双系统的四履带同步行走装置及控制方法与流程

一、技术领域

本发明属于履带起重机控制技术，具体涉及双液压系统情况下的四履带同步行走装置，可用于需要协同作业的两个平台作业设备及固定设备改移动设备等。

二、

背景技术：

施工现场经常需要应用于两个平台作业设备的协同作业及固定设备改移动设备等。现有的双液压系统四履带协同作业的控制方式较为简单，比如料场的堆取料机，传统做法是地面铺设轨道，平台在固定的轨迹进行堆取料，其作业效率、堆取料范围和灵活性都要受到限制。

双液压系统，各履带液压泵之间的功率排量不同，马达速度不同，最终的行走速度也不同。即便是相同排量的泵和马达，实际检测到的行走速度也不尽相同。如何较好地实现双系统的四履带同步行走控制，是本发明所要解决的课题。

三、

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种履带起重机双系统的四履带同步行走装置及控制方法，实现四履带同步行走。

本发明采用的技术方案是：双系统的四履带同步行走装置包括：位于电控柜面板上的显示器，位于电控柜内的plc控制器，位于司机室内的操作手柄，安装在减速机上并同步转动的绝对值编码器，安装在减速机上并同步转动的绝对值编码器和带有比例电磁阀的履带液压泵，plc控制器与绝对值编码器和显示器通过can总线连接，操纵手柄通过can总线与控制器藕接，比例电磁阀与plc控制器的pwm输出端藕接。绝对值编码器获取各履带行走减速机的转动数据，通过can总线发送给plc控制器；显示器通过can总线读取plc控制器中的各项参数，包括系统压力、行走速度、编码器计数、同步状态；操纵手柄向plc控制器提供履带行走的速度与方向信号，plc控制器经计算通过比例电磁阀控制液压泵的排量，实现双系统的四履带同步行走。

具体工作过程：

1、动力装置（柴油机或者电机）启动后，液压泵提供系统压力，驱动行走马达开始行走，位于行走减速机上同步运转的绝对值编码器获取转动数值。编码器通过can总线将数值发送给plc控制器，plc控制器将获得的编码器数值进行对比，得到当前各履带行走的状态，首先对比不同液压系统的履带行走速度，标定其中一个履带速度，如果此时另外一条履带行走的速度过快，通过plc控制器计算处理，pwm输出端口降低过快履带液压泵的电流值，直到该履带和被标定的履带绝对值编码数值相同为止。反之，则提高过慢履带液压泵的电流值。

2、将不同液压系统的两条履带行走速度调平之后，再将同一液压系统的两条履带进行对比，同样，也是通过plc控制器的pwm输出端口对两条履带的电流进行调整来实现调平。

本发明具有如下有益效果：

1、改变了轨道式作业平台的局限性，大大的提升了同步行走装置的使用效率。对于堆取料作业，采用本方法后，平台和传送带置于两个履带行走装置上，堆取料作业设备的作业效率、堆取料范围、灵活性都将得到很大的提高。

2、改造成本低，实现简单；通过can总线连接，安全可靠。

3、使用范围广，可应用于类似需要同步行走的设备上。

三、附图说明

图1为本发明的结构框图；

图2为本发明的电路原理图；

图3为编码器安装示意图；

图4为图3的a-a剖面图；

图5为本发明的计算方法流程图；

图6、7为本发明的显示器界面；

图8、图9、图10为本发明的手柄示意图。

四、具体实施方式

本发明包括plc控制器、绝对值编码器、操纵手柄、比例电磁阀。位于行走减速机上的绝对值编码器通过can总线与位于电控柜内的plc控制器藕接，用来获取当前行走减速机各编码的计数值。位于电控柜面板上的显示器通过can总线和plc控制器藕接，用来显示各编码器的计数值、系统压力、同步状态、手柄状态等。位于司机室操作台上的操纵手柄，通过can总线与控制器藕接，向plc控制器提供履带行走的速度与方向信号。安装在液压泵上的比例电磁阀与plc的输出端口藕接，用于控制液压泵和的排量。

本发明的电路连接为：本发明的电路连接为：电源经熔断器fu11、fu12、fu14、fu15分别连接plc控制器1和plc控制器2的电源端口；手柄1、手柄2经can总线连接控制器的can线端口，显示器通过can总线连接控制器的can线端口，四个编码器分别通过can线接控制器的can线端口；1左行走前、1左行走后、1右行走前、1右行走后、2左行走前、2左行走后、2右行走前、2右行走后分别连接控制器的pwm输出端口，1行走制动和2行走制动分别连接plc控制器的开关量输出端口，速度给定连接plc控制器的模拟量输入端口，直行选择连接plc控制器的开关量输入端口，转弯选择连接plc控制器的开关量输入端口，后/前行选择连接plc控制器的开关量输入端口，逆/顺时选择连接plc控制器的开关量输入端口，系统压力1连接plc控制器的模拟量输入端口，系统压力2连接plc控制器的模拟量输入端口，油温1连接plc控制器的模拟量输入端口，油温2连接plc控制器的模拟量输入端口，1电磁阀报警连接plc控制器的开关量输出端口，1手柄报警连接plc控制器的开关量输出端口，1压力报警连接plc控制器的开关量输出端口，1油温报警连接plc控制器的开关量输出端口，2电磁阀报警连接plc控制器的开关量输出端口，2手柄报警连接plc控制器的开关量输出端口，2压力报警连接plc控制器的开关量输出端口，2油温报警连接plc控制器的开关量输出端口。

绝对值编码器1安装在减速机的轮圈中幅2的中间，固定在履带架上的支架3上。编码器实时获取对应履带行走减速机的转动数值。

⑴各零部件的具体作用为：

①plc控制器接受绝对值编码器和手柄的输入值，处理这些数值，pwm输出端口给液压泵输出电流值。

②显示器实时显示编码器计数值、系统压力、同步状态、手柄状态等。

③手柄给定行走速度的值、方向，通过手柄按钮选择同步模式（直行、转弯等），速度值以绿色能量条的型式体现在显示器中，选择同步模式，也同样显示在显示器中。另外，编码器清零的功能也设置在手柄按钮上。

⑵计算方法

①首先获取各编码器的数值

countd1：1左行走数值

countd2：1右行走数值

countd3：2左行走数值

countd4：2右行走数值

其中1和2表示不同液压系统的行走装置

②将获取的编码器数值通过如下公式进行对比

（countd1*d1-countd3*d2）/t1=0

若计算结果为正值，表明1号行走装置的的左履带偏快，则通过plc控制器的pwm输出端口降低控制该履带的液压泵电流值，直到上述公式结果是零为止；

（countd1-countd2）/t2=0

（countd3-countd4）/t2=0

同理这两个公式用来调平1、2号行走装置各自履带行走速度；

其中：d1：1号行走装置行走减速机的直径

d2：2号行走装置行走减速机的直径

t1：敏感系数

t2：敏感系数

③同步转弯行走处理(1号行走装置以2号行走装置为圆心转弯)

（countd1*d1）/（countd2*d2）

=(l1+l+l2*0.5)/(l+l2*0.5)

其中：l1：1号行走装置两条履带的中心距

l2：2号行走装置两条履带的中心距

l：两个行走装置之间的距离

④同步保护

（countd1*d1-countd3*d2）/t1>tm或者<-tm时，plc控制器停止pwm输出，所有履带停止动作；其中：tm为保护值

(countd1-countd2)/t2>tn或者<-tn时，

plc控制器停止pwm输出，所有履带停止动作；

其中：tn为保护值

(countd3-countd4)/t2>tn或者<-tn时，plc控制器停止pwm输出，所有履带停止动作。