CN115477239A - 一种电控实现的起重机顺序伸缩系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及起重机技术领域，具体是一种电控实现的起重机顺序伸缩系统，包括三级以上吊臂及伸缩油缸，所述伸缩油缸设有导电滑触轨、滑触线、行程开关、电磁阀，所述电磁阀通过导电滑触轨、滑触线导通电路；当上一级伸缩油缸伸出到位后，通过行程开关使下一级电磁阀导通并控制下一级伸缩油缸伸出；当下一级伸缩油缸缩回到位后，通过行程开关使上一级电磁阀导通并控制上一级伸缩油缸缩回。本发明通过伸缩控制电路的设计，合理设置行程开关，实现可靠的全自动顺序伸出和顺序缩回，同时未增加更多控制阀以及复杂油路，应用于具有多级伸缩油缸的中大吨位折臂式起重机上，可支持较多级数油缸扩展，具有成本较低、故障率低、维护方便等特点。

Description

一种电控实现的起重机顺序伸缩系统

技术领域

本发明涉及起重机技术领域，具体是一种电控实现的起重机顺序伸缩系统。

背景技术

随车起重机由于使用方便灵活，应用越来越广泛，常见的有直臂式与折臂式两类。直臂式随车起重机臂体一般为一次成型结构形式，对中性好，更容易控制垂直起降，但不适用于操作空间小的情况。而折叠臂随车起重机采用多个液压油缸形成类似关节的连接机构，吊臂可顺序伸缩，在狭窄工作环境下施展空间更大，工作的效率也更高。

当折臂式起重机吊臂为三级以上时，为操作方便，就需要起重机具备顺序伸缩，即各节吊臂按顺序依次伸出或缩回的能力。目前折臂式起重机上的顺序伸缩方式多采用油缸增加顺序阀或进行油缸结构的优化两种方法，通过在在油缸行程末端时控制油路通断的方式实现顺序伸出。这两种方法，前者存在问题是顺序不够可靠且无法实现顺序缩回；后者的主要问题是油缸内部结构复杂，故障率较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电控实现的起重机顺序伸缩系统及起重机，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明提供一种电控实现的起重机顺序伸缩系统，包括三级以上吊臂，所述每个吊臂设有控制吊臂伸缩的伸缩油缸，即设有三级以上伸缩油缸，前一级油缸活塞杆前端与后一级伸缩油缸缸筒以结构件固定连接，可带动后一级伸缩油缸整体运动；除最后一级伸缩油缸外，所述每个伸缩油缸设有导电滑触轨，所述导电滑触轨位于每两个相对伸缩运动的伸缩油缸之间，除第一级伸缩油缸外，所述每个伸缩油缸无杆腔一端设有滑触线，所述滑触线与上一级伸缩油缸的导电滑触轨滑动连接；除第一级伸缩油缸外，所述每个伸缩油缸设有全伸行程开关和全缩行程开关；所述每个伸缩油缸无杆腔上设置有电磁阀，所述电磁阀通过位于该级油缸上的全伸行程开关和位于下一级油缸的全缩行程开关串联控制；所述多级伸缩油缸进行伸出运动时，当上一级伸缩油缸伸出到位后，该级油缸全伸行程开关关闭，而下一级油缸处于全缩状态，该级伸缩油缸无杆腔的电磁阀得电导通，伸缩油缸伸出；所述多级伸缩油缸进行回缩运动时，当下一级伸缩油缸缩回到位后，位于其上的全缩行程开关关闭，而上一级伸缩油缸仍处于全伸状态，该级油缸无杆腔的电磁阀得电导通，伸缩油缸缩回。

进一步地，除最后一级伸缩油缸外，所述每个伸缩油缸的导电滑触轨固定安装于前一级伸缩油缸外壁下方，所述导电触轨靠近有杆腔方向末端设有下接触挡板；除第一级伸缩油缸外，所述每个伸缩油缸的全伸行程开关固定在无杆腔一端外壁上方，全缩行程开关固定在有杆腔一端外壁上方，所述活塞杆杆头上方设有上接触挡板。除第一级伸缩油缸外，当伸缩油缸处于完全缩回状态时，该级上接触挡板与全缩行程开关接触并导电；除最后一级伸缩油缸外，当伸缩油缸处于完全伸出状态时，该级全伸行程开关与上级伸缩油缸的下接触挡板接触并导电。

进一步地，所述导电滑触轨为低压导电滑触轨，使用24V电压，包括外护轨，所述外护轨内侧设有导电板，所述滑触线包括上连杆座、连杆和下连杆座，所述上连杆座设有滑触头，所述滑触头安装于所述导电滑触轨的外护轨内部并与所述导电板滑动接触；所述外护轨下方还安装有防水条；所述连杆两端分别与上连杆座和下连杆座铰链连接，在伸缩油缸运动过程中,可通过铰接连杆进行运动补偿，避免出现卡滞。

进一步地，所述电磁阀为两位两通电磁开关阀，安装在所述伸缩油缸无杆腔一侧；所述导电滑触轨为三路导电滑触轨，所述滑触线包括三路滑触线，导电滑触轨和滑触线的接触实现电信号的传输；所述电磁阀、全伸行程开关、全缩行程开关、上接触挡板、下接触挡板、导电滑触轨、滑触线及其之间连接的电线，构成油缸伸缩控制电路。

所述油缸伸缩控制电路为三级以上的级联电路，第一级电路仅包括一个电磁开关阀；除第一级电路外，每一级电路包括一个三路导电滑触轨、一个全伸行程开关、一个全缩行程开关和一个电磁开关阀；

第一级电路包括一个电磁开关阀一，所述电磁开关阀一的第一端接地，第二端连接第二级电路导电滑触轨第二路的第一端；

第二级电路包括导电滑触轨二、全伸行程开关二、全缩行程开关二和电磁开关阀二，所述导电滑触轨二第二路的第二端连接全缩行程开关二的第一端，所述全缩行程开关二的第二端连接全伸行程开关二的第一端，所述全伸行程开关二的第二端连接电磁开关阀二的第二端，所述电磁开关阀二的第一端接地；所述导电滑触轨第一路与下一级导电滑触轨的第一路串联，并连接电压输入端；所述导电滑触轨第三路与下一级导电滑触轨的第三路串联，并接地；

第三级电路与第二级电路结构相同；以此类推。

本发明提供的顺序伸缩系统的工作原理为：

多级伸缩油缸初始状态为全缩状态，各级全缩行程开关为闭合状态，各级全伸行程开关为断开状态；当需要顺序伸出伸缩油缸时，启动油缸伸缩控制电路电源，第一级电磁阀通过闭合的第二级全缩行程开关得电，控制第一级伸缩油缸伸出；当伸缩油缸运动到全部伸出状态时，该级全伸行程开关闭合，与下一级的全缩行程开关串联导通下一级电磁阀，使下一级伸缩油缸伸出；以此类推，实现伸缩油缸的顺序伸出；全部伸出完成后，关闭油缸伸缩控制电路电源。

当伸缩油缸全部伸出，各级全伸行程开关处于闭合状态，各级全缩行程开关为断开状态；当需要顺序缩回伸缩油缸时，开启油缸伸缩控制电路电源，此时只有最后一级电磁阀处于导通状态，最后一级伸缩油缸开始缩回；当最后一级伸缩油缸缩回到位后，该级全缩行程开关闭合，使上一级电磁阀得电导通，控制上一级伸缩油缸缩回；以此类推，实现伸缩油缸的顺序缩回；全部缩回完成后，关闭油缸伸缩控制电路电源。

本发明提供一种电控实现的起重机顺序伸缩系统，该系统通过设置在伸缩油缸上的低压导电滑触轨，实现各伸缩臂之间的电信号的传输，并通过设置在臂头和臂尾的行程开关，实现电信号的通断，从而控制各伸缩油缸连接无杆腔电磁阀的通断，实现顺序伸缩。与现有技术相比，具有如下技术效果和优点：

1、通过伸缩控制电路的设计，合理设置行程开关，结合伸缩油缸机械运动和控制电路电气原理，实现可靠的全自动顺序伸出和顺序缩回。

2、实现顺序伸缩的同时，每个油缸未增加更多控制阀以及设计复杂油路，避免复杂的油缸内部结构带来较高故障率。

3、本技术方案为有规律的多级机械结构和多级电路，可以应用于具有多级伸缩油缸的折臂式起重机上，理论上可以支持无限的油缸扩展，在伸缩油缸级数达到5级、6级、7级乃至更多级数的情况下同样适用，可以批量应用于中大吨位折臂式起重机产品上。

附图说明

图1为本发明起重机顺序伸缩系统的全缩回状态结构图；

图2为本发明起重机顺序伸缩系统的部分伸出状态结构图；

图3为本发明起重机顺序伸缩系统的液压布置图；

图4为本发明起重机顺序伸缩系统中导电滑触轨和滑触线的局部结构图；

图5为本发明起重机顺序伸缩系统中导电滑触轨横截面A的结构图；

图6为本发明起重机顺序伸缩系统的电气原理图。

附图标记说明：

1、第一级伸缩油缸；2、第二级伸缩油缸；3、第三级伸缩油缸；4、第四级伸缩油缸；11、活塞杆一；12、导电滑触轨一；13、下接触挡板一；18、电磁阀一；21、活塞杆二；22、导电滑触轨二；23、下接触挡板二；24、滑触线二；25、全伸行程开关二；26、全缩行程开关二；27、上接触挡板二；28、电磁阀二；31、活塞杆三；32、导电滑触轨三；33、下接触挡板三；34、滑触线三；35、全伸行程开关三；36、全缩行程开关三；37、上接触挡板三；38、电磁阀三；41、活塞杆四；44、滑触线四；45、全伸行程开关四；46、全缩行程开关四；47、上接触挡板四；48、电磁阀四；121、外护轨；122、防水条；123、导电板；241、上连杆座；242、连杆；243、下连杆座；244、滑触头。

具体实施方式

本发明提供一种电控实现的起重机顺序伸缩系统，该系统通过设置在伸缩油缸上的低压导电滑触轨，实现各伸缩臂之间的电信号的传输，并通过设置在臂头和臂尾的行程开关，实现电信号的通断，从而控制各伸缩油缸连接无杆腔电磁阀的通断，实现顺序伸缩。

本发明将导电滑触轨应用到起重机折臂伸缩的领域。导电滑触轨通常是给移动设备进行供电的一组输电装置。移动设备由于移动，需要不断地变换位置，在每一个不同的位置上，移动设备又要随时能获得动力电源，否则就无法继续移动。这时，导电滑触轨就应运而生了。沿着移动设备的运行轨道平行敷设若干条导体，接通电源，在移动的设备上，又安装上可以从导体上取电的滑触线。这样，当设备移动时，滑触线随设备同步运行，并随时从导体上取得电源，提供给设备，以使设备可继续移动。导电滑触轨及滑触线技术在各行业生产车间厂房内应用较多，可以用于移动设备的输供电装置。但是在折臂起重机应用进行电控顺序伸缩的装置，目前还未发现。通过本发明技术方案，可以用在普通油缸及常规电磁阀基础上实现顺序的伸缩，较现在用的通过复杂的油缸结构实现顺序伸缩，具有成本较低、维护方便等特点。

下面通过一个实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，本发明提供一种电控实现的起重机顺序伸缩系统，包括四级吊臂，所述每个吊臂设有控制吊臂伸缩的伸缩油缸，即设有四级伸缩油缸1、2、3、4。前一级油缸活塞杆前端与后一级伸缩油缸缸筒以结构件固定连接，可带动后一级伸缩油缸整体运动，即活塞杆一11可带动第二级伸缩油缸2整体运动；除最后一级伸缩油缸即第四级伸缩油缸4外，所述每个伸缩油缸设有导电滑触轨12、22、32，所述导电滑触轨位于每两个相对伸缩运动的伸缩油缸之间，固定安装于前一级伸缩油缸外壁下方，所述导电触轨靠近有杆腔方向末端设有下接触挡板，如导电滑触轨一12位于第一级伸缩油缸1和第二级伸缩油缸2之间，固定安装于第一级伸缩油缸1外壁下方，靠近有杆腔方向末端设有下接触挡板一13，以此类推；除第一级伸缩油缸外，第二、三、四级伸缩油缸2、3、4无杆腔一端设有滑触线24、34、44，所述滑触线与上一级伸缩油缸的导电滑触轨滑动连接；除第一级伸缩油缸外，第二、三、四级伸缩油缸2、3、4设有全伸行程开关Ke2、Ke3、Ke4和全缩行程开关Kr2、Kr3、Kr4，所述全伸行程开关Ke2、Ke3、Ke4固定在无杆腔一端外壁上方，全缩行程开关Kr2、Kr3、Kr4固定在有杆腔一端外壁上方，所述活塞杆21、31、41杆头上方设有上接触挡板。

如图3所示，四级伸缩油缸无杆腔上分别设置有电磁阀DT1、DT2、DT3、 DT4，电磁阀与导电滑触轨、滑触线，以及穿过活塞杆的导电线连接。所述电磁阀为两位两通电磁开关阀，安装在所述伸缩油缸无杆腔一侧。

如图4-5所示，所述导电滑触轨为低压导电滑触轨，包括外护轨121，所述外护轨121内侧设有导电板123，所述滑触线包括上连杆座241、连杆242和下连杆座243，所述上连杆座设有滑触头244，所述滑触头244安装于所述导电滑触轨的外护轨121内部并与所述导电板122滑动接触；所述外护轨121下方还安装有防水条122；所述连杆242两端分别与上连杆座241和下连杆座243铰链连接，在伸缩油缸运动过程中,可通过铰接连杆进行运动补偿，避免出现卡滞。

结合图1-5，所述导电滑触轨为三路导电滑触轨，所述滑触线包括三路滑触线，导电滑触轨和滑触线的接触实现电信号的传输；所述电磁阀、全伸行程开关、全缩行程开关、上接触挡板、下接触挡板、导电滑触轨、滑触线及其之间连接的电线，构成油缸伸缩控制电路。

如图6所示，所述油缸伸缩控制电路为四级级联电路，第一级电路仅包括一个电磁开关阀；除第一级电路外，每一级电路包括一个三路导电滑触轨、一个全伸行程开关、一个全缩行程开关和一个电磁开关阀；电路使用24V电压输入；

第一级电路包括一个电磁开关阀一DT1，所述电磁开关阀一DT1的第一端接地，第二端连接第二级电路导电滑触轨第二路的第一端；

第二级电路包括导电滑触轨二、全伸行程开关二Ke2、全缩行程开关二Kr2和电磁开关阀二DT2，所述导电滑触轨二第二路的第二端连接全缩行程开关二Kr2的第一端，所述全缩行程开关二Kr2的第二端连接全伸行程开关二Ke2的第一端，所述全伸行程开关二Ke2的第二端连接电磁开关阀二DT2的第二端，所述电磁开关阀二DT2的第一端接地；所述导电滑触轨第一路与下一级导电滑触轨的第一路串联，并连接24V电压输入端；所述导电滑触轨第三路与下一级导电滑触轨的第三路串联，并接地；

第三级、第四级电路与第二级电路结构相同。

本发明提供的顺序伸缩系统的工作原理为：

所述电磁阀通过位于该级油缸上的全伸行程开关和位于下一级油缸的全缩行程开关串联控制；除第一级伸缩油缸外，当伸缩油缸处于完全缩回状态时，该级上接触挡板与全缩行程开关接触并导电；除最后一级伸缩油缸外，当伸缩油缸处于完全伸出状态时，该级全伸行程开关与上级伸缩油缸的下接触挡板接触并导电。

图1为本发明起重机顺序伸缩系统的全缩状态图；图2为伸缩过程中，第一级伸缩油缸伸出，第二、三、四级尚未伸出的状态图。结合图1、2和图6，四级伸缩油缸初始状态为全缩状态，全缩行程开关Kr2、Kr3、Kr4为闭合状态，全伸行程开关Ke2、Ke3、Ke4为断开状态；当需要顺序伸出伸缩油缸时，启动油缸伸缩控制电路电源，第一级电磁阀DT1通过闭合的第二级全缩行程开关Kr2得电，控制第一级伸缩油缸1伸出；当伸缩油缸1运动到全部伸出状态时，全伸行程开关Ke2闭合，与下一级的全缩行程开关Kr3串联导通下一级电磁阀DT2，使第一级伸缩油缸2伸出；以此类推，实现伸缩油缸的顺序伸出；全部伸出完成后，关闭油缸伸缩控制电路电源。

结合图1、2和图6，当伸缩油缸全部伸出，全伸行程开关Ke2、Ke3、Ke4处于闭合状态，全缩行程开关Kr2、Kr3、Kr4为断开状态；当需要顺序缩回伸缩油缸时，开启油缸伸缩控制电路电源，此时只有最后一级电磁阀DT4处于导通状态，第四级伸缩油缸4开始缩回；当第四级伸缩油缸4缩回到位后，全缩行程开关Kr4闭合，使第三级电磁阀DT3得电导通，控制第三级伸缩油缸3缩回；以此类推，实现伸缩油缸的顺序缩回；全部缩回完成后，关闭油缸伸缩控制电路电源。

本技术方案还包括以下特征：（1）采用小型化的导电滑触轨，解决油缸布置紧凑，留给导轨的布置空间不够的问题；（2）采用防水防尘高等级的导电滑触轨，或给导电滑触轨外增加塑料护罩，滑动部位采用可折叠的橡胶护套，解决户外恶劣环境下导电滑触轨的防护问题，可采用最高防护等级为IP55的导电滑触轨，其滑触轨采用铜制作，为中空结构，滑动部分在外护轨内部接触滑行，外部有塑料绝缘包裹；（3）由于电气信号需要时刻保持传输，而两个油缸和其连接的伸缩臂由于间隙和刚性等原因会出现相对的运动，需要保证接触的可靠性，依次保证电气信号的可靠性。瞬间或者短时间的断电通过电气方面增加储电装置来保持。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种电控实现的起重机顺序伸缩系统，其特征在于：

包括三级以上吊臂，所述每个吊臂设有控制吊臂伸缩的伸缩油缸，即设有三级以上伸缩油缸，前一级油缸活塞杆可带动后一级伸缩油缸整体运动；所述伸缩油缸设有导电滑触轨、滑触线和行程开关；所述每个伸缩油缸设有电磁阀，所述电磁阀通过油缸上导电滑触轨、滑触线导通电路，通过行程开关控制启动；所述多级伸缩油缸进行伸出运动时，当上一级伸缩油缸伸出到位后，通过行程开关使下一级电磁阀导通并控制下一级伸缩油缸伸出；所述多级伸缩油缸进行回缩运动时，当下一级伸缩油缸缩回到位后，通过行程开关使上一级电磁阀导通并控制上一级伸缩油缸缩回。

2.根据权利要求1所述的电控实现的起重机顺序伸缩系统，其特征在于：

除最后一级伸缩油缸外，所述每个伸缩油缸设有导电滑触轨，所述导电滑触轨位于每两个相对伸缩运动的伸缩油缸之间，除第一级伸缩油缸外，所述每个伸缩油缸无杆腔一端设有滑触线，所述滑触线与上一级伸缩油缸的导电滑触轨滑动连接；除第一级伸缩油缸外，所述每个伸缩油缸设有全伸行程开关和全缩行程开关；所述每个伸缩油缸无杆腔上设置有电磁阀，所述电磁阀通过位于该级油缸上的全伸行程开关和位于下一级油缸的全缩行程开关串联控制；

所述多级伸缩油缸进行伸出运动时，当上一级伸缩油缸伸出到位后，该级油缸全伸行程开关关闭，而下一级油缸处于全缩状态，该级伸缩油缸无杆腔的电磁阀得电导通，伸缩油缸伸出；所述多级伸缩油缸进行回缩运动时，当下一级伸缩油缸缩回到位后，位于其上的全缩行程开关关闭，而上一级伸缩油缸仍处于全伸状态，该级油缸无杆腔的电磁阀得电导通，伸缩油缸缩回。

3.根据权利要求2所述的电控实现的起重机顺序伸缩系统，其特征在于：除最后一级伸缩油缸外，所述每个伸缩油缸的导电滑触轨固定安装于前一级伸缩油缸外壁下方，所述导电触轨靠近有杆腔方向末端设有下接触挡板；除第一级伸缩油缸外，所述每个伸缩油缸的全伸行程开关固定在无杆腔一端外壁上方，全缩行程开关固定在有杆腔一端外壁上方，所述活塞杆杆头上方设有上接触挡板。除第一级伸缩油缸外，当伸缩油缸处于完全缩回状态时，该级上接触挡板与全缩行程开关接触并导电；除最后一级伸缩油缸外，当伸缩油缸处于完全伸出状态时，该级全伸行程开关与上级伸缩油缸的下接触挡板接触并导电。

4.根据权利要求2所述的电控实现的起重机顺序伸缩系统，其特征在于：所述导电滑触轨为低压导电滑触轨，使用24V电压，包括外护轨，所述外护轨内侧设有导电板，所述滑触线包括上连杆座、连杆和下连杆座，所述上连杆座设有滑触头，所述滑触头安装于所述导电滑触轨的外护轨内部并与所述导电板滑动接触；所述外护轨下方还安装有防水条；所述连杆两端分别与上连杆座和下连杆座铰链连接，在伸缩油缸运动过程中,通过铰接连杆进行运动补偿。

5.根据权利要求3所述的电控实现的起重机顺序伸缩系统，其特征在于：所述电磁阀为两位两通电磁开关阀，安装在所述伸缩油缸无杆腔一侧；所述导电滑触轨为三路导电滑触轨，所述滑触线包括三路滑触线，导电滑触轨和滑触线的接触实现电信号的传输；所述电磁阀、全伸行程开关、全缩行程开关、上接触挡板、下接触挡板、导电滑触轨、滑触线及其之间连接的电线，构成油缸伸缩控制电路。

6.根据权利要求5所述的电控实现的起重机顺序伸缩系统，其特征在于：所述油缸伸缩控制电路为三级以上的级联电路，第一级电路仅包括一个电磁开关阀；除第一级电路外，每一级电路包括一个三路导电滑触轨、一个全伸行程开关、一个全缩行程开关和一个电磁开关阀；

第一级电路包括一个电磁开关阀一，所述电磁开关阀一的第一端接地，第二端连接第二级电路导电滑触轨第二路的第一端；

第二级电路包括导电滑触轨二、全伸行程开关二、全缩行程开关二和电磁开关阀二，所述导电滑触轨二第二路的第二端连接全缩行程开关二的第一端，所述全缩行程开关二的第二端连接全伸行程开关二的第一端，所述全伸行程开关二的第二端连接电磁开关阀二的第二端，所述电磁开关阀二的第一端接地；所述导电滑触轨第一路与下一级导电滑触轨的第一路串联，并连接电压输入端；所述导电滑触轨第三路与下一级导电滑触轨的第三路串联，并接地；

第三级电路与第二级电路结构相同；以此类推。

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