[发明专利]铣刨机行走机构的控制方法和控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种铣刨机行走机构的控制方法和控制系统。

背景技术

路面铣刨机作为一种路面养护的专用设备，一般用于公路及城市道路、机场等大面积铣削破碎作业及对水泥混凝土路面进行拉毛作业等。

图1是路面铣刨机的侧面视图，如图所示，目前大型铣刨机采用四条履带作为行走驱动机构。铣刨机构随车体移动对路面进行作业。为了提高整机功率的利用率，目前大多数铣刨机的铣刨装置采用机械式传动。铣刨机的铣刨和行走两个动作消耗的功率约占及其功率消耗的75％以上，同时，铣刨装置消耗的功率与行走速度存在直接联系，铣刨机工作时铣刨深度一定，行走速度的变化不仅影响行走机构消耗的功率，而且会影响铣刨机构的消耗功率。

行走机构采用液压传动，一般为单泵多马达配置。即发动机驱动一液压泵，多条履带上的液压马达的油路并联，并与液压泵连接，组成闭式回路，也就是一个液压泵同时向多个液压马达供给液压油，多个液压马达的工作压力相同。最常见的铣刨机一般使用4条履带作为行走机构，在这种情况下，液压泵同时向四个液压行走马达供油。

现有的大型铣刨机的功率控制一般采用总功率控制方式，即铣刨机施工作业时发动机转速固定，该固定转速对应一定的发动机输出扭矩。当各执行机构消耗的功率之和对应的扭矩大于发动机的输出扭矩时，发动机掉速。控制器对发动机转速进行监控。当转速下降至某一设定值时，为了避免发动机严重掉速甚至熄火的风险，控制器自动降低铣刨机的行走速度。这种总功率控制的方法，无法提供与工作载荷相匹配的工作速度，以牺牲部分功率的利用率换取发动机的工作可靠性。

另外，进行铣刨作业时，被铣削的路面材料的密实度、破坏程度及老化程度是随机的，从而造成实际作业时外负荷是随机的。其次，铣刨机由于设计结构布局的原因，四条履带上的实际附着重量不相等，接地比压不同，因此即使是在同一路面上，每条履带的最大附着力也不同。为了确保作业效率，操作人员一般根据施工经验来控制行走作业速度甚至于盲目提高行走速度来保证作业效率，由于操作人员在施工时无法准确感知外负荷的变化情况，如此操作容易造成机器过载，部分履带打滑严重，无谓的滑转消耗了行走功率，实际行走速度增加并不大，造成实际效益下降。

即使铣刨机液压行走马达采用多点变量马达，通过几档排量的进行设定，以使马达的工作能力能够适应各种载荷，也同样需要根据操作人员的经验来选择马达的排量，且四个马达的排量同时控制，不方便随实际工况需求进行调整。

针对现有技术中铣刨机无法根据外部负荷变化情况调整行走速度，造成效率下降的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明旨在提供一种铣刨机行走机构的控制方法和控制系统，以解决现有技术中铣刨机无法根据外部负荷变化情况调整行走速度问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种铣刨机行走机构的控制方法。其中，铣刨机行走机构采用液压传动，多个液压马达的油路并联连接至液压泵，分别驱动对应的履带，该铣刨机行走机构的控制方法包括：获取液压泵的工作压力和各条履带的滑转率；判断出各条履带的滑转率中的最小值，并将该最小值作为目标滑转率；根据工作压力和目标滑转率分别计算工作压力变化率和目标滑转率变化率；根据工作压力变化率和目标滑转率变化率计算行走效率变化率；比较行走效率变化率与预设值，根据比较结果调节液压泵的排量或液压马达的排量。

进一步地，获取各条履带的滑转率包括：获取铣刨机的实际行驶速度以分别计算得出各条履带的移动速度；分别获取多个液压马达的转速，利用转速分别计算具有该转速的液压马达驱动的履带的滚动速度；计算履带的滚动速度与履带的移动速度的比值，以得到该履带的滑转率。

进一步地，获取铣刨机的实际行驶速度以分别计算得出各条履带的移动速度包括：获取铣刨机的转向角度；根据转向角度和实际行驶速度分别计算各条履带的移动速度。

进一步地，获取液压泵的工作压力和各条履带的滑转率包括：每隔预设的固定周期采集液压泵的工作压力和各条履带的滑转率；判断出各条履带的滑转率中的最小值，并将该最小值作为目标滑转率包括：分别判断出每个固定周期内的各条履带的滑转率中的最小值以得到每个固定周期内的目标滑转率；根据工作压力和目标滑转率分别计算工作压力变化率和目标滑转率变化率包括：分别计算两个相邻周期内的工作压力的差值，并将得到的工作压力的差值作为工作压力变化率；分别计算两个相邻周期内的目标滑转率的差值，并将得到的目标滑转率的差值作为目标滑转率变化率。