推土机铲刀动作控制系统.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201220359944.4

申请日:

2012.07.24

公开号:

CN202831019U

公开日:

2013.03.27

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权

IPC分类号:

E02F3/85

主分类号:

E02F3/85

申请人:

山推工程机械股份有限公司

发明人:

侯衍华; 赵成龙; 杨继红; 姚爱贞; 郭瑞; 张红; 赵金光

地址:

272000 山东省济宁市高新区327国道58号

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本实用新型涉及一种推土机铲刀动作控制系统,它包括有CAN总线、操作手柄和控制器,所述的操作手柄和控制器分别与CAN总线连接,所述的控制器通过提升电磁阀控制提升油缸,所述的控制器通过倾斜电磁阀控制倾斜油缸,所述的控制器通过倾角电磁阀控制倾角油缸;所述的提升油缸、倾斜油缸和倾角油缸分别与推土机的铲刀连接。本实用新型的有益效果在于:根据铲刀动作特点,对铲刀提升下降、左右倾斜、左右倾角动作进行变曲线控制,保证在动作初始以缓冲柔性力开始,当克服惯性静止力后,加快动作速度,保证动作灵敏度,而当铲刀动作停止时,首先减缓控制电流幅度,以保证铲刀在小的惯性力条件下柔和停止,避免急停造成冲击力。

权利要求书

权利要求书一种推土机铲刀动作控制系统,其特征在于:它包括有CAN总线、操作手柄和控制器,所述的操作手柄和控制器分别与CAN总线连接,所述的控制器通过提升电磁阀控制提升油缸,所述的控制器通过倾斜电磁阀控制倾斜油缸,所述的控制器通过倾角电磁阀控制倾角油缸;所述的提升油缸、倾斜油缸和倾角油缸分别与推土机的铲刀连接。
如权利要求1所述的推土机铲刀动作控制系统,其特征在于:所述的提升电磁阀、倾斜电磁阀和倾角电磁阀为线性电磁比例阀。
如权利要求1或2所述的推土机铲刀动作控制系统,其特征在于:所述的控制器为车载PLC控制器。
如权利要求1或2所述的推土机铲刀动作控制系统,其特征在于:所述的操作手柄为电摇杆手柄。

说明书

说明书推土机铲刀动作控制系统
技术领域
本实用新型涉及一种推土机铲刀动作控制系统,目的是克服铲刀动作急停或急行的缺点,实现一种对铲刀柔性、灵活的控制,提高作业效率和作业精度,改善铲刀油缸性能稳定性,延长铲刀油缸使用寿命,提高操纵舒适性。
背景技术
传统推土机的液控铲刀存在很多不足,大多采用简单线性电流直接控制铲刀各种作业动作,没有考虑在各种不同工况条件下铲刀的动作,比如动作方向不同,静惯力不同,所采用的控制也应该不同。简单线性电流控制会导致铲刀动作力不均衡,起停时会产生陡变的冲击力。这种控制作业模式既影响了铲刀工作装置的可靠性,又给操作者带来不适的感觉。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种推土机铲刀动作控制系统,以实现对铲刀柔性、灵活的控制,提高作业效率和作业精度,改善铲刀油缸性能稳定性,延长铲刀油缸使用寿命。
本实用新型所采用的技术方案是:
一种推土机铲刀动作控制系统,它包括有CAN总线、操作手柄和控制器,所述的操作手柄和控制器分别与CAN总线连接,所述的控制器通过提升电磁阀控制提升油缸,所述的控制器通过倾斜电磁阀控制倾斜油缸,所述的控制器通过倾角电磁阀控制倾角油缸;所述的提升油缸、倾斜油缸和倾角油缸分别与推土机的铲刀连接。
按上述方案,所述的提升电磁阀、倾斜电磁阀和倾角电磁阀为线性电磁比例阀。
按上述方案,所述的控制器为车载PLC控制器。
按上述方案,所述的操作手柄为电摇杆手柄。
相关术语解释
控制器:车载PLC控制器,是整车控制的中心,接收车辆操纵信号,经处理后控制工作装置动作。
CAN总线:基于CAN通讯协议的信号传输线路。
电摇杆手柄:车辆操纵手柄,控制车辆行走和各工作装置的动作。
本实用新型的有益效果在于:根据铲刀动作特点,对铲刀提升下降、左右倾斜、左右倾角动作进行变曲线控制,保证在动作初始以缓冲柔性力开始,当克服惯性静止力后,加快动作速度,保证动作灵敏度,而当铲刀动作停止时,首先减缓控制电流幅度,以保证铲刀在小的惯性力条件下柔和停止,避免急停造成冲击力。
附图说明
图1是本实用新型一个实施例的结构框图;
图2是传统的铲刀控制电流随手柄偏移量的变化;
图3是本实用新型铲刀倾斜与倾角动作起、停时的电流修正曲线;
图4是本实用新型铲刀上升动作起、停时的电流修正曲线;
图5是本实用新型铲刀下降动作起、停时的电流修正曲线。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本实用新型的实施例。
为了更好的理解本实用新型,首先区分铲刀三种动作静惯力特点,铲刀倾角与倾斜在动作起始与停止的静惯力不同,当动作开始时,考虑铲刀需要较大动力克服铲刀静惯力,一旦静惯力被克服,铲刀动作会有一个大的加速,导致铲刀急加速。据此,将开始启动的控制电流减小,铲刀动作相对较慢,保证克服静惯力后不会有大的加速产生。静惯力克服后控制电流快速加大,铲刀在大的推力下,快速灵敏地动作。当铲刀在快速行程条件下直接急停控制,同样会产生大的撞击。为了减小停止时的撞击,同样对控制电流进行预调减小,目的是减小铲刀动作速度,让铲刀在低速下停止,实现缓停免撞击的目的。铲刀倾角与倾斜的柔性调控电流曲线相同,见图3。铲刀提升与下降需要克服的静惯力有所不同,当铲刀上升起、停时,铲刀动作需要克服重力下的静惯力,起始电流坡度修正值相对要大,停止电流坡度修正值相对要小,见图4;当铲刀下降起、停时,因重力影响,起始电流坡度修正值相对要小,停止电流坡度修正值相对要大,见图5。
参见图1,一种推土机铲刀动作控制系统,它包括有CAN总线、操作手柄和控制器,所述的操作手柄和控制器分别与CAN总线连接,所述的控制器通过提升电磁阀控制提升油缸,所述的控制器通过倾斜电磁阀控制倾斜油缸,所述的控制器通过倾角电磁阀控制倾角油缸;所述的提升油缸、倾斜油缸和倾角油缸分别与推土机的铲刀连接。
本实施例中,所述的提升电磁阀、倾斜电磁阀和倾角电磁阀为线性电磁比例阀;所述的控制器为车载PLC控制器;所述的操作手柄为电摇杆手柄。
本实用新型中,铲刀柔性控制是通过控制程序实现的,该系统必须对智能控制器程序进行优化设计,当铲刀开始动作时,静惯性力较大,控制器程序设计缓慢增加启动电流,从而缓慢开启电磁阀阀芯,油缸龟速缩进,确保铲刀慢慢提升,而当铲刀克服静惯性力后,即可快速增加控制电流,快速开启电磁阀阀芯,油缸缩进速度加快,保证铲刀动作灵敏快速。同理,铲刀停止前首先减缓控制电流,在小的惯性力条件下柔和停止,避免急停造成冲击力。铲刀智能控制器是可编程控制的。
本实用新型中,铲刀控制阀必须是线性电磁比例阀,其电流的大小与阀控流量对应,通过控制器输入不同量的电流大小,实现电磁阀的不同开度,从而控制铲刀动作快慢。铲刀动作必须是通过油缸实现的液力控制装置,油缸通过可控电磁阀进行压力与流量的有效控制,实现优化作业系统。
本实用新型,需要精确快速控制,控制信号必须由CAN局域网通讯,以保证信号准确、快速传输,减少控制衰竭与干扰。本实用新型的铲刀操纵指令必须由电控摇杆实现,电控摇杆的基本参数要求为三轴模拟量输出信号,满足铲刀的升降、调角、倾斜功能指令要求。
传统如图2的电流控制曲线,开始电流变率较大,铲刀克服静惯力后会产生陡变加速度,产生冲击力。同样,铲刀停止时电流变化率较大,铲刀制动时克服较大动惯力,产生冲击力。起、停产生的冲击力既损失动能,又造成操控振动冲击,影响舒适性。修正后的电流控制曲线如图3、图4、图5,起、停电流曲线相对图2曲线坡度根据不同的惯力状况进行缓坡预调,减小惯力带来的起、停冲击效应。同时铲刀克服启动静惯力后的行程控制电流曲线相对图2电流坡度进行了陡坡处理,目的是为了加快动作灵敏度,补偿起、停柔缓动作带来的时间损失。
以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例而已,并非对本实用新型作任何形式上的限制,本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改,等同变化或修饰,均落在本实用新型的保护范围内。

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1、(10)授权公告号 CN 202831019 U(45)授权公告日 2013.03.27CN202831019U*CN202831019U*(21)申请号 201220359944.4(22)申请日 2012.07.24E02F 3/85(2006.01)(73)专利权人山推工程机械股份有限公司地址 272000 山东省济宁市高新区327国道58号(72)发明人侯衍华 赵成龙 杨继红 姚爱贞郭瑞 张红 赵金光(54) 实用新型名称推土机铲刀动作控制系统(57) 摘要本实用新型涉及一种推土机铲刀动作控制系统,它包括有CAN总线、操作手柄和控制器,所述的操作手柄和控制器分别与CAN总线连接,所述的。

2、控制器通过提升电磁阀控制提升油缸,所述的控制器通过倾斜电磁阀控制倾斜油缸,所述的控制器通过倾角电磁阀控制倾角油缸;所述的提升油缸、倾斜油缸和倾角油缸分别与推土机的铲刀连接。本实用新型的有益效果在于:根据铲刀动作特点,对铲刀提升下降、左右倾斜、左右倾角动作进行变曲线控制,保证在动作初始以缓冲柔性力开始,当克服惯性静止力后,加快动作速度,保证动作灵敏度,而当铲刀动作停止时,首先减缓控制电流幅度,以保证铲刀在小的惯性力条件下柔和停止,避免急停造成冲击力。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页 附图2页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书 1 页 说明书 3 页。

3、 附图 2 页1/1页21.一种推土机铲刀动作控制系统,其特征在于:它包括有CAN总线、操作手柄和控制器,所述的操作手柄和控制器分别与CAN总线连接,所述的控制器通过提升电磁阀控制提升油缸,所述的控制器通过倾斜电磁阀控制倾斜油缸,所述的控制器通过倾角电磁阀控制倾角油缸;所述的提升油缸、倾斜油缸和倾角油缸分别与推土机的铲刀连接。2.如权利要求1所述的推土机铲刀动作控制系统,其特征在于:所述的提升电磁阀、倾斜电磁阀和倾角电磁阀为线性电磁比例阀。3.如权利要求1或2所述的推土机铲刀动作控制系统,其特征在于:所述的控制器为车载PLC控制器。4.如权利要求1或2所述的推土机铲刀动作控制系统,其特征在于:。

4、所述的操作手柄为电摇杆手柄。权 利 要 求 书CN 202831019 U1/3页3推土机铲刀动作控制系统技术领域0001 本实用新型涉及一种推土机铲刀动作控制系统,目的是克服铲刀动作急停或急行的缺点,实现一种对铲刀柔性、灵活的控制,提高作业效率和作业精度,改善铲刀油缸性能稳定性,延长铲刀油缸使用寿命,提高操纵舒适性。背景技术0002 传统推土机的液控铲刀存在很多不足,大多采用简单线性电流直接控制铲刀各种作业动作,没有考虑在各种不同工况条件下铲刀的动作,比如动作方向不同,静惯力不同,所采用的控制也应该不同。简单线性电流控制会导致铲刀动作力不均衡,起停时会产生陡变的冲击力。这种控制作业模式既影响。

5、了铲刀工作装置的可靠性,又给操作者带来不适的感觉。发明内容0003 本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种推土机铲刀动作控制系统,以实现对铲刀柔性、灵活的控制,提高作业效率和作业精度,改善铲刀油缸性能稳定性,延长铲刀油缸使用寿命。0004 本实用新型所采用的技术方案是:0005 一种推土机铲刀动作控制系统,它包括有CAN总线、操作手柄和控制器,所述的操作手柄和控制器分别与CAN总线连接,所述的控制器通过提升电磁阀控制提升油缸,所述的控制器通过倾斜电磁阀控制倾斜油缸,所述的控制器通过倾角电磁阀控制倾角油缸;所述的提升油缸、倾斜油缸和倾角油缸分别与推土机的铲刀连接。0006 按上述方案,所述的提。

6、升电磁阀、倾斜电磁阀和倾角电磁阀为线性电磁比例阀。0007 按上述方案,所述的控制器为车载PLC控制器。0008 按上述方案,所述的操作手柄为电摇杆手柄。0009 相关术语解释0010 控制器:车载PLC控制器,是整车控制的中心,接收车辆操纵信号,经处理后控制工作装置动作。0011 CAN总线:基于CAN通讯协议的信号传输线路。0012 电摇杆手柄:车辆操纵手柄,控制车辆行走和各工作装置的动作。0013 本实用新型的有益效果在于:根据铲刀动作特点,对铲刀提升下降、左右倾斜、左右倾角动作进行变曲线控制,保证在动作初始以缓冲柔性力开始,当克服惯性静止力后,加快动作速度,保证动作灵敏度,而当铲刀动作。

7、停止时,首先减缓控制电流幅度,以保证铲刀在小的惯性力条件下柔和停止,避免急停造成冲击力。附图说明0014 图1是本实用新型一个实施例的结构框图;说 明 书CN 202831019 U2/3页40015 图2是传统的铲刀控制电流随手柄偏移量的变化;0016 图3是本实用新型铲刀倾斜与倾角动作起、停时的电流修正曲线;0017 图4是本实用新型铲刀上升动作起、停时的电流修正曲线;0018 图5是本实用新型铲刀下降动作起、停时的电流修正曲线。具体实施方式0019 下面结合附图进一步说明本实用新型的实施例。0020 为了更好的理解本实用新型,首先区分铲刀三种动作静惯力特点,铲刀倾角与倾斜在动作起始与停止。

8、的静惯力不同,当动作开始时,考虑铲刀需要较大动力克服铲刀静惯力,一旦静惯力被克服,铲刀动作会有一个大的加速,导致铲刀急加速。据此,将开始启动的控制电流减小,铲刀动作相对较慢,保证克服静惯力后不会有大的加速产生。静惯力克服后控制电流快速加大,铲刀在大的推力下,快速灵敏地动作。当铲刀在快速行程条件下直接急停控制,同样会产生大的撞击。为了减小停止时的撞击,同样对控制电流进行预调减小,目的是减小铲刀动作速度,让铲刀在低速下停止,实现缓停免撞击的目的。铲刀倾角与倾斜的柔性调控电流曲线相同,见图3。铲刀提升与下降需要克服的静惯力有所不同,当铲刀上升起、停时,铲刀动作需要克服重力下的静惯力,起始电流坡度修正。

9、值相对要大,停止电流坡度修正值相对要小,见图4;当铲刀下降起、停时,因重力影响,起始电流坡度修正值相对要小,停止电流坡度修正值相对要大,见图5。0021 参见图1,一种推土机铲刀动作控制系统,它包括有CAN总线、操作手柄和控制器,所述的操作手柄和控制器分别与CAN总线连接,所述的控制器通过提升电磁阀控制提升油缸,所述的控制器通过倾斜电磁阀控制倾斜油缸,所述的控制器通过倾角电磁阀控制倾角油缸;所述的提升油缸、倾斜油缸和倾角油缸分别与推土机的铲刀连接。0022 本实施例中,所述的提升电磁阀、倾斜电磁阀和倾角电磁阀为线性电磁比例阀;所述的控制器为车载PLC控制器;所述的操作手柄为电摇杆手柄。0023。

10、 本实用新型中,铲刀柔性控制是通过控制程序实现的,该系统必须对智能控制器程序进行优化设计,当铲刀开始动作时,静惯性力较大,控制器程序设计缓慢增加启动电流,从而缓慢开启电磁阀阀芯,油缸龟速缩进,确保铲刀慢慢提升,而当铲刀克服静惯性力后,即可快速增加控制电流,快速开启电磁阀阀芯,油缸缩进速度加快,保证铲刀动作灵敏快速。同理,铲刀停止前首先减缓控制电流,在小的惯性力条件下柔和停止,避免急停造成冲击力。铲刀智能控制器是可编程控制的。0024 本实用新型中,铲刀控制阀必须是线性电磁比例阀,其电流的大小与阀控流量对应,通过控制器输入不同量的电流大小,实现电磁阀的不同开度,从而控制铲刀动作快慢。铲刀动作必须。

11、是通过油缸实现的液力控制装置,油缸通过可控电磁阀进行压力与流量的有效控制,实现优化作业系统。0025 本实用新型,需要精确快速控制,控制信号必须由CAN局域网通讯,以保证信号准确、快速传输,减少控制衰竭与干扰。本实用新型的铲刀操纵指令必须由电控摇杆实现,电控摇杆的基本参数要求为三轴模拟量输出信号,满足铲刀的升降、调角、倾斜功能指令要求。0026 传统如图2的电流控制曲线,开始电流变率较大,铲刀克服静惯力后会产生陡变说 明 书CN 202831019 U3/3页5加速度,产生冲击力。同样,铲刀停止时电流变化率较大,铲刀制动时克服较大动惯力,产生冲击力。起、停产生的冲击力既损失动能,又造成操控振动。

12、冲击,影响舒适性。修正后的电流控制曲线如图3、图4、图5,起、停电流曲线相对图2曲线坡度根据不同的惯力状况进行缓坡预调,减小惯力带来的起、停冲击效应。同时铲刀克服启动静惯力后的行程控制电流曲线相对图2电流坡度进行了陡坡处理,目的是为了加快动作灵敏度,补偿起、停柔缓动作带来的时间损失。0027 以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例而已,并非对本实用新型作任何形式上的限制,本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改,等同变化或修饰,均落在本实用新型的保护范围内。说 明 书CN 202831019 U1/2页6图1图2图3说 明 书 附 图CN 202831019 U2/2页7图4图5说 明 书 附 图CN 202831019 U。

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