一种属具流量调节系统及挖掘机的制作方法

1.本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种属具流量调节系统及挖掘机。


背景技术：

2.挖掘机作为被广泛应用的工程机械，由于挖掘机在作业时能够适应多种工况，需要安装不同属具来满足各种工况下的作业需求。其中属具具体包括侧斜斗、抓草机、抓管机、滑齿抓木机及对齿抓木机等。由于不同属具所需流量不同，如果一直利用固定的较大流量操作属具，当属具所需流量较小时，发动机依然需要提供较大功率，浪费燃油，导致生产成本较高，且大流量也会对液压元件造成冲击，降低液压元件的使用寿命。
3.为了解决这个问题，现有挖掘机属具流量调节具有以下两种方式：
4.第一，操作员通过控制显示器的显示屏来调节，但是操作员只能选择显示屏显示的一级挡位、二级挡位等模式，即属具流量的调节是有级的，无法实现属具流量的无级调节；
5.第二，外置流量调节旋钮，调节旋钮、显示器及控制器共同组成调节控制，控制器通过硬件系统和软件系统，用于匹配液压系统，从而实现属具的流量大小调节，虽然可以在一定范围内实现属具流量的无级调节，但是无级流量调节范围较小，无法满足用户多元化的要求。同时，由于调节旋钮、显示器及控制器为分体结构，零件数量过多，占用空间较大，操作方式复杂，生产成本较高。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种属具流量调节系统及挖掘机，提高属具无级流量调节的范围，节约生产成本。
7.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
8.一种属具流量调节系统，包括调节旋钮、手柄、显示控制器、电磁阀组及液压系统，所述显示控制器的输入端分别电连接于所述调节旋钮和所述手柄，所述显示控制器的输出端电连接于所述电磁阀组，所述电磁阀组通过所述液压系统选择性连通于任意属具，通过调节所述调节旋钮和所述手柄，使所述显示控制器能够调节所述电磁阀组的阀芯开度，用于所述属具的无级流量调节。
9.作为优选，所述显示控制器和所述调节旋钮为一体成型结构。
10.作为优选，在所述调节旋钮的内部设置有变阻器，通过调节所述变阻器的实际电阻值，能够调节所述电磁阀组的最大输出电流。
11.作为优选，所述电磁阀组的最大输出电流和所述变阻器的实际电阻值满足i1＝in*(r/rmax)，其中，i1为所述电磁阀组的最大输出电流，in为所述电磁阀组的额定电流，r为所述变阻器的实际电阻值，rmax为所述变阻器的最大电阻值。
12.作为优选，在所述手柄内滑动设置有滑块，通过调节所述滑块相对于所述手柄的位置，能够调节所述电磁阀组的实际输出电流。
可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
27.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
28.针对不同的工况和作业种类，挖掘机在工作时需要更换不同的属具，由于属具的种类不同，其所需的动力也不同。如果采用固定流量来操控属具，当属具所需的流量较小时，发动机依然需要提供较大的功率，会造成能源浪费，导致生产成本较高。
29.为了解决这个问题，本实施例提供了一种属具流量调节系统，用于调节属具的流量。如图1所示，该属具流量调节系统包括控制单元、电磁阀组4及液压系统5，控制单元电连接于电磁阀组4，电磁阀组4通过液压系统5选择性连通于任意一个属具，可以理解的是，当更换一个属具时，先将原先的属具从挖掘机的本体上拆卸，然后将新的属具安装至挖掘机的本体上，新的属具和液压系统5相连通。通过控制控制单元，对电磁阀组4的阀芯开度进行控制，电磁阀组4通过液压系统5连通于属具，从而实现对属具流量的调节。
30.现有控制单元包括显示器和控制器，控制器分别电连接于显示器和电磁阀，显示器用于流量挡位选择和流量数值显示，或者控制单元利用流量调节旋钮替代显示器，通过旋拧流量调节旋钮，控制器对属具进行无级流量调节，但是无级流量调节的范围比较小。
31.为了解决这个问题，如图2所示，本实施例提供的控制单元包括调节旋钮1、手柄2、显示控制器3，显示控制器3的输入端分别电连接于调节旋钮1和手柄2，显示控制器3的输出端电连接于电磁阀组4。显示控制器3负责显示和控制，显示控制器3的输入端为信号采集端，用于采集调节旋钮1和手柄2的控制信息，显示控制器3的输出端为电流输出模块，以为电磁阀组4提供控制电流。通过调节调节旋钮1和手柄2，使显示控制器3能够调节电磁阀组4的阀芯开度，用于属具的无级流量调节。
32.本实施例提供的属具流量调节系统，显示控制器3用于显示和控制，起到了显示器和控制器功能集成的作用。显示控制器3的输入端分别电连接于调节旋钮1和手柄2，显示控制器3用于采集调节旋钮1的信息和手柄2的信息，显示控制器3的输出端电连接于电磁阀组4，根据调节旋钮1的信息和手柄2的信息，显示控制器3对电磁阀组4的阀芯开度进行调节，电磁阀组4负责控制属具流量的大小。通过旋拧调节旋钮1，用于一次无级流量调节，通过操控手柄2，用于二次无级流量调节。在调节调节旋钮1和手柄2的共同作用，增加了属具无级流量调节的范围，能够满足不同类型属具流量的需要，通用性较强，在保证属具流量的充足的同时，还不会产生过多的能源浪费，降低生产成本。
33.需要说明的是，需要属具动作的时候，手柄还能控制阀芯打开。
34.进一步地，如图2所示，液压系统5包括相互连通的主泵51、油箱52及液压管路53，液压管路53分别连通于电磁阀组4和属具。油箱52用于储存液压油，主泵51能够从油箱52抽取液压油并输送至液压管路53，然后液压管路53将液压油输送至属具内，从而为属具提供动力。在液压管路53上设置有主阀54，主阀54用于控制液压管路53的启闭，起到中控的作用。
35.其中，电磁阀组4通过线束电连接于显示控制器3，电磁阀组4用于调节属具流量大
小。电磁阀组4包括第一比例电磁阀41、第二比例电磁阀42、第三比例电磁阀43及第四比例电磁阀44，四路比例电磁阀根据输入电流的大小控制阀芯开口大小，以实现属具流量的调节。
36.由于现有的控制单元中显示器、控制器及流量调节旋钮为分体式结构，导致零件数量较多，占用空间较大。为了解决这个问题，如图2所示，显示控制器3和调节旋钮1为一体成型结构。具体地，在显示控制器3的下方设置有调节旋钮1，由于显示控制器3本身已经集成显示器和控制器的功能，通过在显示控制器3上直接设置调节旋钮1，从而实现显示、控制及调节三种功能的集成。采用这种方式，显示控制器3为一个整体的模块，结构紧凑，占用空间小，且减少了零件组装的环节，降低生产成本。
37.可选地，调节旋钮1的数量为两个，两个调节旋钮1平行间隔设置，两个调节旋钮1的结构相同。可以理解的是，可以旋拧任意一个调节旋钮1或者同时旋拧两个调节旋钮1，进一步提高了无级流量调节的范围。
38.具体地，调节旋钮1包括变阻器和连接线束，连接线束连接于显示控制器3的采集电路。在调节旋钮1的内部设置有变阻器，当旋拧调节旋钮1时，能够改变变阻器的电阻大小。通过调节变阻器的实际电阻值，能够调节电磁阀组4的最大输出电流。
39.显示控制器3的输入端为信号采集端，信号采集端实时采集变阻器的实际电阻值，利用软件程序进行运算，计算出不同电阻值对应的输出电流，通过电流输出模块将电流输出到电磁阀组4，改变对应电磁阀组4的开口大小，进而改变属具流量，实现属具最大流量的调节。由于变阻器的实际电阻值可以无级调节，所以也实现了对应输出电流的无级调节。
40.具体地，变阻器的实际电阻值和电磁阀组4的最大输出电流之间满足以下关系：i1＝in*(r/rmax)，其中，i1为电磁阀组4的最大输出电流，in为电磁阀组4的额定电流，r为变阻器的实际电阻值，rmax为变阻器的最大电阻值。
41.可以理解的是，电磁阀组4的额定电流in为电磁阀组4在出厂时的固有值，变阻器的最大电阻值rmax为调节旋钮1在出厂时的固有值。通过旋拧调节旋钮1，改变变阻器的实际电阻值r，从而得到电磁阀组4的最大输出电流i1。
42.进一步地，在手柄2内滑动设置有滑块21，通过调节滑块21相对于手柄2的位置，能够调节电磁阀组4的实际输出电流。其中，滑块21移动的信号由线束连接到显示器的信号采集电路中。
43.具体地，滑块21在手柄2内的位置分为中位、左位及右位三个工作位，如果挖掘机的属具不需要动作，控制手柄2中滑块21的工作位为中位，显示控制器3的输出端，即电流输出模块不输出电流，电磁阀组4无动作。如果挖掘机的属具需要动作，控制手柄2中滑块21的工作位为左位或右位，显示控制器3的输出端，即电流输出模块向对应的电磁阀组4输出电流，电磁阀组4的阀芯移动，使阀芯开口变化，以将液压系统5中的液压油介质流向属具，从而推动属具工作。由于滑块21相对于手柄2的位置可调，可以进行无级调节，所以也实现了电磁阀组4的实际输出电流的无级调节。
44.具体地，滑块21的当前位置对应的手柄2的实际电压和电磁阀组4的实际输出电流之间的关系，则电磁阀组4的实际输出电流和滑块21的当前位置对应的手柄2的实际电压满足i2＝i1*(v/vmax)，其中，i2为电磁阀组4的实际输出电流，v为滑块21的当前位置对应的手柄2的实际电压，vmax为手柄2的最大电压。
45.可以理解的是，手柄2的最大电压vmax为手柄2在出厂时的固有值。通过控制滑块21工作位的切换，改变滑块21的当前位置对应的手柄2的实际电压v，从而得到电磁阀组4的实际输出电流i2。
46.可选地，手柄2的数量为多个，多个手柄2平行间隔设置，多个手柄2的结构相同。多个手柄2上一一对应设置有多个滑块21。可以理解的是，本实施例优选手柄2的数量为两个，其具体数量可以根据实际生产需要进行调整，可以操作任意一个手柄2或者同时操作两个手柄2，进一步提高无级流量调节的范围。
47.如图3所示，当挖掘机的属具需要工作时，如果需要调节属具的流量，本实施例提供的属具流量调节系统的工作过程如下：
48.s1、旋拧调节旋钮1；
49.s2、显示控制器3采集调节旋钮1内变阻器的实际电阻值r；
50.s3、根据变阻器的实际电阻值r，显示控制器3计算电磁阀组4的最大输出电流i1；
51.s4、调节滑块21相对于手柄2的位置；
52.s5、显示控制器3采集滑块21的当前位置对应的手柄2的实际电压v；
53.s6、根据电磁阀组4的最大输出电流i1、滑块21的当前位置对应的手柄2的实际电压v，显示控制器3计算电磁阀组4的实际输出电流i2；
54.s7、根据实际输出电流i2，电磁阀组4改变阀芯开口；
55.s8、属具无级流量调节。
56.本实施例还提供了一种挖掘机，包括属具和上述的属具流量调节系统，属具流量调节系统能够选择性连通于属具，用于属具的无级流量调节。属具流量调节系统具有结构简单、紧凑，便于在挖掘机上布置，生产成本较低，利于批量推广使用等优点。
57.于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
58.在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
59.此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。