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装载机属具平移举升控制方法、装置、设备及存储介质

文献发布时间:2024-04-18 20:01:23


装载机属具平移举升控制方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及装载机辅助控制的技术领域,尤其涉及装载机属具平移举升控制方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

装载机是一款重要的工程机械装备,广泛应用于基础设施建设、矿山开采、木材搬运等领域,具有良好的工况适应性。通过在装载机的动臂前端安装铲斗、平叉或其他属具,以实现物料的铲装、叉装或其他作业。

当装载机的属具为平叉时,对于工作装置为反转六连杆机构的装载机,操作动臂在举升的过程中,如果不操作铲斗联手柄调节属具角度,属具会发生翻转,无法维持与地面的相对角度保持不变。目前,传统的操作方式是,在动臂升降过程中通过人工操作控制手柄调节属具的角度,以保持属具与地面的角度保持相对不变,由于属具角度的控制是人工操作,导致属具角度的调节操作难度大,动臂升降速度较慢,严重制约了装载机的作业效率,因此,我们迫切需要一种能够智能辅助装载机属具平移举升的方案。

发明内容

本发明提供了装载机属具平移举升控制方法、装置、设备及存储介质,解决了装载机动臂升降时属具不能自动保持平移的问题。

为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:

第一方面,本发明提供一种装载机属具平移举升控制方法,该方法包括:

获取摇臂转动角度与动臂转动角度的角度转换对应关系;所述动臂转动角度和所述摇臂转动角度分别为动臂动作前后动臂夹角的差值和摇臂夹角的差值,所述动臂夹角为动臂与前车架之间的夹角,所述摇臂夹角为摇臂相对于动臂的夹角;

根据所述角度转换对应关系,获取的所述动臂动作前动臂夹角的第一初始检测值和动作后动臂夹角的当前检测值,以及获取的所述动臂动作前摇臂夹角的第二初始检测值,确定令属具相对于所述前车架的第一目标角度保持不变时,所述摇臂的目标转动角度;所述第一目标角度为所述动臂动作前所述属具的初始角度,或预设角度;

根据所述第二初始检测值、所述目标转动角度以及所述摇臂实际转动所述目标转动角度后的摇臂角度测量值确定偏差量,并根据所述偏差量对所述目标转动角度进行修正,得到修正后目标转动角度;

在动臂举升的过程中,控制摇臂的转动角度趋近或等于所述修正后目标转动角度。

在一种可能的实现方式中,所述根据所述第二初始检测值、所述目标转动角度以及所述摇臂实际转动所述目标转动角度后的摇臂角度测量值确定偏差量,并根据所述偏差量对所述目标转动角度进行修正,得到修正后目标转动角度,具体包括:

根据所述第二初始检测值和所述目标转动角度,确定所述摇臂的目标摇臂夹角;

根据摇臂实际转动所述目标转动角度后的摇臂角度测量值与所述目标摇臂夹角的差值,确定偏差量;

根据所述摇臂角度测量值与所述目标摇臂夹角的大小,对所述目标转动角度加上或减去所述偏差量进行角度修正,得到修正后目标转动角度。

在一种可能的实现方式中,所述根据所述摇臂角度测量值与所述目标摇臂夹角的大小,对所述目标转动角度加上或减去所述偏差量进行角度修正,得到修正后目标转动角度,具体为:

在所述目标摇臂夹角大于所述摇臂角度测量值时,对所述目标转动角度减去所述偏差量,得到修正后目标转动角度;

在所述目标摇臂夹角小于所述摇臂角度测量值时,对所述目标转动角度加上所述偏差量,得到修正后目标转动角度。

在一种可能的实现方式中,在控制所述转斗联主阀工作以使所述摇臂的转动角度趋近或等于所述修正后目标转动角度之前,所述装载机属具平移举升控制方法还包括:

获取所述动臂控制信号与动臂联主阀的动作电流的第一对应关系,以及所述动臂联主阀的动作电流与所述转斗联主阀的动作电流的第二对应关系;所述动臂控制信号为所述动臂操作手柄的摆动角度,所述动臂联主阀用于控制所述动臂动作,以实现所述动臂的举升或下降,所述转斗联主阀用于控制所述摇臂动作,以实现所述属具沿收斗方向或放斗方向的转动;

通过控制器根据获取的动臂控制信号和所述第一对应关系,控制所述动臂联主阀工作;根据所述动臂控制信号、所述第一对应关系和所述第二对应关系控制所述转斗联主阀工作。

在一种可能的实现方式中,在控制所述转斗联主阀工作以使所述摇臂的转动角度趋近或等于所述修正后目标转动角度之前,所述装载机属具平移举升控制方法还包括:

获取目标装载机的油门踏板踩踏深度,所述油门踏板踩踏深度与液压泵的转速的第三对应关系,以及当前时刻的动臂高度;所述液压泵用于为所述属具和所述动臂提供液压油;

所述控制器还用于在所述动臂高度小于预设动臂高度值时,根据所述第三对应关系控制所述液压泵的转速随所述油门踏板踩踏深度变化;在所述动臂高度大于或等于预设动臂高度值时,控制所述液压泵的转速不随所述油门踏板踩踏深度变化。

在一种可能的实现方式中,所述控制器内设置有动臂自动提升上限位点和动臂自动提升下限位点,所述动臂控制信号包括动臂自动提升信号和动臂自动下降信号;

在接收到使能开关的触发信号后,控制所述装载机属具平移举升控制系统进入使能状态;

在所述使能状态,当所述控制器接收到所述动臂自动提升信号后,控制所述动臂联主阀工作以使所述动臂自动提升至所述动臂自动提升上限位点,并自动控制所述转斗联主阀工作,以使所述摇臂的转动角度趋近或等于所述修正后目标转动角度;

当所述控制器接收到所述动臂自动下降信号后,控制所述动臂联主阀工作以使所述动臂自动下降至所述动臂自动提升下限位点,并自动控制所述转斗联主阀工作,以使所述摇臂的转动角度趋近或等于所述修正后目标转动角度。

在一种可能的实现方式中,在所述控制所述转斗联主阀工作以使所述摇臂的转动角度趋近或等于所述修正后目标转动角度之前,所述装载机属具平移举升控制方法还包括:

获取不同的动臂高度下装载机叉装货物的重量、动臂油缸大腔压力值以及装载机允许的最大行驶速度之间的第四对应关系;

根据当前时刻目标装载机的动臂高度、叉装货物的重量,基于第四对应关系确定当前时刻所述目标装载机允许的最大行驶速度。

第二方面,本发明提供装载机属具平移举升控制装置,该装置包括:

数据获取单元,获取摇臂转动角度与动臂转动角度的角度转换对应关系;所述动臂转动角度和所述摇臂转动角度分别为动臂动作前后动臂夹角的差值和摇臂夹角的差值,所述动臂夹角为动臂与前车架之间的夹角,所述摇臂夹角为摇臂相对于动臂的夹角;

摇臂目标角度计算单元,用于根据所述角度转换对应关系,获取的所述动臂动作前动臂夹角的第一初始检测值和动作后动臂夹角的当前检测值,以及获取的所述动臂动作前摇臂夹角的第二初始检测值,确定令属具相对于所述前车架的第一目标角度保持不变时,所述摇臂的目标转动角度;所述第一目标角度为所述动臂动作前所述属具的初始角度,或预设角度;

摇臂目标角度修正单元,用于根据所述第二初始检测值、所述目标转动角度以及所述摇臂实际转动所述目标转动角度后的摇臂角度测量值确定偏差量,并根据所述偏差量对所述目标转动角度进行修正,得到修正后目标转动角度;

控制单元,用于在动臂举升的过程中,控制摇臂的转动角度趋近或等于所述修正后目标转动角度。

在一种可能的实现方式中,所述摇臂目标角度修正单元具体被配置为执行:

根据所述第二初始检测值和所述目标转动角度,确定所述摇臂的目标摇臂夹角;

根据摇臂实际转动所述目标转动角度后的摇臂角度测量值与所述目标摇臂夹角的差值,确定偏差量;

根据所述摇臂角度测量值与所述目标摇臂夹角的大小,对所述目标转动角度加上或减去所述偏差量进行角度修正,得到修正后目标转动角度。

在一种可能的实现方式中,在根据所述摇臂角度测量值与所述目标摇臂夹角的大小,对所述目标转动角度加上或减去所述偏差量进行角度修正,得到修正后目标转动角度时,所述摇臂目标角度修正单元具体被配置为执行:

在所述目标摇臂夹角大于所述摇臂角度测量值时,对所述目标转动角度减去所述偏差量,得到修正后目标转动角度;

在所述目标摇臂夹角小于所述摇臂角度测量值时,对所述目标转动角度加上所述偏差量,得到修正后目标转动角度。

在一种可能的实现方式中,所述装置还包括第一处理单元,在控制所述转斗联主阀工作以使所述摇臂的转动角度趋近或等于所述修正后目标转动角度之前,所述第一处理单元被配置为执行:

获取所述动臂控制信号与所述动臂联主阀的动作电流的第一对应关系,以及所述动臂联主阀的动作电流与所述转斗联主阀的动作电流的第二对应关系;所述动臂控制信号为所述动臂操作手柄的摆动角度,所述动臂联主阀用于控制所述动臂动作,以实现所述动臂的举升或下降,所述转斗联主阀用于控制所述摇臂动作,以实现所述属具沿收斗方向或放斗方向的转动;

所述控制器的控制单元还用于根据获取的动臂控制信号和所述第一对应关系,控制所述动臂联主阀工作;根据所述动臂控制信号、所述第一对应关系和所述第二对应关系控制所述转斗联主阀工作。

在一种可能的实现方式中,所述装置还包括第二处理单元;

在控制所述转斗联主阀工作以使所述摇臂的转动角度趋近或等于所述修正后目标转动角度之前,所述第二处理单元被配置为执行:

获取目标装载机的油门踏板踩踏深度,所述油门踏板踩踏深度与所述液压泵的转速的第三对应关系,以及当前时刻的动臂高度;所述液压泵用于为所述属具和所述动臂提供液压油;

所述控制器的控制单元还用于在所述动臂高度小于预设动臂高度值时,根据所述第三对应关系控制所述液压泵的转速随所述油门踏板踩踏深度变化;在所述动臂高度大于或等于预设动臂高度值时,控制所述液压泵的转速不随所述油门踏板踩踏深度变化。

在一种可能的实现方式中,所述控制器的控制单元内还设置有动臂自动提升上限位点和动臂自动提升下限位点,所述动臂控制信号包括动臂自动提升信号和动臂自动下降信号;

在所述控制器接收到使能开关的触发信号后,控制所述装载机属具平移举升控制系统进入使能状态;

在所述使能状态,当所述控制器的控制单元接收到所述动臂自动提升信号后,控制所述动臂联主阀工作以使所述动臂自动提升至所述动臂自动提升上限位点,并自动控制所述转斗联主阀工作,以使所述摇臂的转动角度趋近或等于所述修正后目标转动角度;

当所述控制器的控制单元接收到所述动臂自动下降信号后,控制所述动臂联主阀工作以使所述动臂自动下降至所述动臂自动提升下限位点,并自动控制所述转斗联主阀工作,以使所述摇臂的转动角度趋近或等于所述修正后目标转动角度。

在一种可能的实现方式中,所述装置还包括第三处理单元,在所述控制所述转斗联主阀工作以使所述摇臂的转动角度趋近或等于所述修正后目标转动角度之前,所述第三处理单元被配置为执行:

获取不同的动臂高度下装载机叉装货物的重量、动臂油缸大腔压力值以及装载机允许的最大行驶速度之间的第四对应关系;

根据当前时刻目标装载机的动臂高度、叉装货物的重量,基于第四对应关系确定当前时刻所述目标装载机允许的最大行驶速度。

第三方面,本发明实施例提供的装载机属具平移举升控制系统,该系统包括用于执行上述任一项所述的装载机属具平移举升控制方法的控制器,还包括与所述控制器电连接的摇臂角位移传感器、动臂角位移传感器、动臂操作手柄、属具操作手柄、转斗联主阀和动臂联主阀;

所述摇臂角位移传感器用于检测摇臂相对于动臂的摇臂夹角,所述动臂角位移传感器用于检测所述动臂与前车架之间的动臂夹角;

所述控制器用于根据所述动臂操作手柄接收的动臂控制信号控制所述动臂联主阀工作,实现所述动臂的举升与下降;

所述控制器还用于根据所述属具操作手柄接收的属具控制信号控制所述转斗联主阀工作,以控制摇臂动作实现所述属具沿收斗方向或放斗方向的转动。

第四方面,本发明提供一种电子设备,该电子设备包括:处理器和存储器。存储器,所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以上述任一项所述的装载机属具平移举升控制方法。

第五方面,本发明提供一种计算机可读存储介质,所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述任一项所述的装载机属具平移举升控制方法。

本发明实施例提供装载机属具平移举升控制方法在实际应用时,当装载机需要进行平移举升控制时,首先获取预先存储在控制器内的摇臂转动角度与动臂转动角度的角度转换对应关系;其次,根据角度转换对应关系、动臂动作前动臂夹角的第一初始检测值、动作后动臂夹角的当前检测值以及动臂动作前摇臂夹角的第二初始检测值确定令所述属具相对于所述前车架的第一目标角度保持不变时,所述摇臂的目标转动角度,其中第一目标角度为所述动臂动作前所述属具的初始角度,或预设角度;再次,确定摇臂转动目标转动角度后的理论值与实测值的偏差量,并根据偏差量对目标转动角度进行修正;最后,控制摇臂的转动角度趋近或等于修正后目标转动角度。本发明能够在装载机属具平移举升控制时,在装载机动作前提前计算出摇臂的目标转动角度,控制装载机在举升过程中自动控制摇臂转动到目标转动角度,解决装载机动臂升降时属具不能自动保持平移的问题,提高装载机叉装作业的作业效率;还能在动臂动作过程中对摇臂的目标转动角度进行偏差修正,提高装载机属具的控制精度;还可以通过控制器自动控制动臂的举升与下降,提高属具平移操作的便利性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的装载机属具平移举升控制方法中装载机的结构示意图;

图2为本发明实施例提供的装载机属具平移举升控制方法中装载机属具平移举升控制系统的结构示意图;

图3为本发明实施例提供的装载机属具平移举升控制方法的步骤流程图;

图4为本发明实施例提供的装载机属具平移举升控制方法中铲斗角度与摇臂夹角的关系示意图;

图5为本发明实施例提供的装载机属具平移举升控制装置的结构框图。

附图标记及说明:

1、前车架;2、动臂;3、铲斗油缸;4、摇臂;5、属具;6、连杆;7、控制器;8、摇臂角位移传感器;9、动臂角位移传感器;10、动臂操作手柄;11、属具操作手柄;12、转斗联主阀;13、动臂联主阀;14、油缸压力传感器;15、液压泵;16、使能开关。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

以下,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。另外,“基于”或“根据”的使用意味着开放和包容性,因为“基于”或“根据”一个或多个所述条件或值的过程、步骤、计算或其他动作在实践中可以基于额外条件或超出所述的值。

现有技术中,通过两种方式来提高装载机属具平移性能。第一种方式是通过机械结构尺寸的优化设计来使装载机的工作装置具有较好的平移性,这种方式不仅设计复杂,而且会降低装载机对其他作业工况的适应性;第二种方式是在动臂举升过程中,通过调节铲斗油缸的伸长或缩短来实现属具的近乎平移运动,这种方式实现简单,也不会影响整机对其他作业工况的适应性,但是该方法理论计算量巨大,存在较大的计算误差和控制误差,对整机控制系统的要求较高。

因此,针对现有的装载机动臂举升或下降时属具不能自动保持平移的问题,我们需要一种能够智能辅助装载机属具平移控制的方案,实现动臂升降时属具自动保存平移。

为了解决装载机动臂升降时属具不能自动保持平移的问题,本发明实施例提供了装载机属具平移举升控制方法、装置、设备及存储介质。

如图1所示,装载机的工作装置包括前车架1、动臂2、铲斗油缸3、摇臂4、属具5以及连杆6。

其中,动臂2的一端转动连接在前车架1上的A点,动臂2的另一端与属具5的D点转动连接,动臂2上设有铰接点B,摇臂4的中部转动连接在B点;铲斗油缸3的固定端与前车架1上的G点转动连接,铲斗油缸3的伸缩端与摇臂4的一端F点转动连接,摇臂4的另一端E点与连杆6的一端转动连接,连杆6的另一端转动连接在属具5的C点。

在本实施例中,属具5可以为平叉、铲斗、货叉或抱叉等,铲斗油缸3的长度以l表示。

如图2所示,装载机属具平移举升控制系统包括控制器7,以及与控制器7电连接的摇臂角位移传感器8、动臂角位移传感器9、动臂操作手柄10、属具操作手柄10、转斗联主阀12和动臂联主阀13。

其中,摇臂角位移传感器8安装在摇臂4与动臂2的连接处,用于检测摇臂4相对于动臂2的摇臂夹角;动臂角位移传感器9安装在动臂2与前车架1的连接处,用于检测动臂2与前车架1之间的动臂夹角。

根据摇臂角位移传感器8采集到的摇臂4动作前与动作后的摇臂夹角,计算得到摇臂转动角;根据动臂角位移传感器9采集到的动臂2动作前与动作后的动臂夹角,计算得到动臂转动角。

控制器7用于根据动臂操作手柄10接收的动臂控制信号控制动臂联主阀13工作,实现动臂2的举升与下降。

其中,动臂控制信号包括动臂后拉信号以及动臂前推信号。动臂操作手柄10后拉产生动臂后拉信号,控制器7根据接收到的动臂后拉信号控制动臂联主阀13工作,以实现动臂2的举升;动臂操作手柄10前推产生动臂前推信号,控制器7根据接收到的动臂前推信号控制动臂联主阀13工作,以实现动臂2的下降。

控制器7还用于根据属具操作手柄10接收的属具控制信号控制转斗联主阀12工作,以控制摇臂4动作实现属具5沿收斗方向或放斗方向的转动。

也就是说,当装载机工作在属具5平移控制工况时,在动臂2举升或下降的过程中,控制器7自动通过转斗联主阀12调节摇臂4的转动角度,使动臂2在举升或下降的过程中属具5相对于地面的角度保持不变,从而实现属具5的平移控制。

其中,属具控制信号包括属具后拉/左扳信号以及属具前推/右扳信号。属具操作手柄10后拉/左扳产生属具后拉/左扳信号,控制器7根据接收到的属具后拉/左扳信号控制转斗联主阀12动作实现属具5沿收斗方向的转斗;属具操作手柄10前推/右扳产生属具前推/右扳信号,控制器7根据接收到的属具前推/右扳信号控制转斗联主阀12动作实现属具5沿放斗方向的转斗。

第一方面,如图3所示,本发明实施例提供了装载机属具平移举升控制方法,该方法应用于装载机属具平移控制系统的控制器7,该方法包括:

步骤101、获取摇臂转动角度与动臂转动角度的角度转换对应关系。

其中,动臂转动角度和摇臂转动角度分别为动臂2动作前后动臂夹角的差值和摇臂夹角的差值。

在装载机进入属具5平移控制工况时,首先获取装载机中存储的摇臂转动角度与动臂转动角度之间的角度转换对应关系。即从当前位置开始,动臂转动角度α

步骤102、根据角度转换对应关系,获取的动臂2动作前动臂夹角的第一初始检测值和动作后动臂夹角的当前检测值,以及获取的动臂2动作前摇臂夹角的第二初始检测值,确定令属具5相对于前车架1的第一目标角度保持不变时,摇臂4的目标转动角度。

其中,第一目标角度为动臂2动作前属具5的初始角度,或预设角度。预设角度可以通过输入仪表设置并上传控制器7,预设角度可以为0~180°之间的任意一个角度。

具体的,以动臂举升过程为例,当属具5相对于前车架1的第一目标角度为动臂2动作前该属具5的初始角度时,首先,通过动臂角位移传感器9获取动臂2举升前动臂夹角的第一初始检测值以及动臂2举升后动臂夹角的当前检测值,根据当前检测值与第一初始检测值的差值可以确定该举升步骤中动臂2的转动角度,基于角度转换对应关系以及动臂2动作前摇臂夹角的第二初始检测值,查找要使属具5与前车架1之间的角度保持初始角度,即要使摇臂4与地面之间的角度保持不变时,摇臂4需要转动的目标转动角度。

本步骤中计算得到的目标转动角度是以装载机工作装置的当前状态为初始状态,动臂2转动α

步骤103、根据第二初始检测值、目标转动角度以及摇臂4实际转动目标转动角度后的摇臂角度测量值确定偏差量,并根据偏差量对目标转动角度进行修正,得到修正后目标转动角度。

具体的,由于装载机是一个复杂的工作系统,其在实际工作时,实测值与理论值之间存在误差,为了实现对装载机属具5的精确控制,我们需要根据实际情况对理论值进行偏差修正。

进行偏差修正首先要在装载机举升工作的过程中,根据第二初始检测值与目标转动角度计算摇臂4动作后的理论摇臂夹角,之后控制摇臂4转动目标转动角度,通过摇臂角位移传感器8获取摇臂4动作后的实测摇臂夹角,最后根据理论摇臂夹角与实测摇臂夹角的大小确定理论数据与实测数据之间的偏差量。之后,根据偏差量对目标转动角度进行修正,使装载机摇臂4在实际工作时控制结果更加精确。

步骤104、在动臂举升的过程中,控制转斗联主阀12工作以使摇臂4的转动角度趋近或等于修正后目标转动角度。

在用户通过动臂操作手柄10控制动臂2举升的过程中,控制器7自动根据动臂2转动的角度α

进一步的,在首次对装载机的属具5进行平移举升之前,需要对装载机的工作装置进行角度标定,目前,在角度标定的过程中,需要将属具5处于贴地放平状态时的动臂2位置称为基准位置,但是在实际操作中,装载机工作装置的初始位置很难与理论位置完全对应,即基准位置存在误差。

在基准位置存在误差时,动臂角位移传感器9采集到的动臂转动角度的实际值,与动臂转动角度的理论值之间存在偏差,导致根据角度转换对应关系计算得到的摇臂4的目标转动角度的存在较大的计算误差,从而影响装载机平移控制的精度。

如图1和图4所示,通过铲斗油缸位移传感器检测铲斗油缸3的长度,在进行角度标定时,通过控制器7控制动臂2和铲斗自动执行一组预先设计的特定动作。在本实施例中,装载机的属具5为铲斗,预先设计的特定动作为铲斗放平→动臂举升到极限位→动臂下降到初始位置→收斗到极限位→动臂举升到极限位→收斗到极限位位置同时动臂下降到极限位置。

其中,铲斗放平指的是铲斗与地面之间的夹角为零度,动臂举升到极限位指的是动臂举升到动臂高度的上位点,动臂下降到初始位置指的是动臂下降到执行预先设计的特定动作前的位置,收斗到极限位指的是铲斗沿收斗方向转动到不能再转动,动臂下降到极限位置指的是动臂下降到动臂高度的下位点。

在装载机动作的每个点位,通过控制器7记录装载机在标定初始状态下铲斗油缸位移传感器的值,以及标定过程中每一个节点位置铲斗油缸位移传感器的值。

根据标定初始状态油缸位移传感器的测量值,以及标定过程中每一个位置油缸位移传感器的测量值,确定铲斗油缸长度从标定初始位置到目标标定位置的长度变化量。

在控制器7内预先存储有目标标定位置铲斗油缸长度理论值、∠FBG理论值以及∠DBE理论值,以及装载机各工作装置的实际尺寸数据,包括F点到B点的实际长度、B点到G点的实际长度。

根据铲斗油缸长度从标定初始位置到目标标定位置的长度变化量,以及目标标定位置的铲斗油缸长度,可以计算得到标定初始位置的铲斗油缸长度,将标定初始位置的铲斗油缸长度以l表示。

F点、B点、G点之间为一个三角形,在三角形的三个边l、FB和BG的长度,以及在目标标定位置∠FBG的角度已知之后,根据三角函数可以计算得到标定初始状态∠FBG相对于目标标定位置∠FBG的角度变化量,即从标定初始状态到目标标定位置,摇臂4的角度变化量。

在摇臂4的角度变化量已知、摇臂4在目标标定位置的摇臂角度已知时,计算得到标定初始位置∠DBE的值,在图4中以θ表示,并通过三角函数计算得到标定初始位置∠BDC的值,在图4中以

其中,

最后,将

进一步的,根据第二初始检测值、目标转动角度以及摇臂4实际转动目标转动角度后的摇臂角度测量值确定偏差量,并根据偏差量对目标转动角度进行修正,得到修正后目标转动角度,具体包括:

根据第二初始检测值和目标转动角度,确定摇臂4的目标摇臂夹角。

在本实施例中,以摇臂举升过程为例,在摇臂4动作前摇臂夹角的第二初始检测值,和摇臂4要转动的目标转动角度已知时,第二初始检测值与目标转动角度的总和为摇臂4的目标摇臂夹角。

根据摇臂4实际转动目标转动角度后的摇臂角度测量值与目标摇臂夹角的差值,确定偏差量。

通过摇臂角位移传感器8获取摇臂4实际转动目标转动角度后的摇臂夹角大小,即摇臂角度测量值,根据摇臂角度测量值与目标摇臂夹角的差值,确定摇臂转动角度的理论值与实际值的偏差量。

根据摇臂角度测量值与目标摇臂夹角的大小,对目标转动角度加上或减去偏差量进行角度修正,得到修正后目标转动角度。

具体的,在摇臂角度测量值与目标摇臂夹角的大小已知,偏差量的大小已知的情况下,根据实际情况对目标转动角度加上或减去该偏差值,即可使摇臂角度测量值与理论计算的目标摇臂夹角保持一致。

进一步的,根据摇臂角度测量值与目标摇臂夹角的大小,对目标转动角度加上或减去偏差量进行角度修正,得到修正后目标转动角度,具体为:

在目标摇臂夹角大于摇臂角度测量值时,对目标转动角度减去偏差量,得到修正后目标转动角度。

在目标摇臂夹角小于摇臂角度测量值时,对目标转动角度加上偏差量,得到修正后目标转动角度。

进一步的,在控制转斗联主阀12工作以使摇臂4的转动角度趋近或等于修正后目标转动角度之前,方法还包括:

获取动臂控制信号与动臂联主阀13的动作电流的第一对应关系,以及动臂联主阀13的动作电流与转斗联主阀12的动作电流的第二对应关系。

其中,动臂控制信号为动臂操作手柄10的摆动角度。

动臂操作手柄10的摆动角度与动臂联主阀13的动作电流成正比,也就是说动臂操作手柄10的摆动角度越大,动臂联主阀13的动作电流越大。

动臂联主阀13的动作电流与转斗联主阀12的动作电流的第二对应关系以表格的形式存储在控制器7中,该数据是通过多次实验直接获取的真实数据。

控制器7还用于根据获取的动臂控制信号和第一对应关系,控制动臂联主阀13工作。

根据动臂控制信号、第一对应关系和第二对应关系控制转斗联主阀12工作。

进一步的,装载机属具平移举升控制系统还包括液压泵15,液压泵15用于为属具5和动臂2提供液压油。

在控制转斗联主阀12工作以使摇臂4的转动角度趋近或等于修正后目标转动角度之前,方法还包括:

获取目标装载机的油门踏板踩踏深度,油门踏板踩踏深度与液压泵15的转速的第三对应关系,以及当前时刻的动臂高度。

其中,油门踏板踩踏深度与液压泵15的转速成正比,油门踏板踩踏深度越大,液压泵15的转速越大。

控制器7还用于在动臂高度小于预设动臂高度值时,根据第三对应关系控制液压泵15的转速随油门踏板踩踏深度变化;在动臂高度大于或等于预设动臂高度值时,控制液压泵15的转速不随油门踏板踩踏深度变化。

具体的,预设动臂高度值为动臂2能上升的高度上位点。以动臂举升过程为例,在动臂高度小于预设动臂高度值之前,控制器7控制液压泵15的转速随油门踏板踩踏深度增大而增大;在动臂高度大于或等于预设动臂高度值之后,控制器7控制液压泵15的转速不跟随油门踏板踩踏深度增加而增加。

进一步的,装载机属具平移举升控制系统还包括使能开关16,使能开关16用于在触发后控制装载机属具平移举升控制系统进入使能状态。

控制器7内设置有动臂自动提升上限位点和动臂自动提升下限位点,动臂控制信号包括动臂自动提升信号和动臂自动下降信号。

在使能状态,当控制器7接收到动臂自动提升信号后,控制动臂联主阀13工作以使动臂自动提升至动臂自动提升上限位点,并自动控制转斗联主阀12工作,以使摇臂4的转动角度趋近或等于修正后目标转动角度。

当控制器7接收到动臂自动下降信号后,控制动臂联主阀13工作以使动臂自动下降至动臂自动提升下限位点,并自动控制转斗联主阀12工作,以使摇臂4的转动角度趋近或等于修正后目标转动角度。

具体的,通过使能开关16使能装载机属具平移举升控制系统,以使装载机属具平移举升控制系统进入使能状态,在使能状态中,在通过动臂操作手柄10控制动臂2升降时,控制器7不响应属具操作手柄10的操作,控制器7自动控制转斗联主阀12使摇臂转动角度趋近或等于修正后的目标转动角度。只有当动臂操作手柄10处于中位时,控制器7恢复对属具操作手柄10的响应。

在本实施例中,通过在预设时间内快速后拉动臂操作手柄10并回中激活动臂2的自动提升功能,或通过设置的动臂自动提升激活按钮触发动臂2的自动提升功能。

动臂2在自动提升过程中,控制器7自动控制转斗联主阀12使摇臂转动角度趋近或等于修正后目标转动角度;当动臂2提升高度大于或等于动臂自动提升上限位点时,动臂2自动缓冲停止上升。

在动臂自动提升的过程中,控制器7在检测到动臂操作手柄10动作或动臂自动提升激活按钮动作后自动退出动臂自动提升功能。

通过设置的动臂自动下降激活按钮触发动臂2的自动下降功能,动臂2在自动下降的过程中,控制器7自动控制转斗联主阀12使摇臂转动角度趋近或等于修正后目标转动角度;当动臂2下降高度小于或等于动臂自动提升下限位点时,动臂2自动缓冲停止下降。

在动臂自动下降的过程中,控制器7在检测到动臂操作手柄10动作或动臂自动下降激活按钮动作后自动退出动臂自动下降功能。

进一步的,装载机属具平移举升控制系统还包括油缸压力传感器14;油缸压力传感器14用于采集动臂油缸大腔压力值。

在控制转斗联主阀12工作以使摇臂4的转动角度趋近或等于修正后目标转动角度之前,方法还包括:

获取不同的动臂高度下装载机叉装货物的重量、动臂油缸大腔压力值以及装载机允许的最大行驶速度之间的第四对应关系。

其中,不同的动臂高度下装载机叉装货物的重量、动臂油缸大腔压力值以及装载机允许的最大行驶速度以表格的形式存储在控制器7内。

根据当前时刻目标装载机的动臂高度、叉装货物的重量,基于第四对应关系确定当前时刻目标装载机允许的最大行驶速度。

在第四对应关系中,根据动臂油缸大腔压力值通过线性差值计算的方式可以得到不同动臂油缸大腔压力值对应的叉装货物的重量,根据叉装货物的重量线性差值计算装载机允许的最大行驶速度。

具体的,当动臂2举升到预定高度时,控制器7采集在预定高度下动臂油缸大腔压力值,并通过查表的方式得到预定高度在当前动臂油缸大腔压力值下对应的叉装货物的重量以及该重量下装载机允许的最大行驶速度。

物体重量越大允许的最大行驶速度越小,当用于期望的行驶速度大于装载机允许的最大行驶速度时,控制器7控制装载机以装载机允许的最大行驶速度行驶。

本发明实施例提供装载机属具平移举升控制方法在实际应用时,当装载机需要进行平移举升控制时,首先获取预先存储在控制器内的摇臂转动角度与动臂转动角度的角度转换对应关系;其次,根据角度转换对应关系、动臂动作前动臂夹角的第一初始检测值、动作后动臂夹角的当前检测值以及动臂动作前摇臂夹角的第二初始检测值确定令属具相对于前车架的第一目标角度保持不变时,摇臂的目标转动角度,其中第一目标角度为动臂动作前属具的初始角度,或预设角度;再次,确定摇臂转动目标转动角度后的理论值与实测值的偏差量,并根据偏差量对目标转动角度进行修正;最后,控制转斗联主阀工作以使摇臂的转动角度趋近或等于修正后目标转动角度。

本发明能够在装载机属具平移举升控制时,在装载机动作前提前计算出摇臂的目标转动角度,控制装载机在举升过程中自动控制摇臂转动到目标转动角度,解决装载机动臂升降时属具不能自动保持平移的问题,提高装载机叉装作业的作业效率。

本发明还能在动臂动作过程中对摇臂的目标转动角度进行偏差修正,提高装载机属具的控制精度。

本发明还可以通过控制器自动控制动臂的举升与下降,提高属具平移操作的便利性。

如图5所示,第二方面,本发明还提供一种装载机属具平移举升控制装置,该装置应用于装载机属具平移举升控制系统的控制器,还包括与控制器电连接的摇臂角位移传感器、动臂角位移传感器、动臂操作手柄、属具操作手柄、转斗联主阀和动臂联主阀;

摇臂角位移传感器用于检测摇臂相对于动臂的摇臂夹角,动臂角位移传感器用于检测动臂与前车架之间的动臂夹角;控制器用于根据动臂操作手柄接收的动臂控制信号控制动臂联主阀工作,实现动臂的举升与下降;控制器还用于根据属具操作手柄接收的属具控制信号控制转斗联主阀工作,以控制摇臂动作实现属具沿收斗方向或放斗方向的转动;

装载机属具平移举升控制装置包括:

数据获取单元201,用于获取摇臂转动角度与动臂转动角度的角度转换对应关系;动臂转动角度和摇臂转动角度分别为动臂动作前后动臂夹角的差值和摇臂夹角的差值;

摇臂目标角度计算单元202,用于根据角度转换对应关系,获取的动臂动作前动臂夹角的第一初始检测值和动作后动臂夹角的当前检测值,以及获取的动臂动作前摇臂夹角的第二初始检测值,确定令属具相对于前车架的第一目标角度保持不变时,摇臂的目标转动角度;第一目标角度为动臂动作前属具的初始角度,或预设角度;

摇臂目标角度修正单元203,用于根据第二初始检测值、目标转动角度以及摇臂实际转动目标转动角度后的摇臂角度测量值确定偏差量,并根据偏差量对目标转动角度进行修正,得到修正后目标转动角度;

控制单元204,用于在动臂举升的过程中,控制转斗联主阀工作以使摇臂的转动角度趋近或等于修正后目标转动角度。

进一步的,摇臂目标角度修正单元203具体被配置为执行:

根据第二初始检测值和目标转动角度,确定摇臂的目标摇臂夹角;

根据摇臂实际转动目标转动角度后的摇臂角度测量值与目标摇臂夹角的差值,确定偏差量;

根据摇臂角度测量值与目标摇臂夹角的大小,对目标转动角度加上或减去偏差量进行角度修正,得到修正后目标转动角度。

进一步的,在根据摇臂角度测量值与目标摇臂夹角的大小,对目标转动角度加上或减去偏差量进行角度修正,得到修正后目标转动角度时,摇臂目标角度修正单元203具体被配置为执行:

在目标摇臂夹角大于摇臂角度测量值时,对目标转动角度减去偏差量,得到修正后目标转动角度;

在目标摇臂夹角小于摇臂角度测量值时,对目标转动角度加上偏差量,得到修正后目标转动角度。

进一步的,装置还包括第一处理单元,在控制转斗联主阀工作以使摇臂的转动角度趋近或等于修正后目标转动角度之前,第一处理单元被配置为执行:

获取动臂控制信号与动臂联主阀的动作电流的第一对应关系,以及动臂联主阀的动作电流与转斗联主阀的动作电流的第二对应关系;动臂控制信号为动臂操作手柄的摆动角度;

控制器的控制单元204还用于根据获取的动臂控制信号和第一对应关系,控制动臂联主阀工作;根据动臂控制信号、第一对应关系和第二对应关系控制转斗联主阀工作。

进一步的,装载机属具平移举升控制系统还包括液压泵,液压泵用于为属具和动臂提供液压油;装置还包括第二处理单元;

在控制转斗联主阀工作以使摇臂的转动角度趋近或等于修正后目标转动角度之前,第二处理单元被配置为执行:

获取目标装载机的油门踏板踩踏深度,油门踏板踩踏深度与液压泵的转速的第三对应关系,以及当前时刻的动臂高度;

控制器的控制单元204还用于在动臂高度小于预设动臂高度值时,根据第三对应关系控制液压泵的转速随油门踏板踩踏深度变化;在动臂高度大于或等于预设动臂高度值时,控制液压泵的转速不随油门踏板踩踏深度变化。

进一步的,装载机属具平移举升控制系统还包括使能开关,使能开关用于在触发后控制装载机属具平移举升控制系统进入使能状态;控制器的控制单元204内还设置有动臂自动提升上限位点和动臂自动提升下限位点,动臂控制信号包括动臂自动提升信号和动臂自动下降信号;

在使能状态,当控制器的控制单元204接收到动臂自动提升信号后,控制动臂联主阀工作以使动臂自动提升至动臂自动提升上限位点,并自动控制转斗联主阀工作,以使摇臂的转动角度趋近或等于修正后目标转动角度;

当控制器的控制单元204接收到动臂自动下降信号后,控制动臂联主阀工作以使动臂自动下降至动臂自动提升下限位点,并自动控制转斗联主阀工作,以使摇臂的转动角度趋近或等于修正后目标转动角度。

进一步的,装载机属具平移举升控制系统还包括油缸压力传感器;油缸压力传感器用于采集动臂油缸大腔压力值;装置还包括第三处理单元,在控制转斗联主阀工作以使摇臂的转动角度趋近或等于修正后目标转动角度之前,第三处理单元被配置为执行:

获取不同的动臂高度下装载机叉装货物的重量、动臂油缸大腔压力值以及装载机允许的最大行驶速度之间的第四对应关系;

根据当前时刻目标装载机的动臂高度、叉装货物的重量,基于第四对应关系确定当前时刻目标装载机允许的最大行驶速度。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统,装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。

第三方面,本发明实施例还提供了一种电子设备,电子设备包括处理器和存储器,存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现本发明实施例中的装载机属具平移举升控制方法。

第四方面,本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现本发明实施例中的鱼眼图像的装载机属具平移举升控制方法。

在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本发明实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质,(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何在本发明揭露的技术范围内的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

相关技术
  • 适用于轮胎的射频识别系统
  • 射频识别系统中用于轮胎的射频识别标签设备
技术分类

06120116555453