CN107476272B - 一种液压插销式升降系统及其控制方法 - Google Patents

一种液压插销式升降系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种液压插销式升降系统及其控制方法,属于海洋平台升降系统领域。液压插销式升降系统包括固桩架、上环梁、下环梁,N个上升降油缸、N个下升降油缸、N个上插销组件和N个下插销组件,N≥2且N为正整数;N个上升降油缸在任意时刻均处于不同的状态,N个下升降油缸在任意时刻均处于不同的状态,上插销油缸在对应的上升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最大值时将对应的插销从插销孔中拔出,达到最小值时将对应的插销插入插销孔中;下插销油缸在对应的下升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最大值时将对应的插销从插销孔中拔出,达到最小值时将对应的插销插入所述插销孔中。本发明提升了液压插销式升降系统的承载能力。

Description

一种液压插销式升降系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及海洋平台升降系统领域,特别涉及一种液压插销式升降系统及其控制方法。
背景技术
自升式海洋平台是一种广泛应用于海洋工程中的具有升降功能的工装,其通过升降系统实现平台的升降。目前主流的自升式海洋平台的升降系统包括液压插销式和齿轮齿条式两种升降系统,其中液压插销式升降系统与齿轮齿条式升降系统相比,承载能力高,造价低廉。
现有的液压插销式升降系统包括与海洋平台固定连接的上环梁和下环梁、与上环梁连接的上升降油缸和上插销、以及与下环梁连接的下升降油缸和下插销。上环梁和下环梁套设在桩腿外,上升降油缸和下升降油缸的伸缩方向与桩腿的长度方向平行,桩腿上沿桩腿的长度方向设置有供上插销或者下插销插入的插销孔。通过上插销或者下插销交替插入插销孔内(即上插销插入插销孔内时,下插销从插销孔内拔出;下插销插入插销孔内时,上插销从插销孔内拔出),并配合上升降油缸和下升降油缸的伸缩,实现海洋平台的升降。
在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术至少存在以下问题:
在海洋平台升降的过程中,海洋平台的重量是由插入插销孔的插销承载的。上插销或者下插销交替插入插销孔内,上插销和下插销中只有一半的插销在承载海洋平台的重量,极大限制了液压插销式升降系统可升降的海洋平台。
发明内容
为了解决现有技术极大限制了液压插销式升降系统可升降的海洋平台的问题,本发明实施例提供了一种液压插销式升降系统及其控制方法。所述技术方案如下:
第一方面,本发明实施例提供了一种液压插销式升降系统,所述液压插销式升降系统包括固桩架、上环梁、下环梁,N个上升降油缸、N个下升降油缸、N个上插销组件和N个下插销组件,N≥2且N为正整数;所述N个下升降油缸与所述N个上升降油缸一一对应,每个所述上升降油缸和每个所述下升降油缸均包括缸体和活塞杆;所述N个上插销组件与所述N个上升降油缸一一对应,所述N个下插销组件与所述N个下升降油缸一一对应,所述上插销组件和所述下插销组件均包括插销和插销油缸,桩腿上设有插销孔;
所述升降系统还包括控制装置,所述控制装置用于控制所述N个上升降油缸在任意时刻均处于不同的状态,控制所述N个下升降油缸在任意时刻均处于不同的状态,所述状态为所述上升降油缸或所述下升降油缸的活塞杆伸出的长度;
所述控制装置还用于控制所述上插销油缸在对应的所述上升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最大值时将对应的所述插销从所述插销孔中拔出,在对应的所述上升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最小值时将对应的所述插销插入所述插销孔中;控制所述下插销油缸在对应的所述下升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最大值时将对应的所述插销从所述插销孔中拔出,在对应的所述下升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最小值时将对应的所述插销插入所述插销孔中。
可选地,当所述N个上升降油缸中任意一个所述上升降油缸的活塞杆伸长的距离为最小值时,其它N-1个所述上升降油缸的活塞杆伸长的距离分别为X+(Y-X)/(N-1)、X+2*(Y-X)/(N-1)、X+3*(Y-X)/(N-1)、……、Y;当所述N个下升降油缸中任意一个所述下升降油缸的活塞杆伸长的距离为最小值时,其它N-1个所述下升降油缸的活塞杆伸长的距离分别为X+(Y-X)/(N-1)、X+2*(Y-X)/(N-1)、X+3*(Y-X)/(N-1)、……、Y;其中,X为所述最小值,Y为所述最大值。
可选地,所述上升降油缸在任意时刻所处的状态与对应的所述下升降油缸在同一时刻所处的状态不同。
可选地,N=3。
可选地,当所述上插销组件或所述下插销组件的插销从所述插销孔中拔出时,所述N个上升降油缸和所述N个下升降油缸的活塞杆停止伸缩0.2秒。
可选地,所述液压插销式升降系统还包括分别设置在各个所述上升降油缸和各个所述下升降油缸上的行程传感器,和分别设置在各个所述上插销组件和各个所述下插销组件上的行程开关。
优选地,所述控制装置包括处理器、存储器和若干电磁阀,所述处理器分别与所述存储器、各个所述行程传感器、各个所述行程开关和各个所述电磁阀电连接,所述若干电磁阀分别设置在所述N个上升降油缸、所述N个下升降油缸、所述N个上插销组件和所述N个下插销组件的油路上。
第二方面,本发明实施例提供了一种如第一方面提供的液压插销式升降系统的控制方法,所述控制方法包括:
控制N个上升降油缸在任意时刻均处于不同的状态,N个上升降油缸在任意时刻均处于不同的状态,所述状态为所述上升降油缸或所述下升降油缸的活塞杆伸出的长度;
当所述上升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最大值时,控制对应的上插销油缸将对应的插销从插销孔中拔出;
当所述上升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最小值时,控制对应的上插销油缸将对应的插销插入插销孔中;
当所述下升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最大值时,控制对应的下插销油缸将对应的插销从插销孔中拔出;
当所述下升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最小值时,控制对应的下插销油缸将对应的插销插入插销孔中。
可选地,当所述N个上升降油缸中任意一个所述上升降油缸的活塞杆伸长的距离为最小值时,其它N-1个所述上升降油缸的活塞杆伸长的距离分别为X+(Y-X)/(N-1)、X+2*(Y-X)/(N-1)、X+3*(Y-X)/(N-1)、……、Y;当所述N个下升降油缸中任意一个所述下升降油缸的活塞杆伸长的距离为最小值时,其它N-1个所述下升降油缸的活塞杆伸长的距离分别为X+(Y-X)/(N-1)、X+2*(Y-X)/(N-1)、X+3*(Y-X)/(N-1)、……、Y;其中,X为所述最小值,Y为所述最大值。
可选地,所述上升降油缸在任意时刻所处的状态与对应的所述下升降油缸在同一时刻所处的状态不同。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
通过N个上升降油缸活塞杆伸长的长度在任意时刻均不同,N个下升降油缸活塞杆伸长的长度在任意时刻均不同,并控制上插销油缸在对应的上升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最大值时将对应的插销从插销孔中拔出,在对应的上升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最小值时将对应的插销插入插销孔中,控制下插销油缸在对应的下升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最大值时将对应的插销从插销孔中拔出,在对应的下升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最小值时将对应的插销插入插销孔中,这样除活塞杆伸长的距离达到最大值的上升降油缸和下升降油缸之外,其它的上升降油缸和下升降油缸对应的上插销组件或下插销组件中的插销都可以插入在插销孔中,插入插销孔中插销的数量从N变成2(N-1),由于N在实际应用中大于或等于3,因此插入插销孔中插销的数量增多了(一个插销组件的承载能力可达600吨),液压插销式升降系统的承载能力得到提升。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的一种液压插销式升降系统的结构示意图;
图2a和图2b是本发明实施例一提供的上升降油缸和下升降油缸伸长的距离的示意图;
图3是本发明实施例一提供的上插销组件或下插销组件的结构示意图;
图4是本发明实施例二提供的一种液压插销式升降系统的控制方法的流程图;
图5是本发明实施例二提供的升降油缸工作过程的示意图;
图6a是本发明实施例二提供的升降油缸在第一个设定时间工作状态的示意图;
图6b是本发明实施例二提供的升降油缸在第二个设定时间工作状态的示意图;
图6c是本发明实施例二提供的升降油缸在第三个设定时间工作状态的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
本发明实施例提供了一种液压插销式升降系统,参见图1,该液压插销式升降系统包括固桩架10、上环梁21、下环梁22,N个上升降油缸31、N个下升降油缸32、N个上插销组件41和N个下插销组件42,N≥2且N为正整数。
在本实施例中,固桩架10与海洋平台固定连接,上环梁21和下环梁22设置在固桩架10的内部并套设在桩腿100外。参见图2a和图2b,每个上升降油缸31和每个下升降油缸32均包括缸体30a和一端设置在缸体30a内、另一端从缸体30a伸出的活塞杆30b,每个活塞杆30b的伸缩方向与桩腿100的长度方向平行。每个上升降油缸31的缸体30a均设置在上环梁21上,N个上插销组件41与N个上升降油缸31一一对应,各个上插销组件41设置在对应的上升降油缸31的活塞杆30b伸出缸体30a的一端上。N个下升降油缸32与N个上升降油缸31一一对应,每个下升降油缸32的缸体30a均设置在下环梁22上且与对应的上升降油缸31相对设置,N个下插销组件42与N个下升降油缸32一一对应,各个下插销组件42设置在对应的下升降油缸32的活塞杆30b伸出缸体30a的一端上。参见图3,上插销组件41和下插销组件42均包括插销40a和插销油缸40b,插销油缸40b用于驱动对应的插销40a,桩腿100上沿桩腿100的长度方向设有供上插销组件41或下插销组件42的插销插入的插销孔100a。
升降系统还包括控制装置,控制装置用于控制N个上升降油缸31在任意时刻均处于不同的状态,控制N个下升降油缸32在任意时刻均处于不同的状态,状态为上升降油缸或下升降油缸的活塞杆伸出的长度(如图2a和图2b所示)。
控制装置还用于控制上插销油缸41在对应的上升降油缸31的活塞杆伸长的距离达到最大值时将对应的插销40a从插销孔100a中拔出,在对应的上升降油缸31的活塞杆伸长的距离达到最小值时将对应的插销40a插入插销孔100b中;控制下插销油缸42在对应的下升降油缸32的活塞杆伸长的距离达到最大值时将对应的插销40a从插销孔100a中拔出,在对应的下升降油缸32的活塞杆伸长的距离达到最小值时将对应的插销40a插入插销孔100a中。
本发明实施例通过N个上升降油缸活塞杆伸长的长度在任意时刻均不同,N个下升降油缸活塞杆伸长的长度在任意时刻均不同,并控制上插销油缸在对应的上升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最大值时将对应的插销从插销孔中拔出,在对应的上升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最小值时将对应的插销插入插销孔中,控制下插销油缸在对应的下升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最大值时将对应的插销从插销孔中拔出,在对应的下升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最小值时将对应的插销插入插销孔中,这样除活塞杆伸长的距离达到最大值的上升降油缸和下升降油缸之外,其它的上升降油缸和下升降油缸对应的上插销组件或下插销组件中的插销都可以插入在插销孔中,插入插销孔中插销的数量从N变成2(N-1),由于N在实际应用中大于或等于3,因此插入插销孔中插销的数量增多了(一个插销组件的承载能力可达600吨),液压插销式升降系统的承载能力得到提升。
在具体实现中,液压插销式升降系统还可以包括分别设置在各个上升降油缸和各个下升降油缸上的行程传感器,和分别设置在各个上插销组件和各个下插销组件上的行程开关。其中,行程传感器用于检测上升降油缸或下升降油缸伸缩的长度,行程开关用于在上插销组件或下插销组件的插销移动到指定位置(插入插销孔中和从插销孔中拔出)时发出信号。
进一步地,控制装置可以包括处理器、存储器和若干电磁阀,处理器分别与存储器、各个行程传感器、各个行程开关和各个电磁阀电连接,若干电磁阀分别设置在N个上升降油缸、N个下升降油缸、N个上插销组件和N个下插销组件的油路上。
具体地,存储器中存储有控制程序,处理器中运行存储器中存储的控制程序:在行程传感器检测到升降油缸伸缩的长度达到设定值(最大值或最小值)时,控制升降油缸对应的插销组件中的插销油缸的油路上的电磁阀动作,使插销油缸驱动插销动作;在行程开关检测到插销组件的插销移动到指定位置(插入插销孔中和从插销孔中拔出)时,控制插销组件对应的升降油缸的油路上的电磁阀动作,使升降油缸动作。
在实际应用中,当上插销组件或下插销组件的插销从插销孔中拔出时,N个上升降油缸和N个下升降油缸的活塞杆会停止伸缩0.2秒。
同时当N个上升降油缸和N个下升降油缸中至少一个的活塞杆伸缩时,禁止插销从插销孔中拔出。
也就是说,在实际应用中,升降油缸的伸缩和对应的插销组件的插拔不能同时进行,以使升降系统安全运行。
可选地,当N个上升降油缸31中任意一个上升降油缸31的活塞杆伸长的距离为最小值时,其它N-1个上升降油缸31的活塞杆伸长的距离分别为X+(Y-X)/(N-1)、X+2*(Y-X)/(N-1)、X+3*(Y-X)/(N-1)、……、Y;当N个下升降油缸32中任意一个下升降油缸32的活塞杆伸长的距离为最小值时,其它N-1个下升降油缸32的活塞杆伸长的距离分别为X+(Y-X)/(N-1)、X+2*(Y-X)/(N-1)、X+3*(Y-X)/(N-1)、……、Y;其中,X为最小值,Y为最大值。
具体地,当一个上升降油缸31伸长的距离为0时,从伸长的距离为0的上升降油缸31开始,上环梁21上沿上环梁31的周向的第i个上升降油缸41伸长的距离为(i-1)*S。当一个下升降油缸32伸长的距离为0时,从伸长的距离为0的下升降油缸32开始,下环梁22上沿下环梁22的周向的第i个下升降油缸32伸长的距离为(i-1)*S。其中,1≤i≤N且i为整数,N为上升降油缸31或下升降油缸32的数量,S为桩腿100上沿桩腿100的长度方向相邻两个插销孔100a之间的距离。
图2a和图2b以N=3为例,三个上升降油缸31伸长的距离分别为(1-1)*S=0、(2-1)*S=S、(3-1)*S=2*S;三个下升降油缸32伸长的距离分别为(1-1)*S=0、(2-1)*S=S、(3-1)*S=2*S。
更具体地,伸长的距离小于(N-1)*S的上升降油缸31对应的上插销组件41的插销40a插入在插销孔100a中,伸长的距离为(N-1)*S的上升降油缸31对应的上插销组件41的插销40a没有插入在插销孔100a中;伸长的距离小于(N-1)*S的下升降油缸32对应的下插销组件42的插销40a插入在插销孔100a中,伸长的距离为(N-1)*S的下升降油缸32对应的下插销组件42的插销40a没有插入在插销孔100a中。将所有能插入插销孔100a的插销都插入在插销孔100a中,最大限度提升液压插销式升降系统的承载能力。
可选地,如图2a和图2b所示,上升降油缸31在任意时刻所处的状态可以与对应的下升降油缸32在同一时刻所处的状态不同,即伸长距离为0的上升降油缸31不与伸长距离为0的下升降油缸32相对设置。如果伸长距离为0的上升降油缸31与伸长距离为0的下升降油缸32相对设置,则伸长的距离为(N-1)*S的上升降油缸31与伸长的距离为(N-1)*S的下升降油缸32也是相对设置,伸长的距离为(N-1)*S的上升降油缸31对应的插销组件41的插销40a没有插入在插销孔100a中,伸长的距离为(N-1)*S的下升降油缸32对应的下插销组件42的插销40a也没有插入在插销孔100a中,导致液压插销式升降系统载荷分布不均匀,造成液压插销式升降系统出现倾斜而无法正常工作。因此伸长距离为0的上升降油缸31不与伸长距离为0的下升降油缸32相对设置,上升降油缸31对应的插销组件41的插销40a和下升降油缸32对应的下插销组件42的插销40a中至少一个插入在插销孔100a中。
可选地,N=3。一方面插入插销孔100a中插销的数量从3变成4,插入插销孔100a中插销的数量增多了,液压插销式升降系统的承载能力得到提升(提升33%);另一方面上升降油缸和下升降油缸伸长的最大距离只需要2S,对上升降油缸和下升降油缸伸长的要求达到最低,最大限度降低液压插销式升降系统的实现成本。
需要说明的是,桁架式升降系统的桩腿通常由三个弦,三个弦分别均匀布置在三角形的三个顶点上,N=3时刚好每个弦上布置一个上升降油缸、一个下升降油缸、一个上插销组件和一个下插销组件。
另外,在实际应用中,每个上升降油缸和下升降油缸通常包括两个缸体和设置在缸体内的活塞杆,同一个升降油缸中两个活塞杆任意时刻的长度相同。也就是说,一个插销组件对应两个设置有活塞杆的缸体,一个桩腿上有三个弦,一个弦上设有一个上升降油缸、一个下升降油缸、一个上插销组件和一个下插销组件,因此一个桩腿上设有六个插销组件和十二个设有活塞杆的缸体。
如果上述六个插销组件和十二个设有活塞杆的缸体按照现有方式(详见背景技术)动作,则六个插销组件中至少有三个的插销插入在插销孔中,十二个设有活塞杆的缸体中至少有六个同时作用在桩腿上,每个设有活塞杆的缸体的承载能力为600吨,则单个桩腿的承载能力为3600吨。
而如果上述六个插销组件和十二个设有活塞杆的缸体按照本实施例的方式动作,则六个插销组件中至少有四个的插销插入在插销孔中,十二个设有活塞杆的缸体中至少有八个同时作用在桩腿上,每个设有活塞杆的缸体的承载能力为600吨,则单个桩腿的承载能力为4800吨。
可选地,如图1所示,该液压插销式升降系统还可以包括环梁连接柱50,环梁连接柱50的两端分别与相对设置的上升降油缸31和下升降油缸32连接。加强升降部件之间的连接,使整体升降更加平稳。
可选地,如图3所示,上插销组件41和下插销组件42均还可以包括插拔支架40c,插销油缸40b包括缸体40d和一端设置在缸体40d内、另一端从缸体40d伸出的活塞杆40e,插销油缸40b的缸体40d固定在对应的插拔支架40c上,插销40a设置在对应的插销油缸40b的活塞杆40e伸出缸体40d的一端上。利用插拔支架实现插销油缸的固定,利用插销油缸实现插销的插入和拔出。
优选地,上升降油缸31或下升降油缸32上设有吊耳,插拔支架40c上开设有与吊耳匹配的吊耳孔,吊耳孔中插入有连接插拔支架40c和吊耳的销轴。利用销轴实现连接,拆卸十分方便。
实施例二
本发明实施例提供了一种如实施例一提供的液压插销式升降系统的控制方法,参见图4,该控制方法包括:
步骤201:控制N个上升降油缸在任意时刻均处于不同的状态,N个上升降油缸在任意时刻均处于不同的状态,状态为上升降油缸或下升降油缸的活塞杆伸出的长度。
步骤202:当上升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最大值时,控制对应的上插销油缸将对应的插销从插销孔中拔出;当上升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最小值时,控制对应的上插销油缸将对应的插销插入插销孔中;当下升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最大值时,控制对应的下插销油缸将对应的插销从插销孔中拔出;当下升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最小值时,控制对应的下插销油缸将对应的插销插入插销孔中。
本发明实施例通过N个上升降油缸活塞杆伸长的长度在任意时刻均不同,N个下升降油缸活塞杆伸长的长度在任意时刻均不同,并控制上插销油缸在对应的上升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最大值时将对应的插销从插销孔中拔出,在对应的上升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最小值时将对应的插销插入插销孔中,控制下插销油缸在对应的下升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最大值时将对应的插销从插销孔中拔出,在对应的下升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最小值时将对应的插销插入插销孔中,这样除活塞杆伸长的距离达到最大值的上升降油缸和下升降油缸之外,其它的上升降油缸和下升降油缸对应的上插销组件或下插销组件中的插销都可以插入在插销孔中,插入插销孔中插销的数量从N变成2(N-1),由于N在实际应用中大于或等于3,因此插入插销孔中插销的数量增多了(一个插销组件的承载能力可达600吨),液压插销式升降系统的承载能力得到提升。
可选地,当N个上升降油缸31中任意一个上升降油缸31的活塞杆伸长的距离为最小值时,其它N-1个上升降油缸31的活塞杆伸长的距离分别为X+(Y-X)/(N-1)、X+2*(Y-X)/(N-1)、X+3*(Y-X)/(N-1)、……、Y;当N个下升降油缸32中任意一个下升降油缸32的活塞杆伸长的距离为最小值时,其它N-1个下升降油缸32的活塞杆伸长的距离分别为X+(Y-X)/(N-1)、X+2*(Y-X)/(N-1)、X+3*(Y-X)/(N-1)、……、Y;其中,X为最小值,Y为最大值。
在具体实现中,在初始阶段,控制一个上升降油缸伸长的距离为0,从伸长的距离为0的上升降油缸开始,上环梁上沿上环梁的周向的第i个上升降油缸伸长的距离为(i-1)*S;同时控制一个下升降油缸伸长的距离为0,从伸长的距离为0的下升降油缸开始,下环梁上沿下环梁的周向的第i个下升降油缸伸长的距离为(i-1)*S;其中,1≤i≤N且i为整数,N为上升降油缸或下升降油缸的数量,S为桩腿上沿桩腿的长度方向相邻两个插销孔之间的距离。
在升降阶段,每隔设定时间控制伸长的距离小于(N-1)*S的上升降油缸和下升降油缸伸长S,伸长的距离为小于(N-1)*S的上升降油缸和下升降油缸伸长的距离变为0。
同时,当上升降油缸伸长的距离变为0时,将上升降油缸对应的上插销组件的插销插入插销孔中;当上升降油缸伸长的距离变为(N-1)*S时,将上升降油缸对应的上插销组件的插销从插销孔中拔出;当下升降油缸伸长的距离变为0时,将下升降油缸对应的下插销组件的插销插入插销孔中;当下升降油缸伸长的距离变为(N-1)*S时,将下升降油缸对应的下插销组件的插销从插销孔中拔出。
参见图5,还是以N=3为例,在第一个设定时间,如图6a所示,三个升降油缸伸长的距离分别为0、S、2*S,前两个升降油缸对应的插销组件的插销插入在插销孔中,第三个升降油缸对应的插销组件的插销从插销孔中拔出;在第二个设定时间,如图6b所示,第一个升降油缸伸长的距离从0伸长为S,第一个升降油缸对应的插销组件的插销继续插入在插销孔中,第二个升降油缸伸长的距离从S伸长为2*S,第二个升降油缸对应的插销组件的插销从插销孔中拔出,第三个升降油缸伸长的距离从2*S变为0,第三个升降油缸对应的插销组件的插销插入在插销孔中;在第三个设定时间,如图6c所示,第一个升降油缸伸长的距离从S伸长为2*S,第一个升降油缸对应的插销组件的插销从插销孔中拔出,第二个升降油缸伸长的距离从2*S变为0,第二个升降油缸对应的插销组件的插销插入在插销孔中,第三个升降油缸伸长的距离从0伸长为S,第三个升降油缸对应的插销组件的插销继续插入在插销孔中,然后不断循环。
由此可以看出,升降油缸每次伸长的距离等于桩腿上相邻两个插销孔之间的距离(即插销孔的节距),每次缩回的距离等于升降油缸的行程。在上述举例中,升降油缸的行程2*S是插销孔的节距的两倍,升降油缸缩回的速度是升降油缸伸长的速度的两倍。
在实际应用中,当上插销组件或下插销组件的插销从插销孔中拔出时,N个上升降油缸和N个下升降油缸的活塞杆会停止伸缩0.2秒。
同时当N个上升降油缸和N个下升降油缸中至少一个的活塞杆伸缩时,禁止插销从插销孔中拔出。
也就是说,在实际应用中,升降油缸的伸缩和对应的插销组件的插拔不能同时进行,以使升降系统安全运行。
可选地,上升降油缸在任意时刻所处的状态可以与对应的下升降油缸在同一时刻所处的状态不同,避免导致液压插销式升降系统载荷分布不均匀,造成液压插销式升降系统出现倾斜而无法正常工作。
可选地,N=3。一方面插入插销孔中插销的数量从3变成4,插入插销孔中插销的数量增多了,液压插销式升降系统的承载能力得到提升(提升33%);另一方面上升降油缸和下升降油缸伸长的最大距离只需要2S,对上升降油缸和下升降油缸伸长的要求达到最低,最大限度降低液压插销式升降系统的实现成本。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,也可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,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 (10)

1.一种液压插销式升降系统,所述液压插销式升降系统包括固桩架、上环梁、下环梁,N个上升降油缸、N个下升降油缸、N个上插销组件和N个下插销组件,N≥2且N为正整数;所述N个下升降油缸与所述N个上升降油缸一一对应,每个所述上升降油缸和每个所述下升降油缸均包括缸体和活塞杆;所述N个上插销组件与所述N个上升降油缸一一对应,所述N个下插销组件与所述N个下升降油缸一一对应,所述上插销组件和所述下插销组件均包括插销和插销油缸,桩腿上设有插销孔;
其特征在于,所述升降系统还包括控制装置,所述控制装置用于控制所述N个上升降油缸在任意时刻均处于不同的状态,控制所述N个下升降油缸在任意时刻均处于不同的状态,所述状态为所述上升降油缸或所述下升降油缸的活塞杆伸出的长度;
所述控制装置还用于控制所述上插销油缸在对应的所述上升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最大值时将对应的所述插销从所述插销孔中拔出,在对应的所述上升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最小值时将对应的所述插销插入所述插销孔中;控制所述下插销油缸在对应的所述下升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最大值时将对应的所述插销从所述插销孔中拔出,在对应的所述下升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最小值时将对应的所述插销插入所述插销孔中。
2.根据权利要求1所述的液压插销式升降系统,其特征在于,当所述N个上升降油缸中任意一个所述上升降油缸的活塞杆伸长的距离为最小值时,其它N-1个所述上升降油缸的活塞杆伸长的距离分别为X+(Y-X)/(N-1)、X+2*(Y-X)/(N-1)、X+3*(Y-X)/(N-1)、……、Y;当所述N个下升降油缸中任意一个所述下升降油缸的活塞杆伸长的距离为最小值时,其它N-1个所述下升降油缸的活塞杆伸长的距离分别为X+(Y-X)/(N-1)、X+2*(Y-X)/(N-1)、X+3*(Y-X)/(N-1)、……、Y;其中,X为所述最小值,Y为所述最大值。
3.根据权利要求1或2所述的液压插销式升降系统,其特征在于,所述上升降油缸在任意时刻所处的状态与对应的所述下升降油缸在同一时刻所处的状态不同。
4.根据权利要求1或2所述的液压插销式升降系统,其特征在于,N=3。
5.根据权利要求1或2所述的液压插销式升降系统,其特征在于,当所述上插销组件或所述下插销组件的插销从所述插销孔中拔出时,所述N个上升降油缸和所述N个下升降油缸的活塞杆停止伸缩0.2秒。
6.根据权利要求1或2所述的液压插销式升降系统,其特征在于,所述液压插销式升降系统还包括分别设置在各个所述上升降油缸和各个所述下升降油缸上的行程传感器,和分别设置在各个所述上插销组件和各个所述下插销组件上的行程开关。
7.根据权利要求6所述的液压插销式升降系统,其特征在于,所述控制装置包括处理器、存储器和若干电磁阀,所述处理器分别与所述存储器、各个所述行程传感器、各个所述行程开关和各个所述电磁阀电连接,所述若干电磁阀分别设置在所述N个上升降油缸、所述N个下升降油缸、所述N个上插销组件和所述N个下插销组件的油路上。
8.一种如权利要求1~7任一项所述的液压插销式升降系统的控制方法,其特征在于,所述控制方法包括:
控制N个上升降油缸在任意时刻均处于不同的状态,N个上升降油缸在任意时刻均处于不同的状态,所述状态为所述上升降油缸或所述下升降油缸的活塞杆伸出的长度;
当所述上升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最大值时,控制对应的上插销油缸将对应的插销从插销孔中拔出;
当所述上升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最小值时,控制对应的上插销油缸将对应的插销插入插销孔中;
当所述下升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最大值时,控制对应的下插销油缸将对应的插销从插销孔中拔出;
当所述下升降油缸的活塞杆伸长的距离达到最小值时,控制对应的下插销油缸将对应的插销插入插销孔中。
9.根据权利要求8所述的控制方法,其特征在于,当所述N个上升降油缸中任意一个所述上升降油缸的活塞杆伸长的距离为最小值时,其它N-1个所述上升降油缸的活塞杆伸长的距离分别为X+(Y-X)/(N-1)、X+2*(Y-X)/(N-1)、X+3*(Y-X)/(N-1)、……、Y;当所述N个下升降油缸中任意一个所述下升降油缸的活塞杆伸长的距离为最小值时,其它N-1个所述下升降油缸的活塞杆伸长的距离分别为X+(Y-X)/(N-1)、X+2*(Y-X)/(N-1)、X+3*(Y-X)/(N-1)、……、Y;其中,X为所述最小值,Y为所述最大值。
10.根据权利要求8或9所述的控制方法,其特征在于,所述上升降油缸在任意时刻所处的状态与对应的所述下升降油缸在同一时刻所处的状态不同。
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