[发明专利]矿用挖掘机起重臂位姿检测装置及控制方法

说明书

本发明公开了一种矿用挖掘机起重臂位姿检测装置及控制方法。该检测装置包括钢丝绳、导向轮、配重块和拉线开关；钢丝绳一端连接起重臂的上侧壁，另一端跨过导向轮并连接配重块上端，钢丝绳跨过导向轮的两段成90°夹角，导向轮固定安装在挖掘机上，配重块下端连接拉线开关，配重块可沿竖直方向移动，拉线开关固定安装在挖掘机上，拉线开关与配重块下端连接，用于测量配重块在竖直方向上的移动距离。本发明的矿用挖掘机起重臂位姿检测装置及控制方法不但能够实现起重臂在被顶起后的软着陆，还能有效地减少起重臂被顶起的次数和幅度，避免起重臂、绷绳及其他机械结构受损。

技术领域

本发明涉及矿用挖掘机技术领域，尤其涉及一种矿用挖掘机起重臂位姿检测装置及控制方法。

背景技术

矿用挖掘机在挖掘过程中，铲斗在提升绳和推压机构的联合作用下，进行自下而上的强制运动，铲斗的斗刃在切入物料的过程中，把一层物料切削下来以滑落到铲斗内，从而完成物料挖掘装载。

图1为示例提供的一种现有技术的矿用挖掘机的工作原理图。如图1所示，挖掘机开始挖掘作业时，铲斗G1靠近工作面，挖掘始点位于推压机构正下方的工作面的底部，此时铲斗G1与工作面的夹角为45°～50°，由于工作面与地平面的夹角为40°～45°，斗杆G2接近垂直状态。挖掘机工作时，铲斗G1在斗杆G2、起重臂G3、提升绳G4及其他推压机构的联合作用下进行挖掘作业，铲斗G1的运动轨迹(挖掘轨迹)为一条复杂曲线，其中，开始段接近水平，后一段为弧线曲线。在开始挖掘的阶段，由于矿岩爆破不充分和驾驶员操作控制不熟练等因素，均会导致载荷突变，从而出现挖掘机受冲击抖动及斗杆G1顶起大臂等现象，进而损坏起重臂G3、绷绳G5及其他机械结构。

目前的矿用挖掘机通过在起重臂上设置有两个限位开关，当限位开关动作时，相应地调节控制挖掘机的提升和推压机构，以防止起重臂及绷绳等机械机构损坏。具体地，当起重臂向上被顶起1°时，第一个限位开关触发动作，此时相应地将挖掘机的提升和推压速度减半；当起重臂向上被顶起4°时，第二个限位开关动作，此时限制推压机构运行方向，使提升和推压机构只能实施下放动作，直至起重臂复位。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

上述利用限位开关的控制方法只能在起重臂被顶起后实现起重臂的软着陆功能，无法对起重臂进行预控以预防起重臂被顶起，不能有效地减少起重臂被顶起的次数和幅度，长时间运作也会导致起重臂、绷绳及其他机械结构受损。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种矿用挖掘机起重臂位姿检测装置及控制方法。

为此本发明公开了一种矿用挖掘机起重臂位姿检测装置。该检测装置用于实时检测挖掘机的起重臂的旋转角度，包括：钢丝绳、导向轮、配重块和拉线开关；

所述钢丝绳一端连接所述起重臂的上侧壁，另一端跨过所述导向轮并连接所述配重块上端，所述钢丝绳跨过所述导向轮的两段成90°夹角；

所述导向轮固定安装在所述挖掘机上；

所述配重块下端连接所述拉线开关，所述配重块可沿竖直方向移动；

所述拉线开关固定安装在所述挖掘机上，所述拉线开关与所述配重块下端连接，用于测量所述配重块在竖直方向上的移动距离。

进一步地，在所述矿用挖掘机起重臂位姿检测装置中，所述检测装置还包括支架，所述支架固定安装在所述挖掘机的机棚前壁的内侧，所述拉线开关安装在所述支架上端。

进一步地，在所述矿用挖掘机起重臂位姿检测装置中，所述检测装置还包括导向板，所述导向板固定安装在所述支架上端，所述导向板沿竖直方向设置有与所述配重块相适配的滑槽，用于对所述配重块的运动进行限位导向。

进一步地，在所述矿用挖掘机起重臂位姿检测装置中，所述导向轮固定安装在所述导向板上端。