CN102039883B - 一种起重机及其制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种起重机的制动系统，包括主制动系统与辅助制动系统，所述主制动系统包括制动阀以及控制所述制动阀阀芯开度的制动踏板，所述制动阀与系统回路以及制动回路连接；还包括检测所述制动踏板行程信号并反馈所述信号至所述辅助制动系统的控制器的检测系统，其特征在于，所述检测系统包括分别设于所述系统回路以及所述制动回路中的第一气压传感器和第二气压传感器，所述第一气压传感器和所述第二气压传感器的输出端均与所述控制器的输入端连接。该发明仅在系统回路和制动回路中安装气压传感器即可得出制动踏板的行程，气压传感器的安装方便，而且，成本较低，可以有效地控制生产成本。本发明还提供一种包括上述制动系统的起重机。

Description

一种起重机及其制动系统

技术领域

本发明涉及车辆制动技术领域，特别涉及一种起重机的制动系统。本发明还涉及一种包括上述制动系统的起重机。

背景技术

车辆的制动系统通常包括主制动系统和辅助制动系统，辅助制动系统通常包括发动机排气制动、发动机缓速制动、变速箱缓速制动、电涡流制动等，车辆一般会配置其中的一种或几种。在对车辆制动时，实施辅助制动作为车辆主制动的补充，能够有效减少制动器的磨损。

车辆主制动系统的功能主要通过驾驶员踩踏制动踏板来实现，则制动踏板的行程反映了驾驶员对车辆实施制动力的大小。采集制动踏板行程的信号，可以将该信号作为控制车辆辅助制动系统的依据。当车辆采用控制器集中控制辅助制动系统时，就可以根据驾驶员踩下的制动踏板行程信号，合理的分配辅助制动力，并与车辆主制动系统相结合，以达到最优化的制动性能，提高车辆行驶的安全性。

以起重机为例，目前起重机一般采取下列两种方式来检测制动踏板行程：

如图1所示，图1为现有技术中设有角度编码器的制动踏板结构示意图。

在制动踏板10上安装角度编码器20，即将角度编码器20通过连接轴与制动踏板10转动轴相连，角度编码器20的连接轴跟随制动踏板10的转动而转动，从而测量出制动踏板10的转动角度。然而，采用这种方法，需要专门设计与编码器20的连接机构，并且对安装精度要求较高，给设计和生产带来困难，同时，此种机械连接的元件使用寿命较低；另外，不同起重机的制动踏板10安装存在差异性，为了保证检测的角度能准确反映出制动踏板10的状态，就需要对每台起重机进行校准，增加了成本，而且，对于不同的车型、不同的制动踏板10，都需要进行重新设计安装方式，角度编码器20的通用性较差；再者，起重机的震动会造成制动踏板10松动、转动角度发生变化，从而造成检测不准确。

请参考图2，图2为现有技术中通过触发位置开关检测制动踏板行程的工作原理示意图。

制动踏板30内部安装有第一开关40、第二开关50、第三开关60，三个开关处于制动踏板30行程内的三个不同位置。制动踏板30被踩下时，可以依次触发第一开关40、第二开关50、第三开关60，通过触发的开关检测出制动踏板30的位置。这种方式只能检测到制动踏板30间隔的位置状态，不能线性检测制动踏板30的全部行程，检测精度较低。

因此，如何提供一种起重机的制动系统，其具有结构简单且精度高的制动踏板行程检测系统，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种起重机的制动系统，该制动系统的制动踏板行程检测系统的结构简单且检测精度较高。本发明的另一目的是提供一种包括上述制动系统的起重机。

为解决上述技术问题，本发明提供一种起重机的制动系统，包括主制动系统与辅助制动系统，所述主制动系统包括制动阀以及控制所述制动阀阀芯开度的制动踏板，所述制动阀与系统回路以及制动回路连接；还包括检测所述制动踏板行程信号并反馈所述信号至所述辅助制动系统的控制器的检测系统，所述检测系统包括分别设于所述系统回路以及所述制动回路中的第一气压传感器和第二气压传感器，所述第一气压传感器和所述第二气压传感器的输出端均与所述控制器的输入端连接。

优选地，所述系统回路设有储气筒，所述第一气压传感器安装于所述储气筒的出气口处。

优选地，所述制动回路中设有继动阀，所述第二气压传感器安装于所述继动阀的出气口处。

优选地，所述系统回路的系统管路以及所述制动回路的制动管路中均设置三通接头，所述第一气压传感器与所述第二气压传感器分别安装于两所述三通接头上。

优选地，所述第一气压传感器与所述第二气压传感器均为压阻式气压传感器。

本发明所提供的制动系统，在系统回路和制动回路中分别安装第一气压传感器和第二气压传感器，气压传感器测量的气压值传输至辅助制动系统的控制器，根据函数关系式计算，即可得出制动踏板的行程。气压传感器的安装较为方便，工序上容易实现，而且，气压传感器成本较低，可以有效地控制生产成本。此外，气压传感器安装于系统回路以及制动回路的管路上，则制动踏板和起重机的结构对气压传感器不会造成限制或其他影响，通用性较强；气压传感器的使用避免了机械连接，可靠性较高；气压传感器可以连续测量制动踏板的行程，检测精度较高。

为达到本发明的另一目的，本发明还提供一种起重机，包括车轮以及制动所述车轮的制动系统，所述制动系统为上述任一项所述的制动系统。由于上述所述制动系统具有上述技术效果，包括上述制动系统的起重机也具有同样的技术效果。

附图说明

图1为现有技术中设有角度编码器的制动踏板结构示意图；

图2为现有技术中通过触发位置开关检测制动踏板行程的工作原理示意图；

图3为本发明所提供起重机制动系统一种具体实施方式中制动踏板行程检测系统的结构原理示意图；

图4为图3所示制动踏板与制动阀的一种配合关系示意图

图5为图3中制动踏板行程与制动回路气压压力的一种函数关系示意图；

图6为本发明所提供起重机制动系统另一种具体实施方式中气压传感器安装方式的结构简图；

图7为本发明所提供起重机制动系统又一种具体实施方式中气压传感器的工作电路原理图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种起重机的制动系统，该起重机制动系统的制动踏板行程检测系统的结构简单且检测精度较高。本发明的另一核心是提供一种包括上述起重机制动系统的起重机。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图3、图4以及图5，图3为本发明所提供起重机制动系统一种具体实施方式中制动踏板行程检测系统的结构原理示意图；图4为图3所示制动踏板与制动阀的一种配合关系示意图；图5为制动踏板行程与制动回路气压压力的一种函数关系示意图。

该实施方式所提供的起重机制动系统，包括主制动系统与辅助制动系统，主制动系统包括制动阀3，制动阀3的进气口与系统回路1连通，系统回路1用于提供压缩空气，压缩空气可以由起重机的发动机带动空压机压缩空气形成，压缩后的空气经过油水分离器等部件处理后储存于系统回路1中，系统回路1中可以设置储存压缩空气的储气筒4；制动阀3的出气口与制动回路2连通，则制动所需的压缩气体通过制动阀3自系统回路1进入制动回路2，因此，制动回路2中气体压力的大小与制动阀3阀芯开度大小有关，进入制动回路2的压缩气体为制动执行元件提供制动动力，比如，该压缩空气可以推动制动回路2中油缸的活塞运动，使高压油进入制动系统的制动器，推动制动器的活塞，使制动盘压向车轮，依靠制动盘与车轮之间的摩擦力制动车轮，即通过多种元件将原动力放大，产生所需要的制动力。

制动系统还包括制动踏板5，制动踏板5在驾驶员踩踏力作用下转动，进而带动制动阀3阀芯的开启或闭合，如图4所示，制动踏板5经踩踏旋转，带动制动阀3与制动踏板5之间的连杆移动，连杆带动制动阀3阀芯移动，则制动踏板5转动行程的大小与制动阀3阀芯开度的大小成比例关系，驾驶员可以通过控制制动踏板5的行程控制制动阀3阀芯开度的大小，进而控制进入制动回路2压缩空气量，从而按照实际需要对车轮施加制动力。

辅助制动系统通常包括发动机排气制动、发动机缓速制动、变速箱缓速制动、电涡流制动等，起重机一般会配置其中的一种或几种。在对起重机制动时，实施辅助制动作为起重机主制动系统的补充，能够有效减少制动器的磨损。

起重机制动系统还包括检测制动踏板5行程的检测系统，检测制动踏板5行程信号并反馈该信号至辅助制动系统的控制器，将该信号作为辅助制动系统制动的依据，则控制器可以更为合理地分配辅助制动力。检测系统包括第一气压传感器R1和第二气压传感器R2，在系统回路1中设置第一气压传感器R1，在制动回路2中设置第二气压传感器R2，气压传感器用于测量气体的绝对压强，则第一气压传感器R1和第二气压传感器R2可以分别测量得到系统回路1的气压压力P0和制动回路2的气压压力P。第一气压传感器R1和第二气压传感器R2的输出端均与辅助制动系统控制器的输入端连接，将测量的数值输入辅助制动系统的控制器。

一般情况下，系统回路1的压力值P0是恒定的，制动踏板5行程为S(不踩制动踏板5时，S为0；踩到死点时制动踏板5的行程数值为S的最大值)，制动回路2中气压压力为P，系统回路1的气压压力为P0。通过上述内容可知，制动回路2中气压压力P是变量，与系统回路1中气压压力P0以及制动阀3阀芯的开度有关，而制动阀3阀芯开度与制动踏板5的行程存在比例关系，因此，制动回路2中气压压力P与系统回路1中气压压力P0以及制动踏板5行程S有关，即制动回路2气压压力P与制动踏板5行程S具有如下函数关系：P＝g(S，P0)，该函数关系为制动踏板5的特性，如图4所示，制动回路2气压压力P与制动踏板5行程S大致呈线性关系，随着制动踏板5行程的增减而增减。因此，通过第一气压传感器R1测量得到系统回路1气压压力P0，在制动回路2中安装第二气压传感器R2，测量得到制动回路2气压压力P，则根据函数关系式P＝g(S，P0)，控制器即可以计算出制动踏板5的行程S，从而确定所需辅助制动力的大小，控制辅助制动系统制动。

该实施方式仅在系统回路1和制动回路2中安装气压传感器即可得出制动踏板5的行程，气压传感器的安装较为方便，工序上容易实现，而且，气压传感器成本较低，可以有效地控制生产成本。

此外，气压传感器安装于系统回路1以及制动回路2的管路上，则制动踏板5和起重机的结构对气压传感器不会造成限制或其他影响，则该检测系统的通用性较强；气压传感器的使用避免了机械连接，可靠性较高；气压传感器可以连续测量制动踏板5的行程，检测精度较高。

可以将第一气压传感器R1安装于系统回路1的储气筒4的出气口处，储气筒4的压力较为稳定，可以真实地反应系统回路1的压力，从而提高压力测量值的精确度。

可以在制动回路上设置继动阀，继动阀靠近制动器设置，继动阀的进气口与系统回路的储气筒4连通，出气口连通制动气室，当踩下制动踏板5时，制动阀3的输出气压可以作为继动阀的控制压力输入，在控制压力作用下，将继动阀进气口的进气阀推开，于是储气筒4内的压缩空气便直接通过进气口进入制动气室，而不用流经制动阀3，可以显著地缩短制动气室的充气管路，加速气室的充气过程。将第二气压传感器R2安装于继动阀的出气口处，则第二气压传感器R2测量的气压值能够准确反应制动器的制动压力。

请参考图6，图6为本发明所提供起重机制动系统另一种具体实施方式中气压传感器安装方式的结构简图。

可以在系统回路1的系统管路11以及制动回路2的制动管路12中均设置三通接头6，将第一气压传感器R1与第二气压传感器R2分别安装于两三通接头6上，图5中仅示出第一气压传感器R1与三通接头6的连接示意图。三通接头6结构简单，成本较低，可以简便可靠地将第一气压传感器R1以及第二气压传感器R2安装入系统回路1和制动回路2的管路中。

请参考图7，图7为本发明所提供起重机制动系统又一种具体实施方式中气压传感器的工作电路原理图。

第一气压传感器R1与第二气压传感器R2可以均为压阻式气压传感器，该种气压传感器在受到力的作用后，电阻率会发生变化，通过测量电路即可得到正比于力变化的电信号输出，因此容易采集信号，原理简单可靠，而且成本较低。

图7中仅示出第二气压传感器R2，第二气压传感器R2的输出端与车辆控制器7的输入端连接，车辆控制器7控制辅助制动系统，第一气压传感器R1与第二气压传感器R2的工作电路原理相同。第一气压传感器R1以及第二气压传感器R2分别于第一限流电阻以及第二限流电阻R0串联，如图7所示，第二气压传感器R2与第二限流电阻R0串联为一个回路，两端接电源，可以选择5V电源，则根据欧姆定律，第二气压传感器R2两端的电压AI＝5/(R2+R0)×R2；当被测气压降低或升高时，气压传感器中的电阻器的阻值将会改变，即气压传感器阻值与气压压力有如下函数关系：R2＝f(P)，此函数关系为气压传感器的输出特性，其中P为制动回路2中气压压力大小，则AI＝5/{f(P)+R0)×f(P)}。因此，可以得出第二气压传感器R2两端电压与系统回路1中气压压力之间的函数关系，则该电压值输入车辆控制器7后，车辆控制器7可以计算出具体的制动回路2的气压压力P，同理，车辆控制器7还可以计算出系统回路1的气压压力P0，得出制动回路2的气压压力P与统回路的气压压力P0后，则可以根据上述函数关系式P＝g(S，P0)计算出制动踏板5行程S。

车辆控制器7通过气压传感器两端的电压，即可计算出制动踏板5的行程值，采用电气化控制，易于操作，精确度较高。

辅助制动系统的控制器可以是智能仪表，第一气压传感器R1以及第二气压传感器R2的输出端可以均与智能仪表的输入端连接，智能仪表具有AI输入端口，能够测量电流大小，并具有计算功能，同样可以通过输入的数值以及换算函数计算出制动踏板5的行程。

除了以上所述起重机的制动系统，本发明还提供一种起重机，包括车轮以及制动所述车轮的制动系统，制动系统为上述任一项所述的制动系统。由于上述制动系统具有上述技术效果，则具有该制动系统的起重机也应具有相同的技术效果，在此不赘述。

以上对本发明所提供的一种起重机及其制动系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种起重机的制动系统，包括主制动系统与辅助制动系统，所述主制动系统包括制动阀（3）以及控制所述制动阀（3）阀芯开度的制动踏板（5），所述制动阀（3）与系统回路（1）以及制动回路（2）连接；该起重机的制动系统还包括检测所述制动踏板（5）行程信号并反馈所述信号至所述辅助制动系统的控制器的检测系统，其特征在于，所述检测系统包括分别设于所述系统回路（1）以及所述制动回路（2）中的第一气压传感器（R1）和第二气压传感器（R2），所述第一气压传感器（R1）和所述第二气压传感器（R2）的输出端均与所述控制器的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述系统回路（1）设有储气筒（4），所述第一气压传感器（R1）安装于所述储气筒（4）的出气口处。

3.根据权利要求2所述的制动系统，其特征在于，所述制动回路（1）中设有继动阀，所述第二气压传感器（R2）安装于所述继动阀的出气口处。

4.根据权利要求1至3任一项所述的制动系统，其特征在于，所述系统回路（1）的系统管路（11）以及所述制动回路（2）的制动管路（21）中均设置三通接头（6），所述第一气压传感器（R1）与所述第二气压传感器（R2）分别安装于两所述三通接头（6）上。

5.根据权利要求4所述的制动系统，其特征在于，所述第一气压传感器（R1）与所述第二气压传感器（R2）均为压阻式气压传感器。

6.一种起重机，包括车轮以及制动所述车轮的制动系统，其特征在于，所述制动系统为权利要求1至5任一项所述的制动系统。

Images