CN103086289B - 一种支腿油缸伸出速度控制方法、设备、系统以及起重机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种支腿油缸伸出速度控制方法、装置、系统以及起重机。该支腿油缸伸出速度控制设备包括：接收装置，用于接收支腿油缸的无杆腔压力；以及控制装置，用于根据所述支腿油缸的无杆腔压力与预设的压力控制所述支腿伸出的速度；其中，输入所述支腿油缸的油量通过电比例换向阀进行控制。本发明以支腿油缸的无杆腔压力作为控制依据，对支腿油缸伸出速度进行控制，提高了起重机的智能化程度；在提高了支腿油缸伸出速度的同时，避免了支腿接触地面时产生的冲击，从而提高了起重机的工作效率、操作的舒适性及支腿结构件的寿命。

Description

一种支腿油缸伸出速度控制方法、设备、系统以及起重机

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种支腿油缸伸出速度控制方法、装置、系统以及起重机。

背景技术

支腿液压系统原理图如图1所示，液压泵1为系统提供动力源，溢流阀6可以设定系统的压力。电磁换向阀5可以用于在支腿液压支路与其他液压支路之间进行切换，在电磁铁Y9得电时，液压油源可以为支腿液压支路供油。图中所示为起重机的支腿液压支路，共有四个液压支腿，垂直油缸3与支腿连接，从而能够实现支腿的伸出与缩回。双向液压锁2可以用来锁住垂直油缸3以防止垂直3在无供油的情况下动作。电磁换向阀4可以用来实现垂直油缸的伸出与回缩。

支腿动作与电磁铁得电状态的逻辑关系如下表所示：

其中“+”表示电磁铁得电，“-”表示电磁铁失电。

上述的支腿液压系统中，由于垂直油缸的伸出与缩回是通过电磁换向阀来进行控制，而电磁换向阀只有最小开口和最大开口两种状态，因此导致垂直油缸的伸出的速度只有零和最大速度两种状态。在大型起重机设备中，如果以比较大速度接触地面会造成对支腿的较大冲击，所以大型起重机设备的支腿伸出速度一般都比较慢，从而避免接触地面时发生的冲击，但过慢的支腿伸出速度会影响起重机的工作效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种支腿油缸伸出速度控制方法、装置、系统以及起重机，以控制支腿在空载时快速伸出，在加载时慢速伸出。

本发明提供了一种支腿油缸伸出速度控制设备，该控制设备包括：接收装置，用于接收支腿油缸的无杆腔压力；控制装置，用于根据所述支腿油缸的无杆腔压力与预设的压力控制所述支腿伸出的速度；其中，所有输入支腿油缸的油量通过电比例换向阀进行控制。

相应地，本发明提供了一种支腿油缸伸出速度控制方法，该控制方法包括：接收支腿油缸的无杆腔压力；根据所述支腿油缸的无杆腔压力与预设的压力控制所述支腿伸出的速度；其中，所有输入支腿油缸的油量通过电比例换向阀进行控制。

相应地，本发明提供了一种支腿油缸伸出速度控制系统，该控制系统包括：压力检测装置，用于检测所述支腿油缸的无杆腔压力，或者检测所述支腿油缸的无杆腔压力以及所述支腿油缸的有杆腔压力；以及所述的控制设备。

相应地，本发明提供了一种起重机，该起重机所述的控制系统。

通过上述技术方案，以支腿油缸的无杆腔压力作为控制依据，对支腿油缸伸出速度进行控制，提高了起重机的智能化程度；在提高了支腿油缸伸出速度的同时，避免了支腿接触地面时产生的冲击，从而提高了起重机的工作效率、操作的舒适性及支腿结构件的寿命。

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

附图是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，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有技术中的支腿液压系统原理图；

图2是本发明提供的支腿油缸伸出速度控制设备示意图；

图3是本发明提供的支腿液压系统原理图；

图4是本发明提供的无杆腔压力趋势图；

图5是本发明提供的支腿油缸伸出速度控制方法示意图；

图6是本发明提供的支腿油缸伸出速度控制系统示意图。

附图标记说明

1    液压泵                 2    双向液压锁

3    垂直油缸               4    电磁换向阀

4’  电比例换向阀           5    电液换向阀

6    溢流阀                 7    压力传感器

100  接收装置               200  控制装置

300  压力检测装置

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，并不用于限制本发明。

图2示出了本发明提供了一种支腿油缸伸出速度控制设备，该控制设备包括：接收装置100，用于接收支腿油缸的无杆腔压力；控制装置200，用于根据所述支腿油缸的无杆腔压力与预设的压力控制所述支腿伸出的速度；其中，所有输入支腿油缸的油量通过电比例换向阀进行控制。通过利用无杆腔压力对支腿油缸伸出速度进行控制，在提高了支腿油缸伸出速度的同时，避免了支腿接触地面时产生的冲击，从而提高了起重机的工作效率、操作的舒适性及支腿结构件的寿命。

所述预设的压力为所述支腿油缸在空载时加速伸出过程中，所述支腿油缸的无杆腔压力的最大值，这个最大值可以通过实验得到。为了使支腿油缸加速伸出，需要控制输入支腿油缸的流量。

由于本发明使用了电比例换向阀，因此可以通过调节电比例换向阀的电流大小来实现对支腿油缸输入油量的控制。本发明中，各支腿液压支路可以使用电比例换向阀，而在主液压油路上的电液换向阀仍然可以使用电磁换向阀来实现上述目的。可替换地，也可以在主液压油路上使用电比例换向阀，而在各支腿液压支路可以使用电磁换向阀。优选地，在主液压油路和各支腿液压支路均使用电比例换向阀，从而可以实现输入油量的更加智能的控制。

为了实现支腿在空载时加速伸出，电比例换向阀的电流值可以从0迅速地上升到额定电流值的90%，例如使用模拟量斜坡信号。此处的示例仅用作示例而非限制，优选地，电比例换向阀的电流值可以从0迅速地上升到额定电流值的95%。此后电比例换向阀的电流值维持在该值，并不断地接收支腿油缸的无杆腔压力，并且所述控制装置200将该压力与所述支腿油缸在空载时加速伸出过程中，所述支腿油缸的无杆腔压力的最大值进行比较，一旦支腿油缸加载时，支腿油缸的无杆腔压力大于该最大值，则所述控制装置200下调电比例换向阀的电流值，例如从比例换向阀的额定电流值的95%下调到比例换向阀的额定电流值的20%，然后一直维持该值直至支腿伸出到位。此处的电比例换向阀的电流值仅作示例而非限制，例如也可以下调到比例换向阀的额定电流值的15%。

优选地，所述接收装置100还接收支腿油缸有杆腔压力，所述控制装置200用于在所述支腿油缸加载时，在所述支腿油缸的无杆腔压力与所述支腿油缸的有杆腔压力之差大于所述支腿油缸在空载时加速伸出过程中，所述支腿油缸的无杆腔压力的最大值与背压（例如1MPa）之差的情况下，下调所述电比例换向阀的电流值，例如从比例换向阀的额定电流值的95%下调到比例换向阀的额定电流值的20%，然后一直维持该值直至支腿伸出到位。此处的电比例换向阀的电流值仅作示例而非限制，例如也可以下调到比例换向阀的额定电流值的15%。

为了便于理解本发明，参照图1所示的现有技术中支腿液压系统原理图，在图3中显示了本发明提供的支腿液压系统原理图。如图3所示，其与图1所示系统的主要区别在于使用电比例换向阀4’代替了电磁换向阀4，并且增加了压力传感器7。液压泵1为系统提供动力源，溢流阀6可以设定系统的压力。电磁换向阀5可以用于在支腿液压支路与其他液压支路之间进行切换，在电磁铁Y9得电时，液压油源可以为支腿液压支路供油。通过对电比例换向阀4’的电流值进行调节，从而可以控制进入支腿油缸的油量，并控制支腿油缸的伸出速度。

图4示出了支腿油缸的无杆腔压力的趋势图，从图中可以看出，其经历了加速伸出阶段，高速恒速阶段，接触地面减速阶段以及低速恒速阶段。在加入伸出阶段，电比例换向阀的电流值通过使用模拟量斜坡型号迅速上升到预定值，例如额定电流值的90%，然后一直维持在该值并进入高速恒速阶段，在支腿接触地面后，使得支腿油缸的无杆腔压力迅速上升，此时控制装置根据支腿油缸的无杆腔压力与加速伸出阶段支腿油缸的无杆腔压力峰值进行比较，在支腿油缸的无杆腔压力大于加速伸出阶段支腿油缸的无杆腔压力峰值时，下调电比例换向阀的电流值，例如下调至额定电流值的20%，该阶段为接触地面减速阶段，随后维持该电流值值并进入低速恒速阶段，直至支腿伸出到位。

相应地，本发明提供了一种支腿油缸伸出速度控制方法，如图5所示，首先接收支腿油缸的无杆腔压力（步骤501），并判定支腿油缸的无杆腔压力是否大于预设压力（步骤502），例如支腿加速伸出阶段在支腿油缸无杆腔内的最大压力；如果支腿油缸的无杆腔压力小于或等于预设压力，则判定电比例换向阀的电流值是否达到了第一预设电流值（步骤503），例电点比例阀换向阀额定电流值的90%，如果电比例换向阀的电流值已经达到该第一预设电流值，则维持该第一预设电流值（步骤504）并继续步骤502；如果电比例换向阀的电流值没有达到第一预设电流值，则增加电比例换向阀的电流值（步骤505）并继续步骤503；如果支腿油缸的无杆腔压力大于预设压力，则下调电比例换向阀的电流值（步骤506），并判定电比例换向阀的电流值是否达到第二预设电流值（步骤507），例如电比例换向阀额定电流值的20%，如果电比例阀的电流值达到第二预设电流值，则维持该第二预设电流值（步骤508），直至支腿油缸伸出到位（步骤509）；如果电比例阀的电流值没有达到第二预设电流值，则继续步骤506。

为了增加支腿在快速伸出和慢速伸出切换的可靠性，可以在支腿的无杆腔压力大于预设压力的时间持续一定时间，例如0.5秒以上才对电比例换向阀的电流进行下调，即由第一预设电流值下调至第二预设电流值，这样可以避免因为干扰导致的误操作。

以上所述的支腿油缸伸出控制方法中，仅利用了支腿油缸无杆腔压力进行控制，相应地，还可以根据支腿油缸无杆腔压力以及支腿油缸有杆腔压力来进行判断，例如支腿油缸无杆腔压力与支腿油缸有杆腔压力大于在支腿加速伸出过程中支腿油缸无杆腔压力的最大值与支腿油缸背压之差的时候，可以开始将电比例换向阀的电流值从第一预设电力下调至第二预设电流值，以保证支腿油缸在加载状态下免受巨大的冲击，而在支腿油缸空载的状态下可以快速伸出。

相应地，本发明还提供了一种支腿油缸伸出速度控制系统，包括：

压力检测装置300，用于检测所述支腿油缸的无杆腔压力，或者检测所述支腿油缸的无杆腔压力以及所述支腿油缸的有杆腔压力；以及所述的控制设备。优选地，压力检测装置可以为液压传感器。在利用支腿油缸无杆腔压力进行控制支腿伸出速度的情况下，可以在支腿油缸无杆腔内设置液压传感器；在利用支腿油缸无杆腔压力以及支腿油缸有杆腔压力进行控制支腿伸出速度的情况下，可以同时在支腿油缸无杆腔以及支腿油缸有杆腔内设置液压传感器。

相应地，本发明还提供了一种起重机，该起重机包括控制系统。

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 (10)

1.一种支腿油缸伸出速度控制设备，其特征在于，该控制设备包括：

接收装置，用于接收支腿油缸的无杆腔压力；以及

控制装置，用于根据所述支腿油缸的无杆腔压力与预设的压力控制所述支腿伸出的速度；

其中，输入所述支腿油缸的油量通过电比例换向阀进行控制；所述预设的压力为所述支腿油缸在空载时加速伸出过程中，所述支腿油缸的无杆腔压力的最大值。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，在所述加速伸出过程中，所述电比例换向阀的电流值由0上升到第一预设电流值。

3.根据权利要求1-2任意一项所述的设备，其特征在于，所述控制装置，还用于在所述支腿油缸加载时，在所述支腿油缸的无杆腔压力大于所述预设的压力的情况下，将所述电比例换向阀的电流值下调至第二预设电流值。

4.根据权利要求1-2任意一项所述的设备，其特征在于，接收装置，还用于接收所述支腿油缸的有杆腔压力；

所述控制装置，还用于在所述支腿油缸加载时，在所述支腿油缸的无杆腔压力与所述支腿油缸的有杆腔压力之差大于所述预设的压力与背压之差的情况下，将所述电比例换向阀的电流值下调至第三预设电流值。

5.一种支腿油缸伸出速度控制方法，其特征在于，该控制方法包括：

接收支腿油缸的无杆腔压力；以及

根据所述支腿油缸的无杆腔压力与预设的压力控制所述支腿伸出的速度；

其中，输入所述支腿油缸的油量通过电比例换向阀进行控制；

所述预设的压力为所述支腿油缸在空载时加速伸出过程中，所述支腿油缸的无杆腔压力的最大值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述加速伸出过程中，所述电比例换向阀的电流值由0上升到第一预设电流值。

7.根据权利要求5-6任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述支腿油缸的无杆腔压力与预设的压力控制所述支腿伸出的速度包括：

在所述支腿油缸加载时，在所述支腿油缸的无杆腔压力大于所述预设的压力的情况下，将所述电比例换向阀的电流值下调至第二预设电流值。

8.根据权利要求5-6任意一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

接收所述支腿油缸的有杆腔压力；

在所述支腿油缸加载时，在所述支腿油缸的无杆腔压力与所述支腿油缸的有杆腔压力之差大于所述预设的压力与背压之差的情况下，将所述电比例换向阀的电流值下调至第三预设电流值。

9.一种支腿油缸伸出速度控制系统，其特征在于，该控制系统包括：

压力检测装置，用于检测所述支腿油缸的无杆腔压力，或者检测所述支腿油缸的无杆腔压力以及所述支腿油缸的有杆腔压力；以及

根据权利要求1-4任意一项所述的控制设备。

10.一种起重机，其特征在于，该起重机包括根据权利要求9所述的控制系统。