一種自動鏟裝系統、控制方法及裝載機與流程
2023-07-13 03:38:21 1
本發明涉及工程機械技術領域，尤其涉及一種自動鏟裝系統、控制方法及裝載機。
背景技術：
裝載機是一種廣泛用於公路、鐵路、礦山、建築、水電、港口等工程的土石方工程施工機械，它的作業對象主要是各種土壤、砂石料、灰料及其它築路用散狀物料等，主要完成鏟、裝、運、卸等作業。目前，裝載機的工作現場環境惡劣，操作員勞動強度大。裝載機鏟裝作業需要操作員手動實現，駕駛員駕駛裝載機接近物料時，通過換擋手柄手動切換變速箱檔位，通過操作手柄調整鏟鬥姿態，通過油門踏板控制裝載機掘進等一系列動作，實現物料鏟裝。由於裝載機完成一次鏟裝作業，執行的動作多，且需要各動作之間互相協調，因此要求操作員經驗豐富且注意力高度集中，才能高效進行鏟裝作業，新手往往存在作業效率低、油耗高等問題。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明要解決的一個技術問題是提供一種自動鏟裝系統、控制方法及裝載機。
根據本發明的一個方面，提供一種自動鏟裝系統，包括：物料類型設置裝置、控制器、裝料系統和發動機系統；控制器分別與所述物料類型設置裝置、所述裝料系統和所述發動機系統電連接；所述控制器接收所述物料類型設置裝置發送的物料類型信號，根據所述物料類型信號確定物料類型；所述控制器基於與所述物料類型相對應的自動鏟裝模式控制所述裝料系統和所述發動機系統運行，以便實現物料自動鏟裝。
可選地，所述裝料系統包括：液壓泵、翻鬥油缸、舉升油缸、翻鬥電磁閥組和舉升電磁閥組；所述液壓泵通過所述翻鬥電磁閥組與所述翻鬥油缸連接，所述液壓泵通過所述舉升電磁閥組與所述舉升油缸連接；所述控制器通過控制所述翻鬥電磁閥組和/或所述舉升電磁閥組，對鏟掘動作以及動作幅度進行調節。
可選地，所述發動機系統包括：變速箱檔位控制器，所述控制器與所述變速箱檔位控制器電連接；所述控制器向所述變速箱檔位控制器發送檔位控制信號，用以控制發動機的檔位。
可選地，所述發動機系統包括：發動機油門控制器，所述控制器與所述發動機油門控制器電連接；所述控制器向所述發動機油門控制器發送油門控制信號，用以控制發動機的油門大小。
可選地，還包括：稱重裝置，用於檢測鏟鬥中物料的重量；所述控制器與所述稱重裝置電連接。
可選地，還包括：自動鏟裝按鈕；所述自動鏟裝按鈕與所述控制器電連接。
根據本發明的另一方面，提供一種裝載機，包括：如上所述的自動鏟裝系統。
根據本發明的又一方面，提供一種自動鏟裝控制方法，包括：啟動自動鏟裝功能；接收物料類型設置裝置發送的物料類型信號；根據所述物料類型信號確定物料類型，並基於所述物料類型確定自動鏟裝模式；基於所述自動鏟裝模式控制所述裝料系統和所述發動機系統運行，以便實現物料自動鏟裝。
可選地，液壓泵通過翻鬥電磁閥組與翻鬥油缸連接，液壓泵通過舉升電磁閥組與舉升油缸連接，所述方法還包括：通過控制所述翻鬥電磁閥組和/或所述舉升電磁閥組，對鏟掘動作以及動作幅度進行調節，其中，所述鏟掘動作包括：插入料堆、收鬥、放鬥。
可選地，基於所述自動鏟裝模式向變速箱檔位控制器發送檔位控制信號，用以控制發動機的檔位。
可選地，基於所述自動鏟裝模式以及鏟掘動作向發動機油門控制器發送油門控制信號，用以控制發動機的油門大小。
可選地，獲取稱重裝置發送的鏟鬥中的物料重量信息；當基於所述物料重量信息判斷物料重量達到設定值時，則結束鏟掘動作。
本發明的自動鏟裝系統、控制方法及裝載機，根據與物料類型相對應的自動鏟裝模式控制裝料系統和發動機系統運行，能夠實現裝載機自動鏟裝功能，可以降低操作員勞動強度、提高裝載機工作效率、降低能耗、減少排放。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
圖1為裝載機的組成示意圖；
圖2為根據本發明的自動鏟裝系統的一個實施例的模塊示意圖；
圖3為根據本發明的自動鏟裝控制方法的一個實施例的流程示意圖；
圖4為根據本發明的自動鏟裝控制方法的另一個實施例的流程示意圖。
具體實施方式
下面參照附圖對本發明進行更全面的描述，其中說明本發明的示例性實施例。下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。下面結合各個圖和實施例對本發明的技術方案進行多方面的描述。
圖1為裝載機的組成示意圖，如圖1所示，裝載機包括：鏟鬥1、翻鬥油缸2、舉升油缸3、稱重儀4、操作手柄5、油門踏板6、液壓泵7、發動機8、變速箱9和多路閥組10等。裝載機對物料進行鏟裝時，鏟鬥1依靠裝載機行走插入物料。
如圖2所示，本發明提供一種自動鏟裝系統，包括：物料類型設置裝置16、控制器11、裝料系統和發動機系統。控制器11分別與物料類型設置裝置16、裝料系統和發動機系統電連接。控制器11接收物料類型設置裝置16發送的物料類型信號，根據物料類型信號確定物料類型。控制器11基於與物料類型相對應的自動鏟裝模式控制裝料系統和發動機系統運行，以便實現物料自動鏟裝。
自動鏟裝按鈕18與控制器11電連接，通過自動鏟裝按鈕18可以啟動自動鏟裝功能。控制器11可以實現為單片機、單板機、集成電路等。控制器11可以獲取與確定的自動鏟裝模式對應的控制程序，不同的物料對應不同的自動鏟裝模式以及控制程序，按照控制程序控制裝料系統和發動機系統運行，包括對鏟鬥姿態、發動機油門大小、鏟掘動作微調等進行控制。
物料類型設置裝置16可以為物料種類開關等。操作員根據物料種類，確定裝載機鏟裝對象，如沙子、鐵精粉、原生土等。物料種類開關由操作員根據物料種類確定，物料種類開關發送的物料類型信號。
裝料系統包括：液壓泵7、翻鬥油缸2、舉升油缸3和多路閥組10等。多路閥組10包括：翻鬥電磁閥組12和舉升電磁閥組13。液壓泵7通過翻鬥電磁閥組12與翻鬥油缸2連接，液壓泵7通過舉升電磁閥組13與舉升油缸13連接。控制器11通過控制翻鬥電磁閥組12、舉升電磁閥組13，對翻鬥油缸2和舉升油缸3的伸、縮，以及運行的幅度和速度進行控制，以此對鏟掘動作以及動作幅度進行調節。
發動機系統包括：變速箱檔位控制器14、發動機油門控制器15。控制器11與變速箱檔位控制器14電連接，控制器11向變速箱檔位控制器14發送檔位控制信號，用以控制發動機8的檔位。控制器11與發動機油門控制器15電連接，控制器11向發動機油門控制器15發送油門控制信號，用以控制發動機8的油門大小。
上述實施例中的自動鏟裝系統，當操作員駕駛裝載機接近被鏟裝物料時，啟動自動鏟裝按鈕，物料種類開關發送的物料類型信號，控制器11根據物料類型信號確定物料類型，以及與物料類型相對應的自動鏟裝模式，控制器11獲取自動鏟裝模式對應的控制程序，按照控制程序控制裝載機自動完成變速器檔位切換、發動機油門控制、鏟鬥姿態調整、收鬥動作、舉升動作等，實現自動鏟裝物料功能。
在一個實施例中，操作員將裝載機駕駛至物料前方約1m處，按下自動鏟裝按鈕18，啟動自動鏟裝功能。控制器11控制翻鬥電磁閥組12和舉升電磁閥組13的電磁閥，對翻鬥聯、舉升聯進行調節，控制鏟鬥插入料堆的姿態。調整好鏟鬥的姿態，控制器11向發動機油門控制器15發送油門控制信號，使裝載機的鏟鬥1插入料堆進行鏟掘。鏟鬥1插入料堆的同時，控制器11通過控制翻鬥電磁閥組12和舉升電磁閥組13的電磁閥，使鏟鬥1進行小幅度的收鬥、放鬥動作，將物料鏟入料鬥；
稱重儀4包括：稱重裝置17等。稱重裝置17檢測鏟鬥中物料的重量。稱重裝置17可以為設置在鏟鬥1底部的壓力傳感器等。控制器11與稱重裝置17電連接，稱重裝置17實時對鏟鬥1中的物料進行稱重，當物料重量達到設定值時，則控制器11控制鏟掘動作停止，裝載機的顯示器或指示燈提示鏟掘完成，操作員進行後續操作。
在一個實施例中，本發明提供一種裝載機，包括如上的自動鏟裝系統。也可以在其他工程機械、礦山機械、水利機械等中設置如上的自動鏟裝系統。
上述實施例中的自動鏟裝系統，當操作員駕駛裝載機接近被鏟裝物料時，啟動自動鏟裝按鈕，裝載機自動完成變速器檔位切換、發動機油門控制、鏟鬥姿態調整、收鬥動作、舉升動作等操作，實現自動鏟裝物料功能，具有降低操作員勞動強度、提高裝載機工作效率、降低能耗、減少排放等作用。
圖3為根據本發明的自動鏟裝控制方法的一個實施例的流程示意圖，如圖3所示：
步驟301，啟動自動鏟裝功能。
步驟302，接收物料類型設置裝置發送的物料類型信號。
步驟303，根據物料類型信號確定物料類型，並基於物料類型確定自動鏟裝模式。
步驟304，基於自動鏟裝模式控制裝料系統和發動機系統運行，以便實現物料自動鏟裝。可以自動完成變速器檔位切換、發動機油門控制、鏟鬥姿態調整、收鬥動作、舉升動作等操作。
圖4為根據本發明的自動鏟裝控制方法的另一個實施例的流程示意圖，如圖4所示：
步驟401，啟動自動鏟裝功能。
步驟402，基於自動鏟裝模式向變速箱檔位控制器發送檔位控制信號，用以控制發動機的檔位。例如，控制發動機的檔位為1檔。
步驟403，對鏟掘動作以及動作幅度進行調節。
液壓泵通過翻鬥電磁閥組與翻鬥油缸連接，液壓泵通過舉升電磁閥組與舉升油缸連接，通過控制翻鬥電磁閥組、舉升電磁閥組，對鏟掘動作以及動作幅度進行調節，鏟掘動作包括：插入料堆、收鬥、放鬥等。
步驟404，基於自動鏟裝模式以及鏟掘動作向發動機油門控制器發送油門控制信號，用以控制發動機的油門大小。
步驟405，獲取稱重裝置發送的鏟鬥中的物料重量信息，判斷物料重量是否達到設定值，如果是，則進入步驟406，如果否，則進入步驟402。
步驟406，當基於物料重量信息判斷物料重量達到設定值時，則結束鏟掘動作。
上述實施例中的自動鏟裝系統、控制方法及裝載機，根據與物料類型相對應的自動鏟裝模式控制裝料系統和發動機系統運行，能夠實現裝載機自動鏟裝功能，可以降低操作員勞動強度、提高裝載機工作效率、降低能耗、減少排放。
可能以許多方式來實現本發明的方法和系統。例如，可通過軟體、硬體、固件或者軟體、硬體、固件的任何組合來實現本發明的方法和系統。用於方法的步驟的上述順序僅是為了進行說明，本發明的方法的步驟不限於以上具體描述的順序，除非以其它方式特別說明。此外，在一些實施例中，還可將本發明實施為記錄在記錄介質中的程序，這些程序包括用於實現根據本發明的方法的機器可讀指令。因而，本發明還覆蓋存儲用於執行根據本發明的方法的程序的記錄介質。
本發明的描述是為了示例和描述起見而給出的，而並不是無遺漏的或者將本發明限於所公開的形式。很多修改和變化對於本領域的普通技術人員而言是顯然的。選擇和描述實施例是為了更好說明本發明的原理和實際應用，並且使本領域的普通技術人員能夠理解本發明從而設計適於特定用途的帶有各種修改的各種實施例。