CN111732035A - 一种剪叉升降搬运车工作平台的控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种剪叉升降搬运车工作平台的控制系统，包括第一换向阀、油缸、背压阀、直流电机、定量泵和油箱；第一换向阀具有A口、B口、P口和T口，第一换向阀的A口与油缸的无杆腔连接，第一换向阀的B口与油缸的有杆腔连接，第一换向阀的P口与定量泵的油液出口连接，第一换向阀的T口与油箱的进口连接，背压阀设于第一换向阀的A口与油缸的无杆腔之间的液压管路上，直流电机的驱动轴与定量泵的泵轴固定连接。本申请提供的剪叉升降搬运车工作平台的控制系统通过增加背压阀和直流电机调速，消除升降平台在升降过程中的抖动和失速。

Description

一种剪叉升降搬运车工作平台的控制系统

技术领域

本申请涉及剪叉技术领域，更具体地说，涉及一种剪叉升降搬运车工作平台的控制系统。

背景技术

随着人工智能，大数据的飞速发展，计算机服务器数量和种类也越来越多。服务器的安装，更换，转运过程中需要使用剪叉升降搬运车，来搬运服务器放置在货架上。目前，部分客户会按照服务器的大小定制货架，服务器和货架之间的空隙很小，并且上下有多层货架，因此对升降车的低速要求非常高。

现有技术中，剪叉通常采用节流阀或比例换向阀实现低速流量调节，但是低速时节流阀流量不稳定，容易受到负载和油液温度变化的影响；比例换向阀调速时会有死区，在死区范围内无法调速。因此，剪叉的升降平台在升降过程中容易出现抖动和失速。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的是提供一种剪叉升降搬运车工作平台的控制系统，其采用背压阀和直流电机调速的方式，消除了剪叉的升降平台在升降过程中的抖动和失速。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种剪叉升降搬运车工作平台的控制系统，包括第一换向阀、油缸、背压阀、直流电机、定量泵和油箱；所述第一换向阀具有A口、B口、P口和T口，所述第一换向阀的A口与所述油缸的无杆腔连接，所述第一换向阀的B口与所述油缸的有杆腔连接，所述第一换向阀的P口与所述定量泵的油液出口连接，所述第一换向阀的T口与所述油箱的进口连接，所述背压阀设于所述第一换向阀的A口与所述油缸的无杆腔之间的液压管路上，所述直流电机的驱动轴与所述定量泵的泵轴固定连接。

可选的，包括霍尔手柄、控制器和驱动器；所述霍尔手柄包括手柄本体和霍尔传感器，所述霍尔传感器与所述控制器电连接，所述霍尔传感器根据所述手柄本体的移动距离向所述控制器输出对应的模拟信号；所述控制器与所述驱动器电连接，所述控制器将所述模拟信号转换为PWM脉冲并发送至所述驱动器；所述驱动器与所述直流电机电连接，所述驱动器根据所述PWM脉冲向直流电机输出对应的电枢电压信号。

可选的，所述背压阀包括：

阀体，呈内部具有阀体内腔的管状，所述阀体内腔的侧壁设有限位凸起；

第一接头，设于所述阀体的第一端，内部设有第一接头流道，所述第一接头流道的一端为P口，另一端为与所述阀体内腔连通的第一接头内接口；第一接头通孔从所述第一接头的外侧壁延伸至所述第一接头流道，且所述第一接头通孔与所述阀体内腔连通；

第二接头，设于所述阀体的第二端，内部设有第二接头流道，所述第二接头流道的一端为A口，另一端为与所述阀体内腔连通的第二接头内接口；

阀芯，呈内部具有阀芯内腔的管状，设于所述阀体的内部，包括第一段和第二段，所述第一段与所述阀体的内侧壁之间具有间隙，所述第二段与所述阀体的内侧壁密封连接，阀芯通孔从所述阀芯内腔延伸至所述第一段的外侧壁；

钢球，设于所述第一段和所述第一接头内接口之间；

弹簧，设于所述阀体的内部，朝向所述第一段推动所述阀芯，以使所述第一段与所述限位凸起相抵。

可选的，所述背压阀与所述第一换向阀的A口之间的液压管路上设有第一阻尼孔，所述第一换向阀的B口与所述油缸的有杆腔之间的液压管路上设有第二阻尼孔。

可选的，还包括第二换向阀，所述第二换向阀具有A口、B口、P口和T口，所述第二换向阀的A口连接有堵头，所述第二换向阀的B口与所述第一换向阀的P口连接，所述第二换向阀的P口与所述定量泵的油液出口连接，所述第二换向阀的T口与所述油箱的进口连接。

可选的，所述第二换向阀为二位四通阀，所述第一换向阀为三位四通电磁阀。

可选的，所述第二换向阀的B口与所述第一换向阀的P口之间设有第一溢流阀。

可选的，所述第二换向阀的P口与所述定量泵的油液出口之间设有单向阀。

可选的，所述定量泵的油液出口与所述单向阀的进口之间设有第二溢流阀。

通过上述方案，本申请提供的剪叉升降搬运车工作平台的控制系统的有益效果在于：

本申请提供的剪叉升降搬运车工作平台的控制系统包括第一换向阀、油缸、背压阀、直流电机、定量泵和油箱；第一换向阀具有A口、B口、P口和T口，并且A口与油缸的无杆腔连接，B口与油缸的有杆腔连接，P口与定量泵的油液出口连接，T口与油箱的进口连接，背压阀设于A口与油缸的无杆腔之间，直流电机的驱动轴与定量泵的泵轴固定连接。

在工作过程中，油缸下降时，油液从油缸的无杆腔进入背压阀中，经过背压阀进入第一换向阀，背压阀提高了油缸的回油背压，平衡负载的变化，因此油缸在有载下降过程中不会失速，提高了油缸下降的稳定性。另外，采用直流电机和定量泵的方式，直流电机转速范围无死区，可以实现无极调速，保障油缸低速下降时的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种剪叉升降搬运车工作平台的控制系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种驱动组件的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种背压阀的结构示意图；

附图标记为：

油缸1、第一溢流阀2、第一换向阀3、背压阀4、第二换向阀5、单向阀6、定量泵7、第一过滤器8、第二过滤器9、直流电机10、第二溢流阀11、油箱12、堵头13、霍尔手柄14、驱动器15；

阀体41、阀体内腔411、限位凸起412；第一接头42、第一接头流道421、第一接头内接口422、第一接头通孔423；第二接头43、第二接头流道431；阀芯44、第一段441、第二段442、阀芯内腔443、阀芯通孔444、安装槽445；钢球45；弹簧46；阻尼47；密封垫48。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考图1，本申请提供的剪叉升降搬运车工作平台的控制系统包括油箱12、油缸1、第一换向阀3、第二换向阀5、驱动组件以及背压阀4。

油缸1具有有杆腔和无杆腔，油缸1上升指活塞伸出的过程，油缸1下降至活塞缩回的过程。

第一换向阀3可以采用三位四通阀，其可以为电磁阀，也可以为液控阀。第一换向阀3具有A口、B口、P口和T口，第一换向阀3的A口与油缸1的无杆腔连接，第一换向阀3的B口与油缸1的有杆腔连接，第一换向阀3的P口与定量泵7的油液出口连接，第一换向阀3的T口与油箱12的进口连接。

第二换向阀5可以采用为二位四通阀，其可以为电磁阀，也可以为液控阀，第一换向阀3的P口与定量泵7的油液出口通过第二换向阀5间接相连。具体的，第二换向阀5具有A口、B口、P口和T口，第二换向阀5的A口连接有堵头13，第二换向阀5的B口与第一换向阀3的P口连接，第二换向阀5的P口与定量泵7的油液出口连接，第二换向阀5的T口与油箱12的进口连接。在使用时，当第二换向阀5切换至图1所示的左阀位时，定量泵7驱动油液通过第二换向阀5进入第一换向阀3的P口；当第二换向阀5切换至图1所示的右阀位时，定量泵7无法继续向第一换向阀3的P口供油。

驱动组件包括直流电机10和定量泵7。其中，直流电机10的输出轴与定量泵7的泵轴通过联轴器或者其他机械结构固定连接，直流电机10的输出轴旋转后，会带动定量泵7的泵轴同步旋转。定量泵7的油液进口与油箱12的出口连接，定量泵7启动后从油箱12中吸油。在实际应用中，定量泵7可以具体采用齿轮泵。

可选的，在一种实施例中，驱动组件还包括霍尔手柄14、控制器和驱动器15，霍尔手柄14包括手柄本体和霍尔传感器。在使用时，用户推拉霍尔手柄14的手柄本体，霍尔传感器可产生与手柄本体的移动距离成比例的模拟信号，并将模拟信号输出至控制器，控制器将模拟信号转换为PWM脉冲，同时，控制器与驱动器15电连接，控制器将PWM脉冲发送至驱动器15，驱动器15根据PWM脉冲确定电枢电压信号，并根据电枢电压的大小控制直流电机10的转速。通过推拉手柄本体的幅度大小可以控制电机的转速快慢，从而控制定量泵7输出流量的大小，实现了远程无极调速。

背压阀4设于第一换向阀3的A口与油缸1的无杆腔之间的液压管路上，用于为油缸1提供回油背压。背压阀4的结构可以参照现有技术，本申请在下一实施例中提供了一种背压阀4的优选结构。

可选的，在一种实施例中，背压阀4包括阀体41、第一接头42、第二接头43、阀芯44、钢球45、弹簧46、阻尼47和密封垫48。

阀体41呈管状结构，其内部具有阀体内腔411，阀体内腔411的侧壁设有限位凸起412。

第一接头42设于阀体41的第一端，二者保持固定连接，连接时，可以是第一接头42的外侧壁与阀体内腔411的侧壁螺纹连接，或者是通过螺栓连接，或者采用其他方式进行固定。第一接头42的内部设有第一接头流道421，第一接头流道421的一端为P口，另一端为与阀体内腔411连通的第一接头内接口422。第一接头通孔423贯穿第一接头42的侧壁，即第一接头通孔423从第一接头42的外侧壁延伸至第一接头流道421，并且第一接头通孔423与阀体内腔411连通。第一接头42与油缸1的无杆腔直接连接，或者通过油管间接连接。第一接头42在设置P口的端部可以加工有螺纹，实现第一接头42与油管或者油缸1无杆腔的连接。

第二接头43设于阀体41的第二端，二者保持固定连接，连接时，可以是第二接头43的外侧壁与阀体内腔411的侧壁螺纹连接，或者是通过螺栓连接，或者采用其他方式进行固定。第二接头43的内部设有第二接头流道431，第二接头流道431的一端为A口，另一端为与阀体内腔411连通的第二接头内接口。第二接头43在设置A口的端部可以加工有螺纹，实现第二接头43与液压管路的连接。

阀芯44呈管状，阀芯44设于阀体41的内部，阀芯44的内部具有阀芯内腔443。阀芯44从一端至另一端划分为两段，二者为第一段441和第二段442，第一段441与阀体41的内侧壁之间具有间隙，第二段442与阀体41的内侧壁密封连接。阀芯通孔444贯穿阀芯44的侧壁，即阀芯通孔444从阀芯内腔443延伸至第一段441的外侧壁。

钢球45设于第一段441和第一接头内接口422之间。并且钢球45的尺寸与第一段441的端面的阀芯内腔443尺寸和第一接头内接口422尺寸配合，使得钢球45处于不同位置时，能够封堵第一段441的端面的阀芯内腔443，或者封堵第一接头内接口422。在实际安装时，为了对钢球45进行限位，优选第一段441设有安装槽445，钢球45设于安装槽445中。安装槽445的内径大于钢球45的外径，使得钢球45可以在压力的作用下在安装槽445中自由移动。

弹簧46设于阀体41的内部，弹簧46利用自身的弹性回复力朝向第一段441推动阀芯44，以使第一段441与限位凸起412相抵。在实际安装时，可以将弹簧46设置在阀体41的端面与第二接头43的端面之间；而为了对弹簧46进行限位，优选在阀芯内腔443设置朝向第二接头43的台阶面，将弹簧46设于阀芯内腔443中，弹簧46一端与台阶面相抵，另一端与第二接头43相抵。

阻尼47设置在第一接头流道421中，可以通过更换阻尼47大小来调节定值流量。若第一接头流道421自带阻尼孔，则阻尼47可以省略。

密封垫48用于加强密封，在实际安装时，可以在第一接头42上设置位于阀体41外部的第一接头凸台，第一接头凸台与阀体41的端面之间设有密封垫48。也可以在第二接头43上设置位于阀体41外部的第二接头凸台，第二接头凸台与阀体41的端面之间设有密封垫48。背压阀4也可以省略密封垫48，采用其他零件或者密封方式保障内部液压油流道的密封性。

上述结构的背压阀4的工作原理如下：第一种情况，自由流动时，油液从背压阀4的A口进入，油液经过第二接头流道431和阀芯内腔443推动钢球45移动，钢球45封堵第一接头内接口422；同时，油液经过第二接头流道431、阀芯内腔443、阀体内腔411、第一接头通孔423、第一接头流道421，并最终从背压阀4的P口流出。第二种情况，如果油液从背压阀4的P口进入，油液推动钢球45，钢球45推动阀芯44向第二接头43移动，而弹簧46推动阀芯44向第一接头42移动。若油液对阀芯44推力未达到弹簧46的推力，则此时阀芯44与限位凸起412相抵，钢球45封堵阀芯内腔443，使得阀芯44关闭，油液不流通，起到保压作用。第三种情况，如果油液从背压阀4的P口进入，并且油液的阀芯44推力大于弹簧46的推力，则此时弹簧46压缩，阀芯44在油液的控制下向第二接头43移动，油液通过第一接头流道421、阀体内腔411、阀芯通孔444、阀芯内腔443、第二接头流道431，并最终从背压阀4的A口流出。

可选的，液压管路上可以设置单向阀，来保障油液的单向流动。例如，可以在第二换向阀5的P口与定量泵7的油液出口之间设置单向阀6。

可选的，液压管路上可以设置溢流阀，来调节液压管路的压力。例如，可以在第二换向阀5的B口与第一换向阀3的P口之间设有第一溢流阀2。再例如，可以在定量泵7的油液出口与单向阀6的进口之间设有第二溢流阀11。

可选的，液压管路上可以设置阻尼孔，来起到调压缓冲的作用，例如，可以在背压阀4与第一换向阀3的A口之间的液压管路上设置第一阻尼孔。再例如，可以在第一换向阀3的B口与油缸1的有杆腔之间的液压管路上设置第二阻尼孔。再例如，可以在第二换向阀5的T口与油箱12的进口之间的液压管路上设置第三阻尼孔。

可选的，液压管路上可以设置过滤器，来保证油液的清洁性。例如，可以在定量泵7的油液进口与油箱12的出口之间的液压管路上设置第一过滤器8。再例如，可以在第二溢流阀11的出口设置第二过滤器9。

上述结构的剪叉升降搬运车工作平台的控制系统的工作过程如下：

驱动组件提供动力源，通过调节直流电机10的转速控制定量泵7的流量的输出值。升降平台上升时，启动直流电机10带动定量泵7输出流量，第一换向阀3的YV1通电，油液通过背压阀4进入油缸1的无杆腔，推动活塞杆伸出；升降平台下降时，启动电机带动齿轮泵液压流量输出，第一换向阀3的YV2通电，油液进入油缸1的有杆腔，油缸1的无杆腔的油液通过背压阀4流回油箱12，活塞杆缩回。

由上述实施方式可以见，本申请提供的剪叉升降搬运车工作平台的控制系统的有益效果在于：

本申请通过调节直流电机10的转速，实现了无极调速，可以输出较小的流量，不需要增加液压调速阀，价格便宜。通过增加背压阀4，提高回油背压，平衡工作平台及其负载的重量，提高油缸1下降的稳定性。解决剪叉升降搬运车在低速下降时的抖动问题，以及在加载下降过程中的失速问题。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本申请所提供的剪叉升降搬运车工作平台的控制系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种剪叉升降搬运车工作平台的控制系统，其特征在于，包括第一换向阀(3)、油缸(1)、背压阀(4)、直流电机(10)、定量泵(7)和油箱(12)；所述第一换向阀(3)具有A口、B口、P口和T口，所述第一换向阀(3)的A口与所述油缸(1)的无杆腔连接，所述第一换向阀(3)的B口与所述油缸(1)的有杆腔连接，所述第一换向阀(3)的P口与所述定量泵(7)的油液出口连接，所述第一换向阀(3)的T口与所述油箱(12)的进口连接，所述背压阀(4)设于所述第一换向阀(3)的A口与所述油缸(1)的无杆腔之间的液压管路上，所述直流电机(10)的驱动轴与所述定量泵(7)的泵轴固定连接。

2.根据权利要求1所述的剪叉升降搬运车工作平台的控制系统，其特征在于，还包括霍尔手柄(14)、控制器和驱动器(15)；所述霍尔手柄(14)包括手柄本体和霍尔传感器，所述霍尔传感器与所述控制器电连接，所述霍尔传感器根据所述手柄本体的移动距离向所述控制器输出对应的模拟信号；所述控制器与所述驱动器(15)电连接，所述控制器将所述模拟信号转换为PWM脉冲并发送至所述驱动器(15)；所述驱动器(15)与所述直流电机(10)电连接，所述驱动器(15)根据所述PWM脉冲向直流电机(10)输出对应的电枢电压信号。

3.根据权利要求1所述的剪叉升降搬运车工作平台的控制系统，其特征在于，所述背压阀(4)包括：

阀体(41)，呈内部具有阀体内腔(411)的管状，所述阀体内腔(411)的侧壁设有限位凸起(412)；

第一接头(42)，设于所述阀体(41)的第一端，内部设有第一接头流道(421)，所述第一接头流道(421)的一端为P口，另一端为与所述阀体内腔(411)连通的第一接头内接口(422)；第一接头通孔(423)从所述第一接头(42)的外侧壁延伸至所述第一接头流道(421)，且所述第一接头通孔(423)与所述阀体内腔(411)连通；

第二接头(43)，设于所述阀体(41)的第二端，内部设有第二接头流道(431)，所述第二接头流道(431)的一端为A口，另一端为与所述阀体内腔(411)连通的第二接头内接口；

阀芯(44)，呈内部具有阀芯内腔(443)的管状，设于所述阀体(41)的内部，包括第一段(441)和第二段(442)，所述第一段(441)与所述阀体(41)的内侧壁之间具有间隙，所述第二段(442)与所述阀体(41)的内侧壁密封连接，阀芯通孔(444)从所述阀芯内腔(443)延伸至所述第一段(441)的外侧壁；

钢球(45)，设于所述第一段(441)和所述第一接头内接口(422)之间；

弹簧(46)，设于所述阀体(41)的内部，朝向所述第一段(441)推动所述阀芯(44)，以使所述第一段(441)与所述限位凸起(412)相抵。

4.根据权利要求1所述的剪叉升降搬运车工作平台的控制系统，其特征在于，所述背压阀(4)与所述第一换向阀(3)的A口之间的液压管路上设有第一阻尼孔，所述第一换向阀(3)的B口与所述油缸(1)的有杆腔之间的液压管路上设有第二阻尼孔。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的剪叉升降搬运车工作平台的控制系统，其特征在于，还包括第二换向阀(5)，所述第二换向阀(5)具有A口、B口、P口和T口，所述第二换向阀(5)的A口连接有堵头(13)，所述第二换向阀(5)的B口与所述第一换向阀(3)的P口连接，所述第二换向阀(5)的P口与所述定量泵(7)的油液出口连接，所述第二换向阀(5)的T口与所述油箱(12)的进口连接。

6.根据权利要求5所述的剪叉升降搬运车工作平台的控制系统，其特征在于，所述第二换向阀(5)为二位四通阀，所述第一换向阀(3)为三位四通电磁阀。

7.根据权利要求5所述的剪叉升降搬运车工作平台的控制系统，其特征在于，所述第二换向阀(5)的B口与所述第一换向阀(3)的P口之间设有第一溢流阀(2)。

8.根据权利要求5所述的剪叉升降搬运车工作平台的控制系统，其特征在于，所述第二换向阀(5)的P口与所述定量泵(7)的油液出口之间设有单向阀(6)。

9.根据权利要求8所述的剪叉升降搬运车工作平台的控制系统，其特征在于，所述定量泵(7)的油液出口与所述单向阀(6)的进口之间设有第二溢流阀(11)。

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