装载机智能辅助系统的制作方法

本实用新型属于装卸机控制领域，具体涉及一种装载机智能辅助系统。

背景技术：

装载机广泛应用于各种工程现场，极大地方便了现场作业，大大提高了劳动效率，并极大地减轻了工人劳动强度，是这些场地不可缺少的装运工具。然而，由于存在被装载对象及装载场所复杂等问题，以及加上装载机操作员水平差异大、劳动强度高，仅靠人力操纵机器难以发挥机器最大潜能，也导致机器故障率高、维护工作量大、使用寿命短等问题。

技术实现要素：

为改善上述问题，本实用新型提出一种装载机智能辅助系统。

本实用新型采用以下技术方案：一种装载机智能辅助系统，其特征在于：包括智能辅助系统控制器；所述智能辅助系统控制器带有存储器；所述智能辅助系统控制器分别与装载机整机控制器、辅助电源、电控变量泵、电控溢流阀、第一电控流量阀、第二电控流量阀、第一电控减压阀、第二电控减压阀、第一电控换向阀、第二电控换向阀、第一压力传感器、第二压力传感器、第一位移传感器、第二位移传感器、轮速传感器相连接；所述装载机整机控制器分别与所述动力系统控制器、辅助电源连接；所述动力系统分别与动力系统控制器、电控变量泵、驱动轴连接；所述第一电控换向阀、第一电控减压阀、第一电控流量阀依次连接；所述第二电控换向阀、第二电控减压阀、第二电控流量阀依次连接；所述电控变量泵出油口旁路经电控溢流阀与油箱连接，所述电控变量泵提供的一路压力油经第一电控流量阀、第一电控减压阀、第一电控换向阀进入动臂油缸工作腔，其提供的另一路压力油经第二电控流量阀、第二电控减压阀、第二电控换向阀进入转斗油缸工作腔。

进一步的，还包括与所述装载机整机控制器连接的加速踏板、制动踏板、操作手柄组。

进一步的，还包括与所述智能辅助系统控制器连接的显示屏、声光警示系统。

在本实用新型另一实施例种，一种装载机智能辅助系统，包括装载机整机控制器；所述装载机整机控制器带有存储器；所述载机整机控制器分别与智能辅助系统控制器、辅助电源、动力系统控制器、电控变量泵、电控溢流阀、第一电控流量阀、第二电控流量阀、第一电控减压阀、第二电控减压阀、第一电控换向阀、第二电控换向阀、第一压力传感器、第二压力传感器、第一位移传感器、第二位移传感器、轮速传感器相连接；所述智能辅助系统控制器与辅助电源连接；所述动力系统分别与动力系统控制器、电控变量泵、驱动轴连接；所述第一电控换向阀、第一电控减压阀、第一电控流量阀依次连接；所述第二电控换向阀、第二电控减压阀、第二电控流量阀依次连接；所述电控变量泵出油口旁路经电控溢流阀与油箱连接，所述电控变量泵提供的一路压力油经第一电控流量阀、第一电控减压阀、第一电控换向阀进入动臂油缸工作腔，其提供的另一路压力油经第二电控流量阀、第二电控减压阀、第二电控换向阀进入转斗油缸工作腔。

进一步的，还包括与所述装载机整机控制器连接的加速踏板、制动踏板、操作手柄组。

进一步的，还包括与所述装载机整机控制器连接的显示屏、声光警示系统。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：使装有本实用新型技术的这类装载机在装载过程可以大大改善工作状况、降低故障率、延长机器使用寿命，同时降低机器操作员的技术难度、减轻操作者的劳动强度，提高了装载机档次和性价比，对装载机的发展有重要的促进作用。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的系统原理框图。

图2为本实用新型另一实施例的系统原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步解释说明。

本实用新型提供的智能辅助系统在结构上有两种形式（如图1和图2所示）。

参见图1，一种装载机智能辅助系统，包括智能辅助系统控制器；所述智能辅助系统控制器分别与装载机整机控制器、辅助电源、电控变量泵、电控溢流阀、第一电控流量阀、第二电控流量阀、第一电控减压阀、第二电控减压阀、第一电控换向阀、第二电控换向阀、第一压力传感器、第二压力传感器、第一位移传感器、第二位移传感器、轮速传感器相连接；所述装载机整机控制器分别与所述动力系统控制器、辅助电源连接；所述动力系统分别与动力系统控制器、电控变量泵、驱动轴连接；所述第一电控换向阀、第一电控减压阀、第一电控流量阀依次连接；所述第二电控换向阀、第二电控减压阀、第二电控流量阀依次连接；所述电控变量泵出油口旁路经电控溢流阀与油箱连接，所述电控变量泵提供的一路压力油经第一电控流量阀、第一电控减压阀、第一电控换向阀进入动臂油缸工作腔，其提供的另一路压力油经第二电控流量阀、第二电控减压阀、第二电控换向阀进入转斗油缸工作腔。

进一步的，还包括与所述装载机整机控制器连接的加速踏板、制动踏板、操作手柄组。

进一步的，还包括与所述智能辅助系统控制器连接的显示屏、声光警示系统。

参见图2，本实用新型另一实施例中，一种装载机智能辅助系统，包括装载机整机控制器；所述载机整机控制器分别与智能辅助系统控制器、辅助电源、动力系统控制器、电控变量泵、电控溢流阀、第一电控流量阀、第二电控流量阀、第一电控减压阀、第二电控减压阀、第一电控换向阀、第二电控换向阀、第一压力传感器、第二压力传感器、第一位移传感器、第二位移传感器、轮速传感器相连接；所述智能辅助系统控制器与辅助电源连接；所述动力系统分别与动力系统控制器、电控变量泵、驱动轴连接；所述第一电控换向阀、第一电控减压阀、第一电控流量阀依次连接；所述第二电控换向阀、第二电控减压阀、第二电控流量阀依次连接；所述电控变量泵出油口旁路经电控溢流阀与油箱连接，所述电控变量泵提供的一路压力油经第一电控流量阀、第一电控减压阀、第一电控换向阀进入动臂油缸工作腔，其提供的另一路压力油经第二电控流量阀、第二电控减压阀、第二电控换向阀进入转斗油缸工作腔。这种连接形式的系统，本智能辅助控制器仅起着大脑作用，通过整机控制器，间接实现监控调节工作机构的工作，而非像第一种结构方式采用本智能辅助控制器直接监控调节工作机构的工作。此时，工作原理与第一种情况完全一样。这种方式还可以进一步简化成去掉本智能辅助控制器及其存储器硬件，直接将智能辅助系统控制器的监控软件作为一个子程序直接安装在整机控制器里头，并与整机控制器一起协调工作，实现本智能辅助功能。

进一步的，还包括与所述装载机整机控制器连接的加速踏板、制动踏板、操作手柄组。

进一步的，还包括与所述装载机整机控制器连接的显示屏、声光警示系统。

本智能辅助系统应用方法包括以下内容，该方法非本实用新型要保护内容。

1装载机的操作主要由驾驶员个人完成，本智能辅助系统根据需要自动智能地参与机器的调控，实现机器工作在最佳状态。在装载过程中，驾驶员根据自己工作经验，通过操作手柄、踏板等经装载机整机控制器操作动臂油缸、转斗油缸及装载机行走系统，实现铲斗对物料的装载工作。与此同时，本智能辅助系统控制器通过位移传感器1和压力传感器1、位移传感器2和压力传感器2、轮速传感器组等监测着机器的工作状况。

2 当驾驶员启动机器后，本智能辅助系统控制器也立即启动但不马上参与调节电控变量泵、电控溢流阀、电控流量阀1和电控流量阀2、电控换向阀1和电控换向阀2、以及整机控制器的工作，仅在判断驾驶员操作不当或工作机构液压系统参数变化较剧烈时，本辅助系统控制器才对工作机构液压系统的有关参数进行智能动态优化和节能的自动修正调节。

3在铲斗装载整个过程中，驾驶员通过操作手柄组中的手柄，经装载机整机控制器对电控换向阀1和电控换向阀2、电控流量阀1和电控流量阀2、电控减压阀1和电控减压阀2进行各个油缸的换向和流量及油压的调节；通过加速踏板和手柄，借助整机控制器调节发动机转速或变量泵的变量参数实现调节电控变量泵的排量；通过加速踏板和制动踏板，调节装载机行走速度。即在装载工作时，驾驶员借助操纵手柄与踏板，通过间接控制动臂油缸和翻斗油缸的各自移动速度和行走系统的移动速度，完成铲斗铲装物料及控制它们的作业速度和能量消耗等。

4在驾驶员人工操作机器工作期间，本智能辅助系统控制器通过压力传感器1、位移传感器1、压力传感器2和位移传感器2对装载工作进行监测：当发现铲斗工作过程载荷突变或某个油缸工作油压过高或油缸活塞移动过快等情况时，本智能辅助系统立即自动智能地调节工作系统有关参数，使系统动态最优且节能地工作。

1）当监测发现压力传感器1或压力传感器2传回的某个缸（这里用A缸表示）压力变化速度大于阈值rp1或其对应油缸A的活塞移动速度大于阈值vg1时：本智能辅助系统立即减少与油缸A相连接的电控流量阀的一个流量dtq1, 使A缸对应的压力变化速度和活塞移动速度减少；若经过时间间隔dto1后，发现油缸A的压力变化速度和活塞移动速度仍未小于其对应的阈值rp1和vg1时，本智能辅助系统让该电控流量阀再减少一个流量dtq1, 使油缸A的压力变化速度和活塞移动速度继续减少，该调节过程按这样的时间间隔和规律不断重复进行，直至调节总时间不超过数值dt1时, A油缸的压力变化速度和活塞移动速度分别小于数值rp1和vg1为止。

若在预定的调节总时间dt1内，按每隔时间dto1、采用减少电控流量阀一个流量dtq1的规律不断调整液压系统参数，无法使油缸A的压力变化速度和活塞移动速度都分别小于数值rp1和vg1时，本智能辅助系统控制器则保持此时的电控流量阀的参数不变，但马上通过调整电控变量泵的变量参数来减少其排量一个数值dbq,促使液压缸A的油压变化速度和活塞位移速度进一步降低；该过程每隔时间dto2，重新进行一次这样的重复调节，直至油缸A的压力变化速度和活塞移动速度都分别小于数值rp1和vg1为止、或直至铲斗装载物料结束为止、或直至达到电控变量泵预设的最小排量为止。

若监测发现两个油缸的油压变化速度都大于阈值rp1、或发现两个油缸的活塞移动速度都大于阈值vg1时，本智能辅助系统控制器则保持此时的电控减压阀和电控流量阀的参数不变，但马上调整电控变量泵的变量参数使其排量减少一个数值dbq, 促使两个液压缸的油压变化速度和活塞位移速度降低；该过程每隔时间dto2，重复进行一次减少电控变量泵一个排量dbq的调节，直至两个油缸的压力变化速度和活塞移动速度都分别小于数值rp1和vg1为止、或直至铲斗装载物料结束为止、或直至达到电控变量泵预设的最小排量为止。

2）当监测发现压力传感器1或压力传感器2传回的某个缸（这里用油缸A表示）压力变化速度大于阈值rp1但对应油缸A的活塞位移速度小于阈值vg2时：本智能辅助系统立即减少与油缸A连接的电控流量阀的一个流量dtq1，同时立即增加与另一个油缸（用B缸表示）连接的电控流量阀的一个流量dtq1，使缸A对应的压力变化速度减少、使缸B的活塞移动速度增加些；若经过时间间隔dto1后，发现油缸A的压力变化速度未小于阈值rp1、且缸B的活塞移动速度未达到阈值vg2时，本智能辅助系统再减少油缸A对应的电控流量阀的一个流量dtq1、同时增加与油缸B连接的电控流量阀一个流量dtq1，使油缸A的压力变化速度继续减少、使缸B的活塞移动速度继续增加，该过程按这样的规律不断重复进行，直至调节总时间不超过数值dt1时,油缸A的压力变化速度小于数值rp1、或缸B的活塞移动速度达到阈值vg2为止。

若在预定的调节总时间dt1内，按每隔时间dto1、进行重复减少油缸A对应的电控流量阀的一个流量dtq1、同时增加与油缸B连接的电控流量阀一个流量dtq1的规律不断调整，仍无法使油缸A的压力变化速度小于数值rp1或缸B的活塞移动速度达到阈值vg2，本智能辅助系统控制器则保持电控减压阀和电控流量阀的此时参数不变，但马上让装载机驱动轮以低速w1也参与装载工作（若原先装载机行走系统未工作），或马上让装载机驱动轮增加一个转速ddw继续参与装载工作（若原先装载机行走系统已参与装载工作且车轮转速未超过w2）。经过时间dto2，若检测发现油缸A的油压变化速度还大于阈值rp1或缸B的活塞移动速度未达到阈值vg2时，则让装载机驱动轮再增加一个转速ddw，该过程按这样的调整规律不断重复进行，直至铲斗装载物料完毕、或直至装载机转速达到w2为止。

若监测发现两个油缸的油压变化速度同时都大于阈值rp1、且它们油缸的活塞位移速度都小于阈值vg2时，本智能辅助系统控制器则保持此时的电控减压阀和电控流量阀的参数不变，但马上调整电控变量泵的变量参数使其排量减低一个数量dbq，同时马上让装载机驱动轮以低速w1也参与装载工作（若原先装载机行走系统未工作），或马上让装载机驱动轮增加一个转速ddw继续参与装载工作（若原先装载机行走系统已参与装载工作且车轮转速未超过w2）。每经过时间dto2，重复调整电控变量泵的变量参数使其排量再减低一个数量dbq、同时让装载机驱动轮再增加一个转速ddw继续参与装载工作，直至这两个油缸的油压变化速度同时都小于阈值rp1、或直至铲斗装载物料完毕为止、或直至装载机转速达到w2为止。

3）当监测发现压力传感器1或压力传感器2传回的某个油缸（用缸A表示）压力大于阈值p1、且对应的油缸A的活塞位移速度大于阈值vg1时：本智能辅助系统立即减少与油缸A连接的电控减压阀出口油压一个数值dp2、同时减少与油缸A连接的电控流量阀的一个流量数值dtq2, 使缸A对应的油压和活塞移动速度减少；若每经过时间间隔dto1后，发现油缸A的压力和其活塞移动速度未小于各自的阈值p1和vg1时，本智能辅助系统让该电控减压阀出口油压再减少一个数值dp2、且让该电控流量阀再减少一个流量数值dtq2, 使该油缸的压力和活塞移动速度继续减少，且不断保持这样的调控规律，直至调节总时间不超过数值dt1时, 该油缸的压力和活塞移动速度都分别小于数值p1和vg1为止。

若在预定的调节总时间dt1内，按每隔时间dto1、重复采用油缸A电控减压阀出口油压减少一个数值dp2、且同时油缸A电控流量阀减少一个流量dtq2的规律调整液压系统参数，无法使油缸A的压力和活塞移动速度都分别小于数值p1和vg1，本智能辅助系统控制器则保持此时的电控减压阀和电控流量阀的参数不变，但马上调低电控溢流阀的启动压力一个数值dyp, 同时马上通过调整电控变量泵的变量参数减少其排量一个数值dbq,促使液压缸A的油压和其活塞位移速度进一步降低；该过程每隔时间dto2，重新进行一次同样规律的调节，直至油缸A的压力和活塞移动速度都分别小于数值p1和vg1为止、或直至铲斗装载物料完毕为止、或直至电控溢流阀达到其预设的最小启动压力为止、或直至达到电控变量泵预设的最小排量为止。

若监测发现两个油缸的油压和油缸活塞移动速度同时都大于各自阈值p1和vg1时，本智能辅助系统控制器则保持此时的电控减压阀和电控流量阀的参数不变，但马上调低电控溢流阀的启动压力一个数值dyp, 同时马上调整电控变量泵的变量参数减少其排量一个数值dbq, 促使两个液压缸的油压和活塞位移速度降低；该过程每隔时间dto2，重新进行一次同样规律的调节，直至油缸的压力和其活塞移动速度都分别小于数值p1和vg1为止、或直至铲斗装载物料完毕为止、或直至电控溢流阀达到其预设的最小启动压力为止、或直至达到电控变量泵预设的最小排量为止。

4）当监测发现压力传感器1或压力传感器2传回的压力大于某个阈值p1、但对应油缸（用缸A表示）的活塞位移速度小于阈值vg2时：本智能辅助系统立即减少与油缸A连接的电控流量阀的一个流量数值dtq1、同时立即增加与另一个油缸（用B缸表示）连接的电控流量阀的一个流量数值dtq1，使缸A对应的油压减少；每经过时间间隔dto1，重复进行一次减少与油缸A连接的电控流量阀的一个流量数值dtq1、同时立即增加与B缸连接的电控流量阀的一个流量数值dtq1，直至调节总时间不超过数值dt1时, 油缸A内的压力小于数值p1为止。

在预定的调节总时间dt1内，若按每隔时间dto1、采用减少与油缸A连接的电控流量阀的一个流量数值dtq1、同时立即增加与B缸连接的电控流量阀的一个流量数值dtq1的规律不断调整液压系统参数，仍无法使油缸A的压力小于数值p1，本智能辅助系统控制器则保持此时的电控减压阀和电控流量阀的参数不变，马上让装载机驱动轮以低速w1也参与装载工作（若原先装载机行走系统未工作），或马上让装载机驱动轮增加一个转速ddw继续参与装载工作（若原先装载机行走系统已参与装载工作且车轮转速未超过w2）。每经过一个时间dto2，重复进行一次让装载机驱动轮增加一个转速ddw的调整，直至油缸A内的压力小于数值p1为止、或直至铲斗装载结束为止、或直至装载机转速达到w2为止。

若监测发现两个油缸的油压同时都大于阈值p1、且两个油缸的活塞位移速度都小于阈值vg2时，本智能辅助系统控制器则保持此时的电控减压阀和电控流量阀的参数不变，马上让装载机驱动轮以低速w1也参与装载工作（若原先装载机行走系统未工作），或马上让装载机驱动轮增加一个转速ddw继续参与装载工作（若原先装载机行走系统已参与装载工作且车轮转速未超过w2）。每经过一个时间dto2，重复进行一次让装载机驱动轮增加一个转速ddw的调整，直至两油缸内的压力都小于数值p1为止、或直至铲斗装载结束为止、或直至装载机转速达到w2为止。

本智能辅助系统仅是对装载机人工操作进行必要的调整，但并非不可再人工调节。若驾驶员认为本智能辅助系统调节过度或调节组合不合适，仍然可以人工进行再调节。一旦本智能辅助发现装载机操作员操作不当导致装载机载荷变化太快等情形时，立即自动进行必要的智能调节，促使装载机工作机构及其液压系统受力状态改善并节约能量；在本智能辅助系统对液压系统进行调节后，若机器操作员觉得铲斗装载过程不理想，仍然可以通过操纵手柄和踏板等进行修正，即此时装载机整机控制器只要扫描发现驾驶员手柄或踏板等有新动作，则其根据该新动作大小与具体要求，对本智能辅助系统刚进行的有关液压元器件的调整再进行以满足驾驶员要求的调整。当然，当驾驶员不再人工继续调整铲斗的装载过程后，本智能辅助系统又立即开始了对工作机构及其液压系统的监控了。

上述实施方式的理解的描述仅仅是为帮助理解本实用新型，而不是用来限制本实用新型的。本领域技术人员均可以利用本实用新型的思想进行一些改动和变化， 只要其技术手段没有脱离本实用新型的思想和要点， 仍然在本实用新型的保护范围之内。