輸料控制系統、方法及地下施工機械技術方案

本發明專利技術涉及一種輸料控制系統、方法及地下施工機械，輸料控制系統包括：輸料操控手柄(1)、控制器(2)和輸料控制閥(3)，所述輸料操控手柄(1)與所述控制器(2)信號連接，所述控制器(2)與所述輸料控制閥(3)的控制端信號連接，所述輸料控制閥(3)設置在輸料系統中輸料馬達(4)的工作油路中，用于控制所述輸料馬達(4)的啟停、轉向和轉速。本發明專利技術利用電氣控制代替部分液壓控制，相比于現有的全液壓輸料控制過程，能夠在更復雜的施工工況下實現較好的控制效果。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及工程機械領域，尤其涉及一種輸料控制系統、方法及地下施工機械。
技術介紹
在地下施工中，尤其是在采用暗挖法進行城市地鐵施工中，渣土的輸送是必不可少的環節。人工或機械挖掘出的渣土需要及時地清理出工作界面，以便進行下一步的施工，而渣土的輸送對地下施工效率影響較大?，F有的地下施工所產生的渣土主要是利用挖掘機或一些施工設備的輸送裝置將渣土裝載或傳送到渣土運輸車上，然后再由渣土運輸車將渣土運離工作面。其中，挖掘機是以柴油機提供動力的，其工作時會排放出廢氣，而在空氣流動性不好的地下空間來說，這些廢氣會造成地下空氣污染，影響施工環境和施工人員的身體健康。采用施工設備的輸送裝置進行渣土運輸的方式則面臨著控制效果不理想的問題，由于輸送裝置往往采用全液壓控制系統，需要施工人員通過液壓手柄和開關按鈕進行控制，在液壓手柄操作不熟練時容易引起系統沖擊，例如在啟動時如果操作人員一下子將手柄推到最大，則液壓閥就會突然全開，造成較強的啟動沖擊，而輸送裝置上如果附著了一些渣土，則可能造成對輸送裝置的堵塞。除此之外，在渣土的正常輸送過程中也可能出現堵塞。對于輸送裝置的堵塞主要是通過人工進行清理，效率比較低下。目前也有通過振動電機來進行清堵，但這種方式需要加配振動電機，提高了設備成本，也占用了更多的空間和重量。另一方面，現有的輸送控制系統設計比較簡單，主要通過施工人員肉眼觀察來了解渣土輸送的情況，但這樣的觀察無法獲得更為準確和詳細的設備狀態，控制的可靠性和準確性比較一般。
技術實現思路
本專利技術的目的是提出一種輸料控制系統、方法及地下施工機械，能夠實現復雜施工工況下的輸料控制。為實現上述目的，本專利技術提供了一種輸料控制系統，包括：輸料操控手柄、控制器和輸料控制閥，所述輸料操控手柄與所述控制器信號連接，所述控制器與所述輸料控制閥的控制端信號連接，所述輸料控制閥設置在輸料系統中輸料馬達的工作油路中，用于控制所述輸料馬達的啟停、轉向和轉速。進一步的，還包括壓力傳感器，用于檢測所述輸料馬達的正轉工作油壓，并提供給所述控制器；所述控制器與所述壓力傳感器信號連接，能夠在確定所述輸料馬達的正轉工作油壓超過預設的堵料壓力閾值時，通過所述輸料控制閥控制所述輸料馬達交替正反轉，并在所述輸料馬達的正轉工作油壓不超過所述堵料壓力閾值時恢復所述輸料馬達的正常輸料過程。進一步的，所述控制器包括：油壓比較單元，與所述壓力傳感器信號連接，用于對從所述壓力傳感器接收的所述輸料馬達的正轉工作油壓與預設的堵料壓力閾值進行比較；正反轉控制單元，與所述油壓比較單元信號連接，用于在確定所述輸料馬達的正轉工作油壓超過預設的堵料壓力閾值時，通過向所述輸料控制閥發出控制信號，以使所述輸料控制閥控制所述輸料馬達交替正反轉，并在所述輸料馬達的正轉工作油壓不超過所述堵料壓力閾值時恢復所述輸料馬達的正常輸料過程；反轉次數設定單元，與所述正反轉控制單元信號連接，用于接收外部輸入或系統默認的允許最大反轉次數，并提供給所述正反轉控制單元，以便所述控制器在所述輸料馬達反轉次數達到所述允許最大反轉次數，且所述輸料馬達的正轉工作油壓仍然超過預設的堵料壓力閾值時，通知人工手動清堵或通過所述輸料控制閥使所述輸料馬達停機。進一步的，所述控制器中還包括啟動過渡單元，與所述輸料操控手柄和所述輸料控制閥均信號連接，能夠在系統啟動時檢測到所述輸料操控手柄的輸入電流在低于預設啟動時間下增加到最大電流值時，控制提供給所述輸料控制閥的電流值以預設函數逐步增加到最大電流值。進一步的，所述預設函數為線性增函數或拋物線增函數。進一步的，所述信號連接為電壓/電流信號連接或控制器局域網總線信號連接。進一步的，還包括人機交互裝置，與所述控制器信號連接，能夠顯示系統狀態信息和故障報警信息，并能夠根據接收的外部輸入進行堵料壓力閾值、允許最大反轉次數、反轉時間和/或啟動時間的設定。進一步的，還包括轉速傳感器，與所述控制器信號連接，能夠在所述輸料馬達正常輸料時檢測馬達轉速，并將馬達轉速提供給所述控制器。為實現上述目的，本專利技術提供了一種地下施工機械，包括輸料馬達，其中還包括前述的輸料控制系統。為實現上述目的，本專利技術提供了一種基于前述的輸料控制系統的輸料控制方法，包括：壓力傳感器實時檢測輸料系統中的輸料馬達的正轉工作油壓，并將檢測到的所述輸料馬達的正轉工作油壓提供給控制器；所述控制器將所述輸料馬達的正轉工作油壓與預設的堵料壓力閾值進行比較，如果確定所述輸料馬達的正轉工作油壓超過預設的堵料壓力閾值，則通過所述輸料控制閥控制所述輸料馬達交替正反轉，并在所述輸料馬達的正轉工作油壓不超過所述堵料壓力閾值時恢復所述輸料馬達的正常輸料過程。進一步的，所述通過所述輸料控制閥控制所述輸料馬達交替正反轉，并在所述輸料馬達的正轉工作油壓不超過所述堵料壓力閾值時恢復所述輸料馬達的正常輸料過程的操作具體包括：反轉步驟：所述控制器向所述輸料控制閥發出控制信號，使所述輸料控制閥控制所述輸料馬達反轉，并在預設反轉時間內維持反轉狀態；正轉檢測及處理步驟：在所述輸料馬達反轉狀態持續預設反轉時間后，所述控制器向所述輸料控制閥發出控制信號，使所述輸料控制閥控制所述輸料馬達恢復正轉，并檢測所述輸料馬達的正轉工作油壓是否仍然超過預設的堵料壓力閾值，如果仍然超過，則進一步判斷當前的輸料馬達反轉次數是否已達到允許最大反轉次數，是則通知人工手動清堵或通過所述輸料控制閥使所述輸料馬達停機，否則重新執行所述反轉步驟；如果所述輸料馬達的正轉工作油壓不超過預設的堵料壓力閾值，則恢復所述輸料馬達的正常輸料過程。進一步的，還包括：當所述控制器在所述輸料系統啟動時檢測到所述輸料操控手柄的輸入電流在低于預設啟動時間下增加到最大電流值時，控制提供給所述輸料控制閥的電流值以預設函數逐步增加到最大電流值。進一步的，所述預設函數為線性增函數或拋物線增函數。進一步的，還包括：在輸料時，所述控制器采集所述輸料控制閥的電流反饋值和所述輸料馬達的馬達轉速，并根據所述電流反饋值和所述馬達轉速判斷所述輸料系統是否運轉正常，如果確定所述輸料系統運轉不正常，則并通過人機交互裝置進行故障報警。基于上述技術方案，本專利技術使控制器分別與輸料操控手柄和輸料控制閥信號連接，利用電氣控制代替部分液壓控制，相比于現有的全液壓輸料控制過程，能夠在更復雜的施工工況下實現較好的控制效果。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，構成本申請的一部分，本專利技術的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的不當限定。在附圖中：圖1為本專利技術輸料控制系統的一實施例的結構示意圖。圖2為本專利技術輸料控制系統的另一實施例的結構示意圖。圖3為本專利技術輸料控制系統的又一實施例的結構示意圖。圖4為本專利技術輸料控制系統實施例中人機交互裝置的界面示意圖。圖5為本專利技術輸料控制方法的一實施例的流程示意圖。圖6為本專利技術輸料控制方法的另一實施例的流程示意圖。具體實施方式下面通過附圖和實施例，對本專利技術的技術方案做進一步的詳細描述。如圖1所示，為本專利技術輸料控制系統的一實施例的結構示意圖。在本實施例中，輸料控制系統包括：輸料操控手柄1、控制器2和輸料控制閥3，所述輸料操控手柄1與所述控制器2信號連接，所述控制器2與所述輸料控制閥3的控制端信號連接，所述輸料控制閥3本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種輸料控制系統，其特征在于，包括：輸料操控手柄(1)、控制器(2)和輸料控制閥(3)，所述輸料操控手柄(1)與所述控制器(2)信號連接，所述控制器(2)與所述輸料控制閥(3)的控制端信號連接，所述輸料控制閥(3)設置在輸料系統中輸料馬達(4)的工作油路中，用于控制所述輸料馬達(4)的啟停、轉向和轉速。

【技術特征摘要】
1.一種輸料控制系統，其特征在于，包括：輸料操控手柄(1)、控制器(2)和輸料控制閥(3)，所述輸料操控手柄(1)與所述控制器(2)信號連接，所述控制器(2)與所述輸料控制閥(3)的控制端信號連接，所述輸料控制閥(3)設置在輸料系統中輸料馬達(4)的工作油路中，用于控制所述輸料馬達(4)的啟停、轉向和轉速。2.根據權利要求1所述的輸料控制系統，其特征在于，還包括壓力傳感器(5)，用于檢測所述輸料馬達(4)的正轉工作油壓，并提供給所述控制器(2)；所述控制器(2)與所述壓力傳感器(5)信號連接，能夠在確定所述輸料馬達(4)的正轉工作油壓超過預設的堵料壓力閾值時，通過所述輸料控制閥(3)控制所述輸料馬達(4)交替正反轉，并在所述輸料馬達(4)的正轉工作油壓不超過所述堵料壓力閾值時恢復所述輸料馬達(4)的正常輸料過程。3.根據權利要求2所述的輸料控制系統，其特征在于，所述控制器(2)包括：油壓比較單元，與所述壓力傳感器(5)信號連接，用于對從所述壓力傳感器(5)接收的所述輸料馬達(4)的正轉工作油壓與預設的堵料壓力閾值進行比較；正反轉控制單元，與所述油壓比較單元信號連接，用于在確定所述輸料馬達(4)的正轉工作油壓超過預設的堵料壓力閾值時，通過向所述輸料控制閥(3)發出控制信號，以使所述輸料控制閥(3)控制所述輸料馬達(4)交替正反轉，并在所述輸料馬達(4)的正轉工作油壓不超過所述堵料壓力閾值時恢復所述輸料馬達(4)的正常輸料過程；反轉次數設定單元，與所述正反轉控制單元信號連接，用于接收外部輸入或系統默認的允許最大反轉次數，并提供給所述正反轉控制單元，以便所述控制器(2)在所述輸料馬達(4)反轉次數達到所述允許最大反轉次數，且所述輸料馬達(4)的正轉工作油壓仍然超過預設的堵料壓力閾值時，通知人工手動清堵或通過所述輸料控制閥(3)使所述輸料馬達(4)停機。4.根據權利要求1～3任一所述的輸料控制系統，其特征在于，所述控制器(2)中還包括啟動過渡單元，與所述輸料操控手柄(1)和所述輸料控制閥(3)均信號連接，能夠在系統啟動時檢測到所述輸料操控手柄(1)的輸入電流在低于預設啟動時間下增加到最大電流值時，控制提供給所述輸料控制閥(3)的電流值以預設函數逐步增加到最大電流值。5.根據權利要求4所述的輸料控制系統，其特征在于，所述預設函數為線性增函數或拋物線增函數。6.根據權利要求1所述的輸料控制系統，其特征在于，所述信號連接為電壓/電流信號連接或控制器局域網總線信號連接。7.根據權利要求1所述的輸料控制系統，其特征在于，還包括人機交互裝置(6)，與所述控制器(2)信號連接，能夠顯示系統狀態信息和故障報警信息，并能夠根據接收的外部輸入進行堵料壓力閾值、允許最大反轉次數、反轉時間和/或啟動時間的設定。8....

【專利技術屬性】
技術研發人員：魏彬，胡傳正，王潤澤，
申請(專利權)人：徐工集團工程機械有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32