本發(fā)明涉及液壓系統(tǒng)及控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種裝載機液壓系統(tǒng)的數(shù)字化控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

裝載機是工程機械類產(chǎn)品的一種，它在基礎(chǔ)建設(shè)中具有多種用途，集產(chǎn)裝、搬運、挖掘、推土、平整于一身，在整個國家的工程建設(shè)、礦山開采和港口裝卸等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

目前裝載機工作裝置液壓系統(tǒng)，由兩聯(lián)液壓換向閥控制裝載機動臂油缸和鏟斗油缸伸縮，來實現(xiàn)動臂的上升或下降以及鏟斗的上轉(zhuǎn)或下轉(zhuǎn)；裝載機變速液壓系統(tǒng)通過變速操縱閥控制液壓油進入變速器各擋位的離合器，來實現(xiàn)裝載機行走擋位的切換。并且裝載機工作裝置液壓系統(tǒng)的液壓換向閥和變速液壓系統(tǒng)的變速操縱閥，是通過機械或者液壓方式來控制液壓閥閥芯運動的，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且不能實現(xiàn)自動化作業(yè)。

因此，目前裝載機作業(yè)給駕駛員帶來了工作強度大；熟練程度要求高；鏟掘作業(yè)時間長；盲區(qū)大作業(yè)困難等問題。在鏟斗放平地面、鏟掘、卸料等過程中都要有準(zhǔn)確的判斷，是完全由人的因素來決定的，駕駛員技術(shù)水平的高低直接影響著作業(yè)的效果。

因此，如何提供一種裝載機液壓系統(tǒng)的數(shù)字化控制系統(tǒng)成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種裝載機液壓系統(tǒng)的數(shù)字化控制系統(tǒng)，能夠?qū)ρb載機作業(yè)實現(xiàn)更加精準(zhǔn)的控制，能夠避免裝載機作業(yè)受人的因素的影響，實現(xiàn)了裝載機作業(yè)的自動化要求。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種裝載機液壓系統(tǒng)的數(shù)字化控制系統(tǒng)，包括：計算機控制單元，與所述計算機控制單元電性連接的電動液壓閥一和電動液壓閥二以及與所述電動液壓閥一連接的動臂數(shù)字油缸和鏟斗數(shù)字油缸；其中，所述電動液壓閥一包括動臂聯(lián)伺服電機，與所述動臂聯(lián)伺服電機依次連接的動臂聯(lián)傳動機構(gòu)、動臂聯(lián)閥芯，套裝在所述動臂聯(lián)閥芯上的閥體一以及安裝在所述閥體一上的中位反饋開關(guān)；所述電動液壓閥一還包括鏟斗聯(lián)伺服電機，與所述鏟斗聯(lián)伺服電機依次連接的鏟斗聯(lián)傳動機構(gòu)、鏟斗聯(lián)閥芯，套裝在所述鏟斗聯(lián)閥芯上的所述閥體一以及安裝在所述閥體一上的所述中位反饋開關(guān)；所述電動液壓閥二包括變速伺服電機，依次與所述變速伺服電機連接的變速傳動機構(gòu)、變速閥芯，套裝在所述變速閥芯上的閥體二以及安裝在所述閥體二上的空擋反饋開關(guān)。

進一步地，所述計算機控制單元包括計算機芯片、數(shù)字量輸出模塊、伺服驅(qū)動器和人機交換界面。

進一步地，所述計算機控制單元連接有壓力傳感器，并且所述壓力傳感器與所述電動液壓閥一相連接。

進一步地，所述計算機控制單元連接有轉(zhuǎn)速傳感器，并且所述轉(zhuǎn)速傳感器與裝載機變速器輸出相連接。

進一步地，裝載機包括機體、鏟斗油缸、動臂油缸、鏟斗和動臂。

進一步地，所述動臂聯(lián)閥芯設(shè)置有4個運動位置：上升位、中位、下降位和浮動位，其中下降位和浮動位重合在一個位置上。

在所述的動臂聯(lián)上升位、下降位，所述計算機控制單元給所述動臂聯(lián)伺服電機預(yù)定位置、角速度、系統(tǒng)壓力等工作參數(shù)，所述中位是所述電動液壓閥一不工作的位置，也是卸荷的位置，初始位置。

進一步地，所述鏟斗聯(lián)閥芯設(shè)置有3個運動位置：上轉(zhuǎn)位、中位、下轉(zhuǎn)位。

在所述鏟斗聯(lián)上轉(zhuǎn)位、下轉(zhuǎn)位，所述計算機控制單元給所述鏟斗聯(lián)伺服電機預(yù)定位置、角速度、系統(tǒng)壓力等工作參數(shù)，所述中位是所述電動液壓閥一不工作的位置，也是卸荷的位置，初始位置。

進一步地，所述變速閥芯設(shè)置有4個運動位置：前進ⅰ擋、前進ⅱ擋、空擋和倒擋。

在所述電動液壓閥二的前進ⅰ擋、前進ⅱ擋和倒擋，所述計算機控制單元給變速伺服電機預(yù)定位置、角速度等工作參數(shù)，空擋是所述電動液壓閥二不工作的位置，也是卸荷位置，初始位置。前進ⅱ擋在前進ⅰ擋的基礎(chǔ)上，通過檢測變速器輸出轉(zhuǎn)速自動升擋或降擋。

經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開提供了一種裝載機液壓系統(tǒng)的數(shù)字化控制系統(tǒng)，有益效果在于：

計算機控制單元對電動液壓閥一和電動液壓閥二預(yù)定了工作參數(shù)及方向，使得對裝載機作業(yè)實現(xiàn)更加精準(zhǔn)的控制，避免了裝載機作業(yè)受人的因素的影響；通過將預(yù)定控制指令輸入計算機控制單元，計算機控制單元再將預(yù)定控制指令輸出給工作裝置液壓系統(tǒng)和變速液壓系統(tǒng)，實現(xiàn)了裝載機自動化鏟掘、鏟斗放平、卸料等作業(yè)功能，達到了裝載機作業(yè)的自動化要求；在計算機控制單元無控制指令輸出時，動臂聯(lián)閥芯和鏟斗聯(lián)閥芯均回到初始位置，受中位反饋開關(guān)的檢測校準(zhǔn)，確保了裝載機作業(yè)過程中的穩(wěn)定性；在計算機控制單元無指令輸出時，變速閥芯回到初始位置，受空擋反饋開關(guān)的檢測校準(zhǔn)，避免了工作時間過長，造成誤差太大的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2附圖為本發(fā)明電動液壓閥一結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3附圖為本發(fā)明電動液壓閥二的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4附圖為裝載機工作機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，圖中，

1-計算機控制單元；2-電動液壓閥一；3-電動液壓閥二；4-動臂數(shù)字油缸；5-鏟斗數(shù)字油缸；6-動臂聯(lián)伺服電機；7-動臂聯(lián)傳動機構(gòu)；8-動臂聯(lián)閥芯；9-閥體一；10-中位反饋開關(guān)；11-鏟斗聯(lián)伺服電機；12-鏟斗聯(lián)傳動機構(gòu)；13-鏟斗聯(lián)閥芯；14-變速伺服電機；15-變速傳動機構(gòu)；16-變速閥芯；17-閥體二；18-空檔反饋開關(guān)；19-鏟斗；20-動臂；21-計算機芯片；22-伺服驅(qū)動器。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)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(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例一：

本發(fā)明實施例公開了一種裝載機液壓系統(tǒng)的數(shù)字化控制系統(tǒng)，不僅對裝載機作業(yè)實現(xiàn)更加精準(zhǔn)的控制，避免了裝載機作業(yè)受人的因素的影響，而且實現(xiàn)了裝載機自動化鏟掘、鏟斗放平、卸料等作業(yè)功能，達到了裝載機作業(yè)的自動化要求，并且在計算機控制單元無控制指令輸出時，中位反饋開關(guān)會對動臂聯(lián)閥芯和鏟斗聯(lián)閥芯檢測校準(zhǔn)，空擋反饋開關(guān)會對變速閥芯檢測校準(zhǔn)，確保了裝載機作業(yè)過程中的穩(wěn)定性。

參閱附圖1、附圖2、附圖3，一種裝載機工作裝置液壓系統(tǒng)和變速液壓系統(tǒng)的數(shù)字化控制系統(tǒng)，包括：計算機控制單元1，與計算機控制單元1電性連接的電動液壓閥一2和電動液壓閥二3以及與電動液壓閥一2連接的動臂數(shù)字油缸4和鏟斗數(shù)字油缸5，動臂數(shù)字油缸4和鏟斗數(shù)字油缸5均與計算機控制單元1連接。

其中，電動液壓閥一2包括動臂聯(lián)伺服電機6，與動臂聯(lián)伺服電機6依次連接的動臂聯(lián)傳動機構(gòu)7、動臂聯(lián)閥芯8，套裝在動臂聯(lián)閥芯8上的閥體一9以及安裝在閥體一9上的中位反饋開關(guān)10；電動液壓閥一2還包括鏟斗聯(lián)伺服電機11，與鏟斗聯(lián)伺服電機11依次連接的鏟斗聯(lián)傳動機構(gòu)12、鏟斗聯(lián)閥芯13，套裝在鏟斗聯(lián)閥芯13上的閥體一9以及安裝在閥體一9上的中位反饋開關(guān)10，中位反饋開關(guān)10與計算機控制單元1連接。

電動液壓閥二3包括變速伺服電機14，依次與變速伺服電機14連接的變速傳動機構(gòu)15、變速閥芯16，套裝在變速閥芯16上的閥體二17以及安裝在閥體二17上的空擋反饋開關(guān)18。

參閱附圖4，圖4附圖為裝載機工作機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

裝載機工作機構(gòu)包括鏟斗19、動臂20、鏟斗數(shù)字油缸5和動臂數(shù)字油缸4，其中鏟斗數(shù)字油缸5與鏟斗19相連來控制鏟斗19的轉(zhuǎn)動，動臂數(shù)字油缸4與動臂20相連來控制動臂20的升降。

為了進一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，計算機控制單元1包括計算機芯片21、數(shù)字量輸出模塊、伺服驅(qū)動器22和人機交換界面。

為了進一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，計算機控制單元1連接有壓力傳感器，并且壓力傳感器與電動液壓閥一2相連接，壓力傳感器能夠準(zhǔn)確快速的檢測電動液壓閥一2的壓力值，并將參數(shù)反饋到計算機控制單元1。

為了進一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，計算機控制單元1連接有轉(zhuǎn)速傳感器，并且轉(zhuǎn)速傳感器與變速器輸出軸齒輪相連接，轉(zhuǎn)速傳感器能夠準(zhǔn)確快速的檢測變速器輸出的轉(zhuǎn)速，并將參數(shù)反饋到計算機控制單元1。

根據(jù)裝載機鏟掘、鏟斗放平、卸料、前進、后退等作業(yè)，計算機控制單元1對執(zhí)行元件動臂數(shù)字油缸4和鏟斗數(shù)字油缸5預(yù)定工作參數(shù)，對裝載機的變速器輸出轉(zhuǎn)速預(yù)定工作參數(shù)，對裝載機前進或后退預(yù)定工作參數(shù)，計算機控制單元1還預(yù)定輕載自動鏟掘程序和工作參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)自動鏟掘程序和工作參數(shù)和重載自動鏟掘程序和工作參數(shù)。

為了進一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，動臂聯(lián)閥芯8設(shè)置有4個運動位置：上升位、中位、下降位和浮動位，其中下降位和浮動位重合在一個位置上。

為了進一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，鏟斗聯(lián)閥芯13設(shè)置有3個運動位置：上轉(zhuǎn)位、中位、下轉(zhuǎn)位。

為了進一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，變速閥芯16設(shè)置有4個運動位置：前進ⅰ擋、前進ⅱ擋、空擋和倒擋。

實施例二：本發(fā)明可根據(jù)作業(yè)對象的密度進行輕載、標(biāo)準(zhǔn)、重載的分類選擇。當(dāng)設(shè)定輕載時，按下自動鏟掘開關(guān)執(zhí)行輕載程序工作模式，當(dāng)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)時，按下自動鏟掘開關(guān)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)程序工作模式，當(dāng)設(shè)定重載時，按下自動鏟掘開關(guān)執(zhí)行重載程序工作模式。

計算機控制單元1接收到輕載、標(biāo)準(zhǔn)或重載自動鏟掘指令后，將根據(jù)預(yù)定好的程序，給動臂聯(lián)伺服電機6、鏟斗聯(lián)伺服電機11和變速伺服電機14發(fā)送指令，動臂聯(lián)伺服電機6、鏟斗聯(lián)伺服電機11和變速伺服電機14將按預(yù)定的工作參數(shù)進行運動。帶動動臂聯(lián)閥芯8運動到上升位，從而控制動臂數(shù)字油缸4上升，動臂數(shù)字油缸4上升到預(yù)定的位置時，將參數(shù)反饋到計算機控制單元1，然后動臂聯(lián)閥芯8返回中位，動臂數(shù)字油缸4停止運動，同時鏟斗聯(lián)閥芯13運動到上轉(zhuǎn)位，控制鏟斗數(shù)字油缸5上轉(zhuǎn)，鏟斗數(shù)字油缸5上轉(zhuǎn)到預(yù)定的位置時，將參數(shù)反饋到計算機控制單元1，然后鏟斗聯(lián)閥芯13返回中位，如此交替工作；同時變速伺服電機14切換到前進ⅰ擋提供最大裝載機牽引力。從而實現(xiàn)了輕載、標(biāo)準(zhǔn)、重載整個自動鏟掘過程。

實施例三：本發(fā)明可根據(jù)作業(yè)對象的緊實度進行鏟斗放平裝載或鏟斗放平挖掘的分類選擇。當(dāng)設(shè)定裝載時，按下鏟斗自動放平開關(guān)執(zhí)行裝載程序工作模式，當(dāng)設(shè)定挖掘時，按下自動放平開關(guān)執(zhí)行挖掘程序工作模式。

計算機控制單元1接收到裝載或挖掘自動放平指令后，將根據(jù)預(yù)定好的程序，給動臂聯(lián)伺服電機6、鏟斗聯(lián)伺服電機11發(fā)送指令，動臂聯(lián)伺服電機6、鏟斗聯(lián)伺服電機11將按預(yù)定的工作參數(shù)進行運動，帶動動臂聯(lián)閥芯8運動到下降位，從而控制動臂數(shù)字油缸4下降，動臂數(shù)字油缸4下降到預(yù)定位置時，將參數(shù)反饋到計算機控制單元1，然后動臂聯(lián)閥芯8返回中位，動臂數(shù)字油缸4停止運動，同時鏟斗聯(lián)閥芯13運動到下轉(zhuǎn)位，鏟斗數(shù)字油缸5下轉(zhuǎn)，鏟斗數(shù)字油缸5下轉(zhuǎn)到預(yù)定的位置時，將參數(shù)反饋到計算機控制單元1，然后鏟斗聯(lián)閥芯13返回中位。從而實現(xiàn)了裝載、挖掘整個自動放平過程。

實施例四：本發(fā)明針對粘性大，緊實度特大的物料，為減輕鏟斗進入料堆時的阻力，增加了裝載機鏟斗振動功能。按下振動開關(guān)，計算機控制單元1接收到振動指令后，將根據(jù)預(yù)定好的程序，給鏟斗聯(lián)伺服電機11發(fā)送指令，鏟斗聯(lián)伺服電機11按預(yù)定工作參數(shù)進行運動，帶動鏟斗數(shù)字油缸5上轉(zhuǎn)、停止、下轉(zhuǎn)、停止，從而產(chǎn)生振動。

實施例五：由于鏟斗上粘的物料會對裝載機作業(yè)效率和能耗產(chǎn)生很大的影響，本發(fā)明針對粘性大的物料增加了裝載機磕斗功能。按下磕斗開關(guān)，計算機控制單元1接收到磕斗指令后，將根據(jù)預(yù)定好的程序，給鏟斗聯(lián)伺服電機11發(fā)送指令，鏟斗聯(lián)伺服電機11按預(yù)定的工作參數(shù)進行運動，帶動鏟斗數(shù)字油缸5上轉(zhuǎn)、停止、下轉(zhuǎn)、停止，從而完成了磕斗。

實施例六：本發(fā)明設(shè)置有自動卸料功能，按下自動卸料開關(guān)，計算機控制單元1接收到自動卸料指令后，將根據(jù)預(yù)定好的程序，給動臂聯(lián)伺服電機6、鏟斗聯(lián)伺服電機11發(fā)送指令，動臂聯(lián)伺服電機6、鏟斗聯(lián)伺服電機11按預(yù)定的工作參數(shù)進行運動，帶動鏟斗聯(lián)閥芯13運動到下轉(zhuǎn)位，從而控制鏟斗數(shù)字油缸5下轉(zhuǎn)，鏟斗數(shù)字油缸5下轉(zhuǎn)到預(yù)定位置時，將參數(shù)反饋到計算機控制單元1，然后鏟斗聯(lián)閥芯13返回中位。延時后，鏟斗聯(lián)閥心13運動到上轉(zhuǎn)位，控制鏟斗數(shù)字油缸5上轉(zhuǎn)，鏟斗數(shù)字油缸5上轉(zhuǎn)到預(yù)定的位置時，將參數(shù)反饋到計算機控制單元1，然后鏟斗聯(lián)閥芯13返回中位，同時動臂聯(lián)閥芯8運動到上升位，控制動臂數(shù)字油缸4上升，動臂數(shù)字油缸4上升到預(yù)定位置時，將參數(shù)反饋到計算機控制單元1，然后動臂聯(lián)閥芯8返回中位，標(biāo)志著預(yù)定程序完成了整個卸料過程。

實施例七：本發(fā)明具有裝載機工作裝置液壓系統(tǒng)作業(yè)的基本功能，按下動臂上升或下降開關(guān)，計算機控制單元1接受到上升或下降指令后，將根據(jù)預(yù)定好的程序，給動臂聯(lián)伺服電機6發(fā)送指令，動臂聯(lián)伺服電機6按預(yù)定工作參數(shù)進行運動，松開動臂上升或下降開關(guān)，動臂聯(lián)伺服電機6按預(yù)定工作參數(shù)運動，動臂聯(lián)閥芯8返回中位卸荷，動臂20停止運動。按下鏟斗上轉(zhuǎn)或下轉(zhuǎn)開關(guān)，計算機控制單元1接受到上轉(zhuǎn)或下轉(zhuǎn)指令后，將根據(jù)預(yù)定好的程序，給鏟斗聯(lián)伺服電機11發(fā)送指令，鏟斗聯(lián)伺服電機11按預(yù)定工作參數(shù)進行運動，松開鏟斗上轉(zhuǎn)或下轉(zhuǎn)開關(guān)，鏟斗聯(lián)伺服電機11按預(yù)定的工作參數(shù)運動，鏟斗聯(lián)閥芯13返回中位卸荷，鏟斗19停止運動。

實施例八：本發(fā)明具有動臂高度鎖定功能。裝載機給一個固定裝置卸料時，由于它的卸料高度是一致的，因此在第一次人工卸料完成后，按下動臂高度鎖定開關(guān)，后續(xù)的每次卸料，動臂20到了鎖定高度就會停止上升，既節(jié)能又減輕了駕駛員勞動強度。

實施例九：本發(fā)明裝載機行走具有自動換擋功能。當(dāng)裝載機行走前進時，將變速操縱手柄推到前進ⅰ擋位置，計算機控制單元1接受到前進ⅰ擋指令后，將根據(jù)預(yù)定好的程序，給變速伺服電機14發(fā)送指令，變速伺服電機14按預(yù)定的工作參數(shù)進行運動，裝載機在前進ⅰ擋行走，此時計算機控制單元1通過轉(zhuǎn)速傳感器一直在檢測變速器輸出的轉(zhuǎn)速。當(dāng)輸出轉(zhuǎn)速上升達到設(shè)定的換擋轉(zhuǎn)速時，計算機控制單元1發(fā)送指令，變速伺服電機14按預(yù)定工作參數(shù)進行擋位切換，裝載機從前進ⅰ擋自動切換到前進ⅱ擋。當(dāng)輸出轉(zhuǎn)速下降到設(shè)定的換擋轉(zhuǎn)速時，計算機控制單元1發(fā)送指令，變速伺服電機14按預(yù)定的工作參數(shù)進行擋位切換，裝載機從前進ⅱ擋自動切換到前進ⅰ擋，實現(xiàn)了裝載機自動變速。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。