[發(fā)明專利]嵌入式自主振動挖掘裝置控制系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410089427.3
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN103882902A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 莊靜偉;徐亮;韓軍;肖偉;劉津;曹有輝;楊國鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍63983部隊
• 主分類號: E02F9/20
• 分類號: E02F9/20
• 代理公司: 總裝工程兵科研一所專利服務(wù)中心 32002
• 代理人: 楊立秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及挖掘裝置的控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種嵌入式自主振動挖掘裝置控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

將振動理論應(yīng)用于液壓挖掘機的挖掘作業(yè)過程中可以有效地減小挖掘阻力，降低能量消耗，提高工作效率。當(dāng)振動掘削的振動頻率接近于土壤顆粒的固有頻率時，系統(tǒng)發(fā)生強烈共振，使得土壤更加松散、作業(yè)質(zhì)量更好，挖掘阻力與能量消耗均最小，掘削效率最高，且狀態(tài)穩(wěn)定。當(dāng)機組子系統(tǒng)有阻尼振動的固有頻率與土壤負(fù)載子系統(tǒng)有阻尼振動的固有頻率呈倍頻關(guān)系時，可以說，振動掘削巖土技術(shù)為液壓挖掘機的節(jié)能研究提供了一條新的途徑。

振動挖掘系統(tǒng)的核心是實現(xiàn)挖掘作業(yè)過程中的鏟刃往復(fù)振動切削，其實現(xiàn)主要有兩種途徑：一方面可以通過改進(jìn)挖掘作業(yè)機構(gòu)來實現(xiàn)，即機械驅(qū)動，另一方面可以通過液壓執(zhí)行元件的往復(fù)振動控制來實現(xiàn)，即液壓驅(qū)動。其中，相比機械驅(qū)動方式，液壓驅(qū)動具有輸出功率大、結(jié)構(gòu)緊湊及控制方便等優(yōu)點。

目前，振動挖掘只能按照給定的振幅和頻率進(jìn)行挖掘，不能根據(jù)土壤的硬度進(jìn)行，振幅和頻率自適應(yīng)的振動挖掘，因此挖掘的效果不佳。

為了提高挖掘的效率，一些老的裝備在不改變原有液壓系統(tǒng)的情況下，只需加裝嵌入式振動系統(tǒng)，即可實現(xiàn)自主振動挖掘，振動挖掘不僅能提高挖掘機的作業(yè)能力，同時還有一定的節(jié)能效果。

顯然，現(xiàn)有振動挖掘裝置的控制系統(tǒng)無法滿足自主振動挖掘裝置的控制需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種挖掘裝置控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)能夠滿足嵌入式自主振動挖掘裝置的控制需求。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明包括：

控制器，所述控制器接收控制手柄與控制面板的疊加信號經(jīng)過一定的控制算法輸出相應(yīng)的驅(qū)動信號來驅(qū)動雙閥芯閥，同時，根據(jù)角度傳感器和壓力傳感器的反饋信號對驅(qū)動信號作實時調(diào)整；

與控制器連接的控制手柄，用于產(chǎn)生常規(guī)的挖掘信號；

與控制器連接的控制面板，用于產(chǎn)生一定振幅、頻率和波形的疊加信號；

與控制器連接的角度傳感器，設(shè)置在斗桿與鏟斗之間，用于測量鏟斗轉(zhuǎn)動的角度；

與控制器連接的壓力傳感器，設(shè)置在鏟斗油缸內(nèi)，用于檢測鏟斗油缸的壓力；

與控制器連接的雙閥芯電子液壓閥，用于產(chǎn)生變化的流量來驅(qū)動鏟斗油缸來實現(xiàn)振動挖掘；

與雙閥芯電子液壓閥連接的電磁開關(guān)閥，用于打開振動挖掘油源；

與雙閥芯電子液壓閥連接的電磁切換閥，用于原液壓管路和振動液壓管路的切換。

本發(fā)明的優(yōu)點：

1、本發(fā)明可以在不影響原有液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)振動挖掘，能實現(xiàn)對已有裝備的振動挖掘改造；

2、可以根據(jù)鏟斗油缸的壓力和鏟斗的角度自主判斷是否需要進(jìn)行振動挖掘，以及以什么振幅和頻率進(jìn)行振動挖掘，以及何時停止振動挖掘。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理框圖。

具體實施方式

本發(fā)明所列舉的實施例，只是用于幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明思想的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)的范圍內(nèi)。

如圖1所示，本發(fā)明包括：

控制器，所述控制器接收控制手柄與控制面板的疊加信號經(jīng)過一定的控制算法輸出相應(yīng)的驅(qū)動信號來驅(qū)動雙閥芯閥，同時，根據(jù)角度傳感器和壓力傳感器的反饋信號對驅(qū)動信號作實時調(diào)整；

與控制器連接的控制手柄，用于產(chǎn)生常規(guī)的挖掘信號；

與控制器連接的控制面板，用于產(chǎn)生一定振幅、頻率和波形的疊加信號；

與控制器連接的角度傳感器，設(shè)置在斗桿與鏟斗之間，用于測量鏟斗轉(zhuǎn)動的角度；

與控制器連接的壓力傳感器，設(shè)置在鏟斗油缸內(nèi)，用于檢測鏟斗油缸的壓力；

與控制器連接的雙閥芯電子液壓閥，用于產(chǎn)生變化的流量來驅(qū)動鏟斗油缸來實現(xiàn)振動挖掘；

與雙閥芯電子液壓閥連接的電磁開關(guān)閥，用于打開振動挖掘油源；

與雙閥芯電子液壓閥連接的電磁切換閥，用于原液壓管路和振動液壓管路的切換。

本發(fā)明的工作工程是：

工作時，首先打開控制面板中的電源，電磁開關(guān)閥，電磁切換閥得電，實現(xiàn)了液壓油源打開和液壓管路的切換，按下控制面板上的自動振動開關(guān)，操作控制手柄，開始挖掘，在挖掘過程中，壓力傳感器實時檢測鏟斗油缸壓力，當(dāng)壓力大于某一值時，鏟斗以一定頻率、振幅進(jìn)行振動挖掘，當(dāng)阻力小于起振壓力或鏟斗角度超過一定角度時，鏟斗自動停止振動，從而實現(xiàn)自主振動。