[发明专利]基于位置控制的挖掘机操纵装置

摘要

本发明提供了一种基于位置控制的挖掘机操纵装置，挖斗角位移传感器、斗杆角位移传感器、动臂角位移传感器分别测量挖斗角位移传感器测量角、斗杆角位移传感器测量角和动臂角位移传感器测量角；显示控制器接收驾驶员选择的工作模式，并向驾驶员显示十字手柄、挖斗角位移传感器、斗杆角位移传感器、动臂角位移传感器的位置，计算得到对挖斗、斗杆和动臂的先导电磁阀的控制指令，进而控制相应的先导电磁阀。本发明使得驾驶员只需要一个简单的操作就可以对斗杆和动臂进行复合控制，使得挖斗铰点实现水平保持或者纵向保持、或者保持挖斗斗齿与底平面的夹角，大大简化了挖掘机驾驶员进行复杂动作时的操纵步骤。

主权项

一种基于位置控制的挖掘机操纵装置，包括两个具有电反馈信号的十字手柄、挖斗角位移传感器、斗杆角位移传感器、动臂角位移传感器和显示控制器，其特征在于：所述的挖斗角位移传感器、斗杆角位移传感器、动臂角位移传感器分别测量挖斗角位移传感器测量角、斗杆角位移传感器测量角和动臂角位移传感器测量角；所示的显示控制器接收驾驶员选择的工作模式，并向驾驶员显示十字手柄、挖斗角位移传感器、斗杆角位移传感器、动臂角位移传感器的位置，计算得到对挖斗、斗杆和动臂的先导电磁阀的控制指令，进而控制相应的先导电磁阀；当驾驶员通过显示控制器选择水平保持功能时，挖斗铰点在水平方向上的速度和在纵向的运动速度满足以下矩阵：x·y·=-a·sin(α)+b·sin(α+β)b·sin(α+β)a·cos(α)-b·cos(α+β)-b·cos(α+β)α·β·=kh·θarm0,]]>其中，a为动臂长度，b为斗杆长度，α为动臂角位移传感器测量角，β为斗杆角位移传感器测量角，挖斗铰点在纵向的运动速度由于左十字手柄的前后倾斜角度θarm范围为0°～20°，杆死区为2°，挖斗铰点水平运动速度的范围为0～500cm/s，则计算上述矩阵解出关于θarm的方程，同时与斗杆和动臂的先导电磁阀控制指令成正比，由θarm得到斗杆和动臂先导电磁阀控制指令；当驾驶员通过显示控制器选择纵向保持功能时，挖斗铰点在水平方向上的速度和在纵向的运动速度满足以下矩阵：x·y·=-a·sin(α)+b·sin(α+β)b·sin(α+β)a·cos(α)-b·cos(α+β)-b·cos(α+β)α·β·=kv·0θboom,]]>其中，挖斗铰点在水平方向运动速度由于右十字手柄的前后倾斜角度θboom范围为0°～20°，杆死区为2°，挖斗铰点纵向运动速度的范围为0～500cm/s，则计算上述矩阵解出关于θboom的方程，同时和与斗杆和动臂的先导电磁阀控制指令成正比，由θboom得到斗杆和动臂的先导电磁阀控制指令；当驾驶员通过显示控制器选择挖斗保持功能时，通过测量α、β以及挖斗角位移传感器测量角γ得到挖斗斗齿与挖掘机底平面的夹角Δ＝2π‑α‑β‑γ，保持Δ不变，当斗杆和动臂运动时，即α和β在变化时，实时计算得到γ，即挖斗先导电磁阀打开面积对时间的积分；由此得到挖斗先导电磁阀控制指令。