[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公开说明书
[11]公开号CN 1758169A [43]公开日2006年4月12日
[21]申请号200510032337.1[22]申请日2005.11.03
[21]申请号200510032337.1
[71]申请人三一重工股份有限公司
地址410100湖南省长沙市长沙经济技术开发区
三一工业城
[72]发明人张超 赵明辉 唐楚舒 冉隆强 李酒桦 [74]专利代理机构湖南兆弘专利事务所代理人赵洪
[51]Int.CI.G05D 13/00 (2006.01)G05D 13/34 (2006.01)
权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 6 页
[54]发明名称
[57]摘要
本发明公开了一种工程机械行走速度的控制方
速度值，推动调节手柄使其产生角位移至所需的电
位计刻度处，得到该处刻度值即加速度值α，同时
通过与电位计相连的控制器计算出从推动手柄至所
需刻度的时间ΔT，将得到的电位计上刻度对应的
加速度值α乘以ΔT得出速度值V，然后由控制器将
该速度值V转化为电信号，从而驱动变量泵控制液
压马达的流量，使工程机械实现变速。本发明带电
位计的调节手柄上每个刻度对应的是加速度值，间
接地改变工程行走机械的行走速度，避免了对不同
的电位计都要做标定的工作，减少了人为误差和机
械误差。
200510032337.1权 利 要 求 书第1/1页 1、一种工程机械行走速度的控制方法，其特征在于：首先将调节手柄上电位计的刻度对应不同的加速度值，推动调节手柄使其产生角位移至所需的电位计刻度处，得到该处刻度值即加速度值α，同时通过与电位计相连的控制器计算出从推动手柄至所需刻度的时间ΔT，将得到的电位计上刻度对应的加速度值α乘以ΔT得出速度值V，然后由控制器将该速度值V转化为电信号，从而驱动变量泵控制液压马达的流量，使工程机械实现变速。
200510032337.1说 明 书第1/4页
工程机械行走速度的控制方法
技术领域
本发明主要涉及到工程机械行走速度的电气控制领域，特指一种工程机械行走速度的控制方法。
背景技术
现有技术中，液压驱动行走的工程机械，如铣刨机一般采用电磁比例变量泵驱动定量或变量马达进而驱动整机实现前进、倒退。国内外公知的工程机械行走速度的控制方案均采用带锁定功能的电位计手柄，利用电位计手柄的角位移与行走速度一一对应。此种方法对电位计精度有较高的要求：不同的电位计，相同的刻度对应的速度有一定的偏差，每次装配或更换电位计时都要重新标定，增加了人为误差和机械误差。另外，此种方法要求电位计手柄的角位移和行驶速度一一对应，角位移的范围对应于铣刨机的调速区间，这会造成手柄的微调特性差、分辨率低、灵敏度偏离实际工程实践的需要，进而在调节过程中易形成“过”调节或“欠”调节，调节过快或过慢，使整机的操作性能恶化。 发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种能够避免每次装配或更换电位计时都要重新标定刻度，且具有较好调速性能、灵敏度和分辨率高的工程机械行走速度的控制
方法。
为了解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为：一种工程机械行走速度的控制方法，其特征在于：首先将调节手柄上电位计的刻度对应不同的加速度值，推动调节手柄使其产生角位移至所需的电位计刻度处，得到该处刻度值即加速度值α，同时通过与电位计相连的控制器计算出从推动手柄至所需刻度的时间ΔT，将得到的电位计上刻度对应的加速度值α乘以ΔT得出速度值V，然后由控制器将该速度值V转化为电信号，从而驱动变量泵控制液压马达的流量，使工程机械实现变速。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明可以根据不同工程行走机械的特点，很容易就可以出手柄角位移β与加速度α的关系，方法简单实用。带电位计的调节手柄S3上每个刻度对应的是加速度值，间接的改变工程行走机械的行走速度，避免了对不同的电位计都要做标定的工作，减少了人为误差和机械误差，同时对电位计精度要求有所降低；另外，根据铣刨机等工程行走机械的具体工程实践的要求，合理设置的加速度与角位移之间的函数关系，可使电位计手柄的调整特性，如微调特性、分辨率和灵敏度
得到优化，避免速度调整过程中产生的“欠”调节或“过”调节，调节过快或过慢等问题。
附图说明
图1是本发明的控制原理图；
图2是本发明工程机械行走前进加速时调节手柄角位移β与加速度α的关系示意图；
图3是本发明工程机械行走前进加速时调节手柄角位移β、行走速度速度V与时间t的关系示意图；
图4是本发明工程机械行走前进减速时调节手柄角位移β与加速度α的关系示意图；
图5是本发明工程机械行走前进减速时调节手柄角位移β、行走速度速度V与时间t的关系示意图；
图6是本发明实施例中控制器的接口原理示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
本发明的一种工程机械行走速度的控制方法，其特征在于：首先将调节手柄S3上电位计的刻度对应不同的加速度值，推动调节手柄S3至所需的电位计刻度处，得到该处刻度值即加速度值α，同时通过与电位计相连的控制器U1计算出从推动手柄至所需刻度的时间ΔT，将得到的电位计上刻度对应的加速度值α乘以ΔT得出速度值V，然后由控制器U1将该速度值V转化为电指令信号，该指令信号再由控制器U1进行放大调节，从而控制液压马达的流量，以此来调节液压马达的转速实现工程行走机械行驶速度的控制。 以行走前进加速和行走前进减速为例说明(参阅图2和图3)，说明前进加速时手柄角位移β、加速度α、行
驶速度V的关系，如图1所示，在选择“前进”模式的情况下，手柄角位移β在[0，C]区间时，整机的加速度α＝0，前进行驶速度V不变；当手柄角位移β在[C，A]，整机的加速度α＝f(β)，行驶速度按V＝V0+α×Δt变化，此时加速度α为正值。参阅图4和图5所示，说明前进减速时手柄角位移β与加速度α的关系，手柄角位移β在[0，C]区间时，整机的加速度α＝0，前进行驶速度V不变；当手柄角位移β在[C，A]，整机的加速度α＝f(β)，行驶速度按V＝V0+α×Δt变化，此时加速度α为负值。行走后退加速和行走后退减速同样可以依上述行走前进加速和行走前进减速的方法而相应实现，在此不在赘述。
对工程行走机械来讲，如何确定加速度与手柄角位移之间的关系，即α＝f(β)成为
影响整机操作性能及安全性能的重要因素。一般来讲，对于行驶速度的增加一般可按分段线性关系确定，及α＝K(β-C)，C、K为常数。K值的确定要综合考虑手柄的灵敏性、微调特性以及角位移区间、整机调速区间和工况的实际需要。以铣刨机为例，比如手柄的最大角位移为40°，调速区间包括泵调速区段和马达调速区段(取马达传动比为3)的无极调速的铣刨机，在手柄的角位移为C时，行驶速度从0到最大取22～26s为宜；在手柄的角位移为B时，行驶速度从零到最大取10～14s为宜；手柄的角位移为A时，行驶速度从0到最大取4～8s为宜。根据特征点A、B、C描绘出加速度α是角位移β的分段线性函数，确定各个分段函数的K值。对于行驶速度的减小，在绝大部分时间内，可与行驶速度的增加按原点对称的关系确定。但又由于行走速度减小同时影响整机的制动性能和安全性能，所以在手柄接近极限位置的一段区域内(即角位移β＜A)，行走速度应急剧渐小(即加速为无穷大)，一般在手柄的极限角位移的位置，
行驶速度从最大到0取1～2s为宜。
如图1和图6所示，以铣刨机为例，本发明的工程机械行走速度控制装置主要包括控制器U1、带电位计的调节手柄S3、前进选择开关S1、后退选择开关S2、前进变量泵Y1、后退变量泵Y2、行走马达Y3，其中控制器U1采用Rexroth公司生产的RC6-9控制器，前进选择开关S1和后退选择开关S2分别与控制器U1的37、48端口相连，控制器U1的输入端口35、36、38与带电位计的调节手柄S3相连，前进变量泵Y1、后退变量泵Y2和行走马达Y3分别与控制器U1的输出端口31、30、4相连，在较佳的实施例中，还可以进一步设有前进指示灯H1和后退指示灯H2与控制器U1的输出端口29、15相连。工作原理：以铣刨机为例，铣刨机的行走速度控制由带电位计的调节手柄S3来完成。当调节手柄S3处于零刻度位置时，前进选择开关S1和后退选择开关S2均为不接通状态，铣刨机的整机速度为零。
在铣刨机整机速度为零的前提下选择前进模式，即打开前进选择开关S1，前进指示灯H1有电流输出，前进指示灯H1点亮。此时向前推带电位计的调节手柄S3的一个角度，电位计将会到达所需的刻度处，得到一个加速度值a，同时控制器U1采用程序内部定时，程序采用了一个ΔT＝500ms内部定时器，每隔500ms定时产生一个上升沿脉冲；在定时器产生脉冲的同时，检测调节手柄S3的位置(即加速度值a)，将得到的电位计上刻度对应的加速度值a乘以ΔT得出速度值V，然后由控制器U1将该速度值V转化为电信号，使前进变量泵Y1电流随时间逐渐的增加(前进变量泵Y1的排量逐渐的增加)，前进行驶速度逐渐的增加。当调节手柄S3向前推的时间足够长时(即ΔT值足够大)，前进变量泵Y1电流达到最大后(前进变量泵Y
1排量最大)，逐渐增加行走马达Y3电流(减小行走泵
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