专利名称：装载机电液比例控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用在工程机械中的电液比例控制系统，特别是一种装载机电液 比例控制系统。
背景技术：
装载机的工作装置是利用液压系统控制动臂和铲斗油缸完成铲掘、装载等作业。 控制铲掘装载动作的控制系统是影响整机性能的关键技术。目前，国内装载机操作控制手柄采用手动直接操纵和液压先导操纵主换向阀阀芯 换向，其操纵力大、手柄操作后不能自动回中位，换向冲击大、控制功能单一、操作者易疲 劳、造型不美观等缺点。
发明内容
本发明的目的是要提供一种装载机电液比例控制系统，解决装载机现有操作系 统的操作力大、换向速度不可控、冲击大、功能单一的问题。本发明的目的是这样实现的该控制系统包括双联油泵、安全阀、先导控制阀组、 操作手柄、控制器、动臂定位传感器、斗平传感器、D32多路阀、铲斗油缸、动臂油缸、铲斗操 作手柄和动臂操作手柄，双联油泵的一个油泵的出油口通过安全阀与先导控制阀组输入端 口连接，操作手柄、动臂位定传感器和斗平传感器与计算机控制模块的输入端连接，计算机 控制模块的输出端与先导控制阀组的控制端连接；先导控制阀组的输出端与D32多路阀的 输入端连接，双联油泵的另一个油泵与D32多路阀的输入端连接，D32多路阀的输出端与铲 斗油缸和动臂油缸连接，D32多路阀通过散热器与油箱相连接，双联油泵的吸油端通过过滤 器接油箱。所述的控制器为计算机控制模块。控制方法为1、通过操作手柄不同的位置提供给计算机控制模块不同的控制信 号；2、计算机控制模块将不同的控制信号放大后驱动相应的比例电磁铁；3、电液比例减压 阀输出相应的控制压力油，同时计算机控制模块根据不同操作手柄信号控制电磁换向阀的 开关，从而控制减压阀输出的先导压力油的流向；4、先导压力油控制D32多路阀相应阀芯 的移动，控制主油路压力油的流向，进而实现工作装置的控制；5、动臂定位传感器用于设定 动臂举升的位置，并不断检测动臂位置传输给控制器，便于实时监测，实现动臂自动定位功 能；6、铲斗放平传感器用于铲斗卸载后进入铲掘位置时自动回复铲掘状态；7、粗/精模式 转化开关处于断开时，为快速模式；闭合时为精细操作模式，此时输出PWM信号占空比较 小，控制压力较小，即控制比例减压阀输出压力较小，主回路流量相应的变小。有益效果，由于采用了上述方案，电控操作手柄给控制器输送指令控制信号，随着 手柄位置的变化，输出相应的电信号，由控制器将信号放大并驱动相应的比例电磁铁，从而 控制电液比例减压阀输出相应的控制压力油，控制主换向阀阀芯的位移。同时控制器根据 不同手柄信号控制电磁换向阀的开关，从而控制阀芯的位移方向，控制主油路压力油的流
3向，进而实现工作装置的控制。动臂定位传感器用于设定动臂举升的位置，并不断检测动臂 位置传输给控制器，便于实时监测，实现动臂自动定位功能；铲斗放平传感器用于铲斗卸载 后进入铲掘位置时自动回复铲掘状态。解决了装载机现有操作系统操作力大、换向速度不可控、冲击大、功能单一的问 题，达到了本发明的目的。优点1、采用了电控手柄，操作力小，降低了驾驶员的劳动强度；2、能够控制换向时间，减小换向时间，提高系统可靠性；3、能够任意设定动臂工作区域，并实现铲斗的自动放平，实现半自动化作业，提高 作业效率；4、控制器采用计算机控制模块控制，能够方便地对装载机工作装置的工作状态进 行监测，对所监测的状态可方便地与主控模块进行通讯，对整机的状态进行全面监测和协 调；5、控制手柄将电信号传至安装在装载机机架上的先导比例减压阀，就将原来安装 在驾驶室内部的手动先导式比例减压阀所产生的噪音、热量和作用力移至驾驶室外部，同 时驾驶室可以更好的封闭，有利于驾驶室降噪。6、计算机控制模块实现了对装载机工作装置的电液比例控制，改善了装载机的控 制性能，减轻了操作者的劳动强度，提高了劳动效率。
图1是装载机电液比例控制系统的原理图。图2是操作手柄结构示意图。图3是动臂、铲斗液压缸控制流程图。图4是电液比例控制系统的基本构成图。图中，1、双联油泵；2、安全阀；3、先导控制阀组；4、操作手柄；5、控制器；6、动臂 定位传感器；7、斗平传感器；8、D32多路阀；9、铲斗油缸；10、动臂油缸；11、铲斗操作手柄； 12、动臂操作手柄。
具体实施例方式实施例1 该控制系统包括双联油泵1、安全阀2、先导控制阀组3、操作手柄4、控 制器5、动臂定位传感器6、斗平传感器7、D32多路阀8、铲斗油缸9、动臂油缸10、铲斗操作 手柄11和动臂操作手柄12，双联油泵1的一个油泵的出油口通过安全阀2与先导控制阀组 3输入端口连接，操作手柄4、动臂位定传感器6和斗平传感器7与控制器5的输入端连接， 控制器5的输出端与先导控制阀组3的控制端连接；先导控制阀组3的输出端与D32多路 阀8的输入端连接，双联油泵1的另一个油泵与D32多路阀8的输入端连接，D32多路阀8 的输出端与铲斗油缸9和动臂油缸10连接，D32多路阀8通过散热器与油箱相连接，双联 油泵1的吸油端通过过滤器接油箱。所述的控制器为计算机控制模块，从市场购得。控制方法为1、通过操作手柄不同的位置提供给计算机控制模块不同的控制信
4号；2、计算机控制模块将不同的控制信号放大后驱动相应的比例电磁铁；3、电液比例减压 阀输出相应的控制压力油，同时计算机控制模块根据不同操作手柄信号控制电磁换向阀的 开关，从而控制减压阀输出的先导压力油的流向；4、先导压力油控制D32多路阀相应阀芯 的移动，控制主油路压力油的流向，进而实现工作装置的控制；5、动臂定位传感器用于设定 动臂举升的位置，并不断检测动臂位置传输给控制器，便于实时监测，实现动臂自动定位功 能；6、铲斗放平传感器用于铲斗卸载后进入铲掘位置时自动回复铲掘状态；7、粗/精模式 转化开关处于断开时，为快速模式；闭合时为精细操作模式，此时输出PWM信号占空比较 小，控制压力较小，即控制比例减压阀输出压力较小，主回路流量相应的变小。具体工作过程拉动动臂操作手柄12向后移动，手柄角度传感器将控制信号经控 制器5处理传输给先导阀组3，先导阀组3控制先导油源进入D32多路阀8的a2 口，使动臂 换向阀换向，动臂油缸10无杆腔进油，动臂上升。操纵动臂手柄12向前移动，手柄角度传 感器发出与动臂上升时相反的控制信号，先导油源进入D32多路阀8的b2 口，动臂换向阀 换向，动臂油缸10的有杆腔进油，控制动臂下降。先导减压阀输出压力与手柄输入角度信 号成比例，先导减压阀输出压力越大，控制主阀换向阀阀芯的位移越大，主阀通过的流量越 大，动臂速度越快。向前推动动臂手柄12至最大位置，手柄角度传感器发出浮动工作信号， 控制器8将先导阀组3置于最大压力输出状态，输出压力控制D32阀8处于动臂下降工况， 先导阀组3中的二位二通阀控制D32阀8的液控单向阀反向导通，动臂油缸10的上下腔通 过单向阀导通，动臂处于浮动工况。手柄12退回中位，动臂停在限定位置。拉动铲斗操作手柄11向后移动，手柄角度传感器输出电信号经控制器5处理后， 控制先导阀3输出与之成正比的先导压力进入D32多路阀8的al 口，从而控制D32多路阀 8的铲斗控制阀换向，使铲斗油缸9的无杆腔进油，控制铲斗向后翻转。向前推动铲斗操作 手柄11，手柄角度传感器输出电信号经控制器5处理后，控制先导阀3输出与之成正比的先 导压力进入D32多路阀8的bl 口，从而控制D32多路阀8的铲斗控制阀换向，使铲斗油缸 9的有杆腔进油，控制铲斗向前翻转。手柄11退回中位，铲斗停在限定位置。向后拉动动臂控制手柄12，将动臂上升到一个需要的位置，按下动臂位置记忆开 关，控制器5记住此时的动臂位置，作为设定的上限位置。当再次操作动臂手柄12控制动 臂上升时，如果动臂上升至设定的上限位置，动臂控制手柄自动退回中位，动臂自动停止并 保持在该位置。粗/精模式转化开关处于断开时，为快速模式；闭合时为精细操作模式，此时输出 PWM信号占空比较小，控制压力(比例减压阀输出压力)较小，主回路流量相应的变小，达到 精细操作的目的。
权利要求
一种装载机电液比例控制系统，其特征是该控制系统包括双联油泵、安全阀、先导控制阀组、操作手柄、控制器、动臂定位传感器、斗平传感器、D32多路阀、铲斗油缸、动臂油缸、铲斗操作手柄和动臂操作手柄，双联油泵的一个油泵的出油口通过安全阀与先导控制阀组输入端口连接，操作手柄、动臂位定传感器和斗平传感器与计算机控制模块的输入端连接，计算机控制模块的输出端与先导控制阀组的控制端连接；先导控制阀组的输出端与D32多路阀的输入端连接，双联油泵的另一个油泵与D32多路阀的输入端连接，D32多路阀的输出端与铲斗油缸和动臂油缸连接，D32多路阀通过散热器与油箱相连接，双联油泵的吸油端通过过滤器接油箱。
2.根据权利要求1所述的装载机电液比例控制系统，其特征是所述的控制器为计算 机控制模块。
3.利用装载机电液比例控制系统的控制方法，其特征是控制方法为1、通过操作手 柄不同的位置提供给计算机控制模块不同的控制信号；2、计算机控制模块将不同的控制信 号放大后驱动相应的比例电磁铁；3、电液比例减压阀输出相应的控制压力油，同时计算机 控制模块根据不同操作手柄信号控制电磁换向阀的开关，从而控制减压阀输出的先导压力 油的流向；4、先导压力油控制D32多路阀相应阀芯的移动，控制主油路压力油的流向，进而 实现工作装置的控制；5、动臂定位传感器用于设定动臂举升的位置，并不断检测动臂位置 传输给控制器，便于实时监测，实现动臂自动定位功能；6、铲斗放平传感器用于铲斗卸载后 进入铲掘位置时自动回复铲掘状态；7、粗/精模式转化开关处于断开时，为快速模式；闭合 时为精细操作模式，此时输出PWM信号占空比较小，控制压力较小，即控制比例减压阀输出 压力较小，主回路流量相应的变小。
全文摘要
一种装载机电液比例控制系统，属于使用在工程机械中的电液比例控制系统。该控制系统的双联油泵的一个油泵的出油口通过安全阀与先导控制阀组输入端口连接，操作手柄、动臂位定传感器和斗平传感器与计算机控制模块的输入端连接，计算机控制模块的输出端与先导控制阀组的控制端连接；先导控制阀组的输出端与D32多路阀的输入端连接，双联油泵的另一个油泵与D32多路阀的输入端连接，D32多路阀的输出端与铲斗油缸和动臂油缸连接，D32多路阀通过散热器与油箱相连接，双联油泵的吸油端通过过滤器接油箱。优点操作力小，降低了驾驶员的劳动强度；系统可靠性高；提高了作业效率；能对整机的状态进行全面监测和协调；提高了劳动效率。
文档编号E02F9/20GK101936018SQ20101024165
公开日2011年1月5日 申请日期2010年7月26日 优先权日2010年7月26日
发明者刘莹莹, 孟庆勇, 张振军, 景军清, 杨力夫, 杨涛, 王月行, 肖刚, 范旭辉 申请人:徐工集团工程机械股份有限公司江苏徐州工程机械研究院