一種基於施工工藝的多功能檔位選擇器的製作方法
2023-05-14 16:47:21
本發明涉及一種基於施工工藝的多功能檔位選擇器。
背景技術：
早期的輪胎壓路機的傳動系統均是採用機械傳動或液力機械傳動，發動機的轉速通過腳踏板控制，選擇好所需要的工作檔位，通過腳踏油門使機器保持需要的速度，整個工作過程中，發動機油門和檔位不做調整。隨著液壓傳動的發展和完善，全液壓輪胎壓路機在國外開始出現並普及，其控制方式是da控制，也是通過腳踏板控制發動機轉速的。近年來，國內的全液壓輪胎壓路機開始佔據輪胎壓路機相當份額，其設計原理是從全液壓振動壓路機演化而來，沒有發動機油門腳踏板，發動機始終控制在額定轉速下，通過調整液壓泵排量來調整所需的工作速度。整個工作過程中，發動機始終工作在額定點。為了保證所需行駛速度，液壓泵經常性小排量工作，能量損耗大，整機效率低於液力機械傳動模式，使得原本具有的操作性優勢大打折扣。
從操作者角度上，目前的操作對行駛速度的控制需要在設計院的工藝設計要求進行工作。操作機手需要先設定好發動機轉速，然後通過手柄操作控制行駛速度，但是工藝要求的行駛速度範圍不大，操作機手需要一定的時間去控制行駛速度，由於路面壓實機械的操作是短距離往返作業，操作機手需要頻繁的控制手柄去控制行駛速度。機手的操作強度很大，整車的工作速度不穩定，所以對壓實質量也是有一定的影響。
技術實現要素：
目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種基於施工工藝的多功能檔位選擇器，通過操作檔位選擇器選擇相適應的工藝設計要求的控制速度，控制器採集發動機工況並根據所編寫的程序模型對當前的駕駛意圖進行判斷，控制器通過總線和埠輸出控制發動機轉速和執行機構（泵、馬達）完成行走控制。
技術方案：為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案為：
一種基於施工工藝的多功能檔位選擇器，其特徵在於：包括數字電位器、控制器、操作手柄、驅動執行裝置、發動機；數字電位器、操作手柄、驅動執行裝置、發動機均與控制器之間通信連接，以工藝要求的施工行駛速度為控制核心目標，控制器通過工藝檔位選擇器獲得工藝要求的速度檔位目標，控制器採集機手操作手柄獲得操作意圖，控制器同時採集發動機扭矩百分比和行駛速度判斷當前工況，然後控制器根據當前工況和操作意圖，在檔位控制目標下控制發動機轉速和驅動執行裝置的輸出匹配，最終滿足工藝要求的同時達到節能的目的。
作為優選方案，所述的基於施工工藝的多功能檔位選擇器，其特徵在於：所述數字電位器每個檔位的標識對應的行駛速度是當前施工工藝要求的最大車速，且同時具有切換手動擋和自動擋的功能。
作為優選方案，所述的基於施工工藝的多功能檔位選擇器，其特徵在於：所述操作手柄線性對應控制速度，最高速度控制目標是當前檔位旋鈕的速度。
作為優選方案，所述的基於施工工藝的多功能檔位選擇器，其特徵在於：所述多功能檔位選擇器採用數字電位器選擇速度檔位配合手柄來控制發動機和驅動執行裝置，實現穩定的符合工藝的速度控制，同時控制最佳的發動機和驅動執行裝置的匹配。
作為優選方案，所述的基於施工工藝的多功能檔位選擇器，其特徵在於：所述數字電位器的獨立線性度為±3%max；額定功率0.5watt；額定電壓5v；絕緣電阻100mω；機械檔位8檔；相鄰檔位見檔位18度，旋轉極限角度180度；檔位定力矩：0.3~0.5nm。
作為優選方案，所述的基於施工工藝的多功能檔位選擇器，其特徵在於：所述控制器的時鐘頻率180mhz。
被冒犯還提供上述的基於施工工藝的多功能檔位選擇器的工作方法，其特徵在於，採用數字電位器選擇速度檔位配合手柄來控制發動機和驅動執行裝置，實現穩定的符合工藝的速度控制，同時控制最佳的發動機和驅動執行裝置的匹配；方法包括以下步驟：
步驟a：根據施工工藝的行駛速度要求操作數字電位器；
步驟b：數字電位器的信號進入控制器；
步驟c：控制器根據所選擇的檔位選擇相應的控制策略來實現驅動系統的行駛控制；
步驟d：控制器根據機手操作手柄判斷操作意圖；
步驟e：控制器採集發動機負載工況及速度數據來判斷工況；
步驟f：控制器根據當前判斷出的工況和操作意圖對發動機轉速進行調節；
步驟g：控制器根據當前判斷出的工況和操作意圖對驅動執行裝置進行調節。
有益效果：本發明提供的基於施工工藝的多功能檔位選擇器，採用數字電位器，通過操作檔位選擇器選擇相適應的工藝設計要求的控制速度，控制器採集發動機工況並根據所編寫的程序模型對當前的駕駛意圖進行判斷，控制器通過總線和埠輸出控制發動機轉速和執行機構（泵、馬達）完成行走控制。具有以下優點：1、簡化操作可以使操作機手迅速控制整車達到工藝要求的行駛速度。2、控制的行駛速度穩定，可以提供施工質量。3、在自動速度檔位控制器可以自動匹配發動機和驅動執行機構，參考操作意圖和發動機工況匹配得到最佳工作點，以達到高效節能的目的。
附圖說明
圖1為本發明的系統框圖；
圖2為本發明控制流程原理圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明作更進一步的說明。
如圖1所示，一種基於施工工藝的多功能檔位選擇器，包括數字電位器、控制器、操作手柄、驅動執行裝置、發動機ecu，
兼顧高低速檔位的切換，自動手動的切換，和不同工藝要求的速度的切換。
1.數字電位器的指標為：
l獨立線性度為±3%max；
l額定功率0.5watt；額定電壓5v；
l絕緣電阻100mω；機械檔位8檔；
l相鄰檔位見檔位18度，旋轉極限角度180度；
l檔位定力矩：0.3~0.5nm。
2.控制器的指標為：
l公稱電壓12和24v
殘餘紋波(din40839，部分1)最高±2v
電源電壓，允許範圍8至32v
電流消耗：最高40a
l時鐘頻率：mhz180
l內存容量
ram1mb1
flasheprom4mb
eeprom32kb
l電磁兼容性
雜散幹擾(iso11452-2)200vrms/m；
雜散幹擾(iso11452-5)100vrms/m；
l工作溫度，殼體
在冷卻面上具有安裝點-40至+85°c(-40至+185°f)
儲存溫度，殼體短期被動情況下的最高允許外殼溫度：-40至+105°c(-40至+221°f)
l抗衝擊性a=400m/s2；t=6ms
每個空間軸x、y、z並且在各個方向(正/負)運輸衝擊(iec60068-2-27)
l外殼材料上部
殼體：鑄鋁材料
底座：深拉鋁件
3.所述的控制器具有採集手柄操作信息的功能用於判斷操作意圖；具有採集發動機扭矩的功能；具有採集當前車速的功能；具有分析當前工況並輸出控制發動機轉速及驅動執行裝置，且手柄能控制的最高速度即當前檔位選擇器選擇對應的速度。
4.操作手柄線性對應控制速度，最高速度控制目標是當前檔位旋鈕的速度。
如圖2所示，本發明還提供上述一種基於施工工藝的多功能檔位選擇器的控制方法，採用數字電位器選擇速度檔位配合手柄來控制發動機和驅動執行裝置，實現穩定的符合工藝的速度控制，同時控制最佳的發動機和驅動執行裝置的匹配，達到高效節能驅動控制的目的；具體步驟如下：
步驟a：根據施工工藝的行駛速度要求操作數字電位器；
步驟b：數字電位器的信號進入控制器；
步驟c：控制器根據所選擇的檔位選擇相應的控制策略來實現驅動系統的行駛控制；
步驟d：控制器根據機手操作手柄判斷操作意圖；
步驟e：控制器採集發動機負載工況及速度數據來判斷工況；
步驟f：控制器根據當前判斷出的工況和操作意圖對發動機轉速進行調節；
步驟g：控制器根據當前判斷出的工況和操作意圖對驅動執行裝置進行調節；
採用目前的液壓系統，建立發動機轉速、先導控制壓力、行駛車速的數學模型，以行駛速度為控制目標，優先控制發動機轉速作為原則，根據實時工況對發動機轉速和控制壓力進行匹配控制。控制的核心在於工況判斷。
通過對目前控制方案的分析，發現在1檔行駛的時候仍然採用發動機額定轉速。在勻速行駛時，發動機的儲備功率明顯高於實際所需功率，同時液壓系統的流量存在富餘情況，我們可以通過降發動機轉速的方式降低實時工況的發動機功率儲備，達到節能的效果。在工作的每一個時刻都充分利用發動機的功率。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出：對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。