一種推土機多工作裝置集成顯控方法

（山推工程機械股份有限公司，山東 濟寧 272073）

隨著推土機電液控制技術的不斷發展，智能控制已成為推土機發展的一種趨勢，目前國內具有電控行走系統的推土機，正在穩步發展，其行走操作的舒適性及便捷性正是受到操作手青睞的原因，但是專門針對工作裝置控制的研究少之又少。

目前，推土機前后工作裝置采用的是分別控制的形式，即：使用兩個帶有模擬量輸出的手柄分別控制前后工作裝置的動作輸出。而且，在硬土質需要松土器配合工作時，為了保證足夠的動力，工作過程為先松土后推土，幾乎不存在同時使用兩個工作裝置的情況，即不存在同時操作兩個手柄的情況，因此完全可以通過單個手柄來實現對前后兩個工作裝置的控制。本文提出了一種通過單個CAN 協議手柄操作，對推土機的前、后工作裝置即鏟刀、松土器或絞車集成控制并在行車顯示屏上顯控的方案。

1 常規電控工作裝置控制方法

常規電控工作裝置的控制一般采用專用控制源作為控制器的輸入信號，即每一種工作裝置需要一個控制手柄（圖1）。對于僅配備一種工作裝置的工程機械，這種控制方式是容易布置的。如果需要配備前后兩種工作裝置時，比如巖石型推土機除了需要配備鏟刀還需要配備松土器，或者伐木型推土機除了配備鏟刀外還需要配備絞車，這時常規工作裝置電控系統需要配置2 個控制手柄對兩種工作裝置分別控制（圖2），另外如果控制器本身沒有足夠的輸出端口，系統還需要配置額外的擴展模塊。因此這種電控系統的不足是：在設備配置兩種工作裝置時，不僅需要布置更多硬件，造成資源浪費而且還會嚴重影響駕乘空間。

圖1 單工作裝置常規布置示意圖

圖2 多工作裝置常規布置示意圖

本文提出的多工作裝置集成顯控系統，可以很好地解決這一問題，并且可以通過顯示屏自身按鍵切換前后工作裝置操作，形成前后工作裝置互鎖，避免誤操作，提升了操作安全性，也提高了原有硬件的利用率。

2 多工作裝置集成顯控方法簡介

該集成顯控方案。通過對現有行車顯示屏自身集成的按鍵，實現前后工作裝置動作狀態的切換，并通過控制器與行車顯示屏的數據交換實現工作裝置控制狀態的識別。現有的前工作裝置手柄具有三軸模擬量輸出，X軸即前后方向控制鏟刀的提升、下降，Y軸即左右方向控制鏟刀的左傾、右傾，Z軸即拇指滾輪滾動控制鏟刀的左調角、右調角，現有的松土器控制手柄只需要兩個軸即X、Y軸模擬量輸出，現有的絞車控制手柄只需要單軸即X軸模擬量輸出，因此現有鏟刀工作手柄完全可以滿足對前后工作裝置分別控制的要求。

當工作裝置鎖定電磁閥開啟時，系統默認初始控制狀態為前工作裝置控制，并且對前后工作裝置進行互鎖控制，這樣可以有效防止工作裝置誤動作。

在按下控制切換按鍵時，控制器根據顯示屏傳輸的按鍵狀態信號檢測此時處于哪一工作裝置控制，同時顯示屏接收控制器控制狀態反饋，并將當前控制狀態以相應圖標顯示在主界面上，操作人員即可通過手柄控制相應的工作裝置。前工作裝置控制狀態時，操作者前后推動手柄控制鏟刀的提升、下降，左右方向推動手柄控制鏟刀的左、右傾斜動作，上下滾動拇指滾輪控制鏟刀的左、右調角。在按下控制按鍵切換到后工作裝置控制狀態時，如果后工作裝置為松土器時，操作者前后推動手柄控制松土器的提升、下降，左右方向推動手柄控制松土器的切入角度；如果后工作裝置為絞車時，操作者前后推動手柄控制絞車的收、放繩功能。

3 多工作裝置集成顯控方法原理

推土機多工作裝置集成顯控系統包括行車顯示屏、電控手柄、整機智能控制器。控制器接收行車顯示屏按鍵的狀態信號及控制手柄的操作信號，通過計算后輸出給前工作裝置或者后工作裝置控制電流,并將當前的控制狀態以圖標和文字的形式反饋到行車顯示屏上，以此提示操作者當前的控制狀態。多工作裝置集成顯控方法原理，如圖3 所示。

圖3 多工作裝置集成顯控方法原理圖

4 多工作裝置集成顯控方法實現

圖4 多工作裝置集成顯控原理圖

多工作裝置集成顯控方法結構原理圖，如圖4 所示。該工作裝置集成顯控方法通過顯示屏自身的按鍵實現前、后工作裝置控制狀態的切換，前、后工作裝置則通過同一個鎖定電磁閥實現油路的鎖定或解鎖。當工作裝置鎖定開關斷開時，鎖定電磁閥將油路切斷，前后工作裝置均無動作；當工作裝置鎖定開關閉合時，油路打開，默認狀態下，前工作裝置即鏟刀處于可控制狀態，后工作裝置處于鎖定狀態。當開關切換至后工作裝置控制狀態時，控制器檢測到工作裝置控制狀態信號并執行后工作裝置控制程序，手柄可以控制后工作裝置動作。圖5 所示為鏟刀控制顯示界面。

圖5 鏟刀控制顯示界面

5 結論

本文提出了一種推土機多工作裝置集成顯控方法，通過本文中集成顯控系統的應用，可以實現單個CAN 協議手柄對前、后工作裝置的分別控制，可以大大改善駕乘空間，提高控制器及操作手柄的利用率，實現降本增效。