基于先导型普通挖掘机低负载报警系统的制作方法

本发明涉及挖掘机低负载预警，尤其涉及一种基于先导型普通挖掘机低负载报警系统。

背景技术：

1、挖掘机在低负载情况下进行工作会延长工作时间，造成能源浪费和机械损耗的问题，并且驾驶员在进行工作时易出现不稳定操作的情况等。在低负载情况下，挖掘机的工作能力受到限制，无法满足一些需要较大功率和承载能力的工程需求，导致工程进展缓慢，延误工期。先导型普通挖掘机通过先导阀的控制，能够根据工作负荷的大小自动调整液压系统的运行状态，但是无法避免挖掘机处于低负载情况，因此在挖掘机处于低负载时能够及时报警，对保护挖掘机是十分重要的。

2、中国专利公开号：cn114566027a公开了一种低负载预警方法、系统及液压挖掘机，该发明公开了一种低负载预警方法、系统及液压挖掘机，根据挖掘机实际使用负载，自动提醒驾驶员提高挖掘机作业负荷，通过负载计时器记录不符合设定负载的使用时间，触发预警提醒驾驶员，负载计时器在挖掘机高负荷工作一定时间后可自动复位；由此可见，所述低负载预警方法、系统及液压挖掘机存在以下问题：在检测时仅检测了挖掘机实际使用负载，未检测挖掘机的液压系统，导致无法判断挖掘机各种工作模式是否出现低负载情况，预警不全面而影响挖掘机使用寿命。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种基于先导型普通挖掘机低负载报警系统，用以克服现有技术中未检测挖掘机的液压系统，导致无法判断挖掘机各种工作模式是否出现低负载情况，预警不全面而影响挖掘机使用寿命的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种基于先导型普通挖掘机低负载报警系统，包括：

3、工作状态获取模块，其用以获取挖掘机当前工作模式、各工作模式对应的额定负载、各工作模式的最低负载以及挖掘机的目标挖掘位置；

4、液压检测模块，其用以周期性检测挖掘机在各工作模式下的液压系统的压力和油液流量，以及挖掘机实际挖掘位置；

5、负载分析模块，其分别与所述工作状态获取模块和所述液压检测模块相连，用以根据各所述工作模式对应的最低负载计算档位切换的最低负载，根据检测到的所述液压系统的压力和油液流量计算负载符合度，以及根据所述实际挖掘位置和所述目标挖掘位置计算操作精确度；

6、负载报警模块，其与所述负载分析模块相连，用以根据所述操作精确度确定报警等级单位长度，根据所述负载符合度、所述挖掘机当前工作模式和挖掘机前次工作模式确定挖掘机实际负载与最低负载的差异度，以及，根据差异度确定触发的报警等级；

7、其中，所述工作模式包括挖掘模式、运输模式、破碎模式和精准模式。

8、进一步地，所述液压检测模块包括：

9、液压系统检测单元，其用以根据挖掘机工作装置的工作状态确定挖掘机当前的工作模式，并根据工作模式确定当前工作模式的最低负载；

10、挖掘位置检测单元，其与所述液压系统检测单元相连，用以检测挖掘机铲斗的单次工作位置。

11、进一步地，所述档位切换的最低负载根据挖掘机的当前工作模式的最低负载与切换至的目标工作模式对应的最低负载的差值确定；

12、其中，所述档位切换的最低负载数量为12个，且档位切换的最低负载数值的取值的正负与切换的目标工作模式有关。

13、进一步地，所述负载分析模块根据各档位切换的最低负载、实际档位切换时检测到的所述液压系统的压力和油液流量计算负载符合度；

14、其中，负载符合度根据档位切换时的最低负载的绝对值、所述液压系统的压力变化量以及油液流量变化量计算。

15、进一步地，所述负载符合度根据下式确定：

16、

17、其中，α为负载符合度，δp’为实际档位切换时液压系统压力变化量，δp为档位切换时预期压力变化量，δv’为实际档位切换时油液流量变化量，δv为档位切换时预期油液流量变化量。

18、进一步地，所述操作精确度根据挖掘机当前工作模式、目标挖掘位置和实际挖掘位置确定；

19、其中，所述操作精确度和实际挖掘位置中心与目标挖掘位置范围的中心距离成负相关。

20、进一步地，所述负载报警模块根据操作精确度确定负载符合度与预设负载符合度的差值的单位长度，所述报警等级与差值包含的单位长度的数量成正比；

21、其中，所述单位长度和操作精确度为反比关系。

22、进一步地，所述负载报警模块根据所述负载符合度与预设负载符合度的差值包含的单位长度数量确定负载差异度，并根据负载差异度确定对应的报警等级；

23、其中，所述报警等级和所述负载差异度成正相关。

24、进一步地，所述负载报警模块根据所述挖掘机工作模式切换的初始模式和目标模式确定出现低负载的工作装置部位，并根据工作装置部位和报警等级确定发出的报警信号内容。

25、进一步地，所述负载报警模块根据所述操作精确度和所述报警等级确定所述液压检测模块的检测周期调整方式；

26、其中，所述检测周期的调整量受到所述操作精确度的影响程度大于受到所述报警等级的影响程度。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，在本发明基于先导型普通挖掘机低负载报警系统中，通过将挖掘机的各个工作模式进行分类，并各种情况确定对应的最低负载，提高了确定挖掘机最低负载的合理性，并根据挖掘机实际位置确定操作精确度，根据不同情况的最低负载和操作精确度确定报警等级以及报警位置，在保证挖掘机正常工作的同时，提高了对挖掘机低负载报警的准确性，避免挖掘机因低负载导致受损。

28、进一步地，在本发明基于先导型普通挖掘机低负载报警系统中，对挖掘机在不同工作模式间切换时的最低负载分别进行确定，可以保证挖掘机在不同的工作模式下，依然可以用当前最低负载，无法满足当前模式的最低负载从而影响挖掘机正常工作；或者在较低负载的工作模式切换至较高负载模式时未及时报警从而损伤挖掘机。

29、进一步地，在本发明基于先导型普通挖掘机低负载报警系统中，使用液压系统的压力变化值和油液流量变化值共同确定挖掘机的负载复合度，可以提高负载复合度的准确性以及确定负载复合度的合理性。

30、进一步地，在本发明基于先导型普通挖掘机低负载报警系统中，因挖掘机的不同工作模式中操作的精确度不同，根据精确度确定当前工作模式的下对应的报警等级确定标准，可以提高报警等级的合理性，避免发出过高或过低的报警等级从而影响对挖掘机低负载情况的正确判断，导致影响解决过程。

31、进一步地，在本发明基于先导型普通挖掘机低负载报警系统中，检测精确度越低，说明驾驶员在操作中困难程度越大，需要更加频繁的检测并对造成挖掘机低负载原因进行排除，从而提高挖掘机的工作效率。

技术特征：

1.一种基于先导型普通挖掘机低负载报警系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于先导型普通挖掘机低负载报警系统，其特征在于，所述液压检测模块包括：

3.根据权利要求2所述的基于先导型普通挖掘机低负载报警系统，其特征在于，所述档位切换的最低负载根据挖掘机的当前工作模式的最低负载与切换至的目标工作模式对应的最低负载的差值确定；

4.根据权利要求3所述的基于先导型普通挖掘机低负载报警系统，其特征在于，所述负载分析模块根据各档位切换的最低负载、实际档位切换时检测到的所述液压系统的压力和油液流量计算负载符合度；

5.根据权利要求4所述的基于先导型普通挖掘机低负载报警系统，其特征在于，所述负载符合度根据下式确定：

6.根据权利要求5所述的基于先导型普通挖掘机低负载报警系统，其特征在于，所述操作精确度根据挖掘机当前工作模式、目标挖掘位置和实际挖掘位置确定；

7.根据权利要求1所述的基于先导型普通挖掘机低负载报警系统，其特征在于，所述负载报警模块根据操作精确度确定负载符合度与预设负载符合度的差值的单位长度，所述报警等级与差值包含的单位长度的数量成正比；

8.根据权利要求7所述的基于先导型普通挖掘机低负载报警系统，其特征在于，所述负载报警模块根据所述负载符合度与预设负载符合度的差值包含的单位长度数量确定负载差异度，并根据负载差异度确定对应的报警等级；

9.根据权利要求8所述的基于先导型普通挖掘机低负载报警系统，其特征在于，所述负载报警模块根据挖掘机工作模式切换的初始模式和目标模式确定出现低负载的工作装置部位，并根据工作装置部位和报警等级确定发出的报警信号内容。

10.根据权利要求9所述的基于先导型普通挖掘机低负载报警系统，其特征在于，所述负载报警模块根据所述操作精确度和所述报警等级确定所述液压检测模块的检测周期调整方式；

技术总结本发明涉及挖掘机低负载预警技术领域，尤其涉及一种基于先导型普通挖掘机低负载报警系统，包括工作状态获取模块、液压检测模块、负载分析模块以及负载报警模块；本发明通过将挖掘机的各个工作模式进行分类，并各种情况确定对应的最低负载，提高了确定挖掘机最低负载的合理性，并根据挖掘机实际位置确定操作精确度，根据不同情况的最低负载和操作精确度确定报警等级以及报警位置，在保证挖掘机正常工作的同时，提高了对挖掘机低负载报警的准确性，避免挖掘机因低负载导致受损。技术研发人员：张帅受保护的技术使用者：山东华翊重工集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2