[發(fā)明專利]正鏟式挖掘機(jī)提升及推壓機(jī)構(gòu)的零位標(biāo)定裝置和方法

有效

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• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN114411843B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉曉星;喬建強(qiáng);范喜斌;岳海峰;郭云飛;職彥;潘麗珍;李芬;牛碩;張柏榮;賈澤儀;朱海成;侯亞晨;馬兵;薛春蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 太原重工股份有限公司
• 主分類號: E02F3/58
• 分類號: E02F3/58;E02F9/26
• 代理公司: 北京奧文知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11534
• 代理人: 張文

本發(fā)明公開了一種正鏟式挖掘機(jī)提升及推壓機(jī)構(gòu)的零位標(biāo)定裝置和方法，零位標(biāo)定裝置包括：第一傾角傳感器、第二傾角傳感器、激光測距儀、控制器。第一傾角傳感器設(shè)置在底架梁上，以檢測底架梁與水平面之間的夾角；第二傾角傳感器設(shè)置在鞍座上，以檢測斗桿與水平面之間的夾角；激光測距儀設(shè)置在A型架上，以檢測斗桿遠(yuǎn)離鏟斗的端部與A型架之間的直線距離；控制器構(gòu)造為：當(dāng)檢測到斗桿與水平面之間的夾角和底架梁與水平面之間的夾角相同時，判斷斗桿與A型架之間的直線距離是否等于預(yù)定距離，當(dāng)檢測為等于時將提升及推壓機(jī)構(gòu)的運(yùn)行距離清零。由此，當(dāng)提升及推壓機(jī)構(gòu)每次運(yùn)行到該零點(diǎn)位置時，均能夠?qū)ζ溥M(jìn)行零位校正，消除了系統(tǒng)的累積誤差。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及挖掘機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種正鏟式挖掘機(jī)提升及推壓機(jī)構(gòu)的零位標(biāo)定裝置和方法。

背景技術(shù)

正鏟式挖掘機(jī)，也被稱為礦用挖掘機(jī)，是一種用于露天礦開采的專用設(shè)備，挖掘機(jī)的工作機(jī)構(gòu)主要包括A型架、起重臂、斗桿、鏟斗、推壓裝置、提升裝置，繃?yán)K和提升鋼絲繩等。作業(yè)時鏟斗在提升鋼絲繩的提升力和推壓齒輪的推力共同作用下完成對物料的采掘，裝滿物料的鏟斗連同整個機(jī)器的上部一起在回轉(zhuǎn)裝置的作用下回轉(zhuǎn)一定角度，鏟斗位于運(yùn)輸車輛的上方時，鏟斗底部打開將物料卸下，然后整個機(jī)器的上部再轉(zhuǎn)回來，斗桿收回，提升鋼絲繩下放，準(zhǔn)備進(jìn)行下一個循環(huán)的作業(yè)。

正鏟式挖掘機(jī)中多個機(jī)構(gòu)在協(xié)調(diào)工作時需要對其移動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動距離進(jìn)行限位保護(hù)，其中，提升、推壓機(jī)構(gòu)的運(yùn)行距離是通過傳動鏈上的絕對值編碼器等傳感器通過連續(xù)采集得到的，得到的運(yùn)行距離是一個相對數(shù)值，而且需要在確定機(jī)構(gòu)的零點(diǎn)后才能得到機(jī)構(gòu)運(yùn)行后所處的位置，之后根據(jù)整個機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)置相關(guān)的提升上、下限位，以及推壓前、后限位，從而實(shí)現(xiàn)限位保護(hù)。另外，在位姿檢測過程中，需要準(zhǔn)確標(biāo)定機(jī)構(gòu)的零位，才可實(shí)現(xiàn)鏟斗的三維定位。

現(xiàn)有技術(shù)中，標(biāo)定零位的方法為：如圖1所示，先將正鏟式挖掘機(jī)的鏟斗提到天輪附近，將該位置標(biāo)定為提升機(jī)構(gòu)零點(diǎn)；之后，如圖2所示，將鏟斗完全收回至最低位置，將該位置標(biāo)定為推壓機(jī)構(gòu)零點(diǎn)。然而，這種標(biāo)定零位的方式存在如下缺點(diǎn)：1、采用目視觀察法標(biāo)定零位，定位精度低，無法滿足限位控制程序的標(biāo)準(zhǔn)化需求，也無法滿足位姿檢測中鏟斗三維定位精度的需求；2、由于編碼器軸存在打滑現(xiàn)象，系統(tǒng)的累積誤差無法得到及時修復(fù)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的部分或全部技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種正鏟式挖掘機(jī)提升及推壓機(jī)構(gòu)的零位標(biāo)定裝置和方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

在根據(jù)本發(fā)明的第一方面中，提供了一種正鏟式挖掘機(jī)提升及推壓機(jī)構(gòu)的零位標(biāo)定裝置，所述正鏟式挖掘機(jī)包括行走裝置、回轉(zhuǎn)裝置和工作裝置，所述行走裝置包括兩條相互平行的履帶板，所述回轉(zhuǎn)裝置和所述行走裝置經(jīng)由底架梁固定連接，所述工作裝置包括工作臺、A型架、起重臂、斗桿，所述A型架設(shè)置在所述工作臺上，所述起重臂的底端連接至所述工作臺，所述起重臂的端部設(shè)置有頂部滑輪，所述A型架經(jīng)由繃?yán)K連接至所述起重臂的頂部，所述斗桿經(jīng)由鞍座可移動地連接至所述起重臂的中部，所述斗桿的端部設(shè)置有鏟斗，所述工作裝置還包括提升機(jī)構(gòu)和推壓機(jī)構(gòu)，所述提升機(jī)構(gòu)和所述推壓機(jī)構(gòu)能夠控制所述斗桿移動，其中，所述零位標(biāo)定裝置包括：

第一傾角傳感器，所述第一傾角傳感器設(shè)置在所述底架梁上，所述第一傾角傳感器能夠跟隨所述底架梁移動，并能夠檢測所述底架梁與水平面之間的夾角a₂；

第二傾角傳感器，所述第二傾角傳感器設(shè)置在所述鞍座上，所述第二傾角傳感器能夠在所述斗桿移動的過程中檢測所述斗桿與水平面之間的夾角a₁；

激光測距儀，所述激光測距儀設(shè)置在所述A型架上，所述激光測距儀能夠檢測所述斗桿遠(yuǎn)離所述鏟斗的端部與所述A型架之間的直線距離L；