CN114524395A - 一种油气悬挂液压系统控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种油气悬挂液压系统控制方法，液压系统主要由升降回路、压力稳定回路、上货卸货回路和故障排除回路等组成。升降回路控制液压缸升举和下降。AGV遇到障碍导致舵轮负载增大而引起回路中油压增大，压力稳定回路通过蓄能器吸收高压油液，而起到稳定回路油压的作用。上货卸货回路通过断开液压缸油路，利用油液的压缩与膨胀来推动液压缸升降。该系统针对重载AGV上的工件升举与行驶过程中的减振需求，使用双向柱塞泵，实现分布式供油泵控方案，从而减少系统內部发热；泵控方案有助于液压系统模块化设计，减小了油气悬挂系统的加工难度与维修难度，并减小油气液压悬挂系统的体积与重量；同时设置故障排除回路，以便于当舵轮出现故障时对其进行维修。

Description

一种油气悬挂液压系统控制方法
技术领域
本发明涉及AGV上的升降系统技术领域，具体的说是一种安装于AGV上，适用于升降重物，维持AGV运行平稳的液压系统。
技术背景
AGV以其较高的可靠性、稳定的导向能力、精确的停放定位以及强大的信息获取能力，在仓储搬运领域、安防领域、烟草医药等特殊物品制造行业以及危险场所和特殊行业内有着广泛的应用。某些用于运输军事武器的重载AGV在行驶过程中可能会遇到障碍，导致舵轮受较大负载，为提高AGV地面适应力，舵轮与支撑轮应该具有悬挂功能。油气悬挂作为一种新型的车辆悬挂系统，具有承载能力强、体积小、重量轻及动力学性能优异等特点，能够满足车辆在各种工况下，对悬挂系统的性能要求。油气悬挂既能够在车辆行驶中起到减振作用，还具有调节车身高度和锁死悬架使车架构成高刚度平台的功能。油气悬挂同时也具有加工困难、重量较大、难以维修以及工作过程中油液容易发热等缺点。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种油气悬挂液压系统，该系统针对重载AGV上的工件升举与行驶过程中的减振需求，使用双向柱塞泵，实现分布式供油泵控方案，从而减少系统內部发热；泵控方案有助于液压系统模块化设计，减小了油气悬挂系统的加工难度与维修难度，并减小油气液压悬挂系统的体积与重量；同时设置故障排除回路，以便于当舵轮出现故障时对其进行维修。
为实现上述目标，本发明采用如下技术方案：
一种油气悬挂液压系统控制方法，所述控制方法通过控制液压缸的位移实现AGV小车上货物的上货、卸货和平稳运输，在系统中设置蓄能器实现控制液压缸移动稳定，通过控制打开或关闭蓄能器支路来实现上货与卸货过程中的液压缸控制。
进一步的，所述方法包括升降功能、稳压功能、上货与卸货功能、故障排除功能，具体的：
所述升降功能的实现过程为：伺服电机2控制柱塞泵3正转，油液从柱塞泵B油口流出经过单向阀9与平衡阀15进入液压缸10无杆腔与蓄能器12，从而推动液压杆伸出；伺服电机2反转，控制柱塞泵3将油液从A油口流出，打开平衡阀15，液压缸10无杆腔中的油液依次经过蓄能器12、电磁阀11、平衡阀15流回B油口；
所述稳压功能的实现过程为：稳压回路中蓄能器12在回路中油压增高的时候，压缩内部空气将高压油液吸入；当载荷恢复正常后，蓄能器12内部的压缩气体将高压油液排出；
上货与卸货功能的实现过程为：控制器控制电磁阀11断开蓄能器12与液压缸10之间的油路连接，当货物装上AGV后，会引起回路中油液压缩，但是由于液压缸10已经与蓄能器12断开连接，所以油液不会在压力的作用下进入蓄能器10，液压杆保持稳定，柱塞泵3旋转A油口吸油B油口排油，将液压缸10重新上升，保证装货过程中AGV升举平台高度稳定；装货完成后打开电磁阀11，油液在压力的作用下缓缓流进蓄能器12，AGV升举平台带着货物缓缓下降；当AGV到达指定地点时，货物卸下后，控制器关闭液压缸10和蓄能器12之间的电磁阀11，液压缸油路断开，卸货过程中载荷变化仅能通过油液膨胀使得的液压缸产生位移；
所述故障排除功能的实现过程为：当某组舵轮出现故障时，通过人工打开截止阀T1，液压缸10和蓄能器12中的油液流回油箱4，液压缸无杆腔和蓄能器12卸荷，随后人工关闭截止阀T2，利用手动泵7对液压缸10有杆腔进行打压，使故障轮系上升并脱离地面；故障排除恢复正常工作前，需人工将截止阀T1关闭，截止阀T2打开。
与现有技术相比，本发明的显著优点包括：
1）使用双向柱塞泵，实现分布式供油泵控方案，从而减少系统內部发热，并减小油气液压悬挂系统的体积与重量。
2）使用封闭式自增压油箱，实现油液内部循环，从而使得系统工作时不需要外部供油，提高了工作效率。
3）同时设置有手动装置，可以在电气系统故障时作为备用方法，并可以起到舵轮故障的时候用于排除故障，增加了系统的可靠性。
4）系统内部设置有温度传感器与压力传感器，防止系统内部油压过高或温度过高引起故障，增加了系统的安全性。
附图说明
图1是本发明油气悬挂液压系统实施例的回路原理图；
图2是本发明油气悬挂液压系统实施例的前视图；
图3是本发明油气悬挂液压系统实施例的轴测图；
图4是本发明油气悬挂液压系统实施例中阀块内部电机与柱塞泵连接示意图；
附图标记说明：1.控制器，2.伺服电机，3.柱塞泵，4.油箱，5.单向阀，6.低压侧溢流阀，7.手动泵，8.截止阀T2，9单向阀，10.单向阀，11.电磁阀，12.蓄能器，13.压力传感器，14.截止阀T1，15.平衡阀，16.高压侧溢流阀，17.单向阀，18.温度传感器。
具体实施方式：
本实例提供一种油气悬挂液压系统，其结构图参考图2、3、4所示，其中1为控制器，2为伺服电机，3为柱塞泵，4为油箱，5为单向阀，6为低压侧溢流阀，7为手动泵，8为截止阀T2，9为单向阀，10为液压缸，11为电磁阀，12为蓄能器，13为压力传感器，14为截止阀T1，15为平衡阀，16为高压侧溢流阀，17为单向阀，18为温度传感器。
具体的说，所述系统具有升降回路、压力稳定回路、上货卸货回路、故障排除回路；所述升降回路通过伺服电机控制液压系统的液压杆伸出缩回实现AGV装货平台的上升、下降，使AGV在装、卸货时AGV的装货平台与待装货物保持同一高度；
所述压力稳定回路连接在所述液压系统中，用于稳定液压系统中油压；
所述上货卸货回路连接在所述液压系统中，在负载发生变化时，用于控制液压杆的升降高度稳定；
所述故障排除回路连接在AGV上，在AGV舵轮发生故障时便于工作人员排除故障。
所述升降回路包括伺服电机2、柱塞泵3、油箱4、单向阀9、液压缸10、电磁阀11、平衡阀15；其中，所述柱塞泵3一端连接在伺服电机2上，另一端连接油箱4，柱塞泵3通过B油口与液压缸10无杆腔进油口连接，柱塞泵3与液压缸10进油口之间设有单向阀9；所述液压缸10无杆腔出油口依次与电磁阀11、蓄能器12以及平衡阀15连接，最后通向柱塞泵3的B油口。
所述柱塞泵为双向柱塞泵，系统采用分布式供油方式。
所述压力稳定回路是通过将液压缸10与蓄能器12连接来实现，液压缸10的出油口通过电磁阀11与蓄能器的进油口连接。
所述上货卸货回路通过设置于液压缸10与蓄能器12之间的电磁阀11实现。
当AGV到达指定地点开始上货卸货工作的时候，若液压缸与蓄能器之间油路连接则会导致在货物装卸工作未完成时，液压杆就会逐渐下降或者上升，所以通过控制器2控制电磁阀11关闭液压缸10与蓄能器12之间的油路，使得装货卸货过程中液压杆的升降高度基本保持不变。
所述故障排除回路包含两条油路，其中一条是从蓄能器12进出油口先流过截止阀T114再通往油箱4的油路；另一条油路将油箱4与液压缸10有杆腔连接，在油路中并联有截止阀T28与手动泵7。
所述油箱4采用闭式结构。
各回路中均安装有压力传感器和温度传感器，用于检测系统油压与油温是否出现异常。
当AGV行驶过程中遇到障碍物，舵轮受到的额外负载作用至液压缸10，由于油液不可压缩相较于气体，液压缸10进一步回缩使得腔体内油液向蓄能器12中回流，高压油迫使蓄能器12中气体压缩，舵轮越障后，蓄能器油液在高压气体的作用下向液压缸10内流动，直至使液压缸10回到平衡位置。
实施例2
基于上述系统，本申请还提供其控制方法，所述控制方法通过控制液压缸的位移实现AGV小车上货物的上货、卸货和平稳运输，在系统中设置蓄能器实现控制液压缸移动稳定，通过控制打开或关闭蓄能器支路来实现上货与卸货过程中的液压缸控制。
具体的说，控制方法包括升降功能、稳压功能、上货与卸货功能、故障排除功能，具体的：
所述升降功能的实现过程为：伺服电机2控制柱塞泵3正转，油液从柱塞泵B口流出经过单向阀9与平衡阀15进入液压缸10无杆腔与蓄能器12，从而推动液压杆伸出；伺服电机2反转，控制柱塞泵3将油液从A油口口流出，打开平衡阀15，液压缸10无杆腔中的油液经过蓄能器12，电磁阀11，平衡阀15流回B油口；
本发明实例提供的用于重载AGV的油气悬挂液压系统具有升举功能，减振功能，上货卸货功能和故障排除功能。系统接收到AGV总控制器上升指令后，控制器1控制伺服电机顺时针旋转，电机2拖动双向柱塞泵3顺时针旋转，柱塞泵A口吸油，B口排油，高压油流经平衡阀15和单向阀9分别进入蓄能器12和液压缸10底部，推动油缸上升。控制器根据反馈的位置信号控制液压缸10上升至设定位置后电机停止工作；
系统接收到AGV总控制器下降指令后，控制器1控制伺服电机2逆时针旋转，电机拖动柱塞泵3逆时针旋转，柱塞泵B口吸油，A口排油，高压油进入平衡阀控制腔并打开平衡阀15，剩余的高压油溢流回油箱4，由于平衡阀15被打开，液压缸10内的液压油在重力的作用下流经蓄能器12、电磁阀11和平衡阀15进入柱塞泵B口，油缸下降。控制器1根据反馈的位置信号控制液压缸10下降至设定位置后电机2停止工作。
所述稳压功能的实现过程为：稳压回路中蓄能器12在回路中油压增高的时候，压缩内部空气将高压油液吸入；当载荷恢复正常后，蓄能器12内部的压缩气体将高压油液排出；
上货与卸货功能的实现过程为：控制器控制电磁阀11断开蓄能器12与液压缸10之间的油路连接，当货物装上AGV后，会引起回路中油液压缩，但是由于液压缸10已经与蓄能器12断开连接，所以油液不会在压力的作用下进入蓄能器10，液压杆会下降不超过0.5mm，柱塞泵3旋转A口吸油B口排油，将液压缸10重新上升0.5mm，保证装货过程中AGV升举平台高度稳定；装货完成后打开电磁阀11，油液在压力的作用下缓缓流进蓄能器12，AGV升举平台带着货物缓缓下降；当AGV到达指定地点时，货物卸下后，控制器关闭液压缸10和蓄能器12之间的电磁阀11，液压缸油路断开，卸货过程中载荷变化仅能通过油液膨胀使得的液压缸产生位移，该位移量在0.5mm以内；
具体的说，AGV行驶、升降到位准备上货时，总控制器发出上货指令。控制器1关闭液压缸10和蓄能器12之间的电磁阀11，液压缸油路断开，上货过程中载荷变化仅能通过压缩油液使得的液压缸10产生位移，该位移量在0.5mm以内，满足技术要求。上货过程完成后，控制器1控制伺服电机2顺时针旋转，电机2拖动双向柱塞泵3顺时针旋转，柱塞泵A油口吸油，B油口排油，高压油首先流经平衡阀15进入蓄能器12使其压力上升，当蓄能器12压力升高至液压缸压力后，单向阀9打开，高压油同时进入液压缸10和蓄能器12，两处压力保持相同并推动液压缸10上升。控制器1根据反馈的位置信号检测到液压缸10上升0.5mm后电机停止工作。随后控制器打开液压缸10和蓄能器12之间的电磁阀11，液压缸10与蓄能器12相通，系统恢复减振功能。
AGV行驶、升降到位准备卸货时，总控制器发出卸货指令。控制器1关闭液压缸10和蓄能器12之间的电磁阀11，液压缸10油路断开，卸货过程中载荷变化仅能通过油液膨胀使得的液压缸10产生位移，该位移量在0.5mm以内，满足技术要求。卸货过程完成后，控制器1打开液压缸10和蓄能器12之间的电磁阀11，蓄能器12中的高压油通过电磁阀11流入液压缸10中，并推动液压缸10上升，直到两处压力达到相同，系统恢复减振功能。
所述故障排除功能的实现过程为：当某组舵轮出现故障时，通过人工打开截止阀T1，液压缸10和蓄能器12中的油液流回油箱4，液压缸无杆腔和蓄能器12卸荷。随后人工关闭截止阀T2，利用手动泵7对液压缸10有杆腔进行打压，使故障轮系上升并脱离地面。故障排除恢复正常工作前，需人工将截止阀T1关闭，截止阀T2打开。
上述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和调整，这些改进和调整也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.油气悬挂液压系统的控制方法，其特征在于：所述控制方法通过控制液压缸的位移实现AGV小车上货物的上货、卸货和平稳运输，在系统中设置蓄能器实现控制液压缸移动稳定，通过控制打开或关闭蓄能器支路来实现上货与卸货过程中的液压缸控制。
2.如权利要求1所述的油气悬挂液压系统的控制方法，其特征在于：所述方法包括升降功能、稳压功能、上货与卸货功能、故障排除功能，具体的：
所述升降功能的实现过程为：伺服电机(2)控制柱塞泵(3)正转，油液从柱塞泵B油口流出经过单向阀(9)与平衡阀(15)进入液压缸(10)无杆腔与蓄能器(12)，从而推动液压杆伸出；伺服电机(2)反转，控制柱塞泵(3)将油液从A油口流出，打开平衡阀(15)，液压缸(10)无杆腔中的油液依次经过蓄能器(12)、电磁阀(11)、平衡阀(15)流回B油口；
所述稳压功能的实现过程为：稳压回路中蓄能器(12)在回路中油压增高的时候，压缩内部空气将高压油液吸入；当载荷恢复正常后，蓄能器(12)内部的压缩气体将高压油液排出；
上货与卸货功能的实现过程为：控制器控制电磁阀(11)断开蓄能器(12)与液压缸(10)之间的油路连接，当货物装上AGV后，会引起回路中油液压缩，但是由于液压缸（10）已经与蓄能器（12）断开连接，所以油液不会在压力的作用下进入蓄能器（10），液压杆保持稳定，柱塞泵(3)旋转A油口吸油B油口排油，将液压缸(10)重新上升，保证装货过程中AGV升举平台高度稳定；装货完成后打开电磁阀（11），油液在压力的作用下缓缓流进蓄能器（12），AGV升举平台带着货物缓缓下降；当AGV到达指定地点时，货物卸下后，控制器关闭液压缸(10)和蓄能器(12)之间的电磁阀(11)，液压缸油路断开，卸货过程中载荷变化仅能通过油液膨胀使得的液压缸产生位移；
所述故障排除功能的实现过程为：当某组舵轮出现故障时，通过人工打开截止阀T1，液压缸(10)和蓄能器(12)中的油液流回油箱(4)，液压缸无杆腔和蓄能器(12)卸荷，随后人工关闭截止阀T2，利用手动泵(7)对液压缸(10)有杆腔进行打压，使故障轮系上升并脱离地面；故障排除恢复正常工作前，需人工将截止阀T1关闭，截止阀T2打开。
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