超大型挖掘机的电控自动缓冲及锁止的扶梯控制方法、系统

技术领域

本发明涉及一种适用于超大型挖掘机的电控自动缓冲及锁止的扶梯控制方法、系统，属于挖掘机技术领域。

背景技术

目前，超大型挖掘机主要用于大型矿山，特点是其外形尺寸较大，普遍采用体积重量较大的金属扶梯，由于机械结构的惯性大冲击强，多次操作之后机械结构变形损坏。如果扶梯动作过程中没有警示并且禁止挖掘机的回转动作容易造成安全事故。

因此，亟需提出一种具有缓冲能力，操作更安全的扶梯控制方案。

发明内容

本发明意在提供一种超大型挖掘机的电控自动缓冲及锁止的扶梯控制方法，用以解决现有技术存在的不足。

本发明按以下技术方案实现：

本发明公开了超大型挖掘机的电控自动缓冲及锁止的扶梯控制系统，主要包括检测开关、输入开关和缓冲检测开关； 检测开关用于检测扶梯状态；当扶梯处在未锁止状态时，MCU禁止挖机进行回转动作；扶梯完全收起时，控制锁止电磁阀使扶梯自动锁止；输入开关通过控制电磁换向阀改变油缸压力油方向，实现对扶梯的展开与收起；扶梯在展开与收起到预定位置时，缓冲检测开关切断部分压力油回路，使得扶梯展开与收起动作变慢，降低动作速度从而缓冲机械结构的冲击力，起到保护机械结构的作用延长扶梯使用寿命。

作为本发明的优化方案：超大型挖掘机的电控自动缓冲及锁止的扶梯控制系统还包括警示部件，该警示部件通过输入开关控制，扶梯在进行展开与收起动作时，通过控制警示部件进行警示。

作为本发明的优化方案：超大型挖掘机的电控自动缓冲及锁止的扶梯控制系统还包括紧急停止开关，用于切断扶梯控制回路，在紧急情况下停止扶梯动作。

具体的方案：所述检测开关包括完全收起检测开关和锁止检测开关；锁止电磁阀负极与完全收起检测开关相连，扶梯完全收起时，完全收起检测开关接通，使锁止电磁阀负极接通；锁止电磁阀正极通过继电器Ⅲ的触点与系统电源正极相连，继电器Ⅲ的线圈与输入开关相连，输入开关断开使得继电器Ⅲ失电后，锁止电磁阀正极接通；先导泵通过锁止电磁阀与油缸相连，压力油从先导泵流至油缸，使油缸处于锁止状态。所述完全收起检测开关、锁止检测开关与MCU串联，用于提供扶梯锁止信号给MCU；关闭扶梯锁止操作杆，锁止检测开关被接接通，锁止检测回路被接通，MCU检测到扶梯锁止信号解锁挖掘机回转动作；打开扶梯锁止操作杆，锁止检测开关会切断锁止检测回路，MCU将禁止挖掘机进行回转动作。

具体的方案：所述输入开关包括收起开关和展开开关；所述缓冲检测开关包括收起缓冲检测开关和展开缓冲检测开关；先导切断开关与继电器Ⅰ的线圈相连，继电器Ⅰ的触点分别与继电器Ⅱ的线圈、电磁换向阀的电磁线圈Ⅰ相连；继电器Ⅱ的线圈又与输入开关相连，继电器Ⅱ的触点与泵单元相连，泵单元又与电磁换向阀、缓冲电磁阀相连；电磁换向阀的电磁线圈Ⅰ又与输入开关相连。继电器Ⅰ的触点还分别与电磁换向阀的电磁线圈Ⅱ、缓冲电磁阀正极相连；所述电磁换向阀的电磁线圈Ⅱ又通过收起缓冲检测开关与收起开关相连；所述缓冲电磁阀负极又通过展开缓冲检测开关与展开开关相连。

本发明还公开了超大型挖掘机的电控自动缓冲及锁止的扶梯控制方法，该扶梯控制方法如下：

通过检测开关检测扶梯状态，当扶梯处在未锁止状态时，MCU禁止挖机进行回转动作，扶梯完全收起时，控制锁止电磁阀使扶梯自动锁止；通过输入开关控制电磁换向阀改变油缸压力油方向实现扶梯的展开与收起；扶梯的展开与收起的动作执行到预定位置时，会触发相应的缓冲检测开关并切断部分压力油回路，使得扶梯展开与收起动作变慢。

具体的方案：检测开关采用完全收起检测开关和锁止检测开关；完全收起检测开关在扶梯完全收起时自动激活，如果此时输入开关处于关闭状态，锁止电磁阀将接通；先导泵提供压力油经过锁止电磁阀至油缸，为扶梯提供安全收起的压力，使扶梯处于锁止状态；锁止检测开关与完全收起检测开关串联在锁止检测回路中，都能够切断锁止检测信号，MCU未检测到锁止信号将禁止挖机进行回转操作。

具体的方案：输入开关采用收起开关和展开开关；缓冲检测开关采用收起缓冲检测开关和展开缓冲检测开关；展开开关控制声光报警器发出声光警示；展开开关控制电磁换向阀，并且串联展开缓冲检测开关控制缓冲电磁阀共同提供压力油给油缸小腔执行展开动作；收起开关控制声光报警器发出声光警示；收起开关控制泵单元，并且串联收起缓冲检测开关控制电磁换向阀共同提供压力油给油缸大腔执行收起动作。

具体的方案：扶梯展开到一半时展开缓冲检测开关自动关闭，缓冲电磁阀切断压力油回路，油缸小腔进油仅能通过电磁换向阀，流量减少，展开动作变慢起到缓冲作用；扶梯收起到一半时收起缓冲检测开关自动关闭使电磁换向阀处于中位截止状态，油缸大腔进油仅通过泵单元提供，流量减少，收起动作变慢起到缓冲作用。

本发明具有以下优点：

1、紧急停止开关可以切断扶梯控制回路从而紧急停止扶梯所有动作；

2、按下展开开关或收起开关时会激活声光报警器发出声光警示，避免事故发生；

3、扶梯完全收起并且收起开关或展开开关处于关闭状态时，完全收起检测开关会自动激活锁止电磁阀使扶梯处于锁止状态；

4、先导切断开关可以切断扶梯控制回路保证挖掘机动作时不能操作扶梯；

5、锁止检测开关与完全收起检测开关串联提供扶梯锁止信号给MCU，MCU未检测到锁止信号会禁止挖机回转动作以保证操作的安全性；

6、扶梯展开到一半时缓冲检测开关自动关闭，使得展开动作变慢起到缓冲作用；

7、扶梯收起到一半时缓冲检测开关自动关闭，使得收起动作变慢起到缓冲作用。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

在附图中：

图1是本发明的控制原理图。

附图标识：继电器Ⅰ1、继电器Ⅱ2、泵单元3、继电器Ⅲ4、收起开关5、展开开关6、紧急停止开关7、展开缓冲检测开关8、收起缓冲检测开关9、锁止检测开关10、完全收起检测开关11、声光报警器12、先导切断开关13、电磁换向阀14、电磁线圈Ⅰ15、电磁线圈Ⅱ16、锁止电磁阀17、缓冲电磁阀18、保持阀19、油缸20、先导泵21。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明给出了一种超大型挖掘机的电控自动缓冲及锁止的扶梯控制系统，主要包括检测开关、输入开关和缓冲检测开关； 检测开关用于检测扶梯状态；当扶梯处在未锁止状态时，MCU禁止挖机进行回转动作；扶梯完全收起时，控制锁止电磁阀17使扶梯自动锁止；输入开关通过控制电磁换向阀14改变油缸压力油方向，实现对扶梯的展开与收起；扶梯在展开与收起到预定位置时，缓冲检测开关切断部分压力油回路，使得扶梯展开与收起动作变慢，降低动作速度从而缓冲机械结构的冲击力，起到保护机械结构的作用延长扶梯使用寿命。

作为本发明的优化方案：继续参照图1所示，超大型挖掘机的电控自动缓冲及锁止的扶梯控制系统还包括声光报警器12与紧急停止开关7，在动作时发出声光警示并且可以在紧急情况下停止扶梯的动作，避免事故发生。

以下给出上述实施例关于检测开关的一优选实施例：

继续参照图1所示，检测开关包括完全收起检测开关11和锁止检测开关10；锁止电磁阀17负极与完全收起检测开关11相连，扶梯完全收起时，完全收起检测开关11接通，使锁止电磁阀17负极接通；锁止电磁阀17正极通过继电器Ⅲ4的触点与系统电源正极相连，继电器Ⅲ4的线圈与输入开关相连，输入开关断开使得继电器Ⅲ4失电后，锁止电磁阀17正极接通；先导泵21通过锁止电磁阀17、保持阀19与油缸20相连，压力油从先导泵21流至油缸20大腔，使油缸20处于锁止状态。

完全收起检测开关11、锁止检测开关10与MCU串联，用于提供扶梯锁止信号给MCU；关闭扶梯锁止操作杆，锁止检测开关10被接接通，锁止检测回路被接通，MCU检测到扶梯锁止信号解锁挖掘机回转动作；打开扶梯锁止操作杆，锁止检测开关10会切断锁止检测回路，MCU将禁止挖掘机进行回转动作。

以下给出上述实施例关于输入开关和缓冲检测开关的一优选实施例：

继续参照图1所示，输入开关包括收起开关5和展开开关6；缓冲检测开关包括收起缓冲检测开关9和展开缓冲检测开关8；先导切断开关13与继电器Ⅰ1的线圈相连，继电器Ⅰ1的触点一端与系统电源相连，另一端分别与继电器Ⅱ2的线圈、电磁换向阀14的电磁线圈15Ⅰ相连；继电器Ⅱ2的线圈又与收起开关5和展开开关6相连，收起开关5和展开开关6又分别与声光报警器12一端相连，声光报警器12另一端与系统电源相连；继电器Ⅱ2的触点一端与系统电源相连，继电器Ⅱ2的触点另一端与泵单元3相连，泵单元3又与电磁换向阀14、缓冲电磁阀18、锁止电磁阀17、保持阀19相连；电磁换向阀14的电磁线圈Ⅰ又与展开开关6相连。

继电器Ⅰ1的触点还分别与电磁换向阀14的电磁线圈Ⅱ16、缓冲电磁阀18的正极相连；电磁换向阀14的电磁线圈Ⅱ16又通过收起缓冲检测开关9与收起开关5相连；缓冲电磁阀18的负极又通过展开缓冲检测开关8与展开开关6相连。

需要说明的是，紧急停止开关7的一端接地，紧急停止开关7的另一端分别与收起开关5、展开开关6相连。

如图1所示，本发明给出了一种超大型挖掘机的电控自动缓冲及锁止的扶梯控制方法，该扶梯控制方法如下：

锁止检测信号由MCU发出经过完全收起检测开关11、锁止检测开关10回到MCU；当扶梯锁止操作杆被释放，锁止检测开关10被关闭。锁止检测信号回路被切断，MCU就会禁止回转动作。

当先导切断开关13处于关闭状态，此时挖机先导回路被切断，挖机不能动作，继电器Ⅰ1被激活。从系统电源到继电器Ⅱ2、电磁换向阀14和缓冲电磁阀18的正极回路被接通。

当按下展开开关6，继电器Ⅱ2、继电器Ⅲ4控制回路接通。锁止电磁阀17线圈失电，从先导泵21到油缸20大腔的压力油回路被切断，油缸20解锁。声光报警器12也被激活发出声光警示。

当继电器Ⅱ2激活时控制泵单元3开始工作。与此同时电磁线圈Ⅰ15被激活，电磁换向阀14将控制压力油通过节流阀与缓冲电磁阀18流入油缸20小腔。扶梯执行展开动作。当扶梯展开到一半，展开缓冲检测开关8打开，使缓冲电磁阀18负极回路接通。缓冲电磁阀18将切断液压油回路。从泵单元3到油缸20的压力油仅能通过电磁换向阀14和节流阀。扶梯展开动作变慢直至完全展开，起到缓冲保护的作用。

当先导切断开关13处于关闭状态，且扶梯处于展开状态时按下收起开关5，继电器Ⅱ2控制回路接通，泵单元3激活。声光报警器12也被激活发出声光警示。

与此同时电磁线圈Ⅱ16被激活，压力油从泵单元3经电磁换向阀14、节流阀到油缸20大腔。扶梯执行收起动作。

当扶梯收起到一半时，收起缓冲检测开关9被切断。电磁线圈Ⅰ16失电电磁换向阀14处于中位截止状态。压力油仅能通过节流阀至油缸20，收起动作变慢直至完全收起，起到收起时的缓冲作用。

当扶梯完全收起时，完全收起检测开关11接通，使锁止电磁阀17负极接通，收起开关5、展开开关6全部关闭后继电器Ⅱ4线圈失电，锁止电磁阀17正极接通，锁止电磁阀17被激活。压力油从先导泵21流至油缸20大腔为扶梯提供安全收起的压力，使油缸20处于锁止状态。此时关闭扶梯锁止操作杆，锁止检测开关10被激活，锁止检测回路接通，MCU检测到扶梯锁止信号解锁挖机回转动作。

在扶梯动作的过程中都可以通过按下紧急停止开关7来切断扶梯控制回路，在紧急情况下停止扶梯动作起到安全保护的作用。

以下给出本发明的超大型挖掘机的电控自动缓冲及锁止的扶梯控制系统的工作过程：

如图1所示，操作者关闭先导切断手柄，打开扶梯锁止操纵杆并按下展开开关6，表示操作者想展开扶梯。扶梯锁止操纵杆一旦打开，锁止检测开关10会切断锁止检测回路，MCU将禁止挖机进行回转动作，避免误动作造成安全事故和经济损失。展开开关6会激活声光报警器12发出声光警示提醒周围人员注意安全。且继电器Ⅲ4控制回路接通，锁止电磁阀17线圈失电，油缸20将会解锁。继电器Ⅱ2会被接通，泵单元3被激活为扶梯系统提供动力。电磁换向阀14与缓冲电磁阀18会同时给油缸20提供压力油执行展开动作。起初流量较大动作迅速，当动作执行一半会触发展开缓冲检测开关8动作，使通过缓冲电磁阀18的液压油被切断。流量减少展开动作速度变慢，起到缓冲的作用减少结构件受到的冲击延长扶梯使用寿命。当扶梯完全展开，操作者关闭展开开关6，泵单元3与声光报警器12停止工作整个展开过程执行完成。

当操作者经过扶梯进入机器，通过按下收起开关5可以收起扶梯。按下收起开关5会激活报警器12发出声光警示提醒周围人员注意安全，继电器Ⅱ2会被接通，泵单元3被激活为扶梯系统提供动力。一部分压力油经过电磁换向阀14，另一部分压力油通过节流阀由泵单元3直接提供给油缸20，扶梯执行收起动作。起初流量较大动作迅速，当动作执行一半会触发收起缓冲检测开关9动作。电磁换向阀14处于中位截止状态。压力油仅能通过节流阀至油缸20，收起动作变慢起到收起时的缓冲作用。当扶梯完全收起时会触发完全收起检测开关11动作。关闭开收起开关5后，锁止电磁阀17被激活，压力油从先导泵21流至油缸20为扶梯提供安全收起的压力使扶梯处于锁止状态。此时关闭扶梯锁止操作杆，锁止检测开关10被接接通，锁止检测回路被接通，MCU检测到扶梯锁止信号解锁挖机回转动作。

综上，本发明在控制过程中主要有以下优点：

1、紧急停止开关7可以切断扶梯控制回路从而紧急停止扶梯所有动作；

2、按下展开开关6或收起开关5时会激活声光报警器发出声光警示；

3、扶梯完全收起并且收起开关5或展开开关6处于关闭状态时，完全收起检测开关11会自动激活锁止电磁阀17使扶梯处于锁止状态；

4、先导切断开关可以切断扶梯控制回路保证挖机动作时不能操作扶梯；

5、锁止检测开关10与完全收起检测开关11串联提供扶梯锁止信号给MCU，MCU未检测到锁止信号会禁止挖机回转动作以保证操作的安全性；

6、扶梯展开到一半时缓冲检测开关8自动关闭，缓冲电磁阀18切断压力油回路，油缸小腔进油仅能通过电磁换向阀14，流量减少，展开动作变慢起到缓冲作用；

7、扶梯收起到一半时缓冲检测开关9自动关闭，使电磁换向阀14处于中位截止状态。油缸大腔进油仅通过泵单元3提供，流量减少，收起动作变慢起到缓冲作用。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包含的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合同样意味着处于本发明的保护范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的实施例中，本领域技术人员能够根据获知的技术方案和本申请所要解决的技术问题，以组合的方式来使用。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。