CN115289103A - 一种用于高空作业车的紧急缩回系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高空作业车的紧急缩回系统及控制方法，涉及高空作业平台领域，包括：伸缩液压缸、平衡阀、回油管、比例阀。所述伸缩液压缸内部设有用于举升载荷的活塞杆，所述活塞杆将所述伸缩液压缸内部分隔为有杆腔与无杆腔；所述平衡阀出口与所述有杆腔相连，所述平衡阀入口与所述无杆腔相连，所述平衡阀的控制口连接有用于控制所述平衡阀的应急油源；所述回油管与所述有杆腔相连，用于接收回流的液压油；所述比例阀入口与所述无杆腔相连，所述比例阀出口与所述回油管相连。本发明有效的提高的了高空作业的安全性。

Description

一种用于高空作业车的紧急缩回系统及控制方法

技术领域

本发明涉及高空作业平台技术领域，特别涉及一种用于高空作业车的紧急缩回系统及控制方法。

背景技术

目前，高空作业车是运送工作人员和使用器材至高空对位于高空的设备进行安装、维护、清洗的专用特种车辆，与搭脚手架、梯子等传统的作业方式相比具有作业性能好、作业效率高、作业安全等优点，目前广泛应用于电力、交通、石化、通信、园林等基础设施行业。高空作业车臂架变幅下落采用重力下放式时，变幅油缸的无杆腔的油液通过两位两通开关阀、换向阀，经过比例阀及补偿器，回到液压油箱。在使用过程中控制变幅自重下降的两位两通开关阀及比例阀，会发生卡滞时阀芯不能正常换向，且控制线束与臂架结构会发生刮擦导致线束破损或断裂，电气信号不能正常传输。这均会使变幅油缸的油液不能流通回油，将会导致人员不能从空中安全下降到地面。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种用于高空作业车的紧急缩回系统，能够使人员在比例阀故障的情况下能从空中安全下降到地面。

根据本发明实施例的一种用于高空作业车的紧急缩回系统包括：伸缩液压缸、平衡阀、回油管、比例阀。所述伸缩液压缸内部设有用于举升载荷的活塞杆，所述活塞杆将所述伸缩液压缸内部分隔为有杆腔与无杆腔；所述平衡阀出口与所述有杆腔相连，所述平衡阀入口与所述无杆腔相连，所述平衡阀的控制口连接有用于控制所述平衡阀的应急油源；所述回油管与所述有杆腔相连，用于接收回流的液压油；所述比例阀入口与所述无杆腔相连，所述比例阀出口与所述回油管相连。

根据本发明实施例的一种用于高空作业车的紧急缩回系统，至少具有如下有益效果：控制器可以打开比例阀，使无杆腔中的液压油进入有杆腔中来控制活塞杆下降，当比例阀故障时，还可以控制应急油源打开平衡阀使活塞杆下降。通过两种控制方式来控制载荷下降，当一种控制方式失灵后，还可以使用另一种方式控制载荷下降，有效的提高的了高空作业的安全性。

根据本发明的一些实施例，所述比例阀与所述无杆腔连接有开关阀，所述开关阀用于接通和关闭所述比例阀与所述无杆腔之间的油路。

根据本发明的一些实施例，所述开关阀为两位两通开关阀，所述开关阀在关闭状态下，液压油不能从所述无杆腔流向所述比例阀入口且能从所述比例阀入口流向所述无杆腔。

根据本发明的一些实施例，所述比例阀入口连接有单向阀，所述单向阀连接有供油管，液压油能通过所述单向阀从所述供油管流向所述开关阀，所述单向阀用于防止液压油从所述开关阀回流到所述供油管中。

根据本发明的一些实施例，所述平衡阀入口与所述无杆腔之间连接有节流阀，所述节流阀用于限制从所述无杆腔流向所述平衡阀入口的液压油流量。

根据本发明的一些实施例，所述比例阀出口与所述回油管之间连接有补偿器。

根据本发明的一些实施例，所述应急油源可以调整向所述平衡阀控制口提供的液压油压力以控制所述平衡阀的开度。

根据本发明的一些实施例，所述控制器包括获取模块、第一控制模块、第二控制模块，所述获取模块用于获取所述活塞杆的运动速度，所述第一控制模块用于根据所述获取模块获取的速度控制所述比例阀和所述开关阀的开度，所述第二控制模块用于根据所述获取模块获取的速度控制所述应急油源的启停。

本发明还提供一种用于高空作业车的紧急缩回系统的控制方法，包括以下步骤:

S1：所述控制器将所述比例阀开度调节至最小并将所述开关阀切换到接通位置，然后逐渐增大所述比例阀开度；

S2：所述控制器检测所述活塞杆的运动速度，并控制所述比例阀开度和所述应急油源输出的液压油压力。

根据本发明的一些实施例，所述步骤S2中，当所述活塞杆的运动速度随所述比例阀开度增大，则继续增大所述比例阀开度，直到所述活塞杆的运动速度达到预设值，当所述比例阀开度增大，所述活塞杆的运动速度为0或不变时，所述控制器启动所述应急油源，逐渐增大流向所述平衡阀控制口的液压油压力，直到所述活塞杆的运动速度达到预设值。

根据本发明实施例的一种用于高空作业车的紧急缩回系统，至少具有如下有益效果：

(1)在使用比例阀控制下降动作的基础上，增加备用的应急油源和平衡阀，当一种比例阀或开关阀失灵后，还可以使用平衡阀将无杆腔中的液压油导出以控制载荷下降；

(2)平衡阀入口处设置节流阀，防止获取模块失灵而控制平衡阀开度过大，造成载荷下降速度过快；

(3)通过设置补偿器，使在载荷变化的情况下，通过比例阀的液压油流量与比例阀开度成正比，使载荷能保持匀速下降。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明一种实施例的示意图。

附图标号：

伸缩液压缸100、活塞杆110、有杆腔120、无杆腔130；

平衡阀200、应急油源210；

回油管300；

比例阀400；

开关阀500；

单向阀600、供油管610；

节流阀700；

补偿器800。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

如说明书附图1所示，本申请实施例提供的一种用于高空作业车的紧急缩回系统包括：伸缩液压缸100，平衡阀200、回油管300、比例阀400；伸缩液压缸100内部设有用于举升载荷的活塞杆110，活塞杆110能沿伸缩液压缸100内壁活动。活塞杆110末端的活塞将伸缩液压缸100内部分隔为有杆腔120与无杆腔130；活塞杆110远离活塞的一端与臂架、高空作业平台等载荷相连；平衡阀200出口通过液压管路与有杆腔120相连通，平衡阀200入口通过液压管路与无杆腔130相连通，平衡阀200的控制口连接有用于控制平衡阀200的应急油源210；应急油源210控制平衡阀200打开后，活塞杆110受到重力作用，挤压无杆腔130内的液压油，液压油从无杆腔130通过平衡阀200进入有杆腔120中，回油管300与有杆腔120相连，用于接收回流的液压油；由于有杆腔120中的空间小于无杆腔130，故经过平衡阀200的一部分液压油流向回油管300然后流向用于储存液压油的液压油箱，这样一来，无杆腔130中的油液流出，有杆腔120中的油液流入，实现活塞杆110与载荷的缩回。应急油源210在正常的使用中应保持备用状态，在比例阀400出现故障，高空作业平台等载荷不能下降时，应急油源210从备用状态转换为启动状态以向平衡阀200控制口提供液压油压力，平衡阀200能在负载变化的情况下，使流过平衡阀200的液压油流量大致保持不变，故使用平衡阀200能有效的保证活塞杆110在伸缩液压缸100内匀速向下运动，载荷匀速下降。比例阀400入口与无杆腔130相连，比例阀400出口与回油管300相连。平衡阀200与比例阀400的具体结构为现有技术，不再详述。比例阀400打开后，活塞杆110受到重力作用，挤压无杆腔130内的液压油，液压油从无杆腔130通过比例阀400进入回油管300中，由于有杆腔120与回油管300相连通，故一部分液压油会进入有杆腔120中，实现活塞杆110与载荷的缩回。在下降时，优先打开比例阀400来控制载荷下降，当比例阀400故障时，再控制应急油源210打开平衡阀200使载荷下降。通过两种控制方式来控制载荷下降，当一种控制方式失灵后，还可以使用另一种方式控制载荷下降，有效的提高的高空作业的安全性。

参见图1所示，可以理解的是，比例阀400与无杆腔130连接有开关阀500，开关阀500用于接通和关闭比例阀400与无杆腔130之间的油路。开关阀500的密封性好，在不需要下降时，开关阀500处于关闭状态，防止无杆腔130内的液压油从比例阀400中通过，使高空作业平台等载荷能保持在空中不会下降以进行高空作业。

参见图1所示，可以理解的是，开关阀500为两位两通开关阀500，开关阀500在关闭状态下，液压油不能从无杆腔130流向比例阀400入口且能从比例阀400入口流向无杆腔130。开关阀500具有单向截止作用，液压油能流经开关阀500向无杆腔130中流动，使活塞杆110带动载荷向有杆腔120一侧运动，以实现高空作业平台等载荷的上升。

参见图1所示，可以理解的是，比例阀400入口连接有单向阀600，单向阀600连接有供油管610，液压油能通过单向阀600从供油管610流向开关阀500，在高空作业平台等载荷上升时，供油管610提供液压油，液压油通过单向阀600，然后经过处于关闭状态的开关阀500进入无杆腔130推动活塞杆110带动载荷上升，在下降时，开关阀500打开，液压油从无杆腔130流动到比例阀400入口，单向阀600用于防止液压油从开关阀500回流到供油管610中，以使液压油能在载荷的重力推动下进入有杆腔120和回油管300。

参见图1所示，可以理解的是，平衡阀200入口与无杆腔130之间连接有节流阀700，节流阀700用于限制从无杆腔130流向平衡阀200入口的液压油流量。由于高空作业平台等载荷的下降速度与从无杆腔130流向有杆腔120的液压油流量成正比，当控制器检测活塞杆110速度的模块失灵而导致平衡阀200全开时，节流阀700能限制高空作业平台等载荷的下降速度，防止由于下降过快造成安全事故。

参见图1所示，可以理解的是，比例阀400出口与回油管300之间连接有补偿器800。由于平衡阀200自身特性，通过平衡阀200的流量与载荷对活塞杆110的推动力无关，故在不同重量的载荷下降时，通过平衡阀200的流量大致保持一致，但是比例阀400不具备这一特性，故增加补偿器800保证比例阀400在同一开度下，通过比例阀400的液压油流量为一近似定值，不随负载压力的波动而改变，保证通过比例阀400的流量与输入的电信号成比例地变化，能更好的控制不同重量的载荷下降时的速度。

参见图1所示，可以理解的是，应急油源210可以调整向平衡阀200控制口提供的液压油压力以控制平衡阀200的开度。应急油源210可以由独立电源和独立液压泵组成，独立液压泵的启停和转速由控制器控制。通过控制平衡阀200开度，能控制高空作业平台等载荷的下降速度，增加下降时的安全性。

可以理解的是，比例阀400电性连接有控制器，控制器包括获取模块、第一控制模块、第二控制模块，获取模块用于获取伸缩液压缸100的运动速度，获取模块能获取载荷在预设时间段内的缩回长度，根据缩回长度和预设时间段计算得到实际速度。其中，可以采用长度传感器检测在预设时间段内的缩回长度，例如在2s-4s的间隔时间内检测缩回长度，缩回长度除以间隔时间，计算得到实际速度。第一控制模块根据获取模块获得的伸缩液压缸100的运动速度信号，从而输出电信号来控制比例阀400和开关阀500的开度，第二控制模块根据获取模块获得的伸缩液压缸100的运动速度信号，从而输出电信号来控制应急油源210的启停以及输出液压油的压力。

此外，本发明的一个实施例还提供了一种用于高空作业车的紧急缩回系统的控制方法，包括以下步骤，

S1：控制器将比例阀400开度调节至最小并将开关阀500切换到接通位置，然后逐渐增大比例阀400开度；

S2：控制器检测活塞杆110的运动速度，并控制比例阀400开度和应急油源210的启停。

在步骤S1中，当需要载荷缩回时，先将比例阀400开度调节至最小，防止开关阀500打开时管路中压力变化过大对比例阀400和补偿器800造成冲击，提供设备的使用寿命。

在步骤S2中，获取活塞杆110在下降时的实际速度，具体来说可以在高空作业车的臂架上设置长度传感器，通过对载荷下降时臂架的长度进行实时采集，并输出间隔时间内的长度变化量，计算下降的实际速度；然后将实际速度与预设速度进行比较，并进行PID调节，输出调节变量数据，用以对比例阀400开度和应急油源210的启停进行控制。使下降速度与预设速度保持一致。

在本发明的一些具体实施例中，步骤S2中，当活塞杆110的运动速度即载荷下降的速度随比例阀400开度增大，说明比例阀400与开关阀500工作正常，无杆腔130中液压油通过比例阀400与开关阀500流向有杆腔120，无需启动应急油源210，然后继续增大比例阀400开度，直到活塞杆110的运动速度达到预设值，当比例阀400开度增大，活塞杆110的运动速度为0或保持不变时，说明比例阀400与开关阀500工作异常不能开启或者不能全部开启，无杆腔130中液压油不能正常通过比例阀400与开关阀500流向有杆腔120，然后启动应急油源210，逐渐增大流向平衡阀200控制口的液压油压力，控制平衡阀200打开，使无杆腔130中液压油通过平衡阀200流向有杆腔120，直到活塞杆110的运动速度达到预设值。保证在比例阀400和开关阀500失效的情况下的操作安全。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种用于高空作业车的紧急缩回系统，其特征在于，包括：

伸缩液压缸(100)，内部设有用于举升载荷的活塞杆(110)，所述活塞杆(110)将所述伸缩液压缸(100)内部分隔为有杆腔(120)与无杆腔(130)；

平衡阀(200)，所述平衡阀(200)出口与所述有杆腔(120)相连，所述平衡阀(200)入口与所述无杆腔(130)相连，所述平衡阀(200)的控制口连接有用于控制所述平衡阀(200)的应急油源(210)；

回油管(300)，与所述有杆腔(120)相连，用于接收回流的液压油；

比例阀(400)，所述比例阀(400)入口与所述无杆腔(130)相连，所述比例阀(400)出口与所述回油管(300)相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于高空作业车的紧急缩回系统，其特征在于：所述比例阀(400)与所述无杆腔(130)连接有开关阀(500)，所述开关阀(500)用于接通和关闭所述比例阀(400)与所述无杆腔(130)之间的油路。

3.根据权利要求2所述的一种用于高空作业车的紧急缩回系统，其特征在于：所述开关阀(500)为两位两通开关阀，所述开关阀(500)在关闭状态下，液压油不能从所述无杆腔(130)流向所述比例阀(400)入口且能从所述比例阀(400)入口流向所述无杆腔(130)。

4.根据权利要求3所述的一种用于高空作业车的紧急缩回系统，其特征在于：所述比例阀(400)入口连接有单向阀(600)，所述单向阀(600)连接有供油管(610)，液压油能通过所述单向阀(600)从所述供油管(610)流向所述开关阀(500)，所述单向阀(600)用于防止液压油从所述开关阀(500)回流到所述供油管(610)中。

5.根据权利要求4所述的一种用于高空作业车的紧急缩回系统，其特征在于：所述平衡阀(200)入口与所述无杆腔(130)之间连接有节流阀(700)，所述节流阀(700)用于限制从所述无杆腔(130)流向所述平衡阀(200)入口的液压油流量。

6.根据权利要求5所述的一种用于高空作业车的紧急缩回系统，其特征在于：所述比例阀(400)出口与所述回油管(300)之间连接有补偿器(800)。

7.根据权利要求6所述的一种用于高空作业车的紧急缩回系统，其特征在于：所述应急油源(210)可以调整向所述平衡阀(200)控制口提供的液压油压力以控制所述平衡阀(200)的开度。

8.根据权利要求7所述的一种用于高空作业车的紧急缩回系统，其特征在于：所述比例阀(400)电性连接有控制器，所述控制器包括获取模块、第一控制模块、第二控制模块，所述获取模块用于获取所述活塞杆(110)的运动速度，所述第一控制模块用于根据所述获取模块获取的速度控制所述比例阀(400)和所述开关阀(500)的开度，所述第二控制模块用于根据所述获取模块获取的速度控制所述应急油源(210)的启停。

9.根据权利要求1～8任一项所述的一种用于高空作业车的紧急缩回系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：所述控制器将所述比例阀(400)开度调节至最小并将所述开关阀(500)切换到接通位置，然后逐渐增大所述比例阀(400)开度；

S2：所述控制器检测所述活塞杆(110)的运动速度，并控制所述比例阀(400)开度和所述应急油源(210)输出的液压油压力。

10.根据权利要求9所述的一种用于高空作业车的紧急缩回系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，当所述活塞杆(110)的运动速度随所述比例阀(400)开度增大，则继续增大所述比例阀(400)开度，直到所述活塞杆(110)的运动速度达到预设值，当所述比例阀(400)开度增大，所述活塞杆(110)的运动速度为0或不变时，所述控制器启动所述应急油源(210)，逐渐增大流向所述平衡阀(200)控制口的液压油压力，直到所述活塞杆(110)的运动速度达到预设值。

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