一种挖掘机破碎工况智能控制系统及方法与流程

1.本发明涉及挖掘机技术领域，尤其涉及一种挖掘机破碎工况智能控制系统及方法。


背景技术：

2.挖掘机，又称挖土机，是一种用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。挖掘机由动力装置、工作装置、回转机构、操纵机构、传动机构、行走机构等结构组成，多用于土壤、煤、泥沙等物料的挖掘。其最重要的三个参数为操作重量、发动机功率和铲斗斗容。从外观上看，挖掘机由工作装置，上部转台，行走机构三部分组成。根据其构造和用途可以区分为：履带式、轮胎式、步履式、全液压、半液压、全回转、非全回转、通用型、专用型、铰接式、伸缩臂式等多种类型。工作装置是直接完成挖掘任务的装置。它由动臂、斗杆、铲斗等三部分铰接而成。动臂起落、斗杆伸缩和铲斗转动都用往复式双作用液压缸控制。回转与行走装置是液压挖掘机的机体，转台上部设有动力装置和传动系统。发动机是挖掘机的动力源，大多采用柴油要在方便的场地，也可改用电动机。传动机构通过液压泵将发动机的动力传递给液压马达、液压缸等执行元件，推动工作装置动作，从而完成各种作业。
3.目前挖掘机装配破碎锤时都是通过固定压力值的溢流阀控制破碎系统压力，不能调整，针对不同的作业工况(如石头、页岩、沥青路面)不能调整破碎压力，造成压力不能和工况完美匹配，导致功率浪费或者生产效率不高，为此我们提出一种挖掘机破碎工况智能控制系统及方法来解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在目前挖掘机装配破碎锤时都是通过固定压力值的溢流阀控制破碎系统压力，不能调整，针对不同的作业工况(如石头、页岩、沥青路面)不能调整破碎压力，造成压力不能和工况完美匹配，导致功率浪费或者生产效率不高的问题，而提出的一种挖掘机破碎工况智能控制系统及方法。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种挖掘机破碎工况智能控制方法，其步骤如下：
7.采集工况信息，并对工况信息进行处理，得到工况参数；
8.根据得到的工况参数，计算并设定功率参数；
9.根据设定的功率匹配电比例溢流阀压力参数；
10.参数设定完成后进行工况破碎，并检测主泵流量，得到主泵输出流量参数；
11.根据电比例溢流阀压力参数和主泵输出流量参数计算输出功率；
12.对输出功率和设定功率进行比较，判断是否达到标准；
13.根据判断结果调整主泵输出流量。
14.优选地，采集工况信息，并对工况信息进行处理，得到工况参数，所述采集工况信
息的步骤如下：
15.获取需要破碎的地表成分和面积；
16.根据地表成分和面积计算每次破碎深度；
17.根据总破碎深度计算总破碎时间。
18.优选地，根据得到的工况参数，计算并设定功率参数，所述设定功率参数的步骤如下：
19.获取工况信息；
20.根据工况信息计算得出工况负载类型；
21.根据工况负载类型设定功率参数。
22.优选地，参数设定完成后进行工况破碎，并检测主泵流量，得到主泵输出流量参数，主泵输出流量参数计算步骤如下：
23.获取单位时间内通过某一截面的物料质量；
24.获取物料的密度；
25.根据获取的物料质量和物料密度，利用公式计算得到单位时间内通过该截面的物料体积流量。
26.优选地，根据电比例溢流阀压力参数和主泵输出流量参数计算输出功率，计算步骤如下：
27.获取电比例溢流阀压力参数；
28.获取主泵输出流量参数；
29.根据获取的参数数据，利用公式计算得到输出功率。
30.优选地，根据判断结果调整主泵输出流量，当判断结果未达到标准时，调节主泵输出流量；
31.当判断结果达到标准时，不调节主泵输出流量。
32.一种挖掘机破碎工况智能控制系统，包括：
33.信息采集模块：用于采集工况信息，并对工况信息进行处理，得到工况参数；
34.设定功率参数模块：用于根据得到的工况参数，计算并设定功率参数；
35.溢流阀压力匹配模块：用于根据设定的功率匹配电比例溢流阀压力参数；
36.破碎与主泵流量检测模块：用于在参数设定完成后进行工况破碎，并检测主泵流量，得到主泵输出流量参数；
37.输出功率计算模块：用于根据电比例溢流阀压力参数和主泵输出流量参数计算输出功率；
38.功率判断模块：用于对输出功率和设定功率进行比较，判断是否达到标准；
39.主泵输出流量调控模块：用于根据判断结果调整主泵输出流量。
40.优选地，所述输出功率计算模块包括：
41.压力参数获取单元：用于获取电比例溢流阀压力参数；
42.流量参数获取单元：用于获取主泵输出流量参数；
43.输出功率计算单元：用于根据获取的参数数据，利用公式计算得到输出功率。
44.相比现有技术，本发明的有益效果为：
45.本发明通过整体的改进，能够实现对溢流阀控制破碎系统压力进行调整，使得整
个系统能够针对不同的作业工况调整调整破碎压力，实现了压力和工况的完美匹配，保证了功率的完美使用和生产效率，并通过程序设置不同工况模式，使压力与功率完美匹配工况，达到高效节能的目的。
附图说明
46.图1为本发明提出的一种挖掘机破碎工况智能控制方法的整体流程示意图；
47.图2为本发明提出的一种挖掘机破碎工况智能控制方法的采集工况信息的步骤流程示意图；
48.图3为本发明提出的一种挖掘机破碎工况智能控制方法的设定功率参数的步骤流程示意图；
49.图4为本发明提出的一种挖掘机破碎工况智能控制方法的主泵输出流量参数计算步骤流程示意图；
50.图5为本发明提出的一种挖掘机破碎工况智能控制方法的输出功率计算步骤流程示意图；
51.图6为本发明提出的一种挖掘机破碎工况智能控制方法的输出功率流量与压力的关系示意图；
52.图7为本发明提出的一种智能计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
53.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
54.参照图1-6，一种挖掘机破碎工况智能控制方法，其步骤如下：
55.s1：采集工况信息，并对工况信息进行处理，得到工况参数，采集工况信息的步骤如下：
56.s101：获取需要破碎的地表成分和面积；
57.s102：根据地表成分和面积计算每次破碎深度；
58.s103：根据总破碎深度计算总破碎时间；
59.s2：根据得到的工况参数，计算并设定功率参数，设定功率参数的步骤如下：
60.s201：获取工况信息；
61.s202：根据工况信息计算得出工况负载类型；
62.s203：根据工况负载类型设定功率参数；
63.s3：根据设定的功率匹配电比例溢流阀压力参数；
64.s4：参数设定完成后进行工况破碎，并检测主泵流量，得到主泵输出流量参数，主泵输出流量参数计算步骤如下：
65.s401：获取单位时间内通过某一截面的物料质量；
66.s402：获取物料的密度；
67.s403：根据获取的物料质量和物料密度，利用公式计算得到单位时间内通过该截面的物料体积流量，公式如下：q＝m/ρ
68.式中，m为单位时间内通过某一截面的物料质量；ρ为物料的密度；q为单位时间内
通过该截面的物料体积流量参数；
69.s5：根据电比例溢流阀压力参数和主泵输出流量参数计算输出功率，计算步骤如下：
70.s501：获取电比例溢流阀压力参数；
71.s502：获取主泵输出流量参数；
72.s503：根据获取的参数数据，利用公式计算得到输出功率，公式如下：w
输出
＝p*q/600
73.式中，w
输出
为输出功率；p为电比例溢流阀压力参数；q为主泵输出流量参数；
74.s6：对输出功率和设定功率进行比较，判断是否达到标准；
75.s7：根据判断结果调整主泵输出流量，当判断结果未达到标准时，调节主泵输出流量；当判断结果达到标准时，不调节主泵输出流量。
76.实施例1：当输出功率达到设定功率标准时：
77.s1：采集工况信息，并对工况信息进行处理，得到工况参数，采集工况信息的步骤如下：
78.s101：获取需要破碎的地表成分和面积；
79.s102：根据地表成分和面积计算每次破碎深度；
80.s103：根据总破碎深度计算总破碎时间；
81.s2：根据得到的工况参数，计算并设定功率参数，设定功率参数的步骤如下：
82.s201：获取工况信息；
83.s202：根据工况信息计算得出工况负载类型；
84.s203：根据工况负载类型设定功率参数；
85.s3：根据设定的功率匹配电比例溢流阀压力参数；
86.s4：参数设定完成后进行工况破碎，并检测主泵流量，得到主泵输出流量参数，主泵输出流量参数计算步骤如下：
87.s401：获取单位时间内通过某一截面的物料质量；
88.s402：获取物料的密度；
89.s403：根据获取的物料质量和物料密度，利用公式计算得到单位时间内通过该截面的物料体积流量，公式如下：q＝m/ρ
90.式中，m为单位时间内通过某一截面的物料质量；ρ为物料的密度；q为单位时间内通过该截面的物料体积流量参数；
91.s5：根据电比例溢流阀压力参数和主泵输出流量参数计算输出功率，计算步骤如下：
92.s501：获取电比例溢流阀压力参数；
93.s502：获取主泵输出流量参数；
94.s503：根据获取的参数数据，利用公式计算得到输出功率，公式如下：w
输出
＝p*q/600
95.式中，w
输出
为输出功率；p为电比例溢流阀压力参数；q为主泵输出流量参数；
96.s6：对输出功率和设定功率进行比较，判断是否达到标准；
97.s7：根据判断结果调整主泵输出流量，当判断结果达到标准时，不调节主泵输出流
量。
98.实时例2：当输出功率未达到设定功率标准时：
99.s1：采集工况信息，并对工况信息进行处理，得到工况参数，采集工况信息的步骤如下：
100.s101：获取需要破碎的地表成分和面积；
101.s102：根据地表成分和面积计算每次破碎深度；
102.s103：根据总破碎深度计算总破碎时间；
103.s2：根据得到的工况参数，计算并设定功率参数，设定功率参数的步骤如下：
104.s201：获取工况信息；
105.s202：根据工况信息计算得出工况负载类型；
106.s203：根据工况负载类型设定功率参数；
107.s3：根据设定的功率匹配电比例溢流阀压力参数；
108.s4：参数设定完成后进行工况破碎，并检测主泵流量，得到主泵输出流量参数，主泵输出流量参数计算步骤如下：
109.s401：获取单位时间内通过某一截面的物料质量；
110.s402：获取物料的密度；
111.s403：根据获取的物料质量和物料密度，利用公式计算得到单位时间内通过该截面的物料体积流量，公式如下：q＝m/ρ
112.式中，m为单位时间内通过某一截面的物料质量；ρ为物料的密度；q为单位时间内通过该截面的物料体积流量参数；
113.s5：根据电比例溢流阀压力参数和主泵输出流量参数计算输出功率，计算步骤如下：
114.s501：获取电比例溢流阀压力参数；
115.s502：获取主泵输出流量参数；
116.s503：根据获取的参数数据，利用公式计算得到输出功率，公式如下：w
输出
＝p*q/600
117.式中，w
输出
为输出功率；p为电比例溢流阀压力参数；q为主泵输出流量参数；
118.s6：对输出功率和设定功率进行比较，判断是否达到标准；
119.s7：根据判断结果调整主泵输出流量，当判断结果未达到标准时，调节主泵输出流量，调节主泵输出流量，重复步骤4，再次进行计算直至达到标准。
120.一种挖掘机破碎工况智能控制系统，包括：
121.信息采集模块：用于采集工况信息，并对工况信息进行处理，得到工况参数，步骤如下：获取需要破碎的地表成分和面积；根据地表成分和面积计算每次破碎深度；根据总破碎深度计算总破碎时间；
122.设定功率参数模块：用于根据得到的工况参数，计算并设定功率参数，设定功率参数的步骤如下：获取工况信息；根据工况信息计算得出工况负载类型；根据工况负载类型设定功率参数；
123.溢流阀压力匹配模块：用于根据设定的功率匹配电比例溢流阀压力参数；
124.破碎与主泵流量检测模块：用于在参数设定完成后进行工况破碎，并检测主泵流
量，得到主泵输出流量参数，主泵输出流量参数计算步骤如下：获取单位时间内通过某一截面的物料质量；获取物料的密度；根据获取的物料质量和物料密度，利用公式计算得到单位时间内通过该截面的物料体积流量，公式如下：q＝m/ρ
125.式中，m为单位时间内通过某一截面的物料质量；ρ为物料的密度；q为单位时间内通过该截面的物料体积流量参数；
126.输出功率计算模块：用于根据电比例溢流阀压力参数和主泵输出流量参数计算输出功率；
127.功率判断模块：用于对输出功率和设定功率进行比较，判断是否达到标准；
128.主泵输出流量调控模块：用于根据判断结果调整主泵输出流量，当判断结果未达到标准时，调节主泵输出流量；当判断结果达到标准时，不调节主泵输出流量。
129.其中，输出功率计算模块包括：
130.压力参数获取单元：用于获取电比例溢流阀压力参数；
131.流量参数获取单元：用于获取主泵输出流量参数；
132.输出功率计算单元：用于根据获取的参数数据，利用公式计算得到输出功率，公式如下：w
输出
＝p*q/600
133.式中，w
输出
为输出功率；p为电比例溢流阀压力参数；q为主泵输出流量参数。
134.一种智能计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机可读指令，处理器执行所述计算机可读指令时实现如挖掘机破碎工况智能控制方法的步骤；
135.所述智能计算机设备包括通过系统总线相互通信连接存储器、处理器、网络接口。需要指出的是，图7中仅示出了具有组件的智能计算机设备，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。其中，本技术领域技术人员可以理解，这里的智能计算机设备是一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、可编程门阵列(field－programmablegatearray，fpga)、数字处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、嵌入式设备等。
136.所述智能计算机设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述智能计算机设备可以与用户通过键盘、鼠标、遥控器、触摸板或声控设备等方式进行人机交互。
137.所述存储器至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，sd或dx存储器等)、随机访问存储器(ram)、静态随机访问存储器(sram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、可编程只读存储器(prom)、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，所述存储器可以是所述智能计算机设备的内部存储单元，例如该智能计算机设备的硬盘或内存。在另一些实施例中，所述存储器也可以是所述智能计算机设备的外部存储设备，例如该智能计算机设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard，smc)，安全数字(securedigital，sd)卡，闪存卡(flashcard)等。当然，所述存储器还可以既包括所述智能计算机设备的内部存储单元也包括其外部存储设备。本实施例中，所述存储器通常用于存储安装于所述智能计算机设备的操作系统和各类应用软件，例如挖掘机破碎工况智能控制方法的计算机可读指令等。此外，所述存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。
138.所述处理器在一些实施例中可以是中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、控制器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片。该处理器通常用于控制所述智能计算机设备的总体操作。本实施例中，所述处理器用于运行所述存储器中存储的计算机可读指令或者处理数据，例如运行所述挖掘机破碎工况智能控制方法的计算机可读指令。
139.所述网络接口可包括无线网络接口或有线网络接口，该网络接口通常用于在所述智能计算机设备与其他电子设备之间建立通信连接。
140.一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机可读指令，计算机可读指令被处理器执行时实现如挖掘机破碎工况智能控制方法的步骤。
141.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。