一种基于循迹模式的挖掘机及其自动控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及挖掘机技术领域，尤其涉及一种基于循迹模式的挖掘机及其自动控制方法。
【背景技术】
[0002]现有挖掘机控制结构如图1所示，发动机100驱动柱塞栗200和先导栗300，柱塞栗200出油口与液控多路阀500进油口相连，液控多路阀500控制油由先导栗300提供，由先导手柄400控制，液控多路阀500出油口与油缸600相连，驱动油缸600伸缩。控制方面，仅有发动机100与柱塞栗200之间有功率控制，由控制器700实现。
[0003]该挖掘机在地面平整和斜面修整作业时，都是靠机手不停调整手柄，做好动臂和斗杆的配合。其工作重复性高，工作量大，操作费时费力，且机手易疲劳。挖掘机每个工作循环衔接不畅，造成工作效率不高，耗油量居高不下。
[0004]进一步地，现有技术挖掘机存在的缺点可以分为以下几点:首先，没有针对不同工况下的自动控制;其次，机手在重复性高的工况作业时，例如地面平整或者坡面修整等情况下，都是按照自己的经验调整斗杆、动臂等执行器先导手柄400，达到平地要求，其操作对机手操作能力要求高，重复劳动量大;最后，各个工作循环由于操作不一致，平地效果不一致。
【发明内容】
[0005](一)要解决的技术问题
[0006]本发明要解决的技术问题就是提供一种基于循迹模式的挖掘机及其自动控制方法，降低驾驶员工作量，提高挖掘机工作质量和效率。
[0007](二)技术方案
[0008]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于循迹模式的挖掘机，包括发动机、电控柱塞栗、电控多路阀、先导栗、油缸和主控制器;所述发动机连接并驱动所述电控柱塞栗;所述电控柱塞栗的出油口连接所述电控多路阀的进油口；所述电控多路阀与所述先导栗连接，并通过所述先导栗为所述电控多路阀提供控制油;所述电控多路阀的出油口连接所述油缸并驱动所述油缸伸缩;所述发动机、电控柱塞栗和电控多路阀均与所述主控制器信号连接，并分别将自身的工作参数发送给所述主控制器;所述主控制器根据接收到的所述工作参数自动复现机手示范性操作。
[0009]优选地，所述先导栗通过电比例先导阀连接所述电控多路阀；所述电比例先导阀连接压力传感器，并通过所述压力传感器将示范性操作时的第一先导压力值和复现示范性操作时的第二先导压力值发送给所述主控制器。
[0010]优选地，还包括连接所述电比例先导阀和电控多路阀的第一 PID控制器，所述第一PID控制器对所述第一先导压力值和第二先导压力值进行运算，并根据运算结果对所述主控制器中所述电控多路阀的电流/电压参数值进行第一次校正。
[0011]优选地，所述油缸连接位移传感器，所述位移传感器将油缸在示范性操作时的第一位移值和在复现示范性操作时的第二位移值发送给所述主控制器。
[0012]优选地，还包括连接所述位移传感器的第二PID控制器，所述第二 PID控制器对所述第一位移值和第二位移值进行运算，并根据运算结果对所述电控多路阀的电流/电压参数值进行第二次校正。
[0013]本发明还提供一种基于循迹模式的挖掘机的自动控制方法，包括以下步骤:
[0014]S1:在不同工况下分别进行机手示范性操作，并通过主控制器记录一次工作循环中发动机、电控柱塞栗和电控多路阀的工作参数；
[0015]S2、停止机手示范性操作，所述主控制器根据记录的所述工作参数向挖掘机的所述发动机、电控柱塞栗和电控多路阀发送指令；
[0016]S3、所述发动机根据所述主控制器的指令实现特定转速的转动，所述电控柱塞栗和电控多路阀分别根据所述主控制器的指令调节流量，从而驱动所述油缸伸缩并复现所述机手示范性操作。
[0017]优选地，还包括S4:通过压力传感器采集示范性操作时电比例先导阀的第一先导压力值，以及复现示范性操作时电比例先导阀的第二先导压力值;采用第一 PID控制器对所述第一先导压力值和第二先导压力值进行运算，并根据运算结果对所述电控多路阀的电流/电压参数值进行第一次校正。
[0018]优选地，还包括S5:通过位移传感器采集示范性操作时油缸的第一位移值，以及复现示范性操作时油缸的第二位移值;采用第二 PID控制器对所述第一位移值和第二位移值进行运算，并根据运算结果对所述电控多路阀的电流/电压参数值进行第二次校正。
[0019]优选地，所述主控制器根据校正后的所述电控多路阀的电流/电压参数值发出指令。
[0020](三)有益效果
[0021]本发明的技术方案具有以下有益效果:本发明的一种基于循迹模式的挖掘机，记录机手在某种工况下的示范性操作循环，具体采用主控制器采集整个操作循环中发动机、电控柱塞栗和电控多路阀工作参数，并基于这些工作参数自动复现机手示范性操作。该方案通过采集到的数据输出指令，没有大量提前设定，控制方案易实现。此外，该方案自动控制设定基于机手示范性操作数据，面对不同工况针对性强，灵活可靠;最后，该方案在面对重复性高的特定工况如地面平整和斜面修整时，其自动控制方法面对不同工况既能充分利用驾驶员的主观判断能力，又能发挥自动控制方法的便捷，可以显著减少机手重复操作，降低机手工作量，提高劳动效率，减少工作循环间隙。
【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是现有技术的挖掘机的结构示意图；
[0024]图2是本实施例的基于循迹模式的挖掘机的结构示意图；
[0025]图3本实施例的基于循迹模式的挖掘机的工作原理和逻辑校正示意图；
[0026]图中:100、发动机；200、柱塞栗；300、先导栗；400、先导手柄；500、液控多路阀；600、油缸;700、控制器；
[0027]1、发动机;2、电fe柱塞栗;3、先导栗;4、先导手柄;5、电技多路阔；6、油缸;7、位移传感器;8、主控制器。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
[0029]在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0030]本实施例的基于循迹模式的挖掘机，请参见图2，包括发动机1、电控柱塞栗2、电控多路阀5、先导栗3、油缸6和主控制器8。其中，发动机I连接并驱动所述电控柱塞栗2，在电控柱塞栗2的作用下将机械能转化成液压能。此处的电控柱塞栗2—般指的是通过比例电磁阀控制栗排量的柱塞栗。电控柱塞栗2的出油口与电控多路阀5的进油口相连，从而通过电控柱塞栗2获得一定能量的液压油进入电控多路阀5中。其中，电控多路阀5的控制油一般是由先导栗3提供的。此处的先导栗3可以采用发动机I驱动，并由先导手柄4控制。电控多路阀5的出油口连接所述油缸6并驱动所述油缸6伸缩。通过所述油缸6的伸缩带动伊^斗实现特定的作业。
[0031]此处，发动机1、电控柱塞栗2和电控多路阀5均与挖掘机的主控制器8信号连接，并分别将自身的工作参数发送给所述主控制器8。此处的信号连接优选为电信号连接，当然还可以是任何可以实现数据传递的连接方式。此处的工作参数，至少包括发动机I的功率(或者可以计算出发动机I功率的其它参数，例如发动机I的转速)、电控柱塞栗2的电流/电压参数值、电控多路阀5的电流/电压参数值。所述主控制器8根据接收到的所述工作参数自动复现机手示范性操作。
[0032]具体地，本实施例的基于循迹模式的挖掘机工作原理请参见图3，主控制器8记录机手示范性操作过程中挖掘机的工作参数，并在至少一个工作循环之后，停止人工操作，并通过控制器输出指令，将记录下的工作参数发送给各个相关结构，从而实现特定的油缸6伸缩，最终控制挖掘机自动复现机手示范性操作。
[0033]此外，先导栗3通过电比例先导阀连接所述电控多路阀5，电比例先导阀连接压力传感器，并通过所述压力传感器将先导压力值发送给所述主控制器8。
[0034]具体地，该压力传感器采集电比例先导阀在示范性操作时的第一先导压力值和电比例先导阀在复现示范性操作时的第二先导压力值，并将第一先导压力值和第二先导压力值发送给第一 PID控制器。该第一 PID控制器连接电比例先导阀和电控多路阀5，并对所述第一先导压力值和第二先导压力值进行运算，并根据运算结果对所述主控制器中所述电控多路阀5的电流/电压参数值进行第一次校正，并将校正后的结果发送给主控制器8。此处的“电控多路阀5的电流/电压参数值”显然指的是示范性操作时电控多路阀5的电流/电压参数值。在此基础上，主控制器8根据校正后的电流/电压参数值输出指令，从而控制电控多路阀5进行相对应的