一种液压挖掘机重载挖掘防翘头的控制方法及系统

技术领域

本发明涉及一种液压挖掘机重载挖掘防翘头的控制方法及系统，属于工程机械挖掘机技术领域。

背景技术

液压挖掘机在使用过程中，存在动臂平整土地时把车撑起来的情况，这个过程中极易造成履带前段翘起，造成危险，根据目前用户需求趋于多样性，市场需要防顶起功能，现有技术存在一种防顶起技术，通过在硬件上做更改，大臂端口溢流阀可以二次调节，在平地时，降低动臂的端口溢流阀压力，防止动臂平整土地时把车撑起来，该技术的缺点是硬件成本增加。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种液压挖掘机重载挖掘防翘头的控制方法及系统，基于现有量产全电控机型已有的配置，在不额外增加成本的基础上，通过控制系统实现判断执行等步骤，实现防顶起功能。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种液压挖掘机重载挖掘防翘头的控制方法，包括：

采集整车位移Y向角加速度，利用Y向角加速度计算Y向变化角度；

将所述Y向变化角度与设定允许顶起角度进行对比，若Y向变化角度大于设定允许顶起角度时，进入防顶起模式；

进入防顶起模式后，对动臂上升电磁阀实行控制，实现挖机履带回落。

进一步的，还包括：获取动臂小腔压力值，根据预先设定的防顶起功能开启百分比设定动臂小腔压力判断值，当动臂小腔压力值高于动臂小腔压力判断值时，进入防顶起模式。

进一步的，在采集整车位移Y向角加速度或者获取动臂小腔压力值之前，获取手柄信号，根据手柄信号判断是否有斗杆内收或铲斗内收动作，如果有，再进行采集整车位移Y向角加速度或者获取动臂小腔压力值动作。

进一步的，所述Y向变化角度的计算公式如下：

Angle_calc:＝ASIN(LIMIT(-1,Acc_read/10920,1))*180/π

其中，Angle_calc为Y向变化角度，Acc_read为Y向角加速度。

进一步的，所述对动臂上升电磁阀实行控制，实现挖机履带回落，包括：

给定动臂上升设定电磁阀电流Boomup_set,Boomup_set加载过程为在初始值Boomup_initial基础上斜坡加载至Boomup_set；加载前，对Boom_set和加载斜率进行调试；同时若此时有动臂下降动作，将动臂下降电磁阀电流置为0，将动臂上升和下降电磁阀电流通过控制器输出至电磁阀控制动臂上升，实现挖机履带回落。

第二方面，本发明提供一种液压挖掘机重载挖掘防翘头的控制系统，包括：

陀螺仪，用于采集整车位移Y向角加速度；

整机控制器，用于利用Y向角加速度计算Y向变化角度；将所述Y向变化角度与设定允许顶起角度进行对比，若Y向变化角度大于设定允许顶起角度时，进入防顶起模式；对动臂上升电磁阀实行控制，实现挖机履带回落。

进一步的，还包括：动臂小腔压力采集单元，用于获取动臂小腔压力值，发送至整机控制器，使得整机控制器根据预先设定的防顶起功能开启百分比设定动臂小腔压力判断值，当动臂小腔压力值高于动臂小腔压力判断值时，进入防顶起模式。

进一步的，还包括：手柄信号采集单元，用于获取手柄信号，根据手柄信号判断是否有斗杆内收或铲斗内收动作，如果有，再进行采集整车位移Y向角加速度或者获取动臂小腔压力值动作。

进一步的，还包括：仪表，所述仪表用于选择是否开启防顶起功能，以及选择防顶起功能开启百分比。

进一步的，还包括：防顶起模块，所述防顶起模块用于给定动臂上升设定电磁阀电流Boomup_set,Boomup_set加载过程为在初始值Boomup_initial基础上斜坡加载至Boomup_set；加载前，对Boom_set和加载斜率进行调试；同时若此时有动臂下降动作，将动臂下降电磁阀电流置为0，将动臂上升和下降电磁阀电流通过控制器输出至电磁阀控制动臂上升，实现挖机履带回落。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

本发明提供一种液压挖掘机重载挖掘防翘头的控制方法及系统，通过整车配备的动臂小腔压力传感器，控制器内置陀螺仪，基于动臂压力及整车垂直方向倾斜角度，衡量车辆状态，介入控制，在不额外增加成本的基础上，实现防顶起功能，实用价值更高。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种液压挖掘机重载挖掘防翘头的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

本实施例介绍一种液压挖掘机重载挖掘防翘头的控制方法，包括：

采集整车位移Y向角加速度，利用Y向角加速度计算Y向变化角度；

将所述Y向变化角度与设定允许顶起角度进行对比，若Y向变化角度大于设定允许顶起角度时，进入防顶起模式；

进入防顶起模式后，对动臂上升电磁阀实行控制，实现挖机履带回落。

还包括：获取动臂小腔压力值，根据预先设定的防顶起功能开启百分比设定动臂小腔压力判断值，当动臂小腔压力值高于动臂小腔压力判断值时，进入防顶起模式。

在采集整车位移Y向角加速度或者获取动臂小腔压力值之前，获取手柄信号，根据手柄信号判断是否有斗杆内收或铲斗内收动作，如果有，再进行采集整车位移Y向角加速度或者获取动臂小腔压力值动作。

所述Y向变化角度的计算公式如下：

Angle_calc:＝ASIN(LIMIT(-1,Acc_read/10920,1))*180/π

其中，Angle_calc为Y向变化角度，Acc_read为Y向角加速度。

所述对动臂上升电磁阀实行控制，实现挖机履带回落，包括：

给定动臂上升设定电磁阀电流Boomup_set,Boomup_set加载过程为在初始值Boomup_initial基础上斜坡加载至Boomup_set；加载前，对Boom_set和加载斜率进行调试；同时若此时有动臂下降动作，将动臂下降电磁阀电流置为0，将动臂上升和下降电磁阀电流通过控制器输出至电磁阀控制动臂上升，实现挖机履带回落。

如图1所示，本实施例提供的液压挖掘机重载挖掘防翘头的控制方法，其应用过程具体涉及如下步骤：

1.仪表选择防顶起功能，正常撑车动作时应关闭(S10)；

2.仪表选择防顶起功能开启百分比Smooth_percent(关系到挖掘力)(S20)；

3.通过手柄信号输入，判断是否有斗杆内收或铲斗内收动作，有则介入防顶起(S30)；

4.Y向角加速度Acc_read，控制器内部底层函数读取，利用Y向角加速度计算Y向变化角度Angle_calc:＝ASIN(LIMIT(-1,Acc_read/10920,1))*180/π；(S40)；

5.设定允许顶起角度High_angle,允许偏差角度Low_angle.定义防顶起功能启用条件Antitopping_enable,当Angle_calc大于High_angle后并不低于Low_angle时，Antitopping_enable为真，其余情况为假(S50)；

6.动臂小腔压力Boompress，根据Smooth_percent设定动臂小腔压力判断值High_press,当Boompress高于High_press时，挖掘力判定条件Digging_permit为真，否则为假(S60)；

7.当上述条件满足，给定动臂上升设定电磁阀电流Boomup_set,Boomup_set加载过程为在初始值Boomup_initial基础上斜坡加载至Boomup_set,为保证实现过程平顺，需要对Boom_set和加载斜率进行调试；同时若此时有动臂下降动作，将动臂下降电磁阀电流置为0，将动臂上升和下降电磁阀电流通过控制器输出至电磁阀(S70)。

8.当Antitopping_enable为假或Digging_permit为假后退出，恢复正常控制模式。

本技术机型平台为全电控挖掘机，目前在XE200GH实现验证。先决条件为动臂上升下降阀芯均为电控，整车配备动臂小腔压力传感器，控制器内置陀螺仪，基于动臂压力及整车垂直方向倾斜角度，衡量车辆状态，介入控制。在不增加成本的前提下，满足客户防顶起要求。

实施例2

本实施例提供一种液压挖掘机重载挖掘防翘头的控制系统，包括：

陀螺仪，用于采集整车位移Y向角加速度；

整机控制器，用于利用Y向角加速度计算Y向变化角度；将所述Y向变化角度与设定允许顶起角度进行对比，若Y向变化角度大于设定允许顶起角度时，进入防顶起模式；对动臂上升电磁阀实行控制，实现挖机履带回落。

在进一步实施例中，还包括：动臂小腔压力采集单元，用于获取动臂小腔压力值，发送至整机控制器，使得整机控制器根据预先设定的防顶起功能开启百分比设定动臂小腔压力判断值，当动臂小腔压力值高于动臂小腔压力判断值时，进入防顶起模式。

在进一步实施例中，还包括：手柄信号采集单元，用于获取手柄信号，根据手柄信号判断是否有斗杆内收或铲斗内收动作，如果有，再进行采集整车位移Y向角加速度或者获取动臂小腔压力值动作。

在进一步实施例中，还包括：仪表，所述仪表用于选择是否开启防顶起功能，以及选择防顶起功能开启百分比。

在进一步实施例中，还包括：防顶起模块，所述防顶起模块用于给定动臂上升设定电磁阀电流Boomup_set,Boomup_set加载过程为在初始值Boomup_initial基础上斜坡加载至Boomup_set；加载前，对Boom_set和加载斜率进行调试；同时若此时有动臂下降动作，将动臂下降电磁阀电流置为0，将动臂上升和下降电磁阀电流通过控制器输出至电磁阀控制动臂上升，实现挖机履带回落。

下面结合一个优选实施例，对上述实施例中涉及到的内容进行说明。

1.仪表选择防顶起功能，正常撑车动作时应关闭(S10)；

2.仪表选择防顶起功能开启百分比Smooth_percent(关系到挖掘力)(S20)；

3.通过手柄信号输入，判断是否有斗杆内收或铲斗内收动作，有则介入防顶起(S30)；

4.Y向角加速度Acc_read，控制器内部底层函数读取，利用Y向角加速度计算Y向变化角度Angle_calc:＝ASIN(LIMIT(-1,Acc_read/10920,1))*180/π；(S40)；

5.设定允许顶起角度High_angle,允许偏差角度Low_angle.定义防顶起功能启用条件Antitopping_enable,当Angle_calc大于High_angle后并不低于Low_angle时，Antitopping_enable为真，其余情况为假(S50)；

6.动臂小腔压力Boompress，根据Smooth_percent设定动臂小腔压力判断值High_press,当Boompress高于High_press时，挖掘力判定条件Digging_permit为真，否则为假(S60)；

7.当上述条件满足，给定动臂上升设定电磁阀电流Boomup_set,Boomup_set加载过程为在初始值Boomup_initial基础上斜坡加载至Boomup_set,为保证实现过程平顺，需要对Boom_set和加载斜率进行调试；同时若此时有动臂下降动作，将动臂下降电磁阀电流置为0，将动臂上升和下降电磁阀电流通过控制器输出至电磁阀(S70)。

8.当Antitopping_enable为假或Digging_permit为假后退出，恢复正常控制模式。

本实施例中，仪表上可设定防顶起功能是否开启以及开启等级；控制器根据陀螺仪信息计算顶起角度，动臂小腔压力传感器采集动臂小腔压力；在满足设定条件情况下对动臂上升电磁阀实行控制，实现挖机履带回落，相对于现有技术实用价值更高。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。