挖掘机的主泵流量电控方法和***及挖掘机
技术领域
本发明涉及挖掘机控制***领域,特别是涉及一种挖掘机的主泵流量电控方法、主泵流量电控***及包括主泵流量电控***的挖掘机。
背景技术
挖掘机,又称挖掘机械,是用铲斗挖掘高于或低于水平面的物料,并装入运输车辆的土方机械。随着社会发展及建设需要,挖掘机的使用范围越来越广。目前挖掘机的生产正面临节约成本,电气化集成度高趋势发展。如何降低生产成本,提高挖掘机电气控制智能化成为摆在各大企业面前的一个重要问题。
现有的正流量挖掘机操作过程中,驾驶室操作人员通过操作液控手柄并在液控手柄末端安装压力传感器检测二次压力实现前后泵排量正流量控制,安装压力传感器对挖掘机生产而言是一笔巨大的成本浪费,如何不通过安装压力传感器就能够实现前后泵正流量控制成为降低挖掘机生产成本一个很重要的切入点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了解决现有技术中通过在液控手柄末端安装压力传感器检测二次压力实现前后泵排量正流量控制的控制方式,导致成本高的问题,提供一种挖掘机的主泵流量电控方法和***及挖掘机,通过采集电控手柄动作电压控制前后泵的流量,不需通过安装压力传感器检测压力来控制前后泵排量,这一设计不仅减少压力传感器安装数量,节约了生产成本,又实现了挖掘机电气集成化设计要求。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:
本发明提供了一种挖掘机的主泵流量电控方法,该主泵包括一前泵和一后泵,该前泵上设有一第一电磁比例阀,该后泵上设有一第二电磁比例阀,其特点在于,该挖掘机上还设有一主控制器、一左电控手柄、一右电控手柄和一行走电控手柄,该左电控手柄上设有一用于提供回转动作所需电压的回转控制线缆和一用于提供斗杆动作所需电压的斗杆控制线缆,该右电控手柄上设有一用于提供动臂动作所需电压的动臂控制线缆和一用于提供铲斗动作所需电压的铲斗控制线缆,该行走电控手柄上设有一用于提供左行走前后动作所需电压的左行走控制线缆和一用于提供右行走前后动作所需电压的右行走控制线缆,该主泵流量电控方法包括以下步骤:
S1、该主控制器分别采集该左行走控制线缆上的左行走电压、该右行走控制线缆上的右行走电压、该回转控制线缆上的回转电压、该斗杆控制线缆上的斗杆挖掘电压、该斗杆控制线缆上的斗杆卸载电压、该动臂控制线缆上的动臂提升电压、该动臂控制线缆上的动臂下降电压、该铲斗控制线缆上的铲斗挖掘电压和该铲斗控制线缆上的铲斗卸载电压;
S2、根据该左行走电压计算左行走需求排量,根据该动臂提升电压计算前泵动臂提升需求排量,根据该动臂下降电压计算动臂下降需求排量,根据该斗杆挖掘电压计算前泵斗杆挖掘需求排量,根据该斗杆卸载电压计算前泵斗杆卸载需求排量,根据该铲斗挖掘电压计算前泵铲斗挖掘需求排量和根据该铲斗卸载电压计算铲斗卸载需求排量;
同时,根据该右行走电压计算右行走需求排量,根据该回转电压计算回转需求排量,根据该动臂提升电压计算后泵动臂提升需求排量,根据该斗杆挖掘电压计算后泵斗杆挖掘需求排量,根据该斗杆卸载电压计算后泵斗杆卸载需求排量和根据该铲斗挖掘电压计算后泵铲斗挖掘需求排量;
S3、将该前泵的输出流量赋值为左行走需求排量、前泵动臂提升需求排量、动臂下降需求排量、前泵斗杆挖掘需求排量、前泵斗杆卸载需求排量、前泵铲斗挖掘需求排量和铲斗卸载需求排量中的最大需求排量,并将该后泵的输出流量赋值为右行走需求排量、回转需求排量、后泵动臂提升需求排量、后泵斗杆挖掘需求排量、后泵斗杆卸载需求排量和后泵铲斗挖掘需求排量中的最大需求排量;
S4、根据该第一电磁比例阀的电流与该前泵的输出流量呈正比的关系确定该第一电磁比例阀的电流、根据该第二电磁比例阀的电流与该后泵的输出流量呈正比的关系确定该第二电磁比例阀的电流。
在本方案中,根据液压回路的特点,前泵输出的流量供应左行走动作、动臂提升动作、动臂下降动作、斗杆挖掘动作、斗杆卸载工作、铲斗挖掘动作和铲斗卸载动作;后泵输出的流量供应右行走动作、回转动作、动臂提升动作、斗杆挖掘动作、斗杆卸载动作和铲斗挖掘动作。本方案通过采集电控手柄的动作电压来控制前泵和后泵的输出流量,即通过主控制器计算前、后泵在操作手柄的控制下的输出流量,前泵的输出流量取前泵对应动作的最大排量,后泵的输出流量取后泵对应动作的最大排量,然后根据前、后泵的输出排量计算前、后泵的比例电磁阀电流。
较佳地,该左电控手柄、该右电控手柄和该行走电控手柄均设置在该挖掘机的驾驶室内。
本发明还提供一种挖掘机的主泵流量电控***,该主泵包括一前泵和一后泵,该前泵上设有一第一电磁比例阀,该后泵上设有一第二电磁比例阀,其特点在于,该挖掘机上还设有一主控制器、一左电控手柄、一右电控手柄和一行走电控手柄,该左电控手柄上设有一用于提供回转动作所需电压的回转控制线缆和一用于提供斗杆动作所需电压的斗杆控制线缆,该右电控手柄上设有一用于提供动臂动作所需电压的动臂控制线缆和一用于提供铲斗动作所需电压的铲斗控制线缆,该行走电控手柄上设有一用于提供左行走前后动作所需电压的左行走控制线缆和一用于提供右行走前后动作所需电压的右行走控制线缆,该主控制器包括:
一采集模块,用于分别采集该左行走控制线缆上的左行走电压、该右行走控制线缆上的右行走电压、该回转控制线缆上的回转电压、该斗杆控制线缆上的斗杆挖掘电压、该斗杆控制线缆上的斗杆卸载电压、该动臂控制线缆上的动臂提升电压、该动臂控制线缆上的动臂下降电压、该铲斗控制线缆上的铲斗挖掘电压和该铲斗控制线缆上的铲斗卸载电压;
一计算模块,用于根据该左行走电压计算左行走需求排量,根据该动臂提升电压计算前泵动臂提升需求排量,根据该动臂下降电压计算动臂下降需求排量,根据该斗杆挖掘电压计算前泵斗杆挖掘需求排量,根据该斗杆卸载电压计算前泵斗杆卸载需求排量,根据该铲斗挖掘电压计算前泵铲斗挖掘需求排量和根据该铲斗卸载电压计算铲斗卸载需求排量;
同时,根据该右行走电压计算右行走需求排量,根据该回转电压计算回转需求排量,根据该动臂提升电压计算后泵动臂提升需求排量,根据该斗杆挖掘电压计算后泵斗杆挖掘需求排量,根据该斗杆卸载电压计算后泵斗杆卸载需求排量和根据该铲斗挖掘电压计算后泵铲斗挖掘需求排量;
一赋值模块,用于将该前泵的输出流量赋值为左行走需求排量、前泵动臂提升需求排量、动臂下降需求排量、前泵斗杆挖掘需求排量、前泵斗杆卸载需求排量、前泵铲斗挖掘需求排量和铲斗卸载需求排量中的最大需求排量,并将该后泵的输出流量赋值为右行走需求排量、回转需求排量、后泵动臂提升需求排量、后泵斗杆挖掘需求排量、后泵斗杆卸载需求排量和后泵铲斗挖掘需求排量中的最大需求排量;
一确定模块,用于根据该第一电磁比例阀的电流与该前泵的输出流量呈正比的关系确定该第一电磁比例阀的电流、根据该第二电磁比例阀的电流与该后泵的输出流量呈正比的关系确定该第二电磁比例阀的电流。
较佳地,该左电控手柄、该右电控手柄和该行走电控手柄均设置在该挖掘机的驾驶室内。
本发明还提供一种挖掘机,其特点在于,其包括上述的主泵流量电控***。
在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于:
根据主控制器检测左、右电控手柄以及行走电控手柄对应动作电压值来实现对前、后泵的输出流量的控制,与主控制器检测左、右液控手柄以及行走液控手柄对应动作二次先导压力值来实现对前、后泵排量进行正流量设定的方法相比,同样均能够实现对前、后泵的正流量控制,但是流量的采集对象不一样,本发明通过检测电控手柄电压值计算流量,现有技术通过检测先导压力计算流量,而且本发明不需通过安装压力传感器检测压力来控制前后泵排量,这一设计不仅减少压力传感器安装数量,节约了生产成本,同时又提高了挖掘机的电气智能化,提升挖掘机的整体性能。
附图说明
图1为本发明的较佳实施例的挖掘机的主泵流量电控方法的一流程图。
图2为本发明的较佳实施例的挖掘机的主泵流量电控方法的另一流程图。
图3为本发明的较佳实施例的主控制器的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例,以详细说明本发明的技术方案,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
挖掘机包括一主泵、一主控制器、一左电控手柄、一右电控手柄和一行走电控手柄,该主泵包括一前泵和一后泵,该前泵上设有一第一电磁比例阀,该后泵上设有一第二电磁比例阀,该左电控手柄上设有一用于提供回转动作所需电压的回转控制线缆和一用于提供斗杆动作所需电压的斗杆控制线缆,该右电控手柄上设有一用于提供动臂动作所需电压的动臂控制线缆和一用于提供铲斗动作所需电压的铲斗控制线缆,该行走电控手柄上设有一用于提供左行走前后动作所需电压的左行走控制线缆和一用于提供右行走前后动作所需电压的右行走控制线缆。
根据液压回路的特点,前泵输出的流量供应左行走动作、动臂提升动作、动臂下降动作、斗杆挖掘动作、斗杆卸载工作、铲斗挖掘动作和铲斗卸载动作;后泵输出的流量供应右行走动作、回转动作、动臂提升动作、斗杆挖掘动作、斗杆卸载动作和铲斗挖掘动作。本实施例利用了这一特点,通过采集电控手柄的动作电压来控制前泵和后泵的输出流量,即通过主控制器计算前、后泵在电控手柄的控制下的输出流量,前泵的输出流量取前泵对应动作的最大排量,后泵的输出流量取后泵对应动作的最大排量,然后根据前、后泵的输出排量计算前、后泵的比例电磁阀电流,进而实现对前、后泵的流量的控制。
具体的实现流程参考图1和图2所示,本实施例提供的挖掘机的主泵流量电控方法包括以下步骤:
步骤101、该主控制器分别采集该左行走控制线缆上的左行走电压U1、该右行走控制线缆上的右行走电压U2、该回转控制线缆上的回转电压U3、该斗杆控制线缆上的斗杆挖掘电压U4、该斗杆控制线缆上的斗杆卸载电压U5、该动臂控制线缆上的动臂提升电压U6、该动臂控制线缆上的动臂下降电压U7、该铲斗控制线缆上的铲斗挖掘电压U8和该铲斗控制线缆上的铲斗卸载电压U9;
步骤102、根据该左行走电压U1计算左行走需求排量V1,根据该动臂提升电压U6计算前泵动臂提升需求排量V2,根据该动臂下降电压U7计算动臂下降需求排量V3,根据该斗杆挖掘电压U4计算前泵斗杆挖掘需求排量V4,根据该斗杆卸载电压U5计算前泵斗杆卸载需求排量V5,根据该铲斗挖掘电压U8计算前泵铲斗挖掘需求排量V6和根据该铲斗卸载电压U9计算铲斗卸载需求排量V7;
同时,根据该右行走电压U2计算右行走需求排量V8,根据该回转电压U3计算回转需求排量V9,根据该动臂提升电压U6计算后泵动臂提升需求排量V10,根据该斗杆挖掘电压U4计算后泵斗杆挖掘需求排量V11,根据该斗杆卸载电压U5计算后泵斗杆卸载需求排量V12和根据该铲斗挖掘电压U8计算后泵铲斗挖掘需求排量V13;
步骤103、将该前泵的输出流量赋值为左行走需求排量V1、前泵动臂提升需求排量V2、动臂下降需求排量V3、前泵斗杆挖掘需求排量V4、前泵斗杆卸载需求排量V5、前泵铲斗挖掘需求排量V6和铲斗卸载需求排量V7中的最大需求排量,即V前泵=max(V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7),并将该后泵的输出流量赋值为右行走需求排量V8、回转需求排量V9、后泵动臂提升需求排量V10、后泵斗杆挖掘需求排量V11、后泵斗杆卸载需求排量V12和后泵铲斗挖掘需求排量V13中的最大需求排量,即V后泵=max(V8,V9,V10,V11,V12,V13);
步骤104、根据该第一电磁比例阀的电流I前泵与该前泵的输出流量V前泵呈正比的关系确定该第一电磁比例阀的电流、根据该第二电磁比例阀的电流I后泵与该后泵的输出流量V后泵呈正比的关系确定该第二电磁比例阀的电流。
例如,该正比关系的函数关系式为I=kV,其中k的数值可变,本领域技术人员根据公知常识可获得k的数值,设该前泵的输出流量为120CC,根据该第一电磁比例阀的电流与该前泵的输出流量呈正比的关系可以获得该第一电磁比例阀的电流为700mA,该后泵的输出流量为50CC,根据该第二电磁比例阀的电流与该后泵的输出流量呈正比的关系可以获得该第二电磁比例阀的电流为350mA。
在获取该第一电磁比例阀的电流和该第二电磁比例阀的电流之后,该主控制器就可以根据该第一电磁比例阀的电流和该第二电磁比例阀的电流控制该前泵实际输出的流量和该后泵实际输出的流量。
本实施例还提供一种挖掘机的主泵流量电控***,该主泵包括一前泵和一后泵,该前泵上设有一第一电磁比例阀,该后泵上设有一第二电磁比例阀,该挖掘机上还设有一主控制器、一左电控手柄、一右电控手柄和一行走电控手柄,该左电控手柄上设有一用于提供回转动作所需电压的回转控制线缆和一用于提供斗杆动作所需电压的斗杆控制线缆,该右电控手柄上设有一用于提供动臂动作所需电压的动臂控制线缆和一用于提供铲斗动作所需电压的铲斗控制线缆,该行走电控手柄上设有一用于提供左行走前后动作所需电压的左行走控制线缆和一用于提供右行走前后动作所需电压的右行走控制线缆,该主控制器包括一采集模块11、一计算模块12、一赋值模块13和一确定模块14(见图3)。
上述介绍了该主控制器包括的功能模块,下面具体介绍各功能模块所具有的功能:
该采集模块11用于分别采集该左行走控制线缆上的左行走电压、该右行走控制线缆上的右行走电压、该回转控制线缆上的回转电压、该斗杆控制线缆上的斗杆挖掘电压、该斗杆控制线缆上的斗杆卸载电压、该动臂控制线缆上的动臂提升电压、该动臂控制线缆上的动臂下降电压、该铲斗控制线缆上的铲斗挖掘电压和该铲斗控制线缆上的铲斗卸载电压。
该计算模块12用于根据该左行走电压计算左行走需求排量,根据该动臂提升电压计算前泵动臂提升需求排量,根据该动臂下降电压计算动臂下降需求排量,根据该斗杆挖掘电压计算前泵斗杆挖掘需求排量,根据该斗杆卸载电压计算前泵斗杆卸载需求排量,根据该铲斗挖掘电压计算前泵铲斗挖掘需求排量和根据该铲斗卸载电压计算铲斗卸载需求排量;
同时,根据该右行走电压计算右行走需求排量,根据该回转电压计算回转需求排量,根据该动臂提升电压计算后泵动臂提升需求排量,根据该斗杆挖掘电压计算后泵斗杆挖掘需求排量,根据该斗杆卸载电压计算后泵斗杆卸载需求排量和根据该铲斗挖掘电压计算后泵铲斗挖掘需求排量。
该赋值模块13用于将该前泵的输出流量赋值为左行走需求排量、前泵动臂提升需求排量、动臂下降需求排量、前泵斗杆挖掘需求排量、前泵斗杆卸载需求排量、前泵铲斗挖掘需求排量和铲斗卸载需求排量中的最大需求排量,并将该后泵的输出流量赋值为右行走需求排量、回转需求排量、后泵动臂提升需求排量、后泵斗杆挖掘需求排量、后泵斗杆卸载需求排量和后泵铲斗挖掘需求排量中的最大需求排量。
该确定模块14用于根据该第一电磁比例阀的电流与该前泵的输出流量呈正比的关系确定该第一电磁比例阀的电流、根据该第二电磁比例阀的电流与该后泵的输出流量呈正比的关系确定该第二电磁比例阀的电流。
另外,本实施例还提供一种挖掘机,其包括上述的主泵流量电控***。
本发明根据主控制器检测左、右电控手柄以及行走电控手柄对应动作电压值来实现对前、后泵的输出流量的控制,与主控制器检测左、右液控手柄以及行走液控手柄对应动作二次先导压力值来实现对前、后泵排量进行正流量设定的方法相比,同样均能够实现对前、后泵的正流量控制,但是流量的采集对象不一样,本发明通过检测电控手柄电压值计算流量,现有技术通过检测先导压力计算流量,而且本发明不需通过安装压力传感器检测压力来控制前后泵排量,这一设计不仅减少压力传感器安装数量,节约了生产成本,同时又提高了挖掘机的电气智能化,提升挖掘机的整体性能。
本发明中的各个功能模块均能够在现有的硬件条件下结合现有的软件编程手段加以实现,故在此对其具体实现方法均不做赘述。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这些仅是举例说明,本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改,但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。