[发明专利]装载机铲装作业控制方法及装载机

说明书

技术领域

本发明涉及一种装载机，尤其涉及一种装载机铲装作业控制方法及装载机。

背景技术

装载机在铲掘作业中通常的作业方式是操作者将发动机油门踩到最大，通过轮胎与地面产生的牵引力，驱使整机带动铲斗插入料堆，但是随着铲斗插入物料中的深度的增加，铲斗与物料的接触面越来越大，从而铲斗与物料的摩擦力也同步增大，直到料堆阻力与牵引力相等，机器被迫停下，但这时装载机的铲斗中尚未装满物料。为了使铲斗装满物料，操作者在这时通过操作手柄，使动臂稍微抬升，机器再次向前插入料堆，如此往复两到三次，直到铲斗装满物料，完成铲掘进给过程。在这个进给过程中，由于铲斗与物料在一次进给中始终接触，铲斗内物料连续，随着铲掘进度越来越深，铲斗与物料的接触面越来越大，从而铲斗与物料的摩擦力也同步增大，增加了机器作业所需的功率；另外当铲掘阻力大于装载机的牵引力时，机器被迫停止前进，由于装载机大多采用变矩器来进行发动机动力的传递，由变矩器的工作特性可知，当机器在前进过程中停止时，变矩器的传动效率为零，这时发动机发出的功率全部在变矩器中转变为热量，既浪费能量，降低作业效率，又使变矩器的工况变劣，缩短变矩油的寿命，增加机器的散热负担。同时需要操作者在铲装作业中操作手柄使动臂抬升，这就增加了操作者的劳动强度。

发明内容

本发明的目的在于针对现有装载机在铲装物料时效率低缺点而提供一种铲装效率高的装载机铲装作业控制方法和与该方法对应的装载机。

本发明的技术方案是这样实现的：提供一种装载机铲装作业控制方法，在铲装作业时，通过控制装载机转斗油缸驱动油路中的液压油的流向使得铲斗绕铲斗转动销轴上下旋转摆动。在本发明中，当装载机处于铲装作业时通过使铲斗按预设频率和振幅作旋转摆动，从而使铲斗底面在掘进过程中与被掘物料形成一定的间隙，从而减少掘进时物料与铲斗的摩擦阻力，同时摆动还可以打断被掘物料的连续性，减少铲斗内物料与铲斗内壁的摩擦阻力，实现掘进过程的连续作业，提高装载作业效率及降低能耗。

在上述发明中，还包括在铲装作业时设定或调节铲斗绕铲斗转动销轴上下旋转摆动的摆动频率和摆动幅度的步骤。通过调节铲斗摆动的频率和摆动幅度，实现在铲装不同属性的物料、铲斗插入物料中不同的深度具有对应的摆动频率和摆动幅度。

在上述发明中，还包括自动识别装载机是否处于铲装作业状态的铲装识别步骤，铲装识别步骤包括通过传感器测量转斗油缸和/或动臂油缸内压力值和测量铲斗的位置，将转斗油缸和/或动臂油缸内压力值和铲斗的位置发送至控制器并与控制器内对应的预设值进行比较，当铲斗所处位置处于预设位置范围内且转斗油缸和/或动臂油缸内压力值处于预设压力范围内时定义为铲装作业状态。测量转斗油缸中的压力用于判断装载机是否处于铲装状态的一个参数，铲斗在插入料堆时铲斗上所受到的阻力会通过转斗连杆、转斗摇臂等会在转斗油缸上有所反应，造成转斗油缸大腔或小腔内的压力在铲斗插入料堆前后有所不同，因此测量转斗油缸中的压力可用于判断装载机是否处于铲装状态的一个参数。同理动臂油缸内的压力在铲斗插入料堆前后也具有明显的变化，插入料堆后动臂油缸大腔内的压力会明显大于铲斗插入料堆前的动臂油缸大腔内的压力，因此动臂油缸内的压力也可以作为判断装载机是否处于铲装状态的一个参数。因此可通过测量转斗油缸和动臂油缸中的一个或两个的压力值作为装载机是否处于铲装作业状态判断的一个参数。通过定义与自动识别机器是否处于铲装作业状态而自动控制铲斗的摆动，从而降低操作者的劳动强度，提高效率。

在上述发明中，测量铲斗的位置包括测量动臂绕动臂与车架铰接销轴所转动的角度和测量铲斗绕铲斗转动销轴所转动的角度确定铲斗的收斗位置。通过测量动臂绕动臂与车架铰接销轴所转动的角度可推算出铲斗在竖直方向上所在的位置，通过位置传感器直接测量出铲斗绕铲斗转动销轴转动的角度或通过测量转斗油缸活塞杆伸出的长度、或转斗连杆转动的角度而推算出铲斗绕铲斗转动销轴转动的角度。铲斗收斗到一定位置可以认为铲装作业结束，铲斗抬升到一定高度时也可以认为铲装作业结束。

本发明实现其发明目的的另一个技术方案是构造一种装载机，包括铲斗和与铲斗铰接的铲斗位置控制装置，铲斗位置控制装置包括动臂、与动臂连接的动臂油缸、通过连杆与铲斗连接的转斗油缸，动臂油缸和转斗油缸分别通过驱动油路与装载机的液压系统连接；另外还包括电磁阀和电子控制装置，电磁阀设置在转斗油缸的驱动油路上，电子控制装置驱动电磁阀动作使转斗油缸驱动油路中的液压油的流向按发生变化使得铲斗按照设定的频率和幅度绕铲斗转动销轴上下旋转摆动。