CN103046750B - 布料设备复合液压驱动方法、控制系统、控制器和设备 - Google Patents
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Abstract
布料设备复合液压驱动方法,包括:第一,将布料臂架的振动参数与预设振动参数值比较;第二,(i)在振动参数>预设振动参数值的情形下:向臂架液压减振机构供应减振需求流量Qa的液压油;以及当液压泵的当前泵送流量Qs与减振需求流量Qa的流量差△Q≥各个液压执行元件的工作理论流量的流量和∑Q时,向各个液压执行元件分别供应工作理论流量的液压油,否则,向各个液压执行元件分别供应各自第一工作实际流量的液压油。此外,本发明还提供一种布料设备复合驱动控制系统及布料设备。本发明在布料设备的共用油源的情形下相对可靠地实现了臂架液压减振机构以及臂架油缸等的稳定工作,不但确保了布料工作可靠性,而且减轻了重量,降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种布料设备液压驱动方法,具体地,涉及一种布料设备复合液压驱动方法。进一步地,本发明涉及一种用于实现所述布料设备复合液压驱动方法的布料设备复合驱动控制系统。同时,本发明涉及一种控制器。此外,本发明还涉及一种包括所述布料设备复合驱动控制系统的布料设备,例如混凝土泵车。
背景技术
混凝土、砂浆等粘稠物料的布料设备,例如混凝土泵车、混凝土布料机、砂浆布料机等上公知地具有布料臂架,布料臂架包括依次铰接的多个臂节,其中第一臂节(本领域技术人员也称为“基本臂节”)铰接到回转台上,从而通过回转台的回转能够带动布料臂架回转,回转台通过回转液压马达驱动。所述布料臂架上安装有物料输送管道(例如混凝土输送管),末节臂节上的物料输送管的一端连接布料软管,以供施工人员抓持布料软管进行布料。布料臂架的第一臂节与回转台之间以及相邻的臂节之间分别铰接有臂架油缸,以驱动各节臂节展开或折叠。同时,由于布料设备的布料臂架展开时重心通常处于布料设备的底座(例如混凝土泵车底盘)范围之外,因此为了保证布料作业的安全性,布料设备上还具有伸缩支腿,以在布料作业时进行支撑。此外,布料设备进行布料作业时,由于粘稠物料对物料输送管的冲击,尤其是布料设备不连续输料时,布料臂架存在显著的振动,从而影响到布料作业的质量和施工安全,因此现有的布料设备(例如混凝土泵车)上一般设置有臂架液压减振机构,例如中国发明专利申请CN200610032361.X、CN201110006149.7以及本申请人的发明专利申请CN201210294389.6中公开的臂架液压减振机构。现有技术中公开的臂架液压减振机构形式多样,其基本原理均是通过臂架液压减振机构中的减振油路向连接于相应臂架油缸的减振油缸引入液压油或直接向某一臂架油缸引入液压油,由此对悬架油缸的位置或悬架油缸内部的活塞位置进行动态调节,使得悬架油缸的输出力发生变化或者使得悬架油缸带动布料臂架的相应臂节产生与布料臂架的布料作业振动相反的振动位移,以相对有效地消除或抵消布料臂架的振动。
但是,上述现有技术的布料设备的臂架液压减振机构通常采用独立的液压供油系统,其需要采用作为独立油源的液压泵,这增加了布料设备的重量,成本较高,而且在臂架液压减振机构不工作时,作为臂架液压减振机构的独立油源的液压泵一直在空转,从而使得布料设备的液压系统发热,并存在不必要的能量浪费。
如果使得臂架液压减振机构与布料臂架的各个臂架油缸(以及回转马达)共用油源,即共用液压泵,由于各个臂架油缸在布料作业过程中时常进行速度调节,其液压油供油流量经常发生变化,即需要进行相对精确的流量控制,如果缺乏相对可靠的复合液压驱动控制,而贸然使得臂架液压减振机构与各个臂架油缸共用油源,则可能严重影响到布料臂架各臂节的作业运动,并且臂架液压减振机构也不能正确发挥作用。现有技术中的一些相对低级的布料设备的臂架液压减振机构有的直接从主进油油路上引入减振控制用液压油,这使得布料臂架的臂节运动非常不稳定,并且臂架液压减振机构也无法有效地发挥作用,例如CN200610032361.X。
具体地,图1显示现有技术中用于布料设备的布料臂架的液压驱动原理图,其中对各个臂架油缸的驱动油路以及负载敏感变量泵进行了简化显示。图1中仅以两个臂架油缸为例进行了显示。
为了使得各个臂架油缸实现精确的流量调节,并使得流量稳定不受外部负载变化的影响,各个臂架油缸的进油油路采用了压力补偿的流量控制结构,其基本思路是采用定差减压阀与流量调节阀串联而成的调速阀(本领域技术人员也称为“压力补偿器”)的原理。例如,在图1中,两个臂架油缸均处于无杆腔进油,而有杆腔回油的伸出过程,在该伸出过程之中进回油的液压结构等同于图1所示。在此需要说明的是,图1仅是简化显示,在实际的各个臂架油缸的伸缩控制回路中,图1中所示的各个可调式流量调节阀采用的电控比例换向阀(一般为电控比例多路换向阀中的一联换向阀),各个定差减压阀设置在各个电控比例换向阀的分支进油油路上(液压泵的主进油油路向各联电控比例换向阀的分支进油油路供油),公知地,电控比例换向阀通过对比例电磁铁的控制能够调节通流开度,以实现流量调节,在此情形下各联电控比例换向阀与相应的定差减压阀与图1所示的压力补偿流量控制结构(即调速阀)与原理相同,并且通过电控比例换向阀作为臂架油缸的伸缩换向阀控制阀,相应地,图1中原理性简化显示的各个臂架油缸的有杆腔连接于油箱的油路则连接到相应的电控比例换向阀上,从而通过电控比例换向阀向油箱回油。
参见图1所示,有关通过压力补偿流量控制结构的实现流量调节的与原理是公知地,简略而言,参见图1所示,公知地,在图1所示的压力补偿流量控制结构的情形下, 其中Cd为流量系数,ρ为工作介质密度(即液压油密度),其均为常数,其中流量系数可以根据标准手册选取,A1和A1分别为两个流量调节阀的通流截面积,△P1和△P2分别为流量调节阀两端的压差,在两个定差减压阀的压力调定的情形下,△P1和△P2是基本不变地,也就是说,在这种压力补偿流量控制结构中,各个臂架油缸的无杆腔的进油流量Q1和Q2仅取决于流量调节阀的通流截面积的调节,而不受外部负载影响。
在上述基础上,为了使得液压泵的供油流量一定程度上实现按需调节,现有技术中布料设备的臂架泵(即上述的液压泵)常采用负载敏感变量泵,上述电控比例多路换向阀一般为带有负载反馈油口的电控比例多路换向阀(上述各个电控比例换向阀构成该电控比例换向阀中的一联换向阀),这种电控比例多路换向阀在现有技术中广泛采用个,例如CN201020548450.1、CN201110299113.2以及CN200520012856.7等中公开的多路换向阀,其内部形成有负载反馈内部油路,一般是通过多个梭阀比较出最大负载压力,并将该最大负载压力反馈到负载敏感变量泵的负载液控油口,图1中显示的负载敏感变量泵仅是简化形式,实际的负载敏感变量泵具有相应的负载敏感控制阀,其用于引入负载压力和变量泵的出口压力,并根据负载压力和变量泵出口压力的压差实现变量油缸的调节,从而改变负载敏感变量泵的排量。需要说明的是,相对于定量泵或其它形式的变量泵而言,负载敏感变量泵能够使得泵油流量与需求流量一定程度上实现相互匹配,避免例如定量泵在流量需求较小时仍然以固定排量输出液压油,从而只能将多余流量的液压油通过溢流油路溢回油箱,不但浪费能量,而且造成液压系统发热。当然,需要注意的是,负载敏感变量泵也仅是一定程度上实现流量的匹配,尤其是其用于向多个臂架油缸以及回转马达同时供油的情形下,其根据液压系统的最大负载压力和变量泵出口压力调节排量,因此在选取负载敏感变量泵时需要注意负载敏感变量泵的排量调节范围、最小排量、最大排量等参数与实际工况需求相适应,例如不合理地采用排量偏小的小型负载敏感变量泵驱动具有多个液压执行元件的液压系统。另外,负载敏感变量泵的转速也影响到泵出流量,这一般与动力装置(例如发动机、电机)的转速有关。负载敏感变量泵典型地自带有排量检测装置,其可以采用位移传感器或其它形式的传感器,通过测量变量油缸的工作行程或其它参数反应当前排量。
通过上述描述可以看出,布料设备的布料臂架(以及回转台)的液压驱动是相对精确的,各个臂架油缸在布料作业过程中时常进行速度调节,其液压油供油流量经常发生变化,需要进行相对精确的流量控制,而且减振控制与臂节驱动控制之间存在优先选择顺序,如果贸然使得臂架液压减振机构与各个臂架油缸共用油源,却没有相对可靠有效地复合驱动控制策略,则可能严重影响到布料臂架各臂节的作业运动,并且臂架液压减振机构也不能正确发挥作用。但是,如果按照传统技术使得臂架液压减振机构采用独立液压泵,不但增加了布料设备的重量,而且也会使得布料设备的液压系统发热,并造成不必要的能量浪费。
有鉴于现有技术的上述缺点,需要提供一种布料设备复合液压驱动方法及其复合驱动控制系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种布料设备复合液压驱动方法,该布料设备复合液压驱动方法能够在布料设备的臂架液压减振机构与臂架油缸等液压执行元件共用油源的情形下相对可靠地实现臂架液压减振机构以及臂架油缸等液压执行元件的稳定工作。
进一步地,本发明所要解决的技术问题是提供一种布料设备复合驱动控制系统,该布料设备复合驱动控制系统在布料设备的臂架液压减振机构与臂架油缸等液压执行元件共用油源的情形下能够用于相对可靠地实现臂架液压减振机构以及臂架油缸等液压执行元件的稳定工作。
同时,本发明所要解决的技术问题是提供一种控制器,该控制器能够用于布料设备的复合驱动控制,以在布料设备的臂架液压减振机构与臂架油缸等液压执行元件共用油源的情形下能够用于相对可靠地实现臂架液压减振机构以及臂架油缸等液压执行元件的稳定工作。
此外,本发明所要解决的技术问题是提供一种布料设备,该布料设备在其臂架液压减振机构与臂架油缸等液压执行元件共用油源的情形下能够用于相对可靠地实现臂架液压减振机构以及臂架油缸等液压执行元件的稳定工作
为了解决上述技术问题,本发明提供一种布料设备复合液压驱动方法,其中,所述布料设备的臂架液压减振机构与该布料设备的至少一个液压执行元件共用液压泵供油,所述布料设备复合液压驱动方法至少包括如下步骤:第一,将检测的所述布料臂架的振动参数与预设振动参数值进行比较;第二,(i)在所述振动参数>所述预设振动参数值的情形下:向所述臂架液压减振机构供应该臂架液压减振机构进行减振所需的减振需求流量Qa的液压油;以及当所述液压泵的当前泵送流量Qs与所述减振需求流量Qa的流量差△Q≥所述布料设备当前需要驱动的各个所述液压执行元件各自所需的工作理论流量的流量和∑Q时,向各个所述液压执行元件分别供应各自所需的工作理论流量的液压油,而当所述流量差△Q<所述流量和∑Q时,向各个所述液压执行元件分别供应各自第一工作实际流量的液压油,各个所述液压执行元件各自的所述第一工作实际流量相对于各自的所述工作理论流量同比降低;(ii)在所述振动参数≤所述预设振动参数值的情形下:使得所述臂架液压减振机构处于停止减振状态从而停止进油,并通过所述液压泵向所述布料设备当前需要驱动的各个所述液压执行元件供应液压油,其中各个所述液压执行元件所需的工作理论流量根据布料设备当前操作输入参数确定,所述臂架液压减振机构所需的减振需求流量Qa根据检测的所述振动参数确定。
优选地,在所述第二步骤中,在所述振动参数>所述预设振动参数值的情形下,当所述流量差△Q<所述流量和∑Q时,各个所述液压执行元件各自的所述第一工作实际流量分别为各自的所述工作理论流量与降比系数K1的乘积,其中K1=△Q/∑Q。
优选地,在所述第二步骤中,在所述振动参数≤所述预设振动参数值的情形下,当所述液压泵的当前泵送流量Qs≥所述流量和∑Q时,向当前需要驱动的各个所述液压执行元件分别供应各自所需的工作理论流量的液压油,而当所述当前泵送流量Qs<所述流量和∑Q时,向各个所述液压执行元件分别供应各自第二工作实际流量的液压油,各个所述液压执行元件各自的所述第二工作实际流量分别为各自的所述工作理论流量与降比系数K2的乘积,其中K2=Qs/∑Q。
具体地,所述振动参数为振动烈度、振动频率、振动速度、振动加速度和振动幅度中的一种或多种,所述振动参数在所述第一步骤之前通过振动检测传感器检测并确定。
具体选择地,在所述第一步骤之前、或在所述第一步骤之中、或在所述第一步骤与所述第二步骤之间或者在所述第二步骤中,根据检测的所述振动参数从数据库或数据表中选择确定对应的所述臂架液压减振机构的减振需求流量Qa,所述数据库或数据表为存储有相互对应的振动参数值与减振需求流量值的数据库或数据表。
具体选择地,在所述第一步骤之前、或在所述第一步骤之中、或在所述第一步骤与所述第二步骤之间或者在所述第二步骤中,根据检测的所述振动参数通过控制器计算确定对应的所述臂架液压减振机构的减振需求流量Qa。
作为本发明技术构思范围内的另一种布料设备复合液压驱动方法,其中,所述布料设备的臂架液压减振机构与该布料设备的至少一个液压执行元件共用液压泵供油,所述布料设备复合液压驱动方法包括:向所述臂架液压减振机构供应该臂架液压减振机构进行减振所需的减振需求流量Qa的液压油;以及当所述液压泵的当前泵送流量Qs与所述减振需求流量Qa的流量差△Q≥所述布料设备当前需要驱动的各个所述液压执行元件各自所需的工作理论流量的流量和∑Q时,向各个所述液压执行元件分别供应各自所需的工作理论流量的液压油,而当所述流量差△Q<所述流量和∑Q时,向各个所述液压执行元件分别供应各自第一工作实际流量的液压油,各个所述液压执行元件各自的所述第一工作实际流量相对于各自的所述工作理论流量同比降低,其中各个所述液压执行元件所需的工作理论流量根据布料设备当前操作输入参数确定,所述臂架液压减振机构所需的减振需求流量Qa根据检测的振动参数确定。
优选地,在所述第二步骤中,当所述流量差△Q<所述流量和∑Q时,各个所述液压执行元件各自的所述第一工作实际流量分别为各自的所述工作理论流量与降比系数K1的乘积,其中K1=△Q/∑Q。
与上述布料设备复合液压驱动方法相对应,本发明提供一种布料设备复合驱动控制系统,所述布料设备的液压泵分别通过带压力补偿功能的第一电比例控制阀连接于至少一个液压执行元件以能够驱动相应的所述液压执行元件,其中,所述液压泵还通过包括带压力补偿功能的第二电比例控制阀连接于臂架液压减振机构以向该臂架液压减振机构供油,所述布料设备复合驱动控制系统包括控制器,所述控制器分别电连接于所述布料设备的操作输入装置、设置在布料臂架上的振动检测传感器以及所述液压泵的运转检测装置,以根据所述布料设备的当前操作输入参数信号、检测的振动参数信号以及所述液压泵的运转参数信号确定当前需要驱动的各个所述液压执行元件各自所需的工作理论流量、所述臂架液压减振机构所需的减振需求流量Qa以及所述液压泵的当前泵送流量Qs;所述控制器还电连接于各个所述第一电比例控制阀和所述第二电比例控制阀,以能够通过控制所述第二电比例控制阀和各个所述第一电比例控制阀而实现对所述臂架液压减振机构和需要驱动的各个所述液压执行元件的流量控制。
优选地,各个所述第一电比例控制阀和所述第二电比例控制阀分别连接有定差减压阀,以各自形成相应的所述压力补偿功能,各个所述第一电比例控制阀分别为电比例换向控制阀,以通过各个所述第一电比例控制阀实现相应的所述液压执行元件的换向控制,各个所述液压执行元件分别为臂架油缸或回转马达,各个所述液压执行元件的第一工作油路和第二工作油路分别连接于相应的第一电比例控制阀,各个所述第一电比例控制阀经由各自对应的所述定差减压阀连接于所述液压泵的泵送出口所连接的主进油油路,且各个所述第一电比例控制阀连接于主回油油路。
具体地,所述臂架液压减振机构包括减振调节换向阀,该减振调节换向阀连接于第一和第二减振工作油路,该第一和第二减振工作油路分别连接于所述布料臂架的悬臂油缸中的一个悬臂油缸的无杆腔和有杆腔或者分别连接于与该悬臂油缸连接的减振油缸的无杆腔和有杆腔,所述减振调节换向阀还连接于减振进油油路和减振回油油路,以通过该减振调节换向阀的换向控制而能够选择性地使得所述减振进油油路和减振回油油路分别与所述第一和第二减振工作油路中的一者和另一者连通,所述减振进油油路连接于所述第二电比例控制阀,该第二电比例控制阀经由对应的所述定差减压阀连接于所述液压泵的泵送出口所连接的主进油油路。
优选地,所述第二电比例控制阀为电比例换向控制阀,该第二电比例控制阀还经由支腿进油油路连接于所述液压设备的支腿液压工作系统,该第二电比例控制阀通过换向控制能够选择性将所述液压泵泵出的液压油供应到所述减振进油油路或所述支腿进油油路。
优选地,所述控制器经由接发器连接于所述操作输入装置。
优选地,所述液压泵为负载敏感变量泵,所述布料设备复合驱动控制系统包括连接于该负载敏感变量泵的负载压力反馈油路。
典型地,各个所述第一电比例控制阀和所述第二电比例控制阀分别为电比例多路换向阀中的一联换向阀,所述电比例多路换向阀中包括内部负载压力反馈油路,该内部负载压力反馈油路通过所述电比例多路换向阀上的负载反馈输出油口经由外部负载压力反馈油路连接于所述负载敏感变量泵的负载反馈液控口,所述内部负载压力反馈油路和外部负载压力反馈油路形成所述负载压力反馈油路。
进一步地,本发明提供一种用于上述布料设备复合驱动控制系统的控制器,其中,该控制器包括:接收单元,该接收单元用于接收所述布料设备的操作输入装置的当前操作输入参数信号、设置在布料臂架上的振动检测传感器检测的振动参数信号和所述液压泵的运转检测装置检测的运转状态参数信号;计算处理单元,该计算处理单元用于根据所述当前操作输入参数信号、所述振动参数信号以及所述液压泵的运转参数信号通过计算或查询数据库确定当前需要驱动的各个所述液压执行元件各自所需的工作理论流量、所述臂架液压减振机构所需的减振需求流量Qa以及所述液压泵的当前泵送流量Qs;比较单元,该比较单元用于比较如下参数中的一对或多对参数的大小:所述振动参数与预设振动参数值、所述当前泵送流量Qs减去所述减振需求流量Qa的流量差△Q与各个所述液压执行元件各自所需的工作理论流量的流量和∑Q、以及所述当前泵送流量Qs与所述流量和∑Q;以及控制单元,该控制单元用于根据计算查询单元确定的参数结果和所述比较单元的比较结果产生相应的电控信号控制各个所述液压执行元件对应的流量调节装置和/或所述臂架减振机构对应的流量调节装置。
此外,本发明提供一种布料设备,其中,该布料设备包括上述任一布料设备复合驱动控制系统。
通过上述技术方案,本发明的复合液压驱动方法以及复合驱动控制系统使得臂架液压减振机构与布料设备的液压执行元件共用液压泵,其通过独特的控制系统并采用独创的控制策略,确保减振控制与臂节等驱动控制之间的优先选择顺序,使得各个液压执行元件(例如臂架油缸)在布料作业过程中能够进行可靠地速度调节,实现相对精确的流量控制,从而使得布料设备的臂架液压减振机构与臂架油缸等液压执行元件共用油源的情形下均能够相对可靠地实现稳定工作。同时,由于臂架液压减振机构与布料设备的液压执行元件共用液压泵,这不但减轻了布料设备的重量,而且也会显著地减轻布料设备的液压系统发热,并节省能源。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
下列附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,其与下述的具体实施方式一起用于解释本发明,但本发明的保护范围并不局限于下述附图及具体实施方式。在附图中:
图1是现有技术中用于布料设备的布料臂架的液压驱动原理图,其中仅为了说明相关的流量控制原理,对各个臂架油缸的驱动油路以及负载敏感变量泵进行了简化显示。
图2是本发明具体实施方式的布料设备复合驱动控制系统中的减振机构的液压连接结构原理图,图中对公知的负载敏感变量泵进行了简化显示。
图3是本发明具体实施方式的布料设备复合驱动控制系统的控制原理框图。
图4是本发明具体实施方式的布料设备复合液压驱动方法的步骤框图。
附图标记说明:
1第一电比例控制阀; 2负载敏感变量泵;
3支腿进油油路; 4减振进油油路;
5减振调节换向阀; 6臂架油缸;
7主进油油路; 8第一减振工作油路;
9第二减振工作油路; 10减振回油油路;
11第二电比例控制阀。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明,应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。
以下首先参照附图描述本发明的布料设备复合驱动控制系统的具体实施方式以帮助对本发明的理解,但是,在此基础上将进一步描述体现本发明技术构思的布料设备复合液压驱动方法,需要注意的是,尽管通过本发明具体实施方式的布料设备复合驱动控制系统能够实现本发明的布料设备复合液压驱动方法,但是本发明的布料设备复合液压驱动方法并不局限于图中所示的布料设备复合驱动控制系统实现。
参见图3所示,在本发明的布料设备复合驱动控制系统中,所述布料设备的液压泵分别通过带压力补偿功能的第一电比例控制阀1(即图3中为了区分而显示的电比例控制阀1、电比例控制阀2…电比例控制阀n)连接于至少一个液压执行元件以能够驱动相应的所述液压执行元件,其中,所述液压泵还通过包括带压力补偿功能的第二电比例控制阀11(即图3中为了区分而显示的电比例控制阀a)连接于臂架液压减振机构以向该臂架液压减振机构供油。
如上文所述,典型地,各个第一电比例控制阀1和第二电比例控制阀11分别连接有定差减压阀(参照图2),以各自形成相应的压力补偿功能。在此需要注意的是,各个第一电比例控制阀1和第二电比例控制阀11如果仅用于实现流量控制功能,则可以分别为电比例流量控制阀,在此情形下,对于本领域技术人员显然地,布料设备的各个液压执行元件的驱动液压回路上需要另外设置相应的工作换向阀,以实现各个液压执行元件的换向控制(例如臂架油缸的伸缩、回转马达的正反转)。优选地,各个所述第一电比例控制阀1分别为电比例换向控制阀,以通过各个所述第一电比例控制阀1实现相应的所述液压执行元件的换向控制,也就是说,在此情形下,通过充分利用电比例换向控制阀兼具换向功能和流量调节功能(通过电比例控制阀芯的位置而改变通流开度),使得各个第一电比例控制阀1作为液压执行元件的换向控制阀和压力补偿流量控制结构中的流量控制阀。具体地,各个所述液压执行元件分别为臂架油缸或回转马达,在各个第一电比例控制阀1分别为电比例换向控制阀的情形下,对于本领域技术人员熟知地,各个所述液压执行元件的第一工作油路和第二工作油路分别连接于相应的第一电比例控制阀1,各个所述第一电比例控制阀1经由各自对应的所述定差减压阀连接于所述液压泵的泵送出口所连接的主进油油路7,且各个所述第一电比例控制阀1连接于主回油油路。一般地,各个定差减压阀设置在对应的第一电比例控制阀1的分支进油油路上,各个分支进油油路分别连接到主进油油路7上,此外,各个第一电比例控制阀1也分别通过各自对应的分支回油油路连接到主回油油路上。在各个第一电比例控制阀1为电比例多路换向阀中的一联换向阀的情形下,各个分支进油油路和分支回油油路一般为电比例多路换向阀的内部油路。
布料设备的臂架液压减振机构的主体结构对于本领域技术人员是常用的,具体地,参见图2所示,所述臂架液压减振机构包括减振调节换向阀5,该减振调节换向阀5连接于第一和第二减振工作油路8,9,该第一和第二减振工作油路8,9分别连接于所述布料臂架的悬臂油缸中的一个悬臂油缸的无杆腔和有杆腔(参见图2以及CN102071809A)或者分别连接于与该悬臂油缸连接的减振油缸的无杆腔和有杆腔(参见CN1932215A),根据减振需要,布料设备中可以设置多个臂架液压减振机构,从而可以有一个或多个臂架油缸连接有臂架液压减振机构或者多个减振油缸。作为本发明的独特结构,所述减振调节换向阀5还连接于减振进油油路4和减振回油油路10,以通过该减振调节换向阀5的换向控制而能够选择性地使得所述减振进油油路4和减振回油油路10分别与所述第一和第二减振工作油路8,9中的一者和另一者连通,所述减振进油油路4连接于所述第二电比例控制阀11(即图3中的电比例控制阀a),该第二电比例控制阀11经由对应的所述定差减压阀连接于所述液压泵的泵送出口所连接的主进油油路7。也就是说,在此情形下,减振进油油路4上引入的共用的液压泵的液压油能够通过第二电比例控制阀11经由对应的所述定差减压阀形成的压力补偿流量控制结构实现精确的流量调节。
参见图2所示,优选地,所述第二电比例控制阀11也为电比例换向控制阀,该第二电比例控制阀11还经由支腿进油油路3连接于所述液压设备的支腿液压工作系统,该第二电比例控制阀11通过换向控制能够选择性将所述液压泵泵出的液压油供应到所述减振进油油路4或所述支腿进油油路3。由于支腿伸出支撑后在布料作业时是锁止的,因此支腿压工作系统可以与臂架液压减振机构共用一条油路以引入液压泵的液压油。也就是说,支腿动作与臂架液压减振系统动作是互锁的,即动作支腿时不能作动臂架液压减振系统,反之亦然。操作支腿时,图2中的第二电比例控制阀11工作在下位,则液压泵的压力油可通过支腿进油油路3进入支腿液压工作系统(支腿液压工作系统中具有自身的伸缩控制换向阀),进行支腿动作操作。当需要臂架液压减振系统作动时,第二电比例控制阀11工作在上位,则液压泵的部分压力油通过减振进油油路4进入减振调节换向阀5(例如电磁换向阀),通过减振调节换向阀5控制布料臂架的悬臂油缸中的一个悬臂油缸6运动,从而实现臂架减振,提高了液压泵的利用效率,降低了能耗。
在本发明的基本技术构思中,所述布料设备复合驱动控制系统包括控制器,该控制器分别电连接于所述布料设备的操作输入装置、设置在布料臂架上的振动检测传感器以及所述液压泵的运转检测装置,以根据所述布料设备的当前操作输入参数信号、检测的振动参数信号以及所述液压泵的运转参数信号确定当前需要驱动的各个所述液压执行元件各自所需的工作理论流量(例如图3中所示的Q1、Q2…Qn)、所述臂架液压减振机构所需的减振需求流量Qa以及所述液压泵的当前泵送流量Qs;所述控制器还电连接于各个所述第一电比例控制阀1和所述第二电比例控制阀11,以能够通过控制所述第二电比例控制阀和各个所述第一电比例控制阀而实现对所述臂架液压减振机构和需要驱动的各个所述液压执行元件的流量控制。对于液压领域的技术人员熟知地,带有压力补偿功能的电比例控制阀的通流开度(即通流截面积)与流量存在上文所述的关系式,在此情形下通过对电比例控制阀的比例电磁铁进行电流(或电压)比例控制(即图3中的i1、i2…in),可以精确地控制电比例控制阀的通流开度,从而精确的流量控制。
典型地,所述布料设备的操作输入装置为用于供操作人员操作的操作手柄或操纵台。所述振动检测传感器为振动传感器或用于检测振幅的位移传感器,其中振动传感器可以检测振动速度、振动频率、振动加速度等振动参数,振动烈度可以根据振动速度计算获得。在需要测量振动幅度时,振动检测传感器可以采用位移传感器,例如激光位移传感器等。所述液压泵的运转检测装置可以为用于检测该液压泵排量的排量检测装置和转速的转速传感器或者为用于检测该液压泵泵送出口流量的流量传感器,在所述液压泵为定量泵的情形下,排量无需检测,仅需转速即可确定液压泵的泵送流量。
优选地,所述液压泵可以为负载敏感变量泵,在此情形下,负载敏感变量泵上一般自带有相应的排量检测装置,此外此时所述布料设备复合驱动控制系统应当包括连接于该负载敏感变量泵的负载压力反馈油路。在布料设备中典型地,各个所述第一电比例控制阀1和所述第二电比例控制阀11可以分别为电比例多路换向阀中的一联换向阀,所述电比例多路换向阀中包括内部负载压力反馈油路,该内部负载压力反馈油路通过所述电比例多路换向阀上的负载反馈输出油口经由外部负载压力反馈油路连接于所述负载敏感变量泵的负载反馈液控口,所述内部负载压力反馈油路和外部负载压力反馈油路形成所述负载压力反馈油路。如上所述,待负载反馈的电比例多路换向阀其内部形成有内部负载压力反馈油路,一般是通过多个梭阀比较出最大负载压力,并将该最大负载压力经由外部负载压力反馈油路反馈到负载敏感变量泵的负载反馈液控口。
此外,作为布料设备的常用元件,所述控制器可以经由接发器(即收发器)连接于所述操作输入装置。接发器可以与现有布料设备的操作输入装置(例如操纵手柄或操作台)配套,稳定可靠地将操作人员输入的反映想要实现的液压执行元件的运动速度、行程或供油流量的模拟信号或其它形式的信号转换为控制器便于处理的电信号或数字信号。这样控制器的处理工作可以相对精简,从而提高响应速度。
优选地,所述布料设备复合驱动控制系统还包括用于控制所述臂节液压减振机构启动和停止的减振开关,该减振开关电连接于所述控制器。该减振开关可以为硬件开关,也可以为通过控制器内部的控制程序实现的开关模块。在本发明的下述的控制过程中,图2所示的第二电比例控制阀11处于上位而使得臂架液压减振机构开始工作的开启时机及通流开度大小(即流量控制),即液压泵2何时给减振液压系统供油及供油量多少,取决于实际工况,一般优选地满足下述条件:对于本领域技术人员显然地,支腿需要伸展到位,否则布料设备存在倾覆危险;打开减振开关;臂架振动参数(例如检测的振动烈度)大于预定振动参数值。也就是说,通过设置减振开关,可以使得臂架液压减振系统在不需要工作时避免误开启,从而使得布料设备的工作可靠性更好。
在上述布料设备复合驱动控制系统的技术方案的基础上,本发明提供一种控制器,其中,该控制器包括:接收单元,该接收单元用于接收所述布料设备的操作输入装置的当前操作输入参数信号、设置在布料臂架上的振动检测传感器检测的振动参数信号和所述液压泵的运转检测装置检测的运转状态参数信号;计算处理单元,该计算处理单元用于根据所述当前操作输入参数信号、所述振动参数信号以及所述液压泵的运转参数信号通过计算或查询数据库确定当前需要驱动的各个所述液压执行元件各自所需的工作理论流量、所述臂架液压减振机构所需的减振需求流量Qa以及所述液压泵的当前泵送流量Qs;比较单元,该比较单元用于比较如下参数中的一对或多对参数的大小:所述振动参数与预设振动参数值、所述当前泵送流量Qs减去所述减振需求流量Qa的流量差△Q与各个所述液压执行元件各自所需的工作理论流量的流量和∑Q、以及所述当前泵送流量Qs与所述流量和∑Q;以及控制单元,该控制单元用于根据计算查询单元确定的参数结果和所述比较单元的比较结果产生相应的电控信号控制各个所述液压执行元件对应的流量调节装置和/或所述臂架减振机构对应的流量调节装置。
此外,本发明提供一种布料设备,其中,该布料设备包括上述的布料设备复合驱动控制系统。典型地,所述布料设备可以为混凝土泵车、混凝土布料机或砂浆布料机。
以下结合图2和图3所示的优选形式的布料设备复合驱动控制系统描述本发明的具体控制过程,以帮助对本发明的技术构思的理解,但是需要理解的是,尽管下述的具体控制过程体现了本发明的布料设备复合液压驱动方法的技术构思,但是本发明的布料设备复合液压驱动方法并不局限于下述的具体细节。
参见图3所示,布料设备复合驱动控制系统具体的控制流程的基本原理为:作为前提,若减振开关关闭,则控制器对第二电比例控制阀11及减振调节用换向阀不发送控制电流,臂架减振系统不工作;若减振开关开启,控制器将振动检测传感器检测的振动参数,典型地为臂架振动烈度与预定臂架振动烈度值作比较:
1)振动烈度≤预定臂架振动烈度值,则第二电比例控制阀11处于上位且减振调节换向阀5(例如电磁换向阀)不动作,液压泵不给臂架减振系统供油;
2)振动烈度>预定臂架振动烈度值时,控制器根据下述逻辑实现减振系统和布料设备各个液压执行元件,例如臂架油缸、回转马达的协调工作:
a、检测与计算
臂架液压减振液压系统中的液压执行机构(例如相应的悬架油缸)的运动由第二电比例控制阀11及减振调节换向阀5(例如电磁换向阀)控制,臂架液压系统中各个液压执行元件的运动由第一电比例控制阀1(即图3中为了区分而显示的电比例控制阀1、电比例控制阀2…电比例控制阀n)控制。
控制器可以根据检测的臂架振动参数,例如振动烈度计算或选择减振所需减振需求流量Qa以及与该减振需求流量相匹配的第二电比例控制阀11的理论控制电流i1,在此需要说明的是,第一,有关根据需要的流量来确定带有压力补偿的电比例控制阀的控制电流(或电压)的大小对于电比例控制是常规的,由于控制电流的大小决定了电比例控制阀的比例电磁铁产生的电磁力的大小,相应地驱动阀芯克服弹簧弹力移动的位移是可以计算获得的,而电比例控制阀的通流开度与阀芯位移存在对应关系,对此可以参见相关手册(例如中国电力出版社2010年版《工程机械液压与液力传动》或冶金工业出版社2009年版《电液比例与伺服控制》)。第二,根据检测的臂架振动参数,例如振动烈度、振动幅度、振动频率等计算臂架减振机构所需的减振需求流量Qa,其基本的原理是振动检测传感器实时采集臂架振动参数,控制器根据采集到的振动参数运用减振控制算法计算出减振需求流量Qa并进而计算出第二电比例控制阀所需的理论控制电流ia,并控制减振调节换向阀5工作,使得臂架油缸6的有杆腔和无杆腔进/泄油以实现对臂架振动的衰减控制。现有技术中存在多种形式的减振控制算法,例如CN1932215A中公开的算法可以根据振动幅度计算出臂架油缸或减振油缸所需的与振动相反的伸缩行程,从而计算出所需的减振需求流量。由于臂架液压减振系统的供油流量与相关的振动参数,例如振动烈度正相关,其定性的关系式可以表示为Qa=f(S1(t),S2(t),S3(t)),其中f表示减振控制算法,S1(t)~S3(t)分别为振动检测传感器检测确定的振动参数,例如振动烈度。但是,显然地,由于布料臂架振动的动态性和复杂性,现有技术中的减振控制算法均是一种相对粗放式的计算。因此,作为另一种典型形式,一般可以通过模拟工况试验,确定出各个振动参数值与相应的减振需求流量值对应的数据库或数据表(专家库),一旦检测获得一个振动参数信号,通过控制器直接到数据库中调用选择相应的减振需求流量,这种控制形式简便快捷,而且由于数据库通过模拟工况试验建立,其经过实际验证,在某一振动参数,例如振动烈度下,采用对应的减振需求流量能够取得相对较优的减振效果。
此外,控制器根据操作输入设备(例如遥控器、操作手柄等)发出的指令(即操作输入参数)计算出臂架各液压执行元件的理论需求流量Q1、Q2…Qn及各个对应的第一电比例控制阀1的理论控制电流信号(即图3中的i1、i2…in,即表示各个理论控制电流值,与上述第二电比例控制阀的计算原理相同),同时控制器实时检测液压泵的转速,根据液压泵的排量可以计算此时液压泵的当前泵送流量Qs。这在现有的布料设备上普遍使用,对此不再赘述。
b、比较与控制
为了提高布料的安全性、布料范围的精确性及降低臂架结构件疲劳开裂的机率,需优先保证臂架液压减振系统正常工作,以实现臂架平稳运动。首先控制器根据振动烈度输出理论控制电流ia信号对第二电比例控制的开度进行控制,输出减振需求流量Qa的液压油给臂架液压减振系统;同时为保证臂架各液压执行机构运动相互不影响需对臂架系统各执行机构流量进行合理分配,比较与控制过程如下:
若所述液压泵的当前泵送流量Qs与所述减振需求流量Qa的流量差△Q=(Qs-Qa)≥所述布料设备当前需要驱动的各个所述液压执行元件各自所需的工作理论流量的流量和∑Q=(Q1+Q2+...Qn),则控制器输出的实际控制电流信号等于理论控制电流信号,即i1’=i1….in’=in,实现对各个第一电比例控制阀1的控制;从而输出的实际流量等于工作理论流量,即Q1′=Q1…Qn'=Qn,实现各液压执行元件的动作。
若上述流量差△Q=(Qs-Qa)<流量和∑Q=(Q1+Q2+...Qn),则输出工作实际流量Q1′,..Qn'实现各执行机构动作,各个输出实际流量Q1′,..Qn'同比减小,优选地等于各个工作理论流量Q1...Qn与降比系数K1的乘积,其中,K1=△Q/∑Q,在实际控制中,控制器可以输出小于理论控制电流信号的实际控制信号i′n=K1×in+(1-K1)×in0,in0为各电比例控制阀的最小电流控制信号,i=1,2,3….n。控制各个第一电比例控制阀1开启,从而通过控制各个第一电比例控制阀1的通流开度获得基本对应的输出实际流量Q1′,...Qn'。
上述布料设备复合驱动控制系统描述本发明的具体控制过程体现了本发明的布料设备复合液压驱动方法技术构思。
参见图4所示,本发明基本实施方式的布料设备复合液压驱动方法,其中,所述布料设备的臂架液压减振机构与该布料设备的至少一个液压执行元件共用液压泵供油,所述布料设备复合液压驱动方法至少包括如下步骤:
第一,将检测所述布料臂架的振动参数与预设振动参数值进行比较;
第二,(i)在所述振动参数>所述预设振动参数值的情形下,通过所述液压泵向所述臂架液压减振机构供应该臂架液压减振机构进行减振所需的减振需求流量Qa的液压油;以及当所述液压泵的当前泵送流量Qs与所述减振需求流量Qa的流量差△Q≥所述布料设备当前需要驱动的各个所述液压执行元件各自所需的工作理论流量的流量和∑Q时,通过所述液压泵向当前需要驱动的各个所述液压执行元件分别供应各自所需的工作理论流量的液压油,而当所述流量差△Q<所述流量和∑Q时,通过所述液压泵向当前需要驱动的各个所述液压执行元件分别供应各自第一工作实际流量的液压油,各个所述液压执行元件各自的所述第一工作实际流量相对于各自的所述工作理论流量同比例降低;(ii)在所述振动参数≤所述预设振动参数值的情形下:使得所述臂架液压减振机构处于停止减振状态从而停止进油,并通过所述液压泵向所述布料设备当前需要驱动的各个所述液压执行元件供应液压油,
其中各个所述液压执行元件所需的工作理论流量根据布料设备当前操作输入参数确定,所述臂架液压减振机构所需的减振需求流量Qa根据检测的所述振动参数确定。
在上述布料设备复合液压驱动方法基本实施方式的基础上,优选地,在所述第二步骤中,在所述振动参数>所述预设振动参数值的情形下,当所述流量差△Q<所述流量和∑Q时,各个所述液压执行元件各自的所述第一工作实际流量分别为各自的所述工作理论流量与降比系数K1的乘积,其中K1=△Q/∑Q。
进一步地,作为一种典型的优选控制形式,在上述第二步骤中,在所述振动参数≤所述预设振动参数值的情形下,当所述液压泵的当前泵送流量Qs≥所述流量和∑Q时,通过所述液压泵向当前需要驱动的各个所述液压执行元件分别供应各自所需的工作理论流量的液压油,而在所述当前泵送流量Qs<所述流量和∑Q时,通过所述液压泵向当前需要驱动的各个所述液压执行元件分别供应各自第二工作实际流量的液压油,各个所述液压执行元件各自的所述第二工作实际流量相对于各自的所述工作理论流量同比例降低。具体地,在所述振动参数≤所述预设振动参数值的情形下,当所述当前泵送流量Qs<所述流量和∑Q时,各个所述液压执行元件各自的所述第二工作实际流量分别为各自的所述工作理论流量与降比系数K2的乘积,其中K2=Qs/∑Q。
如上所述,具体地,上述振动参数可以为振动烈度、振动频率、振动速度、振动加速度和振动幅度中的一种或多种,所述振动参数在所述第一步骤之前通过振动检测传感器检测并确定。例如,在上述第一步骤之前、或在上述第一步骤之中、或在上述第一步骤与第二步骤之间或者在上述第二步骤中,可以根据检测的所述振动参数从数据库或数据表中选择确定对应的所述臂架液压减振机构的减振需求流量Qa,所述数据库或数据表为存储有相互对应的振动参数值与减振需求流量值的数据库或数据表。再如,也可以根据检测的所述振动参数通过控制器计算确定对应的所述臂架液压减振机构的减振需求流量Qa。
具体地,所述布料设备当前操作输入参数可以为操作人员通过操作输入装置输入的各个所述液压执行元件的运动速度参数、行程参数或流量参数,在所述第一步骤之前、或在所述第一步骤之中、或在所述第一步骤与所述第二步骤之间或者或在所述第二步骤中,根据布料设备当前操作输入参数计算确定或直接确定各个所述液压执行元件所需的工作理论流量。具体地,所述操作输入装置为操作手柄、操作台或遥控器。现有的操作输入装置输入的可以是表示需要实现的各个所述液压执行元件的运动速度、行程或供油流量的模拟信号或电信号等,一般可以通过接发器进行接收,并传输到控制器。
作为一种具体形式,在所述第一步骤之前、或在所述第一步骤之中、或在所述第一步骤与所述第二步骤之间或者在所述第二步骤中,可以通过排量检测装置和转速传感器检测所述液压泵的排量和转速以计算确定所述液压泵的当前泵送流量Qs;或者通过流量传感器直接检测所述液压泵的泵送出口流量而确定所述液压泵的当前泵送流量Qs。
作为实现流量控制的一种典型形式,所述布料设备的臂架液压减振机构以及各个所述液压执行元件分别通过包括电比例控制阀和定差减压阀的压力补偿流量控制结构进油,从而在上述第二步骤中,可以通过对各个电比例控制阀的电流控制或电压控制而实现对所述臂架液压减振机构以及各个所述液压执行元件的流量控制。在此需要说明的是,对于液压领域的技术人员而言,用于是实现流量控制的流量控制装置具有多种形式,并不局限于带压力补偿功能的电比例控制阀的形式,只要其采用本发明的布料设备复合液压驱动方法的技术构思,其均属于本发明的保护范围。另外,上述描述的布料设备复合驱动控制系统中的控制器对第一和第二电比例控制阀的控制,以及控制器的控制单元对流量控制装置的控制,可以按照上述布料设备复合液压驱动方法的各个实施形式中的具体控制步骤进行流量的具体控制。此外,如上所述,所述液压泵为负载敏感变量泵,所述布料设备的用于驱动所述臂架液压减振机构以及各个所述液压执行元件的液压系统为带有负载反馈油路的负载反馈液压系统。
在本发明的布料设备复合液压驱动方法的技术构思范围内,还存在一种明显变形型式,一般而言,布料设备在布料作业时布料臂架均存在振动,因此一般均需要进行减振,因此本发明可以不进行减振参数与预设减振参数值的比较,在支腿伸出支撑后,直接使得臂架液压减振系统与各个液压执行元件共同工作,这同样属于本发明的保护范围。
因此,本发明还提供一种布料设备复合液压驱动方法,其中,所述布料设备的臂架液压减振机构与该布料设备的至少一个液压执行元件共用液压泵供油,所述布料设备复合液压驱动方法包括:向所述臂架液压减振机构供应该臂架液压减振机构进行减振所需的减振需求流量Qa的液压油;以及当所述液压泵的当前泵送流量Qs与所述减振需求流量Qa的流量差△Q≥所述布料设备当前需要驱动的各个所述液压执行元件各自所需的工作理论流量的流量和∑Q时,向各个所述液压执行元件分别供应各自所需的工作理论流量的液压油,而当所述流量差△Q<所述流量和∑Q时,向各个所述液压执行元件分别供应各自第一工作实际流量的液压油,各个所述液压执行元件各自的所述第一工作实际流量相对于各自的所述工作理论流量同比降低,其中各个所述液压执行元件所需的工作理论流量根据布料设备当前操作输入参数确定,所述臂架液压减振机构所需的减振需求流量Qa根据检测的振动参数确定。
优选地,在上述第二步骤中,当所述流量差△Q<所述流量和∑Q时,各个所述液压执行元件各自的所述第一工作实际流量分别为各自的所述工作理论流量与降比系数K1的乘积,其中K1=△Q/∑Q。另外,上述第一种基本实施方式中的布料设备复合液压驱动方法相关控制步骤同样可以适用与该明显变型方式,在此不再重复描述。
由上描述可以看出,本发明使得臂架液压减振液压系统与布料设备的其它液压执行元件共用油泵(优选地通过第二电比例换向阀11使得液压泵供应的液压油选择性地供应到支腿液压工作系统或臂架液压减振系统),其结构简单、成本低、易维护,充分利用布料设备的液压泵的能量,发热少,效率高,节能显著,其减少了布料设备的重量,降低了系统安装成本及使用成本。而且,本发明在臂架液压减振机构与布料设备的其它液压执行元件共用油泵的情形下,通过独创的布料设备复合液压驱动控制,使得臂架液压减振系统与布料设备的其它液压执行元件,例如臂架油缸等相互适应,在优先保证臂架液压减振系统工作的前提下,确保臂架按操作者的意图运动,基本保证了臂架操作的稳定性、安全性与整机工作效率,相对有效地保证施工的安全性,从而使得布料设备的液压系统的工作能力优化,提高了系统效率,降低能耗。
也就是说,总体而言,本发明的复合液压驱动方法以及复合驱动控制系统使得臂架液压减振机构与布料设备的液压执行元件共用液压泵,其通过独特的控制系统并采用独创的控制策略,确保减振控制与臂节等驱动控制之间的优先选择顺序,使得各个液压执行元件(例如臂架油缸)在布料作业过程中能够进行可靠地速度调节,实现相对精确的流量控制,从而使得布料设备的臂架液压减振机构与臂架油缸等液压执行元件共用油源的情形下均能够相对可靠地实现稳定工作。同时,由于臂架液压减振机构与布料设备的液压执行元件共用液压泵,这不但减轻了布料设备的重量,而且也会显著地减轻布料设备的液压系统发热,并节省能源。本发明的复合液压驱动方法以及复合驱动控制系统内部试制的中联复合三代泵车上已经获得成功应用。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (17)
1.布料设备复合液压驱动方法,其中,所述布料设备的臂架液压减振机构与该布料设备的至少一个液压执行元件共用液压泵供油,所述布料设备复合液压驱动方法至少包括如下步骤:
第一,将检测的所述布料设备的臂架的振动参数与预设振动参数值进行比较;
第二,(i)在所述振动参数>所述预设振动参数值的情形下:向所述臂架液压减振机构供应该臂架液压减振机构进行减振所需的减振需求流量Qa的液压油;以及当所述液压泵的当前泵送流量Qs与所述减振需求流量Qa的流量差△Q≥所述布料设备当前需要驱动的各个所述液压执行元件各自所需的工作理论流量的流量和∑Q时,向各个所述液压执行元件分别供应各自所需的工作理论流量的液压油,而当所述流量差△Q<所述流量和∑Q时,向各个所述液压执行元件分别供应各自第一工作实际流量的液压油,各个所述液压执行元件各自的所述第一工作实际流量相对于各自的所述工作理论流量同比降低;(ii)在所述振动参数≤所述预设振动参数值的情形下:使得所述臂架液压减振机构处于停止减振状态从而停止进油,并通过所述液压泵向所述布料设备当前需要驱动的各个所述液压执行元件供应液压油,
其中各个所述液压执行元件所需的工作理论流量根据布料设备当前操作输入参数确定,所述臂架液压减振机构所需的减振需求流量Qa根据检测的所述振动参数确定。
2.根据权利要求1所述的布料设备复合液压驱动方法,其中,在所述第二步骤中,在所述振动参数>所述预设振动参数值的情形下,当所述流量差△Q<所述流量和∑Q时,各个所述液压执行元件各自的所述第一工作实际流量分别为各自的所述工作理论流量与降比系数K1的乘积,其中K1=△Q/∑Q。
3.根据权利要求1所述的布料设备复合液压驱动方法,其中,在所述第二步骤中,在所述振动参数≤所述预设振动参数值的情形下,当所述液压泵的当前泵送流量Qs≥所述流量和∑Q时,向当前需要驱动的各个所述液压执行元件分别供应各自所需的工作理论流量的液压油,而当所述当前泵送流量Qs<所述流量和∑Q时,向各个所述液压执行元件分别供应各自第二工作实际流量的液压油,各个所述液压执行元件各自的所述第二工作实际流量分别为各自的所述工作理论流量与降比系数K2的乘积,其中K2=Qs/∑Q。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的布料设备复合液压驱动方法,其中,所述振动参数为振动烈度、振动频率、振动速度、振动加速度和振动幅度中的一种或多种,所述振动参数在所述第一步骤之前通过振动检测传感器检测并确定。
5.根据权利要求4所述的布料设备复合液压驱动方法,其中,在所述第一步骤之前、或在所述第一步骤之中、或在所述第一步骤与所述第二步骤之间或者在所述第二步骤中,根据检测的所述振动参数从数据库或数据表中选择确定对应的所述臂架液压减振机构的减振需求流量Qa,所述数据库或数据表为存储有相互对应的振动参数值与减振需求流量值的数据库或数据表。
6.根据权利要求4所述的布料设备复合液压驱动方法,其中,在所述第一步骤之前、或在所述第一步骤之中、或在所述第一步骤与所述第二步骤之间或者在所述第二步骤中,根据检测的所述振动参数通过控制器计算确定对应的所述臂架液压减振机构的减振需求流量Qa。
7.布料设备复合液压驱动方法,其中,所述布料设备的臂架液压减振机构与该布料设备的至少一个液压执行元件共用液压泵供油,所述布料设备复合液压驱动方法包括:
向所述臂架液压减振机构供应该臂架液压减振机构进行减振所需的减振需求流量Qa的液压油;以及当所述液压泵的当前泵送流量Qs与所述减振需求流量Qa的流量差△Q≥所述布料设备当前需要驱动的各个所述液压执行元件各自所需的工作理论流量的流量和∑Q时,向各个所述液压执行元件分别供应各自所需的工作理论流量的液压油,而当所述流量差△Q<所述流量和∑Q时,向各个所述液压执行元件分别供应各自第一工作实际流量的液压油,各个所述液压执行元件各自的所述第一工作实际流量相对于各自的所述工作理论流量同比降低,
其中各个所述液压执行元件所需的工作理论流量根据布料设备当前操作输入参数确定,所述臂架液压减振机构所需的减振需求流量Qa根据检测的振动参数确定。
8.根据权利要求7所述的布料设备复合液压驱动方法,其中,在所述第二步骤中,当所述流量差△Q<所述流量和∑Q时,各个所述液压执行元件各自的所述第一工作实际流量分别为各自的所述工作理论流量与降比系数K1的乘积,其中K1=△Q/∑Q。
9.布料设备复合驱动控制系统,所述布料设备的液压泵分别通过带压力补偿功能的第一电比例控制阀连接于至少一个液压执行元件以能够驱动相应的所述液压执行元件,其中,所述液压泵还通过包括带压力补偿功能的第二电比例控制阀连接于臂架液压减振机构以向该臂架液压减振机构供油,所述布料设备复合驱动控制系统包括控制器,
所述控制器分别电连接于所述布料设备的操作输入装置、设置在布料臂架上的振动检测传感器以及所述液压泵的运转检测装置,以根据所述布料设备的当前操作输入参数信号、检测的振动参数信号以及所述液压泵的运转参数信号确定当前需要驱动的各个所述液压执行元件各自所需的工作理论流量、所述臂架液压减振机构所需的减振需求流量Qa以及所述液压泵的当前泵送流量Qs;
所述控制器还电连接于各个所述第一电比例控制阀和所述第二电比例控制阀,以能够通过控制所述第二电比例控制阀和各个所述第一电比例控制阀而实现对所述臂架液压减振机构和需要驱动的各个所述液压执行元件的流量控制。
10.根据权利要求9所述的布料设备复合驱动控制系统,其中,各个所述第一电比例控制阀和所述第二电比例控制阀分别连接有定差减压阀,以各自形成相应的所述压力补偿功能,各个所述第一电比例控制阀分别为电比例换向控制阀,以通过各个所述第一电比例控制阀实现相应的所述液压执行元件的换向控制,各个所述液压执行元件分别为臂架油缸或回转马达,各个所述液压执行元件的第一工作油路和第二工作油路分别连接于相应的第一电比例控制阀,各个所述第一电比例控制阀经由各自对应的所述定差减压阀连接于所述液压泵的泵送出口所连接的主进油油路(7),且各个所述第一电比例控制阀连接于主回油油路。
11.根据权利要求10所述的布料设备复合驱动控制系统,其中,所述臂架液压减振机构包括减振调节换向阀(5),该减振调节换向阀(5)连接于第一和第二减振工作油路(8,9),该第一和第二减振工作油路(8,9)分别连接于所述布料臂架的悬臂油缸中的一个悬臂油缸的无杆腔和有杆腔或者分别连接于与该悬臂油缸连接的减振油缸的无杆腔和有杆腔,所述减振调节换向阀(5)还连接于减振进油油路(4)和减振回油油路(10),以通过该减振调节换向阀(5)的换向控制而能够选择性地使得所述减振进油油路(4)和减振回油油路(10)分别与所述第一和第二减振工作油路(8,9)中的一者和另一者连通,所述减振进油油路(4)连接于所述第二电比例控制阀,该第二电比例控制阀经由对应的所述定差减压阀连接于所述液压泵的泵送出口所连接的主进油油路(7)。
12.根据权利要求11所述的布料设备复合驱动控制系统,其中,所述第二电比例控制阀为电比例换向控制阀,该第二电比例控制阀还经由支腿进油油路(3)连接于所述液压设备的支腿液压工作系统,该第二电比例控制阀通过换向控制能够选择性将所述液压泵泵出的液压油供应到所述减振进油油路(4)或所述支腿进油油路(3)。
13.根据权利要求9所述的布料设备复合驱动控制系统,其中,所述控制器经由接发器连接于所述操作输入装置。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的布料设备复合驱动控制系统,其中,所述液压泵为负载敏感变量泵,所述布料设备复合驱动控制系统包括连接于该负载敏感变量泵的负载压力反馈油路。
15.根据权利要求14所述的布料设备复合驱动控制系统,其中,各个所述第一电比例控制阀和所述第二电比例控制阀分别为电比例多路换向阀中的一联换向阀,所述电比例多路换向阀中包括内部负载压力反馈油路,该内部负载压力反馈油路通过所述电比例多路换向阀上的负载反馈输出油口经由外部负载压力反馈油路连接于所述负载敏感变量泵的负载反馈液控口,所述内部负载压力反馈油路和外部负载压力反馈油路形成所述负载压力反馈油路。
16.控制器,其中,该控制器包括:
接收单元,该接收单元用于接收所述布料设备的操作输入装置的当前操作输入参数信号、设置在布料臂架上的振动检测传感器检测的振动参数信号和所述液压泵的运转检测装置检测的运转状态参数信号;
计算处理单元,该计算处理单元用于根据所述当前操作输入参数信号、所述振动参数信号以及所述液压泵的运转参数信号通过计算或查询数据库确定当前需要驱动的各个所述液压执行元件各自所需的工作理论流量、所述臂架液压减振机构所需的减振需求流量Qa以及所述液压泵的当前泵送流量Qs;
比较单元,该比较单元用于比较如下参数中的一对或多对参数的大小:所述振动参数与预设振动参数值、所述当前泵送流量Qs减去所述减振需求流量Qa的流量差△Q与各个所述液压执行元件各自所需的工作理论流量的流量和∑Q、以及所述当前泵送流量Qs与所述流量和∑Q;以及
控制单元,该控制单元用于根据计算查询单元确定的参数结果和所述比较单元的比较结果产生相应的电控信号控制各个所述液压执行元件对应的流量调节装置和/或所述臂架减振机构对应的流量调节装置。
17.布料设备,其中,该布料设备包括根据权利要求9至15中任一项所述的布料设备复合驱动控制系统。
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CN1932215A (zh) * | 2006-09-30 | 2007-03-21 | 三一重工股份有限公司 | 用于抑制混凝土泵车臂架振动的方法及装置 |
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