装载机半自动铲装控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种装载机半自动铲装控制系统及方法，属于装载机技术领域，至少包括：电控发动机、电控发动机控制器、变速箱控制器、微电脑控制器、换挡手柄、先导手柄、角度传感器、CAN总线通讯面板、压力传感器、电比例液压系统及模式操作开关；其特征在于，所述微电脑控制器分别与电控发动机控制器和变速箱控制器进行数据通讯；所述CAN总线通讯面板与微电脑控制器进行数据通讯；所述角度传感器、换挡手柄、先导手柄及模式操作开关将信号输入微电脑控制器的输入端口，所述微电脑控制器将控制信号通过输出端口发送给控制电比例液压系统的比例阀。通过采用上述技术方案，该发明专利技术为整机的操纵带来极大的便利，同时能够提高工作效率。

Semi automatic loading control system and method of loader

【技术实现步骤摘要】
装载机半自动铲装控制系统及方法
本专利技术属于装载机
，特别涉及一种装载机半自动铲装控制系统及方法。
技术介绍
装载机是一种广泛应用于公路、铁路、矿山、建筑等恶劣环境的工程机械车辆，它的作业对象包括各种土壤、砂石、石灰料、建筑散装物料等，主要是完成铲、装、卸、运等作业。装载机司机的工作环境恶劣，而且劳动强度大，再加上频繁操作工作装置手柄进行重复性作业，在这样的环境下，司机很容易疲劳，不但影响驾驶安全，而且疲劳状态下的操作对铲装效率的影响带来了不确定性。当前工程机械的先进技术大部分集中在操纵和控制上，所以实现装载机的半自动铲装功能对整机的操纵带来极大的便利，可以很好的提高工作效率。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种装载机半自动铲装控制系统及方法，该装载机半自动铲装控制系统及方法为整机的操纵带来极大的便利，同时能够提高工作效率。本专利技术的第一目的是提供一种装载机半自动铲装控制系统，至少包括：电控发动机、电控发动机控制器、变速箱控制器、微电脑控制器、换挡手柄、先导手柄、角度传感器、CAN总线通讯面板、压力传感器、电比例液压系统及模式操作开关；所述微电脑控制器分别与电控发动机控制器和变速箱控制器进行数据通讯；所述CAN总线通讯面板与微电脑控制器进行数据通讯；所述角度传感器、换挡手柄、先导手柄及模式操作开关将信号输入微电脑控制器的输入端口，所述微电脑控制器将控制信号通过输出端口发送给控制电比例液压系统的比例阀。进一步：所述角度传感器包括动臂角度传感器和摇臂角度传感器；所述动臂角度传感器和摇臂角度传感器的信号输出端子与微电脑控制器的输入端口连接。进一步：还包括工作装置返回运输位操作按键，铲斗自动放平操作按键，所述操作按键与微电脑控制器的输入端口电连接。进一步：还包括对动臂举升至最高位、最低位以及铲斗的收斗角及卸料角进行标定的工作装置标定模块。本专利技术的第二目的是提供基于上述装载机半自动铲装系统的控制方法，所述装载机半自动铲装系统包括工作装置标定模块、工作段识别模块、液压系统控制模块，所述控制方法包括如下步骤：第一步：在控制器通电后，输入、输出端口及控制总线进行初始化；第二步：整机启动后，根据工况看是否需要进行参数标定，如果不需要，按照正常的行车进行操作；如果需要参数标定，需要调用参数标定模块，该参数标定模块需要实现工作装置自动放平位置、运输位置、举升最高位置的标定；标定过程需求HMI和开关面板的协同参与；第三步：参数标定完成后，如果不需要进行铲装，则进行正常的行车操作；如果需要进行铲装，则调用工作段识别模块来判断车辆状态，并且识别出装载机在作业过程中的铲掘段及带载举升段，进而进行工作装置的控制；第四步：装载机进入铲装的过程中，通过操作工作装置放平按键，工作装置将会自动放平，进行铲掘作业，根据识别出来的工作段进行工作装置的控制，当在铲掘时，可以控制动臂和摇臂进行交替动作；第五步：铲掘完成后，根据识别出的带载举升段，工作装置会根据设置的高度，举升到相应的位置进行卸料，当到达卸料位置时，根据车的状态判断是否卸料，根据动臂大腔的压力传感器和铲斗大腔压力传感器信号识别出卸料完成；第六步：卸料完成后，铲斗会自动的上升至最高位，当车行驶到安全的操作环境下，如果装载机需要继续铲掘工作，操作自动放平按键进行下一个铲掘工作；如果不需要继续铲掘，操作性回运输位按键，装置将回到运输位，进行正常的空载行驶；第七步：通过总线发送监测参量给显示器进行实时显示和监测，发送需要存储的数据到总线上；第八步：返回并根据顺序方式循环执行。本专利技术具有的优点和积极效果是：通过采用上述技术方案，本专利技术将CAN总线智能按键面板及电比例液压系统应用于本专利技术以后，可实现装载机的半自动铲装，从而：1.增加了装载机整车电控阀的使用，提高了整车的电控水平。2.建立了动臂角度和摇臂角度的位置数据模型，可以实时监测动臂的高度及铲斗的角度信息。3.具有工作装置返回运输位和铲斗自动放平的一键操作功能，减少了整机操作的复杂性。4.增加了工作装置的标定功能，可以对动臂举升最高位、最低位以及铲斗的收斗角和卸料角进行定位。5.增加了CAN总线智能按键面板，让开关布置简单整洁。6.增加了工作段识别的功能，可以根据工作段的识别匹配不同的发动机功率，具有节能的效果。7.可以很好的适应各种工况条件。附图说明图1本专利技术优选实施例的系统框图；图2本专利技术优选实施例中工作装置标定模块流程图；图3本专利技术优选实施例中工作段识别流程图；图4本专利技术优选实施例中液压系统控制流程图；图5本专利技术优选实施例的电路图。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：请参见图1至图5，一种装载机半自动铲装控制系统，包括有变速箱、变速箱控制器、微电脑控制器、电控发动机控制器、换挡手柄、先导手柄、动臂角度传感器、摇臂角度传感器、电比例液压系统及模式操作开关。电控发动机控制器和微电脑控制器进行通讯，变速箱控制器和微电脑控制器进行通讯，既微电脑控制器从电控发动机控制器中获得发动机转速，发动机扭矩百分比，并且从变速箱控制器中获得变速箱输出转速；换挡手柄、动臂角度传感器及铲斗角度传感器等将信号输入到微电脑控制器的输入端口；先导手柄通过通讯把操作信号发送给微电脑控制器；微电脑控制器将采集到的信号通过处理通过其输出端口控制电比例液压系统的比例阀。装载机工作装置在手动模式和自动模式下工作由自动铲装的模式开关决定，手动模式下根据手柄的开度信号控制工作装置的液压阀，自动模式下根据各个位置的信号控制工作装置到达目标位置。一种装载机半自动铲装系统的控制方法：包括工作装置标定模块、工作段识别模块、液压系统控制模块，半自动铲装的控制方法是由以下步骤完成的：第一步：在控制器通电后，输入、输出端口及控制总线进行初始化；第二步：整机启动后，根据工况看是否需要进行参数标定，如果不需要，按照正常的行车进行操作；如果需要参数标定，需要调用参数标定模块，该模块需要实现工作装置自动放平位置、运输位置、举升最高位置的标定。标定过程需求HMI和开关面板的协同参与。第三步：参数标定完成后，如果不需要进行铲装，则进行正常的行车操作；如果需要进行铲装，需要调用工作段识别模块来判断车辆状态并且识别出装载机在作业过程中的铲掘段及带载举升段，进而进行工作装置的控制。第四步：装载机进入铲装的过程中，司机通过操作工作装置放平按键，工作装置将会自动放平，进行铲掘作业，根据识别出来的工作段进行工作装置的控制，当在铲掘时，可以控制动臂和摇臂进行交替动作，降低铲掘阻力，提高铲掘效率。第五步：铲掘完成后，根据识别出的带载举升段，工作装置会根据设置的高度，举升到相应的位置进行卸料，当到达卸料位置时，根据车的状态判断是否卸料，根据动臂大腔的压力传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装载机半自动铲装控制系统，至少包括：电控发动机、电控发动机控制器、变速箱控制器、微电脑控制器、换挡手柄、先导手柄、角度传感器、CAN总线通讯面板、压力传感器、电比例液压系统及模式操作开关；其特征在于，所述微电脑控制器分别与电控发动机控制器和变速箱控制器进行数据通讯；所述CAN总线通讯面板与微电脑控制器进行数据通讯；所述角度传感器、换挡手柄、先导手柄及模式操作开关将信号输入微电脑控制器的输入端口，所述微电脑控制器将控制信号通过输出端口发送给控制电比例液压系统的比例阀。/n

【技术特征摘要】
1.一种装载机半自动铲装控制系统，至少包括：电控发动机、电控发动机控制器、变速箱控制器、微电脑控制器、换挡手柄、先导手柄、角度传感器、CAN总线通讯面板、压力传感器、电比例液压系统及模式操作开关；其特征在于，所述微电脑控制器分别与电控发动机控制器和变速箱控制器进行数据通讯；所述CAN总线通讯面板与微电脑控制器进行数据通讯；所述角度传感器、换挡手柄、先导手柄及模式操作开关将信号输入微电脑控制器的输入端口，所述微电脑控制器将控制信号通过输出端口发送给控制电比例液压系统的比例阀。


2.根据权利要求1所述的装载机半自动铲装控制系统，其特征是：所述角度传感器包括动臂角度传感器和摇臂角度传感器；所述动臂角度传感器和摇臂角度传感器的信号输出端子与微电脑控制器的输入端口连接。


3.根据权利要求1或2所述的装载机半自动铲装控制系统，其特征是：还包括工作装置返回运输位操作按键，铲斗自动放平操作按键，所述操作按键与微电脑控制器的输入端口电连接。


4.根据权利要求1或2所述的装载机半自动铲装控制系统，其特征是：还包括对动臂举升至最高位、最低位以及铲斗的收斗角及卸料角进行标定的工作装置标定模块。


5.一种基于权利要求1-4任一项所述装载机半自动铲装系统的控制方法，其特征是：所述装载机半自动铲装系统包括工作装置标定模块、工作段识别模块、液压系统控制模块，所述控制方法包括如下步骤：
第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王保垒，李莺莺，刘美艳，段嘉慧，
申请(专利权)人：天津工程机械研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12