專利名稱：工程機械的伺服操作系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種工程機械的操作系統，尤其涉及一種挖掘機、裝載機的伺服操作系統。
背景技術：
現在土方挖掘、貨物裝卸、樓房混凝土澆筑、拆除等工作都離不開工程機械，比如挖掘機、礦用電鏟、混凝土臂架輸送泵車、液壓破碎錘等，這類工程機械的工作臂一般都是多段機械臂組合而成，主要操控機構都設計成左右兩個操作桿，比如挖掘機的工作臂就包括大臂、小臂和鏟斗，其操控方法是左操作桿向前壓則小臂伸出，向后壓則小臂收，向左壓左轉，向右壓右轉，右操作桿向前壓則落大臂，向后壓則提升大臂，向左壓桿收鏟斗，向右壓桿翻鏟斗。要讓機械臂最前端的鏟斗快速準確地到達預定部位并進行挖掘運動，必須多個 工作臂同時動作，每個操作桿有擺動4個方向，司機要同時操控左、右兩個操作桿共8個方向，才能是鏟斗順暢的工作，由于操作桿和機械臂之間沒有很直觀的運動對應關系，使得這種操作很復雜，學起來也非常困難，需要很長的時間才能在腦海中建立操作桿和機械臂之間的運動對應關系，需要很長時間的培訓和練習才能正常操作設備，因此，這類工程機械普遍存在操控機構與機械臂沒有直觀的對應關系、學習周期長的缺點，很多新的操作工工作效率很低，浪費了大量的練習時間和運行成本。
發明內容
本發明的目的是提供一種工程機械的伺服操作系統，這種伺服操作系統的內部操作桿外形與機器工作部分外形基本相同，動作基本一致，使工程機械的操控更直觀、易學。為了達到上述目的，本發明提供了一種工程機械的伺服操作系統，包括操作桿、電液伺服閥和相應的液壓缸，其特征在于操作桿是由多段相互連接的桿構成，操作桿的形狀和機械臂的形狀相似，操作桿的段數和機械臂的段數相同，各節操作桿之間的連接方法與各節機械臂的連接方法相對應，操作桿的各個關節處裝有電位器，機械臂各個關節的轉軸處也相應的裝有電位器，操作桿上的電位器和機械臂上相應的電位器之間通過電壓比較電路和信號放大電路控制液壓伺服閥，液壓伺服閥驅動相應的液壓缸伸縮，從而驅動相應的機械臂作出相應的動作。當駕駛員搬動操作桿做出各種運動時，機械臂也會緊隨其后作出相應的動作，t匕如挖掘機的駕駛員向上抬起大臂操作桿時，機械大臂也會隨之抬起，駕駛員向下壓鏟斗操縱臂時，機械鏟斗也會隨之向下運動。本發明與現有技術相比，其優點是機械的操作非常直觀，簡單易學，可以大大縮短培訓時間和成本，操控更加方便、快捷，可顯著提供工作效率高，本發明設計新穎，結構合理，易于實現，適用于各類具有多節機械臂的工程機械。
下面結合附圖對本發明做進一步的說明圖I是本發明的一個機械臂的控制原理圖。圖2是本發明在挖掘機上應用的操作桿的結構示意圖。圖3是挖掘機的結構示意圖。圖中，1.機身電位器殼體2.機身電位器旋轉軸3.電源4.操作桿電位器的殼體
5.操作桿電位器旋的轉軸6.電信號放大器7.電液伺服閥8.電液伺服閥閥芯9.液壓缸10.大臂銷11.大臂操作桿銷12.機架13.底座14.大臂15小臂16.鏟斗17.大臂操作桿18小臂操作桿19.鏟斗操作桿20.機身電位器21.操作桿電位器
具體實施方式
本發明以挖掘機為實施例，如圖I 3所示，挖掘機的伺服操作系統包括操作桿、電液伺服閥和相應的液壓缸，挖掘機的機械臂安裝在機架12上，機械臂為三段，包括大臂14、小臂15和鏟斗16，挖掘機操作桿也是由3段相互連接構成，包括大臂操作桿17、小臂操作桿18、鏟斗操作桿19，操作桿的形狀和機械臂的形狀相似，各段操作桿之間的連接方法與各段機械臂的連接方法相對應，操作桿的各個關節處裝有電位器，機械臂的各個關節處也相應的裝有電位器，如大臂操作桿17與底座13連接的關節處是大臂操作桿銷11，大臂操作桿銷11的位置安裝一個大臂的操作桿電位器21,操作桿電位器21的殼體4與底12相連，操作桿電位器21的轉軸5與大臂操作桿17連接并可以同步轉動；機械臂的大臂14和機架12的連接處是大臂銷10，大臂銷10處也安裝一個機身電位器20，機身電位器殼體I固定在機架12上，機身電位器旋轉軸2固定在大臂14上，且可以和大臂14 一同轉動。其工作原理如圖3所示，當駕駛員推動大臂操作桿17后，操作桿上的電位器21和機械臂上相應的機身電位器20之間將存在一個角度差，兩個電位器的輸出電壓也會產生一個差值，這個電壓差值通過電壓比較電路和信號放大器6的作用，可以控制液壓伺服閥7，液壓伺服閥7可以驅動相應的液壓缸9伸縮，從而推動大臂14沿著大臂操作桿17轉動的方向轉動，與其聯動的機身電位器20也會隨之轉動相同的角度，當大臂14轉動到和大臂操作桿17相同的角度位置后，操作桿上的電位器21和機械臂上相應的機身電位器20之間的電壓差為零，液壓伺服閥7和液壓缸9就會停止工作，因此大臂14總是隨大臂操作桿17的動作而轉動，大臂操作桿17向上抬起，則大臂14也向上抬起，大臂操作桿17向下落，則大臂14也向下落，實現了大臂操作桿17非常直觀的控制大臂14的功能。同原理在每個對應的銷軸處都裝有一對對應的電位器，其相互間可同時動作，小臂操作桿18控制小臂15，鏟斗操作桿19控制鏟斗16，這樣多段操作桿怎么動作，多段機械臂就會仿照操作桿作出同樣的動作，機器的大臂14、小臂15、鏟斗46可以做到同時連貫的操作運動。在本發明中，電位器也可以采用光電傳感器，光電傳感器的信號輸送到信號處理器可控制電磁閥的開關以及開關程度，這樣可以使傳送信號的誤差降低。本發明的這種操控系統非常直觀，易學習，易操作，可應用于挖掘機、裝載機以及類似的工程機械。
權利要求
1.工程機械的伺服操作系統，包括操作桿、電液伺服閥和相應的液壓缸，其特征在于操作桿是由多段相互連接的桿構成的，操作桿的段數和機械臂的段數相同，各節操作桿之間的連接方法與各節機械臂的連接方法相對應，操作桿的各個關節處裝有電位器，機械臂各個關節的轉軸處也相應地裝有電位器，操作桿上的電位器和機械臂上相應的電位器之間通過電壓比較電路和信號放大電路控制液壓伺服閥，液壓伺服閥驅動相應的液壓缸伸縮，從而驅動相應的機械臂作出相應的動作。
2.根據權利要求I所述的工程機械的伺服操作系統，其特征在于所述電位器也可以米用光電傳感器。
全文摘要
本發明提供了一種工程機械的伺服操作系統，包括操作桿、電液伺服閥和相應的液壓缸，其特征在于操作桿是由多段相互連接的桿構成的，操作桿的段數和機械臂的段數相同，各節操作桿之間的連接方法與各節機械臂的連接方法相對應，操作桿的各個關節處裝有電位器，機械臂的各個關節處的轉軸上也相應地裝有電位器，操作桿上的電位器和機械臂上相應的電位器之間通過電壓比較電路控制液壓伺服閥，液壓伺服閥驅動相應的液壓缸伸縮，從而驅動相應的機械臂作出相應的動作。其優點是機械的操作非常直觀，簡單易學，可以大大縮短培訓時間和成本，操控更加方便、快捷，可顯著提供工作效率高，適用于各類具有多節機械臂的工程機械。
文檔編號E02F3/43GK102660973SQ201210139458
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月30日 優先權日2012年4月30日
發明者趙國新 申請人:趙國新