CN112144591A - 挖掘机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种挖掘机，其包括动臂，本发明的实施例的挖掘机包括：动臂缸，其使所述动臂升降；主液压管线，其为了使所述动臂上升而向所述动臂缸供应工作油，或为了使所述动臂下降而排出所述动臂缸的工作油；操作装置，其生成用于使所述动臂下降的下降信号；锁闭阀，其分别连接于所述动臂缸和所述主液压管线，并在从所述操作装置接收到所述下降信号时被开放，以排出所述动臂缸的工作油；压力传感器，其测量所述主液压管线的压力；下降控制阀，其控制所述锁闭阀的动作；以及控制装置，其根据由所述压力传感器提供的信息来控制所述下降控制阀的动作。

Description

挖掘机

技术领域

本发明涉及一种挖掘机，更详细而言，涉及一种能够使动臂或斗杆安全地下降的挖掘机。

背景技术

工程机械大体上指使用于土木施工或建筑施工的所有机械。通常，工程机械具有发动机和靠发动机的动力进行动作的液压泵，并利用通过发动机和液压泵产生的动力来行驶或驱动作业装置。

例如，作为工程机械的一种的挖掘机执行在土木、建筑，工程现场进行挖土的挖掘作业、搬运沙土的装载作业、将建筑物解体的破碎作业、整理地面的整地作业等作业，并由起到装备的移动作用的行驶体、搭载于行驶体而360度旋转的上部旋回体、以及作业装置构成。

此外，挖掘机包括利用于行驶的行驶电机、使用于上部旋回体摆动(swing)的摆动电机、以及利用于作业装置的动臂缸、斗杆缸、铲斗缸、以及可选缸等驱动装置。另外，这些驱动装置通过从由发动机或电动机驱动的可变容量型液压泵排出的工作油来进行驱动。

然而，由于动臂、斗杆、以及各种附件具有很重的重量，因而动臂的不期望的下降可能引发安全事故。因此，动臂被控制为仅通过控制杆的动臂下降信号进行下降。为此，通常在动臂与主控制阀之间配置锁闭阀。当未接收到控制杆的动臂下降信号时，锁闭阀阻断由动臂缸排出工作油来防止动臂的下降。即，锁闭阀仅在接收到控制杆的动臂下降信号时允许动臂的下降。

然而，在接收控制杆的动臂下降信号的状态下，锁闭阀是开放着的，因此，当向动臂缸或动臂缸供应或排出工作油的主液压管线受损时，动臂会与作业者的意图无关地通过重力落下并非常快速地下降。这样的动臂的快速下降可能引发大型安全事故。

为了从这种安全事故中确保安全，以欧洲和北美为始，规制在该地区销售的挖掘机满足如下必要条件。

首先，为了防止锁闭阀与动臂缸之间的主液压管线破损而导致工作油泄漏和动臂下降，以将锁闭阀安装于动臂缸的方式对锁闭阀的安装位置进行规制。

其次，以满足下列条件的方式对锁闭阀的性能进行规制。

第一、当在中立状态下主液压管线破损时，10秒钟内不得落下100mm以上。

第二、当在上升动作过程中主液压管线破损时，10秒钟内不得落下100mm以上。

第三、当在下降动作过程中主液压管线破损时，不得以破损前2秒内的平均速度的2倍以上的速度下降。

为了在前述要求条件中尤其满足第三个要求，以往，将开闭动臂下降时从动臂缸排出工作油的排出油路的锁闭阀的锁闭滑阀的最大开放油路面积设计得较小，从而即使主液压管线破损，仍因锁闭滑阀的最大开放油路面积的减小将动臂的下降速度限制为防止以破损前2秒内的平均速度的2倍以上的速度下降。

然而，其中存在的问题是，锁闭阀的锁闭滑阀的最大开放油路面积设计得越小，在主液压管线未破损的正常的状态下压力损失越增加。因此，不但导致挖掘机的整体能效下降，还会导致作业速度下降。

发明内容

技术问题

本发明的实施例提供一种防止动臂或斗杆的落下造成的安全事故的挖掘机。

技术方案

根据本发明的实施例，提供一种挖掘机，其包括动臂，所述挖掘机包括：动臂缸，其使所述动臂升降；主液压管线，其为了使所述动臂上升而向所述动臂缸供应工作油，或为了使所述动臂下降而排出所述动臂缸的工作油；操作装置，其生成用于使所述动臂下降的下降信号；锁闭阀，其分别连接于所述动臂缸和所述主液压管线，并在从所述操作装置接收到所述下降信号时被开放，以排出所述动臂缸的工作油；压力传感器，其测量所述主液压管线的压力；下降控制阀，其控制所述锁闭阀的动作；以及控制装置，其根据由所述压力传感器提供的信息来控制所述下降控制阀的动作。

所述操作装置还可以生成用于使所述动臂上升的上升信号。另外，所述挖掘机还可以包括：油箱，其储存工作油；主泵，其排出储存于所述油箱的工作油；以及主控制阀，其在从所述操作装置接收到所述上升信号时，将由所述主泵排出的工作油供应至所述动臂缸。

所述主液压管线可以连接所述主控制阀和所述锁闭阀。

上述挖掘机还可以包括：先导泵，其生成先导压力。另外，所述操作装置可以将所述先导泵生成的先导压力转换为所述下降信号并提供至所述锁闭阀。

所述锁闭阀可以包括：供应油路，其与所述主液压管线连接，用于在所述动臂上升时向所述动臂缸供应工作油；排出油路，其与所述主液压管线连接，用于在所述动臂下降时排出所述动臂缸的工作油；止回阀，其设置于所述供应油路上，使工作油仅向所述动臂缸方向移动；锁闭滑阀，其设置于所述排出油路上，在接收到所述下降信号时被打开；以及减压阀，其将所述供应油路及所述排出油路的压力维持为已设定的压力以下。

所述锁闭阀的所述锁闭滑阀的最大开放油路面积可以具有所述动臂进行下降动作时能够在所述主液压管线破损的状态下以破损前2秒内的平均速度的2倍以上的速度下降的大小。

所述压力传感器可以测量每单位时间的压力下降率。另外，当所述压力传感器连续已设定的次数以上测量到已设定的每单位时间的压力下降率时，所述控制装置可以启动所述下降控制阀。

所述压力传感器可以测量每单位时间的压力下降率。另外，当所述压力传感器连续已设定的次数以上测量到已设定的每单位时间的压力下降率之后所述压力传感器所测量的所述主液压管线的压力为基准压力以下时，所述控制装置可以启动所述下降控制阀。

所述操作装置还可以生成紧急信号。另外，当所述控制装置启动所述下降控制阀之后从所述操作装置接收到所述紧急信号时，所述控制装置可以启动所述下降控制阀来部分地开放所述锁闭阀，以使所述动臂以比完全开放所述锁闭阀时相对慢的速度下降。

此外，根据本发明的另一实施例，挖掘机包括：驱动缸，其包括头侧和杆侧；第一主液压管线，其用于为了使所述驱动缸伸长而向所述驱动缸的头侧供应工作油；第二主液压管线，其用于为了使所述驱动缸收缩而向所述驱动缸的所述杆侧供应工作油；操作装置，其生成用于使所述驱动缸伸长的伸长信号和用于使所述驱动缸收缩的收缩信号；主控制阀，其包括向所述第一主液压管线及所述第二主液压管线中的一个选择性地供应工作油的控制滑阀、生成待传递至所述控制滑阀的一端的先导压力的伸长侧电子比例减压阀、以及生成待传递至所述控制滑阀的另一端的先导压力的收缩侧电子比例减压阀；锁闭阀，其分别连接于所述驱动缸的所述杆侧和所述第二主液压管线，调节或阻断由所述驱动缸的所述杆侧排出的工作油的流量；锁闭阀控制管线，其在所述伸长侧电子比例减压阀生成先导压力时将该先导压力传递至所述锁闭阀来开放所述锁闭阀；压力传感器，其测量所述第二主液压管线的压力；控制装置，其在从所述操作装置接收到伸长信号或收缩信号时控制所述伸长侧电子比例减压阀或所述收缩侧电子比例减压阀生成先导压力，并在根据由所述压力传感器提供的信息判断为所述第二主液压管线破损时控制所述伸长侧电子比例减压阀来中断为了开放所述锁闭阀而供应的先导压力的生成。

上述挖掘机还可以包括：伸长控制阀，其设置于所述锁闭阀控制管线上，基于所述控制装置的控制通过所述锁闭阀控制管线调节传递至所述锁闭阀的先导压力来控制所述锁闭阀的动作。

此外，上述挖掘机还可以包括：油箱，其储存工作油；主泵，其排出储存于所述油箱的工作油；以及先导泵，其用于生成先导压力。所述主控制阀可以基于所述控制装置的控制将所述主泵排出的工作油供应至所述驱动缸的所述头侧或所述杆侧，所述伸长侧电子比例减压阀及所述收缩侧电子比例减压阀可以分别基于所述控制装置的控制来加工所述先导泵生成的先导压力并传递至所述控制滑阀的两端。

所述锁闭阀可以包括：供应油路，其与所述第二主液压管线连接，用于在所述驱动缸收缩时向所述驱动缸的所述杆侧供应工作油；排出油路，其与所述第二主液压管线连接，用于在所述驱动缸伸长时从所述驱动缸的所述杆侧排出工作油；止回阀，其设置于所述供应油路上，使工作油仅向所述驱动缸的所述杆侧方向移动；锁闭滑阀，其设置于所述排出油路上，开闭所述排出油路；以及减压阀，其将所述供应油路及所述排出油路的压力维持为已设定的压力以下。

所述锁闭阀的所述锁闭滑阀的最大开放油路面积可以具有所述驱动缸伸长时能够在所述第二主液压管线破损的状态下以破损前2秒内的平均速度的2倍以上的速度伸长的大小。

所述压力传感器可以测量每单位时间的压力下降率，当所述压力传感器连续已设定的次数以上测量到已设定的每单位时间的压力下降率时，所述控制装置可以关闭所述锁闭阀。

所述压力传感器测量每单位时间的压力下降率，当所述压力传感器连续已设定的次数以上测量到已设定的每单位时间的压力下降率之后所述压力传感器所测量的所述第二主液压管线的压力为基准压力以下时，所述控制装置可以关闭所述锁闭阀。

所述操作装置还可以生成紧急信号，当所述控制装置关闭所述锁闭阀之后所述操作装置生成所述紧急信号时，所述控制装置可以部分地开放所述锁闭阀，以使所述驱动缸以比完全开放所述锁闭阀时相对慢的速度伸长。

发明的效果

根据本发明的实施例，挖掘机能够稳定地防止动臂或斗杆落下造成的安全事故。

附图说明

图1是本发明的第一实施例的挖掘机的侧面图。

图2是使用于图1的挖掘机的液压系统的液压回路图。

图3是放大图示图2的锁闭阀的液压回路图。

图4是用于说明根据图2的压力传感器所测量的信息由控制装置控制下降控制阀的方法的图表。

图5是示例性地示出在进行通常的动作和紧急信号所对应的动作时锁闭阀的锁闭滑阀的被开放的油路面积的图表。

图6是使用于本发明的第二实施例的挖掘机的液压系统的液压回路图。

图7是使用于本发明的第三实施例的挖掘机的液压系统的液压回路图。

附图标记

100：发动机，101、102：挖掘机，120：下部行驶体，130：上部旋回体，132：顶架，150：驾驶室，160：作业装置，170：动臂，180：斗杆，182：斗杆缸，190：铲斗，192：铲斗缸，200：动臂缸，220：驱动缸，201、221：头侧，203、223：杆侧，310：主泵，370：先导泵，400：锁闭阀，410：供应油路，420：排出油路，460：锁闭滑阀，470：止回阀，480：减压阀，500：主控制阀，510：伸长侧阀芯帽，520：收缩侧阀芯帽，530：伸长侧电子比例减压阀，540：收缩侧电子比例减压阀，600：下降控制阀，601：伸长控制阀，610：主液压管线，621：第一主液压管线，622：第二主液压管线，670：锁闭阀控制管线，700：控制装置，750：压力传感器，800：操作装置，900：油箱。

具体实施方式

下面参考附图对本发明的实施例进行详细说明，以便本发明所属技术领域中的一般的技术人员能够容易实施。本发明可以以多种不同的形态实现，并不限于此处说明的实施例。

此外，在多个实施例中，对于具有相同结构的构成要素，使用相同的符号并代表性地在第一实施例中进行说明，而在其余实施例中将只对与第一实施例不同的结构进行说明。

需要指出的是，附图是示意性的，并未按比例图示。为了图中的清楚性和方便性，图中所示部分的相对尺寸和比例在其大小上被夸张或缩小而图示，任意的尺寸均只是示例性的，而不是限定性的。另外，对出现在两个以上的图中的相同的结构物、要素或部件使用相同的参照符号，以体现相似的特征。

本发明的实施例具体地示出本发明的理想的实施例。其结果，预想得到图解的多样的变形。因此，实施例不局限于所图示区域的特定形态，例如，也包括制造所致的形态的变形。

下面参照图1至图5对本发明的第一实施例的挖掘机101进行说明。

在本说明书中，以挖掘机为例进行说明。但是，本发明可以适用于安装有如同动臂170产生势能的作业装置160的所有工程机械。

如图1所图示，挖掘机101可以包括下部行驶体120、以能够旋回的方式搭载于下部行驶体120上的上部旋回体130、以及设置于上部旋回体130的驾驶室150和作业装置160。

下部行驶体120支撑上部旋回体130，且可以利用由发动机(未图示)产生的动力通过行驶装置使挖掘机101行驶。下部行驶体120可以是包括无限轨道的无限轨道式行驶体或包括行驶轮的轮式行驶体。

上部旋回体130可以在下部行驶体120上旋转来设定作业方向。上部旋回体130可以包括顶架132、以及设置于顶架132的驾驶室150和作业装置160。

作业装置160可以包括动臂170、斗杆180、铲斗190、以及用于驱动这些的驱动装置。例如，可以在动臂170与顶架132之间设置用于控制动臂170的动作的动臂缸200。此外，可以在动臂170与斗杆180之间设置用于控制斗杆180的动作的斗杆缸182，并在斗杆180与铲斗190之间设置用于控制铲斗190的动作的铲斗缸192。

通过动臂缸200、斗杆缸182及铲斗缸192伸长或收缩，动臂170、斗杆180及铲斗190可以实现多样的动作，且作业装置160可以执行多种作业。此时，动臂缸200、斗杆缸182及铲斗缸192由从待后述的主泵310(图2所图示)供应的工作油启动。

如图2所图示，本发明的第一实施例的挖掘机101中使用的液压系统包括动臂缸200、主液压管线610、操作装置800、锁闭阀400、压力传感器750、下降控制阀600、以及控制装置700。

此外，本发明的第一实施例的挖掘机101中使用的液压系统还可以包括主泵310、油箱900、主控制阀500(main control valve，MCV)、以及先导泵370。

动臂缸200使用由主泵310供应的工作油来如前述使动臂170升降。另外，动臂缸200被区分为头侧201和杆侧203。

例如，如图2所图示，当使工作油向动臂缸200的杆侧203流入，并向头侧201排出工作油时，可以使动臂170上升；当使工作油向动臂缸200的头侧201流入，并向杆侧203排出工作油时，可以使动臂170下降。

但是，本发明的第一实施例不限于此，根据情况，也可以是，当使工作油向动臂缸200的头侧201流入时，使动臂170上升；当使工作油向动臂缸200的杆侧203流入时，使动臂170下降。这可以根据挖掘机101的种类而不同，且可以根据动臂170和动臂缸200的机构学连接方法而不同。

主泵310可以是所排出的流量根据斜盘的角度可变的可变容量型泵。此外，主泵310利用由发动机(未图示)产生的动力来进行动作而排出工作油。这里，发动机通过燃烧燃料来产生动力。但是，本发明的第一实施例不限于此，也可以代替发动机地使用电动机等其他动力装置。由主泵310排出的工作油可以被供应至包括待后述的动臂缸200的各种驱动装置。以下，在第一实施例中，以前述多个作业装置160中的动臂缸200为例进行说明。

油箱900储存工作油，主泵310排出储存于油箱900的工作油。另外，由主泵310排出而进行使用的工作油可以重新被回收至油箱900。即，由主泵310排出之后经由了诸如动臂缸200的作业装置的工作油将重新朝向油箱900。

主控制阀500(main control valve，MCV)控制对包括动臂缸200的各种作业装置160的由主泵310排出的工作油的供应。具体地，主控制阀500可以具备包括用于控制动臂170的控制滑阀的多个控制滑阀。另外，各个控制滑阀控制对包括动臂缸200的各种作业装置的工作油的供应。此外，主控制阀500还可以包括阀芯帽，该阀芯帽分别连接于控制滑阀的两端，并接收待后述的操作装置800的信号来使控制滑阀在行程(stroke)移动。例如，可以在阀芯帽设置电子比例减压阀(electronic proportional pressure reducing valve，EPPRV)，根据电子比例减压阀的开闭程度，由待后述的先导泵370提供的先导压力被调节而施加至控制滑阀的压力不同，控制滑阀将可以通过先导压力双向地移动。

主液压管线610连接主控制阀500和待后述的锁闭阀400。具体地，主液压管线610起为了使动臂170上升而向动臂缸200供应工作油或为了使动臂170下降而排出动臂缸200的工作油的作用。此时，由动臂缸200排出的工作油将朝向油箱900。

操作装置800可以包括设置于驾驶室内以便作业者能够操作各种作业装置160和行驶装置的控制杆、操作杆、踏板(pedal)、触摸屏、以及按钮等。操作装置800由作业者操作，并且，根据操作装置800的信号，待后述的控制装置700可以控制锁闭阀400及主控制阀500。从而，主控制阀500可以调节供应至各种作业装置160的工作油。

此外，在本发明的第一实施例中，操作装置800可以生成用于使动臂170下降的下降信号和用于使动臂170上升的上升信号。此外，操作装置800还可以生成紧急信号。作为具体的例子，操作装置800可以包括操作动臂170的升降的控制杆和用于生成紧急信号的紧急按钮等。

先导泵370生成先导压力。先导泵370生成的先导压力可以通过操作装置800转换为各种信号。例如，操作装置800可以将先导泵370生成的先导压力转换为下降信号并提供至待后述的锁闭阀400。待后述的锁闭阀400在从操作装置800接收到下降信号时被开放，以排出动臂缸200的工作油。此外，当操作装置800向主控制阀500传递上升信号时，主控制阀500将主泵310排出的工作油经锁闭阀400而供应至动臂缸200。

锁闭阀400分别连接于动臂缸200和主液压管线610。例如，锁闭阀400可以在安装于动臂缸200的状态下与主液压管线610连接。另外，锁闭阀400在从操作装置800接收下降信号时被开放，以排出动臂缸200的工作油。

具体地，如图3所图示，锁闭阀400可以包括供应油路410、排出油路420、止回阀470、锁闭滑阀460、以及减压阀480。

供应油路410与主液压管线610连接，并在动臂170上升时向动臂缸200供应工作油。具体地，供应油路410的一端与主液压管线610连接，供应油路410的另一端与动臂缸200连接。具体地，例如，供应油路410可以连接于动臂缸200的杆侧203。从而，可以使主泵310排出的工作油经主控制阀500和主液压管线610而通过供应油路410被供应至动臂缸200。

排出油路420也与主液压管线610连接，且在动臂170下降时排出动臂缸200的工作油。具体地，排出油路420的一端也与主液压管线610连接，排出油路420的另一端也与动臂缸200连接。具体地，例如，供应油路410可以连接于动臂缸200的杆侧203。从而，可以使由动臂缸200排出的工作油朝向油箱900。此时，工作油可以直接朝向油箱900，或经主控制阀500而朝向油箱900。

止回阀470可以设置于供应油路410上，并使工作油仅向动臂缸200的方向移动。

锁闭滑阀460设置于排出油路420上，并在接收到由操作装置800提供的下降信号时被打开。此时，锁闭滑阀460的最大开放油路面积可以具有动臂170进行下降动作时能够在主液压管线610破损的状态下以破损前2秒内的平均速度的2倍以上的速度下降的大小。即，锁闭滑阀460可以具有相对大的最大开放油路面积，从而，可以使在主液压管线610未破损的情况下动臂缸200正常进行动作的状态下的压力损失最小化。锁闭滑阀460的最大开放油路面积越小于主液压管线610的面积，压力损失越增加。

减压阀480将供应油路410及排出油路420的压力维持为已设定的压力以下。即，当供应油路410及排出油路420的压力上升至已设定的压力以上时，向油箱900排出工作油的一部分。从而，防止供应油路410及排出油路420破损。

图3中，附图标记A表示与作为驱动器的动臂缸200连接，附图标记P表示与主泵310连接，附图标记T表示与油箱900连接，附图标记Pi表示与用于传递下降信号的先导压力连接。

下降控制阀600控制锁闭阀400的动作。例如，下降控制阀600可以阻断操作装置800转换由先导泵370生成的先导压力而传递至锁闭阀400的锁闭滑阀460的下降信号。这里，下降信号可以是先导压力，并可以通过先导信号线来传递。另外，下降控制阀600可以设置于先导信号线上，并开闭先导信号线。下降控制阀600先处于被开放的状态，而后被启动时被关闭，从而阻断由操作装置800传递至锁闭阀400的下降信号。

压力传感器750测量主液压管线610的压力。此外，在本发明的第一实施例中，压力传感器750不但测量当前压力，还可以测量每单位时间的压力下降率。

控制装置700根据由压力传感器750提供的信息来控制下降控制阀600的动作。具体地，当压力传感器750连续已设定的次数以上测量到已设定的每单位时间的压力下降率时，控制装置700可以启动下降控制阀600。此外，也可以是，当压力传感器750连续已设定的次数以上测量到已设定的每单位时间的压力下降率之后压力传感器750所测量的主液压管线610的压力为基准压力以下时，控制装置700启动下降控制阀600。

如此，当下降控制阀600进行动作时，将阻断由操作装置800传递至锁闭阀400的下降信号，并由锁闭阀400的锁闭滑阀460关闭排出油路420，以使动臂170停止动作而不会下降。

此外，控制装置700可以包括发动机控制装置(engine control unit，ECU)及车辆控制装置(vehicle control unit，VCU)中的一个以上。

下面参照图4对本发明的第一实施例中控制装置700对下降控制阀600进行控制的原理进行详细说明。在图4中，A是开始检测到已设定的每单位时间的压力下降率的时间点，B是判断主液压管线610发生异常的时间点。

首先，当操作装置800生成下降信号时，锁闭阀400的锁闭滑阀460移动而开放排出油路420，当排出油路420被开放时，将动臂缸200的工作油朝油箱900排出而使动臂170下降。此时，控制装置700将持续接收由压力传感器750测量的压力信息。

当压力传感器750连续已设定的次数以上测量到已设定的每单位时间的压力下降率时，控制装置700将感测到主液压管线610发生异常。例如，已设定的次数可以是3次。另外，已设定的每单位时间的压力下降率可以根据适用于挖掘机100的液压系统的整体性能和规格来不同地设定。

如此，控制装置700并不是以压力传感器750的一次测量值来判断主液压管线610是否异常，而是仅在连续已设定的次数以上测量到每单位时间的压力下降率为已设定的值时感测主液压管线610的异常，由此能够稳定而精密地判断主液压管线610是否破损。

主液压管线610的工作油的压力并非完全被维持为规定的水准，而是可能根据挖掘机101的多种动作或作业环境而发生变动，且会微细地振动。因此，主液压管线610的工作油的压力可能瞬间地变高或变低。从而，当以压力传感器750的一次测量值来判断主液压管线610是否异常时，容易引起判断错误。

但是，根据本发明的第一实施例，由于仅限压力传感器750连续已设定的次数以上测量到已设定的每单位时间的压力下降率时，控制装置700才感测主液压管线610发生异常，因而能够提高判断主液压管线610的破损的准确度。

此外，在本发明的第一实施例中，为了进一步提高对主液压管线610的破损与否的判断的精密度，当在压力传感器750连续已设定的次数以上测量到已设定的每单位时间的压力下降率之后测量主液压管线610的压力而得的主液压管线610的压力为基准压力以下时，控制装置700可以启动下降控制阀600。这里，基准压力可以根据适用于挖掘机101的液压系统的整体性能和规格来多样地设定。即，可以根据主泵310的排出压力、主控制阀500所分配的工作油的压力、或主液压管线610的通常的压力来多样地设定基准压力。

如此，控制装置700对压力传感器750是否连续已设定的次数以上测量到已设定的每单位时间的压力下降率以及压力传感器750所测量的主液压管线610的压力是否为基准压力以下均进行判断，并仅限满足所有条件时才启动下降控制阀600，从而可以大幅提高对主液压管线610的破损判断的准确性和稳定性。

如前述，当控制装置700启动下降控制阀600时，会阻断由操作装置800传递至锁闭阀400的下降信号，锁闭阀400的锁闭滑阀460关闭排出油路420，以使动臂170停止动作而不会下降。

此外，根据本发明的第一实施例，当控制装置700启动下降控制阀600之后从操作装置800接收到紧急信号时，控制装置700启动下降控制阀600来部分地开放锁闭阀400，从而可以使动臂170以比完全开放锁闭阀400时相对慢的速度下降。

根据本发明的第一实施例，当主液压管线610破损而限制动臂170的下降时，动臂170将无法移动。然而，当在动臂170上升的状态下动臂170的动作停止时，将难以对其进行维护维修。

因此，在本发明的第一实施例中，当作业者操作操作装置800来向控制装置500传递紧急信号时，控制装置500启动下降控制阀600来向锁闭阀400传递下降信号，且降低朝向锁闭阀400的下降信号的强度而传递至锁闭阀。从而，锁闭阀400的锁闭滑阀460被部分地开放，使得动臂170以比通常的下降速度相对慢的速度下降。

图5示例性地示出通常的动作中的锁闭阀400的锁闭滑阀460的被开放的油路面积和在进行紧急信号所对应的动作时锁闭阀400的锁闭滑阀460的被开放的油路面积。

例如，控制装置700接收到紧急信号而部分地开放锁闭阀400的锁闭滑阀460时的动臂170的下降速度可以比在通常情况下完全开放锁闭阀400的锁闭滑阀460时的动臂170的下降速度减速70％以上。

通过这样的结构，本发明的第一实施例的挖掘机101能够稳定地防止动臂170的落下造成的安全事故。

具体地，控制装置700对压力传感器750是否连续已设定的次数以上测量到已设定的每单位时间的压力下降率以及压力传感器750所测量的主液压管线610的压力是否为基准压力以下均进行判断，并仅限满足所有条件时才启动下降控制阀600，从而能够大幅提高对主液压管线610的破损判断的准确性和稳定性。

此外，当在控制装置700启动下降控制阀600之后作业者操作操作装置800来向控制装置500传递紧急信号时，控制装置500启动下降控制阀600来向锁闭阀400传递下降信号，且降低朝向锁闭阀400的下降信号的强度而传递至锁闭阀，从而，锁闭阀400的锁闭滑阀460被部分地开放，使得动臂170以比通常的下降速度相对慢的下降。因此，在动臂170上升的状态下，当主液压管线610破损，从而下降控制装置600进行动作而动臂170的动作停止时，作业者可以通过生成紧急信号来使动臂缓慢下降来容易地进行维护维修。

下面参照图6对本发明的第二实施例进行说明。

如图6所图示，本发明的第二实施例的挖掘机102包括驱动缸220、第一主液压管线621、第二主液压管线622、操作装置800、主控制阀500、锁闭阀400、锁闭阀控制管线670、压力传感器750、以及控制装置700。

此外，本发明的第二实施例的挖掘机102还可以包括油箱900、主泵310、以及先导泵370。

驱动缸220使用由主泵310供应的工作油来伸长或收缩。另外，驱动缸220被区分为头侧221和杆侧223。当使工作油向驱动缸220的杆侧223流入，并向头侧221排出工作油时，可以使驱动缸220收缩；相反，当使工作油向头侧221流入，并向杆侧223排出工作油时，可以使驱动缸220伸长。

在本发明的第二实施例中，驱动缸220可以使用于多种作业装置。即，驱动缸220不限于第一实施例的动臂缸，也可以是斗杆缸或其他用途的缸。如此，本发明的第二实施例可以适用于能够通过重力落下而以较快的速度伸长或收缩的多种驱动缸220。

第一主液压管线621为了使驱动缸220伸长而向驱动缸220的头侧221供应工作油。

第二主液压管线622为了使驱动缸220收缩而向驱动缸220的杆侧223供应工作油。

主控制阀500基于待后述的控制装置700的控制向第一主液压管线621及第二主液压管线622中的一个选择性地供应工作油来使驱动缸220伸长或收缩。

具体地，主控制阀500包括：控制滑阀560，其向第一主液压管线621及第二主液压管线622中的一个选择性地供应工作油；伸长侧电子比例减压阀530(electronicproportional pressure reducing valve，EPPRV)，其生成待传递至控制滑阀560的一端的先导压力；以及收缩侧电子比例减压阀540，其生成待传递至控制滑阀560的另一端的先导压力。此外，主控制阀还可以包括：伸长侧阀芯帽510，其设置于控制滑阀560的一端，并接收先导压力；以及收缩侧阀芯帽520，其设置于控制滑阀560的另一端，并接收先导压力。

例如，当待后述的控制装置700控制伸长侧电子比例减压阀530而生成的先导压力被传递至伸长侧阀芯帽510时，随着控制滑阀560的位置通过先导压力移动，将主泵310排出的工作油传递至第一主液压管线621并供应至驱动缸220的头侧221。从而，可以使驱动缸220伸长。

操作装置800生成用于使驱动缸220伸长的伸长信号与用于使驱动缸220收缩的收缩信号。当操作装置800生成的伸长信号或收缩信号被传递至待后述的控制装置700时，控制装置700通过根据接收到的伸长信号或收缩信号控制主控制阀500的伸长电子比例减压阀530或收缩电子比例减压阀540来生成先导压力，由此对控制滑阀560进行控制。

主泵310排出储存于油箱900的工作油并供应至控制阀500。

先导泵370生成先导压力。先导泵370生成的先导压力被主控制阀500的伸长电子比例减压阀530或收缩电子比例减压阀540加工而转换为适当的压力后被传递至伸长侧阀芯帽510或收缩侧阀芯帽520。

如前述，主控制阀500基于待后述的控制装置700的控制来将由主泵310排出的工作油供应至驱动缸220的头侧221或杆侧223。此外，伸长侧电子比例减压阀530及收缩侧电子比例减压阀540分别基于待后述的控制装置700的控制来加工先导泵370生成的先导压力并传递至伸长侧阀芯帽510及收缩侧阀芯帽520。

锁闭阀400分别连接于驱动缸220的杆侧223和第二主液压管线622，并调节或阻断由驱动缸220的杆侧223排出的工作油的流量。

当伸长侧电子比例减压阀530生成先导压力时，锁闭阀控制管线670将该先导压力传递至锁闭阀400来开放锁闭阀400。即，当主控制阀500向第一主液压管线621供应工作油，使得驱动缸220伸长时，锁闭阀400被开放，从而可以向驱动缸220的杆侧230排出工作油。

具体地，锁闭阀400可以包括供应油路410、排出油路420、止回阀470、锁闭滑阀460、以及减压阀480。

供应油路410可以与第二主液压管线622连接，并在驱动缸220收缩时向驱动缸220的杆侧223供应工作油。

排出油路420可以与第二主液压管线622连接，并在驱动缸220伸长时从驱动缸220的杆侧223排出工作油。

止回阀470可以设置于供应油路410上，并使工作油仅向驱动缸220的杆侧223方向移动。

锁闭滑阀460设置于排出油路420上，并开闭排出油路420。此时，锁闭滑阀460的最大开放油路面积可以具有驱动缸220伸长时能够在第二主液压油路622破损的状态下以破损前2秒内的平均速度的2倍以上的速度伸长的大小。即，锁闭滑阀460可以具有相对大的最大开放油路面积，从而可以使在第二主液压管线622未破损的情况下驱动缸220正常进行动作的状态下的压力损失最小化。锁闭滑阀460的最大开放油路面积越小于第二主液压管线622的面积，压力损失越增加。

减压阀480将供应油路410及排出油路420的压力维持为已设定的压力以下。即，当供应油路410及排出油路420的压力上升至已设定的压力以上时，向油箱900排出工作油的一部分。从而，防止供应油路410及排出油路420破损。

压力传感器750测量第二主液压管线622的压力，并将其信息提供至待后述的控制装置700。此外，在本发明的第三实施例中，压力传感器750不但测量当前压力，还可以测量每单位时间的压力下降率。待后述的控制装置700可以基于从压力传感器750接收的信息来判断第二主液压管线622是否破损。

当接收到操作装置800生成的伸长信号或收缩信号时，控制装置70控制伸长电子比例减压阀530或收缩电子比例减压阀540来生成用于使驱动缸220伸长或收缩的先导压力。然后，主控制阀500基于接收到的先导压力进行动作来使驱动柱塞200伸长或收缩。

此外，当根据压力传感器750所提供的信息判断为第二主液压管线622破损时，控制装置700控制伸长侧电子比例减压阀530来中断原本为了开放锁闭阀400而供应的先导压力的生成。

具体地，当压力传感器750连续已设定的次数以上测量到已设定的每单位时间的压力下降率时，控制装置700可以控制伸长侧电子比例减压阀530来关闭锁闭阀400。

此外，当压力传感器750连续已设定的次数以上测量到已设定的每单位时间的压力下降率之后压力传感器750所测量的第二主液压管线622的压力为基准压力以下时，控制装置700可以控制伸长侧电子比例减压阀530来关闭锁闭阀400。

此外，根据本发明的第二实施例，当在控制装置700关闭锁闭阀400之后从操作装置800接收到紧急信号时，控制装置700控制伸长侧电子比例减压阀530来部分地开放锁闭阀400，从而可以使驱动缸220以比完全开放锁闭阀400时相对慢的速度伸长。

根据本发明的第二实施例，当第二主液压管线610破损而限制驱动缸220的伸长时，驱动缸220将无法进行动作。

因此，在本发明的第二实施例中，当作业者操作操作装置800来向控制装置500传递紧急信号时，控制装置500启动伸长侧电子比例减压阀530来部分地开放锁闭阀400。从而，紧急时，可以使驱动缸以比通常的伸长速度相对慢的速度伸长。

此外，在本发明的第二实施例中，当关闭锁闭阀400时，主控制阀500的控制滑阀560也无法向第一主液压管线621供应工作油。

通过这样的结构，本发明的第二实施例的挖掘机102能够防止驱动缸220通过重力任意地进行动作而引发安全事故。

下面参照图7对本发明的第三实施例进行说明。

如图7所图示，本发明的第三实施例的挖掘机103包括驱动缸220、第一主液压管线621、第二主液压管线622、操作装置800、主控制阀500、锁闭阀400、锁闭阀控制管线670、压力传感器750、伸长控制阀600、以及控制装置700。

此外，本发明的第三实施例的挖掘机103还可以包括油箱900、主泵310、以及先导泵370。

驱动缸220使用由主泵310供应的工作油来伸长或收缩。另外，驱动缸220被区分为头侧221和杆侧223。

第一主液压管线621为了使驱动缸220伸长而向驱动缸220的头侧221供应工作油。

第二主液压管线622为了使驱动缸220收缩而向驱动缸220的杆侧223供应工作油。

主控制阀500基于待后述的控制装置700的控制向第一主液压管线621及第二主液压管线622中的一个选择性地供应工作油来使驱动缸220伸长或收缩。

具体地，主控制阀500可以包括：控制滑阀560：其用于控制驱动缸220的动作；伸长侧阀芯帽510，其设置于控制滑阀560的一端，并接收先导压力；收缩侧阀芯帽520，其设置于控制滑阀560的另一端，并接收先导压力；伸长侧电子比例减压阀530(electronicproportional pressure reducing valve，EPPRV)，其连接于伸长侧阀芯帽510，并基于待后述的控制装置700的控制来生成待传递至伸长侧阀芯帽510的先导压力；以及收缩侧电子比例减压阀540，其连接于收缩侧阀芯帽520，并基于待后述的控制装置700的控制来生成待传递至收缩侧阀芯帽520的先导压力。

操作装置800生成用于使驱动缸220伸长的伸长信号和用于使驱动缸220收缩的收缩信号。当操作装置800生成的伸长信号或收缩信号被传递至待后述的控制装置700时，控制装置700通过根据接收到的伸长信号或收缩信号控制主控制阀500的伸长电子比例减压阀530或收缩电子比例减压阀540来生成先导压力，由此对控制滑阀560进行控制。

主泵310排出储存于油箱900的工作油来供应主控制阀500。

先导泵370生成先导压力。先导泵370生成的先导压力被主控制阀500的伸长电子比例减压阀530或收缩电子比例减压阀540加工而转换为适当的压力后被传递至伸长侧阀芯帽510或收缩侧阀芯帽520。

锁闭阀400分别连接于驱动缸220的杆侧223和第二主液压管线622，并在主控制阀500向第一主液压管线621供应工作油时被开放，以向驱动缸220的杆侧排出工作油。

锁闭阀控制管线670将伸长侧电子比例减压阀530生成的先导压力传递至锁闭阀400。另外，锁闭阀400在从锁闭阀控制管线670接收到先导压力时被开放。从而，锁闭阀400在主控制阀500向第一主液压管线621供应工作油使得驱动缸220伸长时被开放，由此可以向驱动缸220的杆侧230排出工作油。

压力传感器750测量第二主液压管线622的压力，并将其信息提供至待后述的控制装置700。此外，在本发明的第三实施例中，压力传感器750不但测量当前压力，还可以测量每单位时间的压力下降率。

伸长控制阀600控制锁闭阀400的动作。即，伸长控制阀600可以基于控制装置700的控制通过锁闭阀控制管线670来控制传递至锁闭阀400的先导压力。另外，在本发明的第三实施例，伸长控制阀600可以是电子比例减压阀。即，伸长控制阀600可以与接收的到控制信号成比例地调节开度率，因此也可以仅开放锁闭阀400的一部分。

当接收到操作装置800生成的伸长信号或收缩信号时，控制装置700控制伸长电子比例减压阀530或收缩电子比例减压阀540来生成用于使驱动缸220伸长或收缩的先导压力。然后，主控制阀500根据接收到的先导压力进行动作来使驱动柱塞200伸长或收缩。

此外，控制装置700根据由压力传感器750提供的信息来控制伸长控制阀600的动作。具体地，当压力传感器750连续已设定的次数以上测量到已设定的每单位时间的压力下降率时，控制装置700可以启动伸长控制阀600。此外，也可以是，当压力传感器750连续已设定的次数以上测量到已设定的每单位时间的压力下降率之后压力传感器750所测量的第二主液压管线610的压力为基准压力以下时，控制装置700启动伸长控制阀600。

如此，当伸长控制阀600进行动作时，即使操作装置800生成伸长信号，仍由锁闭阀400的锁闭滑阀460关闭排出油路420，以使驱动缸220停止而不会伸长。

此外，根据本发明的第三实施例，在控制装置700启动伸长控制阀600之后从操作装置800接收到紧急信号时，控制装置700启动伸长控制阀600来部分地开放锁闭阀400，从而可以使驱动缸220以比完全开放锁闭阀400时相对慢的速度伸长。

根据本发明的第三实施例，当第二主液压管线610破损而限制驱动缸220的伸长时，驱动缸220将无法进行动作。

因此，在本发明的第三实施例中，当作业者操作操作装置800来向控制装置500传递紧急信号时，控制装置500启动伸长控制阀600来部分地开放锁闭阀400。从而，紧急时，可以使驱动缸以比通常的伸长速度相对慢的速度伸长。

另一方面，在本发明的第三实施例中，由于通过伸长控制阀603来控制锁闭阀400，因此，即使在关闭锁闭阀400的状态下，主控制阀500仍可以正常地进行动作。

通过这样的结构，本发明的第三实施例的挖掘机103能够防止驱动缸220通过重力任意地进行动作而引发安全事故。

尽管上面参照附图对本发明的实施例进行了说明，但本发明所属领域中的一般的技术人员可以理解在不改变本发明的技术思想或必备特征的前提下，可以以其他具体形态实施本发明。

因此，以上所描述的实施例在所有方面均应理解为是示例性的，而不是限定性的，本发明的范围由后述权利要求书体现，由权利要求书的意义、范围及其等价概念导出的所有变更或变形的形态均应解释为落入本发明的范围内。

Claims (16)

1.一种挖掘机，其包括动臂，所述挖掘机的特征在于，包括：

动臂缸，其使所述动臂升降；

主液压管线，其为了使所述动臂上升而向所述动臂缸供应工作油，或为了使所述动臂下降而排出所述动臂缸的工作油；

操作装置，其生成用于使所述动臂下降的下降信号；

锁闭阀，其分别连接于所述动臂缸和所述主液压管线，并在从所述操作装置接收到所述下降信号时被开放，以排出所述动臂缸的工作油；

压力传感器，其测量所述主液压管线的压力；

下降控制阀，其控制所述锁闭阀的动作；以及

控制装置，其根据由所述压力传感器提供的信息来控制所述下降控制阀的动作。

2.根据权利要求1所述的挖掘机，其特征在于，

所述操作装置还生成用于使所述动臂上升的上升信号，

所述挖掘机还包括：

油箱，其储存工作油；

主泵，其排出储存于所述油箱的工作油；以及

主控制阀，其在从所述操作装置接收到所述上升信号时，将由所述主泵排出的工作油供应至所述动臂缸，

所述主液压管线连接所述主控制阀和所述锁闭阀。

3.根据权利要求1所述的挖掘机，其特征在于，还包括：

先导泵，其生成先导压力，

所述操作装置将所述先导泵生成的先导压力转换为所述下降信号并提供至所述锁闭阀。

4.根据权利要求1所述的挖掘机，其特征在于，

所述锁闭阀包括：

供应油路，其与所述主液压管线连接，用于在所述动臂上升时向所述动臂缸供应工作油；

排出油路，其与所述主液压管线连接，用于在所述动臂下降时排出所述动臂缸的工作油；

止回阀，其设置于所述供应油路上，使工作油仅向所述动臂缸方向移动；

锁闭滑阀，其设置于所述排出油路上，在接收到所述下降信号时被打开；以及

减压阀，其将所述供应油路及所述排出油路的压力维持为已设定的压力以下。

5.根据权利要求4所述的挖掘机，其特征在于，

所述锁闭阀的所述锁闭滑阀的最大开放油路面积具有所述动臂进行下降动作时能够在所述主液压管线破损的状态下以破损前2秒内的平均速度的2倍以上的速度下降的大小。

6.根据权利要求1所述的挖掘机，其特征在于，

所述压力传感器测量每单位时间的压力下降率，

当所述压力传感器连续已设定的次数以上测量到已设定的每单位时间的压力下降率时，所述控制装置启动所述下降控制阀。

7.根据权利要求1所述的挖掘机，其特征在于，

所述压力传感器测量每单位时间的压力下降率，

当所述压力传感器连续已设定的次数以上测量到已设定的每单位时间的压力下降率之后所述压力传感器所测量的所述主液压管线的压力为基准压力以下时，所述控制装置启动所述下降控制阀。

8.根据权利要求1所述的挖掘机，其特征在于，

所述操作装置还生成紧急信号，

当所述控制装置启动所述下降控制阀之后从所述操作装置接收到所述紧急信号时，所述控制装置启动所述下降控制阀来部分地开放所述锁闭阀，以使所述动臂以比完全开放所述锁闭阀时相对慢的速度下降。

9.一种挖掘机，其特征在于，包括：

驱动缸，其包括头侧和杆侧；

第一主液压管线，其用于为了使所述驱动缸伸长而向所述驱动缸的头侧供应工作油；

第二主液压管线，其用于为了使所述驱动缸收缩而向所述驱动缸的所述杆侧供应工作油；

操作装置，其生成用于使所述驱动缸伸长的伸长信号和用于使所述驱动缸收缩的收缩信号；

主控制阀，其包括向所述第一主液压管线及所述第二主液压管线中的一个选择性地供应工作油的控制滑阀、生成待传递至所述控制滑阀的一端的先导压力的伸长侧电子比例减压阀、以及生成待传递至所述控制滑阀的另一端的先导压力的收缩侧电子比例减压阀；

锁闭阀，其分别连接于所述驱动缸的所述杆侧和所述第二主液压管线，调节或阻断由所述驱动缸的所述杆侧排出的工作油的流量；

锁闭阀控制管线，其在所述伸长侧电子比例减压阀生成先导压力时将该先导压力传递至所述锁闭阀来开放所述锁闭阀；

压力传感器，其测量所述第二主液压管线的压力；

控制装置，其在从所述操作装置接收到伸长信号或收缩信号时控制所述伸长侧电子比例减压阀或所述收缩侧电子比例减压阀生成先导压力，并在根据由所述压力传感器提供的信息判断为所述第二主液压管线破损时控制所述伸长侧电子比例减压阀来中断为了开放所述锁闭阀而供应的先导压力的生成。

10.根据权利要求9所述的挖掘机，其特征在于，还包括：

伸长控制阀，其设置于所述锁闭阀控制管线上，基于所述控制装置的控制通过所述锁闭阀控制管线调节传递至所述锁闭阀的先导压力来控制所述锁闭阀的动作。

11.根据权利要求9所述的挖掘机，其特征在于，还包括：

油箱，其储存工作油；

主泵，其排出储存于所述油箱的工作油；以及

先导泵，其用于生成先导压力，

所述主控制阀基于所述控制装置的控制将所述主泵排出的工作油供应至所述驱动缸的所述头侧或所述杆侧，

所述伸长侧电子比例减压阀及所述收缩侧电子比例减压阀分别基于所述控制装置的控制来加工所述先导泵生成的先导压力并传递至所述控制滑阀的两端。

12.根据权利要求9所述的挖掘机，其特征在于，

所述锁闭阀包括：

供应油路，其与所述第二主液压管线连接，用于在所述驱动缸收缩时向所述驱动缸的所述杆侧供应工作油；

排出油路，其与所述第二主液压管线连接，用于在所述驱动缸伸长时从所述驱动缸的所述杆侧排出工作油；

止回阀，其设置于所述供应油路上，使工作油仅向所述驱动缸的所述杆侧方向移动；

锁闭滑阀，其设置于所述排出油路上，开闭所述排出油路；以及

减压阀，其将所述供应油路及所述排出油路的压力维持为已设定的压力以下。

13.根据权利要求12所述的挖掘机，其特征在于，

所述锁闭阀的所述锁闭滑阀的最大开放油路面积具有所述驱动缸伸长时能够在所述第二主液压管线破损的状态下以破损前2秒内的平均速度的2倍以上的速度伸长的大小。

14.根据权利要求9所述的挖掘机，其特征在于，

所述压力传感器测量每单位时间的压力下降率，

当所述压力传感器连续已设定的次数以上测量到已设定的每单位时间的压力下降率时，所述控制装置关闭所述锁闭阀。

15.根据权利要求9所述的挖掘机，其特征在于，

所述压力传感器测量每单位时间的压力下降率，

当所述压力传感器连续已设定的次数以上测量到已设定的每单位时间的压力下降率之后所述压力传感器所测量的所述第二主液压管线的压力为基准压力以下时，所述控制装置关闭所述锁闭阀。

16.根据权利要求9所述的挖掘机，其特征在于，

所述操作装置还生成紧急信号，

当所述控制装置关闭所述锁闭阀之后所述操作装置生成所述紧急信号时，所述控制装置部分地开放所述锁闭阀，以使所述驱动缸以比完全开放所述锁闭阀时相对慢的速度伸长。

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