一种基于振动跑道试验的挖掘机远程遥控系统pdf 

　　本发明公开一种基于振动跑道试验的挖掘机远程遥控系统，包括远程控制端、控制终端和操控执行机构；远程控制端包括远程控制器、操控输入模块和无线通信模块，控制终端包括安装于挖掘机上的终端控制器和无线通信模块，所述终端控制器与远程控制器之间通过无线通信模块连接通信；所述操控执行机构安装于挖掘机上，操控执行机构的运行可带动挖掘机操作手柄直线运动，从而，驱动挖掘机往复行驶；所述操控输入模块接收外部操控信号，传输至远程控制器，远程控制器根据外部操控信号，向终端控制器发送操控指令，终端控制器根据接收到的操控指令，

　　(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 112832319 A (43)申请公布日 2021.05.25 (21)申请号 7.X (22)申请日 2020.12.31 (71)申请人 徐州徐工挖掘机械有限公司 地址 221100 江苏省徐州市徐州经济技术 开发区高新路39号 (72)发明人 张将居世昊王飞王世阳 胡一明张孝天周波张文远 李闯 (74)专利代理机构 南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 代理人 董建林张倩倩 (51)Int.Cl. E02F 9/20 (2006.01) 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 (54)发明名称 一种基于振动跑道试验的挖掘机远程遥控 系统 (57)摘要 本发明公开一种基于振动跑道试验的挖掘 机远程遥控系统，包括远程控制端、控制终端和 操控执行机构；远程控制端包括远程控制器、操 控输入模块和无线通信模块，控制终端包括安装 于挖掘机上的终端控制器和无线通信模块，所述 终端控制器与远程控制器之间通过无线通信模 块连接通信；所述操控执行机构安装于挖掘机 上，操控执行机构的运行可带动挖掘机操作手柄 直线运动，从而，驱动挖掘机往复行驶；所述操控 输入模块接收外部操控信号，传输至远程控制 器，远程控制器根据外部操控信号，向终端控制 A 器发送操控指令，终端控制器根据接收到的操控 9 指令，控制操控执行机构运行。利用本发明能够 1 3 2 对试验中的挖掘机进行远程操控，避免对驾驶员 3 8 2 的身心伤害，同时无需对试验挖掘机结构做大的 1 1 N 改动，试验过程简便安全。 C CN 112832319 A 权利要求书 1/1页 1.一种基于振动跑道试验的挖掘机远程遥控系统，其特征是，包括远程控制端、控制终 端和操控执行机构； 远程控制端包括远程控制器、操控输入模块和无线通信模块，控制终端包括安装于挖 掘机上的终端控制器和无线通信模块，所述终端控制器与远程控制器之间通过无线通信模 块连接通信；所述操控执行机构安装于挖掘机上，操控执行机构的运行可带动挖掘机操作 手柄直线运动，从而驱动挖掘机往复行驶； 所述操控输入模块接收外部操控信号，传输至远程控制器，远程控制器根据外部操控 信号，向终端控制器发送操控指令，终端控制器根据接收到的操控指令，控制操控执行机构 运行。 2.根据权利要求1所述的挖掘机远程遥控系统，其特征是，所述操控输入模块包括模拟 挖掘机操作手柄的手柄操控单元和数据采集模块，数据采集模块采集手柄操控单元的手柄 操控动作模拟信号，转换为数字信号，传输至远程控制器；远程控制器根据接收到的手柄操 控动作数字信号，分析得到手柄操控动作对应的操控指令。 3.根据权利要求2所述的挖掘机远程遥控系统，其特征是，所述操控执行机构包括手柄 操控执行机构，其包括第一电缸、第一安装座和连杆；连杆至少包括两个转动连接的传动 杆，位于连杆两端的两个传动杆的自由端分别连接挖掘机操作手柄和转动连接第一安装 座；第一安装座可拆卸固定安装于挖掘机驾驶室内，第一电缸的缸体安装于安装座上，活塞 杆转动连接连杆中连接第一安装座的传动杆中部。 4.根据权利要求3所述的挖掘机远程遥控系统，其特征是，所述第一安装座为具有磁性 的座体，固定安装于挖掘机驾驶室底板上； 所述连杆为二连杆，其传动杆端部与挖掘机操作手柄之间为固定连接。 5.根据权利要求2或3所述的挖掘机远程遥控系统，其特征是，所述操控输入模块还包 括急停控制单元，所述外部操控信号还包括外部通过急停控制单元发出的急停信号；操控 执行机构还包括急停机构，急停机构的运行能够触发挖掘机发动机急停装置运行，使得挖 掘机发动机停止运行； 远程控制器响应于接收到的外部操控信号为急停信号，向终端控制器发送用于控制挖 掘机发动机停止的操控指令，终端控制器响应于该操控指令，控制急停机构运行。 6.根据权利要求5所述的挖掘机远程遥控系统，其特征是，所述急停机构包括第二电 缸、第二安装座和拉线；第二安装座可拆卸固定安装于发动机机架上，第二电缸的缸体安装 于第二安装座上，活塞杆自由端通过拉线连接发动机急停装置。 7.第二电缸的活塞杆收缩可拉动发动机急停装置，使得发动机停止运行。 8.根据权利要求1所述的挖掘机远程遥控系统，其特征是，所述操控输入模块包括人机 接口，人机接口上设有供外部输入操控信号的操控按键/按键区域；所述操控按键/按键区 域包括对应挖掘机操作手柄不同档位的多个手柄操控按键/按键区域，和对应挖掘机发动 机启停的发动机控制按键/按键区域；当所述手柄操控按键/按键区域被选按，操控输入模 块向远程控制器发送手柄操控信号，当所述发动机控制按键/按键区域被选按，操控输入模 块向远程控制器发送发动机操控信号；远程控制器根据接收到的手柄操控信号或发动机操 控信号，对应的向终端控制器发送手柄操控指令或发动机操控指令。 2 2 CN 112832319 A 说明书 1/5页 一种基于振动跑道试验的挖掘机远程遥控系统 技术领域 [0001] 本发明涉及工程机械远程控制技术领域，特别是一种基于振动跑道试验的挖掘机 远程遥控系统。 背景技术 [0002] 随着挖掘机技术的不断发展，业内外对挖掘机可靠性能要求逐渐提高，挖掘机可 靠性强化技术应运而生。目前对挖掘机进行可靠性测试使用的方法一般是，驾驶员驾驶挖 掘机在行走振动跑道试验平台上以高速行走模式越过层层障碍墩往复行走，以便检测挖掘 机的各个零部件的性能变化情况，激发故障和暴露产品设计中的薄弱环节，从而评价产品 设计的可靠性能。然而挖掘机在行走振动跑道试验平台上行驶产生的振动和噪声，对驾驶 员的身体和心理造成了极大的影响；此外，振动导致驾驶员操作不稳对车辆液压操作系统 产生冲击，也严重影响了驾驶人员的安全。 [0003] 传统挖掘机行走振动跑道试验全由驾驶员驾驶挖掘机在专用跑道上翻越各种障 碍，来回往返行驶，这对驾驶员的身体和安全造成一定的损害和风险。目前市场已提出一种 挖掘机的行走振动测试方案，该方案执行部分直接与挖掘机的液压系统衔接，对试验机改 动量较大，安装拆卸不方便。 发明内容 [0004] 本发明的目的是提供一种基于振动跑道试验的挖掘机远程遥控系统，能够对试验 中的挖掘机进行远程操控，避免对驾驶员的身心伤害，同时无需对试验挖掘机结构做太大 的改动，试验过程简便安全。 [0005] 本发明采用的技术方案为：一种基于振动跑道试验的挖掘机远程遥控系统，包括 远程控制端、控制终端和操控执行机构； 远程控制端包括远程控制器、操控输入模块和无线通信模块，控制终端包括安装 于挖掘机上的终端控制器和无线通信模块，所述终端控制器与远程控制器之间通过无线通 信模块连接通信；所述操控执行机构安装于挖掘机上，操控执行机构的运行可带动挖掘机 操作手柄直线运动，从而，驱动挖掘机往复行驶； 所述操控输入模块接收外部操控信号，传输至远程控制器，远程控制器根据外部 操控信号，向终端控制器发送操控指令，终端控制器根据接收到的操控指令，控制操控执行 机构运行。 [0006] 可选的，所述操控输入模块包括模拟挖掘机操作手柄的手柄操控单元和数据采集 模块，数据采集模块采集手柄操控单元的手柄操控动作模拟信号，转换为数字信号，传输至 远程控制器；远程控制器根据接收到的手柄操控动作数字信号，分析得到手柄操控动作对 应的操控指令。 [0007] 以上方案中，采用模拟实际操作的操控输入方式，可使得挖掘机驾驶员能够根据 驾驶经验对试验中的挖掘机进行熟练控制，操控过程更加安全，有利于提高试验的效率。 3 3 CN 112832319 A 说明书 2/5页 [0008] 可选的，所述操控执行机构包括手柄操控执行机构，其包括第一电缸、第一安装座 和连杆；连杆至少包括两个转动连接的传动杆，位于连杆两端的两个传动杆的自由端分别 连接挖掘机操作手柄和转动连接第一安装座；第一安装座可拆卸固定安装于挖掘机驾驶室 内，第一电缸的缸体安装于安装座上，活塞杆转动连接连杆中连接第一安装座的传动杆中 部。 [0009] 可选的，所述第一安装座为具有磁性的座体，固定安装于挖掘机驾驶室底板上； 所述连杆为二连杆，其传动杆端部与挖掘机操作手柄之间为固定连接或转动连 接。 [0010] 可选的，所述操控输入模块还包括急停控制单元，所述外部操控信号还包括外部 通过急停控制单元发出的急停信号；操控执行机构还包括急停机构，急停机构的运行能够 触发挖掘机发动机急停装置运行，使得挖掘机发动机停止运行； 远程控制器响应于接收到的外部操控信号为急停信号，向终端控制器发送用于控 制挖掘机发动机停止的操控指令，终端控制器响应于该操控指令，控制急停机构运行。 [0011] 以上方案中，急停控制单元同样可模拟实际挖掘机的急停控制机构设置。 [0012] 可选的，所述急停机构包括第二电缸、第二安装座和拉线；第二安装座可拆卸固定 安装于发动机机架上，第二电缸的缸体安装于第二安装座上，活塞杆自由端通过拉线连接 发动机急停装置。第二电缸的活塞杆收缩可拉动发动机急停装置，使得发动机停止运行。 [0013] 可选的，所述操控输入模块包括人机接口，人机接口上设有供外部输入操控信号 的操控按键/按键区域；所述操控按键/按键区域包括对应挖掘机操作手柄不同档位的多个 手柄操控按键/按键区域，和对应挖掘机发动机启停的发动机控制按键/按键区域；当所述 手柄操控按键/按键区域被选按，操控输入模块向远程控制器发送手柄操控信号，当所述发 动机控制按键/按键区域被选按，操控输入模块向远程控制器发送发动机操控信号；远程控 制器根据接收到的手柄操控信号或发动机操控信号，对应的向终端控制器发送手柄操控指 令或发动机操控指令。 [0014] 以上方案也即，操控输入模块除可以模拟实际挖掘机的操控机构外，还可通过人 机接口界面或者按键来实现操控信号的输入。 [0015] 有益效果 本发明能够对振动跑道试验中的挖掘机进行远程操控，避免挖掘机振动行驶试验 过程中产生的振动和噪声对机上驾驶员的身体和心理造成伤害，同时也避免振动导致驾驶 员操作不稳对车辆液压操作系统产生冲击。而且，本发明的操控执行机构能够方便的实现 拆装，无需对被试挖掘机原结构进行较大改造，可保证较高的试验效率。 附图说明 [0016] 图1所示为本发明挖掘机远程操控系统原理架构示意图； 图2所示为手柄操控执行机构结构示意图； 图3所示为急停机构结构示意图。 具体实施方式 [0017] 以下结合附图和具体实施例进一步描述。 4 4 CN 112832319 A 说明书 3/5页 [0018] 参考图1所示，本发明提供一种基于振动跑道试验的挖掘机远程遥控系统，包括远 程控制端、控制终端和操控执行机构； 远程控制端包括远程控制器、操控输入模块和无线通信模块，控制终端包括安装 于挖掘机上的终端控制器和无线通信模块，所述终端控制器与远程控制器之间通过无线通 信模块连接通信；所述操控执行机构安装于挖掘机上，操控执行机构的运行可带动挖掘机 操作手柄直线运动，从而，驱动挖掘机往复行驶； 操控输入模块接收外部操控信号，传输至远程控制器，远程控制器根据外部操控 信号，向终端控制器发送操控指令，终端控制器根据接收到的操控指令，控制操控执行机构 运行。 [0019] 实施例1 如图1所示，本实施例的挖掘机远程遥控系统中，操控输入模块包括手柄操控单元 和急停控制单元手柄操控单元和急停控制单元可模拟挖掘机的操控手柄和急停装置，更加 贴近实际的挖掘机驾驶环境，试验人员可方便的按照常规驾驶经验对试验中的挖掘机进行 操控。这种实施方式下，远程控制端的操控输入模块还包括数据采集模块，数据采集模块用 于采集手柄操作单元和急停控制单元操作的模拟信号，转换为数字信号，传输至远程控制 器。 [0020] 远程控制器根据接收到的手柄操控动作数字信号或者急停信号，分析得到手柄操 控动作或急停控制操作对应的操控指令，通过无线通讯模块‑无线信号发射器传输给控制 终端的终端控制器。 [0021] 操控执行机构包括手柄操控机构和急停机构，手柄操控机构连接挖掘机操作手 柄，可带动挖掘机操作手柄直线运动，从而，驱动挖掘机往复行驶。急停机构的运行能够触 发挖掘机发动机急停装置运行，使得挖掘机发动机停止运行。 [0022] 终端控制器根据接收到的操控指令，控制手柄操控执行机构或急停机构运行，控 制挖掘机在试验台上移动，或者在遇到危险情形时急停。 [0023] 如图2所示，手柄操控执行机构包括第一电缸2、第一安装座1和连杆3；连杆3至少 包括两个转动连接的传动杆，位于连杆两端的两个传动杆32/31的自由端分别连接挖掘机 操作手柄02和转动连接第一安装座1；第一安装座1可拆卸固定安装于挖掘机驾驶室内驾驶 室底板01上，第一电缸2的缸体安装于第一安装座1上，活塞杆转动连接连杆中连接第一安 装座的传动杆31中部。 [0024] 第一安装座1优选为具有磁性的座体；连杆3为二连杆，其传动杆端部与挖掘机操 作手柄之间为固定连接或转动连接。第一安装座上设有第一支座11和第二支座12，第一电 缸的缸体转动或固定连接第一支座，传动杆31端部转动连接第二支座。 [0025] 急停机构包括第二电缸4、第二安装5座和拉线；第二安装座可拆卸固定安装于发 动机机架03上，第二电缸的缸体安装于第二安装座上，活塞杆自由端通过拉线连接发动机 急停装置。第二电缸的活塞杆收缩可拉动发动机急停装置，使得发动机停止运行。 [0026] 在应用时，可首先将操作执行机构中手柄操控机构的连杆端部分别与挖掘机的左 右操作手柄连接固定，将具有磁性的第一安装座吸附在驾驶室底板上，同时可辅以其他的 方式固定第一安装座。将急停机构中的急停电缸‑第二电缸的活塞杆通过拉线与挖掘机发 动机急停装置连接。控制终端的无线通讯模块‑无线接收部分可通过磁座吸附在驾驶室顶 5 5 CN 112832319 A 说明书 4/5页 端。试验人员通过远程控制端的操控输入模块的手柄操控单元或急停控制单元，实现操控 信号的输入，数据采集模块采集操控模拟信号转换为数字信号传输给远程控制器，远程控 制器进行内部运算得到操控信号对应的操控指令，经无线信号发射器发出。驾驶室顶端的 无线接收部分接收无线信号，终端控制器进行操控指令解析，根据解析结果发送控制信号 给操控执行机构，包括：操控机构的电缸动作推动左右操作手柄前进或后退，挖掘机向前或 向后行驶；此外，试验过程中如遇到危险，可通过急停控制单元启动急停机构的第二电缸收 缩，从而通过拉线触发发动机急停装置，迫使发动机停止。 [0027] 本发明可以在现有的液压挖掘机上直接安装固定即可进行试验，结构简单，成本 低，安装、拆卸方便。在挖掘机的行走振动跑道试验过程中能够发挥较好的平稳性和安全 性，避免了强烈的振动和噪声对驾驶员的身体和心理造成的伤害。 [0028] 实施例2 与实施例1不同的是，本实施例中，操控输入模块包括人机接口，人机接口上设有 供外部输入操控信号的操控按键/按键区域；所述操控按键/按键区域包括对应挖掘机操作 手柄不同档位的多个手柄操控按键/按键区域，和对应挖掘机发动机启停的发动机控制按 键/按键区域；当所述手柄操控按键/按键区域被选按，操控输入模块向远程控制器发送手 柄操控信号，当所述发动机控制按键/按键区域被选按，操控输入模块向远程控制器发送发 动机操控信号；远程控制器根据接收到的手柄操控信号或发动机操控信号，对应的向终端 控制器发送手柄操控指令或发动机操控指令。 [0029] 也即，操控输入模块除可以按照实施例1模拟实际挖掘机的操控机构外，还可通过 人机接口界面或者按键来实现操控信号的输入，操控简便。 [0030] 本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序 产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实 施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机 可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD‑ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产 品的形式。 [0031] 本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程 图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流 程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序 指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产 生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实 现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。 [0032] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特 定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指 令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或 多个方框中指定的功能。 [0033] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计 算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或 其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一 个方框或多个方框中指定的功能的步骤。 6 6 CN 112832319 A 说明书 5/5页 [0034] 以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体 实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员 在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多 形式，这些均属于本发明的保护之内。 7 7 CN 112832319 A 说明书附图 1/2页 图1 图2 8 8 CN 112832319 A 说明书附图 2/2页 图3 9 9

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