CN102995621A - 一种带遥控履带式强夯机液压系统及包括该系统的强夯机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种带遥控履带式强夯机液压系统及包括该系统的强夯机，液压系统包括主系统油路、驾驶室操作伺服控制油路、遥控操作伺服控制油路和电气控制系统，主系统油路包括相互连接的第一泵组、主阀和执行马达；驾驶室操作伺服控制油路包括相互连接的第二泵组，液控阀组、安全控制阀组伺服控制手柄、安全控制阀组、行走脚踏阀、自由落钩脚踏阀和梭阀；遥控操作伺服控制油路包括相互连接的比例阀组和电磁切换阀组，比例阀组和电气控制系统中的控制器连接；主阀分别与安全控制阀组、电磁切换阀组连接，电气控制系统还包括遥控装置。本发明实现了远距离遥控，大大提高作业的安全性，充分考虑到作业环境的多样性，极大提高了整机的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及大型机械液压技术领域，尤其涉及一种带遥控履带式强夯机液压系统及包括该系统的强夯机。
背景技术
目前，国内市场上使用的用于地基夯实处理的强夯机主要为非脱钩式强夯机。该类型强夯机配置有脱钩器，有一根钢丝绳一端连接在主机上，另一段连接在夯锤上，当夯锤被提升到设置的高度后，钢丝绳拉动脱钩器使夯锤自由下落。夯锤下落后，操作手踩下自由落钩脚踏阀，使吊钩能够自由落钩，至合适高度后松开自由落钩脚踏阀，吊钩被制动，然后由1~2名工人将夯锤挂到吊钩上，即可进行下一次操作。由于强夯机的作业场地较为恶劣，通常难以保证主机能水平放置于地面，夯锤脱钩下放的一瞬间会产生极大的反作用力于主机上，极易造成强夯机的倾翻，严重威胁到操作手及地面工作人员的生命安全。而且，强夯机的操作手通常位于驾驶室内操作，有时受到障碍物的阻挡或者在夜间施工照明设施不足时，位于驾驶室内的操作手难以看清夯锤及地面工作人员的位置，稍一疏忽就有可能造成地面工作人员的伤亡。
发明内容
针对上述存在的强夯机作业施工的安全不足的问题，本发明的目的是提供一种带遥控履带式强夯机液压系统，同时在该遥控液压系统出现故障时，如电磁线圈烧毁、电磁阀卡死等，仍可以像常规强夯机一样在驾驶室内操作各执行机构动作，性能安全可靠；本发明的另外一个目的在于提供一种包括上述系统的强夯机。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
一种带遥控履带式强夯机液压系统，包括主系统油路、驾驶室操作伺服控制油路和电气控制系统，所述主系统油路包括相互连接的第一泵组、主阀和执行马达；所述驾驶室操作伺服控制油路包括相互连接的第二泵组，液控阀组、安全控制阀组伺服控制手柄、安全控制阀组、行走脚踏阀、自由落钩脚踏阀和梭阀；其中，还包括一个遥控操作伺服控制油路，所述遥控操作伺服控制油路包括相互连接的比例阀组和电磁切换阀组；所述比例阀组（11）和所述控制器连接；所述主阀分别与所述安全控制阀组、所述电磁切换阀组连接，所述电气控制系统还包括遥控装置。
上述带遥控履带强夯机液压系统，其中，所述遥控装置包括信号发送器和信号接收器，所述信号接收器接收遥控控制信号并将控制信号传送给所述控制器。
上述带遥控履带式强夯机液压系统，其中，所述遥控操作伺服控制油路还包括模式选择开关，所述模式选择开关与所述控制器电性连接，用于进行遥控和正常模式间的切换。
上述带遥控履带式强夯机液压系统，其中，所述模式选择开关位于驾驶室的控制面板上。
上述带遥控履带式强夯机液压系统，其中，所述比例阀组包括六个相互连接的正比例减压阀或反比例减压阀。
上述带遥控履带式强夯机液压系统，其中，所述电磁切换阀组包括第一电磁切换阀组和第二电磁切换阀组，所述第一电磁切换阀组、所述第二电磁切换阀组和所述比例阀组依次连接；所述比例阀组包括三个相互连接的正比例减压阀或反比例减压阀。
，上述带遥控履带式强夯机液压系统，其中，所述执行马达包括分别与所述主阀连接的主卷扬马达、左行走马达、右行走马达和回转马达。
上述带遥控履带式强夯机液压系统，其中，所述安全控制阀组伺服控制手柄包括相互连接且与所述比例阀组、所述行走脚踏阀并联的左伺服控制手柄和右伺服控制手柄。
上述带遥控履带式强夯机液压系统，其中，所述第一泵组为柱塞泵组，所述第二泵组为齿轮泵组。
本发明还公开了一种强夯机，其包括如上述任意一项所述的带遥控履带式强夯机液压系统。
与已有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、带遥控功能，能实现远距离遥控操纵，控制简单、实现方便；
2、可以大大提高该类机型作业的安全性，保障施工现场工作人员的安全；
3、采用冗余系统的设计，充分考虑到作业环境的多样性，极大提高了整机的可靠性。
附图说明
图1是本发明带遥控履带式强夯机液压系统及包括该系统的强夯机中液压系统的实施例一的系统原理示意图；
图2是实施例一中比例阀组的结构示意图；
图3是本发明带遥控履带式强夯机液压系统及包括该系统的强夯机中液压系统的实施例二的系统原理示意图；
图4是实施例二中比例阀组的结构示意图；
图5是实施例一中的电磁切换阀组或者实施例二中的第一电磁切换阀组的结构示意图；
图6是本发明带遥控履带式强夯机液压系统及包括该系统的强夯机中液压系统的中安全控制阀组的结构示意图；
图7是本发明带遥控履带式强夯机液压系统及包括该系统的强夯机中液压系统的液控阀组的结构示意图；
图8是实施例二中的第二电磁切换阀组的结构示意图。
具体实施方式
下面结合原理图和具体操作实施例对本发明作进一步说明。
实施例一
如图1所示，本发明带遥控履带式强夯机液压系统包括相互连接的主系统油路、驾驶室操作伺服控制油路和电气控制系统，电气控制系统包括控制器，主系统油路包括相互连接的第一泵组、主阀7和执行马达，驾驶室操作伺服控制油路包括相互连接的第二泵组，液控阀组16、安全控制阀组伺服控制手柄、安全控制阀组15、行走脚踏阀14、自由落钩脚踏阀10和梭阀9；本发明液压系统还包括一个遥控操作伺服控制油路，具体地，遥控操作伺服控制油路包括相互连接的比例阀组11和电磁切换阀组，比例阀组11和控制器连接，主阀分别与安全控制阀组15、电磁切换阀组连接。
电子控制系统还包括遥控装置，在几个附图中没有具体画出遥控装置的位置，优选地，遥控装置包括信号发送器和信号接收器，信号接收器接收遥控控制信号并将控制信号传送给控制器，此处的信号发送器和信号接收器均采用现有通信技术领域中的常规无线遥控技术，通过802.11等基于不同频域的无线局域网方式来实现。另外还包括一个装设在驾驶室内控制面板上的模式选择开关，模式选择开关与控制器电性连接，用于实现遥控和非遥控之间，即遥控和正常模式之间的切换。本发明基于上述结构实现的具有远距离的操纵功能大大方便了现场人员的施工。
优选地，比例阀组11包括六个相互连接的正比例减压阀或反比例减压阀。
优选地，参看图1所示，执行马达包括包括分别与主阀7连接的主卷扬马达3、左行走马达4、右行走马达5和回转马达6。
安全控制阀组伺服控制手柄包括相互连接且与比例阀组11、行走脚踏阀14并联的左伺服控制手柄13和右伺服控制手柄12。
优选地，第一泵组为柱塞泵组。
优选地，第二泵组为齿轮泵组。
图2、图5、图6、图7分别示出了本实施例中比例阀组、电磁切换阀组、安全控制阀组、液控阀组的结构示意图，后续的关于本发明液压系统的常规即遥控的具体操作办法请同时参看上述几张图示。
本发明带遥控履带式强夯机液压系统是通过司机室内的控制面板上的控制手柄/按钮来控制，控制手柄/按钮主要包括回转/主卷扬手柄，左行走手柄，变幅手柄，右行走手柄和自由落钩手柄。
强夯机的几个常规动作主要包括“变幅”提升动作、“变幅”下降动作和“自由落钩”动作。
常规情况下，司机室右控制面板上的模式选择开关处于“遥控关”状态。
1、“变幅”提升动作：如图1和图5、图6所示，向右操作右伺服控制手柄12，由伺服油源来的压力油经由右伺服控制手柄13的2口输出至电磁切换阀组8的3口，经过电磁切换阀组8内的梭阀89后由25口输出，进入安全控制阀组15的4口到达电磁阀155的P口，此时存在两种情况：
情况1：电磁阀155得电，此时电磁阀155的P口通向B口，油路到此被截止，“变幅”提升动作被限制。
情况2: 同时参看图6和图7所示，电磁阀155失电，此时电磁阀155的P口通向A口，压力油经过电磁阀155后分两路传递：一路经由电磁切换阀组8的9口流出后进入主阀7的变幅联提升服压力油口，推动主阀7变幅联的主阀芯换向；一路经过内置梭阀152后由电磁切换阀组8的10口流出，进入液控阀组16的C1口，推动液控阀161换向，打开变幅马达1的制动器。由此，向右操作右伺服控制手柄12可获得“变幅”提升动作。
2、“变幅”下降动作：向左操作右伺服控制手柄12，由伺服油源来的压力油经由右伺服控制手柄2口输出至电磁切换阀组8的1口，经过电磁切换阀组8内的梭阀810后由26口输出，进入安全控制阀组15的5口到达电磁阀156的P口，此时存在两种情况：
情况1：电磁阀156得电，此时电磁阀156的P口通向B口，油路到此被截止，“变幅”下降动作被限制。
情况2: 电磁阀156失电，此时电磁阀156的P口通向A口，压力油经过电磁阀156后分两路传递：一路经由电磁切换阀组8的11口流出后进入主阀7的变幅下降伺服压力油口，推动主阀7变幅联的主阀芯换向；一路经过内置梭阀152后由电磁切换阀组8的10口流出，进入液控阀组16的C1口，推动液控阀162换向，打开变幅马达1的制动器。由此，向左操作右伺服控制手柄12可获得“变幅”下降动作。
同理，通过操作驾驶室内的伺服控制手柄及行走脚踏阀，可获得相应的动作。
3、“自由落钩”动作：参看图1所示，其中，标号2为自由落钩制动器，踩下自由落钩脚踏阀10后，自伺服油源来的压力油经过梭阀9进入自由落钩制动器2并将其打开，主卷扬在吊钩重量的作用下开始自由落钩，下落至一定的高度时松开自由落钩脚踏阀10，自由落钩制动器2内的压力油经梭阀9、自由落钩脚踏阀10后泄压，此时可将吊钩制动在空中。特别的，所述自由落钩脚踏阀10为正比例减压阀或反比例减压阀，通过控制自由落钩脚踏阀10的开度可以控制吊钩自由落钩的速度，开度越大，下落速度越大。
当需要进行遥控操作时，司机室右控制面板上的模式选择开关处于“遥控开”状态。
1、“变幅”提升动作：如图1和图5、图6所示，向上操作遥控器上的变幅操作手柄，控制器输出相应手柄开度的电流至比例阀组11中的比例阀115，由伺服油源来的压力油经比例阀115减压后由例阀组11中的5口输出至切换阀组8中的2口，此时，电磁阀815处于失电状态，因此压力油可以经过电磁阀815的A口输出，经过切换阀组8中的梭阀89后到达安全阀组15中的电磁阀155的P口，此时存在两种情况：
情况1：电磁阀155得电，此时电磁阀155的P口通向B口，油路到此被截止，“变幅”提升动作被限制。
情况2: 电磁阀155失电，此时电磁阀155的P口通向A口，压力油经过电磁阀155后分两路传递：一路经由电磁切换阀组8的9口流出后进入主阀7的变幅联提升服压力油口，推动主阀7变幅联的主阀芯换向；一路经过内置梭阀152后由电磁切换阀组8的10口流出，进入液控阀组16的C1口，推动液控阀161换向，打开变幅马达1的制动器。由此，通过向上操作遥控器上的变幅操作手柄可获得“变幅”提升动作。
2、“变幅”下降动作：向下操作遥控器上的变幅操作手柄，控制器输出相应手柄开度的电流至比例阀组11中的比例阀115，由伺服油源来的压力油经比例阀115减压后由例阀组11中的5口输出至切换阀组8中的2口，此时，控制器输出信号使电磁阀815处于得电状态，因此压力油可以经过电磁阀815的B口输出，经过电磁切换阀组8中的梭阀810后到达安全阀组15中的电磁阀156的P口，此时存在两种情况：
情况1：电磁阀156得电，此时电磁阀156的P口通向B口，油路到此被截止，“变幅”下降动作被限制。
情况2: 电磁阀156失电，此时电磁阀156的P口通向A口，压力油经过电磁阀156后分两路传递：一路经由电磁切换阀组8的11口流出后进入主阀7的变幅下降伺服压力油口，推动主阀7变幅联的主阀芯换向；一路经过内置梭阀152后由电磁切换阀组8的10口流出，进入液控阀组16的C1口，推动液控阀162换向，打开变幅马达1的制动器。由此，通过向下操作遥控器上的变幅操作手柄可获得“变幅”下降动作。
特别地，所述比例阀115为电磁控制正比例减压阀或电磁控制反比例减压阀，所述控制器可以根据遥控器上手柄的开度输出相应的电流至比例阀的线圈，由此控制比例阀115的输出压力的大小。因此，通过控制遥控器上手柄的开度可以控制“变幅”动作的速度。
同理，通过操作遥控器上的操纵手柄，可获得相应的动作。
3、“自由落钩”动作：向上操作遥控器上的自由落钩手柄，控制器输出相应开度的电流至比例阀组11中的比例阀116，自伺服油源来的压力油经比例阀116减压后经过梭阀9进入自由落钩制动器2并将其打开，主卷扬在吊钩重量的作用下开始自由落钩，下落至一定的高度时松开自由落钩手柄，自由落钩制动器2内的压力油经梭阀9、比例阀116后泄压，此时可将吊钩制动在空中。特别的，所述比例阀116为电磁控制正比例减压阀或电磁控制反比例减压阀，通过控制自由落钩手柄的开度可以控制吊钩自由落钩的速度，开度越大，下落速度越大。
遥控操作各动作时比例阀组11及电磁切换阀组8各阀得失电动作表如表1所示，其中，“+”表示该动作时该阀需得电，“-”表示该动作时该阀需失电。
实施例二
如图3所示，本发明带遥控履带式强夯机液压系统包括相互连接的主系统油路、驾驶室操作伺服控制油路和遥控操作伺服控制油路，主系统油路包括相互连接的第一泵组、主阀7和执行马达，驾驶室操作伺服控制油路包括相互连接的第二泵组，液控阀组16、安全控制阀组伺服控制手柄、安全控制阀组15、行走脚踏阀14、自由落钩脚踏阀10和梭阀9；所述遥控操作伺服控制油路包括相互连接的比例阀组11和电磁切换阀组，比例阀组11和控制器连接，主阀分别与安全控制阀组15、电磁切换阀组连接。
优选地，电磁切换阀组包括第一电磁切换阀组8和第二电磁切换阀组17，第一电磁切换阀组8、第二电磁切换阀组17和比例阀组11依次连接。比例阀组11包括三个相互连接的正比例减压阀或反比例减压阀。
优选地，参看图1所示，执行马达包括包括分别与主阀7连接的主卷扬马达3、左行走马达4、右行走马达5和回转马达6。
安全控制阀组伺服控制手柄包括相互连接且与比例阀组11、行走脚踏阀14并联的左伺服控制手柄13和右伺服控制手柄12。
优选地，第一泵组为柱塞泵组。
优选地，第二泵组为齿轮泵组。
图4、图5、图6、图7、图8分别示出了本实施例中比例阀组、第一电磁切换阀组、安全控制阀组、液控阀组和第二电磁切换阀组的结构示意图，后续的关于本发明液压系统的常规即遥控的具体操作办法请同时参看上述几张图示。
实施例二的常规操作方式与实施例一完全相同，在此不再累述。
下面详细叙述实施例二的遥控操作方式的实施方法：
司机室右控制面板上的模式选择开关处于“遥控开”状态。
1、“变幅”提升动作：向上操作遥控器上的变幅操作手柄，控制器输出相应手柄开度的电流至比例阀组11中的比例阀113，由伺服油源来的压力油经比例阀113减压后由例阀组11中的3口输出，此时电磁阀组17中的电磁阀173在控制器的控制下处于失电状态，压力油可经过电磁阀173后由电磁阀组17的8口输出至切换阀组8中的2口，此时，电磁阀815处于失电状态，因此压力油可以经过电磁阀815的A口输出，经过切换阀组8中的梭阀89后到达安全阀组15中的电磁阀155的P口，此时存在两种情况：
情况1：电磁阀155得电，此时电磁阀155的P口通向B口，油路到此被截止，“变幅”提升动作被限制。
情况2: 电磁阀155失电，此时电磁阀155的P口通向A口，压力油经过电磁阀155后分两路传递：一路经由电磁切换阀组8的9口流出后进入主阀7的变幅联提升服压力油口，推动主阀7变幅联的主阀芯换向；一路经过内置梭阀152后由电磁切换阀组8的10口流出，进入液控阀组16的C1口，推动液控阀161换向，打开变幅马达1的制动器。由此，通过向上操作遥控器上的变幅操作手柄可获得“变幅”提升动作。
2、“变幅”下降动作：向下操作遥控器上的变幅操作手柄，控制器输出相应手柄开度的电流至比例阀组11中的比例阀113，由伺服油源来的压力油经比例阀113减压后由例阀组11中的3口输出，此时电磁阀组17中的电磁阀173在控制器的控制下处于失电状态，压力油经过电磁阀173后由电磁阀组17的8口输出至切换阀组8中的2口，此时，控制器输出信号使电磁阀815处于得电状态，因此压力油可以经过电磁阀815的B口输出，经过切换阀组8中的梭阀810后到达安全阀组15中的电磁阀156的P口，此时存在两种情况：
情况1：电磁阀156得电，此时电磁阀156的P口通向B口，油路到此被截止，“变幅”下降动作被限制。
情况2: 电磁阀156失电，此时电磁阀156的P口通向A口，压力油经过电磁阀156后分两路传递：一路经由电磁切换阀组8的11口流出后进入主阀7的变幅下降伺服压力油口，推动主阀7变幅联的主阀芯换向；一路经过内置梭阀152后由电磁切换阀组8的10口流出，进入液控阀组16的C1口，推动液控阀162换向，打开变幅马达1的制动器。由此，通过向下操作遥控器上的变幅操作手柄可获得“变幅”下降动作。
特别的，所述比例阀115为电磁控制正比例减压阀或电磁控制反比例减压阀，所述控制器可以根据遥控器上手柄的开度输出相应的电流至比例阀的线圈，由此控制比例阀115的输出压力的大小。因此，通过控制遥控器上手柄的开度可以控制“变幅”动作的速度。
同理，通过操作遥控器上的操纵手柄，可获得相应的动作。
3、“自由落钩”动作：向上操作遥控器上的自由落钩手柄，控制器输出相应开度的电流至比例阀组11中的比例阀113，自伺服油源来的压力油经比例阀113减压后由例阀组11中的3口输出，此时电磁阀组17中的电磁阀173在控制器的控制下处于得电状态，压力油经过电磁阀173后由电磁阀组17的9口输出，经过梭阀9进入自由落钩制动器2并将其打开，主卷扬在吊钩重量的作用下开始自由落钩，下落至一定的高度时松开自由落钩手柄，自由落钩制动器2内的压力油经梭阀9、比例阀116后泄压，此时可将吊钩制动在空中。特别的，所述比例阀116为电磁控制正比例减压阀或电磁控制反比例减压阀，通过控制自由落钩手柄的开度可以控制吊钩自由落钩的速度，开度越大，下落速度越大。
遥控操作各动作时比例阀组11、切换阀组8及电磁阀组17各阀得失电动作表如表2所示，其中，“+”表示该动作时该阀需得电，“-”表示该动作时该阀需失电。
本发明还涉及一种包括上述履带强夯及液压系统的强夯机，本强夯机中仅仅只有液压系统及其电气控制系统与现有技术存在不同，本领域技术人员容易掌握其他部分的结构，在此不予赘述。
综上，本发明带遥控履带式强夯机液压系统及包括该系统的强夯机控制简单、实现方便；元件普通、成本经济；维修简单、配件便宜；设计合理、性能稳定，可以大大提高该类机型作业的安全性，保障施工现场工作人员的安全；采用冗余系统的设计，充分考虑到作业环境的多样性，极大提高了整机的可靠性。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但本发明并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何等同修改和替代也都在本发明的范畴之中，比如方案中液压元件布置仅为一种布置形式，除此外液压元件的任意布置均可实现相同的功能。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本发明范围内。
Claims (10)
1.一种带遥控履带式强夯机液压系统，包括主系统油路、驾驶室操作伺服控制油路和电气控制系统，所述电气控制系统包括控制器，所述主系统油路包括相互连接的第一泵组、主阀（7）和执行马达；所述驾驶室操作伺服控制油路包括相互连接的第二泵组，液控阀组（16）、安全控制阀组伺服控制手柄、安全控制阀组（15）、行走脚踏阀（14）、自由落钩脚踏阀（10）和梭阀（9）；其特征在于，还包括一个遥控操作伺服控制油路，所述遥控操作伺服控制油路包括相互连接的比例阀组（11）和电磁切换阀组，所述比例阀组（11）和所述控制器连接；所述主阀分别与所述安全控制阀组（15）、所述电磁切换阀组连接，所述电气控制系统还包括遥控装置。
2.如权利要求1所述的带遥控履带强夯机液压系统，其特征在于，所述遥控装置包括信号发送器和信号接收器，所述信号接收器接收遥控控制信号并将控制信号传送给所述控制器。
3.如权利要求2所述的带遥控履带式强夯机液压系统，其特征在于，所述遥控操作伺服控制油路还包括模式选择开关，所述模式选择开关与所述控制器电性连接，用于进行遥控和正常模式间的切换。
4.如权利要求3所述的带遥控履带式强夯机液压系统，其特征在于，所述模式选择开关位于驾驶室的控制面板上。
5.如权利要求1所述的带遥控履带式强夯机液压系统，其特征在于，所述比例阀组（11）包括六个相互连接的正比例减压阀或反比例减压阀。
6.如权利要求1所述的带遥控履带式强夯机液压系统，其特征在于，所述电磁切换阀组包括第一电磁切换阀组（8）和第二电磁切换阀组（17），所述第一电磁切换阀组（8）、所述第二电磁切换阀组（17）和所述比例阀组（11）依次连接；所述比例阀组（11）包括三个相互连接的正比例减压阀或反比例减压阀。
7.如权利要求1所述的带遥控履带式强夯机液压系统，其特征在于，所述执行马达包括分别与所述主阀（7）连接的主卷扬马达（3）、左行走马达（4）、右行走马达（5）和回转马达（6）。
8.如权利要求1所述的带遥控履带强夯机液压系统，其特征在于，所述安全控制阀组伺服控制手柄包括相互连接且与所述比例阀组（11）、所述行走脚踏阀（14）并联的左伺服控制手柄（13）和右伺服控制手柄（12）。
9.如权利要求1所述的带遥控履带强夯机液压系统，其特征在于，所述第一泵组为柱塞泵组，所述第二泵组为齿轮泵组。
10.一种强夯机，其特征在于，包括如权利要求1至8中任意一项所述的带遥控履带式强夯机液压系统。
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