CN109312570A - 带有分散式液压系统的大型机械手 - Google Patents

带有分散式液压系统的大型机械手 Download PDF

Info

Publication number
CN109312570A
CN109312570A CN201780035937.4A CN201780035937A CN109312570A CN 109312570 A CN109312570 A CN 109312570A CN 201780035937 A CN201780035937 A CN 201780035937A CN 109312570 A CN109312570 A CN 109312570A
Authority
CN
China
Prior art keywords
driving assembly
boom
control
controlled
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201780035937.4A
Other languages
English (en)
Inventor
J·赫尼克尔
R·菲尔科滕
A·莱曼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
Original Assignee
Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Friedrich Wilhelm Schwing GmbH filed Critical Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
Publication of CN109312570A publication Critical patent/CN109312570A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/02—Conveying or working-up concrete or similar masses able to be heaped or cast
    • E04G21/04—Devices for both conveying and distributing
    • E04G21/0418—Devices for both conveying and distributing with distribution hose
    • E04G21/0445—Devices for both conveying and distributing with distribution hose with booms
    • E04G21/0463—Devices for both conveying and distributing with distribution hose with booms with boom control mechanisms, e.g. to automate concrete distribution
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/02—Conveying or working-up concrete or similar masses able to be heaped or cast
    • E04G21/04—Devices for both conveying and distributing
    • E04G21/0418—Devices for both conveying and distributing with distribution hose
    • E04G21/0436—Devices for both conveying and distributing with distribution hose on a mobile support, e.g. truck
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/02—Conveying or working-up concrete or similar masses able to be heaped or cast
    • E04G21/04—Devices for both conveying and distributing
    • E04G21/0418—Devices for both conveying and distributing with distribution hose
    • E04G21/0445—Devices for both conveying and distributing with distribution hose with booms
    • E04G21/0454—Devices for both conveying and distributing with distribution hose with booms with boom vibration damper mechanisms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/027—Check valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/0416—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor with means or adapted for load sensing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/044—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by electrically-controlled means, e.g. solenoids, torque-motors
    • F15B13/0444—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by electrically-controlled means, e.g. solenoids, torque-motors with rotary electric motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/202—Externally-operated valves mounted in or on the actuator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B20/00—Safety arrangements for fluid actuator systems; Applications of safety devices in fluid actuator systems; Emergency measures for fluid actuator systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/008—Reduction of noise or vibration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/20576—Systems with pumps with multiple pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/30505—Non-return valves, i.e. check valves
    • F15B2211/30515—Load holding valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/3056—Assemblies of multiple valves
    • F15B2211/30565—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/32—Directional control characterised by the type of actuation
    • F15B2211/327—Directional control characterised by the type of actuation electrically or electronically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306—Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F15B2211/6313—Electronic controllers using input signals representing a pressure the pressure being a load pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/86—Control during or prevention of abnormal conditions
    • F15B2211/8613—Control during or prevention of abnormal conditions the abnormal condition being oscillations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/86—Control during or prevention of abnormal conditions
    • F15B2211/863—Control during or prevention of abnormal conditions the abnormal condition being a hydraulic or pneumatic failure
    • F15B2211/8633—Pressure source supply failure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/86—Control during or prevention of abnormal conditions
    • F15B2211/863—Control during or prevention of abnormal conditions the abnormal condition being a hydraulic or pneumatic failure
    • F15B2211/8636—Circuit failure, e.g. valve or hose failure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

本发明涉及一种机械手(1)，特别是一种用于车载式混凝土泵的大型机械手，包括可折叠的铰接式吊臂(2)，其具有能够围绕垂直轴线(4)旋转的转台(5)和多个吊臂节段(6、6a、6b、6c)。所述吊臂节段(6、6a、6b、6c)能够借助于相应的驱动组件(11)在铰接接头(7、7a、7b)处相对于相邻的吊臂节段(6、6a、6b、6c)或相对于转台(5)围绕相应的铰接轴线枢转到有限的程度。该机械手还包括具有至少一个控制杆(8)的遥控装置(9)，所述控制杆能够在不同的移动方向上移位；以及包括用于致动驱动组件(11)的控制装置(10)。本发明的目的是提供一种便于简单操作和优异的响应行为的机械手。这通过以下来实现，控制单元(10)将行进命令转换为用于驱动组件(11)的运动规范，所述行进命令指示铰接式吊臂的吊臂末端(3)或附连到所述吊臂末端的端管的期望运动，其中，所述行进命令能够通过将控制杆(8)在至少一个致动方向上移动生成。所述驱动组件(11)可借助于相应电致动的比例阀(12)致动，所述比例阀连接到相应的驱动组件(11)的液压控制管线(13、14)，以用于所述驱动组件的致动，并且所述比例阀(12)中至少一个直接布置在待控制的驱动组件上或紧邻待控制的驱动组件(11)布置。

Description

带有分散式液压系统的大型机械手
技术领域
本发明涉及一种机械手，特别是一种用于车载式混凝土泵的大型机械手，包括可折叠的铰接式吊臂，其具有可以围绕垂直轴线旋转的转台和多个吊臂节段，其中，吊臂节段可以借助于相应的驱动组件在铰接接头处相对于相邻的吊臂节段或相对于转台围绕相应的铰接轴线枢转到有限的程度；包括具有至少一个控制杆的遥控装置，其中，控制杆可以在多个致动方向上移位；以及包括用于致动驱动组件的控制装置。
背景技术
这种机械手从EP 0 686 224 B1中已知。通常，这些机械手经由液压控制回路来控制，所述液压控制回路包括中央桅杆控制块和安装在各个驱动组件上的降低制动阀，以保证负载保持功能。然而，这种配置是不利的，特别是关于机械手的响应行为。由于降低制动阀与中央吊臂控制块中的控制阀之间的大量电缆长度，并且还由于降低制动阀的动态行为，在控制杆在致动方向上的位移与驱动组件在各个铰接接头处执行的运动之间在这些液压控制回路中发生明显的延迟。对于所有铰接接头，这种延迟通常是不相同的，相反，由于降低制动阀与控制阀之间的不同电缆长度以及还由于压力条件和所要求的运动速度而产生差异。特别是在机械手的由控制杆在致动方向上的位移引发运动开始时，这些延迟是非常不利的，特别是如果多个铰接接头在该启动的运动期间同时操作，以执行所请求的运动。然后，各个铰接接头相对于响应行为的差异可能生成吊臂向不期望的方向的不期望的枢转运动，特别是在运动开始时。特别是在各个铰接接头的低速的枢转运动时，传统的降低制动阀经常导致不均匀的、不确定的运动，因为降低制动阀的打开状态在这些低速下是模糊的。在这种情况下，执行的运动不符合由控制杆指示的规范。因此，响应行为和精度显著受损，特别是在低速的枢转运动时。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种机械手，其减轻了所述的缺点并且便于简单操作和优异的响应行为。
该问题通过根据权利要求1的机械手解决。因此，因为控制单元将行进命令转换为用于驱动组件的运动规范，所述行进命令指示铰接式吊臂的吊臂末端或附连到吊臂末端的端管例如在笛卡尔坐标系或极坐标系中的方向上的期望运动，其中，行进命令可以通过将控制杆移动到至少一个致动方向来生成，驱动组件可以借助于相应的电致动的比例阀来致动，所述电致动的比例阀连接到相应的驱动组件的液压控制管线，以便致动所述驱动组件，至少一个比例阀直接布置在待控制的驱动组件上或紧邻待控制的驱动组件布置，可以实现保证优异的响应行为的机械手。所述至少一个比例阀直接布置在待控制的配属驱动组件上，即在驱动组件的安装点处。因此，所述至少一个比例阀可以以使得比例阀与铰接式吊臂的吊臂节段上的驱动组件一起改变其相对于转台或混凝土泵的位置的方式布置在待控制的驱动组件上。由于比例阀直接布置在待控制的配属的驱动组件上，比例阀与驱动组件之间的控制线的长度可以显著减小，通过这种方法，改善了机械手的响应行为，可以更动态地并且以更大的灵活性操作机械手。
如果所有比例阀都接近待控制的驱动组件布置，则本发明实现的效果最明显。然而，即使至少一个比例阀接近待控制的一个驱动组件布置，通常也已经发生机械手的响应行为的非常显著的改善。然而，接近待控制的驱动组件布置的比例阀越多，机械手对控制命令的最终响应行为就越好。
本发明的有利实施例和改进由从属权利要求产生。
根据本发明的一个有利实施例，行进命令指示铰接式吊臂的吊臂末端或附连到吊臂末端的端管在笛卡尔坐标系或极坐标系中的方向上的期望运动。因此，机械手的特别简单的操作是可能的。
特别有利的是，至少一个比例阀可使用步进电机致动。因此，可以实现保证吊臂节段的优异的响应行为的机械手。另外，可由步进电机致动的比例阀比使用比例磁铁的类似输出的传统阀明显更轻和更小，这有助于显著减轻重量并减少所需的安装空间。由于所述至少一个比例阀的特别小的尺寸和低的重量，这特别适合于分散的液压控制回路。
根据本发明的一个有利实施例，至少一个比例阀具有容纳阀活塞、复位弹簧和步进电机的壳体。这种类型的比例阀设计简单且不易发生故障，这对于在机械手中使用特别有利。特别地，如果比例阀直接布置在待控制的指定的驱动组件上，则比例阀可能难以到达以进行修理。
本发明的一个特别有利的实施例规定，用于负载保持功能的阀设计为液压的、先导式止回阀。这提供了巨大的动态优势，特别是对于主动减振的实施，因为这些阀提供了特别好的响应行为。
一个可能的实施例是额外有利的，其中止回阀的设置可以与直接布置在待控制的配属的驱动组件上的至少一个比例阀的设置无关地由第一控制单元和/或另一个控制单元来改变。通过这种方法，可以显著地改善大型机械手的响应行为，特别是在实现负载保持功能期间。已经表明，即使在铰接接头中的低速的枢转运动时，止回阀的电子致动也确保了限定的打开状态。
特别有利的是，机械手具有与至少一个比例阀并联的液压应急回路，其中，应急回路优选地包括：至少一个可控切换阀，所述至少一个可控切换阀直接布置在待控制的驱动组件上或紧邻待控制的驱动组件布置，并且优选地经由其自己的压力供应管线来供应；和液压先导式止回阀或降低制动阀，以实现负载保持功能。通过这种方法，即使比例阀失效，也可以控制机械手。
一个实施例是特别有利的，其中控制单元设计用于主动减振，其中，控制单元生成用于驱动组件的致动信号，以消减铰接式吊臂的振动。这在机械手的操作期间具有特别的优点，因为通过控制单元相对于现有技术直接致动至少一个比例阀，可以更好地抑制铰接式吊臂的振动。
根据本发明的一个有利实施例，运动规范到用于直接布置在待控制的配属的驱动组件上的至少一个比例阀的致动信号的转换由本地控制单元执行。通过这种方法，电缆布线费用或所用总线系统的利用大大降低。
附图说明
本发明的附加特征、细节和优点基于随后的描述并通过附图产生。在以下附图中以纯粹示意性的方式描绘了本发明的一个示例性实施例，并且在下面更详细地描述。在所有附图中，相互对应的主题提供有相同的附图标记。如图所示：
图1是根据本发明的机械手，以及
图2是用于机械手的液压驱动组件的控制回路的接线图。
具体实施方式
图1示意性地描绘了根据本发明的机械手1，特别是用于车载式混凝土泵的大型机械手，包括可折叠的铰接式吊臂2，其具有可以围绕垂直轴线4旋转的转台5和多个吊臂节段6、6a、6b、6c。吊臂节段6、6a、6b、6c借助于相应的驱动组件11(图2)在铰接接头7、7a、7b处相对于相邻的吊臂节段6、6a、6b、6c或相对于转台5围绕相应的铰接轴线可枢转到有限的程度。可以使用遥控装置9上的控制杆8将运动规范传送到中央控制单元10，所述控制杆可以在多个致动方向上移位。例如，这可以是铰接式吊臂2的吊臂末端3或附连到吊臂末端的端管的期望运动。为此，控制杆8移动到致动方向，并且中央控制单元10接收所生成的行进命令。中央控制单元10将行进命令转换成用于各个驱动组件11(图2)的运动规范。为此，使用测量技术、例如通过吊臂节段6、6a、6b、6c上的倾斜传感器或铰接接头7、7a、7b中的旋转角度传感器检测到的机械手1的位置由中央控制单元10处理。
图2示出了用于致动液压致动的驱动组件11的电液控制回路17的示意性表示，借助于所述驱动组件，机械手1(图1)的吊臂节段6、6a、6b、6c(图1)相对于其定向是可移位的，控制回路17包括连接到驱动组件11的液压控制管线13、14的电致动的比例阀12，以用于致动驱动组件。为了更好地概述，在图2中仅示出了用于一个驱动组件11的控制回路17，其中，每个驱动组件11在至少一个铰接接头上、或者在图2中示出的本发明的优选实施例中在每个铰接接头上设有其自己的控制回路17。
随后将通过本优选实施例来描述本发明。混合形式——其中用于某些铰接接头的各个比例阀是根据现有技术的中央液压控制块的一部分，而其余的比例阀布置在驱动组件上或接近驱动组件布置——是可能的，并且提高了机械手的可控性。
配属于各个驱动组件11的比例阀12在第一压力供应(P1)24和第一回流(T1)25上彼此平行布置。比例阀12可使用步进电机15致动，其中，比例阀12具有容纳阀活塞、复位弹簧和步进电机15的壳体。比例阀12上的阀活塞的致动是借助于步进电机15经由齿条进行的。用于监控由步进电机15所执行的增量的监控单元设置在步进电机15上。为了能够再现比例阀12所处的位置，另外设置存储器，用于存储由步进电机15所执行的增量。借助于步进电机15的致动有助于比例阀12的精确调整，而与发生的流动力无关，这有利于驱动组件11的特别精确的控制并且可持续地改善机械手1(图1)的响应行为。
电致动的比例阀12在图2中也是清楚的，借助于所述电致动的比例阀12，驱动组件11、特别是液压缸可以被移位，其中比例阀12将压力差施加到配属给驱动组件11的控制管线13、14。为此，控制管线13、14通过比例阀12各自选择性地连接到第一压力供应(P1)24或第一回流(T1)25。比例阀12的致动由本地电子控制单元(ECU：Electronic Control Unit)10a经由配属的步进电机15执行。所述电子控制单元监视和控制本地电液控制回路17、包括相关联的驱动组件11的状态，便于实现复杂算法，提供经由总线系统(例如，CAN)进行外部通信的接口，以及用所述接口连接多个传感器，例如，吊臂节段上的倾斜传感器、铰接接头中的旋转角度传感器、或用于检测控制管线中的压力的压力传感器的可能性。另外，控制装置10a接收由中央控制装置10(图1)发送的运动规范，所述运动规范由中央控制装置10(图1)使用由控制杆8(图1)的位移生成的行进命令计算，用于相关联的驱动组件并将所述行进命令处理成用于比例阀12的致动信号，其中，由此切换比例阀12并致动驱动组件11。根据比例阀12的设置，配属给压力供应(P1)24的供应压力切换到配属的驱动组件11的控制管线13或14。当控制回路17处于非激活状态或处于安全状态时，截止阀16、16a实现负载保持功能。所述截止阀16、16a设计为液压先导式止回阀16、16a，所述止回阀可以与比例阀12的设置无关地由本地控制装置10a打开和关闭。截止阀23同样具有安全功能，特别是，在阀活塞在比例阀12的中心位置之外卡住的情况下，它可防止截止阀或止回阀16、16a的推开。另外，使用传感器18、18a、18b，供应管线的供应压力P1在电液控制回路17的激活状态下由传感器18测量，并且控制管线13、14中的到液压驱动组件11的压力由传感器18a、18b测量。这些测量值由本地控制器10a利用，用于确定比例阀12的每个目标设置，所述目标设置准统计地导致期望的体积流量或由中央控制器10传输的用于液压驱动组件11的运动规范的实现。此外，本实施例中所示的电液控制回路17还包括用于与比例阀12并联切换的紧急操作的可选的液压应急回路。该应急回路在分配给比例阀12的(上游或下游)部件故障的情况下便于驱动组件11的操作。优选地，专用的应急回路被配属给每个比例阀12，用于控制驱动组件11。应急回路包括控制阀21，用于控制驱动组件11在紧急操作中的运动方向；以及两个相互耦合的阀20、20a，它们设计为传统布线中的液压先导式止回阀或降低制动阀20、20a。在紧急操作中可以使用下游可调节流阀19、19a限制行进速度。因此，驱动组件11、特别是液压缸可以在紧急操作中被移动，因为用于紧急操作的控制阀11向配属给驱动组件11的控制管线13、14施加压力差。为此，控制管线13、14通过控制阀21各自选择性地连接到第二压力供应(P2)26或第二回流(T2)27。在紧急操作中，驱动组件11的压力供应优选地经由单独的压力供应(P2)26和单独的回流(T2)27进行，使得在压力供应(P1)24或回流(T1)25泄漏的情况下，驱动组件11的控制仍然是可能的。通过这种方法，可以保证在包括比例阀12的常规吊臂控制失效的情况下，吊臂2(图1)仍然可以移动，例如，为了缩回吊臂2(图1)并且在必要时将残余混凝土从混凝土泵和输送管中泵出。配属给每个比例阀12的控制阀21在单独的压力供应(P2)26上和在单独的回流(T2)27上彼此平行地布置。此外，本地电子控制装置10a还借助于可用的传感器监控控制回路17的状态和行为。一旦本地电子控制装置10a检测到故障，它就自动将控制回路17切换到安全状态。
替代性地，本地控制单元10a的任务可以由中央控制单元10直接承担，从而可以省略本地控制单元10a。然而，这样做的缺点是电缆布线费用或所使用的总线系统的利用大大增加。在折衷的意义上还可以想到将多个本地控制单元组合在一起，使得它们相应地承担多个驱动组件的控制。
止回阀切换到限定的打开状态的配置也是有利的。借助于该限定的打开状态，即使在各个铰接接头中的低速的枢转运动下，机械手也可以由控制杆处的操作者容易且安全地操作。
通过最小化和缩短比例阀12与液压驱动组件11之间的液压控制管线、以及用于负载保持功能的阀16、16a的限定的打开状态，其与比例阀12的设置和发生的压力比无关，对于各个驱动组件11实现了最佳响应行为，其中控制杆8向致动方向的位移与由驱动组件11执行运动之间的延迟时间最小化。特别地，该延迟时间对于所有铰接式吊臂2的驱动组件11来说大致相同，使得在使用多个驱动组件11同时致动启动铰接式吊臂2的运动时，可以非常精确地实现运动，而不会在运动的开始时将铰接式吊臂2的运动不期望地枢转到不期望的方向。
附图标记列表
1 机械手
2 铰接式吊臂
3 吊臂末端
4 垂直轴线
5 转台
6、6a、6b、6c 吊臂节段
7、7a、7b 铰接接头
8 控制杆
9 遥控装置
10 中央控制单元
10a 本地控制单元
11 驱动组件
12 比例阀
13 控制管线A
14 控制管线B
15 步进电机
16、16a 负载保持阀/截止阀
17 控制回路
18、18a、18b 压力传感器
19、19a 可调节流阀
20、20a 降低制动阀(止回阀)
21 控制阀
22 释放阀
23 截止阀
24 压力供应(正常操作)
25 回流(正常操作)
26 压力供应(紧急操作)
27 回流(紧急操作)

Claims (9)

1.一种机械手(1)，特别是用于车载式混凝土泵的大型机械手，包括可折叠的铰接式吊臂(2)，其具有能够围绕垂直轴线(4)旋转的转台(5)和多个吊臂节段(6、6a、6b、6c)，其中，吊臂节段(6、6a、6b、6c)能够借助于相应的驱动组件(11)在铰接接头(7、7a、7b)处相对于相邻的吊臂节段(6、6a、6b、6c)或相对于转台(5)围绕相应的铰接轴线枢转到有限的程度；包括具有至少一个控制杆(8)的遥控装置(9)，其中，控制杆(8)能够在多个致动方向上移位；以及包括用于致动驱动组件(11)的控制装置(10)，
其特征在于
控制单元(10)将行进命令转换成用于驱动组件(11)的运动规范，所述行进命令指示铰接式吊臂的吊臂末端(3)或附接到吊臂末端的端管的期望运动，其中，所述行进命令能够通过将控制杆(8)移动到至少一个致动方向来生成，驱动组件(11)能够借助于相应的电致动的比例阀(12)来致动，所述电致动的比例阀连接到相应的驱动组件(11)的液压控制管线(13、14)，以便致动所述驱动组件，至少一个比例阀(12)直接布置在待控制的驱动组件(11)上或紧邻待控制的驱动组件(11)布置。
2.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，行进命令指示铰接式吊臂的吊臂末端(3)或者附连到所述吊臂末端的端管在笛卡尔坐标系或极坐标系中的方向上的期望运动。
3.根据权利要求1或2所述的机械手，其特征在于，直接布置在待控制的驱动组件(11)上或紧邻待控制的驱动组件(11)布置的所述至少一个比例阀(12)能够使用步进电机(15)致动。
4.根据权利要求3所述的机械手，其特征在于，直接布置在待控制的驱动组件(11)上或紧邻待控制的驱动组件(11)的所述至少一个比例阀(12)具有容纳阀活塞、复位弹簧和步进电机(15)的壳体。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的机械手，其特征在于，用于负载保持功能的阀(16、16a)设计为液压的先导式止回阀。
6.根据权利要求5所述的机械手，其特征在于，止回阀(16、16a)的设置能够与比例阀(12)的设置无关地由第一控制单元(10)和/或另一个控制单元改变。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的机械手，其特征在于，直接布置在待控制的驱动组件(11)上或紧邻所述驱动组件(11)布置的所述至少一个比例阀(12)具有与其并联的液压应急回路，其中，应急回路优选地：具有至少一个可控切换阀(21)，所述可控切换阀直接布置在待控制的驱动组件(11)上或紧邻待控制的驱动组件(11)布置，并且优选地经由其自己的压力供应管线(26)供应；并且包括用于实现负载保持功能的液压先导式止回阀或降低制动阀(20、20a)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的机械手，其特征在于，控制单元(10)设计用于主动减振，其中，所述控制单元(10)生成用于驱动组件(11)的致动信号，以消减铰接式吊臂的振动。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的机械手，其特征在于，将运动规范转换成用于直接布置在待控制的驱动组件(11)上或紧邻待控制的驱动组件(11)布置的所述至少一个比例阀(12)的致动信号由本地控制单元(10a)执行。
CN201780035937.4A 2016-04-11 2017-04-10 带有分散式液压系统的大型机械手 Pending CN109312570A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016106595.1 2016-04-11
DE102016106595.1A DE102016106595A1 (de) 2016-04-11 2016-04-11 Großmanipulator mit dezentraler Hydraulik
PCT/EP2017/058535 WO2017178420A1 (de) 2016-04-11 2017-04-10 GROßMANIPULATOR MIT DEZENTRALER HYDRAULIK

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109312570A true CN109312570A (zh) 2019-02-05

Family

ID=58645005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780035937.4A Pending CN109312570A (zh) 2016-04-11 2017-04-10 带有分散式液压系统的大型机械手

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11105106B2 (zh)
EP (2) EP3452672B1 (zh)
CN (1) CN109312570A (zh)
DE (1) DE102016106595A1 (zh)
WO (1) WO2017178420A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018109789A1 (de) * 2018-04-24 2019-10-24 Putzmeister Engineering Gmbh Verfahren und System zur hydraulischen Steuerung eines Betonverteilermasts
US11009048B1 (en) 2020-09-09 2021-05-18 Robert Bosch Gmbh Boom lift system
IT202100019439A1 (it) * 2021-07-22 2023-01-22 Roberto Tomassini Attuatore idraulico controllato per l'impiego su veicoli, rimorchi, semi-rimorchi, carichi sospesi e macchinari industriali.
CN114412861A (zh) * 2022-01-14 2022-04-29 大连华锐重工集团股份有限公司 一种连续卸船机臂架俯仰液压系统及工作方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5640996A (en) * 1993-02-27 1997-06-24 Putzmeister-Werk Maschinenfabrik Gmbh Large manipulator, especially for self-propelled concrete pumps
DE19520166C2 (de) * 1995-06-01 2000-03-23 Konrad Schauer Maststeuerung für nicht-schwingungsfreie Vielgelenkgeräte, insbesondere für vielgliedrige Betonpumpen-Verteilausleger
US6282893B1 (en) * 1999-08-19 2001-09-04 Delaware Capital Formation, Inc. Self-contained actuator
CN101233071A (zh) * 2005-07-29 2008-07-30 弗伦茨·埃伦莱特纳 可折叠的悬臂
CN102071809A (zh) * 2011-01-12 2011-05-25 长沙中联重工科技发展股份有限公司 混凝土泵车以及混凝土泵车臂架的减振装置和方法
CN102134909A (zh) * 2010-01-26 2011-07-27 西法股份公司 主动控制关节臂的振动以泵送混凝土的装置
CN201924601U (zh) * 2010-09-29 2011-08-10 北汽福田汽车股份有限公司 折叠式臂架结构及具有该折叠式臂架结构的混凝土泵车
CN102360228A (zh) * 2011-09-28 2012-02-22 三一重工股份有限公司 一种臂架动作控制系统及混凝土泵车
CN104863366A (zh) * 2014-12-04 2015-08-26 北汽福田汽车股份有限公司 一种混凝土泵送装置臂架控制系统
CN105247148A (zh) * 2013-04-09 2016-01-13 Tt控制有限公司 用于控制操作器的一节的定向的调节系统和方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19835015A1 (de) * 1998-08-03 2000-02-10 Linde Ag Hydrostatisches Antriebssystem
CN102561700B (zh) * 2012-01-16 2014-05-21 三一重工股份有限公司 一种机械臂控制系统、方法及工程机械
ITMI20120362A1 (it) * 2012-03-07 2013-09-08 Cifa Spa Procedimento per il controllo delle vibrazioni di un braccio articolato e relativo apparato
AT514115B1 (de) * 2013-04-09 2015-05-15 Ttcontrol Gmbh Elektrohydraulischer Steuerkreis
DE102013014626B4 (de) * 2013-09-04 2022-09-08 Schwing Gmbh Bestimmung der Position eines verlagerbaren Messpunktes an einer Maschine

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5640996A (en) * 1993-02-27 1997-06-24 Putzmeister-Werk Maschinenfabrik Gmbh Large manipulator, especially for self-propelled concrete pumps
DE19520166C2 (de) * 1995-06-01 2000-03-23 Konrad Schauer Maststeuerung für nicht-schwingungsfreie Vielgelenkgeräte, insbesondere für vielgliedrige Betonpumpen-Verteilausleger
US6282893B1 (en) * 1999-08-19 2001-09-04 Delaware Capital Formation, Inc. Self-contained actuator
CN101233071A (zh) * 2005-07-29 2008-07-30 弗伦茨·埃伦莱特纳 可折叠的悬臂
CN102134909A (zh) * 2010-01-26 2011-07-27 西法股份公司 主动控制关节臂的振动以泵送混凝土的装置
CN201924601U (zh) * 2010-09-29 2011-08-10 北汽福田汽车股份有限公司 折叠式臂架结构及具有该折叠式臂架结构的混凝土泵车
CN102071809A (zh) * 2011-01-12 2011-05-25 长沙中联重工科技发展股份有限公司 混凝土泵车以及混凝土泵车臂架的减振装置和方法
CN102360228A (zh) * 2011-09-28 2012-02-22 三一重工股份有限公司 一种臂架动作控制系统及混凝土泵车
CN105247148A (zh) * 2013-04-09 2016-01-13 Tt控制有限公司 用于控制操作器的一节的定向的调节系统和方法
CN104863366A (zh) * 2014-12-04 2015-08-26 北汽福田汽车股份有限公司 一种混凝土泵送装置臂架控制系统

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017178420A1 (de) 2017-10-19
EP3452672A1 (de) 2019-03-13
US20190161983A1 (en) 2019-05-30
US11105106B2 (en) 2021-08-31
EP3452672B1 (de) 2021-09-29
DE102016106595A1 (de) 2017-10-12
EP3957808A1 (de) 2022-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109312570A (zh) 带有分散式液压系统的大型机械手
EP2863065B1 (en) Construction-machinery hydraulic circuit, and control device therefor
CN102079482B (zh) 起重机及其复合动作的控制方法、控制器
CN103277355B (zh) 登高平台消防车及其液压调平系统
CN101392772B (zh) 作业机械的液压控制装置
CN103982475B (zh) 一种混凝土喷射车臂架液压控制系统
CN110199128A (zh) 带有可快速折叠和展开的铰接式桅杆的大型机械手
CN102588357A (zh) 负载敏感液压系统及具有液压系统的起重机
US20090308067A1 (en) Hydraulic Drive
CN109312569A (zh) 用于大型操纵器的电液控制回路
CN103754781A (zh) 一种液压系统及起重机
CN108368692A (zh) 工程机械的液压控制装置及液压控制方法
CN205001273U (zh) 电比例流量分配系统
EP2518224B1 (en) Pump control system for a construction machine
CN103771305A (zh) 一种用于高空作业车的液控比例调速节能控制系统及其控制方法
EP3690149B1 (en) Pivoting work machine
CN105637228A (zh) 油压驱动系统
CN101210580A (zh) 一种掘进机用星轮同步液压系统
US10273124B2 (en) Rotation control system for material handling machines
CN203699748U (zh) 一种液压系统及起重机
KR20090069666A (ko) 건설 기계의 선회 브레이크 장치
CN108869432B (zh) 液压系统和工程机械
WO2018083083A1 (en) Hydraulic system with controlled diverter valve for auxiliary tool
JP3923189B2 (ja) 建設機械の電子制御システム及び制御装置
US20200326013A1 (en) System for adjusting rate of spool centering in a pilot-controlled hydraulic spool valve

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190205

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication