装载机铲斗自动放平系统及附属功能的设计

发布时间：2020-06-30 13:38

【摘要】： 随着科学技术的发展,人们对工程机械提出了越来越高的要求。目前,国产普通装载机对工作装置的所有操纵都是由驾驶员手动完成的,这不仅增加了驾驶员的劳动强度,还降低了作业效率。为了改善装载机工作装置的操纵性能,提高其自动化程度,本文对装载机铲斗自动放平系统进行了详细研究与设计,对装载机的液压系统进行了部分更改。采用了以高速开关阀作为先导阀与多路换向阀构成的数字电液控制系统,用PWM信号控制高速开关阀。增加了一个调整转斗油缸的三位四通阀,当装载机铲斗在卸载完成下降的过程中,该系统可实现在任意位置卸载后均有自动放平功能,提高了装载机的自动化程度,降低了驾驶员的操作强度。在机构已经优化过的基础上,对系统进行了硬件设计。采用AT89C52芯片作为系统的核心部件,选用了直流差动式角位移传感器、环形电势差计和ADI公司最近发布ADIS16209倾斜计三类传感器,使系统在低成本、高性能与可扩展三方得到兼顾;设计了人机接口,体现了手动控制为主,自动控制为辅的原则;使用了光电耦合器,提高了系统的抗干扰能力。利用keil软件进行系统的编程与调试,并对其部分功能进行了仿真验证;提出了将工作区间分为低位区、高位区和临时高位区,利用软件设置了一个数组,采用FIFO法对数组中数据进行更新,定义了一个临时高位区标志位,这一系列方法的综合运用,使单片机系统具有了准确识别自动控制区的能力。利用传感器将各所需参数传入控制系统,系统经过计算后将结果转化为PWM信号,高速开关阀接收到信号后做出响应动作,达到控制铲斗自动放平的目的。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH243
【图文】：

六连杆机构,工作装置,铲斗

图 2.1 反转六连杆机构工作装置、铲斗 2、动臂 3、拉杆 4、摇臂 5、转斗油缸 6、动臂举升油缸 7、前车装载机的铲装、翻斗、提升以及卸料都是通过动臂油缸和转斗油缸的伸缩，油缸的运动是工作装置工作的动力来源。2 轮式装载机的工作过程轮式装载机是一种铲、装、运、卸一体化的设备，一般由六种工况组成。（1）插入工况动臂下放，铲斗放置于最低位，铲斗斗尖触地，斗底板~ 5°倾角，装载机前进时铲斗借助机器的牵引力插入料堆。（2）铲装工况铲斗插入料堆后，转动铲斗，将铲斗口翻至近似水平。（3）重载运输工况铲斗铲装满物料后，举升动臂，将铲斗举升至运输位斗底离地高度不小于机器的最小允许离地间隙），然后机器驶向卸载点。（4）举升工况保持转斗油缸长度不变，操作动臂油缸，将动臂升至上他位置，准备卸载。

六杆机构,卸载角

9图 2.2 反转六杆机构简图I—插入工况 II—铲装工况 III—最高位置工况 IV—高位卸载工况 V—低位卸载工况根据整机尺寸及工作装置布置的可能性要求，在设计或生产中所要求的一些约件，它保证了工作装置的作业效率，保证机构不会出现自锁、撕裂等现象，这束条件有：1、铲斗的卸载角[6]根据装载机的作业要求，在动臂提升的任意位置，铲斗卸载角都要达到或大于度。对反转六杆工作机构进行分析可知，由于工况 II 时转斗油缸最长，而低位卸（工况 V）转斗油缸长度最短，所以，若工况 II 和工况 III 时的铲斗的卸载角都于 45 度，则在其他位置必能正常卸载。因此，理论上只需满足这两种状态即可所有其它状态。需要注意的是，以上情况只适用于装载机处于水平状态下，当机处于非水平状态下时，铲斗的卸载角并不一定能够达到 45 度，而这个角度是

【参考文献】