CN100344524C - 液压绞车的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明的液压绞车的控制装置以下述方式构成，即，通过调节器、与马达负荷压力相对应地对作为绞车驱动源的可变容量型液压马达的容量进行控制，并且，为防止超载，在自动停止时利用负制动器使液压马达保持停止状态；具有在自动停止时从控制器将信号经由调节器控制阀送入调节器、而将马达容量设定在大容量一侧的构成。这样，在提升作业中，起自动停止作用后恢复时，不会出现马达容量直至恢复的滞后现象，可以改善控制的响应性。

Description

液压绞车的控制装置

技术领域

本发明涉及将可变容量型的液压马达这作为驱动源、对较车卷筒进行提升/下降控制的液压绞车的控制装置。

背景技术

在液压绞车上，往往将可变容量型的液压马达作为驱动源使用，以便于可与负荷相对应地改变提升/下降的速度和力，为此，作为控制装置，例示出图6所示的构成。

在液压马达1上设置有负制动器(negative brake)12，用于将该液压马达1保持为停止状态。该制动器12的制动阀14从制动释放位置X转换为制动动作位置Y时，压力室12a的液压被卸到容器T内，负制动器12便成为动作状态。

转换阀16根据来自控制器11的信号而被控制，在自动停止时，该转换阀16从遥控压力取出位置Y转换的遥控力切断位置X。

调节器18基本上基于作用于液压马达1上的负荷压力和遥控阀6的操作量这两个信号而被控制。这种负荷压力意味着马达入口压力和出口压力的压差的绝对值，在此，表示(提升侧管路2的压力)-(下降侧管路3的压力)。

具体地说，第1，进行定马力控制，即马达负荷压力通过负荷压力线路9、19而被取入调节器18，通过顺序(动作)阀或马达一定控制阀(constant Horse Power Valve)的作用，使马达容量与负荷压力的上升相对应地增加，可抑制负荷压力的上升。

第2，进行速度控制，即，两侧遥控压力线路7d、7u通过梭阀17和遥控压力取出线路20而与调节器18连接，遥控阀6的操作量越大，使马达容量越小，且使马达速度越增大。

而且，控制成遥控阀6的操作量为0的状态(中立状态)下，马达容量变为最大。

但是，如果采取根据作用于液压马达1上的负荷压力使马达容量变化、并且在自动停止时使负制动器12动作的构成，存在以下问题。

(i)例如，进行大负荷提升作业时，如果因吊杆下降和绞车提升的复合操作等产生负荷摆动，则负荷在超载的交界附近变动，因此，产生自动停止作用和其解除作用交替地作用的震颤现象。

这里，如果使遥控阀6返回中立位置，则液压马达1被控制为大容量，因此，不会产生问题，但在进行提升操作状态的情况下，自动停止时，由于负制动器12动作，故马达负荷压力为零，与此相对应，马达容量变小。

因此，即使接着成为自动停止解除状态，负制动器12被解脱，直至马达容量恢复到与这时的负荷压力相对应的值也要花费一定时间。

为此，在自动停止后恢复时，产生暂时性地与操作人员的意愿相反、以小的马达容量作用高的负荷压力的状况，控制的响应性变差。

(ii)图7表示绞车的绳牵引力(马达负荷压力)与绳速度(马达容量)的关系，图中的曲线部分表示定马力控制区域。

例如，在马达1的可变容量范围被设定为中间容量范围中的小容量一侧的B点与大容量一侧的C之间(虚线内的范围)的情况下，如果在大容量的C点将载荷吊起的状态下如上述那样自动停止且负制动器12起作用，则马达负荷压力成为零，定马力控制起作用，故马达容量改变为小容量一侧的B点。

如果在操作遥控阀6的状态下，在此解除自动停止，则变成在B点瞬间承受在C点的负荷，故马达负荷压力变成为容量比(C/B)×定马力设定压力。

在此，在将定马力设定压力设为例如超载压力的0.5倍的情况下，如果容量比(C/B)为2以下，则C/B×定马力设定压力低于超载溢流阀9的设定压力(超载压力)。因此，超载溢流不起作用，马达容量从B点增加到C点。

与此相对，如果设成这样的方式，即，将马达容量比取得大些，马达容量例如在从最小容量的A点至C点的范围内变化，则从自动停止起的恢复时，马达负荷压力变为C/A×定马力设定压力，大于超载设定压力，超载溢流起作用，故提升的响应性变得非常差。

这成为不能将马达1的可变容量比取得大些的一个原因，这样，就不能将在同一供给油量条件下的速度控制范围取得大一些。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液压绞车的控制装置，以使马达容量与负荷压力相对应地变化、并且自动停止时使负制动器动作的构成作为前提，可以改善自动停止后恢复时的控制响应性。

本发明的液压绞车的控制装置具有以下基本构成。

即，本发明的液压绞车的控制装置具有：可变容量型液压马达，作为液压绞车驱动源；马达容量控制机构，根据负荷压力对上述液压马达的容量进行控制，使其在高负荷压力时变为大容量；自动停止机构，使上述液压马达的旋转在预先设定的条件下自动停止，通过该自动停止机构而自动停止时，上述马达容量控制机构将上述液压马达的容量设定在大容量一侧。另外本装置具有制动器装置，在液压马达自动停止时将该液压马达保持在停止状态。

根据本发明，在使马达容量与马达负荷压力相对应地变化的构成中，自动停止时，马达容量被自动地设定、固定在大容量一侧。

即，与自动停止时刻的负荷压力无关，只要自动停止，马达就变成大容量状态，因此，例如在提升中因载荷摆动等，在即使产生自动停止作用和其解除作用交替地作用的震颤现象的情况下，从自动停止后的恢复时刻起，马达也在大容量状态下开始旋转。

因此，不会产生马达容量直至恢复的滞后现象，可以改善控制的响应性。

另外，由于自动停止时马达设为大容量，因此在像自动停止时马达有变成小容量的可能性的相关技术的情况那样将马达的可变容量比取得大些时，在解除自动停止时，不会产生马达压力超过超载压力而起超载作用的问题。因此，可将马达的可变容量比取得大些。这样，可以扩大速度控制范围，故用小型的马达可以构成大能力的绞车，可大幅度地提高吊车的性能。

在上述构成中，以马达容量控制机构将控制液压，马达动作的操作机构的操作信号作为外部指令信号，以小操作量将马达容量控制在大容量一侧地构成为好。

另外，在上述构成中，以马达容量控制机构具有：改变液压马达偏转角的调节器、和将控制液压马达容量的容量控制信号通过调节器控制阀送入调节器的控制器；在自动停止时，根据来自控制器的容量控制信号来驱动调节器，而将马达容量设定在大容量一侧地构成为好。

在上述构成中，作为制动装置，使用负制动器，在来自制动器液压源的液压被导入到压力室时，该负制动器变成制动解脱状态，调节器控制阀只要是液压源导入口与负制动器的压力室连接即可。

又，在上述构成中，以马达容量控制机构具有根据操作机构的操作信号来改变液压马达的偏转角的调节器，在自动停止时通过切断操作信号，而将马达容量设定在大容量一侧地构成为好。

附图说明

图1为本发明的实施方式1的液压绞车的控制装置之回路构成图。

图2为用于说明本发明的实施方式1的液压绞车的控制装置之作用的流程图。

图3为用于说明本发明的实施方式1的液压绞车的控制装置之作用的时序图。

图4为本发明的实施方式2的液压绞车的控制装置之回路构成图。

图5为本发明的实施方式3的液压绞车的控制装置之回路构成图。

图6为作为相关的液压绞车的控制装置之回路构成图。

图7为用于说明关于相关技术的液压绞车的控制装置之马达的可变容量比的问题的绳牵引力/绳速度的特性图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

实施方式1(参照图1～图3)

在图1中，标记1是作为绞车驱动源的可变容量型的液压马达。该液压马达1的提升侧和下降侧两管路2、3通过具有中立、提升、下降这三个位置X、Y、Z的液压控制转换式控制阀4与液压泵5连接。利用该控制阀4来控制压油相对于液压马达1的供给和排出(液压马达1的驱动、停止、旋转方向及速度)。

标记6是作为在提升侧或下降侧操作该控制阀4的操作机构的遥控阀。与该遥控阀6的操作量相对应的遥控压力通过提升侧、下降侧两遥控压力线路7u、7d而被送到控制阀4的提升侧、下降侧控制端口4a、4b。

标记8为设在提升侧管路2中的背压阀(制动阀)。利用该背压阀8，在下降时产生液压制动力、并且悬吊负荷被保持为悬吊状态。标记9为超载溢流阀，标记T为容器。

在遥控阀6的两侧遥控压力线路7u、7d中设有电磁转换阀、即自动停止阀10、10(自动停止机构)。产生了过负荷(包括吊钩的过卷)的可能性时，基于未图示的过负荷传感器发出的信号，控制器25发出自动停止信号，根据该信号，该自动停止阀10、10从通常位置X转换为与容器T连通的图示的切断位置Y。

这样，控制阀4便恢复中立，而使液压马达1自动停止提升旋转。

另外，在液压马达1上设有负制动器12，该负制动器是作为使液压马达1保持为停止状态的制动装置。在遥控阀6的两侧遥控压力线路7d、7u之间设有控制负制动器12的液压控制转换式制动阀22。关于负制动器12，其压力室12a通过制动压力线路13和制动阀22而与制动器液压源15连接。

该制动阀22在中立的制动动作位置X时使负制动器12的压力室12a与容器T连通而使该负制动器12动作，另外，遥控阀6被操作时，通过所操作的一侧的遥控压力而转换为两侧制动解脱装置Y、Z中的一个，将制动液压源15的液压送入负制动器12。

这样，负制动器12与遥控阀6的操作连动地进行制动解脱/制动动作。

接着，对控制液压马达1的容量的马达容量控制机构进行说明。

该马达容量控制机构具有通过改变液压马达1的偏转角而使马达容量变化的调节器18。

该调节器18具有斜板驱动用的动力活塞和对其进行控制的伺服阀等(众所周知，省略图示)。

另外，遥控压力线路7u、7d的遥控压力由压力传感器23、24来检测，并输入到构成该容量控制机构的控制器25中。

控制器25将该遥控压力和发动机转速信号及微调电容器21(输送外部信号)的信号作为外部指令，根据这些外部指令来决定指令值，作为容量控制信号向调节器控制阀26输出。

调节器18根据基于该外部指令的容量控制信号和通过负荷压力线路19、19取得的马达负荷压力，对液压马达1的容量进行控制。这是这样构成的，即，马达容量控制机构根据液压马达1的负荷压力以及从外部送来的外部指令信号对马达容量进行控制。

具体地说，第1进行定马力控制，即，马达负荷压力通过负荷压力线路19、19而被取入调节器18中，通过顺序(动作)阀或马力一定控制阀(Constant Horse Power Valve，以下称为CHP阀)的作用，使马达容量与负荷压力的上升相对应地增加，抑制负荷压力的上升。

另外，对于外部指令，例如遥控压力(遥控阀6的操作量)越大，则将马达容量设定为越小的值。

在外部指令和负荷压力并存的情况下，以大容量侧为优先来控制马达容量。

图中，标记27是通过调节器控制阀26将液压供给调节器18的调节器液压源。

在该控制装置中，起自动停止作用时，即，根据来自未图示的过负荷传感器的信号，从控制器25对自动停止阀10、10输出自动停止信号时，在负制动器12动作的同时，从控制器25向调节器控制阀26输出大容量指令信号。然后，基于该信号，液压马达1被设定为大容量。

这里，所谓“大容量”系指在解除自动停止时为保持所设定的负荷的足够的马达容量，通常设定为最大马达容量或与其接近的值。

关于这一点，根据图2的流程图对控制器25的作用进行详细说明。

在提升作业中，首先判断自动停止条件是否成立(步骤S1)。在不成立(否)的情况下，将马达容量的指令值维持为根据这时的负荷压力或遥控压力等决定的值。

另外，在步骤S1中，为是(自动停止条件成立＝有超负荷的可能性)时，在步骤S3中判断是否在提升操作中(在有超负荷的可能性的状态下在操作中)。这里，为否(不是提升操作中)的情况下，进一步在步骤S4中判断是否在下降操作中(是否进行避免超负荷的操作)。

在步骤S4中为是的情况下，作为避免超负荷的可能性而转入步骤S2，维持马达容量。

与此相对，在步骤S3中为是的情况下，或在步骤S4中为否的情况下，由于有超负荷的可能性，故设为应自动停止，在步骤S5中，将自动停止信号向自动停止阀10、10输出而切断遥控压力，并且，在步骤S6中，将指令信号送入调节器控制阀26，从而，将马达容量设定、固定在大容量一侧。

另外，负制动器12在这时进行制动动作。

图3所示为通过该控制器25的作用而引起的遥控压力、负制动器12、马达容量等的变化状况。

在此，遥控阀二次压力是指图1中7d、7u所示位置的线路压力(自动停止电磁阀10和控制阀4的提升侧、下降侧控制端口4a、4b之间的压力)。而且，图3的「遥控一次压力」是指图1中连接遥控阀6和电磁阀10的线路的压力。

即，在图2的步骤S5中起自动停止作用时，遥控压力(遥控阀二次压力)被切断，与此同时，负制动器12动作。

因该负制动器12动作，使液压马达1保持停止，这样，负荷压力成为零。

这时，在上述的相关技术中记载的技术的情况是，如图3中双点划线S所示那样马达容量被设定为小的值，而根据本装置，马达容量被设定在大容量一侧。因此，其后，解除自动停止时，液压马达1以所设定的大容量开始旋转。

这样，如果操作人员进行提升操作，则液压马达1一定向提升侧旋转，不会像在相关技术中记载的技术那样在自动停止后返回时液压马达1的控制响应性会变差。

另外，由于如上述那样在自动停止时马达设定为大容量，故即使在将液压马达1的可变容量比取得较大的情况下，在解除自动停止时也不会产生马达压力超过过载压力而起过载作用的问题。因此，可以将马达的可变容量比取得较大，这样，可以扩大速度控制范围。

实施方式2(参照图4)

只对与实施方式1的不同点进行说明。

在实施方式1中，采取从调节器液压源27通过调节器控制阀26向调节器18供给液压的构成。因此，作为在电磁阀中容易产生的现象，可列举：如果调节器控制阀26在小容量的指令侧失败，则自动停止时产生调节器18不在大容量一侧动作的现象。

因此，在实施方式2中，将调节器控制阀26的液压源导入端口26a与负制动器12的压力室12a连接。

采取这种构成，即使调节器控制阀26在小容量侧失败，在负制动器12进行制动动作时，由于压力室12a的液压被释放，因此，调节器控制阀26变成无液压源。因此，即使有小容量信号，大容量一侧的驱动信号(压力＝0)也从该调节器控制阀26送入调节器18，所以，在自动停止时能够确实地将液压马达1设定为大容量。

实施方式3(参照图5)

在实施方式1、实施方式2中设成这样的构成，即在自动停止时与负制动器12动作的同时从控制器25向调节控制阀26输出大容量指令信号，根据该信号，将液压马达1设定为大容量。而在实施方式3中，采取这样的构成，即，在自动停止时，通过切断遥控阀6的操作信号、即遥控压力，而将液压马达1设定为大容量。

详细地进行说明，设成这样的构成，即，通过被梭阀17、控制器25控制的电磁式转换阀28及遥控压力取出线路29，将两侧遥控压力线路7u、7d与调节器18连接，遥控阀6的操作量越大，将马达容量设得越小。

转换阀28在通常时位于图右侧的遥控压取出位置Y，在从控制器25输出自动停止信号时转换为图左侧遥控压力切断位置X。转换阀28是作为将遥控阀的遥控压力供给调节阀或切断的容量控制机构的转换阀。

在该遥控压力切断位置X处时，遥控压力取出线路29与容器T连通，遥控压力对于调节器18的供给被切断，成为与遥控阀6的操作量0的状态(中立状态)相同的状态。

因此，在自动停止时，通过调节器18的倾转控制作用，液压马达1自动地被设定为大容量。

按照该实施方式3的构成，也可以得到与实施方式1和实施方式2基本上相同的作用效果。

其它实施方式

(1)在实施方式1和实施方式2中，是通过压力传感器23、24将遥控压力变换为电信号，且通过控制器25和调节器控制阀26作为马达容量控制用的外部指令而送入调节器18，但也可以将遥控压力作为外部指令信号直接送入调节器18。关于这一点，在相关技术中所说明的图6中记载了将与遥控阀6的操作量相对应的遥控压力作为外部指令信号，通过线路20直接送入调节器18的结构，例如，可以采用这种构成。

(2)在上述的各实施方式中，在自动停止时使用负制动器12作为将液压马达1保持为停止状态的制动装置，但也可以使用在供给了液压时进行制动动作的正制动器(positive brake)代替。

虽然通过实施方式和附图对本发明进行了说明，但本发明并不仅限于此，可在不脱离权利要求的范围内进行各种变更和实施。

Claims (6)

1.一种液压绞车的控制装置，具有：可变容量型液压马达，作为液压绞车驱动源；马达容量控制机构，根据负荷压力对上述液压马达的容量进行控制，使其在高负荷压力时变为大容量；自动停止机构，使上述液压马达的旋转在预先设定的条件下自动停止，通过该自动停止机构而自动停止时，上述马达容量控制机构将上述液压马达的容量设定在大容量一侧；以及制动器装置，在上述液压马达自动停止时将该液压马达保持在停止状态。

2.如权利要求1所述的液压绞车的控制装置，上述马达容量控制机构除基于液压马达的负荷压力之外，还基于从外部传来的外部指令信号对马达容量进行控制。

3.如权利要求2所述的液压绞车的控制装置，还具有控制上述液压马达的工作的操作机构，上述马达容量控制机构将该操作机构的操作信号作为上述外部指令信号，以操作机构的小操作量将马达容量控制在大容量一侧。

4.如权利要求1所述的液压绞车的控制装置，上述马达容量控制机构具有：改变液压马达的偏转角的调节器、经由调节器控制阀将控制液压马达的容量的容量控制信号送至上述调节器的控制器，在自动停止时，通过来自上述控制器的容量控制信号驱动上述调节器，将马达容量设定在大容量一侧。

5.如权利要求4所述的液压绞车的控制装置，作为上述制动器装置，使用的是在来自制动器液压源的液压被导入压力室时变为制动器释放状态的负制动器，上述调节器控制阀的液压源导入端口与上述调节器的压力室连接。

6.如权利要求3所述的液压绞车的控制装置，上述马达容量控制机构备有根据上述操作机构的操作信号改变液压马达的偏转角的调节器，在自动停止时通过隔断上述操作信号将马达容量设定在大容量一侧。

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