[發明專利]一種挖掘機械的多功能控制系統

有效

• 申請號: 201910056537.2
• 申請日: 2019-01-18
• 公開（公告）號: CN109853662B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 王洪彩;尹四倍;郝濤;孫常華;宋愛全
• 申請（專利權）人: 山東勞動職業技術學院(山東勞動技師學院)
• 主分類號: E02F9/20
• 分類號: E02F9/20;E02F9/22
• 代理公司: 11560 北京智橋聯合知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 洪余節

一種挖掘機械的多功能控制系統(1)，其特征在于，所述多功能控制系統(1)包括第一控制模塊(2)、第二控制模塊(3)、第三控制模塊(4)、第四控制模塊(5)、第五控制模塊(6)以及智能綜合控制模塊(7)；智能綜合控制模塊(7)與所述第一至第五控制模塊連接并控制所述第一至第五控制模塊工作狀態的切換。本發明的挖掘機械的多功能控制系統通過多功能的控制系統與控制邏輯，實現較好的多功能控制效果，實現挖掘機在行走控制、斗桿回收挖掘作業控制、負載自適應控制以及遠程控制等多方面的舒適性及安全性。

技術領域

本發明涉及挖掘機械的控制技術領域，具體地，涉及一種挖掘機械的多功能控制系統。

背景技術

挖掘機械是用鏟斗挖掘高于或低于承機面的物料，并裝入運輸車輛或卸至堆料場的土方機械。挖掘機械挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及經過預松后的土壤和巖石。從近幾年工程機械的發展來看，挖掘機械的發展相對較快，挖掘機械已經成為工程建設中最主要的工程機械之一。

現有技術中，履帶式挖掘機械行走馬達在高速擋與低速擋之間的切換都是依靠人工來進行。行走馬達處于高速轉動時，其扭矩較小。而挖掘機在進行轉彎時，其阻力增大，行走馬達需要增加扭矩才能滿足轉向所需要的扭矩。而由于現有挖掘機械行走馬達的高速擋與低速擋之間是由人工開操作切換，而人不能在挖掘機轉彎時判斷行走馬達輸出的扭矩是否充足而不會及時進行擋位切換，從而導致現有挖掘機在高速行進時轉彎能力不足。

挖掘機械具有較大的工作范圍，即能夠對地面以下物料進行施工，也能夠對高處的物料進行挖掘。在對高處物料進行挖掘時，由于工作裝置本身較重，如果駕駛員對工作裝置動作速度不加以控制，在重力的作用下，工作裝置反而驅動斗桿油缸活塞桿快速運動，當活塞桿運動速度高于油缸無桿腔液壓油供油量時，將造成油缸無桿腔出現真空現象，一方面影響液壓缸使用壽命，另一方面造成安全隱患。挖掘機械的斗桿挖掘過程中，鏟斗切削刃板同斗桿的相對角度對斗桿挖掘過程挖掘阻力影響較大，較好的角度能夠有效降低土壤的阻力從而降低能耗。目前，在進行斗桿挖掘時，駕駛員一般憑借經驗調整鏟斗相對于斗桿的角度，由于操作員的操作經驗不同而差異很大，很難做到最優。

一般挖掘機械作業循環可劃分為挖掘-回轉卸料-返回三個步驟。每一個步驟的實現都需要駕駛員操作兩個控制手柄聯合動作才能實現。但挖掘機械作業過程重復性較強，開展各作業步驟時均有較為相對固定的位置。同時施工過程中需要駕駛員精神高度集中，連續不斷的操作手柄才能控制整機的動作，造成駕駛員工作強度大，容易疲勞并造成事故的發生。并且，重復的工作通過人來操控完成，其效率相對較低。

挖掘機械的操作員屬于高危技術工種，在操作員操作過程中，一旦發生事故，操作員很難逃生；另一方面，挖掘機械的作業環境通常都比較惡劣，受到各種外界因素的干擾和影響，特別是在某些特殊行業工程機械作業環境異常惡劣，比如：毒氣廢氣場合、垃圾清理、搶險救災、隧道開挖、防爆作業、放射性場合作業等，使用人工現場操作的挖掘機械是難以保證操作者的安全的。

此外，挖掘機械的發動機扭矩與功率特性都是一個比較復雜的曲線，簡單的一個比例函數或曲線并不能夠清楚描述其特性，只有將液壓泵功率做到根據操作者的需求實時地跟隨發動機扭矩與功率曲線并始終工作在萬有能耗曲線經濟能耗區，才能做到優化發動機與液壓系統間的功率匹配性能，優化發動機掉速性能，有效優化發動機不穩定問題，提升整機工作效率。設計能實現壓力、流量的精確控制、動作協調流暢、挖掘機械能夠完成各種精細化動作的節能系統具有重要的現實意義。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種挖掘機械的多功能控制系統。本發明的挖掘機械的多功能控制系統通過多功能的控制系統與控制邏輯，實現較好的多功能控制效果，實現挖掘機在行走控制、斗桿回收挖掘作業控制、負載自適應控制以及遠程控制等多方面的舒適性及安全性。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是一種挖掘機械的多功能控制系統，所述多功能控制系統包括第一控制模塊、第二控制模塊、第三控制模塊、第四控制模塊、第五控制模塊以及智能綜合控制模塊；