CN108999236B - 装载机工作装置液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及装载机工作装置液压系统，为解决现有装载机反转六连杆工作装置举升平动性差的问题；提供一种装载机工作装置液压系统，包括分配阀、动臂油缸、转斗油缸、高压油源、油箱回路、操纵装置、角位移传感装置、控制器；当工作装置仅具有动臂举升或下降操作动作时，控制装置属具倾角偏离属具初始倾角的差值输出控制信号调整先导控制装置输出的先导压力直到属具调整到基准位置。本发明使得装载机工作装置只进行动臂举升或下降的操作时，铲斗或属具保持朝上或者保持一定的倾斜角度进行平稳举升或下降。

Description

装载机工作装置液压系统

技术领域

本发明涉及一种装载机液压系统，更具体地说，涉及一种装载机工作装置液压系统。

背景技术

装载机的工作装置中，具有反转六连杆工作装置和正转八连杆工作装置。正转八连杆机构工作装置，具有较好的举升平动性、卸料角大、视野开阔，但机构复杂、成本高，且前桥负荷加大。反转六连杆机构工作装置，具有较大的传动比、掘起力大，机构紧凑，成本相对低，前悬小，但举升平动性相对差，使用反转六连杆机构工作装置装载机，用于铲装松散物料且卸载高度高时，在动臂提升过程中，举升平动性相对差些，使得斗面倾斜角度不断变化，从而发生掉料、洒料现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有装载机反转六连杆工作装置举升平动性差的问题，而提供一种装载机工作装置液压系统。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种装载机工作装置液压系统，

包括经分配阀与动臂油缸和转斗油缸连接的高压油源和油箱回路、与分配阀先导控制端连接用于控制分配阀的先导操纵装置；其特征在于还包括用于检测属具倾角的角位移传感装置、控制器；

所述控制器基于先导操纵装置的操作状态推定所述工作装置的作业动作，当所述工作装置的作业动作仅是动臂举升或下降时，所述控制器记录所述属具初始倾角并依据动臂举升或下降操作过程中的属具倾角偏离属具初始倾角的偏离角度输出控制信号调整先导控制装置输出的先导压力，使分配阀向转斗油缸的大腔或小腔充油直到属具倾角与属具初始倾角保持一致。在本发明中，在装载机工作装置只进行单纯的动臂升降操作时，控制器自动控制先导操纵装置，调整先导控制装置输出的先导压力，使分配阀向转斗油缸的大腔或小腔充油从而控制转斗油缸的伸缩，从而使属具倾角在动臂举升或下降过程中与属具开始举升或下降时的初始倾角一致，实现装载机工作装置的属具在升降过程中使属具保持初始的姿态。

进一步地，上述装载机工作装置液压系统中，所述先导操纵装置包括操作手柄和连接在分配阀液控端与先导油源和油箱回路之间的先导阀，所述先导阀是手动控制和电动控制的双模比例电磁阀，所述先导阀的手动控制端各自与所述操作手柄连接，电动控制端与所述控制器连接，所述操作手柄上设置有与操作手柄的操作动作对应关联并与所述控制器连接的指令开关，所述控制器依据各所述指令开关的状态推定所述工作装置所进行的作业动作。或者所述先导操纵装置包括与控制器连接的电控手柄和连接在分配阀各液控端与先导油源和油箱回路之间的比例电磁阀，各比例电磁阀的电控端与所述控制器连接，所述控制器依据所述电控手柄输出的电信号的状态推定所述工作装置所进行的作业动作。

在本发明中，角位移传感装置包括角位移传感器、垂直指示板、装配销、支板，所述角位移传感器装配于所述支板上,所述角位移传感器通过装配销与所述垂直指示板连接，所述装配销的安装孔位于所述垂直指示板的质心上方；所述支板固定安装于所述属具上。进一步地，所述角位移传感装置还可以包括限制所述垂直指示板相对所述支板转动角度的限位胶。在属具的基准位置为人为设定，例如当属具为铲斗时可以定义铲斗的开口竖直朝上时为基准位置，在属具偏离基准位置一定范围时，所述垂直指示板在重力的作用下始终保持竖直状态，与属具的基准位置保持一致，支板随属具向前或向后偏离基准位置时，支板相对垂直指示板转动，使得角位移传感器输出相应的电信号，当属具向前或向后偏离基准位置超过一定值时，所述垂直指示板与限位胶接触，支板与所述垂直指示板不再相对转动。或者所述角位移传感装置可以是包括用于检测属具相对动臂转动角度的铲斗转动角度传感器和用于检测动臂相对装载机前车架转动角度的动臂转动角度传感器，所述铲斗转动角度传感器和动臂转动角度传感器均与所述控制器连接，所述控制器依据铲斗转动角度传感器和动臂转动角度传感器的检测值以及装载机工作装置的几何尺寸参数计算属具相对基准位置的偏离角度。

本发明与现有技术相比，本发明在装载机工作装置只具有动臂举升或下降的操作过程时，铲斗或属具保持朝上或者保持一定的倾斜角度进行平稳举升或下降。

附图说明

图1是本发明装载机工作装置的结构示意图。

图2是本发明装载机工作装置液压系统的控制原理图。

图3是发明装载机工作装置液压系统中角位移传感装置的正面视图。

图4是发明装载机工作装置液压系统中角位移传感装置的反面视图。

图5是发明中角位移传感装置的垂直指示板的结构示意图。

图6是本发明装载机工作装置液压系统的另一种控制原理图。

图中零部件名称及序号：

高压油源1、分配阀2、动臂油缸3、转斗油缸4、先导阀5、先导油源6、角位移传感装置9、角位移传感器91、垂直指示板92、装配销93、支板94、限位胶95、安装孔922、控制器10、接线端子11、铲斗12、前车架13、动臂14、摇臂15、转斗拉杆16、电控手柄17。

具体实施方式

下面结合附图说明具体实施方案。

本发明中的装载机工作装置如图1所示，其包括后端与前车架13铰接的动臂14、连接在动臂14与前车架13之间的用于举升或降低动臂14的动臂油缸3、铰接在动臂14上的摇臂15、连接在摇臂15与前车架13之间的转斗油缸4、铰接在动臂14前端的铲斗12、连接在铲斗12与摇臂15之间的转斗拉杆16，以此形成反转六连杆机构工作装置。在本发明中，铲斗12可以是其他的属具，例如货叉等。

如图2所示，装载机工作装置液压系统包括经分配阀2与动臂油缸3和转斗油缸4连接的高压油源1和油箱回路、与分配阀2的先导控制端连接用于控制分配阀的先导操纵装置、检测属具倾角的角位移传感装置9、控制器10；角位移传感装置9、控制器10连接。

如图2所示，本实施例中，先导操纵装置包括操作手柄(图中未示)和连接在分配阀2的先导液控端与先导油源6和油箱回路之间的先导阀5，先导阀5是手动控制和电动控制的双模比例电磁阀，先导阀5的手动控制端各自与操作手柄连接，电动控制端与控制器连接，操作手柄上设置有与操作手柄的操作动作对应关联并与控制器10连接的指令开关，控制器10依据各指令开关的状态判断工作装置所进行的操作动作。操作者可以通过操纵操作手柄改变先导阀5输出的先导阀的先导压力，控制器也可以通过输出控制电信号控制先导阀使其改变输出的先导压力。

分配阀2包括动臂联换向阀和转斗联换向阀，先导阀包括转斗联先导阀和动臂联先导阀，动臂联先导阀的动臂举升先导信号输出口a1和动臂下降先导信号输出口b1对应与动臂联换向阀的a1液控端和b1液控端连接；转斗联先导阀的铲斗回收先导信号输出口a2和铲斗打开先导信号输出口b2对应与转斗联换向阀的a2液控端和b2液控端连接。与转斗联先导阀连接的转斗联操作手柄和与动臂联先导阀连接的动臂联操作手柄相互独立，转斗联操作手柄具有两个操作方向，分别对应着铲斗回收动作和铲斗打开动作，操纵转斗联操作手柄可以实现铲斗回收和铲斗打开操作。同样，动臂联操作手柄也具有两个操作方向，分别对应着动臂举升动作和动臂下降动作，操纵动臂联操作手柄可以实现动臂举升和动臂下降操作。

转斗联先导阀由两个联动的比例电磁阀连接，这两个比例电磁阀的手动控制端与转斗联操作手柄连接，该两个比例电磁阀的电动控制端则分别通过线束与控制器连接，实现转斗联先导阀由操作手柄手动控制或由控制器电动控制。

动臂联先导阀也是由两个联动的比例电磁阀连接，这两个比例电磁阀的手动控制端与动臂联的操作手柄连接，该两个比例电磁阀的电动控制端则分别通过线束与控制器连接，实现动臂联先导阀由操作手柄手动控制或由控制器电动控制。

在动臂联操作手柄设置有两个指令开关，分别是la1开关51和lb1开关52，la1开关51和lb1开关52通过接线端子11与控制器10连接，当动臂联操作手柄进行动臂举升或动臂下降动作操作时，对应的la1开关51或lb1开关52触发向控制器10发送对应的电信号。同样，在转斗联的操作手柄设置有两个指令开关，分别是la2开关53和lb2开关54，la2开关53和lb2开关54通过接线端子11与控制器10连接，当转斗联操作手柄进行铲斗回收或铲斗打开动作操作时，对应的la2开关53或lb2开关54触发向控制器发送对应的电信号。

如图3至图5所示，角位移传感装置9包括角位移传感器91、垂直指示板92、装配销93、支板94、限位胶95，角位移传感器91固定装配在支板94上，垂直指示板92通过装配销93安装于支板94上，装配销93与角位移传感器91连接，装配销93固定安装在与垂直指示板92的安装孔922中，通过在销固定孔923中插装固定销将装配销与垂直指示板92固定连接，装配销93的安装孔922位于垂直指示板92的质心921上方；支板94固定安装与属具上。限位胶95固定安装于支板94上，位于垂直指示板92的两侧，用于限制垂直指示板92相对支板转动角度。垂直指示板在重力作用下始终保持竖直状态，当属具倾角发生变化且属具倾角在限位胶95限位下而处于一定范围，支板随属具向前或向后竖直位置，垂直指示板连同装配销相对支板转动，装配销93转动带动角位移传感器的轴转动，使得角位移传感器输出相应的电信号，当属具向前或向后偏离基准位置的角度超过一定值时，垂直指示板与限位胶接触，支板与垂直指示板不再相对转动。

在本实施例中，控制器10获取指令开关、角位移传感装置9的电信号作出工作装置的作业动作推定。当指令开关中只有la1开关51或lb1开关52闭合时(即只有动臂举升或动臂下降这个操作)、角位移传感装置9检测la1开关51或lb1开关52闭合时属具倾角，控制器记录此时的属具倾角为属具初始倾角，在动臂的举升和下降过程中，若角位移传感器91检测到属具倾角与属具初始倾角不一致时，控制器10依据角位移传感器91传递的电信号向转斗联先导阀输出控制信号，转斗联先导阀驱动分配阀中的转斗联换向阀使转斗油缸的大腔或小腔充油从而调整转斗油缸活塞杆的伸出量，实现属具倾角得到调整，角位移传感器向控制器10传递的电信号也得到变化，控制器10再次根据角位移传感器传递的电信号输出控制转斗联先导阀的控制信号，直到属具倾角与属具初始倾角一致。在本实施例中，角位移传感装置9还可以是用于检测铲斗相对动臂转动角度的铲斗转动角度传感器和用于检测动臂相对装载机前车架转动角度的动臂转动角度传感器构成，铲斗转动角度传感器和动臂转动角度传感器均与控制器连接，控制器依据铲斗转动角度传感器和动臂转动角度传感器的检测值以及装载机工作装置的几何尺寸参数计算铲斗相对基准位置的偏离角度。

在本发明中，当操作手操纵转斗联操作手柄进行铲斗回收或铲斗打开时，转斗联操作手柄会触发la2开关53或lb2开关54，控制器10由此判定装载机工作装置所进行的操作不是单纯的动臂举升或下降操作，而是单纯的铲斗回收或铲斗打开动作，或者是铲料时的动臂举升和铲斗回收的复合动作，此时控制器不再根据角位移传感装置9检测到的属具倾角而自动调整铲斗的姿态。

在本实施例中，先导操纵装置还可以是包括与控制器10连接的电控手柄17和连接在分配阀各先导液控端与先导油源6和油箱回路之间的比例电磁阀，各比例电磁阀的电控端与控制器10连接，控制器10依据电控手柄输17出的电信号的状态判断工作装置所进行的操作动作。

如图6所示，分配阀中的动臂联换向阀的a1液控端和b1液控端分别通过动臂举升比例电磁阀57和动臂下降比例电磁阀58与先导油源6连接，转斗联换向阀的a2液控端和b2液控端分别通过铲斗回收比例电磁阀55和铲斗打开比例电磁阀56与先导油源6连接，动臂举升比例电磁阀57和动臂下降比例电磁阀58、铲斗回收比例电磁阀55和铲斗打开比例电磁阀56的回油口均与油箱回路连接。控制器10依据电控手柄17输出的电信号的状态判断工作装置所进行的作业动作，当电控手柄17只有动臂举升或动臂下降的操作动作时，角位移传感装置9检测la1开关51或lb1开关52闭合时属具倾角，控制器记录此时的属具倾角为属具初始倾角，在动臂的举升和下降过程中，若角位移传感器检测到属具倾角与属具初始倾角不一致时，控制器10依据角位移传感器传递的电信号向铲斗回收比例电磁阀55和铲斗打开比例电磁阀56输出控制信号，驱动分配阀中的转斗联换向阀使转斗油缸的大腔或小腔充油从而调整转斗油缸活塞杆的伸出量，实现属具倾角调整，角位移传感器向控制器10传递的电信号也得到变化，控制器10再次根据角位移传感器传递的电信号输出控制铲斗回收比例电磁阀和铲斗打开比例电磁阀的控制信号，直到属具倾角与属具初始倾角一致。

Claims (4)

1.一种装载机工作装置液压系统，包括经分配阀与动臂油缸和转斗油缸连接的高压油源和油箱回路、与分配阀先导控制端连接用于控制分配阀的先导操纵装置；其特征在于还包括用于检测属具倾角的角位移传感装置、控制器；

所述控制器基于先导操纵装置的操作状态推定所述工作装置的作业动作，当所述工作装置的作业动作仅是动臂举升或下降时，所述控制器记录所述属具初始倾角并依据动臂举升或下降操作过程中的属具倾角偏离属具初始倾角的偏离角度输出控制信号调整先导控制装置输出的先导压力，使分配阀向转斗油缸的大腔或小腔充油直到属具倾角与属具初始倾角保持一致；

所述先导操纵装置包括操作手柄和连接在分配阀液控端与先导油源和油箱回路之间的先导阀，所述先导阀是手动控制和电动控制的双模比例电磁阀，所述先导阀的手动控制端各自与所述操作手柄连接，电动控制端与所述控制器连接，所述操作手柄上设置有与操作手柄的操作动作对应关联并与所述控制器连接的指令开关，所述控制器依据各所述指令开关的状态推定所述工作装置所进行的作业动作。

2.根据权利要求1所述的装载机工作装置液压系统，其特征在于所述角位移传感装置包括用于检测属具相对动臂转动角度的铲斗转动角度传感器和用于检测动臂相对装载机前车架转动角度的动臂转动角度传感器，所述铲斗转动角度传感器和动臂转动角度传感器均与所述控制器连接，所述控制器依据铲斗转动角度传感器和动臂转动角度传感器的检测值以及装载机工作装置的几何尺寸参数计算属具相对基准位置的偏离角度。

3.根据权利要求1所述的装载机工作装置液压系统，其特征在于所述角位移传感装置包括角位移传感器、垂直指示板、装配销、支板，所述角位移传感器装配于所述支板上,所述角位移传感器通过装配销与所述垂直指示板连接，所述装配销的安装孔位于所述垂直指示板的质心上方；所述支板固定安装于所述属具上。

4.根据权利要求3所述的装载机工作装置液压系统，其特征在于所述角位移传感装置还包括限制所述垂直指示板相对所述支板转动角度的限位胶。

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