一種推土機(jī)多工作裝置集成顯控方法

（山推工程機(jī)械股份有限公司，山東 濟(jì)寧 272073）

隨著推土機(jī)電液控制技術(shù)的不斷發(fā)展，智能控制已成為推土機(jī)發(fā)展的一種趨勢(shì)，目前國(guó)內(nèi)具有電控行走系統(tǒng)的推土機(jī)，正在穩(wěn)步發(fā)展，其行走操作的舒適性及便捷性正是受到操作手青睞的原因，但是專(zhuān)門(mén)針對(duì)工作裝置控制的研究少之又少。

目前，推土機(jī)前后工作裝置采用的是分別控制的形式，即：使用兩個(gè)帶有模擬量輸出的手柄分別控制前后工作裝置的動(dòng)作輸出。而且，在硬土質(zhì)需要松土器配合工作時(shí)，為了保證足夠的動(dòng)力，工作過(guò)程為先松土后推土，幾乎不存在同時(shí)使用兩個(gè)工作裝置的情況，即不存在同時(shí)操作兩個(gè)手柄的情況，因此完全可以通過(guò)單個(gè)手柄來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)前后兩個(gè)工作裝置的控制。本文提出了一種通過(guò)單個(gè)CAN 協(xié)議手柄操作，對(duì)推土機(jī)的前、后工作裝置即鏟刀、松土器或絞車(chē)集成控制并在行車(chē)顯示屏上顯控的方案。

1 常規(guī)電控工作裝置控制方法

常規(guī)電控工作裝置的控制一般采用專(zhuān)用控制源作為控制器的輸入信號(hào)，即每一種工作裝置需要一個(gè)控制手柄（圖1）。對(duì)于僅配備一種工作裝置的工程機(jī)械，這種控制方式是容易布置的。如果需要配備前后兩種工作裝置時(shí)，比如巖石型推土機(jī)除了需要配備鏟刀還需要配備松土器，或者伐木型推土機(jī)除了配備鏟刀外還需要配備絞車(chē)，這時(shí)常規(guī)工作裝置電控系統(tǒng)需要配置2 個(gè)控制手柄對(duì)兩種工作裝置分別控制（圖2），另外如果控制器本身沒(méi)有足夠的輸出端口，系統(tǒng)還需要配置額外的擴(kuò)展模塊。因此這種電控系統(tǒng)的不足是：在設(shè)備配置兩種工作裝置時(shí)，不僅需要布置更多硬件，造成資源浪費(fèi)而且還會(huì)嚴(yán)重影響駕乘空間。

圖1 單工作裝置常規(guī)布置示意圖

圖2 多工作裝置常規(guī)布置示意圖

本文提出的多工作裝置集成顯控系統(tǒng)，可以很好地解決這一問(wèn)題，并且可以通過(guò)顯示屏自身按鍵切換前后工作裝置操作，形成前后工作裝置互鎖，避免誤操作，提升了操作安全性，也提高了原有硬件的利用率。

2 多工作裝置集成顯控方法簡(jiǎn)介

該集成顯控方案。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有行車(chē)顯示屏自身集成的按鍵，實(shí)現(xiàn)前后工作裝置動(dòng)作狀態(tài)的切換，并通過(guò)控制器與行車(chē)顯示屏的數(shù)據(jù)交換實(shí)現(xiàn)工作裝置控制狀態(tài)的識(shí)別?，F(xiàn)有的前工作裝置手柄具有三軸模擬量輸出，X軸即前后方向控制鏟刀的提升、下降，Y軸即左右方向控制鏟刀的左傾、右傾，Z軸即拇指滾輪滾動(dòng)控制鏟刀的左調(diào)角、右調(diào)角，現(xiàn)有的松土器控制手柄只需要兩個(gè)軸即X、Y軸模擬量輸出，現(xiàn)有的絞車(chē)控制手柄只需要單軸即X軸模擬量輸出，因此現(xiàn)有鏟刀工作手柄完全可以滿(mǎn)足對(duì)前后工作裝置分別控制的要求。

當(dāng)工作裝置鎖定電磁閥開(kāi)啟時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)初始控制狀態(tài)為前工作裝置控制，并且對(duì)前后工作裝置進(jìn)行互鎖控制，這樣可以有效防止工作裝置誤動(dòng)作。

在按下控制切換按鍵時(shí)，控制器根據(jù)顯示屏傳輸?shù)陌存I狀態(tài)信號(hào)檢測(cè)此時(shí)處于哪一工作裝置控制，同時(shí)顯示屏接收控制器控制狀態(tài)反饋，并將當(dāng)前控制狀態(tài)以相應(yīng)圖標(biāo)顯示在主界面上，操作人員即可通過(guò)手柄控制相應(yīng)的工作裝置。前工作裝置控制狀態(tài)時(shí)，操作者前后推動(dòng)手柄控制鏟刀的提升、下降，左右方向推動(dòng)手柄控制鏟刀的左、右傾斜動(dòng)作，上下滾動(dòng)拇指滾輪控制鏟刀的左、右調(diào)角。在按下控制按鍵切換到后工作裝置控制狀態(tài)時(shí)，如果后工作裝置為松土器時(shí)，操作者前后推動(dòng)手柄控制松土器的提升、下降，左右方向推動(dòng)手柄控制松土器的切入角度；如果后工作裝置為絞車(chē)時(shí)，操作者前后推動(dòng)手柄控制絞車(chē)的收、放繩功能。

3 多工作裝置集成顯控方法原理

推土機(jī)多工作裝置集成顯控系統(tǒng)包括行車(chē)顯示屏、電控手柄、整機(jī)智能控制器。控制器接收行車(chē)顯示屏按鍵的狀態(tài)信號(hào)及控制手柄的操作信號(hào)，通過(guò)計(jì)算后輸出給前工作裝置或者后工作裝置控制電流,并將當(dāng)前的控制狀態(tài)以圖標(biāo)和文字的形式反饋到行車(chē)顯示屏上，以此提示操作者當(dāng)前的控制狀態(tài)。多工作裝置集成顯控方法原理，如圖3 所示。

圖3 多工作裝置集成顯控方法原理圖

4 多工作裝置集成顯控方法實(shí)現(xiàn)

圖4 多工作裝置集成顯控原理圖

多工作裝置集成顯控方法結(jié)構(gòu)原理圖，如圖4 所示。該工作裝置集成顯控方法通過(guò)顯示屏自身的按鍵實(shí)現(xiàn)前、后工作裝置控制狀態(tài)的切換，前、后工作裝置則通過(guò)同一個(gè)鎖定電磁閥實(shí)現(xiàn)油路的鎖定或解鎖。當(dāng)工作裝置鎖定開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，鎖定電磁閥將油路切斷，前后工作裝置均無(wú)動(dòng)作；當(dāng)工作裝置鎖定開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，油路打開(kāi)，默認(rèn)狀態(tài)下，前工作裝置即鏟刀處于可控制狀態(tài)，后工作裝置處于鎖定狀態(tài)。當(dāng)開(kāi)關(guān)切換至后工作裝置控制狀態(tài)時(shí)，控制器檢測(cè)到工作裝置控制狀態(tài)信號(hào)并執(zhí)行后工作裝置控制程序，手柄可以控制后工作裝置動(dòng)作。圖5 所示為鏟刀控制顯示界面。

圖5 鏟刀控制顯示界面

5 結(jié)論

本文提出了一種推土機(jī)多工作裝置集成顯控方法，通過(guò)本文中集成顯控系統(tǒng)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)單個(gè)CAN 協(xié)議手柄對(duì)前、后工作裝置的分別控制，可以大大改善駕乘空間，提高控制器及操作手柄的利用率，實(shí)現(xiàn)降本增效。