CN110397100B - 挖掘机控制***、挖掘机及挖掘机控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种挖掘机控制***、挖掘机及挖掘机控制方法，包括：主泵、动臂提升油路，所述动臂提升油路包括动臂阀芯和动臂油缸，所述主泵、所述动臂阀芯和所述动臂油缸依次串联，还包括控制器、延时阀，所述动臂阀芯的控制端、延时阀串联，所述控制器与所述延时阀通信连接。本申请能够避免当动臂突然回位终止时，回转主油路内的流量突然增加，导致回转突然加速，操作不协调，且当进行装车作业时会发生危险的技术问题。

Description

挖掘机控制***、挖掘机及挖掘机控制方法

技术领域

本申请涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种挖掘机控制***、挖掘机及挖掘机控制方法。

背景技术

目前，挖掘机行业时常会出现液压***复合动作不协调问题，通常通过各种手段解决主阀流量分配不均的方式进而解决上述液压***复合动作不协调问题；具体而言，一般采用的是通过固定节流的方式实现动臂主油路和回转主油路的流量分配，但是在此过程中当动臂突然回位终止时，回转主油路内的流量会突然增加，导致回转突然加速，迅速回位引起主油路的压力冲击，导致复合动作不协调，且当进行装车作业时会发生危险。

发明内容

本申请的目的在于提供一种挖掘机控制***、挖掘机及挖掘机控制方法，以避免当动臂突然回位终止时，回转主油路内的流量突然增加，导致回转突然加速，操作不协调，且当进行装车作业时会发生危险的技术问题。

为了实现上述目的，本申请采用以下技术方案：

本申请的一个方面提供一种挖掘机控制***，包括：主泵和动臂提升油路，所述动臂提升油路包括动臂阀芯和动臂油缸，所述主泵、所述动臂阀芯和所述动臂油缸依次串联；

还包括控制器和延时阀，所述动臂阀芯的控制端与延时阀串联，所述控制器与所述延时阀通信连接。

优选地，包括压力开关，所述压力开关连接于所述延时阀与所述动臂阀芯的控制端之间，所述压力开关与所述控制器通信连接。以通过压力开关实时获取压力情况，进而根据该压力情况实施控制。

优选地，还包括动臂回转油路和通信连接于所述控制器的回转阻尼电磁阀，所述动臂提升油路与所述动臂回转油路并联；所述动臂回转油路包括回转马达、回转阻尼阀和回转阀芯，所述主泵、回转阻尼阀、回转阀芯和回转马达依次串联，所述回转阻尼电磁阀连接于所述回转阻尼阀的控制端。

在控制所述延时阀处于开启状态的期间，通过压力开关对动臂回位瞬间的先导压力进行实时监控，能够在实现对动臂阀芯的回位延时控制的同时，进一步实现回转阻尼阀的线性回位控制，进而能够进一步降低回转阻尼阀突然回位引起回转流量迅速增加带来的压力冲击。

通过根据动臂负载的大小输出电流控制回转阻尼电磁阀，进一步控制回转阻尼阀，节流口的开启采用线性方式，根据动臂油缸负荷的不同进行调整，进而能够在有效防止动臂提升突然终止时引起主油路压力的迅速增加的基础上，进一步实现挖掘机动臂提升及回转之间的负载分配合理性，能够有效提升挖机作业协调性能，以适应不同工况。

本申请的另一个方面提供一种挖掘机，包括上述挖掘机控制***。

本申请实施例所提供的挖掘机，采用了本申请实施例所提供的挖掘机控制***，通过在液压部分的动臂提升油路上设置延时阀，同时设计了协同配合的电控部分即控制器；控制器与延时阀通信连接，对延时阀的延时时间进行自动控制；在挖掘机的动臂提升突然终止时，控制器通过延时阀可有效且可靠地实现对动臂阀芯的回位延时控制，进而能够有效防止动臂提升突然终止时引起主油路压力的迅速增加，以避免回转阻尼阀突然开启造成回转冲击带来的危险。

本申请的第三个方面提供一种挖掘机控制方法，该挖掘机控制方法应用上述的挖掘机控制***实现，所述挖掘机控制方法包括：

若所述控制器在所述动臂提升油路和动臂回转油路同时运转的过程中，接收到所述动臂油缸停止运转的信号，则控制所述延时阀开启以对所述动臂阀芯的控制端进行针对所述动臂阀芯的回位时间的延长控制。

优选地，在所述控制所述延时阀开启之后，还包括：

所述控制器在控制所述延时阀处于开启状态的期间，实时获取所述动臂提升油路的压力信号；

根据所述动臂提升油路的压力信号，控制一回转阻尼电磁阀开启以对所述动臂回转油路中的回转阻尼阀的控制端进行第一回位控制，所述第一回位控制用于使得所述动臂回转油路中油量线性上升；

其中，所述回转阻尼电磁阀连接于所述回转阻尼阀的控制端，且该回转阻尼电磁阀与所述控制器通信连接。

优选地，包括：

所述控制器在所述动臂提升油路和动臂回转油路同时运转的过程中，实时获取所述动臂提升油路的压力信号；

若接收到的所述压力信号显示对应的所述动臂油缸的负载增大，则根据所述动臂提升油路的压力信号，控制回转阻尼电磁阀开启以对回转阻尼阀的控制端进行第二回位控制，所述第二回位控制用于使得所述动臂回转油路中油量线性下降；

其中，所述回转阻尼电磁阀连接于所述回转阻尼阀的控制端，且该回转阻尼电磁阀与所述控制器通信连接。

优选地，所述实时获取所述动臂提升油路的压力信号，包括：

所述控制器控制至少一个与其通信连接的压力开关检测所述动臂提升油路的压力信号，其中，所述压力开关连接于所述延时阀与所述动臂阀芯的控制端之间。

优选地，所述动臂油缸停止运转的信号为用于显示所述动臂提升油路无动臂压力且所述动臂回转油路有回转压力的信号。

优选地，在所述控制所述延时阀开启之前，还包括：

预先设置用于控制所述延时阀处于开启状态的延时周期；

相对应的，针对所述动臂阀芯的回位时间进行延长控制的时长小于或等于所述延时周期。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请实施例所提供的挖掘机控制***、挖掘机及挖掘机控制方法，通过在液压部分的动臂提升油路上设置延时阀，同时设计了协同配合的电控部分即控制器；控制器与延时阀通信连接，对延时阀的延时时间进行自动控制；在挖掘机的动臂提升突然终止时，控制器通过延时阀可有效且可靠地实现对动臂阀芯的回位延时控制，进而能够有效防止动臂提升突然终止时引起主油路压力的迅速增加，以避免回转阻尼阀突然开启造成回转冲击带来的危险(即迅速回位引起主油路的压力冲击)。

本申请的附加技术特征及其优点将在下面的描述内容中阐述地更加明显，或通过本申请的具体实践可以了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式的技术方案，下面将对具体实施方式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申请的一些实施方式，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为本申请实施例提供的挖掘机控制***的结构示意图。

附图标记：

1-手动先导阀； 2-延时阀；

3-压力开关； 4-控制器；

5-回转阻尼电磁阀； 6-回转阻尼阀；

7-回转阀芯； 8-动臂阀芯；

9-主泵； 10-动臂油缸；

11-回转马达； 12-动臂提升油路；

13-动臂回转油路。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请的限制。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。

在本申请的描述中，需要说明的是，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申请中的具体含义。

如图1所示，本申请实施例的一个方面提供一种挖掘机控制***，包括：主泵9、动臂提升油路12和动臂回转油路13，动臂提升油路12与动臂回转油路13并联；

动臂提升油路12包括动臂阀芯8和动臂油缸，主泵9、动臂阀芯8和动臂油缸10依次串联；

还包括控制器4、延时阀2和手动先导阀1，动臂阀芯8的控制端、延时阀2和手动先导阀1依次串联，控制器4与延时阀2通信连接。

挖掘机控制***中，液压部分通过在动臂提升油路上设置延时阀2，同时设计了协同配合的电控部分即控制器4；控制器4与延时阀2通信连接，对延时阀的延时时间进行自动控制；在挖掘机的动臂提升突然终止时，控制器通过延时阀可有效且可靠地实现对动臂阀芯的回位延时控制，进而能够有效防止动臂提升突然终止时引起主油路压力的迅速增加，以避免回转阻尼阀突然开启造成回转冲击带来的危险(即迅速回位引起主油路的压力冲击)。

优选地，本申请实施例所提供的挖掘机控制***包括压力开关3，压力开关3连接于延时阀2与动臂阀芯8的控制端之间，压力开关3与控制器4通信连接。以通过压力开关3实时获取压力情况，进而根据该压力情况实施控制。

优选地，本申请实施例所提供的挖掘机控制***包括与控制器4通信连接的回转阻尼电磁阀5，动臂回转油路13包括回转马达11、回转阻尼阀6和回转阀芯7，主泵9、回转阻尼阀6、回转阀芯7和回转马达11依次串联，回转阻尼电磁阀5连接于回转阻尼阀6的控制端。

在控制延时阀2处于开启状态的期间，通过压力开关3对动臂回位瞬间的先导压力进行实时监控，能够在实现对动臂阀芯8的回位延时控制(即上述控制器可通过延时阀2的流量控制进而实现延时时间参数的控制)；同时，进一步还可以实现回转阻尼阀6的线性回位控制，进而能够进一步降低回转阻尼阀6突然回位引起回转流量迅速增加带来的压力冲击(即上述控制器可通过压力开关监控压力，最终通过控制动臂回转油路13上的回转阻尼阀6的流量控制回油油量的参数控制)。控制器可根据动臂负载的大小输出电流控制回转阻尼电磁阀5，动臂负载的大小可通过传感器传递给控制器，然后通过回转阻尼电磁阀5进一步控制回转阻尼阀6的节流口开合度，最终使节流口的开启呈线性方式输出，根据动臂油缸10负荷的不同进行调整，进而能够在有效防止动臂提升突然终止时引起主油路压力的迅速增加的基础上，进一步实现挖掘机动臂提升及回转之间的负载分配合理性，能够有效提升挖机作业协调性能，以适应不同工况。

本申请的另一个方面提供一种挖掘机，包括上述本申请实施例所提供的挖掘机控制***。在复合动作动臂停止瞬间，延时阀开启，控制动臂主阀芯的回位时间，避免了迅速回位引起主油路的压力冲击；同时，压力开关对延时过程中的压力进行监控，反馈给控制器，控制回转阻尼电磁阀的开启，防止回转阻尼阀迅速回位导致回转流量突然增加。

为了有效防止动臂提升突然终止时引起主油路压力的迅速增加，以避免回转阻尼阀6突然开启造成回转冲击带来的危险，本申请提供一种挖掘机控制方法，该挖掘机控制方法可以应用前述的挖掘机控制***中的全部或部分内容实现，挖掘机控制方法具体包含有如下内容：

步骤S1：若控制器4在动臂提升油路12和动臂回转油路13同时运转的过程中，接收到动臂油缸10停止运转的信号，则控制延时阀2开启以对动臂阀芯8的控制端进行针对动臂阀芯8的回位时间的延长控制。

可以理解的是，控制器4在动臂提升油路12和动臂回转油路13同时运转的过程中，可以对动臂油缸10的运转情形进行实时或周期性监测，若监测到动臂油缸10停止运转的信号，则控制与其通信连接的延时阀2开启，开启后的延时阀2(延时时间参数控制)根据控制器4的指令对与其连接的动臂阀芯8的控制端进行延时控制，以使动臂阀芯8的控制端控制与其连接的动臂阀芯8的回位时间延长。

优选地，为了能够有效提高动臂油缸10停止运转的信号的获取可靠性，以进一步防止动臂提升突然终止时引起主油路压力的迅速增加，动臂油缸10停止运转的信号可以为用于显示动臂提升油路12无动臂压力且动臂回转油路13有回转压力的信号。

也就是说，在复合动作动臂停止瞬间，控制器4输出信号控制动臂提升延时阀2，避免动臂突然回位引起回转流量冲击，控制器4接受的压力信号为无动臂、有回转信号。

从上述描述可知，本申请实施例提供的挖掘机控制方法，通过在动臂提升油路上设置延时阀2，能够在挖掘机的动臂提升突然终止时，有效且可靠地实现对动臂阀芯8的回位延时控制，进而能够有效防止动臂提升突然终止时引起主油路压力的迅速增加，以避免回转阻尼阀6突然开启造成回转冲击带来的危险。

优选地，基于上述内容，为了进一步提高对动臂阀芯8的回位延时控制的可靠性，在挖掘机控制方法的一个实施例中，在步骤S1之前还具体包含有顺序执行的步骤S01，具体参见如下内容：

步骤S01：预先设置用于控制延时阀2处于开启状态的延时周期；相对应的，针对动臂阀芯8的回位时间进行延长控制的时长小于或等于延时周期。

具体来说，可以根据多次延时实验的结果确定延时阀2处于开启状态的最佳延时时长，并把该最佳延时时长作为延时周期，并将该延时周期预存储至控制器4。

优选地，为了进一步降低回转阻尼阀6突然回位引起回转流量迅速增加带来的压力冲击的过程的可靠性，在挖掘机控制方法的一个实施例中，在S1之后还具体包含有步骤S21和步骤S22，其中，步骤S21和步骤S22在步骤S1之后顺序执行，具体参见如下内容：

步骤S21：控制器4在控制延时阀2处于开启状态的期间，实时获取动臂提升油路12的压力信号。

在步骤S21中，可以预先在延时阀2与动臂主阀芯间设置压力开关3，控制器4可以控制至少一个与其通信连接的压力开关3检测动臂提升油路12的压力信号，其中，压力开关3连接于延时阀2与动臂阀芯8的控制端之间，能够有效提高动臂提升油路12的压力信号的获取可靠性，以进一步降低回转阻尼阀6突然回位引起回转流量迅速增加带来的压力冲击的过程。

步骤S22：根据动臂提升油路12的压力信号，控制一回转阻尼电磁阀5开启以对动臂回转油路13中的回转阻尼阀6的控制端进行第一回位控制，第一回位控制用于使得动臂回转油路13中油量线性上升；其中，回转阻尼电磁阀5连接于回转阻尼阀6的控制端，且该回转阻尼电磁阀5与控制器4通信连接。

可以理解的是，在动臂提升油路12和动臂回转油路13同时运转的过程中，控制器4在控制延时阀2处于开启状态的期间，可以对动臂提升油路12的压力信号进行实时或周期性地获取，若监测到动臂提升油路12的压力信号，并根据动臂提升油路12的压力信号，控制与其通信连接的回转阻尼电磁阀5开启，回转阻尼电磁阀5根据控制器4的指令控制与其连接的回转阻尼阀6的控制端进行用于使得动臂回转油路13中油量线性上升的第一回位控制。因此，在控制延时阀2处于开启状态的期间，通过压力开关3对动臂回位瞬间的先导压力进行实时监控，能够在实现对动臂阀芯8的回位延时控制的同时，进一步实现回转阻尼阀6的线性回位控制，进而能够进一步降低回转阻尼阀6突然回位引起回转流量迅速增加带来的压力冲击。

也就是说，压力开关3能够对动臂回位瞬间的先导压力(延时后)进行实时监控，从而控制回转阻尼阀6线性回位，避免了回转阻尼阀6突然开启造成回转冲击带来的危险。

优选地，为了在有效防止动臂提升突然终止时引起主油路压力的迅速增加的基础上，进一步实现挖掘机动臂提升及回转之间的负载分配合理性，在挖掘机控制方法的一个实施例中，挖掘机控制方法还具体包含有步骤S3，其中，步骤S3与步骤S1之间没有必然的顺序执行关系，二者根据挖掘机动臂的对应工况执行，也可以同时执行，S3可以由步骤S31和步骤S32组成，具体参见如下内容：

步骤S31：控制器4在动臂提升油路12和动臂回转油路13同时运转的过程中，实时获取动臂提升油路12的压力信号。

在步骤S31中，可以预先在延时阀2与动臂主阀芯间设置压力开关3，控制器4可以控制至少一个与其通信连接的压力开关3检测动臂提升油路12的压力信号，其中，压力开关3连接于延时阀2与动臂阀芯8的控制端之间，能够有效提高动臂提升油路12的压力信号的获取可靠性，以进一步保证挖掘机动臂提升及回转之间的负载分配合理性。

步骤S32：若接收到的压力信号显示对应的动臂油缸10的负载增大，则根据动臂提升油路12的压力信号，控制回转阻尼电磁阀5开启以对回转阻尼阀6的控制端进行第二回位控制，第二回位控制用于使得动臂回转油路13中油量线性下降；其中，回转阻尼电磁阀5连接于回转阻尼阀6的控制端，且该回转阻尼电磁阀5与控制器4通信连接。

可以理解的是，在动臂提升油路12和动臂回转油路13同时运转的过程中，控制器4在控制延时阀2处于开启状态的期间，可以对动臂提升油路12的压力信号进行实时或周期性地获取，若监测到的压力信号显示对应的动臂油缸10的负载增大，则根据动臂提升油路12的压力信号，控制与其通信连接的回转阻尼电磁阀5开启，回转阻尼电磁阀5根据控制器4的指令对回转阻尼阀6的控制端进行用于使得动臂回转油路13中油量线性下降的第二回位控制。

具体来说，由于动臂提升和回转复合动作时，回转阻尼阀的6的节流孔大小与回转主压力成反比，回转阻尼电磁阀5开启大小与回转主压成正比；上述压力开关3采集的信号(例如信号强弱)与动臂主油路压力成正比，因此，当动臂负载大时，压力开关3采集的信号传给控制器4，控制器4输出相应的电流值控制回转阻尼电磁阀5开启，从而控制回转阻尼阀6开启大小，增大回转负载，将流量进一步分配给动臂。

从上述描述可知，本申请实施例提供的挖掘机控制方法，通过根据动臂负载的大小输出电流控制回转阻尼电磁阀5，进一步控制回转阻尼阀6，节流口的开启采用线性方式，根据动臂油缸10负荷的不同进行调整，进而能够在有效防止动臂提升突然终止时引起主油路压力的迅速增加的基础上，进一步实现挖掘机动臂提升及回转之间的负载分配合理性，能够有效提升挖机作业协调性能，以适应不同工况。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管上述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。另外，公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (8)

1.挖掘机控制***，其特征在于，包括：主泵和动臂提升油路；所述动臂提升油路包括动臂阀芯和动臂油缸，所述主泵、所述动臂阀芯和所述动臂油缸依次串联；

还包括控制器和延时阀；所述动臂阀芯的控制端与所述延时阀串联，所述控制器与所述延时阀通信连接；

还包括压力开关，所述压力开关连接于所述延时阀与所述动臂阀芯的控制端之间，所述压力开关与所述控制器通信连接，所述压力开关对动臂回位瞬间的先导压力进行实时监控，对所述动臂阀芯的回位延时控制；

还包括动臂回转油路和通信连接于所述控制器的回转阻尼电磁阀，所述动臂提升油路与所述动臂回转油路并联；所述动臂回转油路包括回转马达、回转阻尼阀和回转阀芯，所述主泵、回转阻尼阀、回转阀芯和回转马达依次串联，所述回转阻尼电磁阀连接于所述回转阻尼阀的控制端，所述回转阻尼阀包括节流口，所述回转阻尼阀受所述压力开关的线性回位控制，所述节流口的开启受所述回转阻尼电磁阀的控制呈线性方式输出。

2.挖掘机，其特征在于，包括如权利要求1所述挖掘机控制***。

3.挖掘机控制方法，其特征在于，该挖掘机控制方法应用如权利要求1或2所述的挖掘机控制***实现，所述挖掘机控制方法包括：

若所述控制器在所述动臂提升油路和动臂回转油路同时运转的过程中，接收到所述动臂油缸停止运转的信号，则控制所述延时阀开启以对所述动臂阀芯的控制端进行针对所述动臂阀芯的回位时间的延长控制。

4.根据权利要求3所述的挖掘机控制方法，其特征在于，在所述控制所述延时阀开启之后，还包括：

所述控制器在控制所述延时阀处于开启状态的期间，实时获取所述动臂提升油路的压力信号；

根据所述动臂提升油路的压力信号，控制回转阻尼电磁阀开启以对所述动臂回转油路中的回转阻尼阀的控制端进行第一回位控制，所述第一回位控制用于使得所述动臂回转油路中油量线性上升；

其中，所述回转阻尼电磁阀连接于所述回转阻尼阀的控制端，且该回转阻尼电磁阀与所述控制器通信连接。

5.根据权利要求3所述的挖掘机控制方法，其特征在于，包括：

所述控制器在所述动臂提升油路和动臂回转油路同时运转的过程中，实时获取所述动臂提升油路的压力信号；

若接收到的所述压力信号显示对应的所述动臂油缸的负载增大，则根据所述动臂提升油路的压力信号，控制回转阻尼电磁阀开启以对回转阻尼阀的控制端进行第二回位控制，所述第二回位控制用于使得所述动臂回转油路中油量线性下降；

其中，所述回转阻尼电磁阀连接于所述回转阻尼阀的控制端，且该回转阻尼电磁阀与所述控制器通信连接。

6.根据权利要求4或5所述的挖掘机控制方法，其特征在于，所述实时获取所述动臂提升油路的压力信号，包括：

所述控制器控制至少一个与其通信连接的压力开关检测所述动臂提升油路的压力信号，其中，所述压力开关连接于所述延时阀与所述动臂阀芯的控制端之间。

7.根据权利要求3所述的挖掘机控制方法，其特征在于，所述动臂油缸停止运转的信号为用于显示所述动臂提升油路无动臂压力且所述动臂回转油路有回转压力的信号。

8.根据权利要求3所述的挖掘机控制方法，其特征在于，在所述控制所述延时阀开启之前，还包括：

预先设置用于控制所述延时阀处于开启状态的延时周期；

相对应的，针对所述动臂阀芯的回位时间进行延长控制的时长小于或等于所述延时周期。

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