CN108116987A - 支腿调平方法、系统及工程机械 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种该支腿调平方法、系统及工程机械，属于自动控制领域。所述支腿用于支撑工程机械，所述支腿的垂直油缸安装有第一检测单元，该方法包括：控制所述支腿进行伸动作直到所述第一检测单元检测到所述油缸的活塞距离所述油缸的底部第一预设距离时停止；检测所述工程机械的倾角；以及控制所述支腿进行自动调节直到所述倾角为零。本发明缩短了调平距离，提高了调平的效率和精度，提高了车辆施工作业的稳定性和可靠性。

Description

支腿调平方法、系统及工程机械
技术领域
本发明涉及自动控制领域，具体地涉及一种支腿调平方法、系统及工程机械。
背景技术
起重机作业打开支腿后，车身的水平度是整车的安全作业的基础。高精度的调平系统能为起重机安全作业提供可靠的保证。自动调平系统能够提高起重机的反应速度和精确性，对起重机安全、高效使用具有重要作用。
目前，起重机支腿调平采用两种方式。1、通过操作支腿操纵杆手动调平，观察取水平仪气泡，操纵者对支腿进行手动伸缩调平。2、通过操作支腿控制箱，利用倾角传感器角度手动调平或者自动调平。
由于成本、维修等因素，起重机支腿调平主要通过手动调平，即通过观察倾角传感器角度显示，操作支腿箱对支腿进行手动伸缩。这样的手动调平操作过程繁琐，降低了起重机的工作效率，并对手动调平操作人员的个人经验和现场观察判断能力依赖性很大。在较大吨位起重机中，支腿伸缩采用比例阀控制，由于控制方法的不同，自动调平的效果不同，有些具有较好的稳态特性但有超调，有些调节时间较长，有些在调平过程中会产生复杂的震荡，出现虚腿直接影响产品安全性。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种支腿调平方法、系统及工程机械，该支腿调平方法、系统及工程机械缩短了调平距离，提高了调平的效率和精度，提高了车辆施工作业的稳定性和可靠性。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种支腿调平方法，所述支腿用于支撑工程机械，所述支腿的垂直油缸安装有第一检测单元，该方法包括：控制所述支腿进行伸动作直到所述第一检测单元检测到所述油缸的活塞距离所述油缸的底部第一预设距离时停止；检测所述工程机械的倾角；以及控制所述支腿进行自动调节直到所述倾角为零。
优选地，在控制所述支腿进行自动调节直到所述倾角为零之后，该方法还包括：检测所述油缸的油压；以及调节所述支腿直到所述油压在第一预设范围内。
优选地，控制所述支腿进行自动调节包括：在所检测的工程机械的X轴方向倾角在第二预设范围内，且所检测的工程机械的Y轴方向倾角在第三预设范围内时，控制所述支腿进行精调；在所检测的工程机械的X轴方向倾角不在所述第二预设范围内，和/或所检测的工程机械的Y轴方向倾角不在所述第三预设范围内时，控制所述支腿进行粗调。
优选地，在控制所述支腿进行粗调达到第一预设时间，所述工程机械的倾角仍不为零时，控制所述支腿进行精调。
优选地，控制所述支腿进行精调包括：先沿X轴方向和Y轴方向中倾角较大的方向进行调平，再沿另一方向进行调平。
优选地，所述支腿的垂直油缸还安装有第二检测单元，该方法还包括：在所述第二检测单元检测到所述油缸的活塞距离所述油缸的顶部小于等于第二预设距离且持续第二预设时间时，停止调平并报警。
本发明实施例还提供一种支腿调平系统，所述支腿用于支撑工程机械，所述支腿的垂直油缸安装有第一检测单元，该系统包括：倾角传感器以及控制单元，其中，所述控制单元用于控制所述支腿进行伸动作直到所述第一检测单元检测到所述油缸的活塞距离所述油缸的底部第一预设距离时停止；所述倾角传感器用于检测所述工程机械的倾角；以及所述控制单元还用于控制所述支腿进行自动调节直到所述倾角为零。
优选地，该系统还包括压力传感器，用于检测所述油缸的油压；所述控制单元还用于调节所述支腿直到所述油压在第一预设范围内。
优选地，所述控制单元还用于：在所检测的工程机械的X轴方向倾角在第二预设范围内，且所检测的工程机械的Y轴方向倾角在第三预设范围内时，控制所述支腿进行精调；在所检测的工程机械的X轴方向倾角不在所述第二预设范围内，和/或所检测的工程机械的Y轴方向倾角不在所述第三预设范围内时，控制所述支腿进行粗调。
优选地，所述控制单元还用于：在控制所述支腿进行粗调达到第一预设时间，所述工程机械的倾角仍不为零时，控制所述支腿进行精调。
优选地，所述控制单元还用于：先沿X轴方向和Y轴方向中倾角较大的方向进行调平，再沿另一方向进行调平。
优选地，所述支腿的垂直油缸还安装有第二检测单元，所述控制单元还用于：在所述第二检测单元检测到所述油缸的活塞距离所述油缸的顶部小于等于第二预设距离且持续第二预设时间时，停止调平并报警。
本发明还提供一种工程机械，该工程机械包括上文所述的支腿调平系统。
通过上述技术方案，采用本发明提供的支腿调平方法、系统及工程机械，通过设置检测单元限定了支腿调平范围，缩短了调平距离，将调平过程分为精调和粗调，提高了调平的效率和精度，同时通过压力传感器数值判断是否有虚腿，大大降低了虚腿的可能性。整个调平过程减少了对操作者经验的依赖，提高了车辆施工作业的稳定性和可靠性。
本发明实施例的其它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实施例的进一步理解，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实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是本发明一实施例提供的支腿调平方法的流程图；
图2本发明另一实施例提供的支腿调平方法的流程图；
图3是本发明一实施例提供的自动调节的流程图；
图4是本发明一实施例提供的支腿调平系统的结构示意图；
图5是本发明另一实施例提供的支腿调平系统的结构示意图；
图6是本发明一实施例提供的检测单元的安装示意图。
附图标记说明
1 倾角传感器 2 控制单元
3 压力传感器 4 第一检测单元
5 第二检测单元。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例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实施例，并不用于限制本发明实施例。
图1是本发明一实施例提供的支腿调平方法的流程图。如图1所示，所述支腿用于支撑工程机械，所述支腿的垂直油缸安装有第一检测单元，该方法包括：控制所述支腿进行伸动作直到所述第一检测单元检测到所述油缸的活塞距离所述油缸的底部第一预设距离时停止(步骤S11)；检测所述工程机械的倾角(步骤S12)；以及控制所述支腿进行自动调节直到所述倾角为零(步骤S13)。
在本实施例中，工程机械可以具有多个支腿(例如四个)，每个支腿均安装有第一检测单元，在车辆起动有支腿伸需求时，自动开启油门升至最大转速持续一段时间，阀开口至最大，每个第一检测单元进行检测，在某一个第一检测单元检测到油缸的活塞距离油缸的底部第一预设距离时，停止控制对应支腿的伸动作。出厂前工程机械可以做好零位标定，位于水平地面且四支腿全伸时倾角为零。因此，若所检测的倾角为零，则不需要再调平；若所检测的倾角不为零，则可以进行手动调节或者自动调节。自动调节具体的调节方法将在下文叙述。
图2是本发明另一实施例提供的支腿调平方法的流程图。如图2所示，该方法还包括：控制所述支腿进行伸动作(步骤S21)；判断所述油缸的活塞是否距离所述油缸的底部第一预设距离(步骤S22)；在所述油缸的活塞距离所述油缸的底部第一预设距离时，停止控制所述支腿的伸动作(步骤S23)；检测所述工程机械的倾角(步骤S24)；判断所述倾角是否为零(步骤S25)；在所述倾角不为零时，控制所述支腿进行自动调节(步骤S26)；在所述倾角为零时，检测所述油缸的油压(步骤S27)；判断所述油压是否在第一预设范围内(步骤S28)；在所述油压不在第一预设范围内时，手动微调所述支腿(步骤S29)；在所述油压在第一预设范围内时，结束调平(步骤S210)。
在本实施例中，为了避免虚腿现象出现，在倾角为零时，还需要检测油缸的油压。并且其中，油缸的油压在第一预设范围内，则允许作业；任一支腿的油缸的油压不在第一预设范围内，则手动微调该支腿至油缸的油压在第一预设范围内。虽然手动微调会调节支腿，但是由于手动微调在此对支腿的调节非常小，因此对工程机械整体的影响同样非常小，所以并不会对工程机械的倾角造成明显的改变。
图3是本发明一实施例提供的自动调节的流程图。如图3所示，控制所述支腿进行自动调节包括：判断所检测的工程机械的X轴方向倾角是否在第二预设范围内(步骤S31)；在所检测的工程机械的X轴方向倾角在第二预设范围内时，判断所检测的工程机械的Y轴方向倾角是否在第三预设范围内(步骤S32)；在所检测的工程机械的Y轴方向倾角在第三预设范围内时，控制所述支腿进行精调(步骤S33)；在所检测的工程机械的X轴方向倾角不在所述第二预设范围内，和/或所检测的工程机械的Y轴方向倾角不在所述第三预设范围内时，控制所述支腿进行粗调(步骤S34)。
在控制所述支腿进行粗调时，可以判断控制所述支腿进行粗调是否达到第一预设时间(步骤S35)；在达到第一预设时间时，控制所述支腿进行精调(步骤S33)。
本实施例中，提供了自动调平过程中的两个阶段，即粗调和精调的使用时机。另无论在进行粗调或是精调，当倾角为零时均结束调平。
在进行自动调平时，实时检测工程机械的倾角，若X轴方向倾角在第二预设范围内，且Y轴方向倾角在第三预设范围内，则直接进行精调，直至所检测的工程机械的倾角为零；若X轴方向倾角和Y轴方向倾角有至少一者不在预设范围内，则先进行粗调，达到第一预设时间时所检测的工程机械的倾角仍不为零则停止粗调进行精调程序。
控制所述支腿进行精调可以包括：先沿X轴方向和Y轴方向中倾角较大的方向进行调平，再沿另一方向进行调平。例如，在X轴方向倾角大于Y轴方向倾角时，可以先将X轴方向倾角调为零，再将Y轴方向倾角调为零；在Y轴方向倾角大于X轴方向倾角时，可以先将Y轴方向倾角调为零，再将X轴方向倾角调为零。调平可基于PID控制、神经网络控制以及预测控制等方法。
控制所述支腿进行粗调可以包括逐低法或中心不动调平法等，在此不做限定。
另外，支腿的垂直油缸还安装有第二检测单元，在整体调平过程中，无论何时，只要第二检测单元检测到油缸的活塞距离油缸的顶部小于等于第二预设距离且持续第二预设时间时，即说明此处超出了工程机械作业的允许范围，停止调平并报警。
图4是本发明一实施例提供的支腿调平系统的结构示意图。如图4所示，所述支腿用于支撑工程机械，所述支腿的垂直油缸安装有第一检测单元4，该系统包括：倾角传感器1以及控制单元2，其中，所述控制单元2用于控制所述支腿进行伸动作直到所述第一检测单元4检测到所述油缸的活塞距离所述油缸的底部第一预设距离时停止；所述倾角传感器1用于检测所述工程机械的倾角；以及所述控制单元2还用于控制所述支腿进行自动调节直到所述倾角为零。
图5是本发明另一实施例提供的支腿调平系统的结构示意图。如图5所示，该系统还包括压力传感器3，用于检测所述油缸的油压；所述控制单元2还用于调节所述支腿直到所述油压在第一预设范围内。
优选地，所述控制单元2还用于：在所检测的工程机械的X轴方向倾角在第二预设范围内，且所检测的工程机械的Y轴方向倾角在第三预设范围内时，控制所述支腿进行精调；在所检测的工程机械的X轴方向倾角不在所述第二预设范围内，和/或所检测的工程机械的Y轴方向倾角不在所述第三预设范围内时，控制所述支腿进行粗调。
优选地，所述控制单元2还用于：在控制所述支腿进行粗调达到第一预设时间，所述工程机械的倾角仍不为零时，控制所述支腿进行精调。
优选地，所述控制单元2还用于：先沿X轴方向和Y轴方向中倾角较大的方向进行调平，再沿另一方向进行调平。
优选地，所述支腿的垂直油缸还安装有第二检测单元5，所述控制单元2还用于：在所述第二检测单元5检测到所述油缸的活塞距离所述油缸的顶部小于等于第二预设距离且持续第二预设时间时，停止调平并报警。
图6是本发明一实施例提供的检测单元的安装示意图。如图6所示，第一检测单元4和第二检测单元5可以是接近开关，在四条支腿的垂直油缸上分别安装第一检测单元4和第二检测单元5。第二检测单元5的位置由底盘离去角和接近角计算得出，第一检测单元4的位置是在安装允许的情况下无限接近于油缸底部。第二检测单元5所在位置是为了使车辆能够安全工作设置的，即支腿伸出的长度超过第二检测单元5的位置才允许作业(例如图6所示)。第一检测单元4是为了防止油缸屏压设置的，由于垂直油缸活塞始终没有到达缸底，不会产生屏压，使压力传感器的读数有效可靠。
本发明还提供一种工程机械，该工程机械包括上文所述的支腿调平系统。
通过上述技术方案，采用本发明提供的支腿调平方法、系统及工程机械，通过设置检测单元限定了支腿调平范围，缩短了调平距离，将调平过程分为精调和粗调，提高了调平的效率和精度，同时通过压力传感器数值判断是否有虚腿，大大降低了虚腿的可能性。整个调平过程减少了对操作者经验的依赖，提高了车辆施工作业的稳定性和可靠性。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例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实施例的保护范围。
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，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，本发明实施例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实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (13)

1.一种支腿调平方法，其特征在于，所述支腿用于支撑工程机械，所述支腿的垂直油缸安装有第一检测单元，该方法包括：
控制所述支腿进行伸动作直到所述第一检测单元检测到所述油缸的活塞距离所述油缸的底部第一预设距离时停止；
检测所述工程机械的倾角；以及
控制所述支腿进行自动调节直到所述倾角为零。
2.根据权利要求1所述的支腿调平方法，其特征在于，在控制所述支腿进行自动调节直到所述倾角为零之后，该方法还包括：
检测所述油缸的油压；以及
调节所述支腿直到所述油压在第一预设范围内。
3.根据权利要求1所述的支腿调平方法，其特征在于，控制所述支腿进行自动调节包括：
在所检测的工程机械的X轴方向倾角在第二预设范围内，且所检测的工程机械的Y轴方向倾角在第三预设范围内时，控制所述支腿进行精调；
在所检测的工程机械的X轴方向倾角不在所述第二预设范围内，和/或所检测的工程机械的Y轴方向倾角不在所述第三预设范围内时，控制所述支腿进行粗调。
4.根据权利要求3所述的支腿调平方法，其特征在于，该方法还包括：
在控制所述支腿进行粗调达到第一预设时间，所述工程机械的倾角仍不为零时，控制所述支腿进行精调。
5.根据权利要求3所述的支腿调平方法，其特征在于，控制所述支腿进行精调包括：
先沿X轴方向和Y轴方向中倾角较大的方向进行调平，再沿另一方向进行调平。
6.根据权利要求1所述的支腿调平方法，其特征在于，所述支腿的垂直油缸还安装有第二检测单元，该方法还包括：
在所述第二检测单元检测到所述油缸的活塞距离所述油缸的顶部小于等于第二预设距离且持续第二预设时间时，停止调平并报警。
7.一种支腿调平系统，其特征在于，所述支腿用于支撑工程机械，所述支腿的垂直油缸安装有第一检测单元，该系统包括：
倾角传感器以及控制单元，其中，
所述控制单元用于控制所述支腿进行伸动作直到所述第一检测单元检测到所述油缸的活塞距离所述油缸的底部第一预设距离时停止；
所述倾角传感器用于检测所述工程机械的倾角；以及
所述控制单元还用于控制所述支腿进行自动调节直到所述倾角为零。
8.根据权利要求7所述的支腿调平系统，其特征在于，
该系统还包括压力传感器，用于检测所述油缸的油压；
所述控制单元还用于调节所述支腿直到所述油压在第一预设范围内。
9.根据权利要求7所述的支腿调平系统，其特征在于，所述控制单元还用于：
在所检测的工程机械的X轴方向倾角在第二预设范围内，且所检测的工程机械的Y轴方向倾角在第三预设范围内时，控制所述支腿进行精调；
在所检测的工程机械的X轴方向倾角不在所述第二预设范围内，和/或所检测的工程机械的Y轴方向倾角不在所述第三预设范围内时，控制所述支腿进行粗调。
10.根据权利要求9所述的支腿调平系统，其特征在于，所述控制单元还用于：
在控制所述支腿进行粗调达到第一预设时间，所述工程机械的倾角仍不为零时，控制所述支腿进行精调。
11.根据权利要求9所述的支腿调平系统，其特征在于，所述控制单元还用于：
先沿X轴方向和Y轴方向中倾角较大的方向进行调平，再沿另一方向进行调平。
12.根据权利要求7所述的支腿调平系统，其特征在于，所述支腿的垂直油缸还安装有第二检测单元，所述控制单元还用于：
在所述第二检测单元检测到所述油缸的活塞距离所述油缸的顶部小于等于第二预设距离且持续第二预设时间时，停止调平并报警。
13.一种工程机械，其特征在于，该工程机械包括权利要求7-12中任意一项权利要求所述的支腿调平系统。
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