CN109914517A - 一种挖掘机智能回转节能控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种挖掘机智能回转节能控制***，包括设置在挖掘机动臂上的倾角传感器，设置在斗杆上的斗杆倾角传感器，设置在铲斗上的铲斗倾角传感器，安装在回转平台中心的回转平台转角传感器，设置在铲斗缸上的铲斗压力传感器，安装在驾驶室内控制回转动作的电磁手柄，用于控制回转平台旋转的回转液压***，以及分别与动臂倾角传感器、斗杆倾角传感器、铲斗倾角传感器、铲斗压力传感器、回转平台转角传感器、电磁手柄、液压***连接的挖掘机控制器；所述回转液压***包括电磁比例阀、回转马达、液压泵，在连接回转马达与电磁换向阀的两根油路之间另外设有一条油路，该油路内包括一个双向电磁通断阀和一个单向阀。
Description
技术领域
本发明涉及一种挖掘机智能回转节能控制***，可以在能够智能实现挖掘机回转动作前提下，通过匹配挖掘机的工作状态充分利用回转平台转动惯性力矩，节约制动能量。
背景技术
目前，挖掘机在进行回转动作时，主要是依靠司机操作，不能够智能化作业，并且在制动时消耗了很多能量。
发明内容
为了解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种挖掘机智能回转节能控制***，通过控制手柄输入信号到挖掘机控制器，控制器通过匹配挖掘机回转液压***的参数，计算出回转平台旋转到目标角度电磁比例阀的开关时间，由挖掘机控制器向电磁比例阀输入所计算时间的电信号完成动作。
本发明通过以下技术方案实现：
一种挖掘机智能回转节能控制***，包括设置在挖掘机动臂上的倾角传感器，设置在斗杆上的斗杆倾角传感器，设置在铲斗上的铲斗倾角传感器，安装在回转平台中心的回转平台转角传感器，设置在铲斗缸上的铲斗压力传感器，安装在驾驶室内控制回转动作的电磁手柄，用于控制回转平台旋转的回转液压***，以及分别与动臂倾角传感器、斗杆倾角传感器、铲斗倾角传感器、铲斗压力传感器、回转平台转角传感器、电磁手柄、液压***连接的挖掘机控制器；所述回转液压***包括电磁比例阀、回转马达、液压泵，在连接回转马达与电磁换向阀的两根油路之间另外设有一条油路，该油路内包括一个双向电磁通断阀和一个单向阀。
所述回转液压***还包括第二电磁通断阀、制动器、油箱；所述液压泵的出油口与电磁比例阀的进油P口连接，电磁比例阀的A口与B口分别与回转马达的A口和B口连接，液压泵的吸油口及电磁比例阀的T口均与油箱连接；在连接回转马达与电磁比例阀的两根油路之间各取一个连接口，双向电磁通断阀两个油口分别连接在上述两个连接点，在任意连接点与双向电磁通断阀之间取一连接点与单向阀出油口连接，单向阀进油口与油箱连接；第二电磁通断阀进油口与挖掘机先导***油路相连，第二电磁通断阀出油口与回转马达减速机制动器进油口相连；回转马达与回转平台中心轴连接；液压泵出口设有液压泵压力传感器，回转马达进油口设有回转马达压力传感器，液压泵压力传感器、回转马达压力传感器、电磁比例阀、电磁通断阀、双向电磁通断阀共同连接到挖掘机控制器。
在回转平台安装设有转角传感器实时反馈至挖掘机控制器，确保回转平台能够准确旋转到目标角度。
其节能方面特征在于在通过在回转马达与控制回转动作的电磁换向阀的两根油路之间连接一条油路包括一个双向电磁通断阀一个单向阀，双向电磁通断阀在连接一端油路，单向阀进油口端连接油箱另一端与双向电磁通断阀并联来减小液压制动力矩，充分利用惯性力矩作为驱动力矩使转台达到目标角度。
在挖掘机工作装置都设有倾角传感器，铲斗油缸设有压力传感器共同输入挖掘机控制器，通过动臂倾角传感器、斗杆倾角传感器、铲斗倾角传感器确定工作装置位置，通过铲斗传感器测出铲斗负载，从而计算出当前回转平台转动惯量。
附图说明
图1是本发明的整体控制示意图
图2是本发明的传感器示意图
图3是根据本发明的一个实例挖掘机回转液压***示意图
图中：
1-动臂倾角传感器；2-斗杆倾角传感器；3-铲斗倾角传感器；4-铲斗压力传感器；5-回转平台转角传感器；6-电磁手柄；7-电磁比例阀；8-回转马达；9-双向电磁通断阀；10-第二电磁通断阀；11-制动器；12-单向阀；13-油箱；14-液压泵；15-挖掘机控制器；16-液压泵压力传感器；17-回转马达压力传感器；18-第二回转马达压力传感器
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
挖掘机智能回转节能控制***，包括设置在挖掘机动臂上的倾角传感器1，设置在斗杆上的斗杆倾角传感器2，设置在铲斗上的铲斗倾角传感器3，安装在回转平台中心的回转平台转角传感器5，设置在铲斗缸上的铲斗压力传感器4，安装在驾驶室内控制回转动作的电磁手柄6，用于控制回转平台旋转的回转液压***，以及分别与动臂倾角传感器1、斗杆倾角传感器2、铲斗倾角传感器3、铲斗压力传感器4、回转平台转角传感器5、电磁手柄6、液压***连接的挖掘机控制器15。
如图3所示，挖掘机智能回转节能控制***的回转液压***由电磁比例阀7、回转马达8、双向电磁通断阀9、第二电磁通断阀10、制动器11、单向阀12、油箱13、液压泵14组成。所述液压泵14的出油口与电磁比例阀7的进油P口连接，所述电磁比例阀7的A口与B口分别与回转马达8的A口和B口连接，液压泵14的吸油口与电磁比例阀7的T口均与油箱13连接。在回转马达8的A、B口与控制回转马达8动作的电磁比例阀7的A、B口的两根油路之间各取一个连接口连接一条油路，该油路包括一个双向电磁通断阀9和一个单向阀12，双向电磁通断阀9两个油口分别连接在上述两个连接点，在任意连接点与双向电磁通断阀之间取一连接点与单向阀出油口连接，该单向阀进油口与油箱连接。所述第二电磁通断阀10进油口与挖掘机先导***油路相连，出油口与回转马达减速机制动器11进油口相连。回转马达8与回转平台中心轴连接，用于驱动回转平台转动。液压泵14出口设有液压泵压力传感器16，回转马达进油口设有回转马达压力传感器17、18，液压泵压力传感器16、回转马达压力传感器17、第二回转马达压力传感器18、电磁比例阀7、电磁通断阀10、双向电磁通断阀9共同连接到挖掘机控制器15。
通过控制手柄6输入旋转角度信号到挖掘机控制器15，挖掘机控制器15通过匹配挖掘机回转液压***的参数，计算出输入至电磁比例阀7的电压对应的输入至回转马达8的流量，计算出回转平台旋转到目标角度所需理论时间并向电磁比例阀7输出所计算时间的持续电信号实现回转平台旋转至目标角度的动作。
液压泵压力传感器16以及回转马达压力传感器17、18将泵出口压力与马达进油口压力输入到控制器15，根据阀口流量方程可得电磁换向阀7阀口理论流量，通过匹配电液比例阀7参数可得出由控制器15输入电压与电磁换向阀7阀口流量之间的线性关系，由此确定阀芯理论通断的时间。
由于液压马达8存在溢流或内泄，电磁换向阀7输出流量回转马达8可能并未完全利用，因此在回转平台安装设有转角传感器5实时反馈回挖掘机控制器15。
在挖掘机工作装置都设有倾角传感器，铲斗油缸设有压力传感器共同输入挖掘机控制器，通过动臂倾角传感器1、斗杆倾角传感器2、铲斗倾角传感器3确定动臂、斗杆、铲斗当前位置，通过铲斗压力传感器4测出铲斗负载，通过匹配挖掘机参数计算出当前回转平台转动惯量。
当挖掘机减速制动时，此时来自液压泵14的油路被切断，液压马达8在转台惯性力矩的作用下继续工作，此时作用转台的制动力矩等于惯性力矩，根据减速制动前转速、转台转动惯量以及转台制动力矩由理论力学可求得制动过程转台旋转角度θ。
当目标角度与当反馈回***的角度的差等于θ时控制器关闭控制回转马达8的电磁换向阀7并打开双向电磁通断阀9，靠单向阀12由油箱13补油，靠惯性力矩作为驱动力矩使转台继续转动达到目标角度，此时控制器关闭双向电磁通断阀9以及控制回转减速机制动器的电磁开关10，使回转平台完全制动。
Claims (2)
1.一种挖掘机智能回转节能控制***，其特征在于，包括设置在挖掘机动臂上的倾角传感器，设置在斗杆上的斗杆倾角传感器，设置在铲斗上的铲斗倾角传感器，安装在回转平台中心的回转平台转角传感器，设置在铲斗缸上的铲斗压力传感器，安装在驾驶室内控制回转动作的电磁手柄，用于控制回转平台旋转的回转液压***，以及分别与动臂倾角传感器、斗杆倾角传感器、铲斗倾角传感器、铲斗压力传感器、回转平台转角传感器、电磁手柄、液压***连接的挖掘机控制器；所述回转液压***包括电磁比例阀、回转马达、液压泵，在连接回转马达与电磁换向阀的两根油路之间另外设有一条油路，该油路内包括一个双向电磁通断阀和一个单向阀。
2.如权利要求1所述的一种挖掘机智能回转节能控制***，其特征在于，所述回转液压***还包括第二电磁通断阀、制动器、油箱；所述液压泵的出油口与电磁比例阀的进油P口连接，电磁比例阀的A口与B口分别与回转马达的A口和B口连接，液压泵的吸油口及电磁比例阀的T口均与油箱连接；在连接回转马达与电磁比例阀的两根油路之间各取一个连接口，双向电磁通断阀两个油口分别连接在上述两个连接点，在任意连接点与双向电磁通断阀之间取一连接点与单向阀出油口连接，单向阀进油口与油箱连接；第二电磁通断阀进油口与挖掘机先导***油路相连，第二电磁通断阀出油口与回转马达减速机制动器进油口相连；回转马达与回转平台中心轴连接；液压泵出口设有液压泵压力传感器，回转马达进油口设有回转马达压力传感器，液压泵压力传感器、回转马达压力传感器、电磁比例阀、电磁通断阀、双向电磁通断阀共同连接到挖掘机控制器。
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