一種推土機多工作裝置集成顯控方法

（山推工程機械股份有限公司，山東 濟寧 272073）

隨著推土機電液控制技術(shù)的不斷發(fā)展，智能控制已成為推土機發(fā)展的一種趨勢，目前國內(nèi)具有電控行走系統(tǒng)的推土機，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，但是專門針對工作裝置控制的研究少之又少。

目前，推土機前后工作裝置采用的是分別控制的形式，即：使用兩個帶有模擬量輸出的手柄分別控制前后工作裝置的動作輸出。而且，在硬土質(zhì)需要松土器配合工作時，為了保證足夠的動力，工作過程為先松土后推土，幾乎不存在同時使用兩個工作裝置的情況，即不存在同時操作兩個手柄的情況，因此完全可以通過單個手柄來實現(xiàn)對前后兩個工作裝置的控制。本文提出了一種通過單個CAN 協(xié)議手柄操作，對推土機的前、后工作裝置即鏟刀、松土器或絞車集成控制并在行車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用控制源作為控制器的輸入信號，即每一種工作裝置需要一個控制手柄（圖1）。對于僅配備一種工作裝置的工程機械，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，比如巖石型推土機除了需要配備鏟刀還需要配備松土器，或者伐木型推土機除了配備鏟刀外還需要配備絞車，這時常規(guī)工作裝置電控系統(tǒng)需要配置2 個控制手柄對兩種工作裝置分別控制（圖2），另外如果控制器本身沒有足夠的輸出端口，系統(tǒng)還需要配置額外的擴展模塊。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，不僅需要布置更多硬件，造成資源浪費而且還會嚴重影響駕乘空間。

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題，并且可以通過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介

該集成顯控方案。通過對現(xiàn)有行車顯示屏自身集成的按鍵，實現(xiàn)前后工作裝置動作狀態(tài)的切換，并通過控制器與行車顯示屏的數(shù)據(jù)交換實現(xiàn)工作裝置控制狀態(tài)的識別。現(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軸即X、Y軸模擬量輸出，現(xiàn)有的絞車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足對前后工作裝置分別控制的要求。

當工作裝置鎖定電磁閥開啟時，系統(tǒng)默認初始控制狀態(tài)為前工作裝置控制，并且對前后工作裝置進行互鎖控制，這樣可以有效防止工作裝置誤動作。

在按下控制切換按鍵時，控制器根據(jù)顯示屏傳輸?shù)陌存I狀態(tài)信號檢測此時處于哪一工作裝置控制，同時顯示屏接收控制器控制狀態(tài)反饋，并將當前控制狀態(tài)以相應(yīng)圖標顯示在主界面上，操作人員即可通過手柄控制相應(yīng)的工作裝置。前工作裝置控制狀態(tài)時，操作者前后推動手柄控制鏟刀的提升、下降，左右方向推動手柄控制鏟刀的左、右傾斜動作，上下滾動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，如果后工作裝置為松土器時，操作者前后推動手柄控制松土器的提升、下降，左右方向推動手柄控制松土器的切入角度；如果后工作裝置為絞車時，操作者前后推動手柄控制絞車的收、放繩功能。

3 多工作裝置集成顯控方法原理

推土機多工作裝置集成顯控系統(tǒng)包括行車顯示屏、電控手柄、整機智能控制器。控制器接收行車顯示屏按鍵的狀態(tài)信號及控制手柄的操作信號，通過計算后輸出給前工作裝置或者后工作裝置控制電流,并將當前的控制狀態(tài)以圖標和文字的形式反饋到行車顯示屏上，以此提示操作者當前的控制狀態(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顯示屏自身的按鍵實現(xiàn)前、后工作裝置控制狀態(tài)的切換，前、后工作裝置則通過同一個鎖定電磁閥實現(xiàn)油路的鎖定或解鎖。當工作裝置鎖定開關(guān)斷開時，鎖定電磁閥將油路切斷，前后工作裝置均無動作；當工作裝置鎖定開關(guān)閉合時，油路打開，默認狀態(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)。當開關(guān)切換至后工作裝置控制狀態(tài)時，控制器檢測到工作裝置控制狀態(tài)信號并執(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多工作裝置集成顯控方法，通過本文中集成顯控系統(tǒng)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)單個CAN 協(xié)議手柄對前、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，實現(xiàn)降本增效。