[發明專利]一種工程機械的操控系統及操控方法

有效

• 申請號: 201110410768.2
• 申請日: 2011-12-09
• 公開（公告）號: CN102518166A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 張遷;鐘柳芳
• 申請（專利權）人: 中聯重科股份有限公司
• 主分類號: E02F9/20
• 分類號: E02F9/20;E02F9/22
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

技術領域

本發明涉及工程機械技術領域，特別是涉及一種工程機械的操控系統及操控方法。

背景技術

目前在大多數工程機械(例如挖掘機等)中，操作手通過操縱電氣手柄或液壓先導手柄來控制工作裝置(即工程機械的執行裝置，例如挖掘機鏟斗部分)的動作。其操控原理為：根據手柄被操縱所產生的位移向量輸出相應的電信號或者先導電壓信號，控制工程機械的液壓系統中的相關液壓閥的動作，進而驅動工作裝置執行相關動作。這兩種操控方式具有操控性能佳、可靠性強的優點。

然而，在實際操控過程中，當工作裝置的負載力發生變化時，操作手無法通過手柄來感知負載力的變化，因此，現有技術的操控系統對工程機械操控的及時性、精準性較差。

發明內容

本發明提供了一種工程機械的操控系統及操控方法，用以解決現有技術中操控系統對工程機械操控的及時性、精準性較差的技術問題。

本發明工程機械的操控系統，包括：

工作裝置；

操縱裝置，用于控制工作裝置的動作；

傳感器，用于檢測工作裝置所受到的負載力信息；

控制器，用于根據負載力信息和保存的算法計算出反饋給操縱裝置的反作用力；

驅動器，用于將所述反作用力施加于操縱裝置。

所述工作裝置包括具有無桿腔和有桿腔的液壓缸，所述負載力信息包括無桿腔壓力和有桿腔壓力，則所述控制器，用于根據無桿腔壓力、無桿腔活塞面積、有桿腔壓力、有桿腔活塞面積和負載力計算公式計算出工作裝置所受到的負載力，及根據所述負載力和設定的規則計算出所述反作用力，其中，所述負載力計算公式為：

F＝P₁*S₁+P₂*S₂

式中，F為負載力，P₁為無桿腔壓力，S₁為無桿腔活塞面積，P₂為有桿腔壓力，S₂為有桿腔活塞面積。

所述規則為：

當F＜F_Max*k₁時，F′＝K₁*F

當F_Max*k₁≤F＜F_Max*k₂時，F′＝K₁*F_Max*k₁+K₂*(F-F_Max*k₁)

當F≥F_Max*k₂時，F′＝K₁*F_Max*k₁+K₂*F_Max*(k₂-k₁)+K₃*(F-F_Max*k₂)

其中，F_Max為工作裝置所能承受的最大負載力；k₁，k₂為設定的比例系數，且k₁＜k₂＜1；F′為反作用力；K₁，K₂，K₃為設定的線性增益，且K₁＞K₂＞K₃。

所述操縱裝置包括操縱手柄、方向盤或者踏板。

本發明工程機械的操控方法，應用于包括工作裝置和操縱裝置的系統中，包括：

A、檢測工作裝置所受到的負載力信息；

B、根據所述負載力信息和保存的算法計算出反饋給操縱裝置的反作用力；

C、將所述反作用力施加于操縱裝置。

所述工作裝置包括具有無桿腔和有桿腔的液壓缸，所述負載力信息包括無桿腔壓力和有桿腔壓力，則步驟B包括：

B1、根據無桿腔壓力、無桿腔活塞面積、有桿腔壓力、有桿腔活塞面積和負載力計算公式計算出工作裝置所受到的負載力，所述負載力計算公式為：

F＝P₁*S₁+P₂*S₂

式中，F為負載力，P₁為無桿腔壓力，S₁為無桿腔活塞面積，P₂為有桿腔壓力，S₂為有桿腔活塞面積；