专利名称：铲刀自动提升系统、方法及工程机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种铲刀自动提升系统、方法及设置有该铲刀自动提升系统的工程机械。
背景技术：
目前，工程机械(如平地机、推土机等)在施工作业过程中，都是来回往返施工，在前进施工完毕后，需要将铲刀提升到某一高度，避免在后退过程中铲刀与地面接触，这需完成以下几个步骤1、将行驶手柄(或档位器)置为空档；2、人工操作铲刀的手动提升装置提升铲刀至一定的高度；3、将行驶手柄置为后退档；4、踩油门，后退行驶。这些步骤存在以下问题1、操作过于繁琐，重复操作频繁，劳动强度大，对操作手技能要求较高；2、由前进方向到后退方向的操作时间长，造成操作工时的浪费；3、如操作不当或操作过于缓慢，会造成发动机掉速甚至熄火，影响作业效率和设备使用寿命。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种铲刀自动提升系统、方法及设置有该铲刀自动提升系统的工程机械，其能够在工程机械后退时，自动提升铲刀，降低操作者的劳动强度，节省操作时间，提高工作效率。一方面，本发明提供了一种铲刀自动提升系统，用于自动提升工程机械的铲刀，包括油泵、提升油缸、电控开关阀、控制器，其中，所述油泵与所述提升油缸连接，所述电控开关阀设置在所述油泵与所述提升油缸之间的油路上，所述电控开关阀常闭；所述控制器包括采集所述工程机械的档位器的位置信息和所述铲刀的位置信息的信息采集模块，将所述信息采集模块采集的位置信息与预设信息进行比较的判断比较模块，以及根据所述判断比较模块的比较结果向所述电控开关阀的控制端和所述工程机械的行驶系统控制器输出控制信号的输出执行模块。进一步地，所述电控开关阀为电磁换向阀，所述电磁换向阀包括进油口、回油口、第一工作油口和第二工作油口，所述进油口与所述油泵连接，所述第一工作油口与所述提升油缸的无杆腔连接，所述第二工作油口与所述提升油缸的有杆腔连接，并且，在所述电磁换向阀的第一工作状态，所述进油口分别与所述第一工作油口、所述第二工作油口断开；在所述电磁换向阀的第二工作状态，所述进油口与所述第一工作油口连通，所述第二工作油口与所述回油口连通；在所述电磁换向阀的第三工作状态，所述进油口与所述第二工作油口连通，所述第一工作油口与所述回油口连通。
进一步地，所述控制器还包括用于记录所述铲刀的位置信息的记录模块，所述记录模块与所述信息采集模块和所述输出执行模块电连接。进一步地，所述铲刀自动提升系统还包括与所述信息采集模块电连接的位置传感器，所述位置传感器设置在所述提升油缸的自由端上和/或所述工程机械的档位器上。进一步地，所述信息采集模块还用于采集所述铲刀的手动提升装置的信息。另一方面，本发明还提供一种铲刀自动提升方法，用于自动提升工程机械的铲刀，包括步骤1、开始；步骤2、检测所述工程机械的档位器的位置，并判断所述档位器是否位于后退档位置，若是，则向所述工程机械的行驶系统输出禁止后退信号；若否，则结束；步骤3、检测所述铲刀的高度，并判断所述铲刀的高度是否大于或等于预定高度，若是，则转至步骤5，若否，则执行步骤4 ；步骤4、提升所述铲刀，并在提升所述铲刀后转至所述步骤3 ；步骤5、向所述工程机械的行驶系统输出允许后退信号；步骤6、结束。进一步地,所述步骤3具体为；检测所述铲刀的高度，将该高度记录为初始高度，并判断所述铲刀的高度是否大于或等于预定高度，若是，则转至步骤5，若否，则执行步骤4 ；所述步骤5与所述步骤6之间还包括步骤51、检测所述工程机械的档位器的位置，并判断所述工程机械的档位器是否位于前进挡位置，若是，则将所述铲刀降低至所述初始高度。进一步地,所述步骤3具体为通过传感器检测所述铲刀的提升油缸的自由端的位置，将该位置信息转换为所述铲刀的高度，并判断所述铲刀的高度是否大于或等于预定高度，若是，则转至步骤5，若否，则执行步骤4。进一步地，所述步骤4中的提升所述铲刀具体为 控制所述铲刀的提升油缸提升所述铲刀。进一步地，在所述铲刀自动提升方法执行过程中，如果检测到手动提升铲刀的信号时，则停止执行所述铲刀自动提升方法，并在手动提升铲刀结束后，转至所述步骤2。另一方面，本发明还提供一种工程机械，设置有如上所述的铲刀自动提升系统。进一步地，所述工程机械为平地机或推土机。本发明的铲刀自动提升系统用于工程机械(例如平地机或推土机)时，在工程机械工作前行施工后，后退时操作人员需要将档位器转换到后退档，控制器采集并判断档位器位于后退档位置后，采集判断铲刀的高度，如果铲刀高度低于预定高度，则通过控制器打开电控开关阀，连通油泵和铲刀的提升油缸，控制铲刀提升，并向工程机械的行驶系统控制器输出控制信号，允许工程机械后退。本发明的铲刀自动提升系统，在工程机械往返施工过程中，需要空载后退时，能够自动提升铲刀至行驶时的最低高度，避免原有的一系列的手工操作，降低操作者的劳动强度，节省操作时间，提高工作效率。本发明的铲刀自动提升方法用于工程机械时，与上述铲刀自动提升系统的工作步骤类似，因此，具有相同的技术效果，不再赘述。本发明的工程机械设置有上述铲刀自动提升系统，因此也具有相同的技术效果，不再赘述。
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1为本发明的实施例提供一种铲刀自动提升方法实施例的流程图；图2为本发明的实施例提供一种铲刀自动提升系统实施例的结构示意图；图3为本发明的实施例中的控制器的结构示意图。
具体实施例方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。下面结合附图，对本发明的实施例作进一步详细说明如图1所示为本发明实施例提供一种铲刀自动提升方法，用于自动提升工程机械的铲刀，其包括以下步骤步骤1、开始；步骤2、检测工程机械的档位器的位置，并判断档位器是否位于后退档位置，若是，则向工程机械的行驶系统输出信号，禁止所述工程机械后退；若否，则结束；步骤3、检测铲刀的高度，并判断铲刀的高度是否大于或等于预定高度，若是，则转至步骤5，若否，则执行步骤4;步骤4、提升铲刀，并在提升铲刀后转至步骤3 ；步骤5、向工程机械的行驶系统输出信号，允许所述工程机械后退；步骤6、结束。 本实施例提供的铲刀自动提升方法用于工程机械(例如平地机或推土机)时，在机械工作前行施工后，需要后退时操作人员将档位器转换到后退档，该铲刀自动提升方法先判断档位器位于后退档位置后，再自动检测并判断铲刀的高度，如果铲刀高度低于预定高度，则将自动提升铲刀，直至铲刀高度等于或高于预定高度，然后向工程机械的行驶系统输出允许后退的信号。采用该铲刀自动提升方法，在工程机械往返施工过程中，需要空载后退时，能够自动提升铲刀至行驶时的最低高度，避免原有的一系列的手工操作，降低操作者的劳动强度，节省操作时间，提高工作效率。需要说明的是，该铲刀自动提升方法实施例中的“预定高度”是预设的高度值，其应当是大于或等于工程机械空载行驶时铲刀的最小高度。作为对上述实施例的优化，上述实施例的步骤3具体为；检测铲刀的高度，将该高度记录为初始高度，并判断铲刀的高度是否大于或等于预定高度，若是，则转至步骤5，若否，则执行步骤4。该初始高度是铲刀在工作时的高度。而步骤5与步骤6之间还包括步骤51、检测工程机械的档位器的位置，并判断工程机械的档位器是否位于前进挡位置，若是，则将铲刀降低至初始高度。在工程机械后退至初始工作位置后，需要再次前行施工，一旦操作人员将档位器转换至前进挡，则该铲刀自动提升方法会自动将铲刀降低至初始高度，使铲刀进入工作位置，以便工程机械能够快速进入工作状态。由于铲刀的体积和自身结构的原因，直接检测铲刀的高度存在一定的不便和困难，而检测铲刀提升油缸的自由端的位置相对比较容易操作。因此，上述铲刀自动提升方法实施例中的步骤3检测并判断铲刀的高度可以优选通过下述方法实现即通过传感器检测铲刀的提升油缸的自由端的位置，将该位置信息转换为铲刀的高度，并判断铲刀的高度是否大于或等于预定高度，若是，则转至步骤5，若否，则执行步骤4。铲刀提升油缸的自由端的移动，带动铲刀的提升和下降，因此，提升油缸的自由端的位置与铲刀的高度有确定的对应关系，通过在提升油缸的自由端设置位置传感器检测自由端的位置，可以间接地得到铲刀的高度。相应地，该实施例中提升铲刀的操作可以借助工程机械现有的铲刀提升系统中的提升油缸，即通过控制铲刀的提升油缸来提升铲刀。为使该铲刀自动提升方法不与工程机械现有的手动提升铲刀系统发生干涉，且保证手动提升铲刀系统的优先控制权，在该铲刀自动提升方法实施例执行过程中，如果检测到手动提升铲刀的信号时，则停止执行铲刀自动提升方法，并在手动提升铲刀结束后，转至前述的步骤2，继续执行该铲刀自动提升方法，对档位器位置和铲刀高度进行检测判断。相应地，如图2和图3所示，本发明的实施例还提供一种铲刀自动提升系统，图2中实线表示油路，虚线表述电信号连接。该铲刀自动提升系统用于自动提升工程机械的铲刀，其包括油泵1、提升油缸2、电控开关阀、控制器4，其中，油泵I与提升油缸2连接，电控开关阀设置在油泵I与提升油缸2之间的油路上，电控开关阀常闭；控制器4包括采集工程机械的档位器5的位置信息和铲刀的位置信息的信息采集模块41，将信息采集模块41采集的位置信息与预设信息进行比较的判断比较模块42，以及根据判断比较模块42的比较结果向电控开关阀的控制端和工程机械的行驶系统控制器输出控制信号的输出执行模块43。本发明的铲刀自动提升系统用于工程机械(例如平地机或推土机)时，在机械工作前行施工后，需要后退时操作人员将档位器5转换到后退档，控制器4采集并判断档位器5位于后退档位置后，采集判断铲刀的高度，如果铲刀高度低于预定高度，则通过控制器4打开电控开关阀，连通油泵I和铲刀的提升油缸2，控制铲刀提升，并向工程机械的行驶系统控制器输出控制信号，允许工程机械后退。本发明的铲刀自动提升系统，在工程机械往返施工过程中，需要空载后退时，能够自动提升铲刀至行驶时的最低高度，避免原有的一系列的手工操作，降低操作者的劳动强度，节省操作时间，提高工作效率。相应地，为了使工程机械在后退至施工位置后能够自动快速地进入工作状态，该铲刀自动提升系统实施例中的电控开关阀可以为电磁换向阀3，该电磁换向阀3包括进油口、回油口、第一工作油口和第二工作油口，进油口与油泵I连接，第一工作油口与提升油缸2的无杆腔连接，第二工作油口与提升油缸2的有杆腔连接，并且，在电磁换向阀3的第一工作状态，进油口分别与第一工作油口、第二工作油口断开；在电磁换向阀3的第二工作状态，进油口与第一工作油口连通，第二工作油口与回油口连通，此时提升油缸2的活塞杆(即自由端)伸出，控制铲刀提升；在电磁换向阀3的第三工作状态，进油口与第二工作油口连通，第一工作油口与回油口连通，此时提升油缸2的活塞杆收缩，控制铲刀下降。这样，在工程机械后退至初始工作位置后，需要再次前行施工，一旦操作人员将档位器5转换至前进挡，控制器4检测到档位器的位置后，控制电磁换向阀3转换至第三工作状态，将铲刀降低至初始高度，使铲刀进入工作位置，以便工程机械能够快速进入工作状态。在工程机械前进施工完成后，一旦操作人员将档位器5转换至后退档时，控制器4检测到档位器的位置后，控制电磁换向阀转换至第二工作状态，自动提升铲刀，避免复杂的人工操作提升伊刀。 为了记录铲刀工作时的高度，为降低铲刀时提供参考高度，该实施例中的控制器4还包括用于记录铲刀的位置信息的记录模块44，记录模块44与信息采集模块41和输出执行模块43电连接，用于记录工程机械后退前的铲刀高度，即铲刀工作时的高度，并将该高度信息发送至输出执行模块43。该实施例中，铲刀的提升油缸2自由端(即活塞杆端)的移动，带动铲刀的提升和下降，因此，提升油缸2的自由端的位置与铲刀的高度有确定的对应关系，通过在提升油缸2的自由端设置位置传感器检测自由端的位置，可以间接地得到铲刀的高度。而且，由于大型工程机械的结构和空间的限制，相比检测铲刀的高度，直接使用位置传感器检测提升油缸2自由端的位置相对比较容易操作，因此，本实施例还包括与信息采集模块41电连接的位置传感器6，位置传感器6设置在提升油缸2的自由端上，用以检测自由端的信息并传递给信息采集模块41。同样，还可以将位置传感器6设置在工程机械的档位器5上，用以检测档位器5的位置并传递给信息采集模块41。在其他实施例中，也可以通过其他方式来检测提升油缸2自由端和档位器5的位置信息。与本发明的铲刀自动提升方法相对应地，为使该铲刀自动提升系统不与工程机械现有的手动提升铲刀系统发生干涉，且保证手动提升铲刀系统的优先控制权，信息采集模块还用于采集铲刀的手动提升装置的信息，在操作人员操作手动提升装置提升铲刀时，该系统的控制器采集到该信息后控制其他相关部件停止相关工作，带手动提升完成后，再恢复该铲刀自动提升系统正常工作状态。相应地，本发明还提供一种工程机械，该工程机械设置有上述的铲刀自动提升系统，因此，该工程机械在往返施工过程中，需要空载后退时，能够自动提升铲刀至行驶时的最低高度，避免原有的一系列的手工操作，降低操作者的劳动强度，节省操作时间，提高工作效率。该工程机械可以是平地机或推土机。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种铲刀自动提升系统，用于自动提升工程机械的铲刀，其特征在于，包括油泵(I)、提升油缸(2)、电控开关阀、控制器(4)，其中，所述油泵(I)与所述提升油缸(2 )连接，所述电控开关阀设置在所述油泵(I)与所述提升油缸(2)之间的油路上，所述电控开关阀常闭；所述控制器(4)包括采集所述工程机械的档位器(5)的位置信息和所述铲刀的位置信息的信息采集模块(41)，将所述信息采集模块(41)采集的位置信息与预设信息进行比较的判断比较模块(42)，以及根据所述判断比较模块(42)的比较结果向所述电控开关阀的控制端和所述工程机械的行驶系统控制器输出控制信号的输出执行模块(43)。
2.根据权利要求1所述的铲刀自动提升系统，其特征在于，所述电控开关阀为电磁换向阀(3)，所述电磁换向阀(3)包括进油口、回油口、第一工作油口和第二工作油口，所述进油口与所述油泵(I)连接，所述第一工作油口与所述提升油缸(2)的无杆腔连接，所述第二工作油口与所述提升油缸(2)的有杆腔连接，并且，在所述电磁换向阀(3)的第一工作状态，所述进油口分别与所述第一工作油口、所述第二工作油口断开；在所述电磁换向阀(3 )的第二工作状态，所述进油口与所述第一工作油口连通，所述第二工作油口与所述回油口连通；在所述电磁换向阀(3 )的第三工作状态，所述进油口与所述第二工作油口连通，所述第一工作油口与所述回油口连通。
3.根据权利要求1所述的铲刀自动提升系统，其特征在于，所述控制器(4)还包括用于记录所述铲刀的位置信息的记录模块(44)，所述记录模块(44)与所述信息采集模块(41) 和所述输出执行模块(43)连接。
4.根据权利要求1所述的铲刀自动提升系统，其特征在于，还包括与所述信息采集模块(41)电连接的位置传感器(6 )，所述位置传感器(6 )设置在所述提升油缸(2 )的自由端和 /或所述工程机械的档位器(5)上。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的铲刀自动提升系统，其特征在于，所述信息采集模块(41)还用于采集所述铲刀的手动提升装置的信息。
6.一种铲刀自动提升方法，用于自动提升工程机械的铲刀，其特征在于，包括步骤1、开始；步骤2、检测所述工程机械的档位器的位置，并判断所述档位器是否位于后退档位置， 若是，则向所述工程机械的行驶系统输出禁止后退信号；若否，则结束；步骤3、检测所述铲刀的高度，并判断所述铲刀的高度是否大于或等于预定高度，若是， 则转至步骤5，若否，则执行步骤4 ;步骤4、提升所述铲刀，并在提升所述铲刀后转至所述步骤3 ；步骤5、向所述工程机械的行驶系统输出允许后退信号；步骤6、结束。
7.根据权利要求6所述的铲刀自动提升方法，其特征在于，所述步骤3具体为；检测所述铲刀的高度，将该高度记录为初始高度，并判断所述铲刀的高度是否大于或等于预定高度，若是，则转至步骤5，若否，则执行步骤4 ；所述步骤5与所述步骤6之间还包括步骤51、检测所述工程机械的档位器的位置，并判断所述工程机械的档位器是否位于前进挡位置，若是，则将所述铲刀降低至所述初始高度。
8.根据权利要求6所述的铲刀自动提升方法，其特征在于，所述步骤3具体为通过传感器检测所述铲刀的提升油缸的自由端的位置，将该位置信息转换为所述铲刀的高度，并判断所述铲刀的高度是否大于或等于预定高度，若是，则转至步骤5，若否，则执行步骤4。
9.根据权利要求6-8中任意一项所述的铲刀自动提升方法，其特征在于，在所述铲刀自动提升方法执行过程中，如果检测到手动提升铲刀的信号时，则停止执行所述铲刀自动提升方法，并在手动提升铲刀结束后，转至所述步骤2。
10.一种工程机械，其特征在于，设置有如权利要求1-5中任意一项所述的铲刀自动提升系统。
11.根据权利要求10所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械为平地机或推土机。
全文摘要
本发明公开了一种铲刀自动提升系统、方法及工程机械，该铲刀自动提升系统，用于自动提升工程机械的铲刀，包括油泵、提升油缸、电控开关阀、控制器，其中，油泵与提升油缸连接，电控开关阀设置在油泵与提升油缸之间的油路上，电控开关阀常闭；控制器包括采集工程机械的档位器的位置信息和铲刀的位置信息的信息采集模块，将信息采集模块采集的位置信息与预设信息进行比较的判断比较模块，以及根据判断比较模块的比较结果向电控开关阀的控制端和工程机械的行驶系统控制器输出控制信号的输出执行模块。本发明在工程机械往返施工过程中，能够自动提升铲刀，避免原有的一系列的手工操作，降低操作者的劳动强度，节省操作时间，提高工作效率。
文档编号E02F3/85GK103046593SQ20121056669
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月24日 优先权日2012年12月24日
发明者周风华, 肖峰, 彭树朋 申请人:三一重工股份有限公司