專利名稱：工程機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)軌跡智能控制系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機(jī)械，特別是ー種工程機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)軌跡智能控制系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有工程機(jī)械如滑移裝載機(jī)或挖掘機(jī)，大多是通過操作者的觀察、感覺和經(jīng)驗(yàn)控制下執(zhí)行機(jī)構(gòu)如翻斗臂或挖掘臂進(jìn)行各個(gè)動(dòng)作，很難實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)軌跡。在狹小受限的工作場(chǎng)合，執(zhí)行機(jī)構(gòu)提升的高度超過限高，容易造成人員的傷害及設(shè)備的損壞等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題就是提供ー種工程機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)軌跡智能控制系統(tǒng)， 使工程機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡得到智能控制，使機(jī)器能高效精準(zhǔn)的工作，并保護(hù)設(shè)備和人員的安全。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案工程機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)軌跡智能控制系統(tǒng)，其特征在干包括設(shè)在工程機(jī)械本體上的操作總成、執(zhí)行總成和驅(qū)動(dòng)總成， 還包括信息處理總成，操作總成由操作者操控將動(dòng)作指令發(fā)送到信息處理總成，信息處理總成向驅(qū)動(dòng)總成發(fā)出動(dòng)作指令，驅(qū)動(dòng)總成執(zhí)行動(dòng)作指令驅(qū)動(dòng)執(zhí)行總成并由執(zhí)行總成完成動(dòng)作指令，所述信息處理總成包括CPU和設(shè)在執(zhí)行總成上的角度傳感器，操作總成上接有信號(hào)線連接到CPU和角度傳感器上，CPU上接有信號(hào)線連接到角度傳感器和驅(qū)動(dòng)總成。進(jìn)ー步的，所述操作總成包括用于設(shè)定輸入的用戶操作面板。進(jìn)ー步的，所述執(zhí)行總成包括轉(zhuǎn)接在工程機(jī)械本體上的執(zhí)行臂和轉(zhuǎn)接在執(zhí)行臂上的執(zhí)行終端。進(jìn)ー步的，所述驅(qū)動(dòng)總成為電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括設(shè)在工程機(jī)械本體與執(zhí)行臂之間使執(zhí)行臂相對(duì)工程機(jī)械本體轉(zhuǎn)動(dòng)的提升液壓缸和設(shè)在執(zhí)行臂與執(zhí)行終端之間使執(zhí)行終端相對(duì)執(zhí)行臂轉(zhuǎn)動(dòng)的翻轉(zhuǎn)液壓缸。進(jìn)ー步的，所述角度傳感器包括設(shè)在執(zhí)行臂與工程機(jī)械本體轉(zhuǎn)接處監(jiān)測(cè)執(zhí)行臂相對(duì)工程機(jī)械本體轉(zhuǎn)動(dòng)角度的執(zhí)行臂角度傳感器和設(shè)在執(zhí)行終端與執(zhí)行臂轉(zhuǎn)接處監(jiān)測(cè)執(zhí)行終端相對(duì)執(zhí)行臂轉(zhuǎn)動(dòng)角度的執(zhí)行終端角度傳感器。進(jìn)ー步的，所述執(zhí)行臂上設(shè)有鎖止器，鎖止器通過信號(hào)線與執(zhí)行臂角度傳感器連接，鎖止器接收?qǐng)?zhí)行臂角度傳感器的角度信號(hào)并在角度信號(hào)超出鎖止器的設(shè)定值后鎖止提升液壓缸并報(bào)警。鎖止器實(shí)現(xiàn)鎖止功能的結(jié)構(gòu)可以由電液系統(tǒng)控制，在角度信號(hào)超出鎖止器的設(shè)定值后，使提升液壓缸停止工作，避免執(zhí)行臂超出危險(xiǎn)高度。進(jìn)ー步的，所述工程機(jī)械為滑移裝載機(jī)，所述執(zhí)行臂為翻斗臂，所述執(zhí)行終端為裝載翻斗。本發(fā)明還提供了上述工程機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)軌跡智能控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于包括以下步驟1)操作者通過用戶操作面板設(shè)定輸入動(dòng)作指令；2)CPU的數(shù)據(jù)處理，同時(shí)顯示在用戶操作面板上供用戶查看和修改設(shè)定；幻CPU輸出動(dòng)作指令使提升液壓缸和翻轉(zhuǎn)液壓缸動(dòng)作，同時(shí)執(zhí)行臂角度傳感器將執(zhí)行臂相對(duì)工程機(jī)械本體轉(zhuǎn)動(dòng)的角度θ反饋回CPU，執(zhí)行終端角度傳感器將執(zhí)行終端相對(duì)執(zhí)行臂轉(zhuǎn)動(dòng)的角度γ反饋回CPU，再由CPU計(jì)算得出執(zhí)行終端的最高點(diǎn)離工程機(jī)械所在地面的高度H’，操作者操作工程機(jī)械使執(zhí)行終端的最高點(diǎn)離工程機(jī)械所在地面的高度H’不超過現(xiàn)場(chǎng)的限高H。采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)信息反饋能精準(zhǔn)地采集到工程機(jī)械的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)傳遞給CPU進(jìn)行分析處理，從而精確地控制工程機(jī)械上執(zhí)行終端的工作范圍，使其在操作者的設(shè)定值之內(nèi)，不超過現(xiàn)場(chǎng)的限高H。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步說明圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明控制原理的示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示本發(fā)明ー種實(shí)施例，工程機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)軌跡智能控制系統(tǒng)，包括設(shè)在工程機(jī)械本體1上的操作總成、執(zhí)行總成和驅(qū)動(dòng)總成，還包括信息處理總成，操作總成由操作者操控將動(dòng)作指令發(fā)送到信息處理總成，信息處理總成向驅(qū)動(dòng)總成發(fā)出動(dòng)作指令， 驅(qū)動(dòng)總成執(zhí)行動(dòng)作指令驅(qū)動(dòng)執(zhí)行總成并由執(zhí)行總成完成動(dòng)作指令，所述信息處理總成包括 CPU2和設(shè)在執(zhí)行總成上的角度傳感器，操作總成上接有信號(hào)線連接到CPU和角度傳感器上，CPU上接有信號(hào)線連接到角度傳感器和驅(qū)動(dòng)總成。所述操作總成包括用于設(shè)定輸入的用戶操作面板11。所述執(zhí)行總成包括轉(zhuǎn)接在工程機(jī)械本體上的執(zhí)行臂31和轉(zhuǎn)接在執(zhí)行臂上的執(zhí)行終端32。所述驅(qū)動(dòng)總成為電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)4，電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括設(shè)在工程機(jī)械本體與執(zhí)行臂之間使執(zhí)行臂相對(duì)工程機(jī)械本體轉(zhuǎn)動(dòng)的提升液壓缸41和設(shè)在執(zhí)行臂與執(zhí)行終端之間使執(zhí)行終端相對(duì)執(zhí)行臂轉(zhuǎn)動(dòng)的翻轉(zhuǎn)液壓缸42。所述角度傳感器包括設(shè)在執(zhí)行臂與工程機(jī)械本體轉(zhuǎn)接處監(jiān)測(cè)執(zhí)行臂相對(duì)工程機(jī)械本體轉(zhuǎn)動(dòng)角度的執(zhí)行臂角度傳感器51和設(shè)在執(zhí)行終端與執(zhí)行臂轉(zhuǎn)接處監(jiān)測(cè)執(zhí)行終端相對(duì)執(zhí)行臂轉(zhuǎn)動(dòng)角度的執(zhí)行終端角度傳感器52。另外，所述執(zhí)行臂上設(shè)有鎖止器，鎖止器通過信號(hào)線與執(zhí)行臂角度傳感器連接，鎖止器接收?qǐng)?zhí)行臂角度傳感器的角度信號(hào)并在角度信號(hào)超出鎖止器的設(shè)定值后鎖止提升液壓缸并報(bào)警。鎖止器實(shí)現(xiàn)鎖止功能的結(jié)構(gòu)可以由電液系統(tǒng)控制，在角度信號(hào)超出鎖止器的設(shè)定值后，使提升液壓缸停止工作，避免執(zhí)行臂超出危險(xiǎn)高/又。在本實(shí)施例中，所述工程機(jī)械以滑移裝載機(jī)為例，所述執(zhí)行臂為翻斗臂，所述執(zhí)行終端為裝載翻斗。本發(fā)明同時(shí)也適用于挖掘機(jī)這些有執(zhí)行臂和執(zhí)行終端的工程機(jī)械。另外，如圖2所示，本發(fā)明還是提供了上述工程機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)軌跡智能控制系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟1)操作者通過用戶操作面板設(shè)定輸入動(dòng)作指令；2)CPU的數(shù)據(jù)處理，同時(shí)顯示在用戶操作面板上供用戶查看和修改設(shè)定；:3)CPU輸出動(dòng)作指令使提升液壓缸和翻轉(zhuǎn)液壓缸動(dòng)作，同時(shí)執(zhí)行臂角度傳感器將執(zhí)行臂相對(duì)工程機(jī)械本體轉(zhuǎn)動(dòng)的角度0反饋回CPU，執(zhí)行終端角度傳感器將執(zhí)行終端相對(duì)執(zhí)行臂轉(zhuǎn)動(dòng)的角度γ反饋回CPU，再由CPU計(jì)算得出執(zhí)行終端的最高點(diǎn)離工程機(jī)械所在地面的高度H’，操作者操作工程機(jī)械使執(zhí)行終端的最高點(diǎn)離工程機(jī)械所在地面的高度H’不超過現(xiàn)場(chǎng)的限高H。在本發(fā)明中，執(zhí)行臂角度傳感器離工程機(jī)械所在地面的高度hi是固定的，執(zhí)行臂角度傳感器與執(zhí)行終端角度傳感器之間的直線距離Ll也是固定的，還有就是執(zhí)行終端角度傳感器與執(zhí)行終端最前端之間的距離L2也是固定的，因此就可以得到基于hi、Ll和L2 固定值的計(jì)算函數(shù)H’ =F(9, γ)，這是比較容易的建模計(jì)算，CPU根據(jù)變量θ和γ計(jì)算得出H’，在此就不贅述。除上述優(yōu)選實(shí)施例外，本發(fā)明還有其他的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明作出各種改變和變形，只要不脫離本發(fā)明的精神，均應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求所定義的范圍。
權(quán)利要求
1.工程機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)軌跡智能控制系統(tǒng)，其特征在于包括設(shè)在工程機(jī)械本體 (1)上的操作總成、執(zhí)行總成和驅(qū)動(dòng)總成，還包括信息處理總成，操作總成由操作者操控將動(dòng)作指令發(fā)送到信息處理總成，信息處理總成向驅(qū)動(dòng)總成發(fā)出動(dòng)作指令，驅(qū)動(dòng)總成執(zhí)行動(dòng)作指令驅(qū)動(dòng)執(zhí)行總成并由執(zhí)行總成完成動(dòng)作指令，所述信息處理總成包括CPU (2)和設(shè)在執(zhí)行總成上的角度傳感器，操作總成上接有信號(hào)線連接到CPU和角度傳感器上，CPU上接有信號(hào)線連接到角度傳感器和驅(qū)動(dòng)總成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工程機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)軌跡智能控制系統(tǒng)，其特征在于所述操作總成包括用于設(shè)定輸入的用戶操作面板(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工程機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)軌跡智能控制系統(tǒng)，其特征在于 所述執(zhí)行總成包括轉(zhuǎn)接在工程機(jī)械本體上的執(zhí)行臂(31)和轉(zhuǎn)接在執(zhí)行臂上的執(zhí)行終端 (32)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的工程機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)軌跡智能控制系統(tǒng)，其特征在于 所述驅(qū)動(dòng)總成為電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)G)，電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括設(shè)在工程機(jī)械本體與執(zhí)行臂之間使執(zhí)行臂相對(duì)工程機(jī)械本體轉(zhuǎn)動(dòng)的提升液壓缸Gl)和設(shè)在執(zhí)行臂與執(zhí)行終端之間使執(zhí)行終端相對(duì)執(zhí)行臂轉(zhuǎn)動(dòng)的翻轉(zhuǎn)液壓缸G2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的工程機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)軌跡智能控制系統(tǒng)，其特征在于 所述角度傳感器包括設(shè)在執(zhí)行臂與工程機(jī)械本體轉(zhuǎn)接處監(jiān)測(cè)執(zhí)行臂相對(duì)工程機(jī)械本體轉(zhuǎn)動(dòng)角度的執(zhí)行臂角度傳感器(51)和設(shè)在執(zhí)行終端與執(zhí)行臂轉(zhuǎn)接處監(jiān)測(cè)執(zhí)行終端相對(duì)執(zhí)行臂轉(zhuǎn)動(dòng)角度的執(zhí)行終端角度傳感器(52)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工程機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)軌跡智能控制系統(tǒng)，其特征在于所述執(zhí)行臂上設(shè)有鎖止器，鎖止器通過信號(hào)線與執(zhí)行臂角度傳感器連接，鎖止器接收?qǐng)?zhí)行臂角度傳感器的角度信號(hào)并在角度信號(hào)超出鎖止器的設(shè)定值后鎖止提升液壓缸并報(bào)警。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的工程機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)軌跡智能控制系統(tǒng)，其特征在于所述工程機(jī)械為滑移裝載機(jī)，所述執(zhí)行臂為翻斗臂，所述執(zhí)行終端為裝載翻斗。
8.如權(quán)利要求1-7任一所述的工程機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)軌跡智能控制系統(tǒng)的控制方法， 其特征在于包括以下步驟1)操作者通過用戶操作面板設(shè)定輸入動(dòng)作指令；2)CPU的數(shù)據(jù)處理，同時(shí)顯示在用戶操作面板上供用戶查看和修改設(shè)定；幻CPU輸出動(dòng)作指令使提升液壓缸和翻轉(zhuǎn)液壓缸動(dòng)作，同時(shí)執(zhí)行臂角度傳感器將執(zhí)行臂相對(duì)工程機(jī)械本體轉(zhuǎn)動(dòng)的角度θ 反饋回CPU，執(zhí)行終端角度傳感器將執(zhí)行終端相對(duì)執(zhí)行臂轉(zhuǎn)動(dòng)的角度γ反饋回CPU，再由 CPU計(jì)算得出執(zhí)行終端的最高點(diǎn)離工程機(jī)械所在地面的高度H’，操作者操作工程機(jī)械使執(zhí)行終端的最高點(diǎn)離工程機(jī)械所在地面的高度H’不超過現(xiàn)場(chǎng)的限高H。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種工程機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)軌跡智能控制系統(tǒng)，包括設(shè)在工程機(jī)械本體上的操作總成、執(zhí)行總成和驅(qū)動(dòng)總成，還包括信息處理總成，操作總成由操作者操控將動(dòng)作指令發(fā)送到信息處理總成，信息處理總成向驅(qū)動(dòng)總成發(fā)出動(dòng)作指令，驅(qū)動(dòng)總成執(zhí)行動(dòng)作指令驅(qū)動(dòng)執(zhí)行總成并由執(zhí)行總成完成動(dòng)作指令，所述信息處理總成包括CPU和設(shè)在執(zhí)行總成上的角度傳感器。另外還提供了上述工程機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)軌跡智能控制系統(tǒng)的控制方法。本發(fā)明采用角度傳感器信息反饋能精準(zhǔn)地采集到工程機(jī)械的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)傳遞給CPU進(jìn)行分析處理，從而精確地控制工程機(jī)械上執(zhí)行終端的工作范圍，使其在操作者的設(shè)定值之內(nèi)，不超過現(xiàn)場(chǎng)的限高H。
文檔編號(hào)E02F3/28GK102535569SQ20121001145
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月14日
發(fā)明者蔣光明 申請(qǐng)人:浙江濠泰機(jī)械有限公司