[發明專利]一種基于比例閥的液壓挖掘機振動掘削控制系統

在審

• 申請號: 201611030868.1
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN108086393A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 祝鳳娟
• 申請（專利權）人: 祝鳳娟
• 主分類號: E02F9/20
• 分類號: E02F9/20;E02F9/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種基于比例閥的液壓挖掘機振動掘削控制系統，提出了一種用單片機控制比例閥來實現振動挖掘的方法，針對不同性質的土壤。采用不同的振動幅值和振動頻率，以達到減小挖掘阻力，降低能量消耗和提高作業效率的目的。該控制系統達到了作業過程中降低挖掘阻力，減低能耗，提高工作效率的目的，這為工程機械的節能和高效作業提供了一條嶄新的思路。

技術領域

本發明涉及一種基于比例閥的液壓挖掘機振動掘削控制系統，適用于機械領域。

背景技術

液壓挖掘機以其應用廣泛、創造價值高而在工程機械中占據著首要地位，是土石方開挖的主要施工機械，在能源、交通、農田水利、城鎮建設，以及現代化軍事工程等領域發揮著重要的作用。與此同時，挖掘機作業條件比較惡劣，載荷變化大，并且作業過程中的受力情況十分復雜，因此在挖掘過程中要消耗大量的挖掘功率，能量的利用效率比較低。而目前一般通過增大挖掘功率來提高挖掘機的作業能力。隨著社會的進步及用戶對機械設備高效節能及自動化要求的不斷提高，如何探索一種更為有效、合理的方法，使挖掘機在作業過程中達到低能耗、高效率和更大的作業能力，并且具有一定的自適應能力，這對于提高挖掘機的綜合性能，探求新的挖掘和節能新方法，提高我國挖掘機的整體技術水平都有著十分重要的戰略意義。

發明內容

本發明提出了一種基于比例閥的液壓挖掘機振動掘削控制系統，提出了一種用單片機控制比例閥來實現振動挖掘的方法，針對不同性質的土壤。采用不同的振動幅值和振動頻率，以達到減小挖掘阻力，降低能量消耗和提高作業效率的目的。

本發明所采用的技術方案是：

所述控制系統的執行元件是液壓挖掘機的鏟斗油缸，為了方便控制，將原挖掘機的先導減壓型控制閥改成電液比例閥，并增加一個三位換向閥2。

所述液壓油缸由主控制閥5控制，是原系統的多路閥。比例閥的油壓由定量泵供給，比例閥的開度與控制信號成正比，因而主控制閥的開度和油缸的進油量均與控制信號的大小成正比。

所述控制系統選用ATMEL89C51單片機作為系統控制器，為安全可靠，采用雙信號有效啟動系統。

所述整個控制系統由傳感器、人機接口、單片機控制器及信號發生電路四部分組成。傳感器主要用來檢測工作油缸的壓力，從而判斷鏟斗齒尖的切削阻力并決定挖掘機是否采取振動減阻挖掘方式；人機接口作為信號的傳遞設備，完成振動特征參數的存儲及修改、采用數據的保存等；信號發生電路主要用來產生所需的振動信號；控制器部分則完成系統所有的數據計算和邏輯運算，并根據操作指令及系統的當前工作模式調用相應的功能模塊以完成相應的動作。

所述控制系統硬件上采用自診斷加掉電保護裝置，軟件上設置程序陷阱，軟硬件結合，增強系統的穩定性和抗干擾性。

本發明的有益效果是：該控制系統達到了作業過程中降低挖掘阻力，減低能耗，提高工作效率的目的，這為工程機械的節能和高效作業提供了一條嶄新的思路。

附圖說明

圖1是本發明的液壓系統（部分）原理圖。

圖2是本發明的硬件原理圖。

圖3是本發明的作業軟件流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

如圖1， 一般來說，實現挖掘機工作裝置振動的方法有兩類，一是對工作裝置的結構進行改造；一是通過系統控制來實現。因為挖掘機結構相對比較成熟，并且如果通過對機構進行改造以產生所需的振動，這就需要對現有的工作機構進行變更及附加振動器，因此這種方法的應用具有較大的局限性。