CN108625414A - 一种装载机用电液控制连杆机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种装载机用电液控制连杆机构，包括机械部分和控制部分，所述机械部分包括连接铲斗和动臂的转斗油缸，所述控制部分包括操纵手柄，操纵手柄与操纵阀电连，操纵阀用于连接油缸与第一安全阀，第一安全阀连接转斗油缸和第二安全阀，补偿阀与第二安全阀及油缸连接，第一安全阀、第二安全阀和补偿阀均与控制器输出端电连，控制器输入端分别与安装于动臂油缸上的动臂油缸传感器和安装于转斗油缸上的转斗油缸传感器电连。

Description

一种装载机用电液控制连杆机构

技术领域

本发明属于工程机械技术领域，具体涉及一种装载机用电液控制连杆机构。

背景技术

装载机作为工程机械中的主力产品，对国家基础设施建设至关重要。装载机从诞生至今，工作装置多种多样，配置丰富的属具，可以完成各种铲装夹抓工作。装载机的特点是属具收集物料，连杆机构将属具举升至一定高度，然后卸料。

为了最大化属具撅起力，满足需求卸载高度、卸载距离，优化传力比，连杆机构的设计多种多样。例如正转8连杆、正转7连杆、正转6连杆、反转6连杆等，其中反转6连杆应用比较广泛，具体结构见图1。各种连杆机构，最终都是实现对属具的前后驱动、翻转和平稳举升。以6连杆为例，如图2所示，工作过程大致为：驾驶员通过操纵手柄驱动动臂油缸收缩或伸长，并驱动转斗油缸收缩或伸长，使铲斗放平，整机向前驱动，铲斗插入物料中，如图2位置D；操纵转斗油缸伸长，完成收斗，如图位置C；操纵动臂油缸伸长，铲斗上升，由于连杆机构运动原理，铲斗会有少量转动，如图位置A；操纵转斗油缸收缩，铲斗翻转卸料，如图位置B。

举升过程中，属具转动越小越好。为同时完成属具翻转和举升动作，现有技术中均采用多连杆机构。但是，多个连杆通过铰接点连接起来，增加了薄弱点。翻转铲斗，作用力传递路线为油缸-摇臂-拉杆-铲斗”，需要满足卸载高度、卸载距离、收斗角、卸料角等要求，力传递效率比较低，很难设计到百分百，由于连杆机构互相影响，某些需求难以同时满足。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，为克服现有技术的不足，本发明公开一种装载机用电液控制连杆机构，该机构取消普通摇臂-连杆结构，减少铰接点，增加装置强度，节约成本，增大力传递效率。

一种装载机用电液控制连杆机构，包括机械部分和控制部分，所述机械部分包括连接铲斗和动臂的转斗油缸，所述铲斗和动臂铰接，所述动臂与动臂油缸的其中一端铰接，所述动臂油缸的另一端与装载机本体连接；所述控制部分包括手柄，所述手柄与操纵阀电连，所述操纵阀用于连接油箱与第一安全阀，所述第一安全阀的其中一端连接转斗油缸，所述第一安全阀的另外一端通过第二安全阀连接补偿阀，所述补偿阀与油箱连接，所述第一安全阀、第二安全阀和补偿阀均与控制器输出端电连，所述控制器输入端分别与安装于动臂油缸上的动臂油缸传感器和安装于转斗油缸上的转斗油缸传感器电连。

优选的，所述转斗油缸的其中一端与铲斗转动连接；

优选的，所述转斗油缸的另一端与动臂转动连接；

优选的，所述动臂油缸为两个，关于动臂的对称线对称分布；

优选的，所述操纵阀和油箱之间设置油泵和过滤器；

优选的，所述操纵阀为三位四通电磁阀；

优选的，所述所述第一安全阀为二位四通电磁阀；

优选的，所述第二安全阀为二位二通电磁阀；

优选的，所述补偿阀为二位四通电磁阀；

优选的，所述补偿阀与油箱之间设置溢流阀；

优选的，所述控制器为ECU控制器。

本发明所取得的有益效果是：

1)在动臂升起过程中通过电液系统控制铲斗的方向，减少连杆及动臂的设置数量，进而减少铰接点，增加装置强度，节省安装时间，节约生产成本。

2)明划分性能参数与连杆机构和属具关系，卸载高度与卸载距离可由动臂长短设计改变，收斗角、卸料角、转斗撅起力等由铲斗铰接点设计改变，使差异化更易实现。

3)通过合理设计转斗缸前后铰接点，可将传力比提高到百分之百。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为传统6连杆结构图；

图2为传统6连杆举升过程变化图；

图3为本发明机械部分结构图；

图4为本发明控制部分结构图；

图5为没有电液控制时收斗后铲斗开口位置变化图；

图6为设置电液控制时收斗后铲斗开口位置变化图；

图中，1拉杆，2摇臂，3动臂油缸，4转斗油缸，5动臂，6手柄，7操纵阀，8第一安全阀，9第二安全阀，10溢流阀，11ECU控制器，12动臂油缸传感器，13转斗油缸传感器，14补偿阀，15油泵，16过滤器，17油箱，18铲斗。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图3、4、6所示的一种装载机用电液控制连杆机构，包括机械部分和控制部分，机械部分包括连接铲斗18和动臂5的转斗油缸4，铲斗18和动臂5铰接，动臂5与动臂油缸3的其中一端铰接，所述动臂油缸3的另一端与装载机本体连接，所述动臂油缸3为两个，关于动臂4的对称线对称分布；控制部分包括手柄6，手柄6与操纵阀7电连，所述操纵阀7为三位四通电磁阀，所述操纵阀7和油箱17之间设置油泵15和过滤器16，操纵阀7用于连接油箱17与第一安全阀8，第一安全阀8为二位四通电磁阀，第一安全阀8的其中一端连接转斗油缸4，第一安全阀8的另外一端通过第二安全阀9连接补偿阀14，补偿阀14与油箱17连接，补偿阀14与油箱17之间设置溢流阀10，第二安全阀9为二位二通电磁阀，补偿阀14为二位四通电磁阀，第一安全阀8、第二安全阀9和补偿阀14均与ECU控制器11输出端电连，所述ECU控制器11输入端分别与安装于动臂油缸3上的动臂油缸传感器12和安装于转斗油缸4上的转斗油缸传感器13电连，ECU控制器11输入端还与手柄传感器19电连。

该结构具体施工过程如下：

(1)驾驶员通过操纵手柄6，控制操纵阀7正向换向接通，此时第一安全阀8在控制器ECU11控制下处于接通状态，第二安全阀9也在控制器ECU11控制下处于接通状态，补偿阀14在控制器ECU11控制下处于截止状态。液压油依次经油箱17、过滤器16、油泵15、操纵阀7和第一安全阀8进入转斗油缸10，并经第二安全阀9、第一安全阀8、操纵阀7回流至油缸17，转斗油缸10活塞杆伸长，实现铲斗18翻斗铲料；当铲斗18内装入物料后，通过操纵手柄6控制操纵阀7反向换向接通，转斗油缸4的活塞杆收回，铲斗18收斗。

(2)收斗后由相关装置控制举升动臂5，动臂油缸传感器12收集动臂油缸3的位移变化值，转斗油缸传感器13收集转斗油缸4的位移变化值，ECU控制器11内预先存储动臂油缸3的长度信息及转斗油缸4的长度信息，计算二者的关联值并进行存储，若转斗油缸传感器13收集到的转斗油缸4的长度变化值与ECU控制器11内存储信息不符，ECU控制器11驱动第二安全阀9换位，第二安全阀9单向截止。

(3)ECU控制器11根据控制策略分析收集数据，判断转斗油缸4应伸长的补偿量，控制补偿阀14换向，补偿阀14由截止变通路，操纵手柄6，控制操纵阀7再一次正向换向接通，此时由于第二安全阀9单向截止，液压油经油箱17、过滤器16、油泵15、操纵阀7和第一安全阀8进入转斗油缸10，并经补偿阀14回流至油缸，使转斗油缸4的活塞杆伸长。

(4)当转斗油缸4伸长到ECU控制器11判定值，ECU控制器11驱动补偿阀14换向，补偿阀14由通路变截止，并一直保持截止状态，同时ECU控制器11驱动第一安全阀8换向到截止状态，保持铲斗平稳举升，此时段称为自动补偿阶段。

(5)在自动补偿阶段，驾驶员操纵手柄6，控制操纵阀7正向换向接通，控制器ECU11控制第一安全阀8换向接通，同时控制第二安全阀9换向接通，转斗油缸4的活塞杆伸长，进行卸料。

(6)由于手柄传感器19仅在动臂油缸3收缩状态下向控制器ECU11发送收斗命令，所以在自动补偿阶段，控制器ECU11没有接收到手柄传感器19的信号，即使驾驶员误操纵手柄6进行收斗，控制器ECU11也不会控制第一安全阀8换向，第一安全阀8仍然处于截止状态，收斗动作无法完成，继续自动补偿阶段。

(7)在自动补偿阶段，举升动臂5停止，自动补偿直至收集信号符合控制策略理论值，补偿完成后，第二安全阀9变通路，补偿阀14截止。

控制策略可以根据运动分析图测量均分50个动臂油缸长度和转斗油缸长度的关联值进行编写，测量点越多，编写控制策略越细，举升越平稳。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种装载机用电液控制连杆机构，其特征在于，包括机械部分和控制部分，所述机械部分包括连接铲斗和动臂的转斗油缸，所述铲斗和动臂铰接，所述动臂与动臂油缸的其中一端铰接，所述动臂油缸的另一端与装载机本体连接；所述控制部分包括手柄，所述手柄与操纵阀电连，所述操纵阀用于连接油缸与第一安全阀，所述第一安全阀的其中一端连接转斗油缸，所述第一安全阀的另外一端通过第二安全阀连接补偿阀，所述补偿阀与油缸连接，所述第一安全阀、第二安全阀和补偿阀均与控制器输出端电连，所述控制器输入端分别与安装于动臂油缸上的动臂油缸传感器和安装于转斗油缸上的转斗油缸传感器电连。

2.如权利要求1所述的一种装载机用电液控制连杆机构，其特征在于，所述转斗油缸的其中一端与铲斗转动连接。

3.如权利要求1所述的一种装载机用电液控制连杆机构，其特征在于，所述转斗油缸的另一端与动臂转动连接。

4.如权利要求3所述的一种装载机用电液控制连杆机构，其特征在于，所述动臂油缸为两个，关于动臂的对称线对称分布。

5.如权利要求1所述的一种装载机用电液控制连杆机构，其特征在于，所述操纵阀和油缸之间设置油泵和过滤器。

6.如权利要求1所述的一种装载机用电液控制连杆机构，其特征在于，所述操纵阀为三位四通电磁阀。

7.如权利要求1所述的一种装载机用电液控制连杆机构，其特征在于，所述第一安全阀和补偿阀均为二位四通电磁阀。

8.如权利要求1所述的一种装载机用电液控制连杆机构，其特征在于，所述第二安全阀为二位二通电磁阀。

9.如权利要求1所述的一种装载机用电液控制连杆机构，其特征在于，所述补偿阀与油缸之间设置溢流阀。

10.如权利要求1所述的一种装载机用电液控制连杆机构，其特征在于，所述控制器为ECU控制器。