[发明专利]一种基于实时位姿的挖掘机势能回收系统

说明书

本发明提供了一种基于实时位姿的挖掘机势能回收系统，包括液压驱动模块，位姿识别控制模块和能量回收再利用模块；所述液压驱动模块包括液压动力单元，动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸、第一三位四通电磁换向阀、第二三位四通电磁换向阀和第三三位四通电磁换向；所述能量回收再利用模块包括第一液压蓄能器、第二液压蓄能器、第三液压蓄能器；所述位姿识别控制模块包括控制台、压力传感器、动臂倾角传感器、斗杆倾角传感器、铲斗倾角传感器；本发明在挖掘机动臂下降时，基于挖掘机的实时位姿数据，对挖掘机动臂的可回收势能进行评估进而选择合适的蓄能器回收动臂下降过程中的势能，提高挖掘机势能的回收效率。

技术领域

本发明涉及挖掘机技术领域，特别涉及一种基于实时位姿的挖掘机势能回收系统。

背景技术

挖掘机是一种使用铲斗挖掘高于或低于承机面的土壤、煤、泥沙或者经过预松后的土壤和岩石等物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械，目前已经成为工程建设中最主要的工程机械之一。

液压挖掘机工作效率高，适用范围广泛，在工程上得到广泛的使用，但其能耗高、排放差的问题一直没有得到有效的解决，在当前“双碳”背景下，对挖掘机的节能减排研究愈发重要。

在液压挖掘机工作过程中，工作装置需要频繁上升和下降，在上升至高位时势能提高，而在下降时，为防止下降速度过快，通常设置节流调速回路，节流调速过程中大量的势能被转化为热能，导致系统温度快速升高，降低了液压系统的性能，同时还会增大散热功率。

目前针对挖掘机势能回收控制装置的研究，多直接采用电磁换向阀或比例换向阀来控制动臂动作、同时完成动臂势能的回收，然而挖掘机工作环境和工况复杂，挖掘机工作过程中不同位姿下可回收的势能变化幅度大，势能回收的过程中并未对动臂可回收的势能进行有效的评估，无法最大化势能回收，势能回收效率低。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种基于实时位姿的挖掘机势能回收系统，基于挖掘机的实时位姿数据，对挖掘机动臂的可回收势能进行评估进而选择适当的蓄能器，提高挖掘机动臂势能的回收效率。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种基于实时位姿的挖掘机势能回收系统，包括液压驱动模块、位姿识别控制模块和能量回收再利用模块；

所述液压驱动模块包括液压动力单元，动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸、第一三位四通电磁换向阀、第二三位四通电磁换向阀和第三三位四通电磁换向阀，所述液压动力单元通过第一三位四通电磁换向阀与动臂油缸无杆腔连通，用于控制动臂工作；所述液压动力单元通过第二三位四通电磁换向阀与斗杆油缸无杆腔连通，用于控制斗杆工作；所述液压动力单元通过第三三位四通电磁换向阀与铲斗油缸无杆腔连通，用于控制铲斗工作；

所述能量回收再利用模块包括第一二位二通电磁阀、第二二位二通电磁阀、第三二位二通电磁阀、第四二位二通电磁阀、二位三通电磁阀、第一液压蓄能器、第二液压蓄能器、第三液压蓄能器；

所述第一液压蓄能器通过第一二位二通电磁阀分别与二位三通电磁阀和第四二位二通电磁阀连通；所述第二液压蓄能器通过第二二位二通电磁阀分别与二位三通电磁阀和第四二位二通电磁阀连通；所述第三液压蓄能器通过第三二位二通电磁阀分别与二位三通电磁阀和第四二位二通电磁阀连通；所述动臂油缸无杆腔通过第一三位四通电磁换向阀与二位三通电磁阀连通；所述第四二位二通电磁阀与液压动力单元连通；