專利名稱：冶金專用履帶式裝載機(jī)的整車控制系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電器控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種冶金專用履帶式裝載機(jī)的整車控制系統(tǒng) 及其控制方法。
背景技術(shù)：
在鋼鐵廠，煉鋼生產(chǎn)中爐底清渣作業(yè)由于作業(yè)環(huán)境惡劣、高溫、高粉塵、作業(yè)強(qiáng)度 大，故目前國(guó)內(nèi)鋼鐵廠的爐底清渣作業(yè)均采用黃河工程機(jī)械廠生產(chǎn)ZY-65履帶式裝載機(jī)來 完成。ZY-65履帶式裝載機(jī)采用液力驅(qū)動(dòng)行走和機(jī)械連桿式操作工作裝置，必須由駕駛員駕 駛車輛進(jìn)入爐底危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行作業(yè)；對(duì)駕駛員的人身安全造成了巨大的安全隱患。履帶式 裝載機(jī)主要用于在鋼廠、礦山等場(chǎng)合的鏟運(yùn)和裝載工作，其需要滿足作業(yè)功率大，工作循環(huán) 時(shí)間短，適應(yīng)崎嶇不平地面作業(yè)等要求。履帶式裝載機(jī)通常采用靜液壓行走驅(qū)動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)是 驅(qū)動(dòng)力大，體積小。但傳統(tǒng)的靜液壓行走驅(qū)動(dòng)的缺點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)效率較低，行走驅(qū)動(dòng)和工作裝置 之間的功率分配難、操作復(fù)雜。因此，很多專家和技術(shù)人員對(duì)鋼鐵廠的環(huán)境和設(shè)備技術(shù)要求 進(jìn)行調(diào)研和資料收集，預(yù)備開發(fā)出一種滿足于現(xiàn)場(chǎng)使用要求的冶金專用履帶式裝載機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種冶金專用履帶式裝載機(jī)的整車控制系 統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠大幅度優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系之間的功率匹配，極大地提高工作效率；此外，本發(fā)明還提供一種冶金專用履帶式裝載機(jī)的整車控制系統(tǒng)的控制方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。一種冶金專用履帶式裝載機(jī)的整車控制系統(tǒng)，包括液壓傳動(dòng)及控制系統(tǒng)和電器控 制系統(tǒng)；所述液壓傳動(dòng)及控制系統(tǒng)包括液壓閉式行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和負(fù)載敏感式變量開式工作 液壓系統(tǒng)；所述液壓閉式行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、分動(dòng)箱、比例變量泵、液壓馬達(dá)和終傳 動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪；發(fā)動(dòng)機(jī)與分動(dòng)箱相連，比例變量泵安裝在分動(dòng)箱的PTO取力口上，液壓馬達(dá)與 比例變量泵相連，終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪與液壓馬達(dá)相連；所述負(fù)載敏感式變量開式工作液壓系 統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、分動(dòng)箱、開式負(fù)載敏感變量泵、比例多路閥、動(dòng)臂油缸和鏟斗油缸；開式負(fù)載 敏感變量泵安裝在分動(dòng)箱PTO取力口上，比例多路閥與開式負(fù)載敏感變量泵相連，動(dòng)臂油 缸和鏟斗油缸分別與比例多路閥相連；所述電器控制系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、PLC控制器 和終端智能顯示器；所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制器和終端智能顯示器分別通過CAN總線與PLC控制器 相連。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述電器控制系統(tǒng)還包括遙控接收器、行走驅(qū)動(dòng)控 制器、工作機(jī)構(gòu)控制器、聲光控制器、報(bào)警控制器；所述遙控接收器通過CAN總線與PLC控 制器相連，用以控制接收遙控發(fā)射器發(fā)出的指令；所述行走驅(qū)動(dòng)控制器包括行走電控手柄、 設(shè)置在PLC控制器中的第一手柄信號(hào)標(biāo)定模塊和第一驅(qū)動(dòng)模塊；所述行走電控手柄與第一 手柄信號(hào)標(biāo)定模塊相連，第一手柄信號(hào)標(biāo)定模塊與第一驅(qū)動(dòng)模塊相連；所述工作機(jī)構(gòu)控制 器包括工作電控手柄、設(shè)置在PLC控制器中的第二手柄信號(hào)標(biāo)定模塊和第二驅(qū)動(dòng)模塊；所述工作電控手柄與第二手柄信號(hào)標(biāo)定模塊相連，第二手柄信號(hào)標(biāo)定模塊與第二驅(qū)動(dòng)模塊相 連；所述聲光控制器為控制開關(guān)，所述控制開關(guān)與PLC控制器相連，用以控制燈光和喇叭； 所述報(bào)警控制器為報(bào)警指示開關(guān)，所述報(bào)警指示開關(guān)與PLC控制器相連，用以控制聲光報(bào)
目衣且。作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述比例變量泵中設(shè)有比例變量磁鐵和與比例變 量磁鐵通電連接的伺服閥，所述伺服閥與所述液壓馬達(dá)連接。作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述比例變量泵包括左比例變量泵和右比例變量 泵；所述液壓馬達(dá)包括左液壓馬達(dá)和右液壓馬達(dá)；所述輪邊減速機(jī)包括左輪邊減速機(jī)和右 輪邊減速機(jī)；所述左比例變量泵與左液壓馬達(dá)相連，左液壓馬達(dá)通過左輪邊減速機(jī)與所述 裝載機(jī)的左側(cè)履帶相連；所述右比例變量泵與右液壓馬達(dá)相連，右液壓馬達(dá)通過右輪邊減 速機(jī)與所述裝載機(jī)的右側(cè)履帶相連。作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪上設(shè)置有用以控制終傳動(dòng)驅(qū) 動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)速的輪邊減速機(jī)。一種冶金專用履帶式裝載機(jī)的整車控制系統(tǒng)的控制方法，包括液壓傳動(dòng)及控制方 法和電器控制方法；所述液壓傳動(dòng)及控制方法包括液壓閉式行走驅(qū)動(dòng)方法和負(fù)載敏感式變量開式工 作液壓方法；所述液壓閉式行走驅(qū)動(dòng)方法為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能經(jīng)分動(dòng)箱后，其中一部 分機(jī)械能由比例變量泵轉(zhuǎn)化成液壓能，液壓能經(jīng)過管道傳輸?shù)揭簤厚R達(dá)，液壓馬達(dá)將液壓 能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，機(jī)械能經(jīng)輪邊減速機(jī)作用于終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪上，終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪帶動(dòng)履 帶轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)整機(jī)行駛；所述負(fù)載敏感式變量開式工作液壓方法為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能經(jīng) 分動(dòng)箱后，其中另一部分機(jī)械能由開式負(fù)載敏感變量泵轉(zhuǎn)化成液壓能，液壓能經(jīng)過管道和 比例多路閥傳輸?shù)絼?dòng)臂油缸和鏟斗油缸，動(dòng)臂油缸和鏟斗油缸將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能進(jìn)而 實(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)升降和鏟斗收放動(dòng)作；所述電器控制方法為發(fā)動(dòng)機(jī)控制器對(duì)從發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器收集到的信號(hào)進(jìn)行處理， 然后將處理后的信號(hào)數(shù)據(jù)打包傳送到CAN總線上；終端智能顯示器按照數(shù)據(jù)地址從CAN總 線上接收數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)進(jìn)行顯示；PLC控制器按照CAN總線上的數(shù)據(jù)地址接收數(shù)據(jù)，將不同 的指令轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并傳輸給相應(yīng)的控制器或執(zhí)行元件，以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)動(dòng)作的執(zhí) 行。作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述電器控制方法還包括遙控方法、行走驅(qū)動(dòng)控 制方法、工作機(jī)構(gòu)控制方法、聲光控制方法、報(bào)警控制方法；所述遙控方法為遙控發(fā)射器 發(fā)出指令信號(hào)，遙控接收器接收指令信號(hào)，并將指令信號(hào)傳送到CAN總線上；PLC控制器通 過CAN總線接收所述指令信號(hào)，并將指令信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳輸給相應(yīng)的執(zhí)行器；所述 行走驅(qū)動(dòng)控制方法為所述PLC控制器中設(shè)有第一手柄信號(hào)標(biāo)定模塊和第一驅(qū)動(dòng)模塊；所 述第一手柄信號(hào)標(biāo)定模塊采集行走電控手柄的信號(hào)，第一驅(qū)動(dòng)模塊將第一手柄信號(hào)標(biāo)定模 塊輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)而控制比例變量泵的電磁流量，實(shí)現(xiàn)對(duì)整車行走的控制； 所述工作機(jī)構(gòu)控制方法為所述PLC控制器中設(shè)有第二手柄信號(hào)標(biāo)定模塊和第二驅(qū)動(dòng)模 塊；所述第二手柄信號(hào)標(biāo)定模塊采集工作電控手柄的信號(hào)，第二驅(qū)動(dòng)模塊將第二手柄信號(hào) 標(biāo)定模塊輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)而控制比例多路閥的電磁流量，實(shí)現(xiàn)對(duì)整車的動(dòng)臂 和鏟斗動(dòng)作的控制；所述聲光控制方法為所述PLC控制器采集控制開關(guān)的狀態(tài)信號(hào)，并將控制開關(guān)的狀態(tài)信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)信號(hào)，然后發(fā)送給聲光裝置，控制聲光裝置的啟動(dòng)和關(guān)閉； 所述報(bào)警控制方法為所述PLC控制器采集報(bào)警指示開關(guān)的狀態(tài)信號(hào)，并將報(bào)警指示開關(guān) 的狀態(tài)信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警裝置發(fā)出警報(bào)。作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述比例變量泵包括左比例變量泵和右比例變量 泵；所述液壓馬達(dá)包括左液壓馬達(dá)和右液壓馬達(dá)；所述輪邊減速機(jī)包括左輪邊減速機(jī)和右 輪邊減速機(jī)；終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪包括左終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪和右終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪；所述液壓閉式 行走驅(qū)動(dòng)方法的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)過程為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能經(jīng)分動(dòng)箱后，其中一部分機(jī)械能分 成兩部分，第一部分機(jī)械能經(jīng)左比例變量泵轉(zhuǎn)化成液壓能，然后經(jīng)過管道傳輸?shù)阶笠簤厚R 達(dá)，左液壓馬達(dá)將液壓能轉(zhuǎn)化成第一部分機(jī)械能，第一部分機(jī)械能作用于左終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈 輪上，左終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪帶動(dòng)左側(cè)履帶轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)整機(jī)的左側(cè)行駛；第二部分機(jī)械能經(jīng)右比 例變量泵轉(zhuǎn)化成液壓能，然后經(jīng)過管道傳輸?shù)接乙簤厚R達(dá)，右液壓馬達(dá)將液壓能轉(zhuǎn)化成第 二部分機(jī)械能，第二部分機(jī)械能作用于右終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪上，右終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪帶動(dòng)右側(cè) 履帶轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)整機(jī)的右側(cè)行駛。本發(fā)明的有益效果在于1、本發(fā)明采用電子控制的靜液壓行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，充分利用變量泵和變量馬達(dá)的雙 變量特性，實(shí)現(xiàn)了電子控制的靜液壓行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的無級(jí)換檔，大幅優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系 之間的功率匹配，極大的提高了工作效率；2、本發(fā)明通過雙軸手柄實(shí)現(xiàn)了對(duì)工作裝置的控制，可單獨(dú)調(diào)解斜坡時(shí)間，提高動(dòng) 作的效率和舒適度，降低振動(dòng)和沖擊；3、本發(fā)明可以根據(jù)工作裝置的流量需求自動(dòng)降低行走速度，代替人工分配行走驅(qū) 動(dòng)和工作裝置之間的復(fù)雜的功率分配，極大的降低了操作難度；并且由于工作裝置操作的 優(yōu)先性得到了極大保證，大大的提高了安全性；4、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)管理，通過腳踏板/電位計(jì)旋鈕控制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn) 速，監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)并將狀態(tài)參數(shù)動(dòng)態(tài)地顯示在顯示器上；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)過載時(shí)，立即降低行走 速度和工作裝置速度，保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)不熄火。


圖1為本發(fā)明所述的冶金專用履帶式裝載機(jī)的整車控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明所述的液壓傳動(dòng)及控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例本實(shí)施例提供一種冶金專用履帶式裝載機(jī)的整車控制系統(tǒng)，如圖1所示，該系統(tǒng) 包括液壓傳動(dòng)及控制系統(tǒng)和電器控制系統(tǒng)。所述液壓傳動(dòng)及控制系統(tǒng)包括液壓閉式行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和負(fù)載敏感式變量開式工 作液壓系統(tǒng)，如圖2所示。液壓閉式行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能(扭矩與轉(zhuǎn)速)經(jīng)過分動(dòng)箱后，一部分機(jī)械能通過比例變量泵轉(zhuǎn)化成液壓能(流量與壓力)，液壓能經(jīng)過管道傳輸?shù)揭簤厚R達(dá)，液壓馬達(dá)把液壓能轉(zhuǎn)化 成機(jī)械能(扭矩與轉(zhuǎn)速)，機(jī)械能作用于終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪上，從而帶動(dòng)履帶轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)整機(jī)行 駛。所述終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪上設(shè)置有輪邊減速機(jī)，用以控制終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)速。其中，所 述比例變量泵包括左比例變量泵和右比例變量泵；所述液壓馬達(dá)包括左液壓馬達(dá)和右液壓 馬達(dá)；所述輪邊減速機(jī)包括左輪邊減速機(jī)和右輪邊減速機(jī)；終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪包括左終傳動(dòng) 驅(qū)動(dòng)鏈輪和右終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪；所述液壓閉式行走驅(qū)動(dòng)方法的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)過程為發(fā)動(dòng)機(jī)輸 出的機(jī)械能經(jīng)分動(dòng)箱后，其中一部分機(jī)械能分成兩部分，第一部分機(jī)械能經(jīng)左比例變量泵 轉(zhuǎn)化成液壓能，然后經(jīng)過管道傳輸?shù)阶笠簤厚R達(dá)，左液壓馬達(dá)將液壓能轉(zhuǎn)化成第一部分機(jī) 械能，第一部分機(jī)械能作用于左終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪上，左終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪帶動(dòng)左側(cè)履帶轉(zhuǎn)動(dòng) 實(shí)現(xiàn)整機(jī)的左側(cè)行駛；第二部分機(jī)械能經(jīng)右比例變量泵轉(zhuǎn)化成液壓能，然后經(jīng)過管道傳輸 到右液壓馬達(dá)，右液壓馬達(dá)將液壓能轉(zhuǎn)化成第二部分機(jī)械能，第二部分機(jī)械能作用于右終 傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪上，右終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪帶動(dòng)右側(cè)履帶轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)整機(jī)的右側(cè)行駛。在比例變量泵剛啟動(dòng)時(shí)，泵的斜盤傾角在零位。通過改變比例電磁鐵電流的大小 可以改變伺服閥閥芯的位置，進(jìn)而改變泵的斜盤傾角和輸出流量，從而改變液壓馬達(dá)的流 量和轉(zhuǎn)速。每套獨(dú)立的液壓閉式行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)一側(cè)履帶，通過改變比例變量泵和液 壓馬達(dá)的排量而改變轉(zhuǎn)速，從而調(diào)整履帶的行駛速度。液壓閉式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能最終體現(xiàn)為履帶式裝載機(jī)的行走狀態(tài)，如直線行駛 (前進(jìn)、后退)、轉(zhuǎn)彎(向左、向右)、原地轉(zhuǎn)彎(向左、向右)、液壓制動(dòng)等四種狀態(tài)。負(fù)載敏感式變量開式工作液壓系統(tǒng)負(fù)載敏感式變量開式工作液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能(扭矩與 轉(zhuǎn)速)經(jīng)過分動(dòng)箱后，另一部分機(jī)械能通過開式負(fù)載敏感變量泵轉(zhuǎn)化成液壓能(流量與壓 力)，液壓能經(jīng)過管道和比例多路閥傳輸?shù)絼?dòng)臂油缸和鏟斗油缸，動(dòng)臂油缸和鏟斗油缸將液 壓能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能(直線運(yùn)動(dòng))，從而實(shí)現(xiàn)了工作機(jī)構(gòu)升降和鏟斗收放動(dòng)作。所述電器控制系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、PLC控制器、遙控接收器、行走驅(qū)動(dòng)控制器、 工作機(jī)構(gòu)控制器、聲光控制器、終端智能顯示器、報(bào)警控制器；發(fā)動(dòng)機(jī)控制器發(fā)動(dòng)機(jī)控制器主要對(duì)點(diǎn)火、熄火、油門、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、工作小時(shí)、 機(jī)油壓力、水溫等)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU控制器通過J1939通訊協(xié)議將從傳感器收集的信 號(hào)經(jīng)處理后打包傳送到CAN總線上，終端智能顯示器按照數(shù)據(jù)的地址接受發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶控制 器傳送的數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)在終端智能顯示器上進(jìn)行顯示。遙控接收器遙控控制器的工作原理為當(dāng)遙控發(fā)射器所發(fā)出的不同指令經(jīng)無線發(fā)射到遙控接 收器后，遙控接收器將所接收的指令處理后打包傳送到CAN總線上，PLC控制器按照數(shù)據(jù)的 地址接收遙控接收器傳送的數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)采集傳感器信號(hào)，PLC控制器將不同的指令轉(zhuǎn)換成 相應(yīng)的PWM、DO等相關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，傳輸給相應(yīng)的控制器和整車回路中的執(zhí)行元件，以實(shí)現(xiàn)相 應(yīng)動(dòng)作的執(zhí)行。行走驅(qū)動(dòng)控制器行走驅(qū)動(dòng)控制器的工作原理為行走電控手柄發(fā)出的模擬信號(hào)AI輸入到PLC控制器，經(jīng)PLC控制器中的第一手柄信號(hào)標(biāo)定模塊處理之后，打包發(fā)送到第一驅(qū)動(dòng)(Motion)模 塊(主要控制比例電磁閥)；第一驅(qū)動(dòng)模塊處理數(shù)據(jù)之后輸出相應(yīng)的PWM值，對(duì)比例變量泵 I和II (即左右比例變量泵)上的比例電磁鐵直接控制。工作機(jī)構(gòu)控制器工作機(jī)構(gòu)控制器的工作原理為工作電控手柄發(fā)出的模擬信號(hào)AI輸入到PLC控制 器，經(jīng)PLC控制器中的第二手柄信號(hào)標(biāo)定模塊處理之后，打包發(fā)送到第二驅(qū)動(dòng)(Motion)模 塊(主要控制比例電磁閥)；第二驅(qū)動(dòng)模塊處理數(shù)據(jù)之后輸出相應(yīng)的PWM值，對(duì)比例多路閥 上的比例電磁鐵直接控制；從而實(shí)現(xiàn)了動(dòng)臂和鏟斗的動(dòng)作。聲光控制器聲光控制器的工作原理為通過控制開關(guān)輸入開關(guān)信號(hào)到PLC控制器，PLC控制器 將接收的信號(hào)進(jìn)行I/O處理后，將不同的指令轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的DO驅(qū)動(dòng)信號(hào)，傳輸給不同的執(zhí) 行元件，以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的動(dòng)作執(zhí)行。終端智能顯示器終端智能顯示器具有兩大功能分別為友好人機(jī)界面顯示功能和設(shè)備故障診斷監(jiān) 視功能。友好人機(jī)界面顯示功能系統(tǒng)采用CAN總線圖形文本顯示器，通過CAN總線與控 制器進(jìn)行通訊，讀取控制器采集到的系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，在顯示器界面上以文字(漢字)形式顯 示，并顯示提示信息，人機(jī)交互友好，易操作。主要顯示內(nèi)容包括發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)(如機(jī)油 壓力、水溫、轉(zhuǎn)速等)、液壓系統(tǒng)壓力、車輛當(dāng)前狀態(tài)(如工作壓力、行走壓力、行車速度等)、 故障報(bào)警信息和系統(tǒng)提示信息等。設(shè)備故障診斷監(jiān)視功能系統(tǒng)通過各個(gè)傳感器采集系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)，并通過 CAN總線傳輸?shù)浇K端顯示器，監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行，當(dāng)某個(gè)參數(shù)出現(xiàn)異?；蜻_(dá)到報(bào)警狀態(tài)時(shí)，通過 人機(jī)界面(指示燈、蜂鳴器)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提請(qǐng)操作者注意；在出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng) 停止工作，直到故障排除，并提請(qǐng)操作者注意，保證設(shè)備和人身安全。報(bào)警控制器所述報(bào)警控制器為報(bào)警指示開關(guān)，所述報(bào)警指示開關(guān)與PLC控制器相連，用以控 制聲光報(bào)警裝置。PLC控制器圖2中，PLC控制器由PLC控制器I和II構(gòu)成。實(shí)際應(yīng)用中，PLC控制器可以根據(jù) 需要適當(dāng)選取若干個(gè)PLC控制器芯片構(gòu)成。這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實(shí)施例 中。這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對(duì)于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說實(shí) 施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明 的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其他形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其他元件、 材料和部件來實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種冶金專用履帶式裝載機(jī)的整車控制系統(tǒng)，其特征在于所述整車控制系統(tǒng)包括 液壓傳動(dòng)及控制系統(tǒng)和電器控制系統(tǒng)；所述液壓傳動(dòng)及控制系統(tǒng)包括液壓閉式行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和負(fù)載敏感式變量開式工作液 壓系統(tǒng)；所述液壓閉式行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、分動(dòng)箱、比例變量泵、液壓馬達(dá)和終傳動(dòng) 驅(qū)動(dòng)鏈輪；發(fā)動(dòng)機(jī)與分動(dòng)箱相連，比例變量泵安裝在分動(dòng)箱的PTO取力口上，液壓馬達(dá)與比 例變量泵相連，終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪與液壓馬達(dá)相連；所述負(fù)載敏感式變量開式工作液壓系統(tǒng) 包括發(fā)動(dòng)機(jī)、分動(dòng)箱、開式負(fù)載敏感變量泵、比例多路閥、動(dòng)臂油缸和鏟斗油缸；開式負(fù)載敏 感變量泵安裝在分動(dòng)箱PTO取力口上，比例多路閥與開式負(fù)載敏感變量泵相連，動(dòng)臂油缸 和鏟斗油缸分別與比例多路閥相連；所述電器控制系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、PLC控制器和終端智能顯示器；所述發(fā)動(dòng)機(jī)控 制器和終端智能顯示器分別通過CAN總線與PLC控制器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金專用履帶式裝載機(jī)的整車控制系統(tǒng)，其特征在于所述 電器控制系統(tǒng)還包括遙控接收器、行走驅(qū)動(dòng)控制器、工作機(jī)構(gòu)控制器、聲光控制器、報(bào)警控 制器；所述遙控接收器通過CAN總線與PLC控制器相連，用以控制接收遙控發(fā)射器發(fā)出的指令；所述行走驅(qū)動(dòng)控制器包括行走電控手柄、設(shè)置在PLC控制器中的第一手柄信號(hào)標(biāo)定模 塊和第一驅(qū)動(dòng)模塊；所述行走電控手柄與第一手柄信號(hào)標(biāo)定模塊相連，第一手柄信號(hào)標(biāo)定 模塊與第一驅(qū)動(dòng)模塊相連；所述工作機(jī)構(gòu)控制器包括工作電控手柄、設(shè)置在PLC控制器中的第二手柄信號(hào)標(biāo)定模 塊和第二驅(qū)動(dòng)模塊；所述工作電控手柄與第二手柄信號(hào)標(biāo)定模塊相連，第二手柄信號(hào)標(biāo)定 模塊與第二驅(qū)動(dòng)模塊相連；所述聲光控制器為控制開關(guān)，所述控制開關(guān)與PLC控制器相連，用以控制燈光和喇叭；所述報(bào)警控制器為報(bào)警指示開關(guān)，所述報(bào)警指示開關(guān)與PLC控制器相連，用以控制聲 光報(bào)警裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金專用履帶式裝載機(jī)的整車控制系統(tǒng)，其特征在于所述 比例變量泵中設(shè)有比例變量磁鐵和與比例變量磁鐵通電連接的伺服閥，所述伺服閥與所述 液壓馬達(dá)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的冶金專用履帶式裝載機(jī)的整車控制系統(tǒng)，其特征在于所述 比例變量泵包括左比例變量泵和右比例變量泵；所述液壓馬達(dá)包括左液壓馬達(dá)和右液壓馬 達(dá)；所述終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪包括左終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪和右終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪；所述左比例變量泵 與左液壓馬達(dá)相連，左液壓馬達(dá)通過左終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪與所述裝載機(jī)的左側(cè)履帶相連；所 述右比例變量泵與右液壓馬達(dá)相連，右液壓馬達(dá)通過右終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪與所述裝載機(jī)的右 側(cè)履帶相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金專用履帶式裝載機(jī)的整車控制系統(tǒng)，其特征在于所述 終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪上設(shè)置有用以控制終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)速的輪邊減速機(jī)。
6.一種冶金專用履帶式裝載機(jī)的整車控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于所述整車控 制方法包括液壓傳動(dòng)及控制方法和電器控制方法；所述液壓傳動(dòng)及控制方法包括液壓閉式行走驅(qū)動(dòng)方法和負(fù)載敏感式變量開式工作液壓方法；所述液壓閉式行走驅(qū)動(dòng)方法為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能經(jīng)分動(dòng)箱后，其中一部分機(jī)械能 由比例變量泵轉(zhuǎn)化成液壓能，液壓能經(jīng)過管道傳輸?shù)揭簤厚R達(dá)，液壓馬達(dá)將液壓能轉(zhuǎn)化成 機(jī)械能，機(jī)械能經(jīng)輪邊減速機(jī)作用于終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪上，終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪帶動(dòng)履帶轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí) 現(xiàn)整機(jī)行駛；所述負(fù)載敏感式變量開式工作液壓方法為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能經(jīng)分動(dòng)箱后，其中另 一部分機(jī)械能由開式負(fù)載敏感變量泵轉(zhuǎn)化成液壓能，液壓能經(jīng)過管道和比例多路閥傳輸?shù)?動(dòng)臂油缸和鏟斗油缸，動(dòng)臂油缸和鏟斗油缸將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)升降 和鏟斗收放動(dòng)作；所述電器控制方法為發(fā)動(dòng)機(jī)控制器對(duì)從發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器收集到的信號(hào)進(jìn)行處理，然后 將處理后的信號(hào)數(shù)據(jù)打包傳送到CAN總線上；終端智能顯示器按照數(shù)據(jù)地址從CAN總線上 接收數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)進(jìn)行顯示；PLC控制器按照CAN總線上的數(shù)據(jù)地址接收數(shù)據(jù)，將不同的指 令轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并傳輸給相應(yīng)的控制器或執(zhí)行元件，以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)動(dòng)作的執(zhí)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的冶金專用履帶式裝載機(jī)的整車控制系統(tǒng)的控制方法，其特征 在于所述電器控制方法還包括遙控方法、行走驅(qū)動(dòng)控制方法、工作機(jī)構(gòu)控制方法、聲光控 制方法、報(bào)警控制方法；所述遙控方法為遙控發(fā)射器發(fā)出指令信號(hào)，遙控接收器接收指令信號(hào)，并將指令信號(hào) 傳送到CAN總線上；PLC控制器通過CAN總線接收所述指令信號(hào)，并將指令信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng) 信號(hào)傳輸給相應(yīng)的執(zhí)行器；所述行走驅(qū)動(dòng)控制方法為所述PLC控制器中設(shè)有第一手柄信號(hào)標(biāo)定模塊和第一驅(qū)動(dòng) 模塊；所述第一手柄信號(hào)標(biāo)定模塊采集行走電控手柄的信號(hào)，第一驅(qū)動(dòng)模塊將第一手柄信 號(hào)標(biāo)定模塊輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)而控制比例變量泵的電磁流量，實(shí)現(xiàn)對(duì)整車行走 的控制；所述工作機(jī)構(gòu)控制方法為所述PLC控制器中設(shè)有第二手柄信號(hào)標(biāo)定模塊和第二驅(qū)動(dòng) 模塊；所述第二手柄信號(hào)標(biāo)定模塊采集工作電控手柄的信號(hào)，第二驅(qū)動(dòng)模塊將第二手柄信 號(hào)標(biāo)定模塊輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)而控制比例多路閥的電磁流量，實(shí)現(xiàn)對(duì)整車的動(dòng) 臂和鏟斗動(dòng)作的控制；所述聲光控制方法為所述PLC控制器采集控制開關(guān)的狀態(tài)信號(hào)，并將控制開關(guān)的狀 態(tài)信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)信號(hào)，然后發(fā)送給聲光裝置，控制聲光裝置的啟動(dòng)和關(guān)閉；所述報(bào)警控制方法為所述PLC控制器采集報(bào)警指示開關(guān)的狀態(tài)信號(hào)，并將報(bào)警指示 開關(guān)的狀態(tài)信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警裝置發(fā)出警報(bào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的冶金專用履帶式裝載機(jī)的整車控制系統(tǒng)的控制方法，其特征 在于所述比例變量泵包括左比例變量泵和右比例變量泵；所述液壓馬達(dá)包括左液壓馬達(dá) 和右液壓馬達(dá)；所述輪邊減速機(jī)包括左輪邊減速機(jī)和右輪邊減速機(jī)；終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪包括 左終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪和右終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪；所述液壓閉式行走驅(qū)動(dòng)方法的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)過程為 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能經(jīng)分動(dòng)箱后，其中一部分機(jī)械能分成兩部分，第一部分機(jī)械能經(jīng)左比 例變量泵轉(zhuǎn)化成液壓能，然后經(jīng)過管道傳輸?shù)阶笠簤厚R達(dá)，左液壓馬達(dá)將液壓能轉(zhuǎn)化成第 一部分機(jī)械能，第一部分機(jī)械能作用于左終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪上，左終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪帶動(dòng)左側(cè) 履帶轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)整機(jī)的左側(cè)行駛；第二部分機(jī)械能經(jīng)右比例變量泵轉(zhuǎn)化成液壓能，然后經(jīng)過管道傳輸?shù)接乙簤厚R達(dá)，右液壓馬達(dá)將液壓能轉(zhuǎn)化成第二部分機(jī)械能，第二部分機(jī)械能作 用于右終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪上，右終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪帶動(dòng)右側(cè)履帶轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)整機(jī)的右側(cè)行駛。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種冶金專用履帶式裝載機(jī)的整車控制系統(tǒng)及其控制方法，該系統(tǒng)包括液壓傳動(dòng)及控制系統(tǒng)和電器控制系統(tǒng)；液壓傳動(dòng)及控制系統(tǒng)包括液壓閉式行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和負(fù)載敏感式變量開式工作液壓系統(tǒng)，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)與分動(dòng)箱相連，比例變量泵安裝在分動(dòng)箱的PTO取力口上，液壓馬達(dá)與比例變量泵相連，終傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪與液壓馬達(dá)相連；開式負(fù)載敏感變量泵安裝在分動(dòng)箱PTO取力口上，比例多路閥與開式負(fù)載敏感變量泵相連，動(dòng)臂油缸和鏟斗油缸分別與比例多路閥相連；電器控制系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制器和終端智能顯示器分別通過CAN總線與PLC控制器相連。本發(fā)明能夠大幅度優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系之間的功率匹配，極大地提高工作效率且安全可靠。
文檔編號(hào)E02F3/42GK102071711SQ201010574198
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者任中立, 成富根, 曲登偉, 柯友金, 耿會(huì)良 申請(qǐng)人:中冶寶鋼技術(shù)服務(wù)有限公司