[发明专利]一种液压挖掘机用智能控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种液压挖掘机智能控制系统及其控制方法。包括：比例变量泵，主动补偿负载敏感模块，整机控制器，控制手柄，脚踏阀以及油缸、马达等液压元件。通过整机控制器检测油缸或(及)马达的负载工况，并和主动补偿负载敏感模块输入的数据信息进行分析和运算处理，并将处理结果转换成控制信号，输出给变量泵、和主动补偿负载敏感模块，实现对系统的控制。该系统及其控制方法解决了液压挖掘机负载敏感系统存在的反馈油路波动、响应速度受管路长短影响而导致的系统匹配困难、响应不及时等问题，提升系统传动效率，降低流量损失，减少系统发热，实现节能的效果。

技术领域

本发明涉及液压挖掘机领域，具体是应用于液压挖掘机上的一种智能控制系统及控制方法。

背景技术

挖掘机包含行走、回转、斗杆、动臂、铲斗等执行动作，各动作的执行是通过高压、大流量的液压系统得以实现。目前，挖掘机采用负载敏感形式的液压系统，该形式的液压系统可以实现多执行元件在不同负载压力下的复合动作，满足挖掘机的施工需求。但由于该系统是依靠液压油通过自身的管路和阻尼来传递压力反馈信号，达到对系统流量分配的控制。这种控制方式存在反馈油路波动、响应速度受管路长短影响而导致的系统匹配困难、响应不及时等不足，造成液压系统的传动效率低、流量损失大、发热严重等问题。

发明内容

针对上述负载敏感液压系统存在的问题，本发明提供一种液压挖掘机用智能控制系统及控制方法，旨在解决挖掘机负载敏感液压系统传动效率低、流量损失大、发热严重等问题。

本发明是以如下技术方案实现的：一种液压挖掘机智能控制系统，包括：右手柄、右脚踏阀、左脚踏阀、左手柄、安全阀、吸油过滤器、液压油箱、比例变量泵、发动机、单向阀、主动补偿负载敏感模块、回转液压马达、斗杆油缸、动臂油缸、铲斗油缸、左行走液压马达、右行走液压马达、回转接头和整机控制器。

比例变量泵与发动机的输出轴连接，其输入端通过吸油过滤器与液压油箱连接，输出端通过单向阀与主动补偿负载敏感模块的进油口P连接；安全阀安装在单向阀与主动补偿负载敏感模块进油口P之间；主动补偿负载敏感模块的A、B口为液压油输出口，分别和回转液压马达、斗杆油缸、动臂油缸、铲斗油缸、左行走液压马达、右行走液压马达两端的油口连接，其中，和左行走液压马达、右行走液压马达连接时，需要通过回转接头进行连接；主动补偿负载敏感模块的T口为回油口，和液压油箱连接；整机控制器和右手柄、右脚踏阀、左脚踏阀、左手柄、比例变量泵、发动机、主动补偿负载敏感模块、回转液压马达、斗杆油缸、动臂油缸、铲斗油缸、左行走液压马达、右行走液压马达连接。

进一步，主动补偿负载敏感模块包括多路阀、电动机/发电机、转速转矩仪与能量转换元件。

进一步，电动机/发电机通过联轴器与转速转矩仪连接，转速转矩仪通过联轴器与能量转换元件相连接，多路阀通过管路与能量转换元件相连接。

进一步，能量转换元件工作在马达工况时，把液压能转换为机械能；工作在泵工况时，把机械能转换为液压能。

一种液压挖掘机用智能控制系统的控制方法，使用上述的液压挖掘机智能控制系统，包括如下步骤：

挖掘机执行动作时，手柄或脚踏阀将动作执行信号传递给比例变量泵、整机控制器以及主动补偿负载敏感模块，相关油缸、马达等执行单元开始动作。在执行动作时，主动补偿负载敏感模块通过模块中的电动机/发电机、转速转矩仪、能量转换元件采集液压系统的压力和流量数据，并将数据传递给整机控制器。整机控制器检测正在执行动作的油缸或(及)马达的负载工况，并和主动补偿负载敏感模块输入的数据信息进行分析和运算处理，并将处理结果转换成控制信号，输出给变量泵、和主动补偿负载敏感模块，实现对系统的控制。

进一步，当挖掘机执行行走动作时，脚踏阀产生先导压力油信号，先导压力油控制多路阀的阀芯位置，实现行走的方向和速度控制，整机控制器根据采集的整机的执行元件的压力信号进行运算处理，输出的控制信号对变量泵和主动补偿负载敏感模块进行控制。主动补偿负载敏感模块通过回转接头与行走马达连接。