CN109469137B - 挖掘机的动臂降速控制装置、方法及挖掘机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种挖掘机的动臂降速控制装置、方法及挖掘机，涉及工程机械技术领域，动臂降速控制装置包括：控制器、动臂驱动组件以及设置在挖掘机的工作装置上的角位移采集器，角位移采集器与控制器相连接，控制器与动臂驱动组件相连接；角位移采集器用于采集工作装置在下降过程中的角位移信息，并将角位移信息发送给控制器；控制器用于根据角位移信息得到工作装置的工作状态信息，并在工作状态信息达到设定状态时，将控制信号发送给动臂驱动组件；动臂驱动组件用于根据控制信号调节工作装置的动臂下降速度。本发明可以控制工作装置在下降过程中的动臂下降速度，从而避免发生由于超速而导致的安全隐患问题。

Description

挖掘机的动臂降速控制装置、方法及挖掘机

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其是涉及一种挖掘机的动臂降速控制装置、方法及挖掘机。

背景技术

工程机械，尤其是大型挖掘机设备，其工作装置包括动臂和斗杆，在工作装置进行下降操作的时候，由于自身的重量，使得下降速度不易控制，容易超速，导致发生工作装置砸地、车身失衡甚至倾翻等安全问题。

目前，挖掘机普遍采用的是液压操控***，工作装置的动作均由操作人员进行操控，这与其个人把控能力有很大关系，因此，工作装置的操控安全性得不到保障。另外，由于操作人员驾驶疲劳、操作失误等因素，很容易发生由于工作装置超速导致的安全隐患问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供挖掘机的动臂降速控制装置、方法及挖掘机，以缓解现有挖掘机的工作装置的操控安全性得不到保障，容易发生由于工作装置超速导致的安全隐患问题的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种挖掘机的动臂降速控制装置，包括：控制器、动臂驱动组件以及设置在挖掘机的工作装置上的角位移采集器，所述角位移采集器与所述控制器相连接，所述控制器与所述动臂驱动组件相连接；

所述角位移采集器，用于采集所述工作装置在下降过程中的角位移信息，并将所述角位移信息发送给所述控制器；

所述控制器，用于根据所述角位移信息得到所述工作装置的工作状态信息，并在所述工作状态信息达到设定状态时，将控制信号发送给所述动臂驱动组件；

所述动臂驱动组件，用于根据所述控制信号调节所述工作装置的动臂下降速度。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述角位移采集器包括分别设置在所述工作装置的动臂和斗杆上的角度传感器，所述角位移信息包括动臂角位移和斗杆角位移；

所述控制器根据所述动臂角位移和所述斗杆角位移得到所述工作装置的伸展状态和动臂下降速度。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述控制器还用于在所述工作装置的伸展状态达到最大且所述动臂下降速度达到设定值时，将所述控制信号发送给所述动臂驱动组件。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述动臂驱动组件包括相互连接的电液比例阀和动臂油缸，所述电液比例阀与所述控制器相连接，所述动臂油缸与所述工作装置的动臂相连接；

所述电液比例阀，用于根据所述控制信号调节所述动臂油缸的伸缩，以减小所述动臂下降速度。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述电液比例阀包括动臂阀芯和比例电磁铁；

所述比例电磁铁用于在所述控制信号的控制下驱动所述动臂阀芯改变节流口，以调节所述动臂油缸的回油量。

第二方面，本发明实施例还提供一种挖掘机的动臂降速控制方法，包括：

采集挖掘机的工作装置在下降过程中的角位移信息；

根据所述角位移信息得到所述工作装置的工作状态信息；

判断所述工作状态信息是否达到设定状态；

如果是，则减小所述工作装置的动臂下降速度。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述采集挖掘机的工作装置在下降过程中的角位移信息的步骤，包括：

分别采集所述工作装置在下降过程中的动臂角位移和斗杆角位移；

所述根据所述角位移信息得到所述工作装置的工作状态信息的步骤，包括：

根据所述动臂角位移和所述斗杆角位移得到所述工作装置的伸展状态和动臂下降速度。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述判断所述工作状态信息是否达到设定状态的步骤，包括：

判断所述工作装置的伸展状态是否达到最大且所述动臂下降速度是否达到设定值。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述如果是，则减小所述工作装置的动臂下降速度的步骤，包括：

如果是，则调节动臂油缸的伸缩，以减小所述工作装置的动臂下降速度。

第三方面，本发明实施例还提供一种挖掘机，包括如第一方面所述的挖掘机的动臂降速控制装置。

本发明带来了以下有益效果：

本发明提供了一种挖掘机的动臂降速控制装置、方法及挖掘机，动臂降速控制装置包括：控制器、动臂驱动组件以及设置在挖掘机的工作装置上的角位移采集器，角位移采集器与控制器相连接，控制器与动臂驱动组件相连接；角位移采集器用于采集工作装置在下降过程中的角位移信息，并将角位移信息发送给控制器；控制器用于根据角位移信息得到工作装置的工作状态信息，并在工作状态信息达到设定状态时，将控制信号发送给动臂驱动组件；动臂驱动组件用于根据控制信号调节工作装置的动臂下降速度。从而使得动臂下降速度可控，避免因工作装置的动臂快速下降而导致挖掘机车身前倾后翘、工作装置快速砸地等安全隐患。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的挖掘机的动臂降速控制装置的示意图；

图2为本发明实施例提供的挖掘机的动臂降速控制装置的安装示意图；

图3为本发明实施例提供的挖掘机的动臂降速控制方法的流程图。

图标：10-角位移采集器；11-角度传感器；20-控制器；30-动臂驱动组件；31-电液比例阀；32-动臂油缸。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，挖掘机普遍采用的是液压操控***，工作装置的动作均由操作人员进行操控，这与其个人把控能力有很大关系，因此，工作装置的操控安全性得不到保障。另外，由于操作人员驾驶疲劳、操作失误等因素，很容易发生由于工作装置超速导致的安全隐患问题。基于此，本发明实施例提供的一种挖掘机的动臂降速控制装置、方法及挖掘机，可以控制工作装置在下降过程中的动臂下降速度，从而避免发生由于超速而导致的安全隐患问题。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种挖掘机的动臂降速控制装置进行详细介绍。

图1示出了本发明实施例提供的挖掘机的动臂降速控制装置的示意图。

如图1所示，本发明实施例提供的一种挖掘机的动臂降速控制装置，包括：控制器20、动臂驱动组件30以及设置在挖掘机的工作装置上的角位移采集器10，角位移采集器10与控制器20相连接，控制器20与动臂驱动组件30相连接；

角位移采集器10，用于采集工作装置在下降过程中的角位移信息，并将角位移信息发送给控制器20；

具体地，角位移采集器10可以通过数据线与挖掘机的控制器20连接，将采集到的角位移信息的电信号传输给控制器20。

控制器20，用于根据角位移信息得到工作装置的工作状态信息，并在工作状态信息达到设定状态时，将控制信号发送给动臂驱动组件30；

动臂驱动组件30，用于根据控制信号调节工作装置的动臂下降速度。

本发明实施例中，工作装置包括动臂和斗杆，角位移采集器10包括设置在动臂上的角度传感器11和设置在斗杆上的角度传感器11，可以分别采集动臂角位移和斗杆角位移，因此，上述角位移信息包括动臂角位移和斗杆角位移；由动臂角位移和斗杆角位移可以计算得到工作装置在下降过程中的下降状态。

进一步地，控制器20根据动臂角位移和斗杆角位移得到工作装置的伸展状态和动臂下降速度(角速度)，具体地，根据动臂角位移可以得到动臂的角速度，根据动臂角位移和斗杆角位移可以计算得到工作装置的伸展角度，即伸展状态。因此，上述工作装置的工作状态信息包括工作装置的伸展状态和动臂下降速度。

进一步地，上述工作状态信息达到的设定状态可以是工作装置的伸展状态达到最大且动臂下降速度达到设定值，此时，需要控制动臂的下降速度，防止工作装置在下降过程中产生过大的倾翻力矩，其中，动臂下降速度对应的是惯性力，工作装置的伸展状态对应的是力臂，而控制动臂下降速度，可以有效控制工作装置前倾的倾翻力矩，从而防止发生挖掘机车身前倾后翘、工作装置快速砸地等安全隐患问题。具体地，工作装置的伸展状态达到最大是指斗杆油缸全缩，即工作装置向外伸展最远的状态。

因此，控制器20可以在工作装置的伸展状态达到最大且动臂下降速度达到设定值时，将控制信号发送给动臂驱动组件30。

在实际应用中，如图2所示，动臂驱动组件30包括相互连接的电液比例阀31和动臂油缸32，电液比例阀31与控制器20相连接，动臂油缸32与工作装置的动臂相连接；电液比例阀31在接收到控制器20发送的控制信号后，调节动臂油缸32的伸缩，以减小动臂下降速度。

具体地，电液比例阀31包括动臂阀芯和比例电磁铁；比例电磁铁作为动臂阀芯的先导部件，用于在控制信号的控制下驱动动臂阀芯改变节流口，以调节动臂油缸32的回油量；具体地，减小动臂油缸32回油的节流面积，可以减少动臂油缸32的回油量，以使动臂油缸32的伸缩减慢，从而减小动臂的下降速度。

本发明实施例的挖掘机的动臂降速控制装置可以解决挖掘机动臂下降过程中的速度失控现象；通过控制动臂的下降速度，可以避免因动臂快速下降带来的挖掘机车身前倾后翘、工作装置快速砸地等安全隐患问题。另外，采用电比例控制***，提高挖掘机的控制性能。

如图3所示，本发明实施例还提供了一种挖掘机的动臂降速控制方法，包括以下步骤：

步骤S101，采集挖掘机的工作装置在下降过程中的角位移信息；

本步骤中，通过分别设置在工作装置的动臂和斗杆上的角度传感器，采集工作装置在下降过程中的动臂角位移和斗杆角位移。

步骤S102，根据角位移信息得到工作装置的工作状态信息；

具体地，由于角位移信息包括动臂角位移和斗杆角位移，控制器根据动臂角位移和斗杆角位移得到工作装置的伸展状态和动臂下降速度。

步骤S103，判断工作状态信息是否达到设定状态；

本步骤中，工作状态信息包括工作装置的伸展状态和动臂下降速度，设定状态可以是工作装置的伸展状态达到最大且动臂下降速度达到设定值。具体地，工作装置的伸展状态达到最大是指斗杆油缸全缩，即工作装置向外伸展最远的状态。

步骤S104，如果是，则减小工作装置的动臂下降速度。

本步骤中，动臂驱动组件通过调节动臂油缸的伸缩来减小工作装置的动臂下降速度。动臂驱动组件包括相互连接的电液比例阀和动臂油缸，电液比例阀包括动臂阀芯和比例电磁铁；比例电磁铁作为动臂阀芯的先导部件，用于在控制信号的控制下驱动动臂阀芯改变节流口，以调节动臂油缸的回油量；具体地，减小动臂油缸回油的节流面积，可以减少动臂油缸的回油量，以使动臂油缸的伸缩减慢，从而减小动臂的下降速度。

本发明实施例还提供了一种挖掘机，包括上述的挖掘机的动臂降速控制装置。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本发明实施例所提供的方法，其实现原理及产生的技术效果和前述装置实施例相同，为简要描述，方法实施例部分未提及之处，可参考前述装置实施例中相应内容。

本发明实施例提供的挖掘机的动臂降速控制方法，与上述实施例提供的挖掘机的动臂降速控制装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种挖掘机的动臂降速控制装置，其特征在于，包括：控制器、动臂驱动组件以及设置在挖掘机的工作装置上的角位移采集器，所述角位移采集器与所述控制器相连接，所述控制器与所述动臂驱动组件相连接；

所述角位移采集器包括分别设置在所述工作装置的动臂和斗杆上的角度传感器，所述角位移采集器用于采集所述工作装置在下降过程中的角位移信息，并将所述角位移信息发送给所述控制器，所述角位移信息包括动臂角位移和斗杆角位移；

所述控制器根据所述动臂角位移和所述斗杆角位移得到所述工作装置的伸展状态和动臂下降速度，所述控制器还用于在所述工作装置的伸展状态达到最大且所述动臂下降速度达到设定值时，将控制信号发送给所述动臂驱动组件；

所述动臂驱动组件，用于根据所述控制信号减小所述工作装置的动臂下降速度。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述动臂驱动组件包括相互连接的电液比例阀和动臂油缸，所述电液比例阀与所述控制器相连接，所述动臂油缸与所述工作装置的动臂相连接；

所述电液比例阀，用于根据所述控制信号调节所述动臂油缸的伸缩，以减小所述动臂下降速度。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电液比例阀包括动臂阀芯和比例电磁铁；

所述比例电磁铁用于在所述控制信号的控制下驱动所述动臂阀芯改变节流口，以调节所述动臂油缸的回油量。

4.一种挖掘机的动臂降速控制方法，应用于前述权利要求1至3任一项所述的挖掘机的动臂降速控制装置，其特征在于，包括：

采集挖掘机的工作装置在下降过程中的角位移信息；

根据所述角位移信息得到所述工作装置的工作状态信息；

判断所述工作状态信息是否达到设定状态；

如果是，则减小所述工作装置的动臂下降速度；

其中，所述采集挖掘机的工作装置在下降过程中的角位移信息的步骤，包括：

分别采集所述工作装置在下降过程中的动臂角位移和斗杆角位移；

其中，所述根据所述角位移信息得到所述工作装置的工作状态信息的步骤，包括：

根据所述动臂角位移和所述斗杆角位移得到所述工作装置的伸展状态和动臂下降速度；

其中，所述判断所述工作状态信息是否达到设定状态的步骤，包括：

判断所述工作装置的伸展状态是否达到最大且所述动臂下降速度是否达到设定值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述如果是，则减小所述工作装置的动臂下降速度的步骤，包括：

如果是，则调节动臂油缸的伸缩，以减小所述工作装置的动臂下降速度。

6.一种挖掘机，其特征在于，包括如权利要求1至3任一项所述的挖掘机的动臂降速控制装置。