一种破碎设备、破碎设备中破碎锤的空打检测方法及装置

摘要

本发明公开了一种破碎设备、破碎设备中破碎锤的空打检测方法及装置，所述破碎设备的工作装置包括动臂和破碎锤，其中破碎设备中破碎锤的空打检测方法包括：确定所述工作装置相对于预设固定点的装置重力力矩；获取动臂油缸压力，根据所述动臂油缸压力计算所述动臂油缸压力在重力反方向的分力相对于所述固定点的油缸推力力矩；当所述装置重力力矩大于所述油缸推力力矩时，判定所述破碎锤空打。由此可以在破碎设备工作过程中自动识别破碎锤是否空打，从而可以降低对操作手的操作要求，提升工作效率，延长破碎锤寿命，实现破碎操作智能化。

说明书

技术领域

本发明涉及机械设备的控制技术领域，具体涉及一种破碎设备、破碎设备中破碎锤的空打检测方法及装置。

背景技术

破碎锤又称为液压镐、液压炮，其动力来源是挖掘机或装载机的泵站提供的压力油，它能在挖掘建筑物基础的作用中更有效地清理浮动的石块和岩石缝隙中的泥土。近些年破碎锤市场前景比较火热。据不完全统计，30T-70T挖掘机配破碎锤占比已达40％以上。

破碎锤在使用过程中存在一个问题，就是严禁空打。所谓“空打”是指：破碎锤在破碎岩石、石块、混凝土等被破碎物时，破碎锤钎杆未冲击到被破碎物上。空打造成的冲击会使钎杆锁销、衬套磨损甚至损坏，衬套的磨损和损坏会使钎杆的晃动增大，最终导致粉尘容易进入破碎锤，大幅缩短破碎锤的使用寿命。目前是否空打仅凭操作手的目视和经验判断，对操作手的操作要求较高。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种破碎设备、破碎设备中破碎锤的空打检测方法及装置，以对破碎设备中破碎锤的空打进行检测。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种破碎设备中破碎锤空打检测方法，包括：

确定所述工作装置相对于预设固定点的装置重力力矩；

获取所述动臂的动臂油缸压力，并计算所述动臂油缸压力在重力反方向的分力相对于所述固定点的油缸推力力矩；

当所述装置重力力矩大于所述油缸推力力矩时，判定所述破碎锤空打。

本发明实施例提供的破碎设备中破碎锤空打检测方法，根据装置重力力矩和油缸推力力矩的关系来判断破碎锤是否空打，由此可以在破碎设备工作过程中自动识别破碎锤是否空打，从而可以降低对操作手的操作要求，提升工作效率，同时延长破碎锤寿命，实现破碎操作智能化。

根据第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述确定破碎设备的工作装置相对于预设固定点的装置重力力矩包括：

获取所述工作装置中所有工作组件的油缸位移和重力；

根据所有工作组件的油缸位移和重力计算所述工作装置相对于所述固定点的装置重力力矩。

根据第一方面第一实施方式中，第一方面第二实施方式中，所述根据所有工作组件的油缸位移和重力计算所述工作装置相对于预设固定点的装置重力力矩包括：

对于任一工作组件，根据该工作组件的油缸位移计算该工作组件相对于所述固定点的力臂，根据该工作组件相对于所述固定点的力臂和所述工作组件的重力，计算该工作组件相对于所述固定点的组件重力力矩；

根据所述工作装置中所有工作组件的组件重力力矩得到所述工作装置的装置重力力矩。

结合第一方面第二实施方式，在第一方面第三实施方式，根据所述工作装置中所有工作组件的组件重力力矩得到所述工作装置的装置重力力矩包括：将所有工作组件的组件重力力矩相加得到所述工作装置的装置重力力矩。

结合第一方面，在第一方面第四实施方式中，根据所述动臂油缸压力计算所述动臂油缸压力在竖直方向的分力相对于所述固定点的油缸推力力矩包括：

根据所述动臂油缸压力和所述动臂油缸位移计算动臂油缸推力在重力反方向的分力相对于所述固定点的力臂L4；

根据所述动臂油缸压力计算所述动臂油缸推力与X轴的夹角θ；

根据所述动臂油缸压力、所述L4和所述θ得到所述动臂油缸压力在重力反方向的分力相对于所述固定点的油缸推力力矩。

结合第一方面至第一方面第四实施方式，在第一方面第五实施方式中，挖掘机中破碎锤空打检测方法还包括：

当所述破碎锤空打时，控制所述破碎锤停止运动和/或发出提示消息。

结合第一方面第五实施方式，在第一方面第六实施方式中，所述控制所述破碎锤停止运动包括：

当所述挖掘机中包括电控主阀时，通过所述电控主阀切断所述破碎锤的进油路；

当所述挖掘机中包括液控主阀时，控制所述液控主阀中电磁换向阀切断所述破碎锤的先导油路。

根据第二方面，本发明实施例还提供了一种破碎设备中破碎锤空打检测装置，包括：

重力力矩模块，用于确定破碎设备的工作装置相对于预设固定点的装置重力力矩，所述工作装置包括破碎锤；

推力力矩模块，用于获取所述破碎设备的动臂油缸压力，根据所述动臂油缸压力计算所述动臂油缸压力在重力反方向的分力相对于所述固定点的油缸推力力矩；

判断模块，用于当所述装置重力力矩大于所述油缸推力力矩时，判定所述破碎锤空打。

根据第三方面，本发明实施例还提供了一种破碎设备，包括工作装置油缸位移传感器、动臂油缸压力传感器、存储器和处理器，所述工作装置油缸位移传感器、所述动臂油缸压力传感器、所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面或者第一方面的任意一种实施方式中所述的破碎设备中破碎锤空打检测方法。

根据第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面或者第一方面的任意一种实施方式中所述的破碎设备中破碎锤空打检测方法。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明实施例1的破碎设备中破碎锤空打检测方法的流程示意图；

图2为挖掘机一具体示例的姿态示意图；

图3为当破碎锤空打时液控主阀挖掘机的控制方式示意图；

图4为本发明实施例2的破碎设备中破碎锤空打检测装置的结构示意图；

图5为本发明实施例3挖掘机一具体示例的结构示意图；

其中：1、破碎锤油缸位移传感器；2、斗杆油缸位移传感器；3、动臂油缸位移传感器；4、动臂油缸压力传感器；5、控制器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明实施例1提供了一种破碎设备中破碎锤空打检测方法。在本发明实施例1中，破碎设备可以为挖掘机或装载机，破碎设备的工作装置包括动臂和破碎锤。图1为本发明实施例1的破碎设备中破碎锤空打检测方法的流程示意图，图2为挖掘机一具体示例的姿态示意图，如图1和图2所示，本发明实施例1的挖掘机中破碎锤空打检测方法包括以下步骤：

S101：确定所述工作装置相对于预设固定点的装置重力力矩。

作为具体的实施方式，确定所述工作装置相对于预设固定点的装置重力力矩可以采用如下技术方案：获取挖掘机工作装置中所有工作组件的油缸位移和重力，根据所有工作组件的油缸位移和重力计算所述工作装置相对于预设固定点的装置重力力矩。

当破碎设备为挖掘机时，所述工作装置包括动臂、斗杆、和破碎锤；当破碎设备为装载机时，所述工作装置包括动臂和破碎锤。

作为具体的实施方式，如图2所示，固定点为车身主体与动臂的连接铰点A。

作为具体的实施方式，所述根据所有工作组件的油缸位移和重力计算所述工作装置相对于预设固定点的装置重力力矩包括：对于任一工作组件，根据该工作组件的油缸位移计算该工作组件相对于所述固定点的力臂，根据该工作组件相对于所述固定点的力臂和所述工作组件的重力，计算该工作组件相对于所述固定点的组件重力力矩；根据所述工作装置中所有工作组件的组件重力力矩得到所述工作装置的装置重力力矩。

更加的具体的，如图2所示，当所述工作组件为动臂时，根据该工作组件的油缸位移计算该工作组件相对于所述固定点的力臂包括：

(11)根据所述动臂的动臂油缸位移计算动臂重心M

(12)根据所述动臂重心M

示例的，如图2所示，步骤(11)根据所述动臂的动臂油缸位移计算动臂重心M

∠M

示例的，如图2所示，步骤(12)根据所述动臂重心M

L

更加具体的，当所述工作组件为斗杆时，根据该工作组件的油缸位移计算该工作组件相对于所述固定点的力臂包括：

(21)根据所述斗杆的斗杆油缸位移计算第一连线与第二连线的夹角∠ABM

(22)根据所述∠ABM

(23)根据所述∠ABM

(24)根据所述L

示例的，如图2所示，步骤(21)可以采用如下公式：

∠ABM

步骤(22)可以采用如下公式：

步骤(23)包括以下技术方案：(231)根据所述∠ABM

∠BAM

步骤(232)可以采用如下公式：

∠M

步骤(24)可以采用如下公式：

L

作为具体的实施方式，作为如图2所示，当所述工作组件为破碎锤时，根据该工作组件的油缸位移计算该工作组件相对于所述固定点的力臂可以采用如下技术方案：

(31)根据所述动臂的动臂油缸位移、所述斗杆的斗杆油缸位移和所述破碎锤的破碎锤油缸位移计算动臂水平倾角α、所述动臂与所述斗杆的夹角β和所述斗杆与所述破碎锤的夹角γ；

(32)根据所述α、所述β和所述γ计算所述破碎锤相对于所述固定点的力臂L

如图2所示，步骤(31)可以根据所述动臂的动臂油缸位移计算动臂水平倾角α，示例的可以采用如下公式：

α＝arccos((L

步骤(31)可以根据所述斗杆的斗杆油缸位移计算所述动臂与所述斗杆的夹角β，示例的可以采用如下公式：

β＝2π-∠ABD-∠HBG-arccos((L

步骤(31)计算所述斗杆与所述破碎锤的夹角γ可以采用如下技术方案：(311)根据所述破碎锤的破碎锤油缸位移计算第六连线与第七连线的夹角∠KNG，其中所述第六连线为连杆与摇杆的连接铰点K与所述连杆与所述斗杆的连接铰点N的连线，所述第七连线为所述连杆与所述斗杆的连接铰点N与所述斗杆与所述破碎锤的连接铰点G的连线；(312)根据所述∠KNG确定所述斗杆与所述破碎锤的连接铰点G与所述连杆与所述摇杆的连接铰点K的距离L

示例的，步骤(311)可以采用如下公式：

∠KNG＝∠ENG-arccos((L

步骤(312)可以采用如下公式：

步骤(313)可以采用如下公式：

∠NGK＝arccos((L

∠KGL＝arccos((L

γ＝2π-∠NGB-∠LGJ-∠NGK-∠KGL；

示例的，如图2所示所示，步骤(32)可以采用如下公式：

L

作为具体的实施方式，根据所述工作装置中所有工作组件的组件重力力矩得到所述工作装置的装置重力力矩可以采用如下方式：将所有工作组件的组件重力力矩相加得到所述工作装置的装置重力力矩T1，例如T1＝L

S102：获取动臂油缸压力，根据所述动臂油缸压力计算所述动臂油缸压力在重力反方向的分力相对于所述固定点的油缸推力力矩。

作为具体的实施方式，步骤S102可以采用如下的技术方案：

(41)根据所述动臂油缸压力和所述动臂油缸位移计算动臂油缸推力在重力反方向的分力相对于所述固定点的力臂L4；

(42)根据所述动臂油缸压力计算所述动臂油缸推力与X轴的夹角θ；

(43)根据所述动臂油缸压力、所述L4和所述θ得到所述动臂油缸压力在重力反方向的分力相对于所述固定点的油缸推力力矩T2。

示例的，如图2所示，步骤(41)可以采用如下公式：

∠CAX＝arccos((L

L4＝L

步骤(42)可以采用如下公式：

θ＝π-arccos((L

步骤(43)可以采用如下公式：

T2＝L4*F*sinθ

需要说明的是，在本发明实施例1的公式中，AZ为X轴正向；A为车身主体与动臂的连接铰点；B为动臂与斗杆的连接铰点；C为动臂油缸与斗杆油缸的连接铰点；D为斗杆油缸座与斗杆油缸的连接铰点；E为斗杆与破碎锤油缸的连接铰点；F为动臂油缸与车身主体的连接铰点；G为斗杆与破碎锤的连接铰点；H为斗杆油缸的活塞杆与斗杆的连接铰点；J为破碎锤齿尖所在位置；K为连杆(即图2中的KL，连接斗杆油缸和破碎锤)与摇杆(即图2中的NK，连接斗杆油缸和斗杆)的连接铰点；Q为摇杆与破碎锤之间的连接铰点；L

L为两连接铰点之间的距离；X为两连接铰点之间的距离的X轴分量；Y为两连接铰点之间的距离的Y轴分量。例如L

S103：当所述装置重力力矩大于所述油缸推力力矩时，判定所述破碎锤空打。

本发明实施例提供的破碎设备中破碎锤空打检测方法，重力矩T1相对于A点受力，当破碎锤打击石块或坚硬物体时，重力矩与动臂重力反方向的力矩T2产生平衡。若破碎锤空打，则T2小于T1，故以此作为破碎锤是否空打的条件，也就是说，根据装置重力力矩和油缸推力力矩的关系来判断破碎锤是否空打，由此可以在破碎设备工作过程中自动识别破碎锤是否空打，从而可以降低对操作手的操作要求，提升工作效率，同时延长破碎锤寿命，实现破碎操作智能化。

作为进一步的实施方式，当所述破碎锤空打时，控制所述破碎锤停止运动。当所述挖掘机中包括电控主阀时，通过所述电控主阀切断所述破碎锤的进油路；如图3所示，当所述挖掘机中包括液控主阀时，控制所述液控主阀中电磁换向阀切断所述破碎锤的进油路。

作为进一步的实施方式，当判定破碎锤空打时，还可以在显示屏上输出“禁止空打”字样，提醒操作手。

实施例2

与本发明实施例1相对应，图4为本发明实施例2的破碎设备中破碎锤空打检测装置的结构示意图，如图4所示，本发明实施例2的破碎设备中破碎锤空打检测装置包括重力力矩模块20、推力力矩模块22和判断模块24。

具体的，重力力矩模块20，用于确定所述工作装置相对于预设固定点的装置重力力矩。

推力力矩模块22，用于获取动臂油缸压力，根据所述动臂油缸压力计算所述动臂油缸压力在重力反方向的分力相对于所述固定点的油缸推力力矩。

判断模块24，用于当所述装置重力力矩大于所述油缸推力力矩时，判定所述破碎锤空打。

上述挖掘机中破碎锤空打检测装置的具体细节可以对应参阅图1至图3所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。

实施例3

本发明实施例还提供了一种挖掘机，该挖掘机可以包括工作装置油缸位移传感器、动臂油缸压力传感器、处理器和存储器，所述工作装置油缸位移传感器、所述动臂油缸压力传感器、所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，其中处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接。

作为具体的实施方式，工作装置油缸位移传感器包括：动臂油缸位移传感器、斗杆油缸位移传感器、破碎锤油缸位移传感器。

处理器可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件工作组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。

存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的挖掘机中破碎锤空打检测方法对应的程序指令/模块(例如，图4所示的重力力矩模块20、推力力矩模块22和判断模块24)。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的挖掘机中破碎锤空打检测方法。

存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器中，当被所述处理器执行时，执行如图1-3所示实施例中的挖掘机中破碎锤空打检测方法。

上述挖掘机具体细节可以对应参阅图1至图3所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。

图5为本发明实施例3挖掘机一具体示例的结构示意图，如图5所示，挖掘机包括破碎锤油缸位移传感器1、斗杆油缸位移传感器2、动臂油缸位移传感器3、动臂油缸压力传感器4和控制器5，控制器5与破碎锤油缸位移传感器1、斗杆油缸位移传感器2、动臂油缸位移传感器3和动臂油缸压力传感器4通信连接，控制器5包括存储器和处理器。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。