CN102051895B - 一种挖掘机行走控制的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种挖掘机行走控制的装置，该装置包括：角度判断装置，用于判断转台的回转角度所处的范围并输出判断结果；传感器，用于感测操作杆或踏板的状态；以及控制器，与所述角度判断装置和所述传感器连接，用于接收所述判断结果以及所述操作杆或踏板的状态，并根据所述回转角度所处的范围和所述操作杆或踏板的状态，控制挖掘机的驱动系统以驱动挖掘机前进或后退。本发明提供的挖掘机行走控制的装置能够使驾驶员控制操作杆或踏板前进、后退的动作和挖掘机相对于驾驶员的行走方向一致，提高了操作的舒适性。

Description

一种挖掘机行走控制的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种挖掘机行走控制的装置和方法。

背景技术

传统挖掘机的行走采用液压控制方式，即驾驶员通过操作杆或踏板控制液压阀，从而控制先导油路推动主阀芯动作，使得主油路的工作油压通往行走马达，驱动行走马达工作。由于这种控制方式为全液压控制，当驾驶员面向前方操作时，如果操作杆或踏板处于前进状态，则挖掘机向前行走；如果操作杆或踏板处于后退状态，则挖掘机向后行走。然而当挖掘机的转台回转至180°时，驾驶员面向后方工作，此时若操作杆或踏板处于前进状态，挖掘机相对于驾驶员来说向后行走；若操作杆或踏板处于后退状态，挖掘机相对于驾驶员来说向前行走，这样增加了驾驶员操作的难度。因此，设计一种更有利于驾驶员操作的挖掘机行走控制系统是十分必要的。

发明内容

为了便于驾驶员控制挖掘机行走，本发明提供了一种挖掘机行走控制的装置和方法。该装置和方法能够使挖掘机无论回转到什么位置，驾驶员控制操作杆或踏板前进、后退的动作与挖掘机相对于驾驶员的行走方向一致，提高了操作的舒适性和工作效率。

为了实现上述目的，本发明提供了一种挖掘机行走控制的装置，该装置包括：角度判断装置，用于判断转台的回转角度所处的范围并输出判断结果；传感器，用于感测操作杆或踏板的状态；以及控制器，与所述角度判断装置和所述传感器连接，用于接收所述判断结果以及所述操作杆或踏板的状态，并且当所述角度判断装置判断所述回转角度处于大于-90°且小于90°的范围中时，如果所述操作杆或踏板处于前进状态，则所述控制器控制挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机前进，如果所述操作杆或踏板处于后退状态，则所述控制器控制所述挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机后退；当所述角度判断装置判断所述回转角度处于大于等于90°且小于等于270°的范围中时，如果所述操作杆或踏板处于前进状态，则所述控制器控制所述挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机后退，如果所述操作杆或踏板处于后退状态，则所述控制器控制所述挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机前进。

本发明提供了一种挖掘机行走控制的方法，该方法包括：判断转台的回转角度所处的范围；感测操作杆或踏板的状态；以及根据所述回转角度所处的范围和所述操作杆或踏板的状态控制挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机前进或后退。当所述回转角度处于大于-90°且小于90°的范围中时，如果所述操作杆或踏板处于前进状态，则控制挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机前进，如果所述操作杆或踏板处于后退状态，则控制挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机后退；当所述回转角度处于大于等于90°且小于等于270°的范围中时，如果所述操作杆或踏板处于前进状态，则控制挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机后退，如果所述操作杆或踏板处于后退状态，则控制挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机前进。

其中，所述转台未旋转时驾驶员所面向的方向为所述挖掘机的初始方向，所述回转角度为所述转台相对于所述初始方向顺时针旋转的角度，所述挖掘机前进的方向与所述初始方向相同，所述挖掘机后退的方向与所述初始方向相反。

本发明所提供的挖掘机行走控制的装置和方法能够使驾驶员控制操作杆或踏板前进、后退的动作与挖掘机相对于驾驶员的行走方向一致，解决了回转大角度后行走操作与挖掘机相对于驾驶员的行走方向相反的问题，使得操作更加舒适和便利，此外，采用电控方式与液压控制相结合的方式比全液压控制相比节省了成本并提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明提供的挖掘机行走控制的装置的结构图；

图2为回转角度继电器的一种实施方式的结构图；以及

图3为本发明提供的挖掘机行走控制的方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

图1为本发明提供的挖掘机行走控制的装置的结构图。该挖掘机行走控制的装置包括：角度判断装置1，用于判断转台的回转角度所处的范围并输出判断结果；传感器2，用于感测操作杆或踏板的状态；以及控制器3，与所述角度判断装置1和所述传感器2连接，用于接收所述判断结果以及所述操作杆或踏板的状态，并且当所述角度判断装置1判断所述回转角度处于大于-90°且小于90°的范围中时，如果所述操作杆或踏板处于前进状态，则所述控制器3控制挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机前进，如果所述操作杆或踏板处于后退状态，则所述控制器3控制所述挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机后退；当所述角度判断装置1判断所述回转角度处于大于等于90°且小于等于270°的范围中时，如果所述操作杆或踏板处于前进状态，则所述控制器3控制所述挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机后退，如果所述操作杆或踏板处于后退状态，则所述控制器3控制所述挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机前进。

其中，所述转台未旋转时驾驶员所面向的方向为所述挖掘机的初始方向，所述回转角度为所述转台相对于所述初始方向顺时针旋转的角度，所述挖掘机前进的方向与所述初始方向相同，所述挖掘机后退的方向与所述初始方向相反。

传感器2可以是位置传感器，安装于操作杆或踏板内部，用于感测操作杆或踏板所处的状态是前进还是后退，并将操作杆或踏板所处的状态发送给控制器3。挖掘机的驱动系统可以是液压系统、电机系统等。

如图1所示，角度判断装置1、传感器2分别与控制器3通信地电连接，控制器3的两个输出端分别连接至挖掘机驱动系统中的后退控制电磁阀5和前进控制电磁阀6。控制器3根据角度判断装置1所判断的回转角度所处的范围和操作杆或踏板的状态来输出控制信号，以控制挖掘机驱动系统中的后退控制电磁阀5和前进控制电磁阀6开启或关闭，从而控制先导油路推动挖掘机驱动系统中的主阀4动作，最终驱动挖掘机前进或后退。

具体来说，当回转角度大于-90°且小于90°时，如果此时操作杆或踏板处于前进状态，则控制器3输出控制信号使得前进控制电磁阀6闭合，后退控制电磁阀5断开，先导油路7经电磁阀6推动主阀4向下移动，主油路8通过主阀4控制行走马达，从而驱动挖掘机前进；如果此时操作杆或踏板处于后退状态，则控制器3输出控制信号使得后退控制电磁阀5闭合，前进控制电磁阀6断开，先导油路7经电磁阀5推动主阀4向上移动，主油路8通过主阀4控制行走马达，从而驱动挖掘机后退。当回转角度大于等于90°且小于等于270°时，如果操作杆或踏板处于前进(后退)状态，则控制器3控制挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机后退(前进)，操作过程与上述过程相反，这里不再详细描述。

所述角度判断装置1可以为回转角度继电器，该回转角度继电器根据所述回转角度所处的范围导通或断开，所述控制器3根据所述回转角度继电器导通或断开，结合所述操作杆或踏板的状态，控制挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机前进或后退。当所述回转角度大于-90°且小于90°时，所述回转角度继电器断开，所述控制器3根据所述操作杆或踏板处于前进状态控制挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机前进，或根据所述操作杆或踏板处于后退状态控制挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机后退；当所述回转角度大于等于90°且小于等于270°时，所述回转角度继电器导通，所述控制器3根据所述操作杆或踏板处于前进状态控制挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机后退，或根据所述操作杆或踏板处于后退状态控制挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机前进。

回转角度继电器可以包括条形导电片和半圆环形导电片，所述条形导电片和所述半圆环形导电片中的一者连接到电源，另一者连接到所述控制器，并且所述条形导电片和所述半圆环形导电片中的一者安装在所述转台上随着所述转台转动，另一者安装在所述挖掘机的底架上，所述条形导电片的一端与所述转台的旋转中心点重合，所述半圆环形导电片的圆心与所述转台的旋转中心重合，当所述转台未旋转时，所述条形导电片的长度方向与所述挖掘机的初始方向平行，所述半圆环形导电片的两端所确定的直线与所述挖掘机的初始方向垂直，所述条形导电片的长度至少等于所述半圆环形导电片的半径。

图2为回转角度继电器的一种实施方式的结构图。如图2所示，回转角度继电器(也称为回转角度开关)包括条形导电片9和半圆环形导电片10。图2中所示出的位置关系为转台未旋转时两个导电片的相对位置。其中，条形导电片9安装于转台上，其一端位于转台的旋转中心点O处，另一端使得条形导电片9的长度方向与挖掘机的初始方向平行并在转台旋转时随着转台绕中心点O转动。以中心点O为圆心的半圆环形导电片10安装于挖掘机的底架上，半圆环形导电片10的两端所确定的直线与挖掘机的初始方向垂直，且半圆环形导电片10的弯曲方向与所述挖掘机的初始方向相反。条形导电片9和半圆环形导电片10中的一者接电源，另一者接控制器3的信号端。条形导电片9的长度至少等于半圆环形导电片10的半径。其中，条形导电片9和半圆环形导电片10可以由导电的金属片制成。如前所述，条形导电片9和半圆环形导电片10的位置可以根据需要互换。

其中，挖掘机的初始方向与履带11平行，当挖掘机工作时，转台相对底架进行回转。当回转角度大于-90°且小于90°时，条形导电片9和半圆环形导电片10处于断开状态，输出信号为低电平；当回转角度大于等于90°且小于等于270°时，条形导电片9和半圆环形导电片10处于导通状态，输出信号为高电平。控制器3根据回转角度继电器的输出信号来判断回转角度处于哪个范围内，从而进一步根据操作杆或踏板的状态信号来控制挖掘机的驱动系统以驱动挖掘机前进或后退。

所述角度判断装置1还可以包括角度检测装置和角度比较装置，所述角度检测装置用于检测所述回转角度的值，所述角度比较装置用于根据所述角度检测装置检测的所述回转角度的值，判断所述回转角度的值所处的范围，所述控制器3根据所述回转角度的值所处的范围以及所述操作杆或踏板的状态，控制所述挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机前进或后退。

其中，所述角度检测装置可以为电位器，电位器可以随着转台的转动改变电阻值，从而可以根据电阻值精确计算转台的回转角度。所述角度比较装置可以为比较器，比较器可以根据回转角度的大小判断所述回转角度的值所处的范围以输出高低电平信号给控制器3；控制器3可以根据高低电平信号得知回转角度所处的范围，并结合所述操作杆或踏板的状态，控制挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机前进或后退。

图3为本发明提供的挖掘机行走控制的方法的流程图。该方法包括：判断转台的回转角度所处的范围；感测操作杆或踏板的状态；以及根据所述回转角度所处的范围和所述操作杆或踏板的状态控制挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机前进或后退。当所述回转角度处于大于-90°且小于90°的范围中时，如果所述操作杆或踏板处于前进状态，则控制挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机前进，如果所述操作杆或踏板处于后退状态，则控制挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机后退；当所述回转角度处于大于等于90°且小于等于270°的范围中时，如果所述操作杆或踏板处于前进状态，则控制挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机后退，如果所述操作杆或踏板处于后退状态，则控制挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机前进。

本发明提供的挖掘机行走控制的装置和方法能够使挖掘机无论回转到什么位置，驾驶员控制操作杆或踏板前进、后退的动作与挖掘机相对于驾驶员的行走方向一致，这样便于驾驶员对挖掘机的行走进行控制，提高了操作的舒适性，此外，采用电控方式与液压控制相结合的方式比全液压控制相比节省了成本并提高了工作效率。

Claims (8)

1.一种挖掘机行走控制的装置，该装置包括：

角度判断装置，用于判断转台的回转角度所处的范围并输出判断结果；

传感器，用于感测操作杆或踏板的状态；以及

控制器，与所述角度判断装置和所述传感器连接，用于接收所述判断结果以及所述操作杆或踏板的状态，并且

当所述角度判断装置判断所述回转角度处于大于-90°且小于90°的范围中时，如果所述操作杆或踏板处于前进状态，则所述控制器控制挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机前进，如果所述操作杆或踏板处于后退状态，则所述控制器控制所述挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机后退；

当所述角度判断装置判断所述回转角度处于大于等于90°且小于等于270°的范围中时，如果所述操作杆或踏板处于前进状态，则所述控制器控制所述挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机后退，如果所述操作杆或踏板处于后退状态，则所述控制器控制所述挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机前进；

其中，所述转台未旋转时驾驶员所面向的方向为所述挖掘机的初始方向，所述回转角度为所述转台相对于所述初始方向顺时针旋转的角度，所述挖掘机前进的方向与所述初始方向相同，所述挖掘机后退的方向与所述初始方向相反。

2.根据权利要求1所述的挖掘机行走控制的装置，所述角度判断装置为回转角度继电器，该回转角度继电器根据所述回转角度所处的范围导通或断开，所述控制器根据所述回转角度继电器导通或断开，结合所述操作杆或踏板的状态，控制所述挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机前进或后退。

3.根据权利要求2所述的挖掘机行走控制的装置，其中，

当所述回转角度处于大于-90°且小于90°的范围中时，所述回转角度继电器断开，所述控制器根据所述操作杆或踏板处于前进状态控制所述挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机前进，或根据所述操作杆或踏板处于后退状态控制所述挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机后退；

当所述回转角度处于大于等于90°且小于等于270°的范围中时，所述回转角度继电器导通，所述控制器根据所述操作杆或踏板处于前进状态控制所述挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机后退，或根据所述操作杆或踏板处于后退状态控制所述挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机前进。

4.根据权利要求3所述的挖掘机行走控制的装置，其中，所述回转角度继电器包括条形导电片和半圆环形导电片，所述条形导电片和所述半圆环形导电片中的一者连接到电源，另一者连接到所述控制器，并且所述条形导电片和所述半圆环形导电片中的一者安装在所述转台上随着所述转台转动，另一者安装在所述挖掘机的底架上，所述条形导电片的一端与所述转台的旋转中心重合，所述半圆环形导电片的圆心与所述转台的旋转中心重合，当所述转台未旋转时，所述条形导电片的长度方向与所述挖掘机的初始方向平行，所述半圆环形导电片的两端所确定的直线与所述挖掘机的初始方向垂直，所述条形导电片的长度至少等于所述半圆环形导电片的半径。

5.根据权利要求1所述的挖掘机行走控制的装置，其中，所述角度判断装置包括角度检测装置和角度比较装置，所述角度检测装置用于检测所述回转角度的值，所述角度比较装置用于根据所述角度检测装置检测的所述回转角度的值，判断所述回转角度的值所处的范围，所述控制器根据所述回转角度的值所处的范围以及所述操作杆或踏板的状态，控制所述挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机前进或后退。

6.根据权利要求5所述的挖掘机行走控制的装置，其中，所述角度检测装置为电位器。

7.根据权利要求5所述的挖掘机行走控制的装置，其中，所述角度比较装置为比较器。

8.一种挖掘机行走控制的方法，该方法包括：

判断转台的回转角度所处的范围；

感测操作杆或踏板的状态；以及

根据所述回转角度所处的范围和所述操作杆或踏板的状态控制挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机前进或后退，

当所述回转角度处于大于-90°且小于90°的范围中时，如果所述操作杆或踏板处于前进状态，则控制所述挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机前进，如果所述操作杆或踏板处于后退状态，则控制所述挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机后退；

当所述回转角度处于大于等于90°且小于等于270°的范围中时，如果所述操作杆或踏板处于前进状态，则控制所述挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机后退，如果所述操作杆或踏板处于后退状态，则控制所述挖掘机的驱动系统以驱动所述挖掘机前进；

其中，所述转台未旋转时驾驶员所面向的方向为所述挖掘机的初始方向，所述回转角度为所述转台相对于所述初始方向顺时针旋转的角度，所述挖掘机前进的方向与所述初始方向相同，所述挖掘机后退的方向与所述初始方向相反。

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