CN115613569B - 打桩机双泵供油的控制方法及其控制系统、打桩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种打桩机双泵供油的控制方法及其控制系统、打桩机，涉及打桩机技术领域。打桩机双泵供油的控制方法应用于打桩机双泵供油的控制系统，在控制第一主泵和第二主泵共同为振动锤头供油时，打桩机双泵供油的控制方法包括以下步骤：获取振动踏板的踩踏位移，并根据踩踏位移控制第一电磁阀的开度；判断踩踏位移是否大于等于最大踩踏位移；若是，则获取振动锤头的实时压力，并计算桩体的实时进桩速率；根据实时进桩速率和振动锤头的实时压力，调节第三电磁阀的开度；根据调节后的第三电磁阀的开度，调节第二电磁阀的开度，以控制振动锤头和动臂动作。该打桩机双泵供油的控制方法能够合理分配第二主泵的分流流量。

Description

打桩机双泵供油的控制方法及其控制系统、打桩机

技术领域

本发明涉及打桩机技术领域，尤其涉及一种打桩机双泵供油的控制方法及其控制系统、打桩机。

背景技术

液压挖掘打桩机是一种基于液压挖掘机的差异化产品，基于液压挖掘机基础平台，包括上架、动臂、斗杆、连杆、振动锤头和夹持部件，通过夹持部件夹住各种桩体，利用振动锤头中的偏心机构的高速旋转产生激振力，操控上架、动臂、斗杆和连杆下压振动锤头及夹持部件，使桩体打入地面，广泛用于深挖、河道清淤、管道走廊等施工。

目前，有的液压挖掘打桩机的振动锤头振动采用单泵供油，有的液压挖掘打桩机的振动锤头振动采用双泵供油。若采用单泵供油，由于单泵供油的局限性，只能配置较小排量的振动锤头，无法满足较大排量振动锤头的供油需求。为解决上述问题，部分打桩机的振动锤头采用双泵供油，两个主泵同时为振动锤头供油，如此便提高了供油量，使得打桩机可配置大排量振动锤头。液压挖掘打桩机的沉桩和拔桩作业，是振动锤头振动与动臂举升或下降的复合动作。打桩机作业时，需要在保证振动锤头振动频率的同时，完成动臂举升或下降动作。但是，在双泵供油系统中，存在主泵流量分配不合理，导致打桩机的沉桩和拔桩作业无法完成的问题。例如，振动锤头的振动频率过高，但动臂举升或下降的力矩不足，造成作业无法完成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种打桩机双泵供油的控制方法及其控制系统、打桩机，以实现配置大排量振动锤头的打桩机在双泵合流供油时，合理分配流量，在保证大排量振动锤头振动频率的同时，完成动臂举升或下降动作。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

打桩机双泵供油的控制方法，应用于打桩机双泵供油的控制系统，所述打桩机双泵供油的控制系统包括第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀，所述第一电磁阀用于控制第一主泵的流量，所述第一主泵用于为振动锤头供油，所述第二电磁阀用于控制第二主泵的流量，所述第二主泵能为动臂单独供油，或为所述动臂和所述振动锤头同时供油，所述第三电磁阀用于控制所述第二主泵的分流流量，其中，在控制所述第一主泵和所述第二主泵共同为所述振动锤头供油时，所述打桩机双泵供油的控制方法包括以下步骤：

获取振动踏板的踩踏位移，并根据所述踩踏位移控制所述第一电磁阀的开度；

判断所述踩踏位移是否大于等于最大踩踏位移；若是，则获取振动锤头的实时压力，并计算桩体的实时进桩速率；

根据所述实时进桩速率和所述振动锤头的实时压力，调节所述第三电磁阀的开度；

根据调节后的所述第三电磁阀的开度，调节所述第二电磁阀的开度，以控制所述振动锤头和所述动臂动作。

作为打桩机双泵供油的控制方法的一个可选方案，调节所述第三电磁阀的开度的方法包括以下步骤：

建立基于进桩速率和振动锤头压力控制第三电磁阀开度的模糊控制规则表；

根据所述实时进桩速率和所述振动锤头的实时压力，查询所述基于进桩速率和振动锤头压力控制第三电磁阀开度的模糊控制规则表，获取控制所述第三电磁阀开度的动作；

根据获取的控制所述第三电磁阀开度的动作调节所述第三电磁阀的开度。

作为打桩机双泵供油的控制方法的一个可选方案，建立所述基于进桩速率和振动锤头压力控制第三电磁阀开度的模糊控制规则表的方法包括以下步骤：

将进桩速率分为低速、中速和高速三个等级，将振动锤头压力分为低压、中压和高压三个等级；

将控制第三电磁阀的开度的动作分为不变、以第一变量减小开度、以第二变量减小开度、以第三变量增加开度和以第四变量增加开度五个动作，所述第一变量小于所述第二变量，所述第三变量小于所述第四变量；

以所述进桩速率的三个等级和所述振动锤头压力的三个等级分别为横纵坐标，建立控制所述第三电磁阀开度的动作的模糊控制规则表。

作为打桩机双泵供油的控制方法的一个可选方案，根据所述踩踏位移控制所述第一电磁阀的开度的方法包括以下步骤：

根据振动踏板的踩踏位移与所述第一电磁阀的开度正相关的特性，建立基于踩踏位移控制第一电磁阀的开度的表格；

根据获取的振动踏板的踩踏位移，查询所述基于踩踏位移控制第一电磁阀的开度的表格，获取所述第一电磁阀的开度。

作为打桩机双泵供油的控制方法的一个可选方案，根据调节后的所述第三电磁阀的开度，调节所述第二电磁阀的开度的方法包括以下步骤：

根据所述第三电磁阀的开度与所述第二电磁阀的开度正相关的特性，建立基于第三电磁阀的开度控制第二电磁阀的开度的表格；

根据调节后的所述第三电磁阀的开度，查询所述基于第三电磁阀的开度控制第二电磁阀的开度的表格，获取所述第二电磁阀的开度。

作为打桩机双泵供油的控制方法的一个可选方案，所述打桩机双泵供油的控制系统还包括第四电磁阀，根据所述振动踏板的踩踏位移调节所述第四电磁阀的开度；所述打桩机双泵供油的控制方法还包括以下步骤：

根据所述振动踏板的踩踏位移与所述第四电磁阀的开度正相关的特性，建立基于振动踏板的踩踏位移控制第四电磁阀的开度的表格；

根据所述踩踏位移，查询所述基于振动踏板的踩踏位移控制第四电磁阀的开度的表格，获取所述第四电磁阀的开度。

作为打桩机双泵供油的控制方法的一个可选方案，计算桩体的实时进桩速率的方法包括以下步骤：

获取动臂的长度、斗杆的长度和连杆的长度，以及在设定时间内，所述动臂与作业面的夹角变化量、所述斗杆与作业面的夹角变化量和所述连杆与作业面的夹角变化量，并计算桩体在垂直于作业面方向的位移变化量；

所述进桩速率等于所述桩体在垂直于作业面方向的位移变化量除以所述设定时间。

作为打桩机双泵供油的控制方法的一个可选方案，若所述踩踏位移小于所述最大踩踏位移，则控制所述第一主泵为所述振动锤头单独供油，所述第二主泵为所述动臂单独供油。

作为打桩机双泵供油的控制方法的一个可选方案，所述打桩机双泵供油的控制系统还包括第五电磁阀和第六电磁阀，根据动臂手柄向前移动的位移量调节所述第五电磁阀的开度，根据所述动臂手柄向后移动的位移量调节所述第六电磁阀的开度；当所述第二主泵为所述动臂单独供油时，所述打桩机双泵供油的控制方法包括以下步骤：

获取所述动臂手柄的位移量；

根据所述动臂手柄的位移量，控制所述第二电磁阀的开度；

判断所述动臂手柄的位移方向，若所述动臂手柄向前移动，则根据所述动臂手柄的位移量调节所述第五电磁阀的开度，以控制所述动臂的下降高度；若所述动臂手柄向后移动，则根据所述动臂手柄的位移量调节所述第六电磁阀的开度，以控制所述动臂的举升高度。

打桩机双泵供油的控制系统，其中，采用如以上任一方案所述的打桩机双泵供油的控制方法。

打桩机，其包括以上所述的打桩机双泵供油的控制系统。

本发明的有益效果：

本发明提供的打桩机双泵供油的控制方法，打桩机双泵供油的控制系统中的第一电磁阀用于控制第一主泵的流量，第一主泵为振动锤头供油。第二电磁阀用于控制第二主泵的流量，第二主泵可以单独为动臂供油，在振动锤头的振动频率需求较高时，第二主泵能同时为动臂和振动锤头供油，使得第一主泵和第二主泵合流为振动锤头供油。打桩机双泵供油的控制方法包括以下步骤：通过获取振动踏板的踩踏位移，了解驾驶员对振动锤头的振动频率需求，并根据踩踏位移控制第一电磁阀的开度，从而控制第一主泵的流量。即，先通过第一主泵单独供油满足振动锤头的振动频率。当踩踏位移大于等于最大踩踏位移时，说明振动踏板已经踩到底，第一主泵单独供油可能已经不能满足驾驶员对振动锤头的振动频率的需求，此时通过控制第一主泵和第二主泵共同为振动锤头供油满足振动锤头的振动频率需求。由于第二主泵在为振动锤头供油时还需为动臂举升或下降供油。为避免第二主泵为振动锤头提供的油量过大，导致振动锤头的振动频率过高，造成动臂举升或下降的动力不足无法完成作业。由于动臂的动力跟桩体的进桩速率大小正相关，振动锤头的压力跟振动锤头的振动频率正相关，为了同时满足振动锤头的振动频率和动臂动作，计算桩体的实时进桩速率和振动锤头的实时压力，然后根据实时进桩速率和振动锤头的实时压力调节第三电磁阀的开度，再根据调节后的第三电磁阀的开度，调节第二电磁阀的开度，控制第二主泵的流量，以合理分配第二主泵供给动臂和振动锤头的流量。

本发明提供的打桩机双泵供油的控制系统，采用上述打桩机双泵供油的控制方法，以实现配置大排量振动锤头的打桩机在双泵合流为振动锤头供油时，合理分配第二泵体的流量，在保证大排量振动锤头振动频率的同时，完成动臂举升或下降动作。

本发明提供的打桩机，应用上述的打桩机双泵供油的控制系统，不仅能配置大排量振动锤头，而且在大排量振动锤头的振动频率需求较大时，能够合理分配第二主泵在振动锤头和动臂之间的流量分配，既能保证大排量振动锤头的振动频率，又能完成拔桩或沉桩动作。

附图说明

图1是本发明实施例提供的打桩机双泵供油的控制系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的打桩机双泵供油的控制方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的电磁阀电流和状态量的关系示意图；

图4是本发明实施例提供的电磁阀电流和电磁阀开度的关系示意图；

图5是本发明实施例提供的当振动锤头由第一主泵单独为振动锤头供油时，打桩机双泵供油的控制方法的流程图；

图6是本发明实施例提供的当第二主泵单独为动臂供油时，打桩机双泵供油的控制方法的流程图；

图7是本发明实施例提供的当第一主泵和第二主泵共同为振动锤头供油时，打桩机双泵供油的控制方法的流程图。

图中：

1、振动踏板；2、动臂手柄；3、合流开关；4、油门挡位旋钮；5、姿态传感器组件；6、第一压力传感器；7、第二压力传感器；8、第三压力传感器；9、动作控制器；10、显示控制器；11、发动机控制器；12、总线按键；13、第一主泵；14、第二主泵；15、发动机；16、第一电磁阀；17、第二电磁阀；18、第三电磁阀；19、第四电磁阀；20、第五电磁阀；21、第六电磁阀。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例提供了一种打桩机，打桩机为液压挖掘打桩机，包括上架、动臂、斗杆、连杆、振动锤头和夹持部件，通过夹持部件夹住各种桩体，利用振动锤头中的偏心机构的高速旋转产生激振力，操控上架、动臂、斗杆和连杆下压振动锤头及夹持部件，使桩体打入地面。

如图1所示，打桩机还包括动臂手柄2、斗杆手柄、铲斗手柄、振动踏板1、油门挡位旋钮4和总线按键12，动臂手柄2、斗杆手柄、铲斗手柄、振动踏板1、油门挡位旋钮4、合流开关3和总线按键12均为驾驶员操作组件，动臂手柄2、斗杆手柄和铲斗手柄集成为动作手柄，驾驶员通过操作动臂手柄2控制动臂上升或下降，通过操作斗杆手柄完成斗杆相关动作，通过操作铲斗手柄完成铲斗相关动作。振动踏板1用于控制振动锤头的振动频率。油门挡位旋钮4用于驾驶员手动选择发动机15的油门挡位，在控制进桩速率时通过旋转油门挡位旋钮4选择发动机15的油门挡位，从而满足打桩机进桩速率的要求。合流开关3用于驾驶员选择是否进行双泵合流为振动锤头供油，总线按键12用于驾驶员完成界面操作。

打桩机还包括姿态传感器组件5、第一压力传感器6、第二压力传感器7和第三压力传感器8，通过姿态传感器组件5能够获得动臂、斗杆、连杆和上架相对水平方向的夹角。关于通过姿态传感器组件5获取动臂、斗杆、连杆和上架相对水平方向的夹角的工作原理和方法已是现有技术，在此不再赘述。第一压力传感器6设置于动臂液压缸的无杆腔的进油油路中，用于检测动臂液压缸的无杆腔的压力，第二压力传感器7设置于动臂液压缸的有杆腔的进油油路中，用于检测动臂液压缸的有杆腔的压力，第三压力传感器8设置于振动锤头的马达的进油油路中，通过第一压力传感器6、第二压力传感器7和第三压力传感器8实时监控动臂液压缸和振动锤头的马达压力，以避免压力过高，损坏动臂液压缸和振动锤头的马达。

打桩机还包括第一主泵13、第二主泵14和打桩机双泵供油的控制系统，打桩机双泵供油的控制系统用于控制第一主泵13单独为振动锤头供油、第二主泵14单独为动臂供油，或控制第一主泵13和第二主泵14合流为振动锤头供油。

本实施例还提供了一种打桩机双泵供油的控制系统，应用于上述的打桩机。该打桩机双泵供油的控制系统包括CAN总线、动作控制器9、发动机控制器11和显示控制器10，动作控制器9、发动机控制器11和显示控制器10均与CAN总线电连接。动作控制器9用于接收驾驶员操作组件、姿态传感器组件5、第一压力传感器6、第二压力传感器7和第三压力传感器8的数据，通过控制对应电磁阀动作实现动作控制，同时通过CAN总线发送指令至发动机控制器11控制发动机15的输出。油门挡位旋钮4不同的旋转角度对应不同的输出电压信号，动作控制器9查询预设的输出电压与油门挡位的映射关系，获取当前油门挡位，进而确定发动机15的转速。显示控制器10接收动作控制器9的系统故障、报警等信息并通过显示屏进行显示，同时将驾驶员的模式选择发送至动作控制器9，驾驶员可以通过显示屏选择自动控制打桩模式或手动控制打桩模式。

打桩机双泵供油的控制系统还包括第一电磁阀16、第二电磁阀17、第三电磁阀18、第四电磁阀19、第五电磁阀20和第六电磁阀21，第一电磁阀16用于控制第一主泵13的流量，第一主泵13用于为振动锤头供油。第二电磁阀17用于控制第二主泵14的流量，第二主泵14能为动臂单独供油，或为动臂和振动锤头同时供油，第三电磁阀18用于控制第二主泵14的分流流量。第四电磁阀19安装于主阀上，用于控制主阀振动联开度，第四电磁阀19与振动踏板1信号连接，根据振动踏板1的踩踏位移控制第四电磁阀19的开度。第五电磁阀20和第六电磁阀21安装于主阀上，用于控制主阀动臂联开度。第五电磁阀20连接于动臂手柄2向前移动的控制油路上，动臂手柄2向前移动，控制动臂下降，根据动臂手柄2向前移动的位移量调节第五电磁阀20的开度，以控制动臂下降高度。第六电磁阀21连接于动臂手柄2向后移动的控制油路上，动臂手柄2向后移动，控制动臂举升，根据动臂手柄2向后移动的位移量调节第六电磁阀21的开度，以控制动臂举升高度。

本发明提供的打桩机，应用上述的打桩机双泵供油的控制系统，不仅能配置大排量振动锤头，而且在大排量振动锤头的振动频率需求较大时，能够合理分配第二主泵14在振动锤头和动臂之间的流量分配，既能保证大排量振动锤头的振动频率，又能完成拔桩或沉桩动作。

如图2-图7所示，本实施例还提供了一种打桩机双泵供油的控制方法，应用于打桩机双泵供油的控制系统。

如图2所示，打桩机双泵供油的控制方法包括以下步骤：

S10、获取合流开关3的状态。

S20、判断合流开关3是否为断开状态，若是，则执行S30；若否，则执行S40。

动作控制器9获取合流开关3的状态，并判断合流开关3是否为断开状态，然后根据合流开关3的状态控制各个电磁阀，以实现第一主泵13和第二主泵14分别为振动锤头和动臂供油，或实现第二主泵14提供的油液分流给振动锤头和动臂。

当合流开关3为断开状态时，控制第一电磁阀16和第二电磁阀17闭合，第三电磁阀18断开；当合流开关3为闭合状态时，控制第一电磁阀16、第二电磁阀17和第三电磁阀18均闭合。驾驶员操作振动踏板1和动臂手柄2后，动作控制器9获取振动踏板1的踩踏位移，并根据振动踏板1的踩踏位移调节第四电磁阀19的开度；获取动臂手柄2的位移量和动臂手柄2的位移方向，并根据动臂手柄2的位移方向和位移量控制第五电磁阀20或第六电磁阀21的开度。

振动踏板1可以为电子踏板，也可以为配有压力传感器的液压踏板。电子踏板基于不同踩踏位移输出对应电信号。液压踏板基于不同的压力输出对应的电信号。动作控制器9采集振动踏板1输出的电信号了解驾驶员对振动锤头的控制意图。

在本实施例中，振动踏板1为电子踏板，振动踏板1的踩踏位移越大，说明驾驶员对振动锤头的振动频率的需求越大。

动臂手柄2可以为电子手柄，也可以是配有压力传感器的液压手柄。当动臂手柄2为电子手柄时，基于动臂手柄2的不同位移量输出对应电信号；当动臂手柄2为液压手柄时，基于不同的压力输出对应的电信号。动作控制器9采集动臂手柄2输出的电信号和位移方向了解驾驶员的动臂控制意图。当动臂手柄2向前移动，表明驾驶员需要控制动臂下降；当动臂手柄2向后移动，表明驾驶员需要控制动臂举升。

在本实施例中，动臂手柄2为电子手柄，动臂手柄2的位移量越大，说明驾驶员需求的进桩速率越大。

动作控制器9根据输入的状态量，该状态量包括振动锤头的踩踏位移和动臂手柄2的位移量，控制输出至对应电磁阀的电流，进而控制电磁阀的开度。其中，状态量和电磁阀电流的对应关系一般为经验公式，该经验公式根据电磁阀的测试实验，并结合实际操作习惯得出。状态量和电磁阀电流的对应关系如图3所示。电磁阀电流和电磁阀开度的对应关系是电磁阀的固有特性，一般是正比关系，电磁阀电流和电磁阀开度的对应关系如图4所示。

S30、控制第一主泵13单独为振动锤头供油，第二主泵14单独为动臂供油。

S31、当第一主泵13单独为振动踏板1供油时，如图5所示，打桩机双泵供油的控制方法包括以下步骤：

S311、获取振动踏板1的踩踏位移，并根据踩踏位移控制第一电磁阀16的开度。

根据踩踏位移控制第一电磁阀16的开度的方法包括以下步骤：

根据振动踏板1的踩踏位移与第一电磁阀16的开度正相关的特性，建立基于踩踏位移控制第一电磁阀16的开度的表格；根据获取的振动踏板1的踩踏位移，查询基于踩踏位移控制第一电磁阀16的开度的表格，获取第一电磁阀16的开度，从而控制第一主泵13的流量。

基于踩踏位移控制第一电磁阀16的开度的表格由本领域技术人员通过标定或经验设计。

根据振动踏板1的踩踏位移获取振动锤头的振动频率需求，然后根据振动频率需求调节第一电磁阀16的开度，以调节第一主泵13的流量。

当然，在其他实施例中，如果振动踏板1为液压踏板，动作控制器9也可以获取的振动踏板1的压力，根据振动踏板1的压力大小与第一电磁阀16的开度正相关的特征，建立基于压力大小控制第一电磁阀16的开度的表格，然后根据获取的压力大小，查询基于压力大小控制第一电磁阀16的开度的表格，获取第一电磁阀16的开度。或，动作控制器9将获取的振动踏板1的压力转换为踩踏位移，然后查询基于踩踏位移控制第一电磁阀16的开度的表格，获取第一电磁阀16的开度。

S312、根据振动踏板1的踩踏位移与第四电磁阀19的开度正相关的特性，建立基于振动踏板1的踩踏位移控制第四电磁阀19的开度的表格。

S313、根据踩踏位移，查询基于振动踏板1的踩踏位移控制第四电磁阀19的开度的表格，获取第四电磁阀19的开度，以控制振动锤头振动。

振动踏板1的踩踏位移越大，第四电磁阀19的开度越大，通过调节第四电磁阀19的开度，控制振动锤头的振动频率。

S32、当第二主泵14为动臂单独供油时，如图6所示，打桩机双泵供油的控制方法包括以下步骤：

S321、获取动臂手柄2的位移量，并根据动臂手柄2的位移量，控制第二电磁阀17的开度。

根据动作控制器9采集动臂手柄2输出的电信号，获取动臂手柄2的位移量。

根据动臂手柄2的位移量与第二电磁阀17的开度正相关的特性，建立基于动臂手柄2的位移量与第二电磁阀17的开度表格， 根据动臂手柄2的位移量，查询基于动臂手柄2的位移量与第二电磁阀17的开度表格，获取第二电磁阀17的开度，从而调节第二主泵14的流量。

S322、判断动臂手柄2的位移方向，若动臂手柄2向前移动，则执行S323；若动臂手柄2向后移动，则执行S324。

S323、根据动臂手柄2的位移量调节第五电磁阀20的开度，以控制动臂的下降高度。

建立基于动臂手柄2的位移量控制第五电磁阀20开度的表格，已知动臂手柄2的位移量，查询基于动臂手柄2的位移量控制第五电磁阀20开度的表格，获得第五电磁阀20的开度，实现控制动臂下降高度。

S324、根据动臂手柄2的位移量调节第六电磁阀21的开度，以控制动臂的举升高度。

建立基于动臂手柄2的位移量控制第六电磁阀21开度的表格，已知动臂手柄2的位移量，查询基于动臂手柄2的位移量控制第六电磁阀21开度的表格，获得第六电磁阀21的开度，实现控制动臂的举升高度。

当然，在其他实施例中，如果动臂手柄2为液压手柄，动作控制器9获取动臂手柄2的压力，将动臂手柄2的压力转换成动臂手柄2的位移量，再根据查询基于动臂手柄2的位移量控制第五电磁阀20开度的表格，获得第五电磁阀20的开度；查询基于动臂手柄2的位移量控制第六电磁阀21开度的表格，获得第六电磁阀21的开度。或，根据动臂手柄2的压力大小与第五电磁阀20的开度正相关的特征，建立基于压力大小控制第五电磁阀20的开度的表格，然后根据获取的压力大小，查询基于压力大小控制第五电磁阀20的开度的表格，获取第五电磁阀20的开度。根据动臂手柄2的压力大小与第六电磁阀21的开度正相关的特征，建立基于压力大小控制第六电磁阀21的开度的表格，然后根据获取的压力大小，查询基于压力大小控制第六电磁阀21的开度的表格，获取第六电磁阀21的开度。

在第一主泵13单独为振动锤头供油，第二主泵14单独为动臂供油时，第一主泵13的排量仅与振动踏板1的踩踏位移相关，第二主泵14的排量仅与动臂手柄2的位移量相关。

S40、控制第一主泵13为振动锤头供油，第二主泵14的油路分为两路，一路用于给振动锤头供油，另一路用于为动臂供油。

具体地，如图7所示，打桩机双泵供油的控制方法包括以下步骤：

S41、判断踩踏位移是否大于等于最大踩踏位移；若是，则执行S42；若否，则返回S30。

当踩踏位移大于等于最大踩踏位移时，说明振动踏板1已经踩到底，但是仍然不能够满足振动锤头所需的振动频率需求，此时需要第一主泵13和第二主泵14合流为振动锤头供油，第二主泵14提供的油液通过第三电磁阀18分流。

当踩踏位移小于最大踩踏位移时，说明振动踏板1没有踩到底，驾驶员如果需要振动锤头的振动频率更高，还可以继续通过踩踏振动踏板1提升振动锤头的振动频率。

为了合理分配第二主泵14的分流流量，通过振动锤头的实时压力和桩体的实时进桩速率调节第三电磁阀18的开度。

S42、获取振动锤头的实时压力，并计算桩体的实时进桩速率。

通过第三压力传感器8检测振动锤头的实时压力，并发送给动作控制器9。

计算桩体的实时进桩速率的方法包括以下步骤：

获取动臂的长度、斗杆的长度和连杆的长度，以及在设定时间内，动臂与作业面的夹角变化量、斗杆与作业面的夹角变化量和连杆与作业面的夹角变化量，并计算桩体在垂直于作业面方向的位移变化量；进桩速率等于桩体在垂直于作业面方向的位移变化量除以设定时间。

上架与水平面的夹角为打桩机当前的倾斜角度，动臂与作业面的夹角等于动臂与水平面的夹角减去或加上上架与水平面的夹角，斗杆与作业面的夹角等于斗杆与水平面的夹角减去或加上上架与水平面的夹角，连杆与作业面的夹角等于连杆与水平面的夹角减去或加上上架与水平面的夹角。动臂与水平面的夹角、斗杆与水平面的夹角、连杆与水平面的夹角和上架与水平面的夹角由姿态传感器组件5测量获得，若打桩机前高后低，动臂、斗杆和连杆与作业面的夹角需要其各自与水平面的夹角减去上架与水平面的夹角。若打桩机前低后高，动臂、斗杆和连杆与作业面的夹角需要其各自与水平面的夹角加上上架与水平面的夹角。若打桩机为水平状态，则动臂、斗杆和连杆与作业面的夹角等于其各自与水平面的夹角。姿态传感器组件5测量的数据发送给动作控制器9，动作控制器9内存储有进桩速率V的计算公式，动作控制器9接收到姿态传感器组件5测量的数据后根据进桩速率V的计算公式进行计算。

假设△Z为打桩或拔桩过程中桩体在垂直于作业面方向的位移变化量，△T为设定时间，动臂的长度为L₁，斗杆的长度为L₂，连杆的长度为L₃，动臂与作业面的夹角为α₁，在设定时间△T内动臂与作业面的夹角变化量为△α₁；斗杆与作业面的夹角为α₂，在设定时间△T内斗杆与作业面的夹角变化量为△α₂；连杆与作业面的夹角为α₃，在设定时间△T内连杆与作业面的夹角变化量为△α₃；则△Z=L₁sin△α₁+ L₂sin△α₂+ L₃sin△α₃,进桩速率V=△Z/△T=（L₁sin△α₁+ L₂sin△α₂+ L₃sin△α₃）/△T。

需要说明的是，计算周期△T应取振动锤头振动周期的整数倍，以消除振动位移的影响。

S43、根据实时进桩速率和振动锤头的实时压力，调节第三电磁阀18的开度。

通过实时进桩速率了解此时动臂所需求的动力，通过振动锤头的实时压力了解此时振动锤头所需的动力。第三电磁阀18的开度决定第二主泵14分流至振动锤头和动臂的流量。

在本实施例中，调节第三电磁阀18的开度的方法包括以下步骤：

S431、建立基于进桩速率和振动锤头压力控制第三电磁阀18开度的模糊控制规则表。

建立基于进桩速率和振动锤头压力控制第三电磁阀18开度的模糊控制规则表的方法包括以下步骤：

将进桩速率分为低速、中速和高速三个等级，将振动锤头压力分为低压、中压和高压三个等级。将控制第三电磁阀18的开度的动作分为不变、以第一变量减小开度、以第二变量减小开度、以第三变量增加开度和以第四变量增加开度五个动作，第一变量小于第二变量，第三变量小于第四变量。

以进桩速率的三个等级和振动锤头压力的三个等级分别为横纵坐标，建立控制第三电磁阀18开度的动作的模糊控制规则表。

进桩速率的分级根据经验划分，以LV代表低速，MV代表中速，HV代表高速。根据振动锤头的压力特性，将振动锤头压力分为三个等级，以LP代表低压，MP代表中压，HP代表高压。振动锤头的压力特性为振动锤头的自有特性，由振动锤头的厂家给出，一般认为，当压力过低时，振动锤头激振力不足，当压力过高时，振动锤头激振力也不会因压力的增大有明显的增加，产生浪费，同时影响锤头的寿命。低压、中压和高压三个等级由实际测试情况，结合经验和振动锤头特性划分。

将第三电磁阀18的开度分为五个等级，以ZO代表不变，以NS代表以第一变量减小开度，以NB代表以第二变量减小开度，以PS代表以第三变量增加开度，以PB代表以第四变量增加开度。第一变量和第三变量可以相等，也可以不相等；第二变量和第四变量可以相等，也可以不相等。

在本实施例中，基于驾驶员的操作经验，建立第三电磁阀18的模糊控制规则表，第三电磁阀18的模糊控制规则表如下所示：

S432、根据实时进桩速率和振动锤头的实时压力，查询基于进桩速率和振动锤头压力控制第三电磁阀18开度的模糊控制规则表，获取控制第三电磁阀18开度的动作。

基于上述的第三电磁阀18的模糊控制规则表，建立模糊控制器，对第三电磁阀18的开度进行控制。

S433、根据获取的控制第三电磁阀18开度的动作调节第三电磁阀18的开度。

示例性地，假设计算出的实时进桩速率的等级为中速MV，振动锤头的实时压力的等级为高压HP，通过查询上述的第三电磁阀18的模糊控制规则表，获取的控制第三电磁阀18开度的动作为以第一变量减小开度NS，即，减小第三电磁阀18的开度，以减小进入动臂的油量。

第三电磁阀18的开度的初始位置可以为中位，也可以根据动臂举升或下降设置不同的初始位置，由于动臂下降可以依靠自身重力提供能量，因此，在动臂下降时动臂所需第二主泵14提供的油量较小，在设置第三电磁阀18的开度的初始位置时，可以将第二主泵14分流至动臂的流量减小。而在动臂举升时，需要克服自身重力，因此，在动臂举升时动臂所需第二主泵14提供的油量较大，在设置第三电磁阀18的开度的初始位置时，可以将第二主泵14分流至动臂的流量增大。

S44、根据调节后的第三电磁阀18的开度，调节第二电磁阀17的开度，以控制振动锤头和动臂动作。

当第三电磁阀18的开度调节后，再根据第三电磁阀18的开度，调节第二电磁阀17的开度，从而控制第二主泵14的流量。

在第一主泵13和第二主泵14合流为振动锤头振动供油时，第二主泵14的流量为动臂升降所需的流量和振动锤头振动所需的流量的叠加。

根据调节后的第三电磁阀18的开度，调节第二电磁阀17的开度的方法包括以下步骤：

S441、根据第三电磁阀18的开度与第二电磁阀17的开度正相关的特性，建立基于第三电磁阀18的开度控制第二电磁阀17的开度的表格。

第三电磁阀18的开度和第二电磁阀17的开度正相关，为一一对应的关系，该一一对应的关系由经验或标定获得。

S442、根据调节后的第三电磁阀18的开度，查询基于第三电磁阀18的开度控制第二电磁阀17的开度的表格，获取第二电磁阀17的开度。

已知第三电磁阀18的开度，查询基于第三电磁阀18的开度控制第二电磁阀17的开度的表格获得第二电磁阀17的开度，从而控制第二主泵14的流量。

需要说明的是，当动臂需求的流量不能满足时，表现为动臂的位移变化量降低，此时通过增加第三电磁阀18的开度，从而增加流向动臂的流量。

关于第一电磁阀16的开度和第四电磁阀19的开度的控制方法与第一主泵13单独为振动锤头供油时的控制方法相同，在此不再赘述。关于第五电磁阀20的开度和第六电磁阀21的开度的控制方法与第二主泵14单独为动臂供油时的控制方法相同，在此不再赘述。

本实施例提供的打桩机双泵供油的控制方法，打桩机双泵供油的控制系统中的第一电磁阀16用于控制第一主泵13的流量，第一主泵13为振动锤头供油。第二电磁阀17用于控制第二主泵14的流量，第二主泵14可以单独为动臂供油，在振动锤头的振动频率需求较高时，第二主泵14能同时为动臂和振动锤头供油，使得第一主泵13和第二主泵14合流为振动锤头供油。打桩机双泵供油的控制方法包括以下步骤：通过获取振动踏板1的踩踏位移，了解驾驶员对振动锤头的振动频率需求，并根据踩踏位移控制第一电磁阀16的开度，从而控制第一主泵13的流量。即，先通过第一主泵13单独供油满足振动锤头的振动频率。当踩踏位移大于等于最大踩踏位移时，说明振动踏板1已经踩到底，第一主泵13单独供油可能已经不能满足驾驶员对振动锤头的振动频率的需求，此时通过控制第一主泵13和第二主泵14共同为振动锤头供油满足振动锤头的振动频率需求。由于第二主泵14在为振动锤头供油时还需为动臂举升或下降供油。为避免第二主泵14为振动锤头提供的油量过大，导致振动锤头的振动频率过高，造成动臂举升或下降的动力不足无法完成作业。由于动臂的动力跟桩体的进桩速率大小正相关，振动锤头的压力跟振动锤头的振动频率正相关，为了同时满足振动锤头的振动频率和动臂动作，计算桩体的实时进桩速率和振动锤头的实时压力，然后根据实时进桩速率和振动锤头的实时压力调节第三电磁阀18的开度，再根据调节后的第三电磁阀18的开度，调节第二电磁阀17的开度，控制第二主泵14的流量，以合理分配第二主泵14供给动臂和振动锤头的流量。

本发明提供的打桩机双泵供油的控制系统，采用上述打桩机双泵供油的控制方法，以实现配置大排量振动锤头的打桩机在双泵合流为振动锤头供油时，合理分配第二泵体14的流量，在保证大排量振动锤头振动频率的同时，完成动臂举升或下降动作。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.打桩机双泵供油的控制方法，应用于打桩机双泵供油的控制系统，所述打桩机双泵供油的控制系统包括第一电磁阀(16)、第二电磁阀(17)和第三电磁阀(18)，所述第一电磁阀(16)用于控制第一主泵(13)的流量，所述第一主泵(13)用于为振动锤头供油，所述第二电磁阀(17)用于控制第二主泵(14)的流量，所述第二主泵(14)能为动臂单独供油，或为所述动臂和所述振动锤头同时供油，所述第三电磁阀(18)用于控制所述第二主泵(14)的分流流量，其特征在于，在控制所述第一主泵(13)和所述第二主泵(14)共同为所述振动锤头供油时，所述打桩机双泵供油的控制方法包括以下步骤：

获取振动踏板(1)的踩踏位移，并根据所述踩踏位移控制所述第一电磁阀(16)的开度；

判断所述踩踏位移是否大于等于最大踩踏位移；若是，则获取所述振动锤头的实时压力，并计算桩体的实时进桩速率；

根据所述实时进桩速率和所述振动锤头的实时压力，调节所述第三电磁阀(18)的开度；调节所述第三电磁阀(18)的开度的方法包括以下步骤：建立基于进桩速率和振动锤头压力控制第三电磁阀(18)开度的模糊控制规则表；将进桩速率分为低速、中速和高速三个等级，将振动锤头压力分为低压、中压和高压三个等级；将控制所述第三电磁阀(18)的开度的动作分为不变、以第一变量减小开度、以第二变量减小开度、以第三变量增加开度和以第四变量增加开度五个动作，所述第一变量小于所述第二变量，所述第三变量小于所述第四变量；以所述进桩速率的三个等级和所述振动锤头压力的三个等级分别为横纵坐标，建立控制所述第三电磁阀(18)开度的动作的模糊控制规则表；根据所述实时进桩速率和所述振动锤头的实时压力，查询所述基于进桩速率和振动锤头压力控制第三电磁阀(18)开度的模糊控制规则表，获取控制所述第三电磁阀(18)开度的动作；根据获取的控制所述第三电磁阀(18)开度的动作调节所述第三电磁阀(18)的开度；

根据调节后的所述第三电磁阀(18)的开度，调节所述第二电磁阀(17)的开度，以控制所述振动锤头和所述动臂动作；

调节所述第二电磁阀(17)的开度的方法包括以下步骤：

根据所述第三电磁阀(18)的开度与所述第二电磁阀(17)的开度正相关的特性，建立基于第三电磁阀(18)的开度控制第二电磁阀(17)的开度的表格；

根据调节后的所述第三电磁阀(18)的开度，查询所述基于第三电磁阀(18)的开度控制第二电磁阀(17)的开度的表格，获取所述第二电磁阀(17)的开度。

2.根据权利要求1所述的打桩机双泵供油的控制方法，其特征在于，根据所述踩踏位移控制所述第一电磁阀(16)的开度的方法包括以下步骤：

根据所述振动踏板(1)的踩踏位移与所述第一电磁阀(16)的开度正相关的特性，建立基于踩踏位移控制第一电磁阀(16)的开度的表格；

根据获取的所述振动踏板(1)的踩踏位移，查询所述基于踩踏位移控制所述第一电磁阀(16)的开度的表格，获取所述第一电磁阀(16)的开度。

3.根据权利要求1所述的打桩机双泵供油的控制方法，其特征在于，所述打桩机双泵供油的控制系统还包括第四电磁阀(19)，所述第四电磁阀(19)安装于主阀上，用于控制所述主阀振动联开度，所述第四电磁阀(19)与所述振动踏板(1)信号连接，根据所述振动踏板(1)的踩踏位移调节所述第四电磁阀(19)的开度；所述打桩机双泵供油的控制方法还包括以下步骤：

根据所述振动踏板(1)的踩踏位移与所述第四电磁阀(19)的开度正相关的特性，建立基于振动踏板(1)的踩踏位移控制第四电磁阀(19)的开度的表格；

根据所述踩踏位移，查询所述基于振动踏板(1)的踩踏位移控制第四电磁阀(19)的开度的表格，获取所述第四电磁阀(19)的开度。

4.根据权利要求1所述的打桩机双泵供油的控制方法，其特征在于，计算桩体的实时进桩速率的方法包括以下步骤：

获取动臂的长度、斗杆的长度和连杆的长度，以及在设定时间内，所述动臂与作业面的夹角变化量、所述斗杆与作业面的夹角变化量和所述连杆与作业面的夹角变化量，并计算桩体在垂直于作业面方向的位移变化量；

所述进桩速率等于所述桩体在垂直于作业面方向的位移变化量除以所述设定时间。

5.根据权利要求1-4任一项所述的打桩机双泵供油的控制方法，其特征在于，若所述踩踏位移小于所述最大踩踏位移，则控制所述第一主泵(13)为所述振动锤头单独供油，所述第二主泵(14)为所述动臂单独供油。

6.根据权利要求5所述的打桩机双泵供油的控制方法，其特征在于，所述打桩机双泵供油的控制系统还包括第五电磁阀(20)和第六电磁阀(21)，所述第五电磁阀(20)和所述第六电磁阀(21)安装于主阀上，用于控制主阀动臂联开度；所述第五电磁阀(20)连接于动臂手柄(2)向前移动的控制油路上，所述动臂手柄(2)向前移动，控制所述动臂下降，根据所述动臂手柄(2)向前移动的位移量调节所述第五电磁阀(20)的开度，所述第六电磁阀(21)连接于所述动臂手柄(2)向后移动的控制油路上，所述动臂手柄(2)向后移动，控制所述动臂举升，根据所述动臂手柄(2)向后移动的位移量调节所述第六电磁阀(21)的开度；当所述第二主泵(14)为所述动臂单独供油时，所述打桩机双泵供油的控制方法包括以下步骤：

获取所述动臂手柄(2)的位移量；

根据所述动臂手柄(2)的位移量，控制所述第二电磁阀(17)的开度；

判断所述动臂手柄(2)的位移方向，若所述动臂手柄(2)向前移动，则根据所述动臂手柄(2)的位移量调节所述第五电磁阀(20)的开度，以控制所述动臂的下降高度；若所述动臂手柄(2)向后移动，则根据所述动臂手柄(2)的位移量调节所述第六电磁阀(21)的开度，以控制所述动臂的举升高度。

7.打桩机双泵供油的控制系统，其特征在于，采用如权利要求1-6任一项所述的打桩机双泵供油的控制方法。

8.打桩机，其特征在于，包括如权利要求7所述的打桩机双泵供油的控制系统。

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