专利名称：挖掘机遥控系统及容错处理方法及包括该系统的挖掘机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种挖掘机控制系统，尤其是一种挖掘机遥控系统及容错处理方法及包括该系统的挖掘机。
背景技术：
挖掘机，又称挖掘机械，是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。挖掘机挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及经过预松后的土壤和岩石。从近年工程机械的发展来看，挖掘机的发展相对较快，逐步成为工程建设中最主要的工程机械机型之一。由于挖掘机工作环境恶劣，需应对多样的路面条件，因此在其设计开发过程中需要进行各种适应性测试，以便了解挖掘机在实际工作环境下可能出现的问题，进而获得解决办法，以保证上市的产品具有良好的工作性能及安全保证。行走振动试验式挖掘机开发过程中一项重要的检测方法，现有的行走振动试验一般是在模拟崎岖不平路面条件的专用跑道上进行，以便检测挖掘机的各个零部件的性能变化情况以及整机的工作状态。而目前挖机行走振动试验全部由车载人工作业，操作手请需亲自驾驶挖掘机在专用跑道上翻越各种障碍，有时甚至需要模拟一些极限条件下的恶劣工况，这对操作手的身体可能造成一定的损害，同时也存在一定的安全风险。
发明内容
针对现有的挖掘机行走振动试验中存在的问题，本发明提供一种挖掘机遥控系统及容错处理方法及包括该系统的挖掘机。本发明解决技术问题所采用的技术手段为
一种挖掘机遥控系统，包括挖掘机，其中，还包括无线信号发射装置、无线信号接收装置、控制装置和执行装置，所述无线信号接收装置与所述控制装置连接，所述控制装置与所述执行装置连接，所述执行装置与所述挖掘机连接；
所述无线信号发射装置发射无线电信号，所述无线信号接收装置接受所述无线信号发射装置发出的无线电信号并传送至所述控制装置，所述控制装置根据所述无线信号接收装置传来的信号控制所述执行装置，所述执行装置操纵所述挖掘机行走。上述挖掘机遥控系统，其中，所述执行装置包括第一直线执行器和第二直线执行器，所述第一直线执行器与所述挖掘机的左行走先导推杆连接，所述第二直线执行器与所述挖掘机的右行走先导推杆连接。上述挖掘机遥控系统，其中，所述控制装置包括高低速控制器，所述高低速控制器与所述挖掘机的高低速切换电磁阀连接，所述高低速控制器控制所述挖掘机的高低速切换电磁阀。上述挖掘机遥控系统，其中，所述控制装置包括先导控制器，所述先导控制器与所述挖掘机的的先导控制电磁阀连接，所述先导控制器控制所述挖掘机的先导控制电磁阀。
上述挖掘机遥控系统，其中，所述接收装置与所述控制装置之间通过CAN0PEN协议传送信号。上述挖掘机遥控系统，其中，所述控制装置包括第一强度调节强度调节器和第二强度调节器，所述第一强度调节器与所述执行装置的第一直线执行器连接，用以调节所述第一直线执行器的工作力度，所述第二强度调节器与所述执行装置的第二直线执行器连接，用以调节所述第二直线执行器的工作力度。上述挖掘机遥控系统，其中，所述控制装置包括第一功率保护器和第二功率保护器，所述第一功率保护器与所述执行装置的第一直线执行器连接，用以保护所述第一之线执行器的驱动部件不至于过载，所述第二功率保护器与所述执行装置的第二直线执行器连接，用以保护第二直线执行器的驱动部件不至于过载。上述挖掘机遥控系统，其中，所述控制装置包括第一输出变化率限制器，所述第一输出变化率限制器与所述高低速控制器连接，用以限制所述高低速控制器的输出变化率。上述挖掘机遥控系统，其中，所述控制装置包括接收部件和容错处理部件，所述接收部件与所述容错处理部件连接，所述容错处理部件与所述执行装置、所述先导控制器以及所述高低速控制器连接，所述接收部件用于接收所述发送装置发送的信号，所述容错处理部件用于判断所述控制装置是否出现发送错误或接收错误，并于所述控制装置出现发送错误或接收错误后发出控制指令使所述执行装置、所述先导控制器以及所述高低速控制器控制所述挖掘机停止工作。上述挖掘机遥控系统，其中，所述控制装置包括第二输出变化率限制器，所述第二输出变化率限制器与所述先导控制器连接，用以限制所述先导控制器的输出变化率。一种挖掘机遥控系统的容错处理方法，其中，包括上述挖掘机遥控系统，所述容错处理部件包括动作计时器、动作错误计数器和延时计时器，所述动作计时器用于记录所述控制器执行预定动作的用时，所述动作错误计数器于记录所述控制装置执行相应动作时出现的错误，所述延时计时器用于预定状态下延时及时，具体包括如下步骤
步骤a、所述动作计时器开始计时；
步骤b、检查所述动作计时器即使是否超过第一预定时间，如超过第一预定时间则执行步骤c，未超过第一预定时间则执行步骤f ；
步骤C、检查所述动作错误计数器计数值是否为0，如不为则执行步骤d，如为0则执行步骤f;
步骤d、所述动作错误计数器累加1 ；
步骤e、所述先导控制器信号清0，所述行走先导信号清0，结束并退出； 步骤f、所述延时计时器开始计时；
步骤g、等待并轮询所述延时计时器计时是否到达第二预定时间； 步骤h、动作错误计数器清0。上述挖掘机遥控系统的容错处理方法，其中，所述动做计时器包括发送计时器和接收计时器。上述挖掘机遥控系统的容错处理方法，其中，所述动作错误计数器包括发送错误计数器和接收错误计数器。上述挖掘机遥控系统的容错处理方法，其中，所述第一预定时间为800毫秒。
一种挖掘机，其中，包括上述的挖掘机遥控系统。本发明的有益效果是
可以在现有的液压挖掘机上略作加装改动即可实现，安装、拆卸方便，且对挖掘机无特殊要求。在挖掘机的振动行走测试方面有很好的实用性，避免了行走振动试验在车载人工作业时对人体的伤害。
图1是本发明挖掘机遥控系统的系统结构示意图； 图2是本发明挖掘机遥控系统的系统容错方法的流程图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。如图1所示，本发明挖掘机遥控系统包括挖掘机，其中，还包括无线信号发射装置、无线信号接收装置、控制装置和执行装置，无线信号接收装置与控制装置连接，控制装置与执行装置连接，执行装置与挖掘机连接；
无线信号发射装置发射无线电信号，无线信号接收装置接受无线信号发射装置发出的无线电信号并传送至控制装置，控制装置根据无线信号接收装置传来的信号控制执行装置，执行装置操纵挖掘机行走。本发明的挖掘机遥控系统以一 16位整形数作为挖掘机的行走控制信号，其中高8 位为右行走信号，低8位为左行走信号，控制装置接收到该16位整型信号后分离出左行走信号和右行走信号并对分离出的信号进行方向判断，以小于0的信号为反向信号，以大于0 的信号减去1 作为正向信号，并根据预设的处理算法处理经判断后的信号以及进行线性化处理，将处理完毕的信号转换为行走马达位置，并利用马达位置偏差调节行走马达。其中，执行装置包括第一直线执行器和第二直线执行器，第一直线执行器与挖掘机的左行走先导推杆连接，第二直线执行器与所述挖掘机的右行走先导推杆连接。第一直线执行器根据控制装置发出的指令操纵挖掘机左先走先导推杆，第二直线执行器根据控制装置发出的指令操纵挖掘机右先走先导推杆，以此控制挖掘机行走。控制装置还包括高低速控制器，高低速控制器与挖掘机的高低速切换电磁阀连接，高低速控制器控制挖掘机的高低速切换电磁阀，以此控制挖掘机的高低速切换。控制装置还包括先导控制器，先导控制器与挖掘机的的先导控制电磁阀连接，先导控制器控制挖掘机的先导控制电磁阀，以此控制挖掘机的先导。本发明的挖掘机遥控系统以一 16位整形数作为挖掘机的高低速切换和先导控制信号，其中高8位为先到控制信号，低8位为高低速切换信号，控制装置接收到该16位整型信号后分离出先导信号和高低速切换信号并将分离出的信号转化为开关量，随后将得到的开关量信号转换为可变脉宽的脉冲信号输出至高低速控制器和先导控制器。遥控系统还包括固定支架，固定支架安装在挖掘机行走踏板上，并将第一直线执行器和第二直线执行器固定支架上同时并将第一直线执行器与左行走先导推杆连接锁紧， 第二直线执行器与右行走先导推杆连接锁紧，再根据对接口连接遥控系统控制各部件，固定接收装置和控制装置，随后将高低速控制器与挖掘机的高低速切换电磁阀连接，先导控制器与挖掘机的先导控制电磁阀连接后即安装完毕。本发明的遥控系统安装简单，无需过多改造，适应各种不同的挖掘机安装。进一步的，其中，接收装置与控制装置之间通过CAN0PEN协议传送信号。接收装置与控制装置之间通过CAN总线连接，且通过CAN0PEN协议通讯，CAN0PEN协议是一种架构在控制局域网路(Control Area Network, CAN)上的高层通讯协定，包括通讯子协定及设备子协定常在嵌入式系统中使用，也是工业控制常用到的一种现场总线，具有良好的扩展性和兼容性。进一步的，其中，控制装置包括第一强度调节强度调节器和第二强度调节器，第一强度调节器与执行装置的第一直线执行器连接，用以调节第一直线执行器的工作力度以适应各种不同的挖掘机，第二强度调节器与执行装置的第二直线执行器连接，用以调节所述第二直线执行器的工作力度以适应各种不同的挖掘机。进一步的，其中，控制装置包括第一功率保护器和第二功率保护器，第一功率保护器与执行装置的第一直线执行器连接，用以保护第一之线执行器的驱动部件不至于过载， 第二功率保护器与所述执行装置的第二直线执行器连接，用以保护第二直线执行器的驱动部件不至于过载。通过第一功率保护器和第二功率保护器可以使第一直线执行器和第二直线执行器工作寿命得以延长。进一步的，其中，控制装置包括第一输出变化率限制器，第一输出变化率限制器与高低速控制器连接，用以限制高低速控制器的输出变化率，以适应各种不同的挖掘机。进一步的，其中，控制装置包括第二输出变化率限制器，第二输出变化率限制器与先导控制器连接，用以限制先导控制器的输出变化率，以适应各种不同的挖掘机。进一步的，其中，控制装置包括接收部件和容错处理部件，接收部件与容错处理部件连接，容错处理部件与执行装置、先导控制器以及高低速控制器连接，接收部件用于接收发送装置发送的信号，容错处理部件用于判断控制装置是否出现发送错误或接收错误，并于控制装置出现发送错误或接收错误后发出控制指令使执行装置、先导控制器以及高低速控制器控制挖掘机停止工作。设置发送、接收容错保护，保证了系统响应的及时性，避免了挖掘机在遥控过程中出现失控，保障检测过程的安全。如图2所示，本发明还包括一种挖掘机遥控系统的容错处理方法，其中，包括上述的挖掘机遥控系统，容错处理部件包括动作计时器、动作错误计数器和延时计时器，动作计时器用于记录控制器执行预定动作的用时，动作错误计数器于记录控制装置执行相应动作时出现的错误，延时计时器用于预定状态下延时及时，其中，动做计时器包括发送计时器和接收计时器，动作错误计数器包括发送错误计数器和接收错误计数器。具体包括如下步骤 步骤a、动作计时器开始计时。步骤b、检查动作计时器计时是否超过第一预定时间，如超过第一预定时间则执行步骤c，未超过第一预定时间则执行步骤f ；其中一预定时间可以设置为800毫秒。步骤C、检查动作错误计数器计数值是否为0，如不为则执行步骤d，如为0则执行步骤f。步骤d、动作错误计数器累加1。步骤e、先导控制器信号清0，行走先导信号清0，结束并退出；此时挖掘机将停止行走动作。步骤f、延时计时器开始计时。步骤g、等待并轮询延时计时器计时是否到达第二预定时间；其中第二预定时间可根据需要设置。步骤h、动作错误计数器清0。以上方法在控制装置出现发送或者接收错误即失控时可以有效的停止挖掘机工作，保障检测过程的安全。本发明还包括一种挖掘机，其中，包括上述的挖掘机遥控系统。以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的申请专利范围，所以凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种挖掘机遥控系统，包括挖掘机，其特征在于，还包括无线信号发射装置、无线信号接收装置、控制装置和执行装置，所述无线信号接收装置与所述控制装置连接，所述控制装置与所述执行装置连接，所述执行装置与所述挖掘机连接；所述无线信号发射装置发射无线电信号，所述无线信号接收装置接受所述无线信号发射装置发出的无线电信号并传送至所述控制装置，所述控制装置根据所述无线信号接收装置传来的信号控制所述执行装置，所述执行装置操纵所述挖掘机行走。
2.如权利要求1所述挖掘机遥控系统，其特征在于，所述执行装置包括第一直线执行器和第二直线执行器，所述第一直线执行器与所述挖掘机的左行走先导推杆连接，所述第二直线执行器与所述挖掘机的右行走先导推杆连接。
3.如权利要求1所述挖掘机遥控系统，其特征在于，所述控制装置包括高低速控制器， 所述高低速控制器与所述挖掘机的高低速切换电磁阀连接，所述高低速控制器控制所述挖掘机的高低速切换电磁阀。
4.如权利要求1所述挖掘机遥控系统，其特征在于，所述控制装置包括先导控制器，所述先导控制器与所述挖掘机的的先导控制电磁阀连接，所述先导控制器控制所述挖掘机的先导控制电磁阀。
5.如权利要求1所述挖掘机遥控系统，其特征在于，所述接收装置与所述控制装置之间通过CAN0PEN协议传送信号。
6.如权利要求2所述挖掘机遥控系统，其特征在于，所述控制装置包括第一强度调节强度调节器和第二强度调节器，所述第一强度调节器与所述执行装置的第一直线执行器连接，用以调节所述第一直线执行器的工作力度，所述第二强度调节器与所述执行装置的第二直线执行器连接，用以调节所述第二直线执行器的工作力度。
7.如权利要求2所述挖掘机遥控系统，其特征在于，所述控制装置包括第一功率保护器和第二功率保护器，所述第一功率保护器与所述执行装置的第一直线执行器连接，用以保护所述第一之线执行器的驱动部件不至于过载，所述第二功率保护器与所述执行装置的第二直线执行器连接，用以保护第二直线执行器的驱动部件不至于过载。
8.如权利要求3所述挖掘机遥控系统，其特征在于，所述控制装置包括第一输出变化率限制器，所述第一输出变化率限制器与所述高低速控制器连接，用以限制所述高低速控制器的输出变化率。
9.如权利要求4所述挖掘机遥控系统，其特征在于，所述控制装置包括接收部件和容错处理部件，所述接收部件与所述容错处理部件连接，所述容错处理部件与所述执行装置、 所述先导控制器以及所述高低速控制器连接，所述接收部件用于接收所述发送装置发送的信号，所述容错处理部件用于判断所述控制装置是否出现发送错误或接收错误，并于所述控制装置出现发送错误或接收错误后发出控制指令使所述执行装置、所述先导控制器以及所述高低速控制器控制所述挖掘机停止工作。
10.如权利要求4所述挖掘机遥控系统，其特征在于，所述控制装置包括第二输出变化率限制器，所述第二输出变化率限制器与所述先导控制器连接，用以限制所述先导控制器的输出变化率。
11.一种挖掘机遥控系统的容错处理方法，其特征在于，包括如权利要求9所述挖掘机遥控系统，所述容错处理部件包括动作计时器、动作错误计数器和延时计时器，所述动作计时器用于记录所述控制器执行预定动作的用时，所述动作错误计数器于记录所述控制装置执行相应动作时出现的错误，所述延时计时器用于预定状态下延时及时，具体包括如下步骤步骤a、所述动作计时器开始计时；步骤b、检查所述动作计时器即使是否超过第一预定时间，如超过第一预定时间则执行步骤c，未超过第一预定时间则执行步骤f ；步骤C、检查所述动作错误计数器计数值是否为0，如不为则执行步骤d，如为0则执行步骤f;步骤d、所述动作错误计数器累加1 ；步骤e、所述先导控制器信号清0，所述行走先导信号清0，结束并退出；步骤f、所述延时计时器开始计时；步骤g、等待并轮询所述延时计时器计时是否到达第二预定时间；步骤h、动作错误计数器清0。
12.如权利要求11所述挖掘机遥控系统的容错处理方法，其特征在于，所述动做计时器包括发送计时器和接收计时器。
13.如权利要求11所述挖掘机遥控系统的容错处理方法，其特征在于，所述动作错误计数器包括发送错误计数器和接收错误计数器。
14.如权利要求11所述挖掘机遥控系统的容错处理方法，其特征在于，所述第一预定时间为800毫秒。
15.一种挖掘机，其特征在于，包括如权利要求1-10中任一所述的挖掘机遥控系统。
全文摘要
本发明公开了一种挖掘机遥控系统，包括挖掘机，其中，还包括无线信号发射装置、无线信号接收装置、控制装置和执行装置，所述无线信号接收装置与所述控制装置连接，所述控制装置与所述执行装置连接，所述执行装置与所述挖掘机连接；所述无线信号发射装置发射无线电信号，所述控制装置根据所述无线信号接收装置传来的信号控制所述执行装置，所述执行装置操纵所述挖掘机行走。本发明的有益效果是可以在现有的液压挖掘机上略作加装改动即可实现，安装、拆卸方便，且对挖掘机无特殊要求。在挖掘机的振动行走测试方面有很好的实用性，避免了行走振动试验在车载人工作业时对人体的伤害。
文档编号E02F9/20GK102433909SQ201110402879
公开日2012年5月2日 申请日期2011年12月7日 优先权日2011年12月7日
发明者徐兆杨, 梁亚, 翟学农 申请人:三一重机有限公司