[发明专利]矿用挖掘机起重臂位姿检测装置及控制方法

权利要求书

1.一种矿用挖掘机起重臂位姿检测装置，所述检测装置用于实时检测挖掘机的起重臂(G3)的旋转角度，其特征在于，所述检测装置包括：钢丝绳(1)、导向轮(2)、配重块(3)和拉线开关(4)；

所述钢丝绳(1)一端连接所述起重臂(G3)的上侧壁，另一端跨过所述导向轮(2)并连接所述配重块(3)上端，所述钢丝绳(1)跨过所述导向轮(2)的两段成90°夹角；

所述导向轮(2)固定安装在所述挖掘机上；

所述配重块(3)下端连接所述拉线开关(4)，所述配重块(3)可沿竖直方向移动；

所述拉线开关(4)固定安装在所述挖掘机上，所述拉线开关(4)与所述配重块(3)下端连接，用于测量所述配重块(3)在竖直方向上的移动距离，以根据所述移动距离实时计算所述起重臂(G3)的旋转角度。

2.根据权利要求1所述的矿用挖掘机起重臂位姿检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括支架(5)，所述支架(5)固定安装在所述挖掘机的机棚前壁(G6)的内侧，所述拉线开关(4)安装在所述支架(5)上端。

3.根据权利要求2所述的矿用挖掘机起重臂位姿检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括导向板(6)，所述导向板(6)固定安装在所述支架(5)上端，所述导向板(6)沿竖直方向设置有与所述配重块(3)相适配的滑槽(601)，用于对所述配重块(3)的运动进行限位导向。

4.根据权利要求3所述的矿用挖掘机起重臂位姿检测装置，其特征在于，所述导向轮(2)固定安装在所述导向板(6)上端。

5.根据权利要求4所述的矿用挖掘机起重臂位姿检测装置，其特征在于，所述机棚前壁(G6)上开有通孔，所述钢丝绳(1)的一端穿过所述通孔连接所述起重臂(G3)的上侧壁。

6.根据权利要求5所述的矿用挖掘机起重臂位姿检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括连接块(7)和拉环螺栓(8)；

所述连接块(7)固定安装在所述起重臂(G3)的上侧壁上，所述连接块(7)上设置有螺栓通孔；

所述拉环螺栓(8)的螺栓段(801)通过所述螺栓通孔与所述连接块(7)连接，所述拉环螺栓(8)的拉环(802)与所述钢丝绳(1)连接。

7.一种利用如权利要求1至6中任一项所述的矿用挖掘机起重臂位姿检测装置实施的挖掘机控制方法，其特征在于，所述方法包括：

11)利用拉线开关(4)测量配重块(3)的移动距离，并根据所述移动距离计算出起重臂(G3)的旋转角度；

12)根据所述起重臂(G3)的旋转角度的数值，分别对提升机构和推压机构的运动方向进行限定，并分别对所述提升机构和所述推压机构的速度进行控制；

13)根据所述起重臂(G3)的旋转角度的数值，控制所述推压机构向前的力矩。

8.根据权利要求7所述的挖掘机控制方法，其特征在于，所述起重臂(G3)的旋转角度Δα通过下述公式计算：

其中：

Δx为拉线开关(4)测量到的配重块(3)的移动距离；

H为钢丝绳(1)与起重臂(G3)的固定点到起重臂(G3)旋转中心的垂直距离；

α为起重臂(G3)的初始倾角。

9.根据权利要求8所述的挖掘机控制方法，其特征在于，根据所述起重臂(G3)的旋转角度的数值，分别对提升机构和推压机构的运动方向进行限定，并分别对所述提升机构和所述推压机构的速度进行控制，包括：

当Δα＞1°时，限制提升机构向上的运动和推压机构向前的运动，并将提升机构向下运动及推压机构向后运动的最大速度设置为额定速度的50％；

当Δα＞4°时，限制提升机构向上的运动和推压机构向前的运动，并将提升机构向下运动及推压机构向后运动的最大速度设置为额定速度的10％。

10.根据权利要求8所述的挖掘机控制方法，其特征在于，根据所述起重臂(G3)的旋转角度的数值，控制所述推压机构向前的力矩，包括：

当Δα在0°～4°时，所述推压机构向前的力矩L满足L＝K×推压额定力矩；

其中：

K为力矩调整系数且