工作装置、装载机及工作装置控制方法与流程

本发明涉及工程机械，尤其涉及一种工作装置、装载机及工作装置控制方法。

背景技术：

1、装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口及矿山等建设工程的土石方施工机械，它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石和硬土等作轻度铲挖作业。装载机工作装置是在装载机中实现铲装、举升和下放等主要工序的装置。

2、现有的装载机工作装置的驱动系统主要为阀控液压系统。用于实现工作斗举升和转动的机构均利用液压系统进行控制。由于用于举升工作斗的举升系统具有负载高的特性，而用于转动工作斗的转动系统具有负载低的特性，均采用液压系统进行控制会导致能量分配不合理，以及能量浪费的问题。

3、因此，亟需一种工作装置、装载机及工作装置控制方法，以解决以上问题。

技术实现思路

1、根据本发明的一个方面，目的在于提供一种工作装置，该工作装置能够实现工作斗举升过程和工作斗转动过程中能量的合理利用，并节省能量。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、工作装置，包括：

4、工作斗，被配置为铲装物料；

5、举升机构，连接于所述工作斗，被配置为举升所述工作斗；

6、转斗机构，连接于所述工作斗，被配置为转动所述工作斗；

7、驱动系统，包括转斗电驱动子系统、举升液压驱动子系统和补油子系统，所述转斗电驱动子系统电连接于所述转斗机构，被配置为驱动所述转斗机构动作，所述举升液压驱动子系统连接于所述举升机构，被配置为驱动所述举升机构动作，所述补油子系统被配置为向所述举升液压驱动子系统补充油料。

8、作为本发明提供的工作装置的优选方案，所述转斗机构包括执行器和推杆，所述推杆同轴设置于所述执行器，且所述推杆的两端分别能够伸出所述执行器的两端；

9、所述工作装置还包括固定支架，所述推杆的一端可转动的设置于所述固定支架，所述推杆的另一端传动连接于所述工作斗，所述推杆沿所述执行器的轴向动作，能够带动所述工作斗转动。

10、作为本发明提供的工作装置的优选方案，所述驱动系统还包括电性连接的电源和驱动器；

11、所述转斗电驱动子系统包括转斗电机，所述转斗电机电连接于所述转斗机构和所述驱动器，所述驱动器能够控制所述转斗电机，所述转斗电机能够带动所述转斗机构动作。

12、作为本发明提供的工作装置的优选方案，所述举升机构包括举升液压缸和举升缸杆，所述举升缸杆设置于所述举升液压缸中，所述举升缸杆单向伸出所述举升液压缸，并连接于所述工作斗；

13、所述举升液压缸的缸内空间连接于所述举升液压驱动子系统，所述举升液压驱动子系统被配置为向所述举升液压缸提供液压油。

14、作为本发明提供的工作装置的优选方案，所述举升液压驱动子系统包括举升液压泵和油箱，所述举升液压泵的第一排油口和第二排油口分别连通于所述举升液压缸的有杆腔和无杆腔，所述举升液压泵被配置为将来自所述油箱的油料加压，形成液压油，并供给所述举升液压缸。

15、作为本发明提供的工作装置的优选方案，所述第一排油口与所述有杆腔之间的第一油路和所述第二排油口与所述无杆腔之间的第二油路之间设置溢流组件，所述第一油路中的液压油和所述第二油路中的液压油能够通过所述溢流组件相互流通。

16、作为本发明提供的工作装置的优选方案，所述举升液压驱动子系统还包括蓄能器，所述蓄能器连通于所述举升液压泵的第三排油口，并连通于所述举升液压缸，所述蓄能器能够暂存所述举升液压泵中多余的液压油，并供给所述举升液压缸。

17、作为本发明提供的工作装置的优选方案，所述第三排油口和所述蓄能器之间设置调速阀，所述调速阀能够调节自所述举升液压泵流向所述蓄能器的液压油的流量。

18、作为本发明提供的工作装置的优选方案，所述补油子系统包括补油液压泵和补油电机，所述补油电机连接于所述补油液压泵，并能够控制所述补油液压泵工作，所述补油液压泵连通于所述油箱和所述举升液压泵，所述补油液压泵被配置为将来自所述油箱的油料供给所述举升液压泵。

19、作为本发明提供的工作装置的优选方案，所述补油子系统还包括补油溢流阀，所述补油溢流阀设置于所述补油液压泵和所述油箱之间，被配置为将所述补油液压泵流出的多余的液压油导向所述油箱。

20、根据本发明的再一个方面，目的在于提供一种装载机，所述装载机包括驾驶室本体、转运装置和如上述方案任一项所述的工作装置，所述转运装置设置于所述驾驶室本体，被配置为带动所述驾驶室本体移动，所述工作装置设置于所述驾驶室本体。

21、根据本发明的又一个方面，目的在于提供一种工作装置控制方法，所述工作装置控制方法基于如上述方案任一项所述的工作装置进行；所述举升机构包括同轴并可相对移动的举升液压缸和举升缸杆，所述举升液压驱动子系统还包括举升电机、举升液压泵和蓄能器，所述举升电机连接于所述举升液压泵，能够控制所述举升液压泵工作；

22、所述蓄能器连通于所述举升液压泵和所述举升液压缸，能够暂存所述举升液压泵中多余的液压油，并供给所述举升液压缸；

23、所述工作装置控制方法包括：

24、s10、获取所述举升液压缸的位移的误差，所述举升液压缸的位移为所述举升缸杆与所述举升液压缸的相对位移；

25、s20、进行所述蓄能器工作状态的辨识，当所述蓄能器的实际流量小于流量阈值时，依次进行步骤s30和s40；否则，直接进行步骤s40；

26、s30、调节所述举升液压泵流向所述蓄能器的液压油的流量；

27、s40、获取所述举升电机的转速调节量，若转速调节量≤举升转速调节阈值，则依次进行s50和s60；否则，进行s70；

28、s50、获取所述举升电机的转速修正值；

29、s60、获取举升液压缸的位移实际值；

30、s70、对所述举升液压驱动子系统进行补油；

31、s80、进行所述工作斗的位姿调整。

32、本发明的有益效果：

33、本发明提供的工作装置包括工作斗、举升机构、转斗机构以及驱动系统。工作斗被配置为铲装物料；举升机构连接于该工作斗，被配置为举升该工作斗；转斗机构连接于该工作斗，被配置为转动该工作斗。驱动系统包括转斗电驱动子系统、举升液压驱动子系统和补油子系统，该转斗电驱动子系统电连接于该转斗机构，被配置为驱动该转斗机构动作，该举升液压驱动子系统连接于该举升机构，被配置为驱动该举升机构动作，该补油子系统被配置为向该举升液压驱动子系统补充油料。也就是说，在对负载较低的转斗机构的驱动中，利用转斗电驱动子系统，能够提升效率，并节省能量。在对负载较高的举升机构的驱动中，利用举升液压驱动子系统，能够保证举升工作的正常稳定进行，实现能量的合理利用。利用补油子系统，能够保证举升机构的稳定运行。

34、本发明提供的装载机采用本发明提供的工作装置进行物料的铲挖、举升和转运等，能够实现能量的合理利用。

35、本发明提供的工作装置控制方法基于本发明提供的工作装置进行，以实现装载机工作状态的合理控制。