一種新型液壓挖掘機節能控制裝置的制作方法

本實用新型涉及挖掘機技術領域，具體的說是一種新型液壓挖掘機節能控制裝置。

背景技術：

液壓挖掘機是一種多功能機械，被廣泛應用于水利工程、交通運輸、電力工程和礦山采掘等機械施工中。但由于其工作狀況復雜，工作負荷變化范圍大，施工中需要控制的自由度多，造成傳統的人工操作較復雜。操作員在作業中要操作的機構較多，使其無暇根據負載的大小來調節發動機油門，往往使油門處于固定位置，因而造成大量的能量損失和嚴重的機械損耗。

因此，為克服上述技術的不足而設計出一款能實現挖掘機的自動控制、操作簡單、運行安全可靠、減少能量損失和機械損耗、降低工人勞動強度、節能減排的一種新型液壓挖掘機節能控制裝置，正是發明人所要解決的問題。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本實用新型的目的是提供一種新型液壓挖掘機節能控制裝置，裝置操作簡單，能實現挖掘機的自動控制，運行安全可靠，減少能量損失和機械損耗，降低工人勞動強度，節能減排。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種新型液壓挖掘機節能控制裝置，其包括單片機、操縱閥、液壓系統、步進電機、油門正反向限位開關，所述操縱桿可發送高速設定信號、中速設定信號、低速設定信號傳給單片機，所述液壓系統將液壓系統壓力信號發送給兩路壓力變送器，所述壓力變送器通過A/D轉換器與單片機連接，所述單片機通過其擴展芯片上的I/O接口與光電耦合器連接，所述光電耦合器與隔離電路連接，所述隔離電路通過放大電路與執行機構連接，所述執行機構控制步進電機運轉，所述步進電機通過霍爾傳感器與單片機連接，所述單片機分別與報警器、指示燈、EPROM存儲器連接，所述油門正反向限位開關連接于單片機。

進一步，所述單片機采用8031芯片。

進一步，所述擴展芯片選用8255芯片。

進一步，所述EPROM存儲器選用27128 EPROM芯片。

進一步，所述A/D轉換器選用ADC0809轉換器

本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型本實用新型采用單片機，以液壓系統的壓力為判斷信號來判斷液壓挖掘機的工作狀態，進而由步進電機控制發動機的油門，從而使油門的開度始終處于適應負載的合適值上，達到節能的目的。裝置操作簡單，能實現挖掘機的自動控制，運行安全可靠，減少能量損失和機械損耗，降低工人勞動強度，不僅節約燃料，而且提高了施工效率。挖掘機的自動怠速、分工況控制、溢流控制等功能均得到了實現，節能效率可達10%～15%，由于采用了單片機技術，系統裝置具有體積小、調整方便靈活、控制準確等特點，在抗干擾方面，硬件中采用了光電隔離等措施，使控制系統的抗干擾能力大大增強。

附圖說明

圖1是本實用新型結構框圖。

圖2是本實用新型光電隔離電路原理圖。

圖3是本實用新型控制系統硬件連接示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本實用新型，應理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內容之后，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落在申請所附權利要求書所限定的范圍。

參見圖1是本實用新型結構框圖，參見圖3是本實用新型控制系統硬件連接示意圖，本實用新型一種新型液壓挖掘機節能控制裝置，包括單片機、操縱閥、液壓系統、步進電機、油門正反向限位開關，操縱桿可發送高速設定信號、中速設定信號、低速設定信號傳給單片機，液壓系統將液壓系統壓力信號發送給兩路壓力變送器，壓力變送器通過A/D轉換器與單片機連接，單片機通過其擴展芯片上的I/O接口與光電耦合器連接，光電耦合器與隔離電路連接，隔離電路通過放大電路與執行機構連接，執行機構控制步進電機運轉，步進電機通過霍爾傳感器與單片機連接，單片機分別與報警器、指示燈、EPROM存儲器連接，油門正反向限位開關連接于單片機。

當操縱閥處于中位時，單片機系統關小油門，使發動機處于怠速狀態，在空載時實現自動怠速控制，控制系統繼續監控載荷的變化，一旦系統壓力超過設定值，單片機系統立即控制發動機，使其迅速恢復設定工作轉速。

當液壓系統壓力大于溢流閥開啟壓力時，將發生溢流功率損失，為防止該損失，本控制系統當檢測出油壓大于溢流閥開啟壓力時，立即控制發動機關小油門，將轉速降到設定值，減小供油量，以減小滋流損失，當液壓系統壓力小于設定的最大壓力時，使發動機轉速恢復到設定值，從而實現溢流控制。

參見圖2是本實用新型光電隔離電路原理圖，為保證系統的安全和工作的可靠性，控制主板和步進電機的驅動電路間采用光電藕合器起隔離傳輸作用，系統共有三路光電隔離電路來驅動步進電機的三相繞組（圖2中只畫了其中一路）。

采用光電藕合器，輸入端接入8255擴展芯片的I/O接口，信號經隔離后送人步進電機的驅動電路，經放大后帶動步進電機運行。單片機采用8031芯片，由于8031芯片內部無程序存貯器，故擴展一個27128 EPROM芯片作為程序存儲器。選用ADC0809轉換器作模數轉換，ADC0809為逐次逼近型的A/D轉換器，精度為8位，轉換速度為100μs，性能可滿足系統要求。擴展電路采用8255芯片，通過編程將其PA、PB、PC口定義為所需的輸人或輸出口，比如設定的轉速輸入、步進電機輸出等。8031單片機的工作頻率為6～12MHz，系統利用單片機的內部振蕩器外加石英晶體構成時鐘源，為了工作可靠，晶體振蕩頻率選為6MHz，經12分頻后由ALE端輸出的時鐘信號為500Hz，可供ADC0809轉換器使用。

本控制系統以液壓系統的壓力為判斷信號，來判別挖掘機的工作狀態，從而控制步進電機動作，選用了兩路壓力變送器，來采樣液壓系統的壓力，經A/D轉換輸入8031單片機，由其分析、判斷并發出相應的控制指令。

本實用新型采用單片機，以液壓系統的壓力為判斷信號來判斷液壓挖掘機的工作狀態，進而由步進電機控制發動機的油門，從而使油門的開度始終處于適應負載的合適值上，達到節能的目的。挖掘機的自動怠速、分工況控制、溢流控制等功能得到了實現，節能效率可達10%～15%，在節能控制系統中，由于采用了單片機技術，具有體積小、調整方便靈活、控制準確等特點，在抗干擾方面，硬件中采用了光電隔離等措施，使控制系統的抗干擾能力又大大增強。