[发明专利]一种装载机水平举升自动调节控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种装载机水平举升自动调节控制方法，包括以下步骤：步骤a、通过运动系统与控制系统数据交互拟合摇臂角度变化与动臂角度变化之间的关系，得到摇臂‑动臂关系式；步骤b、在装载机举升过程中，实时测量出装载机的实测动臂角度差值、实测摇臂角度差值，并将实测动臂角度差值带入到摇臂‑动臂关系式中计算得到理论摇臂角度差值；步骤c、将实测摇臂角度差值与理论摇臂角度差值进行做差，并根据做差的结果值，生成装载机翻斗油缸的控制信号；步骤d、根据控制信号，实时调整翻斗油缸的伸出位移。本发明还公开一种装载机水平举升自动调节控制系统。本发明的一种装载机水平举升自动调节控制方法及系统，能够方便地对翻斗油缸进行实时调整，从而控制铲斗在举升过程中翻转，实现铲斗的水平举升。

技术领域

本发明涉及一种装载机水平举升自动调节控制方法及系统，属于工程机械装载机技术领域。

背景技术

装载机是一种铲装运输机械，应用场景广泛，如港口码头、建筑工地、矿场等，用于铲装或运输煤炭、矿石、松土、玉米等物料，或者进行平整地面、倒垛堆装等作业。

当装载机铲斗从地面开始举升，至举升最高位置姿态时，动臂油缸举升，翻斗油缸保持不动，由于装载机工作装置六连杆机构的特性，铲斗会在举升过程中翻转。目前装载机铲斗举升姿态自动调整基本上都是通过铲斗角度反馈进行控制的，而铲斗角度传感器的布置位置不好选择，且容易被物料砸坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种能够方便地对翻斗油缸进行实时调整，从而控制铲斗在举升过程中翻转的装载机水平举升自动调节控制方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种装载机水平举升自动调节控制方法，包括以下步骤：

步骤a、搭建装载机工作装置机械的运动系统与控制系统联合仿真模型，通过运动系统与控制系统数据交互拟合摇臂角度变化与动臂角度变化之间的关系，得到摇臂-动臂关系式；

步骤b、在装载机举升过程中，实时测量出装载机的实测动臂角度差值、实测摇臂角度差值，并将实测动臂角度差值带入到摇臂-动臂关系式中计算得到理论摇臂角度差值；

步骤c、将实测摇臂角度差值与理论摇臂角度差值进行做差，并根据做差的结果值，生成装载机翻斗油缸的控制信号；

步骤d、根据控制信号，实时调整翻斗油缸的伸出位移。

步骤a具体包括以下步骤：

设定铲斗目标角度A₀，当动臂举升时，实时测量铲斗动态状态下的角度A，计算△A＝A–A₀；

使用PID控制在工作装置运动学模型中控制翻斗油缸位移，使△A＝0；

实时测量工作装置运动学模型中理论摇臂角度变化Y，实测动臂角度变化D；

利用函数拟合，得到摇臂角度变化Y与动臂角度变化D的关系式：Y＝U(D)，其中U表示理论摇臂角度差值与理论动臂角度差值的函数关系。

步骤b中：理论摇臂角度变化Y＝U(D_t–D₀)，其中D_t表示动臂动态角度，D₀表示铲斗地面水平姿态时标定动臂角度。

步骤c中：计算△＝(Y_t–Y₀)–U(D_t–D₀)；其中，△表示实测摇臂角度差值与理论摇臂角度差值的差，Yt表示摇臂动态角度，Y₀表示铲斗地面水平姿态时标定摇臂角度。

步骤d中：将△与0进行比较；当△＝0时，生成无动作控制信号；当△0时，生成翻斗油缸伸出控制信号；当△0时，生成翻斗油缸回缩控制信号。