其防掉速控制系統(tǒng)，能夠有效改善主卷揚快速提升過程中發(fā)動機掉速情況，可以減小液壓系統(tǒng)的沖擊，提高旋挖鉆機作業(yè)工作中的穩(wěn)定性。
[0006]根據(jù)本實用新型的一個方面，提供一種旋挖鉆機防掉速控制系統(tǒng)，包括發(fā)動機、第一主栗、第二主栗、副栗、主栗多路閥、副栗多路閥和主卷揚馬達，其中:
[0007]發(fā)動機通過聯(lián)軸器與第一主栗、第二主栗和副栗相連接;第一主栗和第二主栗通過管路與主栗多路閥相連，主栗多路閥通過管路與主卷揚馬達相連；副栗通過管路與副栗多路閥相連，副栗多路閥通過管路與主卷揚馬達相連;主栗多路閥先打開，副栗多路閥后打開。
[0008]在本實用新型的一個實施例中，所述系統(tǒng)還包括液壓先導手柄和電磁閥，其中:
[0009]主栗多路閥的控制油路通過管路與液壓先導手柄相連;副栗多路閥的控制油路通過管路與電磁閥相連，電磁閥通過管路與液壓先導手柄相連。
[0010]在本實用新型的一個實施例中，所述系統(tǒng)還包括第一計時器、觸發(fā)器和主卷揚快速提升動作按鈕，其中:
[0011]觸發(fā)器分別與第一計時器、主卷揚快速提升動作按鈕和電磁閥連接；
[0012]觸發(fā)器響應(yīng)于主卷揚快速提升動作按鈕有輸出信號，觸發(fā)第一計時器開始計時；并響應(yīng)于第一計時器的計時值達到第一預定時間，觸發(fā)電磁閥導通，以便液壓先導手柄的壓力信號輸出給副栗多路閥，副栗多路閥打開，副栗向主卷揚馬達供油。
[0013]在本實用新型的一個實施例中，所述系統(tǒng)還包括功率比例減壓閥、排量比例減壓閥、功率調(diào)節(jié)器和排量限制調(diào)節(jié)器，其中:
[0014]觸發(fā)器分別與功率比例減壓閥和排量比例減壓閥連接，功率比例減壓閥與功率調(diào)節(jié)器連接，排量比例減壓閥與排量限制調(diào)節(jié)器連接;功率調(diào)節(jié)器分別與第一主栗和第二主栗連接，排量限制調(diào)節(jié)器分別與第一主栗和第二主栗連接。
[0015]在本實用新型的一個實施例中，功率調(diào)節(jié)器為正比例調(diào)節(jié)器或反比例調(diào)節(jié)器;排量限制調(diào)節(jié)器為正比例調(diào)節(jié)器或反比例調(diào)節(jié)器。
[0016]在本實用新型的一個實施例中，所述系統(tǒng)還包括壓力傳感器和第二計時器，其中:
[0017]壓力傳感器安裝于主栗多路閥的控制管路與液壓先導手柄之間的管路上，觸發(fā)器分別與壓力傳感器和第二計時器連接；
[0018]觸發(fā)器響應(yīng)于主卷揚快速提升動作按鈕有輸出信號、且壓力傳感器獲取的壓力值大于預定壓力，觸發(fā)功率比例減壓閥將第一主栗和第二主栗的功率調(diào)節(jié)為最小，并觸發(fā)第二計時器開始計時；
[0019]觸發(fā)器響應(yīng)于第二計時器的計時值達到第二預定時間，觸發(fā)功率比例減壓閥將第一主栗和第二主栗的功率調(diào)節(jié)為初始值。
[0020]在本實用新型的一個實施例中，所述系統(tǒng)還包括第三計時器，其中:
[0021 ]觸發(fā)器與第三計時器連接；
[0022]觸發(fā)器響應(yīng)于主卷揚快速提升動作按鈕有輸出信號、且壓力傳感器獲取的壓力值大于預定壓力，觸發(fā)排量比例減壓閥將第一主栗和第二主栗的排量調(diào)節(jié)為最小，并觸發(fā)第三計時器開始計時；
[0023]觸發(fā)器響應(yīng)于第三計時器的計時值達到第三預定時間，觸發(fā)排量比例減壓閥將第一主栗和第二主栗的排量調(diào)節(jié)為初始值。
[0024]在本實用新型的一個實施例中，所述系統(tǒng)還包括油門踏板，其中:
[0025]觸發(fā)器與油門踏板連接，以從油門踏板的輸出信號獲取發(fā)動機的目標轉(zhuǎn)速。
[0026]在本實用新型的一個實施例中，所述系統(tǒng)還包括發(fā)動機E⑶，其中:
[0027]觸發(fā)器與發(fā)動機ECU連接，發(fā)動機E⑶與發(fā)動機連接；
[0028]觸發(fā)器從發(fā)動機ECU獲取發(fā)動機的實際轉(zhuǎn)速;根據(jù)發(fā)動機的目標轉(zhuǎn)速和實際轉(zhuǎn)速獲取發(fā)動機的當前掉速值;并在當前掉速值大于預定掉速值的狀態(tài)下，將當前掉速值作為反饋信號實時調(diào)節(jié)功率比例電磁閥的輸入信號，以實時調(diào)節(jié)第一主栗和第二主栗的功率。
[0029]根據(jù)本實用新型的另一方面，提供一種旋挖鉆機，包括如上述任一實施例所述的旋挖鉆機防掉速控制系統(tǒng)。
[0030]本實用新型可以解決旋挖鉆機在合流卷揚提升時發(fā)動機由于液壓系統(tǒng)負載過大引起的發(fā)動機嚴重掉速問題，從而減少了發(fā)動機裝機功率，降低了發(fā)動機采購成本;同時減少了液壓系統(tǒng)的沖擊，提高了旋挖鉆機主卷提升過程中的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0031]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0032]圖1為本實用新型旋挖鉆機防掉速控制系統(tǒng)一個實施例的示意圖。
[0033]圖2為本實用新型一個實施例中觸發(fā)器的示意圖。
[0034]圖3為本實用新型另一實施例中觸發(fā)器的示意圖。
[0035]圖4為本實用新型一個實施例中旋挖鉆機主栗的功率曲線示意圖。
【具體實施方式】
[0036]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本實用新型及其應(yīng)用或使用的任何限制?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0037]除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數(shù)字表達式和數(shù)值不限制本實用新型的范圍。
[0038]同時，應(yīng)當明白，為了便于描述，附圖中所示出的各個部分的尺寸并不是按照實際的比例關(guān)系繪制的。
[0039]對于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細討論，但在適當情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當被視為授權(quán)說明書的一部分。
[0040]在這里示出和討論的所有示例中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實施例的其它示例可以具有不同的值。
[0041 ]應(yīng)注意到:相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步討論。
[0042]圖1為本實用新型旋挖鉆機防掉速控制系統(tǒng)一個實施例的示意圖。如圖1所示，所述系統(tǒng)包括主卷揚快速提升動作按鈕2、觸發(fā)器3、第一計時器301、發(fā)動機7、第一主栗8、第二主栗9、副栗10、主栗多路閥13、副栗多路閥14、主卷揚馬達15、液壓先導手柄12和電磁閥16，其中:
[0043]發(fā)動機7通過聯(lián)軸器與第一主栗8、第二主栗9和副栗10相連接;第一主栗8和第二主栗9通過管路與主栗多路閥13相連，主栗多路閥13通過管路與主卷揚馬達15相連;副栗10通過管路與副栗多路閥14相連，副栗多路閥14通過管路與主卷揚馬達15相連。
[0044]主栗多路閥13的控制油路通過管路與液壓先導手柄12相連;副栗多路閥14的控制油路通過管路與電磁閥16相連，電磁閥16通過管路與液壓先導手柄12相連。
[0045]觸發(fā)器3分別與第一計時器301、主卷揚快速提升動作按鈕2和電磁閥16連接。
[0046]觸發(fā)器3響應(yīng)于主卷揚快速提升動作按鈕有輸出信號，觸發(fā)第一計時器301開始計時;觸發(fā)器3響應(yīng)于第一計時器301的計時值達到第一預定時間，觸發(fā)電磁閥16導通，以便液壓先導手柄12的壓力信號輸出給副栗多路閥14，副栗多路閥14打開，副栗10向主卷揚馬達15供油。
[0047]基于本實用新型上述實施例提供的旋挖鉆機防掉速控制系統(tǒng)，在發(fā)動機沒有掉速時，主栗功率閥單獨起作用，控制栗功率;在發(fā)動機掉速時，利用電磁閥對主栗和副栗進行時差控制，主栗多路閥先打開，副栗多路閥后打開，從而減少了發(fā)動機啟動瞬間的負載扭矩，解決了旋挖鉆機在合流卷揚提升時發(fā)動機由于液壓系統(tǒng)負載過大引起的發(fā)動機嚴重掉速問題，減少了發(fā)動機裝機功率，降低了發(fā)動機采購成本；同時減少了液壓系統(tǒng)的沖擊，提高了旋挖鉆機主卷提升過程中的穩(wěn)定性。
[0048]在本實用新型的一個實施例中，如圖1所示，所述系統(tǒng)還可以包括壓力傳感器11、第二計時器302、第三計時器303、功率比例減壓閥5、排量比例減壓閥17、功率調(diào)節(jié)器6和排量限制調(diào)節(jié)器18，其中:
[0049]觸發(fā)器3分別與功率比例減壓閥5和排量比例減壓閥17連接，功率比例減壓閥5與功率調(diào)節(jié)器6連接，排量比例減壓閥17與排量限制調(diào)節(jié)器18連接;功率調(diào)節(jié)器6分別與第一主栗8和第二主栗9連接，排量限制調(diào)節(jié)器18分別與第一主栗8和第二主栗9連接。
[0050]壓力傳感器11安裝于主栗多路閥13的控制管路與液壓先導手柄12之間的管路上；觸發(fā)器3分別與壓力傳感器11、第二計時器302和第三計時器303連接。
[0051]壓力傳感器11，用于獲取主栗多路閥13的先導油路的控制壓力信號。
[0052]在本實用新型一個實施例中，也可以采用壓力開關(guān)來代替壓力傳感器11實現(xiàn)相關(guān)功能。
[0053]響應(yīng)于主卷揚快速提升動作按鈕2有輸出信號，觸發(fā)器3還可以用于判斷壓力傳感器11獲取的控制壓力值是否大于預定壓力;若所述控制壓力值大于預定壓力，則觸發(fā)功率比例減壓閥5將第一主栗8和第二主栗9的功率調(diào)節(jié)為最小，并觸發(fā)第二計時器302開始計時;觸發(fā)器還響應(yīng)于第二計時器302的計時值達到第二預定時間，觸發(fā)功率比例減壓閥5將第一主栗8和第二主栗9的功率調(diào)節(jié)為初始值。
[0054]在進行栗功率調(diào)節(jié)的同時，響應(yīng)于主卷揚快速提升動作按鈕2有輸出信號，觸發(fā)器3還用于判斷壓力傳感器11獲取的控制壓力值是否大于預定壓力;若所述控制壓力值大于預定壓力，則觸發(fā)排量比例減壓閥17將第一主栗8和第二主栗9的排量調(diào)節(jié)為最小，并觸發(fā)第三計時器303開始計時；觸發(fā)器還響應(yīng)于第三計時器303的計時值達到第三預定時間，觸發(fā)排量比例減壓閥17將第一主栗8和第二主栗9的排量調(diào)節(jié)為初始值。
[0055]在本實用新型的一個實施例中，功率調(diào)節(jié)器6可以為正比例調(diào)節(jié)器或反比例調(diào)節(jié)器。
[0056]在本實用新型的一個具體示例中，若功率調(diào)節(jié)器6為反比例調(diào)節(jié)器，則在所述控制壓力值大于預定壓力時，觸發(fā)器3具體用于將功率比例減壓閥5的輸出電流信號瞬間調(diào)節(jié)到最大值，由于功率調(diào)節(jié)器6是一個反比例調(diào)節(jié)器，也就是將第一主栗8和第二主栗9的功率調(diào)節(jié)至最小;將功率比例減壓閥5的輸出電流信號在最大值處進行延時；之后，將功率比例減壓閥5的輸出電流信號經(jīng)過斜坡后回到初始設(shè)定電流值。
[0057]在本實用新型的另一具體示例中，若功率調(diào)節(jié)器6為正比例調(diào)節(jié)器，則在所述控制壓力值大于預定壓力時，觸發(fā)器3具體用于將功率比例減壓閥5的輸出電流信號瞬間調(diào)節(jié)到最小值，由于功率調(diào)節(jié)器6是一個正比例調(diào)節(jié)器，也就是將第一主栗8和第二主栗9的功率調(diào)節(jié)至最小;將功率比例減壓閥5的輸出電流信號在最小值處進行延時；之后，將功率比例減壓閥5的輸出電流信號經(jīng)過斜坡后回到初始設(shè)定電流值。
[0058]在本實用新型的一個具體實施例中，功率比例減壓閥5的初始設(shè)定電流值可以為200mAο
[0059]在本實用新型的一個實施例中，排量限制調(diào)節(jié)器18可以為正比例調(diào)節(jié)器或反比例調(diào)節(jié)器。
[0060]在本實用新型的一個具體示例中，若排量限制調(diào)節(jié)器18為反比例調(diào)節(jié)器，則在所述控制壓力值大于預定壓力時，觸發(fā)器3具體用于將排量比例減壓閥17的輸出電流信號瞬間調(diào)節(jié)到最大值，由于排量限制調(diào)節(jié)器18是一個反比例調(diào)節(jié)器，也就是將第一主栗8和第二主栗9的排量調(diào)節(jié)至最??；將排量比例減壓閥17的輸出電流信號在最大值處進行延時；之后，將排量比例減壓閥17的輸出電流信號經(jīng)過斜坡后回到初始設(shè)定電流值。
[0061]在本實用新型的另一具體示例中，若排量限制調(diào)節(jié)器18為正比例調(diào)節(jié)器，則在所述控制壓力值大于預定壓力時，觸發(fā)器3具體用于將排量比例減壓閥17的輸出電流信號瞬間調(diào)節(jié)到最小值，由于排量限制調(diào)節(jié)器18是一個正比例調(diào)節(jié)器，也就是將第一主栗8和第二主栗9的排量調(diào)節(jié)至最??；將排量比例減壓閥17的輸出電流信號在最小值處進行延時；之后，將排量比例減壓閥17的輸出電流信號經(jīng)過斜坡后回到初始設(shè)定電流值。
[0062]在本實用新型的一個具體實施例中，排量比例減壓閥17的初始設(shè)定電流值可以為800mAο
[0063]本實用新型上述實施例可以利用比例閥對主栗功率閥和主栗排量限制口同時進行排量限制，同時起作用減少主栗排量，由此可以進一步改善主卷揚快速提升過程中發(fā)動機掉速情況，從而進一步減小了液壓系統(tǒng)的沖擊，提高了旋挖鉆機作業(yè)工作中的穩(wěn)定性。
[0064]在本實用新型的一個實施例中，如圖1所示，所述系統(tǒng)還可以包括油門踏板I和發(fā)動機ECU(Electronic Control Unit，電子控制單元)4，其中:
[0065]觸發(fā)器3與油門踏板I連接。
[0066]觸發(fā)器3與發(fā)動機E⑶4連接，發(fā)動機E⑶4與發(fā)動機7連接。
[0067]觸發(fā)器3，用于通過油門踏板I獲得輸出信號，經(jīng)過線性轉(zhuǎn)換后得到發(fā)動機7的目標轉(zhuǎn)速;從與發(fā)動機ECU4連接的CAN總線獲取發(fā)動機7的實際轉(zhuǎn)速;根據(jù)發(fā)動機7的目標轉(zhuǎn)速和實際轉(zhuǎn)速，獲取發(fā)動機7的當前掉速值，其中，當前掉速值為目標轉(zhuǎn)速與實際轉(zhuǎn)速之間的差值;判斷當前掉速值是否大于預定掉速值;并在當前掉速值大于預定掉速值的狀態(tài)下，將當前掉速值作為反饋信號，實時調(diào)節(jié)功率比例減壓閥5的輸入信號，通過PID(比例-積分-微分)的控制方式實時調(diào)節(jié)比例減壓閥5的輸入電流信號，進而控制功率調(diào)節(jié)器6，從而實現(xiàn)實時控制第一主栗8和第二主栗9的輸入功率。
[0068]本實用新型上述實施例通過獲取發(fā)動機的目標轉(zhuǎn)速和實際轉(zhuǎn)速，計算兩者的差值，通過實時PID調(diào)節(jié)功率比例減壓閥的輸入電流值，同時通過減壓閥對主栗正控制口進行排量限制，從而控制主栗輸入功率小于發(fā)動機的輸出功率，以保證發(fā)動機不掉速，在主卷揚快速提升過程中，通過實時監(jiān)測主卷揚快速提升動作按鈕的輸出信號和多路閥一的先導油路的壓力信號，判斷主卷揚快速提升工況，提供一種提前預測、主副栗分時控制的旋挖鉆機極限載荷控制系統(tǒng)。本實用新型能夠有效改善主卷揚快速提升過程中發(fā)動機掉速情況，可以減小液壓系統(tǒng)的沖擊，提高旋挖鉆機作業(yè)工作中的穩(wěn)定性。
[0069]下面通過具體實施例對圖1實施例中的觸發(fā)器3的結(jié)構(gòu)和功能進行詳細介紹。
[0070]圖2為本實用新型一個實施例中觸發(fā)器的示意圖。如圖2所示，圖1中的觸發(fā)器3可以包括設(shè)置模塊31、比較器32、數(shù)據(jù)采集器33和觸發(fā)模塊34，其中:
[0071]比較器分別與設(shè)置模塊31、數(shù)據(jù)采集器33和觸發(fā)模塊34連接;觸發(fā)模塊34與數(shù)據(jù)采集器33連接。
[0072]設(shè)置模塊31，用于設(shè)置功率比例減壓閥5的初始電流值為200mA，如圖4所示，功率比例減壓閥5的初始電流值為最大功率對應(yīng)的電流值;設(shè)置排量比例減壓閥17的初始電流值為800mA，對應(yīng)主栗最大排量;設(shè)置預定掉速值(S卩，用于判斷是否掉速的掉速設(shè)定值)為lOOr/min，此設(shè)定值可以根據(jù)實際情況就行調(diào)節(jié);設(shè)置預定壓力(S卩，用于判斷主卷揚是否開始提升的壓力值)為5bar。
[0073]數(shù)據(jù)采集器33，用于通過與發(fā)動機的電控系統(tǒng)ECU4獲得實際轉(zhuǎn)速，通過油門踏板I的輸出信號進行轉(zhuǎn)換后獲得發(fā)動機7的目標轉(zhuǎn)速，通過壓力傳感器11獲得主栗多路閥13的先導油路的控制壓力信號。
[0074]響應(yīng)于數(shù)據(jù)采集器33采集到主卷揚快速提升動作按鈕2的輸出信號，觸發(fā)模塊34觸發(fā)第一計時器開始計時;并響應(yīng)于第一計時器的計時值達到第一預定時間，觸發(fā)電磁閥導通，以便液壓先導手柄的壓力信號輸出給副栗多路閥，副栗多路閥打開，副栗向主卷揚馬達供油。
[0075]在本實用新型一個實施例中，第一預定時間可以根據(jù)第一主栗8、第二主栗9的響應(yīng)時間進行確定。
[0076]在本實用新型一個具體實施例中，第一預定時間可以為I秒。
[0077]本實用新型上述實施例在發(fā)動機沒有掉速時，主栗功率閥單獨起作用，控制栗功率;在發(fā)動機掉速時，利用電磁閥對主栗和副栗進行時差控制，主栗多路閥先打開，副栗多路閥后打開，從而減少了發(fā)動機啟動瞬間的負載扭矩，解決了旋挖鉆機在合流卷揚提升時發(fā)動機由于液壓系統(tǒng)負載過大引起的發(fā)動機嚴重掉速問題，減少了發(fā)動機裝機功率，降低了發(fā)動機采購成本。
[0078]在本實用新型一個實施例中，若數(shù)據(jù)采集器33采集到壓力傳感器11的輸出信號，則將所述輸出信號(即主栗先導油路的壓力值)發(fā)送給比較器32。比較器32比較主栗先導油路的壓力值是否大于預定壓力。
[0079]觸發(fā)模塊34，用于在比較器32比較主栗先導油路的壓力值大于預定壓力時，觸發(fā)功率比例減壓閥將第一主栗和第二主栗的功率調(diào)節(jié)為最小，并觸發(fā)第二計時器開始計時；觸發(fā)器響應(yīng)于第二計時器的計時值達到第二預定時間，觸發(fā)功率比例減壓閥將第一主栗和第二主栗的功率調(diào)節(jié)為初始值。
[0080]觸發(fā)模塊34，同時還用于在比較器32比較主栗先導油路的壓力值大于預定壓力時，觸發(fā)排量比例減壓閥將第一主栗和第二主栗的排量調(diào)節(jié)為最小，并觸發(fā)第三計時器開始計時；觸發(fā)器響應(yīng)于第三計時器的計時值達到第三預定時間，觸發(fā)排量比例減壓閥將第一主栗和第二主栗的排量調(diào)節(jié)為初始值。
[0081]在本實用新型第一具體實施例中，若功率調(diào)節(jié)器6為反比例調(diào)節(jié)器，響應(yīng)于比較器32比較主栗先導油路的壓力值大于預定壓力，觸發(fā)模塊34用于觸發(fā)功率比例減壓閥5將功率比例減壓閥5的輸出電流信號瞬間調(diào)節(jié)到最大值，也就是將第一主栗8和第二主栗9的功率調(diào)節(jié)至最小，并觸發(fā)第二計時器開始計時；響應(yīng)于第二計時器的計時值達到第二預定時間，觸發(fā)模塊34還用于觸發(fā)功率比例減壓閥5將其輸出電流信號經(jīng)過斜坡后回到初始設(shè)定電流值200mA，如圖4所示。
[0082]在本實用新型第一具體實施例中，若功率調(diào)節(jié)器6為反比例調(diào)節(jié)器，響應(yīng)于比較器32比較主栗先導油路的壓力值大于預定壓力，觸發(fā)模塊34同時還用于觸發(fā)排量比例減壓閥17將其輸出電流信號瞬時調(diào)節(jié)到最大值處，也就是將第一主栗8和第二主栗9的排量調(diào)節(jié)至最小，并觸發(fā)第三計時器開始計時；響應(yīng)于第三計時器的計時值達到第三預定時間，觸發(fā)模塊34還用于觸發(fā)排量比例減壓閥17將其輸出電流信號經(jīng)過斜坡后回到初始設(shè)定電流值800mA，如圖4所示。
[0083]在本實用新型第二具體實施例中，若功率調(diào)節(jié)器6為正比例調(diào)節(jié)器，響應(yīng)于比較器32比較主栗先導油路的壓力值大于預定壓力，觸發(fā)模塊34用于觸發(fā)功率比例減壓閥5將功率比例減壓閥5的輸出電流信號瞬間調(diào)節(jié)到最小，也就是將第一主栗8和第二主栗9的功率調(diào)節(jié)至最小，并觸發(fā)第二計時器開始計時；響應(yīng)于第二計時器的計時值達到第二預定時間，觸發(fā)模塊34還用于觸發(fā)功率比例減壓閥5將其輸出電流信號經(jīng)過斜坡后回到初始設(shè)定電流值200mA，如圖4所示。
[0084]在本實用新型第二具體實施例中，若功率調(diào)節(jié)器6為正比例調(diào)節(jié)器，響應(yīng)于比較器32比較主栗先導油路的壓力值大于預定壓力，觸發(fā)模塊34同時還用于觸發(fā)排量比例減壓閥17將其輸出電流信號瞬時調(diào)節(jié)到最小值處，也就是將第一主栗8和第二主栗9的排量調(diào)節(jié)至最小，并觸發(fā)第三計時器開始計時；響應(yīng)于第三計時器的計時值達到第三預定時間，觸發(fā)模塊34還用于觸發(fā)排量比例減壓閥17將其輸出電流信號經(jīng)過斜坡后回到初始設(shè)定電流值800mA，如圖4所示。
[0085]本實用新型上述實施例可以利用比例閥對主栗功率閥和主栗排量限制口同時進行排量限制，同時起作用減少主栗排量;本實用新型上述實施例具有算法簡單、響應(yīng)快、實時性強、易于實現(xiàn)等優(yōu)點。由此本實用新型上述實施例可以進一步改善主卷揚快速提升過程中發(fā)動機掉速情況，從而進一步減小了液壓系統(tǒng)的沖擊，提高了旋挖鉆機作業(yè)工作中的穩(wěn)定性。
[0086]圖3為本實用新型另一實施例中觸發(fā)器的示意圖。與圖2所示實施例相比，在圖3所示實施例中，所述觸發(fā)器還可以包括計算器35，其中:
[0087]計算器35分別與比較器32和數(shù)據(jù)采集器33連接。
[0088]數(shù)據(jù)采集器33，用于通過油門踏板I獲得輸出信號，經(jīng)過線性轉(zhuǎn)換后得到發(fā)動機7的目標轉(zhuǎn)速;觸發(fā)器3通過與發(fā)動機的電控系統(tǒng)ECU4連接的CAN總線獲得發(fā)動機7的實際轉(zhuǎn)速。
[0089]計算器35，用于計算當前掉速值，當前掉速值為目標轉(zhuǎn)速與實際轉(zhuǎn)速之間的差值。
[0090 ]比較器32，用于將當前掉速值與掉速設(shè)定值100r/min進行比較。
[0091]響應(yīng)于當前掉速值大于掉速設(shè)定值，觸發(fā)模塊34用于觸發(fā)功率比例電磁閥將當前掉速值作為反饋信號實時調(diào)節(jié)功率比例電池閥的輸入信號，以實時調(diào)節(jié)第一主栗和第二主栗的功率。
[0092]本實用新型上述實施例通過獲取發(fā)動機的目標轉(zhuǎn)速和實際轉(zhuǎn)速，計算兩者的差值，通過實時PID調(diào)節(jié)功率比例減壓閥的輸入電流值，從而控制主栗輸入功率小于發(fā)動機的輸出功率，以保證發(fā)動機不掉速，在主卷揚快速提升過程中，通過實時監(jiān)測主卷揚快速提升動作按鈕的輸出信號和多路閥一的先導油路的壓力信號，判斷主卷揚快速提升工況，提供一種提前預測、主副栗分時控制的旋挖鉆機極限載荷控制系統(tǒng)。本實用新型能夠有效改善主卷揚快速提升過程中發(fā)動機掉速情況，可以減小液壓系統(tǒng)的沖擊，提高旋挖鉆機作業(yè)工作中的穩(wěn)定性。
[0093]根據(jù)本實用新型的另一方面，提供一種旋挖鉆機，包括如上述任一實施例(例如圖1-圖3中任一項實施例)所述的旋挖鉆機防掉速控制系統(tǒng)。
[0094]本實用新型上述實施例首先同時對主栗功率調(diào)節(jié)器和正控制調(diào)節(jié)器同時進行調(diào)節(jié)，突破了現(xiàn)有系統(tǒng)只對功率調(diào)節(jié)閥進行調(diào)節(jié)的限制;其次，本實用新型上述實施例采用壓力傳感器(或者壓力開關(guān))檢測旋挖鉆機主卷提升工況，是一種針對提升工況特有的極限載荷控制方式；最后在控制思想上，本實用新型上述實施例采用了主栗分別延時和主栗控制電流延時的方法，解決了重荷負載下發(fā)動機掉速問題。
[0095]本實用新型上述實施例通過獲取發(fā)動機的目標轉(zhuǎn)速和實際轉(zhuǎn)速，計算兩者的差值，通過實時PID調(diào)節(jié)功率比例減壓閥的輸入電流值，同時通過減壓閥對主栗正控制口進行排量限制，從而控制主栗輸入功率小于發(fā)動機的輸出功率，以保證發(fā)動機不掉速，在主卷揚快速提升過程中，通過實時監(jiān)測主卷揚快速提升動作按鈕的輸出信號和多路閥一的先導油路的壓力信號，判斷主卷揚快速提升工況，提供一種提前預測、主副栗分時控制的旋挖鉆機極限載荷控制方法。本實用新型能夠有效改善主卷揚快速提升過程中發(fā)動機掉速情況，可以減小液壓系統(tǒng)的沖擊，提高旋挖鉆機作業(yè)工作中的穩(wěn)定性，凡采用等同替換或等效變換控制形成的極限載荷控制系統(tǒng)，均落在本實用新型要求的保護范圍內(nèi)。
[0096]至此，已經(jīng)詳細描述了本實用新型。為了避免遮蔽本實用新型的構(gòu)思，沒有描述本領(lǐng)域所公知的一些細節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)上面的描述，完全可以明白如何實施這里公開的技術(shù)方案。
[0097]本實用新型的描述是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本實用新型限于所公開的形式。很多修改和變化對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯然的。選擇和描述實施例是為了更好說明本實用新型的原理和實際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本實用新型從而設(shè)計適于特定用途的帶有各種修改的各種實施例。
【主權(quán)項】
1.一種旋挖鉆機防掉速控制系統(tǒng)，其特征在于，包括發(fā)動機、第一主栗、第二主栗、副栗、主栗多路閥、副栗多路閥和主卷揚馬達，其中: 發(fā)動機通過聯(lián)軸器與第一主栗、第二主栗和副栗相連接;第一主栗和第二主栗通過管路與主栗多路閥相連，主栗多路閥通過管路與主卷揚馬達相連；副栗通過管路與副栗多路閥相連，副栗多路閥通過管路與主卷揚馬達相連;主栗多路閥先打開，副栗多路閥后打開。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括液壓先導手柄和電磁閥，其中: 主栗多路閥的控制油路通過管路與液壓先導手柄相連;副栗多路閥的控制油路通過管路與電磁閥相連，電磁閥通過管路與液壓先導手柄相連。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括第一計時器、觸發(fā)器和主卷揚快速提升動作按鈕，其中: 觸發(fā)器分別與第一計時器、主卷揚快速提升動作按鈕和電磁閥連接； 觸發(fā)器響應(yīng)于主卷揚快速提升動作按鈕有輸出信號，觸發(fā)第一計時器開始計時；并響應(yīng)于第一計時器的計時值達到第一預定時間，觸發(fā)電磁閥導通，以便液壓先導手柄的壓力信號輸出給副栗多路閥，副栗多路閥打開，副栗向主卷揚馬達供油。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括功率比例減壓閥、排量比例減壓閥、功率調(diào)節(jié)器和排量限制調(diào)節(jié)器，其中: 觸發(fā)器分別與功率比例減壓閥和排量比例減壓閥連接，功率比例減壓閥與功率調(diào)節(jié)器連接，排量比例減壓閥與排量限制調(diào)節(jié)器連接;功率調(diào)節(jié)器分別與第一主栗和第二主栗連接，排量限制調(diào)節(jié)器分別與第一主栗和第二主栗連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于， 功率調(diào)節(jié)器為正比例調(diào)節(jié)器或反比例調(diào)節(jié)器； 排量限制調(diào)節(jié)器為正比例調(diào)節(jié)器或反比例調(diào)節(jié)器。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括壓力傳感器和第二計時器，其中: 壓力傳感器安裝于主栗多路閥的控制管路與液壓先導手柄之間的管路上，觸發(fā)器分別與壓力傳感器和第二計時器連接； 觸發(fā)器響應(yīng)于主卷揚快速提升動作按鈕有輸出信號、且壓力傳感器獲取的壓力值大于預定壓力，觸發(fā)功率比例減壓閥將第一主栗和第二主栗的功率調(diào)節(jié)為最小，并觸發(fā)第二計時器開始計時； 觸發(fā)器響應(yīng)于第二計時器的計時值達到第二預定時間，觸發(fā)功率比例減壓閥將第一主栗和第二主栗的功率調(diào)節(jié)為初始值。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括第三計時器，其中: 觸發(fā)器與第三計時器連接； 觸發(fā)器響應(yīng)于主卷揚快速提升動作按鈕有輸出信號、且壓力傳感器獲取的壓力值大于預定壓力，觸發(fā)排量比例減壓閥將第一主栗和第二主栗的排量調(diào)節(jié)為最小，并觸發(fā)第三計時器開始計時； 觸發(fā)器響應(yīng)于第三計時器的計時值達到第三預定時間，觸發(fā)排量比例減壓閥將第一主栗和第二主栗的排量調(diào)節(jié)為初始值。8.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括油門踏板，其中: 觸發(fā)器與油門踏板連接，以從油門踏板的輸出信號獲取發(fā)動機的目標轉(zhuǎn)速。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括發(fā)動機ECU，其中: 觸發(fā)器與發(fā)動機ECU連接，發(fā)動機ECU與發(fā)動機連接； 觸發(fā)器從發(fā)動機ECU獲取發(fā)動機的實際轉(zhuǎn)速;根據(jù)發(fā)動機的目標轉(zhuǎn)速和實際轉(zhuǎn)速獲取發(fā)動機的當前掉速值;并在當前掉速值大于預定掉速值的狀態(tài)下，將當前掉速值作為反饋信號實時調(diào)節(jié)功率比例電磁閥的輸入信號，以實時調(diào)節(jié)第一主栗和第二主栗的功率。10.—種旋挖鉆機，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-9中任一項所述的旋挖鉆機防掉速控制系統(tǒng)。
【文檔編號】E21B7/00GK205527473SQ201620157721
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月2日
【發(fā)明人】黃飛, 肖剛, 劉娜
【申請人】徐工集團工程機械有限公司