CN109853560B - 打桩机二级振动系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种打桩机二级振动系统及控制方法，该振动系统包括：模式选择器，用于获取用户对振动模式的选择结果；供油模块，包括第一主泵与第二主泵，于一级振动模式下，液压振动马达的压力油仅由第一主泵供给；于二级振动模式下，液压振动马达的压力油由第一主泵与第二主泵共同供给，液压振动马达用于产生激振力；第一压力传感器，用于获取第一主泵的工作压力；控制模块，具有与第一压力传感器电性连接的控制器，用于根据用户的选择结果和/或第一主泵的工作压力实现一级振动模式与二级振动模式之间的切换控制。该打桩机二级振动系统及控制方法降低了液压管路布置的复杂程度，以二级振动增强打桩机激振力，提高打桩速度并降低油耗。

Description

打桩机二级振动系统及控制方法

技术领域

本发明属于打桩机技术领域，具体地来说，是一种打桩机二级振动系统及控制方法。

背景技术

液压打桩机是十分常用的挖掘机属具，可进行钢管桩、钢板桩、异形桩等多种桩施工作业。液压打桩机的工作原理是利用挖掘机液压驱动获取动力，产生高频振动使桩体周围土壤达到短暂液化效果，减小桩体摩擦阻力，将桩体平稳顺滑打入或拔出，具有振动高效、操作简单、安装快捷等优点。

现有的液压打桩机普遍存在以下技术缺点：(1)挖掘机主机配置打桩机时，控制打桩机工作方式复杂，液压管路杂乱；(2)在打桩或拔桩时会出现带桩现象；(3)在坚硬地质上进行打桩施工或拔出摩擦阻力较大桩体时，打桩机激振力不足，不能满足打拔桩要求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种打桩机二级振动系统及控制方法，降低液压管路布置的复杂程度，以二级振动增强打桩机激振力，提高打桩速度并降低油耗。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

本发明提供了一种打桩机二级振动系统，包括：

模式选择器，用于获取用户对振动模式的选择结果；

供油模块，包括第一主泵与第二主泵，于一级振动模式下，液压振动马达的压力油仅由所述第一主泵供给；于二级振动模式下，所述液压振动马达的压力油由所述第一主泵与所述第二主泵共同供给，所述液压振动马达用于产生激振力；

第一压力传感器，用于获取所述第一主泵的工作压力；

控制模块，具有与所述第一压力传感器电性连接的控制器，用于根据用户的选择结果和/或所述第一主泵的工作压力实现一级振动模式与二级振动模式之间的切换控制。

作为上述技术方案的改进，所述控制模块包括第一梭阀与第二梭阀，所述第一梭阀的一进油口与挖掘机的右行走脚踏阀的出油口连接，所述第二梭阀的一进油口与挖掘机的左行走脚踏阀的出油口连接，所述第一梭阀的出油口与挖掘机的右行走压力传感器相连，所述第二梭阀的出油口与挖掘机的左行走压力传感器相连，所述右行走压力传感器、所述左行走压力传感器分别电性连接于所述控制器。

作为上述技术方案的进一步改进，所述控制模块包括一级振动先导阀与二级振动先导阀，所述一级振动先导阀、所述二级振动先导阀分别电性连接于所述模式选择器，所述第一梭阀的另一进油口与所述一级振动先导阀连接，所述第二梭阀的另一进油口与所述二级振动先导阀连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述一级振动先导阀、所述二级振动先导阀、所述右行走脚踏阀、所述左行走脚踏阀分别连接于先导油源。

作为上述技术方案的进一步改进，所述打桩机二级振动系统还包括与所述控制器电性连接的第二压力传感器，用于获取所述第二主泵的工作压力；

所述控制器根据所述第一主泵与所述第二主泵的工作压力，控制二者之间的功率与流量分配。

作为上述技术方案的进一步改进，所述控制器预设一压力阈值：

当所述液压振动马达处于一级振动模式且所述第一主泵的工作压力超过所述压力阈值时，所述控制器将所述液压振动马达自一级振动模式切换至二级振动模式；

当所述液压振动马达处于二级振动模式且所述第一主泵的工作压力不超过所述压力阈值时，所述控制器将所述液压振动马达自二级振动模式切换至一级振动模式。

作为上述技术方案的进一步改进，所述供油模块还包括电性连接于所述控制器的三通阀，所述第一主泵与所述第二主泵通过所述三通阀连接而实现合流，所述三通阀的流体出口与所述液压振动马达连接，所述三通阀的通断由所述控制器控制。

作为上述技术方案的进一步改进，所述模式选择器为机械按键、机械档位开关或触控式显示屏。

本发明还提供了一种打桩机二级振动控制方法，应用于以上任一项所述的打桩机二级振动系统，包括以下步骤：

获取用户对振动模式的选择结果；

获取所述第一主泵的工作压力；

根据用户的选择结果和/或所述第一主泵的工作压力，实现所述一级振动模式与所述二级振动模式之间的切换控制。

作为上述技术方案的改进，所述打桩机二级振动控制方法包括：

获取所述液压振动马达当前的振动模式；

若所述液压振动马达处于一级振动模式且所述第一主泵的工作压力超过所述压力阈值，将所述液压振动马达自一级振动模式切换至二级振动模式；

若所述液压振动马达处于二级振动模式且所述第一主泵的工作压力不超过所述压力阈值，将所述液压振动马达自二级振动模式切换至一级振动模式。

本发明的有益效果是：

设置模式选择器、两个主泵、第一压力传感器与控制模块，于一级振动模式下仅由第一主泵驱动液压振动马达而实现节能目的，而于二级振动模式由第一主泵与第二主泵共同驱动液压振动马达而实现激振力增强目的，匹配不同负载工况的激振力要求，取得最佳的控制效果，提高打桩速度并降低油耗，且连接关系简单而降低液压管路布置的复杂程度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本发明实施例1提供的打桩机二级振动系统的连接结构图；

图2是本发明实施例1提供的打桩机二级振动系统的第一局部液压原理图；

图3是本发明实施例1提供的打桩机二级振动系统的第二局部液压原理图。

主要元件符号说明：

100-打桩机二级振动系统，110-模式选择器，121-第一主泵，122-第二主泵，123-三通阀，131-第一压力传感器，132-第二压力传感器，141-控制器，142-第一梭阀，143-第二梭阀，144-一级振动先导阀，145-二级振动先导阀，201-右行走脚踏阀，202-左行走脚踏阀，203-右行走踏板，204-左行走踏板，205-先导油源，206-右行走压力传感器，207-左行走压力传感器。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对打桩机二级振动系统及控制方法进行更全面的描述。附图中给出了打桩机二级振动系统及控制方法的优选实施例。但是，打桩机二级振动系统及控制方法可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对打桩机二级振动系统及控制方法的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在打桩机二级振动系统及控制方法的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请结合参阅图1～3，本实施例公开了一种打桩机二级振动系统100，该打桩机二级振动系统100包括模式选择器110、供油模块、第一压力传感器131与控制模块，降低液压管路布置的复杂程度，以二级振动增强打桩机激振力，提高打桩速度并降低油耗。

模式选择器110用于获取用户对振动模式的选择结果。具体地，模式选择器110为输入终端，用于供用户输入选择指令，从而实现于一级振动模式与二级振动模式之间的手动切换。

输入终端的实现方式众多，示范性地，模式选择器110为机械按键、机械档位开关或触控式显示屏。例如，模式选择器110包括一级振动按键与二级振动按键。当一级振动按键按下而二级振动按键未按下时，液压振动马达处于一级振动模式；当一级振动按键与二级振动按键均按下时，液压振动马达切换为二级振动模式。

供油模块包括第一主泵121与第二主泵122，用于驱动液压振动马达工作。于一级振动模式下，液压振动马达的压力油仅由第一主泵121供给；于二级振动模式下，液压振动马达的压力油由第一主泵121与第二主泵122共同供给。其中，液压振动马达用于产生激振力，以将桩体打入或拔出。

二级主泵的设置方式至少具有以下优点。一方面，于轻载条件下，仅由第一主泵121供油，降低油耗、节约能源；另一方面，于重载条件下，第一主泵121与第二主泵122共同驱动液压振动马达，满足动力要求而提高作业效率，且第一主泵121与第二主泵122之间可进行流量与功率分配而进一步优化作业效率；第三方面，二级主泵可降低任意一级主泵所需的额定值，降低选型难度及采购成本。

第一压力传感器131用于获取第一主泵121的工作压力，为判断打桩机当前的负载环境提高参考。例如，若第一压力传感器131采集到的压力值较大，表明第一主泵121工作负荷率高、液压振动马达的负载较大，属于重载环境。

控制模块具有与第一压力传感器131电性连接的控制器141，用于根据用户的选择结果和/或第一主泵121的工作压力实现一级振动模式与二级振动模式之间的切换控制。

示范性地，控制模块包括第一梭阀142与第二梭阀143。第一梭阀142的一进油口与挖掘机的右行走脚踏阀201的出油口连接，第二梭阀143的一进油口与挖掘机的左行走脚踏阀202的出油口连接，第一梭阀142的出油口与挖掘机的右行走压力传感器206相连，第二梭阀143的出油口与挖掘机的左行走压力传感器207相连。右行走压力传感器206、左行走压力传感器207分别电性连接于控制器141，将信号输出于控制器141，以便控制器141相对地实现切换控制。

其中，右行走脚踏阀201与左行走脚踏阀202为挖掘机固有设备，由右行走踏板203与左行走踏板204控制启闭，用于实现挖掘机的前后行走控制。例如，当驾驶员踩踏右行走踏板203时，右行走脚踏阀201动作而打开行走油路，使挖掘机直线前进；当驾驶员踩踏左行走踏板204时，左行走脚踏阀202动作而打开行走油路，使挖掘机直线后退。

其中，右行走压力传感器206与左行走压力传感器207为挖掘机固有传感器，分别用于感应右行走脚踏阀201与左行走脚踏阀202的压力。由于打桩机二级振动系统100利用挖掘机的固有器件，无需独立设置传感器，简化了液压管路的布置，易于实现。

同时，控制模块包括一级振动先导阀144与二级振动先导阀145。一级振动先导阀144、二级振动先导阀145分别电性连接于模式选择器110，第一梭阀142的另一进油口与一级振动先导阀144连接，第二梭阀143的另一进油口与二级振动先导阀145连接。示范性地，一级振动先导阀144、二级振动先导阀145、右行走脚踏阀201、左行走脚踏阀202分别连接于先导油源205，由先导油实现驱动。

当挖掘机处于行走前进时，右行走脚踏阀201工作而左行走脚踏阀202关闭，先导油自右行走脚踏阀201流入第一梭阀142。同时，一级振动先导阀144保持关闭，使第一梭阀142的另一进油口关闭，右行走压力传感器206于第一梭阀142的出油口获得压力信号，并输出至挖掘机的控制单元而打开行走油路，实现前进目的。

当挖掘机处于行走前进时，左行走脚踏阀202工作而右行走脚踏阀201关闭，先导油自左行走脚踏阀202流入第二梭阀143。同时，二级振动先导阀145保持关闭，使第二梭阀143的另一进油口关闭，左行走压力传感器207于第二梭阀143的出油口获得压力信号，并输出至挖掘机的控制单元而打开行走油路，实现后退目的。

当挖掘机处于打桩状态时，右行走脚踏阀201与左行走脚踏阀202关闭，挖掘机保持于当前位置而不发生行走移动，第一梭阀142与右行走脚踏阀201连接的进油口、第二梭阀143与左行走脚踏阀202连接的进油口保持关闭。同时，打桩机执行打桩动作。

当模式选择器110获取到一级振动模式选择指令时，一级振动先导阀144工作而二级振动先导阀145关闭，先导油自一级振动先导阀144流入第一梭阀142。右行走压力传感器206于第一梭阀142的出油口获得压力信号，并输出至控制器141，控制器141控制第一主泵121单独供油，实现一级振动目的。

当模式选择器110获取到二级振动模式选择指令时，一级振动先导阀144与二级振动先导阀145同时工作，先导油自一级振动先导阀144流入第一梭阀142及自二级振动先导阀145流入第二梭阀143。右行走压力传感器206于第一梭阀142的出油口获得压力信号，左行走压力传感器207于第二梭阀143的出油口获得压力信号，两个信号一并输出至控制器141，控制器141控制第一主泵121与第二主泵122同时供油，实现二级振动目的。

示范性地，打桩机二级振动系统100还包括与控制器141电性连接的第二压力传感器132，用于获取第二主泵122的工作压力。控制器141根据第一主泵121与第二主泵122的工作压力，控制二者之间的功率与流量分配，使第一主泵121与第二主泵122处于最佳工作状态。

示范性地，控制器141预设一压力阈值，实现自动切换目的。当液压振动马达处于一级振动模式且第一主泵121的工作压力超过压力阈值时，控制器141将液压振动马达自一级振动模式切换至二级振动模式；当液压振动马达处于二级振动模式且第一主泵121的工作压力不超过压力阈值时，控制器141将液压振动马达自二级振动模式切换至一级振动模式。

示范性地，供油模块还包括电性连接于控制器141的三通阀123，第一主泵121与第二主泵122通过三通阀123连接而实现合流，三通阀123的流体出口与液压振动马达连接，三通阀123的通断由控制器141控制。

其中，三通阀123使第一主泵121所在支路始终保持流通。于一级振动模式下，控制器141控制三通阀123使第二主泵122所在支路保持断开，液压振动马达仅由第一主泵121供油；于二级振动模式下，控制器141控制三通阀123使第二主泵122所在支路保持流通，液压振动马达由第一主泵121与第二主泵122共同供油。

实施例2

本实施例还公开了一种打桩机二级振动控制方法，应用于实施例1所公开的打桩机二级振动系统100，包括以下步骤：

步骤A：获取用户对振动模式的选择结果，其选择结果为一级振动或二级振动；

步骤B：获取第一主泵121的工作压力；

步骤C：根据用户的选择结果和/或第一主泵121的工作压力，实现一级振动模式与二级振动模式之间的切换控制。

示范性地，打桩机二级振动控制方法还包括以下步骤：

步骤C1：获取液压振动马达当前的振动模式；

步骤C2：若液压振动马达处于一级振动模式且第一主泵121的工作压力超过压力阈值，将液压振动马达自一级振动模式切换至二级振动模式；

若液压振动马达处于二级振动模式且第一主泵121的工作压力不超过压力阈值，将液压振动马达自二级振动模式切换至一级振动模式。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种打桩机二级振动系统，包括供油模块及第一压力传感器，所述供油模块包括第一主泵，所述第一压力传感器用于获取所述第一主泵的工作压力，其特征在于，所述打桩机二级振动系统还包括：模式选择器及控制模块；

所述模式选择器，用于获取用户对振动模式的选择结果；

所述供油模块，还包括第二主泵，于一级振动模式下，液压振动马达的压力油仅由所述第一主泵供给；于二级振动模式下，所述液压振动马达的压力油由所述第一主泵与所述第二主泵共同供给，所述液压振动马达用于产生激振力；

所述控制模块，具有与所述第一压力传感器电性连接的控制器，用于根据用户的选择结果和/或所述第一主泵的工作压力实现一级振动模式与二级振动模式之间的切换控制。

2.根据权利要求1所述的打桩机二级振动系统，其特征在于，所述控制模块包括第一梭阀与第二梭阀，所述第一梭阀的一进油口与挖掘机的右行走脚踏阀的出油口连接，所述第二梭阀的一进油口与挖掘机的左行走脚踏阀的出油口连接，所述第一梭阀的出油口与挖掘机的右行走压力传感器相连，所述第二梭阀的出油口与挖掘机的左行走压力传感器相连，所述右行走压力传感器、所述左行走压力传感器分别电性连接于所述控制器。

3.根据权利要求2所述的打桩机二级振动系统，其特征在于，所述控制模块包括一级振动先导阀与二级振动先导阀，所述一级振动先导阀、所述二级振动先导阀分别电性连接于所述模式选择器，所述第一梭阀的另一进油口与所述一级振动先导阀连接，所述第二梭阀的另一进油口与所述二级振动先导阀连接。

4.根据权利要求3所述的打桩机二级振动系统，其特征在于，所述一级振动先导阀、所述二级振动先导阀、所述右行走脚踏阀、所述左行走脚踏阀分别连接于先导油源。

5.根据权利要求1所述的打桩机二级振动系统，其特征在于，还包括与所述控制器电性连接的第二压力传感器，用于获取所述第二主泵的工作压力；所述控制器根据所述第一主泵与所述第二主泵的工作压力，控制二者之间的功率与流量分配。

6.根据权利要求1所述的打桩机二级振动系统，其特征在于，所述控制器预设一压力阈值：

当所述液压振动马达处于一级振动模式且所述第一主泵的工作压力超过所述压力阈值时，所述控制器将所述液压振动马达自一级振动模式切换至二级振动模式；

当所述液压振动马达处于二级振动模式且所述第一主泵的工作压力不超过所述压力阈值时，所述控制器将所述液压振动马达自二级振动模式切换至一级振动模式。

7.根据权利要求1所述的打桩机二级振动系统，其特征在于，所述供油模块还包括电性连接于所述控制器的三通阀，所述第一主泵与所述第二主泵通过所述三通阀连接而实现合流，所述三通阀的流体出口与所述液压振动马达连接，所述三通阀的通断由所述控制器控制。

8.根据权利要求1所述的打桩机二级振动系统，其特征在于，所述模式选择器为机械按键、机械档位开关或触控式显示屏。

9.一种打桩机二级振动控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-8任一项所述的打桩机二级振动系统，包括以下步骤：

获取用户对振动模式的选择结果；

获取所述第一主泵的工作压力；

根据用户的选择结果和/或所述第一主泵的工作压力，实现所述一级振动模式与所述二级振动模式之间的切换控制。

10.根据权利要求9所述的打桩机二级振动控制方法，其特征在于，所述控制器预设一压力阈值，所述打桩机二级振动控制方法包括：

获取所述液压振动马达当前的振动模式；

若所述液压振动马达处于一级振动模式且所述第一主泵的工作压力超过所述压力阈值，将所述液压振动马达自一级振动模式切换至二级振动模式；

若所述液压振动马达处于二级振动模式且所述第一主泵的工作压力不超过所述压力阈值，将所述液压振动马达自二级振动模式切换至一级振动模式。

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