專利名稱：一種液壓挖掘機(jī)鏟斗運(yùn)動的控制方法及控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液壓挖掘機(jī)，具體涉及一種控制液壓挖掘機(jī)鏟斗運(yùn)動的方法及控制裝置。
背景技術(shù)：
挖掘機(jī)的主要目的是從地表上采掘物料并轉(zhuǎn)移到卸料點，卸料后再轉(zhuǎn)回挖掘地點，重復(fù)進(jìn)行。目前普遍使用的挖掘機(jī)是液壓挖掘機(jī)，具有施工機(jī)動靈活、效率高的優(yōu)點，因而被廣泛應(yīng)用于房屋建筑的地基開挖及完工后的清理、城市管道鋪設(shè)、農(nóng)田水利建設(shè)等場合。
液壓挖掘機(jī)一般由工作裝置、回轉(zhuǎn)裝置、行走裝置和液壓控制裝置等幾部分組成，所述工作裝置是直接完成挖掘任務(wù)的裝置，由分鉸接構(gòu)成，而回轉(zhuǎn)裝置和行走裝置是液壓挖掘機(jī)的機(jī)體，工作裝置轉(zhuǎn)接于回轉(zhuǎn)裝置上，回轉(zhuǎn)裝置固定于行走裝置的底架上。
大多數(shù)大中型單斗液壓挖掘機(jī)都只配帶有鏟斗而不配帶推土鏟，進(jìn)而使液壓挖掘機(jī)在作業(yè)過程中還經(jīng)常需要承擔(dān)平整地面的任務(wù)，這一地面平整作業(yè)的質(zhì)量好壞完全取決于操作者的技術(shù)水平髙低，另外在挖溝時，溝底的平整程度也取決于操作者的操控技術(shù)水平髙低，這是由于挖掘機(jī)鏟斗挖掘的深度或者是平整地面時的按壓力，均完全由操作者手動控制挖掘機(jī)的動臂、斗桿及鏟斗之間的組合運(yùn)動距離來實現(xiàn)，而該各個工作裝置的運(yùn)動距離是由對控制各部分的液壓油缸的給油量來決定，手動操控控制桿的技術(shù)水平直接影響到鏟斗平整地面或是挖掘溝底的平整度。
如上所述，由于對動臂、斗桿、鏟斗三部分的控制需要手動操控各個液壓桿，三者的組合動作完成對鏟斗作業(yè)的控制，操作復(fù)雜，依靠操作者的手動操作不可避免的會產(chǎn)生誤差，不夠精確，從而導(dǎo)致溝底或是場地的平整程度無法滿足施工的要求，最終影響了施工的質(zhì)量。因而，如果能對液壓挖掘機(jī)鏟斗實現(xiàn)水平運(yùn)動控制，使得原本復(fù)雜的操作程序變得簡單化，提髙平整操作的精確度，即可確保施工的質(zhì)量，省去了推土鏟的設(shè)置，降低施工成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種液壓挖掘機(jī)鏟斗運(yùn)動的控制方法及控制裝置，通過 采用該方法及控制裝置，簡化挖掘機(jī)鏟斗水平運(yùn)動的操作，便于操作者的施工 操作，提高了施工質(zhì)量，且降低了對人工操作技術(shù)的要求及整個施工成本。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種液壓挖掘機(jī)鏟斗運(yùn)動的 控制方法，包括下列步驟
(1) 經(jīng)傳感器測得當(dāng)前工作裝置動臂、斗桿、鏟斗各部分之間的鉸接夾角
值；
(2) 將步驟(l)中獲得的夾角值輸入帶有程序的可編程控制器，計算出使鏟 斗保持水平移動需要的各個工作裝置移動距離值；
(3) 根據(jù)步驟(2)中計算出的移動距離值，換算出控制各個工作裝置移動距 離的油缸的供給油量，并輸送至各個工作裝置；
(4) 重復(fù)步驟(l)，直至完成水平作業(yè)。
上述技術(shù)方案中，通過設(shè)置在不同位置上的角度傳感器(動臂、斗桿、鏟 斗)檢測當(dāng)前挖掘機(jī)工作裝置的之間的夾角信號，通過收集到的夾角信息，由 帶有程序的可編程控制器根據(jù)預(yù)先存儲在內(nèi)的程序判斷挖掘機(jī)鏟斗的工作位 置，并計算出各個工作裝置將要移動的距離，而各工作裝置是由控制各部分的 油缸所驅(qū)動的，因而控制器再將步驟(2)中獲得的移動距離值換算成具體各部分 油缸活塞桿運(yùn)動需要的油量，以實現(xiàn)鏟斗的水平作業(yè)。
為實現(xiàn)上述控制方法的一種控制裝置的技術(shù)方案是包括角度傳感器、帶 有軟件程序的可編程控制器以及控制各個工作裝置油缸油量的比例閥，所述角 度傳感器包括設(shè)置于挖掘機(jī)動臂上的動臂傳感器、設(shè)置于斗桿上的斗桿傳感器 及設(shè)置于鏟斗上鏟斗傳感器，各個傳感器的信號輸出端與所述帶有軟件程序的 可編程控制器連接，該控制器的輸出端與各個控制油量的所述比例閥連接。
上述技術(shù)方案中，所述帶有軟件程序的可編程控制器為微型計算機(jī)、單片 機(jī)及PLC中的一種。
上述技術(shù)方案中，所述比例閥為電控比例閥或液控比例閥中的一種。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的另一種技術(shù)方案是一種液壓挖掘機(jī)鏟斗 運(yùn)動的控制方法，包括下列步驟
(1) 經(jīng)傳感器測得當(dāng)前工作裝置動臂、斗桿、鏟斗各部分上油缸活塞桿的 長度信號值；
(2) 將步驟(l)中獲得的長度信號值輸入帶有程序的可編程控制器，計算出 保持鏟斗水平運(yùn)動所需的油缸活塞桿長度變化值；
(3) 根據(jù)步驟(2)中計算出的變化值，換算出控制各個工作裝置移動距離的 油缸的供給油量，并輸送至各個工作裝置；
(4) 重復(fù)步驟(l)，直至完成水平作業(yè)。
上述技術(shù)方案中，通過設(shè)置于工作裝置(動臂、斗桿、鏟斗)各個油缸上 的長度傳感器，收集工作裝置各部分油缸活塞桿的長度信號，由帶有程序的可 編程控制器根據(jù)預(yù)先存儲在內(nèi)的程序計算出保持鏟斗水平運(yùn)動所需的油缸活 塞桿長度變化值，進(jìn)而得到每個油缸(動臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸)所需 的油量，以此來實現(xiàn)伊斗的水平運(yùn)動。
為實現(xiàn)上述控制方法的一種控制裝置的技術(shù)方案是包括長度傳感器、帶 有軟件程序的可編程控制器以及控制各個工作裝置油缸油量的比例閥，所述長 度傳感器包括設(shè)置于挖掘機(jī)動臂油缸上的動臂傳感器、設(shè)置于斗桿油缸上的斗 桿傳感器及設(shè)置于鏟斗油缸上鏟斗傳感器，各個傳感器的信號輸出端與所述帶 有軟件程序的可編程控制器連接，該控制器的輸出端與各個控制油量的所述比 例閥連接。
上述技術(shù)方案中，所述帶有軟件程序的可編程控制器為微型計算機(jī)、單片 機(jī)及PLC中的一種。
上述技術(shù)方案中，所述比例閥為電控比例閥或液控比例閥中的一種。 由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點 1.本發(fā)明通過在挖掘機(jī)的動臂、斗桿、鏟斗各工作裝置上設(shè)置角度傳感 器，檢測各個工作裝置之間的夾角信號，由帶有軟件程序的可編程控制器判斷 工作裝置的位置，并計算出保持鏟斗水平運(yùn)動油缸活塞桿運(yùn)動的距離，隨后換 算出三組油缸分別所需的供給油量，由比例閥控制給出，從而完成鏟斗的水平 運(yùn)動，與以往僅憑借操作人員經(jīng)驗手動操業(yè)，在對地面平整或挖掘溝槽時，操
6作更為方便，且作業(yè)的精準(zhǔn)度更高，進(jìn)而降低了對操作人員的技術(shù)要求，省去 了添加推土鏟的投入成本；
2.還可以通過在各個油缸上安裝長度傳感器，檢測動臂、斗桿、鏟斗各 個油缸活塞桿的長度信號，由帶有軟件程序的可編程控制器計算出保持鏟斗水 平運(yùn)動所需的油缸活塞桿長度變化值，再換算成油量供給值，由比例閥按量送 于各個油缸，實現(xiàn)鏟斗的水平運(yùn)動，同樣以自動計算供油的方式完成對鏟斗運(yùn) 動的控制，與手動操作相比，提高了作業(yè)精度，簡化了作業(yè)難度。


圖1是本發(fā)明實施例一的使用狀態(tài)示意圖。
其中1、動臂；2、斗桿；3、鏟斗；4、動臂傳感器；5、斗桿傳感器；6、 鏟斗傳感器；7、動臂油缸；8、斗桿油缸；9、鏟斗油缸。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述-
實施例一 一種液壓挖掘機(jī)鏟斗運(yùn)動的控制方法，包括下列步驟
(1) 經(jīng)傳感器測得當(dāng)前工作裝置動臂1、斗桿2、鏟斗3各部分之間的鉸接 夾角值；
(2) 將步驟(l)中獲得的夾角值輸入帶有程序的可編程控制器，計算出使鏟 斗保持水平移動需要的各個工作裝置移動距離值；
(3) 根據(jù)步驟(2)中計算出的移動距離值，換算出控制各個工作裝置移動距 離的油缸的供給油量，并輸送至各個工作裝置
(4) 重復(fù)步驟(l)，直至完成水平作業(yè)。
參見圖l所示，為實現(xiàn)上述控制方法，其控制裝置為包括角度傳感器、 帶有軟件程序的可編程控制器以及控制各個工作裝置油缸油量的比例閥，所述 角度傳感器包括設(shè)置于挖掘機(jī)動臂1上的動臂傳感器4、設(shè)置于斗桿2上的斗 桿傳感器5及設(shè)置于鏟斗3上鏟斗傳感器6，各個傳感器的信號輸出端與所述 帶有軟件程序的可編程控制器連接，該控制器的輸出端與各個控制油量的所述 比例閥連接。其中，所述帶有軟件程序的可編程控制器為微機(jī)處理器，所述比例閥采用 電控比例閥。在施工過程中，首先通過安裝在挖擁機(jī)的動臂1、斗桿2及鏟斗 3上的三個角度傳感器獲取工作裝置之間的夾角值，將上述信號值傳送至安裝 于駕駛室內(nèi)的微機(jī)處理器中，處理器判斷出各工作裝置的位置，計算出要使鏟 斗3水平運(yùn)動各油缸活塞桿伸縮距離，再換算成液壓挖掘機(jī)的動臂油缸7、斗 桿油缸8及鏟斗油缸9所需的油量，發(fā)送給每一電控比例閩，比例閥按需定量 給三組油缸供油，從而實現(xiàn)鏟斗3的水平運(yùn)動。
實施例二 一種液壓挖掘機(jī)鏟斗運(yùn)動的控制方法，包括下列步驟
(1) 經(jīng)傳感器測得當(dāng)前工作裝置動臂1、斗桿2、鏟斗3各部分上油缸活塞 桿的長度信號值；
(2) 將步驟(l)中獲得的長度信號值輸入帶有程序的可編程控制器，計算出 保持鏟斗水平運(yùn)動所需的油缸活塞桿長度變化值；
(3) 根據(jù)步驟(2)中計算出的變化值，換算出控制各個工作裝置移動距離的 油缸的供給油量，并輸送至各個工作裝置
(4) 重復(fù)步驟(l),直至完成水平作業(yè)。
為實現(xiàn)上述控制方法，其控制裝置為包括長度傳感器、帶有軟件程序的 可編程控制器以及控制各個工作裝置油缸油量的比例閥，所述長度傳感器包括 設(shè)置于挖掘機(jī)動臂油缸上的動臂傳感器、設(shè)置于斗桿油缸上的斗桿傳感器及設(shè) 置于薩斗油缸上鏟斗傳感器，各個傳感器的信號輸出端與所述帶有軟件程序的 可編程控制器連接，該控制器的輸出端與各個控制油量的所述比例閥連接。
本實施例中，所述帶有軟件程序的可編程控制器為單片機(jī)(或是PLC)， 所述比例閥采用液控比例閥。使用時，通過設(shè)置于工作裝置(動臂、斗桿、鏟 斗)各個油缸上的長度傳感器，收集工作裝置各部分油缸活塞桿的長度信號， 由帶有程序的可編程控制器根據(jù)預(yù)先存儲在內(nèi)的程序計算出保持鏟斗水平運(yùn) 動所需的油缸活塞桿長度變化值，進(jìn)而得到每個油缸(動臂油缸、斗桿油缸、 鏟斗油缸)所需的油量，以此來實現(xiàn)鏟斗的水平運(yùn)動。
權(quán)利要求
1. 一種液壓挖掘機(jī)鏟斗運(yùn)動的控制方法，包括下列步驟(1)經(jīng)傳感器測得當(dāng)前工作裝置動臂(1)、斗桿(2)、鏟斗(3)各部分之間的鉸接夾角值；(2)將步驟(1)中獲得的夾角值輸入帶有程序的可編程控制器，計算出使鏟斗(3)保持水平移動需要的各個工作裝置移動距離值；(3)根據(jù)步驟(2)中計算出的移動距離值，換算出控制各個工作裝置移動距離的油缸的供給油量，并輸送至各個工作裝置；(4)重復(fù)步驟(1)，直至完成水平作業(yè)。
2. —種液壓挖掘機(jī)鏟斗運(yùn)動的控制方法，包括下列步驟(1) 經(jīng)傳感器測得當(dāng)前工作裝置動臂(l)、斗桿(2)、鏟斗(3)各部分上油缸活 塞桿的長度信號值；(2) 將步驟(l)中獲得的長度信號值輸入帶有程序的可編程控制器，計算出 保持鏟斗(3)水平運(yùn)動所需的油缸活塞桿長度變化值；(3) 根據(jù)步驟(2)中計算出的變化值，換算出控制各個工作裝置移動距離的 油缸的供給油量，并輸送至各個工作裝置；(4) 重復(fù)步驟(l)，直至完成水平作業(yè)。
3. 實現(xiàn)權(quán)利要求l控制方法的控制裝置，其特征在于包括角度傳感器、 帶有軟件程序的可編程控制器以及控制各個工作裝置油缸油量的比例閥，所述 角度傳感器包括設(shè)置于挖掘機(jī)動臂(1)上的動臂傳感器(4)、設(shè)置于斗桿(2)上的斗 桿傳感器(5)及設(shè)置于鏟斗(3)上鏟斗傳感器(6)，各個傳感器的信號輸出端與所述帶有軟件程序的可編程控制器連接，該控制器的輸出端與各個控制油量的所述 比例閥連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的液壓挖掘機(jī)鏟斗運(yùn)動的控制裝置，其特征在于 所述帶有軟件程序的可編程控制器為微型計算機(jī)、單片機(jī)及PLC中的一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種液壓挖掘機(jī)鏟斗水平運(yùn)動的控制裝置，其 特征在于所述比例閥為電控比例閥或液控比例閥中的一種。
6. 實現(xiàn)權(quán)利要求2控制方法的控制裝置，其特征在于包括長度傳感器、 帶有軟件程序的可編程控制器以及控制各個工作裝置油缸油量的比例閥，所述 長度傳感器包括設(shè)置于挖掘機(jī)動臂油缸(7)上的動臂傳感器鵬、設(shè)置于斗桿油缸(8)上的斗桿傳感器(U)及設(shè)置于鏟斗油缸(9)上鏟斗傳感器⑩，各個傳感器的信號 輸出端與所述帶有軟件程序的可編程控制器連接，該控制器的輸出端與各個控 制油量的所述比例閥連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的液壓挖掘機(jī)鏟斗運(yùn)動的控制裝置，其特征在于 所述帶有軟件程序的可編程控制器為微型計算機(jī)、單片機(jī)及PLC中的一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種液壓挖掘機(jī)鏟斗水平運(yùn)動的控制裝置，其 特征在于所述比例閥為電控比例閥或液控比例閥中的一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液壓挖掘機(jī)鏟斗運(yùn)動的控制方法，其步驟包括(1)經(jīng)傳感器測得工作裝置各部分間的夾角值或活塞桿長度值；(2)將值輸入帶有程序的可編程控制器，計算出使鏟斗保持水平移動需要的各個工作裝置移動距離值；(3)換算出各個油缸的供給油量，并輸送至各個工作裝置；(4)重復(fù)步驟(1)，直至完成作業(yè)；其裝置為包括角度傳感器、帶有軟件程序的可編程控制器以及控制各個工作裝置油缸油量的比例閥，各個傳感器的信號輸出端與所述帶有軟件程序的可編程控制器連接，該控制器的輸出端與各個控制油量的所述比例閥連接。本發(fā)明通過各傳感器測得角度或長度信號，經(jīng)控制器計算，定量給油缸供油，實現(xiàn)了鏟斗的水平運(yùn)動，簡化了操作，提高了平整作業(yè)的準(zhǔn)確度。
文檔編號E02F3/43GK101481918SQ20091002832
公開日2009年7月15日 申請日期2009年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月8日
發(fā)明者戴晴華, 王會華, 奇 胡 申請人:三一重機(jī)有限公司