[发明专利]一种推土机铲刀倾斜自动控制系统及方法

说明书

一种推土机铲刀倾斜自动控制系统，包括倾斜液压缸位移传感器3、提升液压缸位移传感器1、机身倾斜传感器7和电子控制单元，倾斜液压缸位移传感器3设置在倾斜液压缸4上，提升液压缸位移传感器1设置在提升液压缸2上，机身倾斜传感器7设置在推土机机身上，倾斜液压缸位移传感器3、提升液压缸位移传感器1、机身倾斜传感器7均通过信号线连接电子控制单元的接入端，电子控制单元的接入端还接有挡位信号传感器、铲刀倾斜控制模式选择开关、输入模块和驱动电源模块，电子控制单元的输出端接显示屏、蜂鸣器和倾斜液压缸电液控制装置。本发明有效提高了推土机作业质量和作业效率，降低了燃油消耗，减轻了驾驶员的劳动强度，改善了驾驶舒适度。

技术领域

本发明涉属于工程机械自动控制领域，确切地说是一种推土机铲刀倾斜自动控制系统及方法。

背景技术

推土机是一种被广泛应用于建筑、筑路、采矿、油田、水电、港口、农林、国防建设等领域的铲土运输机械。它采用液压缸来实现铲刀的升降和倾斜，完成切削、推运、开挖、堆积、回填、平整、疏松、压实等工作。推土作业时，由于地面不平，推土机经常会左右倾斜，铲刀也会随机身倾斜，若不及时调整，机身的倾斜会仿形到作业面上，降低作业质量。为了保证作业质量，推土作业时需要实时调整铲刀倾斜，抵消机身倾斜对作业面的影响，保持铲刀底边与地平面始终水平或斜度恒定，以保证推平或者推出一定斜度要求的作业面。铲刀倾斜依靠驾驶员手动调节倾斜液压缸的油量来完成，由于驾驶员在驾驶室内看不清铲刀，且铲刀和推土机机架的倾斜度不易掌握，驾驶员必须具有丰富的操作经验和高度集中的精神，否则很难高效准确地调整铲刀。这种铲刀倾斜完全凭借人的感觉进行调整的操作方式不可避免地存在较大的迟缓性和不准确性，容易造成驾驶员疲劳，作业效率低，作业质量差等问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种推土机铲刀倾斜自动控制系统及方法。以解决现有技术的不足。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：所述控制系统包括倾斜液压缸位移传感器、提升液压缸位移传感器、机身倾斜传感器和电子控制单元，倾斜液压缸位移传感器设置在推土机的倾斜液压缸上，提升液压缸位移传感器设置在推土机的提升液压缸上，机身倾斜传感器设置在推土机机身上，倾斜液压缸位移传感器、提升液压缸位移传感器、机身倾斜传感器均通过信号传输线连接电子控制单元的接入端，电子控制单元的接入端还接有档位信号传感器、铲刀倾斜控制模式选择开关、输入模块和驱动电源模块，电子控制单元获取接入端各个元器件的信号并对获取的信号数据进行运算处理，当铲刀倾斜控制模式选择开关为自动控制模式并且推土机的档位为前进档时，电子控制单元比对当前的铲刀倾斜角与预设的铲刀倾斜角是否相等，电子控制单元的输出端分别接有显示屏、蜂鸣器和倾斜液压缸电液控制装置；

所述的当前的铲刀倾斜角为铲刀相对倾斜角与机身倾斜角之和，其中机身倾斜角由机身倾斜传感器测出；

所述的铲刀相对倾斜角的计算公式是，为铲刀转角、为推杆转角，其中与满足函数关系、与满足函数关系，为倾斜液压缸的伸长量，为提升液压缸的伸长量；

所述的电子控制单元的数据运算流程如下：

（1）、将由倾斜液压缸位移传感器（3）、提升液压缸位移传感器（1）、机身倾斜传感器实时采集的、、发送到电子控制单元中；

（2）、将位移传感器信号、分别代入公式、 中，计算得出铲刀转角和推杆转角的值；

（3）、将计算出的、代入公式中，计算得出铲刀相对倾斜角；

（4）、将当前的铲刀倾斜角与预设的倾斜角进行比较，若，则继续步骤（5），否则重新采集机身倾斜角；

（5）、确定出调整后的值为，将公式代入中解方程得出调整后的值；

（6）、将调整后的值代入公式，计算出调整后的倾斜液压缸的伸长量。