專利名稱：挖掘機遙控系統及容錯處理方法及包括該系統的挖掘機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種挖掘機控制系統，尤其是一種挖掘機遙控系統及容錯處理方法及包括該系統的挖掘機。
背景技術：
挖掘機，又稱挖掘機械，是用鏟斗挖掘高于或低于承機面的物料，并裝入運輸車輛或卸至堆料場的土方機械。挖掘機挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及經過預松后的土壤和巖石。從近年工程機械的發展來看，挖掘機的發展相對較快，逐步成為工程建設中最主要的工程機械機型之一。由于挖掘機工作環境惡劣，需應對多樣的路面條件，因此在其設計開發過程中需要進行各種適應性測試，以便了解挖掘機在實際工作環境下可能出現的問題，進而獲得解決辦法，以保證上市的產品具有良好的工作性能及安全保證。行走振動試驗式挖掘機開發過程中一項重要的檢測方法，現有的行走振動試驗一般是在模擬崎嶇不平路面條件的專用跑道上進行，以便檢測挖掘機的各個零部件的性能變化情況以及整機的工作狀態。而目前挖機行走振動試驗全部由車載人工作業，操作手請需親自駕駛挖掘機在專用跑道上翻越各種障礙，有時甚至需要模擬一些極限條件下的惡劣工況，這對操作手的身體可能造成一定的損害，同時也存在一定的安全風險。
發明內容
針對現有的挖掘機行走振動試驗中存在的問題，本發明提供一種挖掘機遙控系統及容錯處理方法及包括該系統的挖掘機。本發明解決技術問題所采用的技術手段為
一種挖掘機遙控系統，包括挖掘機，其中，還包括無線信號發射裝置、無線信號接收裝置、控制裝置和執行裝置，所述無線信號接收裝置與所述控制裝置連接，所述控制裝置與所述執行裝置連接，所述執行裝置與所述挖掘機連接；
所述無線信號發射裝置發射無線電信號，所述無線信號接收裝置接受所述無線信號發射裝置發出的無線電信號并傳送至所述控制裝置，所述控制裝置根據所述無線信號接收裝置傳來的信號控制所述執行裝置，所述執行裝置操縱所述挖掘機行走。上述挖掘機遙控系統，其中，所述執行裝置包括第一直線執行器和第二直線執行器，所述第一直線執行器與所述挖掘機的左行走先導推桿連接，所述第二直線執行器與所述挖掘機的右行走先導推桿連接。上述挖掘機遙控系統，其中，所述控制裝置包括高低速控制器，所述高低速控制器與所述挖掘機的高低速切換電磁閥連接，所述高低速控制器控制所述挖掘機的高低速切換電磁閥。上述挖掘機遙控系統，其中，所述控制裝置包括先導控制器，所述先導控制器與所述挖掘機的的先導控制電磁閥連接，所述先導控制器控制所述挖掘機的先導控制電磁閥。
上述挖掘機遙控系統，其中，所述接收裝置與所述控制裝置之間通過CAN0PEN協議傳送信號。上述挖掘機遙控系統，其中，所述控制裝置包括第一強度調節強度調節器和第二強度調節器，所述第一強度調節器與所述執行裝置的第一直線執行器連接，用以調節所述第一直線執行器的工作力度，所述第二強度調節器與所述執行裝置的第二直線執行器連接，用以調節所述第二直線執行器的工作力度。上述挖掘機遙控系統，其中，所述控制裝置包括第一功率保護器和第二功率保護器，所述第一功率保護器與所述執行裝置的第一直線執行器連接，用以保護所述第一之線執行器的驅動部件不至于過載，所述第二功率保護器與所述執行裝置的第二直線執行器連接，用以保護第二直線執行器的驅動部件不至于過載。上述挖掘機遙控系統，其中，所述控制裝置包括第一輸出變化率限制器，所述第一輸出變化率限制器與所述高低速控制器連接，用以限制所述高低速控制器的輸出變化率。上述挖掘機遙控系統，其中，所述控制裝置包括接收部件和容錯處理部件，所述接收部件與所述容錯處理部件連接，所述容錯處理部件與所述執行裝置、所述先導控制器以及所述高低速控制器連接，所述接收部件用于接收所述發送裝置發送的信號，所述容錯處理部件用于判斷所述控制裝置是否出現發送錯誤或接收錯誤，并于所述控制裝置出現發送錯誤或接收錯誤后發出控制指令使所述執行裝置、所述先導控制器以及所述高低速控制器控制所述挖掘機停止工作。上述挖掘機遙控系統，其中，所述控制裝置包括第二輸出變化率限制器，所述第二輸出變化率限制器與所述先導控制器連接，用以限制所述先導控制器的輸出變化率。一種挖掘機遙控系統的容錯處理方法，其中，包括上述挖掘機遙控系統，所述容錯處理部件包括動作計時器、動作錯誤計數器和延時計時器，所述動作計時器用于記錄所述控制器執行預定動作的用時，所述動作錯誤計數器于記錄所述控制裝置執行相應動作時出現的錯誤，所述延時計時器用于預定狀態下延時及時，具體包括如下步驟
步驟a、所述動作計時器開始計時；
步驟b、檢查所述動作計時器即使是否超過第一預定時間，如超過第一預定時間則執行步驟c，未超過第一預定時間則執行步驟f ；
步驟C、檢查所述動作錯誤計數器計數值是否為0，如不為則執行步驟d，如為0則執行步驟f;
步驟d、所述動作錯誤計數器累加1 ；
步驟e、所述先導控制器信號清0，所述行走先導信號清0，結束并退出； 步驟f、所述延時計時器開始計時；
步驟g、等待并輪詢所述延時計時器計時是否到達第二預定時間； 步驟h、動作錯誤計數器清0。上述挖掘機遙控系統的容錯處理方法，其中，所述動做計時器包括發送計時器和接收計時器。上述挖掘機遙控系統的容錯處理方法，其中，所述動作錯誤計數器包括發送錯誤計數器和接收錯誤計數器。上述挖掘機遙控系統的容錯處理方法，其中，所述第一預定時間為800毫秒。
一種挖掘機，其中，包括上述的挖掘機遙控系統。本發明的有益效果是
可以在現有的液壓挖掘機上略作加裝改動即可實現，安裝、拆卸方便，且對挖掘機無特殊要求。在挖掘機的振動行走測試方面有很好的實用性，避免了行走振動試驗在車載人工作業時對人體的傷害。
圖1是本發明挖掘機遙控系統的系統結構示意圖； 圖2是本發明挖掘機遙控系統的系統容錯方法的流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，但不作為本發明的限定。如圖1所示，本發明挖掘機遙控系統包括挖掘機，其中，還包括無線信號發射裝置、無線信號接收裝置、控制裝置和執行裝置，無線信號接收裝置與控制裝置連接，控制裝置與執行裝置連接，執行裝置與挖掘機連接；
無線信號發射裝置發射無線電信號，無線信號接收裝置接受無線信號發射裝置發出的無線電信號并傳送至控制裝置，控制裝置根據無線信號接收裝置傳來的信號控制執行裝置，執行裝置操縱挖掘機行走。本發明的挖掘機遙控系統以一 16位整形數作為挖掘機的行走控制信號，其中高8 位為右行走信號，低8位為左行走信號，控制裝置接收到該16位整型信號后分離出左行走信號和右行走信號并對分離出的信號進行方向判斷，以小于0的信號為反向信號，以大于0 的信號減去1 作為正向信號，并根據預設的處理算法處理經判斷后的信號以及進行線性化處理，將處理完畢的信號轉換為行走馬達位置，并利用馬達位置偏差調節行走馬達。其中，執行裝置包括第一直線執行器和第二直線執行器，第一直線執行器與挖掘機的左行走先導推桿連接，第二直線執行器與所述挖掘機的右行走先導推桿連接。第一直線執行器根據控制裝置發出的指令操縱挖掘機左先走先導推桿，第二直線執行器根據控制裝置發出的指令操縱挖掘機右先走先導推桿，以此控制挖掘機行走。控制裝置還包括高低速控制器，高低速控制器與挖掘機的高低速切換電磁閥連接，高低速控制器控制挖掘機的高低速切換電磁閥，以此控制挖掘機的高低速切換。控制裝置還包括先導控制器，先導控制器與挖掘機的的先導控制電磁閥連接，先導控制器控制挖掘機的先導控制電磁閥，以此控制挖掘機的先導。本發明的挖掘機遙控系統以一 16位整形數作為挖掘機的高低速切換和先導控制信號，其中高8位為先到控制信號，低8位為高低速切換信號，控制裝置接收到該16位整型信號后分離出先導信號和高低速切換信號并將分離出的信號轉化為開關量，隨后將得到的開關量信號轉換為可變脈寬的脈沖信號輸出至高低速控制器和先導控制器。遙控系統還包括固定支架，固定支架安裝在挖掘機行走踏板上，并將第一直線執行器和第二直線執行器固定支架上同時并將第一直線執行器與左行走先導推桿連接鎖緊， 第二直線執行器與右行走先導推桿連接鎖緊，再根據對接口連接遙控系統控制各部件，固定接收裝置和控制裝置，隨后將高低速控制器與挖掘機的高低速切換電磁閥連接，先導控制器與挖掘機的先導控制電磁閥連接后即安裝完畢。本發明的遙控系統安裝簡單，無需過多改造，適應各種不同的挖掘機安裝。進一步的，其中，接收裝置與控制裝置之間通過CAN0PEN協議傳送信號。接收裝置與控制裝置之間通過CAN總線連接，且通過CAN0PEN協議通訊，CAN0PEN協議是一種架構在控制局域網路(Control Area Network, CAN)上的高層通訊協定，包括通訊子協定及設備子協定常在嵌入式系統中使用，也是工業控制常用到的一種現場總線，具有良好的擴展性和兼容性。進一步的，其中，控制裝置包括第一強度調節強度調節器和第二強度調節器，第一強度調節器與執行裝置的第一直線執行器連接，用以調節第一直線執行器的工作力度以適應各種不同的挖掘機，第二強度調節器與執行裝置的第二直線執行器連接，用以調節所述第二直線執行器的工作力度以適應各種不同的挖掘機。進一步的，其中，控制裝置包括第一功率保護器和第二功率保護器，第一功率保護器與執行裝置的第一直線執行器連接，用以保護第一之線執行器的驅動部件不至于過載， 第二功率保護器與所述執行裝置的第二直線執行器連接，用以保護第二直線執行器的驅動部件不至于過載。通過第一功率保護器和第二功率保護器可以使第一直線執行器和第二直線執行器工作壽命得以延長。進一步的，其中，控制裝置包括第一輸出變化率限制器，第一輸出變化率限制器與高低速控制器連接，用以限制高低速控制器的輸出變化率，以適應各種不同的挖掘機。進一步的，其中，控制裝置包括第二輸出變化率限制器，第二輸出變化率限制器與先導控制器連接，用以限制先導控制器的輸出變化率，以適應各種不同的挖掘機。進一步的，其中，控制裝置包括接收部件和容錯處理部件，接收部件與容錯處理部件連接，容錯處理部件與執行裝置、先導控制器以及高低速控制器連接，接收部件用于接收發送裝置發送的信號，容錯處理部件用于判斷控制裝置是否出現發送錯誤或接收錯誤，并于控制裝置出現發送錯誤或接收錯誤后發出控制指令使執行裝置、先導控制器以及高低速控制器控制挖掘機停止工作。設置發送、接收容錯保護，保證了系統響應的及時性，避免了挖掘機在遙控過程中出現失控，保障檢測過程的安全。如圖2所示，本發明還包括一種挖掘機遙控系統的容錯處理方法，其中，包括上述的挖掘機遙控系統，容錯處理部件包括動作計時器、動作錯誤計數器和延時計時器，動作計時器用于記錄控制器執行預定動作的用時，動作錯誤計數器于記錄控制裝置執行相應動作時出現的錯誤，延時計時器用于預定狀態下延時及時，其中，動做計時器包括發送計時器和接收計時器，動作錯誤計數器包括發送錯誤計數器和接收錯誤計數器。具體包括如下步驟 步驟a、動作計時器開始計時。步驟b、檢查動作計時器計時是否超過第一預定時間，如超過第一預定時間則執行步驟c，未超過第一預定時間則執行步驟f ；其中一預定時間可以設置為800毫秒。步驟C、檢查動作錯誤計數器計數值是否為0，如不為則執行步驟d，如為0則執行步驟f。步驟d、動作錯誤計數器累加1。步驟e、先導控制器信號清0，行走先導信號清0，結束并退出；此時挖掘機將停止行走動作。步驟f、延時計時器開始計時。步驟g、等待并輪詢延時計時器計時是否到達第二預定時間；其中第二預定時間可根據需要設置。步驟h、動作錯誤計數器清0。以上方法在控制裝置出現發送或者接收錯誤即失控時可以有效的停止挖掘機工作，保障檢測過程的安全。本發明還包括一種挖掘機，其中，包括上述的挖掘機遙控系統。以上所述僅為本發明較佳的實施例，并非因此限制本發明的申請專利范圍，所以凡運用本發明說明書及圖示內容所作出的等效結構變化，均包含在本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種挖掘機遙控系統，包括挖掘機，其特征在于，還包括無線信號發射裝置、無線信號接收裝置、控制裝置和執行裝置，所述無線信號接收裝置與所述控制裝置連接，所述控制裝置與所述執行裝置連接，所述執行裝置與所述挖掘機連接；所述無線信號發射裝置發射無線電信號，所述無線信號接收裝置接受所述無線信號發射裝置發出的無線電信號并傳送至所述控制裝置，所述控制裝置根據所述無線信號接收裝置傳來的信號控制所述執行裝置，所述執行裝置操縱所述挖掘機行走。
2.如權利要求1所述挖掘機遙控系統，其特征在于，所述執行裝置包括第一直線執行器和第二直線執行器，所述第一直線執行器與所述挖掘機的左行走先導推桿連接，所述第二直線執行器與所述挖掘機的右行走先導推桿連接。
3.如權利要求1所述挖掘機遙控系統，其特征在于，所述控制裝置包括高低速控制器， 所述高低速控制器與所述挖掘機的高低速切換電磁閥連接，所述高低速控制器控制所述挖掘機的高低速切換電磁閥。
4.如權利要求1所述挖掘機遙控系統，其特征在于，所述控制裝置包括先導控制器，所述先導控制器與所述挖掘機的的先導控制電磁閥連接，所述先導控制器控制所述挖掘機的先導控制電磁閥。
5.如權利要求1所述挖掘機遙控系統，其特征在于，所述接收裝置與所述控制裝置之間通過CAN0PEN協議傳送信號。
6.如權利要求2所述挖掘機遙控系統，其特征在于，所述控制裝置包括第一強度調節強度調節器和第二強度調節器，所述第一強度調節器與所述執行裝置的第一直線執行器連接，用以調節所述第一直線執行器的工作力度，所述第二強度調節器與所述執行裝置的第二直線執行器連接，用以調節所述第二直線執行器的工作力度。
7.如權利要求2所述挖掘機遙控系統，其特征在于，所述控制裝置包括第一功率保護器和第二功率保護器，所述第一功率保護器與所述執行裝置的第一直線執行器連接，用以保護所述第一之線執行器的驅動部件不至于過載，所述第二功率保護器與所述執行裝置的第二直線執行器連接，用以保護第二直線執行器的驅動部件不至于過載。
8.如權利要求3所述挖掘機遙控系統，其特征在于，所述控制裝置包括第一輸出變化率限制器，所述第一輸出變化率限制器與所述高低速控制器連接，用以限制所述高低速控制器的輸出變化率。
9.如權利要求4所述挖掘機遙控系統，其特征在于，所述控制裝置包括接收部件和容錯處理部件，所述接收部件與所述容錯處理部件連接，所述容錯處理部件與所述執行裝置、 所述先導控制器以及所述高低速控制器連接，所述接收部件用于接收所述發送裝置發送的信號，所述容錯處理部件用于判斷所述控制裝置是否出現發送錯誤或接收錯誤，并于所述控制裝置出現發送錯誤或接收錯誤后發出控制指令使所述執行裝置、所述先導控制器以及所述高低速控制器控制所述挖掘機停止工作。
10.如權利要求4所述挖掘機遙控系統，其特征在于，所述控制裝置包括第二輸出變化率限制器，所述第二輸出變化率限制器與所述先導控制器連接，用以限制所述先導控制器的輸出變化率。
11.一種挖掘機遙控系統的容錯處理方法，其特征在于，包括如權利要求9所述挖掘機遙控系統，所述容錯處理部件包括動作計時器、動作錯誤計數器和延時計時器，所述動作計時器用于記錄所述控制器執行預定動作的用時，所述動作錯誤計數器于記錄所述控制裝置執行相應動作時出現的錯誤，所述延時計時器用于預定狀態下延時及時，具體包括如下步驟步驟a、所述動作計時器開始計時；步驟b、檢查所述動作計時器即使是否超過第一預定時間，如超過第一預定時間則執行步驟c，未超過第一預定時間則執行步驟f ；步驟C、檢查所述動作錯誤計數器計數值是否為0，如不為則執行步驟d，如為0則執行步驟f;步驟d、所述動作錯誤計數器累加1 ；步驟e、所述先導控制器信號清0，所述行走先導信號清0，結束并退出；步驟f、所述延時計時器開始計時；步驟g、等待并輪詢所述延時計時器計時是否到達第二預定時間；步驟h、動作錯誤計數器清0。
12.如權利要求11所述挖掘機遙控系統的容錯處理方法，其特征在于，所述動做計時器包括發送計時器和接收計時器。
13.如權利要求11所述挖掘機遙控系統的容錯處理方法，其特征在于，所述動作錯誤計數器包括發送錯誤計數器和接收錯誤計數器。
14.如權利要求11所述挖掘機遙控系統的容錯處理方法，其特征在于，所述第一預定時間為800毫秒。
15.一種挖掘機，其特征在于，包括如權利要求1-10中任一所述的挖掘機遙控系統。
全文摘要
本發明公開了一種挖掘機遙控系統，包括挖掘機，其中，還包括無線信號發射裝置、無線信號接收裝置、控制裝置和執行裝置，所述無線信號接收裝置與所述控制裝置連接，所述控制裝置與所述執行裝置連接，所述執行裝置與所述挖掘機連接；所述無線信號發射裝置發射無線電信號，所述控制裝置根據所述無線信號接收裝置傳來的信號控制所述執行裝置，所述執行裝置操縱所述挖掘機行走。本發明的有益效果是可以在現有的液壓挖掘機上略作加裝改動即可實現，安裝、拆卸方便，且對挖掘機無特殊要求。在挖掘機的振動行走測試方面有很好的實用性，避免了行走振動試驗在車載人工作業時對人體的傷害。
文檔編號E02F9/20GK102433909SQ201110402879
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月7日 優先權日2011年12月7日
發明者徐兆楊, 梁亞, 翟學農 申請人:三一重機有限公司