一种基于末端位置控制的液压挖掘机操控系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种基于末端位置控制的液压挖掘机操控系统，属于液压挖掘机控制技术领域。


背景技术：

2.液压挖掘机工作装置包括动臂、斗杆、铲斗，在工作过程中通过操控手柄分别控制动臂、斗杆和铲斗运动，各个动作的复合运动达到作业的目的。其中动臂和斗杆的复合运动发挥着举足轻重的作用，在复合运动过程中能够将铲斗运送到指定位置，即铲斗所达到的指定位置是通过动臂单独运动和斗杆的单独运动的效果叠加，是间接通过手柄控制铲斗位置，操控难度较大，而且越是精细动作操控难度越大。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在克服上述缺陷，目的是提供一种操控直接、易于操控的液压挖掘机操控系统。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
5.一种基于末端位置控制的液压挖掘机操控系统，包括倾角传感器、控制器、动臂控制阀、斗杆控制阀和电控手柄；倾角传感器分别安装在液压挖掘机的斗杆、动臂和转台上，用于获得斗杆末端位置；控制器与所述倾角传感器电连接，用于接收斗杆末端位置信息；动臂控制阀与所述控制器电连接，用于控制动臂移动速度和位移；斗杆控制阀与所述控制器电连接，用于控制斗杆移动速度和位移；电控手柄与所述控制器电连接，电控手柄发出的上下前后的控制信号通过控制器控制动臂控制阀和斗杆控制阀根据斗杆末端位置需要输出液压油。
6.进一步的方案：所述斗杆控制阀的左端控制口安装有电液比例控制阀ⅰ，斗杆控制阀的右端控制口安装有电液比例控制阀ⅱ。所述斗杆控制阀的出油口b安装有压力传感器ⅰ，斗杆控制阀的出油口a安装有压力传感器ⅱ，斗杆控制阀的回油口t安装有压力传感器ⅲ，斗杆控制阀的进油口p安装有压力传感器ⅳ。
7.所述控制器分别与压力传感器ⅰ、压力传感器ⅱ、压力传感器ⅲ、压力传感器ⅳ的信号输出端相连；所述控制器分别与电液比例控制阀ⅰ、电液比例控制阀ⅱ的信号输入端相连。
8.进一步的方案：所述动臂控制阀的左端控制口安装有电液比例控制阀ⅲ，动臂控制阀的右端控制口安装有电液比例控制阀ⅳ。所述动臂控制阀的出油口b安装有压力传感器
ⅴ
，动臂控制阀的出油口a安装有压力传感器
ⅵ
，动臂控制阀的回油口t安装有压力传感器
ⅶ
，动臂控制阀的进油口p安装有压力传感器
ⅷ
。
9.所述控制器分别与压力传感器
ⅴ
、压力传感器
ⅵ
、压力传感器
ⅶ
、压力传感器
ⅷ
的信号输出端相连；所述控制器分别与电液比例控制阀ⅲ、电液比例控制阀ⅳ的信号输入端相连。
10.进一步的方案：所述电控手柄包括电控手柄ⅰ和电控手柄ⅱ；所述控制器与电控手柄ⅰ的信号输入端相连，电控手柄ⅰ的前推信号和后拉信号分别用于控制液压挖掘机的斗杆末端位置平行于转台向前和向后运动；所述控制器与电控手柄ⅱ的信号输入端相连，电控手柄ⅱ的前推信号和后拉信号分别用于控制液压挖掘机的斗杆末端位置垂直于转台向下和向上运动。
11.进一步的方案：还包括档位控制模块，所述控制器与档位控制模块的信号输入端相连，控制器根据档位控制模块的档位信号初始化该档位下控制参数。
12.进一步的方案：所述斗杆末端位置为铲斗和斗杆的铰接点。
13.本实用新型有益效果：
14.在液压挖掘机的斗杆、动臂和转台上分别安装有倾角传感器，通过倾角传感器获得斗杆末端位置；电控手柄发出的上下前后的控制信号通过控制器控制动臂控制阀和斗杆控制阀根据斗杆末端位置需要输出液压油，进而将电控手柄的上下前后运动直接转化为斗杆末端的上下前后运动；本实用新型具有操控直接、易于操控的特点。
附图说明
15.附图作为本实用新型的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
16.在附图中：
17.图1为本实用新型的基于末端位置控制的液压挖掘机操控系统的原理图；
18.图2为三个倾角传感器安装示意图。
19.附图标识：1电液比例控制阀ⅰ、2压力传感器ⅰ、3压力传感器ⅱ、4压力传感器
ⅶ
、5电液比例控制阀ⅲ、6压力传感器
ⅴ
、7动臂控制阀、8压力传感器
ⅷ
、9压力传感器
ⅵ
、10电液比例控制阀ⅳ、11控制器、12倾角传感器ⅰ、13倾角传感器ⅱ、14倾角传感器ⅲ、15电控手柄ⅰ、16电控手柄ⅱ、17档位控制模块、18电液比例控制阀ⅱ、19压力传感器ⅳ、20斗杆控制阀、21压力传感器ⅲ、22液压挖掘机。
20.需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。
具体实施方式
21.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语
ꢀ“
上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
23.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安
装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
24.如图1所示，一种基于末端位置控制的液压挖掘机操控系统，包括电液比例控制阀ⅰ1、压力传感器ⅰ2、压力传感器ⅱ3、压力传感器
ⅶ
4、电液比例控制阀ⅲ5、压力传感器
ⅴ
6、动臂控制阀7、压力传感器
ⅷ
8、压力传感器
ⅵ
9、电液比例控制阀ⅳ10、控制器11、倾角传感器ⅰ12、倾角传感器ⅱ13、倾角传感器ⅲ14、电控手柄ⅰ15、电控手柄ⅱ16、档位控制模块17、电液比例控制阀ⅱ18、压力传感器ⅳ19、斗杆控制阀20、压力传感器ⅲ21、液压挖掘机22。其中电液比例控制阀ⅰ1安装于斗杆控制阀20左端控制口；电液比例控制阀ⅱ18安装于斗杆控制阀20右端控制口；压力传感器ⅰ2 安装于斗杆控制阀20的出油口b；压力传感器ⅱ3安装于斗杆控制阀20的出油口a；压力传感器ⅲ21 安装于斗杆控制阀20的回油口t；压力传感器ⅳ19 安装于斗杆控制阀20的进油口p；电液比例控制阀ⅲ5安装于动臂控制阀7左端控制口；电液比例控制阀ⅳ10安装于动臂控制阀7右端控制口；压力传感器
ⅴ
6安装于动臂控制阀7的出油口b；压力传感器
ⅵ
9安装于动臂控制阀7的出油口a；压力传感器
ⅶ
4安装于动臂控制阀7的回油口t；压力传感器
ⅷ
8 安装于动臂控制阀7的进油口p；控制器11的第一端口连接压力传感器
ⅴ
6信号输出端，控制器11的第二端口连接压力传感器
ⅵ
9信号输出端，控制器11的第三端口连接压力传感器
ⅷ
8信号输出端，控制器11的第四端口连接压力传感器
ⅶ
4信号输出端，控制器11的第五端口连接压力传感器ⅰ2信号输出端，控制器11的第六端口连接压力传感器ⅱ3信号输出端，控制器11的第七端口连接压力传感器ⅲ21信号输出端，控制器11的第八端口连接压力传感器ⅳ19信号输出端，控制器11的第九端口连接电液比例控制阀ⅱ18信号输入端，控制器11的第十端口连接电液比例控制阀ⅰ1信号输入端，控制器11的第十一端口连接电液比例控制阀ⅲ5信号输入端，控制器11的第十二端口连接电液比例控制阀ⅳ10信号输入端，控制器11的第十三端口连接倾角传感器ⅰ12信号输入端，控制器11的第十四端口连接倾角传感器ⅱ13信号输入端，控制器11的第十五端口连接倾角传感器ⅲ14信号输入端，控制器11的第十六端口连接电控手柄ⅰ15信号输入端，控制器11的第十七端口连接电控手柄ⅱ16信号输入端，控制器11的第十八端口连接档位控制模块17信号输入端。
25.需要说明的是，液压挖掘机22采用电控液压系统。斗杆末端位置为铲斗和斗杆的铰接点。
26.如图2所示，倾角传感器ⅰ12安装于液压挖掘机22的斗杆上；倾角传感器ⅱ13安装于液压挖掘机22的动臂上；倾角传感器ⅲ14 安装于液压挖掘机22的转台上。电控手柄ⅰ15的前推信号控制液压挖掘机22的斗杆末端位置平行于转台向前运动；电控手柄ⅰ15的后拉信号控制液压挖掘机22的斗杆末端位置平行于转台向后运动。电控手柄ⅱ16的前推信号控制液压挖掘机22的斗杆末端位置垂直于转台向下运动；电控手柄ⅱ16的后拉信号控制液压挖掘机22的斗杆末端位置垂直于转台向上运动。
27.由于采用上述方案，控制器11根据档位控制模块17初始化该档位下控制参数，控制器11通过动臂控制阀7和斗杆控制阀20控制动臂和斗杆移动速度和位移，直接将电控手柄ⅰ15和电控手柄ⅱ16的位置信息转化为斗杆末端位移信息，动臂和斗杆的移动由控制器控制完成，而非手动操控动臂和斗杆间接获得斗杆末端位置，在此过程中，阀口压力变化通
过压力传感器传递给控制器，控制器计算后自动控制各阀口开度，倾角传感器用于计算反馈斗杆末端实际位置信息，保证斗杆末端位置能够按照预定位移移动。因此本实用新型具有操控直接、易于操控的特点。
28.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
29.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包含的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合同样意味着处于本实用新型的保护范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的实施例中，本领域技术人员能够根据获知的技术方案和本技术所要解决的技术问题，以组合的方式来使用。
30.以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。