[发明专利]悬臂掘进机数字智能化液压系统及控制方法

说明书

本发明涉及悬臂掘进机控制技术领域，特别涉及一种悬臂掘进机数字智能化液压系统及控制方法，该液压系统中液压控制装置包含多联负载敏感变量泵，控制器，及分别与控制器连接的负载敏感电比例多路阀、电控手柄和传感器模块；电动机通过联轴器与双联负载敏感变量泵连接，双联负载敏感变量泵通过自封式吸油过滤器与油箱连接，其中一负载敏感变量泵出油口与高压过滤器进口连接，高压过滤器出口与负载敏感电比例多路阀进油口连接，负载敏感电比例多路阀首联LS口与过滤器连接，过滤器与该一负载敏感变量泵LS口连接。本发明设计科学、合理，实现悬臂掘进机不同工况下压力和流量控制，降低作业人员操作难度，提高其工作效率。

技术领域

本发明涉及悬臂掘进机控制技术领域，特别涉及一种悬臂掘进机数字智能化液压系统及控制方法。

背景技术

悬臂隧道掘进机是一种集截割、行走、装运、喷雾灭尘于一体的综合掘进设备。现已广泛应用到地下空间开挖、隧道施工等工程。操作人员长期工作在粉尘噪音大、机械震动强烈等恶劣环境下，并且操作人员技能水平差异，经常出现进刀过深、过快，既影响截割进尺效率也损伤设备，所以对设备进行智能化控制，降低操作难度对设备可靠性及施工效率提高尤为重要。对于上述问题，现有的研究方向主要有两个，遥控方式：地面机械设备的远程监控已有较成熟技术方案，可通过电信网络实现远程监控和数据采集。而地下或隧道等无网络覆盖的施工现场，主要通过在巷道布置通讯线缆或多个无线节点路由的方式进行设备数据监控上传；自动截割：主要通过倾角传感器、位移传感器、回转角度传感器和主控制器对设备运行数据进行收集处理，通过相关的程序及算法对设备进行控制。从掘进机自身定位信息的获取和应用角度出发，确保掘进机能够按照规定路线及规格准确施工，达到施工验收标准；从如何提高掘进机掘进的自动化操作角度出发，降低操作人员的工作量并提高施工效率。由于生产施工环境的特殊性，如高粉尘、高噪声及视线不清等，导致在地面上成熟的技术手段不能很好的适用，大部分较先进的技术方案还只停留在理论可行阶段，并不具备实用价值，并且关注更多的是电气方面的计算和控制，对实际执行动作的液压系统很少进行关注，因此，亟需一种从液压系统可执行角度出发的悬臂式掘进机可执行液压控制技术。

发明内容

为此，本发明提供一种悬臂掘进机数字智能化液压系统及控制方法，设计科学、合理，可实现悬臂掘进机不同工况下压力和流量的控制，降低作业人员操作难度，提高其工作效率。

按照本发明所提供的设计方案，一种悬臂掘进机数字智能化液压系统，包含分别与行走马达、截割头油缸、铲板油缸、支撑油缸、高压水泵、高压过滤器、运输马达及水冷散热器连接的液压控制装置，所述的液压控制装置包含多联负载敏感变量泵，用于接收和发送控制命令的控制器，及分别与控制器连接的负载敏感电比例多路阀、电控手柄和用于检测运行数据的传感器模块；电动机通过联轴器与多联负载敏感变量泵连接，多联负载敏感变量泵通过自封式吸油过滤器与油箱连接，其中一负载敏感变量泵出油口与高压过滤器进口连接，高压过滤器出口与负载敏感电比例多路阀进油口连接，负载敏感电比例多路阀首联LS口与过滤器连接，过滤器与该一负载敏感变量泵LS口连接；多联负载敏感变量泵中另一负载敏感变量泵与高压过滤器连接，高压过滤器与负载敏感电比例多路阀连接；负载敏感电比例多路阀分别通过液压管路与行走马达、截割头油缸、铲板油缸、支撑油缸、高压水泵、高压过滤器、运输马达及水冷散热器连接。

上述的，所述的传感器模块包含分别设置于行走马达和运输马达上的转速传感器，分别设置于截割头油缸、铲板油缸和支撑油缸上的位移传感器，及设置在控制行走马达、截割头油缸、铲板油缸、支撑油缸、高压水泵、高压过滤器、运输马达及水冷散热器的负载敏感电比例多路阀LS反馈液压管路上的压力传感器及电比例溢流阀。

上述的，所述负载敏感电比例多路阀包含负载敏感多路阀一和负载敏感多路阀二，其中，负载敏感多路阀一包含分别与行走马达、截割头油缸、铲板油缸、支撑油缸和高压水泵的对应联阀；负载敏感多路阀二包含分别与运输马达及备用联的对应联阀；负载敏感多路阀一和负载敏感多路阀二两者的回油依次经水冷散热器、电机驱动风冷散热器后并经过回油过滤器与油箱连接。