CN102085851B - 多级伸缩机构顺序控制装置及包括该装置的工程设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多级伸缩机构顺序控制装置及工程设备。本发明涉及液压控制领域。本多级伸缩机构的顺序控制装置包括：用于向相应下游部件输送液压流体的第一操作装置；设置在第一操作装置的下游并连接至第一操作装置的第一液压缸和第二液压缸，其分别连接至并驱动多级伸缩机构的其中两个伸缩构件。第一液压缸的无杆腔与第一操作装置的第一端口连通，第一液压缸的有杆腔与第一操作装置的第二端口连通；第一液压缸的无杆腔和第二液压缸的无杆腔以及第一液压缸的有杆腔和第二液压缸的有杆腔相连通；第一液压缸的有杆腔的横截面积小于第二液压缸的有杆腔的横截面积。本多级伸缩机构顺序控制方式能实现多级伸缩机构的顺序驱动，且结构简单。

Description

多级伸缩机构顺序控制装置及包括该装置的工程设备

技术领域

本发明涉及液压控制领域，具体涉及多级伸缩机构的顺序控制装置及包括该装置的工程设备。

背景技术

在作业运输领域的工程设备中经常用到伸缩机构，例如混凝土泵车、汽车起重机的伸缩支撑腿。以混凝土泵车为例，随着泵车的发展，混凝土泵车的臂架长度不断增加，为保证整车的稳定性，需要扩大整车的稳定支撑区域面积，这就导致支撑腿的跨度不断增大。然而，由于受限于整车宽度要求，仅具有单级伸缩支腿的伸缩机构已经不能满足要求，需要使用两级甚至三级及以上的伸缩构件。而由于受限于工作地点的场地要求，特别是混凝土泵车的伸缩构件具有各种特殊支撑形式，如X支撑、小支撑等，在这种情况下，为了满足支撑刚度要求，各级伸缩支腿需要保证刚度大的支腿先出后入，而刚度小的支腿后出先入，这样就必须保证各级伸缩支腿能够顺序驱动。

目前多级伸缩支腿的驱动方法，主要有如下几种实现方式：

方案一：采用一个单独液压缸驱动；

方案二：采用两个单独的液压液压缸驱动；

方案三：采用一个多级液压缸驱动；

方案四：采用一个液压液压缸与链条的混合驱动，其中采用马达带动链条驱动一级伸缩支腿，另外的次级伸缩支腿由液压液压缸驱动。

上述几种多级伸缩支腿驱动方式的缺点如下：

方案一，伸缩支腿长度有限，无法满足某些车型的支撑强度要求，而且显然无法保证多级伸缩支腿的顺序驱动；

方案二，在用于两级伸缩支腿的驱动时，如果采用液压管路并联接入，每个液压缸驱动其中一级伸缩支腿，则每个操作装置对应一个支腿的驱动操作，这种情况下可以人为控制各级支腿的伸缩，实现顺序控制，但需要分别给两个液压缸单独连接油管，空间小而液压管路较多，油管随着伸缩支腿一起往复运动，易使油管与伸缩支腿间发生摩擦而导致油管破损，液压管路布置相当困难，如果两个液压缸采用串联接入，液压管路减少了，但无法实现伸缩支腿的顺序控制；在用于三级及以上伸缩支腿的驱动，显然无法保证顺序控制；

方案三，对活塞杆内部进行多层掏空处理，使活塞杆既是上一级液压缸活塞杆，又能够成为下一级液压缸的缸筒，导致液压缸外径过大，结构复杂，加工成本高，且受限于伸缩支腿结构尺寸要求，液压缸缸径有限，导致驱动力不足，伸缩支腿易出现卡滞现象；

方案四，在用于两级伸缩支腿的驱动时，液压缸与链条分别驱动其中一级伸缩支腿，且液压缸与驱动链条的马达分别控制，则每个操作装置对应一个支腿的驱动操作，这种情况下可以人为控制各级支腿的伸缩，实现顺序控制，液压布管较简单；在用于三级及以上伸缩支腿的驱动时，显然无法保证顺序控制。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种新的多级伸缩机构的控制装置以及包括其的工程设备，本多级伸缩机构的控制装置能够实现多级伸缩机构的顺序驱动，并且结构简单。

针对上述目的，根据本发明的第一方面提供了一种多级伸缩机构顺序控制装置，其中，顺序控制装置包括：第一操作装置，用于向相应下游部件输送液压流体，以控制下游部件的操作；第一液压缸和第二液压缸，设置在第一操作装置的下游并连接至第一操作装置，第一液压缸和第二液压缸分别连接于多级伸缩机构的其中两个伸缩构件，以分别驱动两个伸缩构件；其中，第一液压缸的无杆腔与第一操作装置的第一端口相连通，第一液压缸的有杆腔与第一操作装置的第二端口相连通；第一液压缸的无杆腔和第二液压缸的无杆腔相连通、以及第一液压缸的有杆腔和第二液压缸的有杆腔相连通；第一液压缸的有杆腔的横截面积小于第二液压缸的有杆腔的横截面积。

进一步地，根据本发明第一方面的多级伸缩机构顺序控制装置，其中，第一液压缸的无杆腔与第二液压缸的无杆腔直接连通，第一液压缸的无杆腔的横截面积大于第二液压缸的无杆腔的横截面积。

进一步地，根据本发明第一方面的多级伸缩机构顺序控制装置，其中，第一液压缸的无杆腔与第二液压缸的无杆腔的连接管路上设置有第一顺序阀。

进一步地，根据本发明第一方面的多级伸缩机构顺序控制装置，其中，顺序控制装置还包括：液压马达，与多级伸缩机构中除两个伸缩构件之外的另一个伸缩构件相连，以驱动另一个伸缩构件；第二操作装置，与液压马达相连，以根据操作指令向液压马达输送液压流体，以控制液压马达的操作。

进一步地，根据本发明第一方面的多级伸缩机构顺序控制装置，其中，顺序控制装置还包括：液压马达，与多级伸缩机构中除两个伸缩构件之外的另一个伸缩构件相连，以驱动另一个伸缩构件；其中，液压马达的一端与第一操作装置的第一端相连，液压马达的另一端通过第二顺序阀与第一操作装置的第二端相连；其中，第一液压缸的无杆腔通过第三顺序阀与第一操作装置的第一端相连。

进一步地，根据本发明第一方面的多级伸缩机构顺序控制装置，其中，第二顺序阀的开启压力小于第三顺序阀的开启压力。

进一步地，根据本发明第一方面的多级伸缩机构顺序控制装置，其中，第一操作装置与第一液压缸之间设置有第一液压锁。

进一步地，根据本发明第一方面的多级伸缩机构顺序控制装置，其中，第二操作装置与液压马达之间设置有第二液压锁。

进一步地，根据本发明第一方面的多级伸缩机构顺序控制装置，其中，第一操作装置与第一液压缸和液压马达之间设置有第一液压锁。

进一步地，根据本发明第一方面的多级伸缩机构顺序控制装置，其中，第一液压缸和第二液压缸反向安装，其中第一液压缸和第二液压缸各自的缸筒固定在一起，第一液压缸和第二液压缸各自的活塞杆分别于两个伸缩构件相连。

根据本发明的第二方面提供了一种工程设备，其包括多级伸缩机构以及根据本发明第一方面的多级伸缩机构顺序控制装置，上述多级伸缩机构连接至上述工程设备的底架，顺序控制装置连接至多级伸缩机构以控制多级伸缩机构顺序动作。

本发明具有以下技术效果：

本发明的多级伸缩机构顺序控制装置通过设定两个相连液压缸的有杆腔与无杆腔的横截面比，以使在操作过程中两个液压缸之间存在受力差，由此使两个液压缸顺序动作，从而实现对伸缩构件的顺序控制。

应该理解，以上的一股性描述和以下的详细描述都是列举和说明性质的，目的是为了对要求保护的本发明提供进一步的说明。

附图说明

附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发明的一些实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。附图中：

图1示出了根据本发明的顺序控制装置的第一实施例的液压回路原理图；

图2示出了根据本发明的顺序控制装置的第二实施例的液压回路原理图；

图3示出了根据本发明的顺序控制装置的第三实施例的液压回路原理图；

图4示出了根据本发明的顺序控制装置的第四实施例的液压回路原理图；

图5示出了根据本发明的顺序控制装置的第五实施例的液压回路原理图；

图6示出了根据本发明的顺序控制装置的第六实施例的液压回路原理图。

图7示出了根据本发明的顺序控制装置在混凝土泵车的多级伸缩构件上应用的示意图。

具体实施方式

首先，对根据本发明的多级伸缩机构的顺序控制装置的基本构造方式进行说明。根据本发明的多级伸缩机构顺序控制装置包括：第一操作装置(一股地，第一操作装置可以为通用液压换向阀，后面的第二操作装置也类似)11，其用于根据操作员给出的操作指令向相应的下游部件输送液压流体，以控制下游部件的操作；第一液压缸21和第二液压缸22，设置在第一操作装置11的下游并连接至第一操作装置11，且第一液压缸21和第二液压缸22分别连接于多级伸缩机构的其中两个伸缩构件，以分别驱动这两个伸缩构件进行伸缩运动。进而，第一液压缸21的无杆腔21a与第一操作装置11的第一端口11a相连通，第一液压缸21的有杆腔21b与第一操作装置11的第二端口11b相连通，由此第一操作装置11可以通过其第一端口11a向下游的第一液压缸21的无杆腔21a输送液压流体，并通过第二端口11b向下游的第一液压缸11的有杆腔21b输送液压流体。同时，第一液压缸21的无杆腔21a和第二液压缸22的无杆腔22a相连通，第一液压缸21的有杆腔21b和第二液压缸22的有杆腔22b相连通，由此，从第一操作装置11输送至第一液压缸21的无杆腔21a的液压流体会顺序流入第二液压缸22的无杆腔22a，输送至第一液压缸21的有杆腔21b的液压流体会顺序流入第二液压缸22的有杆腔22b。更进一步，使第一液压缸21的有杆腔21b的横截面积小于第二液压缸22的有杆腔22b的横截面积。

上述的多级伸缩机构顺序控制装置，通过改变驱动液压缸的有杆腔的横截面积，使它们之间形成差别，从而控制液压缸的工作顺序，由此控制伸缩构件的动作顺序。这将在下文中进行详细说明。

根据多级伸缩机构的设计原理，较大的第一级伸缩构件的刚度大于较小的第二级伸缩构件，为了保证稳定安全的操作，在伸缩运动时，需要保证第一液压缸21的活塞杆21c先伸出后缩回，而第二液压缸22的活塞杆22c后伸出先缩回。也就是，在使伸缩机构伸展开时，使第一液压缸21的活塞杆21c先于第二液压缸22的活塞杆22c伸出；在使伸缩机构收回时，使第二液压缸22的活塞杆22c先于第一液压缸21的活塞杆21c缩回。为了同时实现这种顺序伸出收回的动作方式，并减少液压管路，简化操作，进一步地，在本发明的顺序控制装置中，将两个液压缸的有杆腔和无杆腔的横截面积都设计彼此不同的。具体地，第一液压缸21的有杆腔21b的横截面积小于第二液压缸22的有杆腔22b的横截面积，同时使第一液压缸21的无杆腔21a的横截面积大于第二液压缸22的无杆腔22a的横截面积，由此使得伸缩构件伸出与收回工作时两个液压缸之间产生受力差(将在下文结合具体实例详细说明)，这种受力差实现第一液压缸21和第二液压缸22的顺序动作，从而带动分别与这两个液压缸连接的伸缩构件进行顺序运动。

本发明的上述顺序控制装置可以应用于二级、三级甚至更多级伸缩机构。在应用于二级伸缩机构时(伸缩机构包括第一级伸缩构件和第二级伸缩构件)，第一液压缸21和第二液压缸22可以分别与第一级伸缩构件和第二级伸缩构件相连(第一级伸缩构件一股为较大那一个的伸缩构件)，由此，第一液压缸21先带动第一级伸缩构件运动，随后第二液压缸22带动第二级伸缩构件运动，从而实现二级伸缩机构的顺序动作。在应用于三级伸缩机构时，第一液压缸21和第二液压缸22可以分别于第一级伸缩构件和第二级伸缩构件相连，或者可以分别第二级伸缩构件和第三级伸缩构件相连，或者可以分别于第一级伸缩构件和第三级伸缩构件相连，以实现上述伸缩构件的顺序动作。对于三级伸缩机构中没有与两个液压缸相连的另一个伸缩构件，该伸缩构件可以由马达驱动的链条传动装置控制，并通过人为控制来与双液压缸配合，以实现三个伸缩构件的顺序伸缩控制，这将在下文中结合具体实例说明。

下面，将参照附图并结合具体实例来对本发明的顺序控制装置的构造方式以及相应操作方式进行详细说明。

首先参照图1，其中示出了根据本发明的多级伸缩机构顺序控制装置的第一实施例的液压回路原理图。在图1中所示的顺序控制装置中，第一液压缸21的无杆腔21a与第二液压缸22的无杆腔22a、第一液压缸21的有杆腔21b和第二液压缸22的有杆腔22b均通过各自的输液管路直接连通，液压管路相对简单。在此情况下，除了将第一液压缸21的有杆腔21b的横截面积设计成小于第二液压缸22的有杆腔22b的横截面积之外，还将第一液压缸21的无杆腔21a的横截面积设计成大于第二液压缸22的无杆腔22a的横截面积。操作员通过第一操作装置11对第一液压缸21和第二液压缸22进行操作，以实现各级伸缩构件的伸、缩运动。并且，如图1所示，在第一操作装置11与两个液压缸21和22之间的液压管路上串接液压锁31。如图中所示，液压锁31由两个液控单向阀构成，其通常使用在承重液压缸或马达的油路中，用于防止液压缸或马达在大负载的作用下自行滑动或运转。图1和图2中的液压锁31主要用于避免伸缩构件在静止状态下由于外力产生运动引发安全事故。

具体地，以控制二级伸缩机构为例来说明图1所示的顺序控制装置的操作方式。第一液压液压缸21和第二液压缸22分别用于驱动第一级伸缩构件(较大的伸缩构件)和第二级伸缩构件(较小的伸缩构件)。将第一液压缸21无杆腔21a与有杆腔21b的横截面积分别表示为S_piston1、S_rod1，将第二液压缸22的无杆腔22a与有杆腔22b的横截面积分别表示为S_piston2、S_rod2。第一液压缸21与第二液压缸22的无杆腔、有杆腔的横截面积存在以下关系：

S_piston1＞S_piston2                    (1)

S_rod1＜S_rod2                          (2)

当操作员通过第一操作装置11进行伸出伸缩构件的操作时，液压流体从第一操作装置11的第一端口11a经过第一液压锁3进入第一液压缸21的无杆腔21a，与此同时，液压流体通过无杆腔21a、22a之间的连接管路从无杆腔21a进入无杆腔22a。假设此时液压系统的进油压力(即无杆腔中的压力)为P₁，回油压力(即有杆腔压力)为P₀，由于第一液压缸21与第二液压缸22的无杆腔、有杆腔分别联通，且联通管路中的压力损失相当小，几乎可以忽略，因此此时第一液压缸21作用在第一级伸缩构件上的力F₁与第二液压缸22作用在第二级伸缩构件上的力F₂分别为：

F₁＝P₁S_piston1-P₀S_rod1                (3)

F₂＝P₁S_piston2-P₀S_rod2                (4)

则第一级伸缩构件与第二级伸缩构件上存在如下的压力差ΔF：

ΔF＝F₁-F₂＝P₁(S_piston1-S_piston2)+P₀(S_rod2-S_rod1)    (5)

由式(1)、(2)可知，显然ΔF＞0，即第一液压缸21作用在第一级伸缩构件上的力F1大于第二液压缸22作用在第二级伸缩构件上的力F2，尽管第一、二级伸缩构件在伸出过程中遇到的阻力可能不同，但只要ΔF大于阻力差，则可以保证第一级伸缩构件先伸出，第二级伸缩构件后伸出。

当操作员通过第一操作装置11进行收回伸缩构件的操作时，液压流体通过第一操作装置11的第二端口11b经过液压锁3进入第一液压缸21的有杆腔21b，与此同时液压流体经由有杆腔21b、22b之间的连接管路从有杆腔21b进入有杆腔22b。假设此时液压系统的进油压力(有杆腔压力)为P₁′，回油压力(无杆腔压力)为P₀′，由于第二液压缸22与第一液压缸21的无杆腔、有杆腔分别联通，联通管路中的压力损失相当小，且联通管路中的，几乎可以忽略，因此此时第一液压缸21作用在第一级伸缩构件上的力F1′与第二液压缸22作用在第二级伸缩构件上的力F2′分别为：

F₁′＝P₁′S_rod1-P₀′S_piston1                                  (6)

F₂′＝P₁′S_rod2-P₀′S_piston2                                  (7)

则第一级伸缩构件与第二级伸缩构件上存在如下的压力差ΔF′：

ΔF′＝F₁′-F₂′＝P₁′(S_rod1-S_rod2)+P₀′(S_piston2-S_piston1)    (8)

由式(1)、(2)可知，显然ΔF′＜0，即第一液压缸21作用在第一级伸缩构件上的力F1′小于第二液压缸22作用在第二级伸缩构件上的力F2′，尽管一、二级伸缩构件在收回过程中遇到的阻力可能不同，但只要ΔF′的绝对值大于阻力差，则可以保证第二级伸缩构件先收回，第一级伸缩构件后收回。

通过上述方式就可以实现二级伸缩构件的顺序伸出、缩回。上述方式中两个液压缸之间通过简单管路连接，通过设定第一液压缸21和第二液压缸的有杆腔、无杆腔的横截面积来实现伸缩构件的顺序动作。不过，在图1中所示的上述实施例中，由于伸缩构件在伸出、收回过程中，第一级伸缩构件与第二级伸缩构件遇到的摩擦等结构阻力不完全相同，为了能够确保顺序动作的实现并提高操作安全性，要尽可能地增加无杆腔与有杆腔的横截面积差。这种设计方式存在两个问题：一方面，受限于伸缩构件的结构尺寸，且要满足液压缸的刚度与稳定性要求，在设计液压缸时两个液压缸的面积差是有限的，则在结构阻力较显著的情况下，如果面积差不能设计地足够大，则顺序动作的效果将不够显著；另一方面，两个液压缸采用同一个操作装置和液压流体输送管路，如果无杆腔和有杆腔的横截面积差过大，则会引起其中某一级伸缩构件的运动速度过快或过慢。针对这些问题，本发明进一步提供了第二种实施方式，下面将参照图2进行详细描述。

如图2所示，第一液压缸21与第二液压缸22的有杆腔21b、22b通过连接管路直接连通，而第一液压缸21的无杆腔21a与第二液压缸22的无杆腔22a的连接管路上设置有第一顺序阀41。在这种情况下，将第一液压缸21与第二液压缸22设计成其各自的有杆腔21b、22b的横截面积S_rod1、S_rod2满足以下关系：

S_rod1＜S_rod2                                (9)

当操作员通过第一操作装置11进行伸出伸缩构件的操作时，液压流体从第一操作装置11的第一端口11a经过第一液压锁3进入第一液压缸21的无杆腔21a。在液压流体的作用下，第一液压缸21带动第一级伸缩构件伸出，当第一级伸缩构件完全伸出遇到限位装置(未示出)后，第一液压缸21的无杆腔21a中的压力上升，当达到第一顺序阀41的设定压力后，第一顺序阀41打开，液压流体经过第一顺序阀41从第一液压缸21的无杆腔21a进入第二液压缸22的无杆腔22a，从而带动第二级伸缩构件伸出。通过采用第一顺序阀41即可实现伸缩构件的顺序伸出，从而避免了对第一液压缸21与第二液压缸22的无杆腔横截面积的要求，可以使液压缸的设计更加合理，且顺序运动的安全性更高。

当操作员通过第一操作装置11进行收回伸缩构件的操作时，液压流体通过第一操作装置11的第二端口11b经过液压锁3进入第一液压缸21的有杆腔21b。在液压系统中，一股回油压力P₀′≈0，则由式(8)可知，ΔF′主要由S_rod1，S_rod2决定，所以在满足式(9)的情况下，与上述第一实施方式的原理相同，可以实现第二级伸缩构件先收回，第一级伸缩构件后收回的顺序动作。在图2所示的实施方式，仅需要将液压缸设计成有杆腔之间存在横截面差，因此相对于第一实施方式而言，液压缸的强度和刚度性能更好，系统的操作安全性也更高，并且顺序控制的效果也更好。

上述的第一实施方式和第二实施方式可以直接用来实现两级伸缩构件的顺序控制要求，即：刚度大的那一级伸缩构件(一股为第一级伸缩构件)先伸出后缩回，刚度小的那一级伸缩构件(一股为第二级伸缩构件)后伸出先缩回。但随着车辆的不断重型化，对伸缩构件的跨度要求越来越大，受限于车身宽度要求，两级伸缩构件可能已经不能满足要求，需要采用三级及以上伸缩构件，下面就介绍基于上述第一实施方式和第二实施方式的、用于三级伸缩构件的顺序控制装置。

对于三级伸缩机构的顺序控制，第一实施方式和第二实施方式中所示的液压缸组用于驱动其中的两级伸缩构件，例如，第一、二级伸缩构件或者第二、三级伸缩构件，另外一级伸缩构件则采用链条的传动方式来驱动，即通过马达50驱动链条传动机构运转，从而实现伸缩构件的运动。下面以马达50驱动三级伸缩机构中的第一级伸缩构件、液压缸组驱动第二、三级伸缩构件为例来阐述三级伸缩机构的顺序控制方式。

如上面针对二级伸缩机构所描述的，一股工程设备中，第一级伸缩构件(伸出时最靠近车身的那一级伸缩构件定义为第一级伸缩腿)的刚度最大，第二、三级腿次之，则在实际工作中，三级伸缩构件的动作顺序要求为：伸出时为一→二→三，收回时为三→二→一。第二、三级伸缩构件的动作顺序通过上述第一实施方式或第二实施方式中的液压缸组就可以实现，而对于第一级伸缩构件的动作要求则可以有以下四种实现方式，分别结合图3、图4、图5和图6描述如下。

图3和图4中所示的实施方式分别是基于图1和图2中所示的实施方式而构造的，其中图3和图4中的实施方式分别在图1和图2中的顺序控制装置的基础上增加了用于控制第三个伸缩构件(这里为第一级伸缩构件)的液压马达50和第二操作装置12。如图3、图4所示，在第三、第四实施方式中，液压马达50与三伸缩机构中的第一级伸缩构件相连，第二操作装置12通过单独的液压管路与液压马达50相连，以根据操作员的操作指令向液压马达50输送液压流体，以控制液压马达50的操作。

图5和图6中所示的实施方式同样分别是基于图1和图2中所示的实施方式而构造的，其中图5和图6中的实施方式分别在图1和图2中的顺序控制装置的基础上增加了用于控制第一级伸缩构件的马达50，但没有增加额外的第二操作装置，而是与液压缸组一起使用共同的第一操作装置11来对马达50和液压缸组21、22进行控制。如图5、图6所示，在第五、第六实施方式中，液压马达50的一端50a与第一操作装置11的第一端11a相连，液压马达50的另一端50b通过第二顺序阀42与第一操作装置11的第二端11b相连；并且，第一液压缸21的无杆腔21a通过第三顺序阀43与第一操作装置11的第一端11a相连。

首先参照图3和图4中所示第三和第四实施方式，其中液压缸组21、22和马达50分别采用独立的第一操作装置11和第二操作装置21以及相应的液压管路控制。同样地，为了系统的安全性，马达50与第二操作装置12之间设置有第二液压锁12。

当要使三级伸缩构件顺序伸出时，操作员首先通过第二操作装置12驱动马达50，马达50会带动与第一级伸缩构件相连的链轮、链条(未示出)运动，从而将第一级伸缩构件伸出。接着，再通过第一操作装置11驱动液压缸组21、22，以顺序伸出第二、第三级伸缩构件；当使三级伸缩构件顺序收回时，操作员首先通过第一操作装置11驱动液压缸组21、22，以顺序收回第三、第二级伸缩构件；接着，再通过第二操作装置12驱动马达50收回第一级伸缩构件。由此即实现了三级伸缩构件的顺序伸出和缩回。第二、第三级伸缩构件的顺序操作方式如上面第一、第二实施方式中所述的，在此就不在赘述了。

接着参照图5和图6中所示的第五和第六实施方式，其中液压缸组21、22与马达50采用共同的第一操作装置11和相应的液压管路进行操作，但如上所述的，在液压管路中增加了第二顺序阀42和第三顺序阀43。

当使三级伸缩构件顺序伸出时，操作员首先操作第一操作装置11，使其第一端口11a向下游输送液压流体，由于第一液压缸21的无杆腔21a与第一端口11a之间设置有第二顺序阀42，因此，液压流体会首先进入马达50。马达50受驱动运转，从而通过链轮带动链条使第一级伸缩构件伸出。当第一级伸缩构件完全伸出，进而到达限位装置(未示出)后，液压系统内压力上升，当达到第三顺序阀43的设定开启压力后，第三顺序阀43打开，液压流体仅有第三顺序阀43进入第一液压缸21的无杆腔21a，从而驱动液压缸组21、22，进而使第二、第三级伸缩构件顺序伸出。当使三级伸缩构件顺序收回时，操作员首先操作第一操作装置11，使其第二端口11b向下游输送液压流体，由于液压马达50与第二端口11b之间设置有第二顺序阀42，因此液压流体首先驱动液压缸组21、22，从而使第三、第二级伸缩构件顺序收回。当第三、第二级伸缩构件完全收回到位后，液压系统内的压力逐渐上升，达到第二顺序阀42的设定压力后，第二顺序阀42打开，液压流体经由第二顺序阀42进入马达50，从而驱动马达50旋转，进而通过链轮带动链条，使第一级伸缩构件收回。由此即实现了三级伸缩构件的顺序伸出和缩回。一股地，可以根据具体实施方式中顺序阀动作的顺序，来设定所有顺序阀的开启压力，一股的原则是，与在先发生的动作(例如先伸出再收回)相关联的顺序阀，其设定的开启压力相对较小。具体地，在图5和图6所示的实施方式中，第二顺序阀42的开启压力小于第三顺序阀43的开启压力，使得第二顺序阀42先于第三顺序阀43动作，以更好地保证伸缩机构的顺序动作。

如上所述的，图3至图6中的实施方式都能够实现三级伸缩构件的顺序动作，但图3和图4中的实施方式的液压布管比图5和图6中的实施方式相对复杂，但图5和图6中的实施方式对马达、顺序阀等液压元件的性能要求则较高。同时，除了如上所述的可以用链条传动机构来控制第一级伸缩构件之外，也可以采用链条传动机构控制其他级的伸缩构件。在优选的实施方式中，用液压缸组来控制彼此套接的两个相邻伸缩机构。例如，用链条传动机构控制第三级伸缩构件的情况下，在图3和图4的实施方式中，液压马达50和第二操作装置12就用于控制第三级伸缩构件，而用液压缸组21、22和第一操作装置11来控制第一级伸缩构件和第二级伸缩构件；在图5和图6的实施方式中，通过液压马达50来控制第三级伸缩构件，此时，需要改变第二顺序阀42的设定开启压力以及液压马达50的相应连接方式。

具体地，用于三级伸缩构件的顺序控制装置在混凝土泵车上的应用如图7中所示，其中示出了三条伸缩构件均伸展开的状态。如图7所示，第一液压缸21和第二液压缸22彼此反向安装，且在图示的实例中，均安装在第二级伸缩构件3上。具体地，第一液压缸21和第二液压缸22各自的缸筒固定在一起，第一液压缸21和第二液压缸22各自的活塞杆分别与两个伸缩构件(图7中所示为第二级伸缩构件3、第三级伸缩构件4)相连。在图7中的用于驱动第一级伸缩构件2的链条传动机构中，从动链轮6和主动链轮7都安装在基础构件1上，缠绕在从动链轮6和主动链轮7上的链条8的一段与第一级伸缩构件2固定连接，由此将第一级伸缩构件2和基础构件1相连。在其他的实施方式中，链条传动机构通过安装在第一级伸缩构件2上的从动链轮7和安装在伸缩机构的基础支腿1上的主动链轮6，将第一级伸缩构件2和基础构件1相连。马达50在图7中为示出，其安装在基础构件1外侧，通过转轴与主动链轮7相连，由此可以带动主动链轮6进行旋转。

此外，除了上述用于驱动二级、三级伸缩机构的顺序控制装置以外，根据本发明的原理，当应用于更多级的伸缩机构时，可以相应地使用包括两个以上液压缸的液压缸组，以实现多更多级伸缩构件的控制。在使用更多的液压缸来控制更多的伸缩构件时，液压缸的连接方式可以参照上述的实施例进行，当需要使用顺序阀来进行开启顺序控制时，通过适当地设定顺序阀的开启压力即可实现液压缸的顺序控制。

根据本发明的多级伸缩机构顺序控制装置通过合理设计液压缸的内部尺寸以及液压缸的连接方式，从而实现对多级伸缩机构的顺序控制；并且，本发明的顺序控制装置中，两个液压缸采用共同的控制操作装置和输液管路，简化了管路连接；同时，本发明的顺序控制装置克服了现有技术中由于采用多级液压缸而导致的驱动力不足、伸缩构件卡滞现象。

并且，需要说明的是，本发明的伸缩机构顺序控制的原理可以单独使用，即，可以通过单独地设计液压缸有杆腔、无杆腔之间的横截面积比，来实现顺序控制；另一方面，也可以单独采用顺序阀的布置来实现顺序控制。本说明书中描述的是一种组合控制方式，但是显而易见的，根据本发明的原理，本领域技术人员完全可以容易地构想出上述单独顺序控制的方案。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种多级伸缩支腿的顺序控制装置，其特征在于，所述顺序控制装置包括： 

第一液压换向阀，用于向相应下游部件输送液压流体，以控制下游部件的操作；所述下游部件包括第一液压缸（21）和第二液压缸（22）； 

所述第一液压缸（21）和第二液压缸（22）设置在所述第一液压换向阀的下游并连接至所述第一液压换向阀，所述第一液压缸（21）和所述第二液压缸（22）分别连接于所述多级伸缩支腿的其中两个伸缩腿，以分别驱动所述两个伸缩腿；通过所述第一液压换向阀对所述第一液压缸（21）和所述第二液压缸（22）进行操作，以实现各级所述伸缩腿的伸、缩运动； 

其中，所述第一液压缸（21）的无杆腔（21a）与所述第一液压换向阀的第一端口（11a）相连通，所述第一液压缸（21）的有杆腔（21b）与所述第一液压换向阀的第二端口（11b）相连通； 

所述第一液压缸（21）的无杆腔（21a）和所述第二液压缸（22）的无杆腔（22a）相连通、以及所述第一液压缸（21）的有杆腔（21b）和所述第二液压缸（22）的有杆腔（22b）相连通； 

所述第一液压缸（21）的有杆腔（21b）的横截面积（S_rod1）小于所述第二液压缸（22）的有杆腔（22b）的横截面积（S_rod2），由此使得所述伸缩腿伸出与收回工作时，所述第一液压缸（21）和所述第二液压缸（22）之间产生受力差，该受力差实现所述第一液压缸（21）和所述第二液压缸（22）的顺序动作，从而带动分别与所述第一液压缸（21）和所述第二液压缸（22）连接的伸缩腿进行顺序运动。 

2.根据权利要求1所述的顺序控制装置，其特征在于， 

所述第一液压缸（21）的无杆腔（21a）与所述第二液压缸（22）的无杆腔（22a）直接连通，所述第一液压缸（21）的无杆腔（21a）的横截面积（S_piston1）大于所述第二液压缸（22）的无杆腔（22a）的横截面积（S_piston2）。 

3.根据权利要求1所述的顺序控制装置，其特征在于， 

所述第一液压缸（21）的无杆腔（21a）与所述第二液压缸（22）的无杆腔（22a）的连接管路上设置有第一顺序阀（41）。 

4.根据权利要求2或3所述的顺序控制装置，其特征在于，所述顺序控制装置还包括： 

液压马达（50），与所述多级伸缩支腿中除所述两个伸缩腿之外的另一个伸缩腿相连，以驱动所述另一个伸缩腿； 

第二液压换向阀，与所述液压马达（50）相连，以根据操作指令向所述液压马达（50）输送液压流体，以控制所述液压马达（50）的操作。 

5.根据权利要求2或3所述的顺序控制装置，其特征在于，所述顺序控制装置还包括： 

液压马达（50），与所述多级伸缩支腿中除所述两个伸缩腿之外的另一个伸缩腿相连，以驱动所述另一个伸缩腿； 

其中，所述液压马达（50）的一端（50a）与所述第一液压换向阀的第一端口（11a）相连，所述液压马达（50）的另一端（50b）通过第二顺序阀（42）与所述第一液压换向阀的第二端口（11b）相连； 

其中，所述第一液压缸（21）的无杆腔（21a）通过第三顺序阀（43）与所述第一液压换向阀的第一端口（11a）相连。 

6.根据权利要求5所述的顺序控制装置，其特征在于， 

所述第二顺序阀（42）的开启压力小于所述第三顺序阀（43）的开启压力。 

7.根据权利要求1至3中任一项所述的顺序控制装置，其特征在于， 

所述第一液压换向阀与所述第一液压缸（21）之间设置有第一液压锁（31）。 

8.根据权利要求4所述的顺序控制装置，其特征在于， 

所述第二液压换向阀与所述液压马达（50）之间设置有第二液压锁（32）。 

9.根据权利要求5所述的顺序控制装置，其特征在于， 

所述第一液压换向阀、所述第一液压缸（21）及所述液压马达（50）这三者之间设置有第一液压锁（31）。 

10.根据权利要求1至3中任一项所述的顺序控制装置，其特征在于， 

所述第一液压缸（21）和所述第二液压缸（22）反向安装，其中第一液压缸（21）和所述第二液压缸（22）各自的缸筒固定在一起，所述第一液压缸（21）和所述第二液压缸（22）各自的活塞杆分别与所述两个伸缩腿相连。 

11.一种工程设备，其特征在于，包括多级伸缩支腿以及根据权利要求1至9中任一项所述的多级伸缩支腿的顺序控制装置，所述多级伸缩支腿连接至所述工程设备的底架，所述顺序控制装置连接至所述多级伸缩支腿以控制所述多级伸缩支腿的顺序动作。 

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