CN202508776U - 一种双操控模式的先导控制系统及起重机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种双操控模式的先导控制系统及起重机。该系统包括第一进油油路和先导控制元件，该先导控制元件包括第一进油口、第一出油口和第一回油口，第一进油口连接第一进油油路，第一回油口连接油箱，该系统还包括：与第一进油油路具有不同压力的第二进油油路；以及输出装置，输出装置连接第一出油口并包括第二进油口和第二回油口，第二进油口连接第二进油油路，第二回油口连接油箱；该系统包括第一工作状态和第二工作状态。本实用新型所描述的系统在不同工作状态下，可以输出不同油路的液压油，实现两种减压效果，使得同一个控制元件获得不同的压力调节范围和控制精度，具有分辨率高、微控性好、切换方便、操作灵活等优点。

Description

一种双操控模式的先导控制系统及起重机

技术领域

本实用新型主要涉及液压和工程机械领域，特别涉及一种双操控模式的先导控制系统，以及包括该先导控制系统的起重机。

背景技术

液控型起重机执行部件的运动速度是通过调节先导控制元件的操控角度来实现的。由于目前起重机越来越多的应用于精密吊装作业，因此对起重机操控的微动性要求越来越高，对先导控制元件的分辨率的要求也越来越高。此外，为了提高作业效率、缩短作业时间，往往也要求起重机可以在大流量快速运动的情况下工作。

对于液控车型而言，先导控制元件将减压后的压力信号作用在主阀芯上，通过控制阀芯的位移来实现流量的大小控制；操控的微动性指在单位控制位移下流量的增量大小，这取决于先导控制元件的分辨率(即单位位移下输出的压力增量)和主阀芯的开口梯度(即单位行程下阀芯的开口面积增量)。对于一定的阀芯行程，最大流量输出要求和微动性要求总是存在矛盾。

现有技术的液压系统中，很难兼顾最大流量输出要求和微动性要求。因此，如何在不改变先导控制元件有效行程的前提下，提供一种液压系统，可以改变先导控制元件的分辨率，并改变输出的压力范围，以适应大流量控制和微动控制的需要，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种双操控模式的先导控制系统，该先导控制系统可以改善先导控制元件的分辨率，进而保证执行部件作业的精确性。此外，本实用新型还可以同时满足大流量控制和微动控制的作业需求。

本实用新型双操控模式的先导控制系统，包括第一进油油路和先导控制元件，所述先导控制元件包括第一进油口、第一出油口和第一回油口，所述第一进油口连接第一进油油路，所述第一回油口连接油箱，还包括：

与第一进油油路具有不同压力的第二进油油路；以及

输出装置，所述输出装置连接所述第一出油口并包括第二进油口和第二回油口，所述第二进油口连接第二进油油路，所述第二回油口连接油箱；在第一工作状态时，所述输出装置输出第一进油油路的液压油；在第二工作状态时，所述输出装置输出第二进油油路的液压油；在各工作状态时，输出装置的输出压力由先导控制元件控制。

进一步地，所述输出装置包括：

方向控制阀，所述方向控制阀包括第三进油口、第三回油口、第一工作油口和第二工作油口，所述第三进油口连接第一出油口，第三回油口通过所述第二回油口连接油箱；

压力控制阀，所述压力控制阀包括第四进油口、第四出油口、控制口和第四回油口，所述第四进油口通过所述第二进油口连接所述第二进油油路，所述控制口连接所述第二工作油口；

梭阀，所述梭阀包括两个第五进油口、第五出油口，所述两个第五进油口分别连接第四出油口和第一工作油口，所述第五出油口连接输出装置的输出口。

进一步地，所述压力控制阀为输出压力可调的液控减压阀。

进一步地，所述方向控制阀为二位四通电磁阀。

进一步地，所述二位四通电磁阀未得电时，第三进油口与第一工作油口连通，第二工作油口与第四回油口连通；所述二位四通电磁阀得电时，第三进油口与第二工作油口连通，第一工作油口与第四回油口连通。

进一步地，所述先导控制元件为输出压力可调的减压阀，具有一个或者多个独立的第一出油口。

进一步地，输出装置根据先导控制元件的第一出油口数量设置相同数量的二次减压回路，每组二次减压回油包括1个方向控制阀、1个压力控制阀和1个梭阀，二次减压回路的进油口均连接至第二进油口，回油口均连接至第二回油口。

进一步地，在方向控制阀未得电时为第一工作状态，输出装置的输出压力范围为先导控制元件的压力输出范围，最小输出压力为P0，最大输出压力为P1；在方向控制阀得电时为第二工作状态，输出装置的最小输出压力为P0，最大输出压力为P2，其中P2小于P1。

根据本实用新型的另一方面，还提供一种起重机，所述起重机包括前述双操控模式的先导控制系统。

本实用新型的输出装置在不同工作状态下，可以输出不同油路的液压油，实现两种减压效果，并可以根据先导控制元件的控制，对各油路进行相应的减压比例调整，使得同一个控制元件获得不同的压力调节范围和控制精度。与现有技术相比，本实用新型在先导控制元件有效行程不变的前提下，可以改善先导控制元件的分辨率，从而提高起重机的操纵微控性；此外，本实用新型的电磁阀在未得电的情况下，可实现大流量、快速运动的要求；而得电后，可实现微动控制；整个过程通过电磁控制即可完成，具有切换方便、操作灵活的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例双操控模式的先导控制系统的原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

图1所示是本实用新型一实施例的双操控模式的先导控制系统的原理图。该先导控制系统可以用于起重机等设备中，用于控制主阀芯的运动，并通过控制主阀芯的位移来实现流量的大小控制，以便驱动油缸或马达等执行部件，完成吊装等作业。

从图1中可以看出，本实用新型的先导控制系统至少包括第一进油油路、第二进油油路、先导控制元件1和输出装置。第一进油油路和第二进油油路相互独立并具有不同压力，其用于向本实用新型的先导控制系统供油。第一进油油路和第二进油油路可以由相同的或不同的液压泵供油，本实用新型并不受限于此。优选地，第一进油油路的进油压力P1大于第二进油油路的进油压力P2。

先导控制元件1包括第一进油口P1、第一出油口C1、C2和第一回油口T1，第一进油口P1连接第一进油油路，第一回油口T1连接油箱。该先导控制元件1实质上为输出压力可调的减压阀，随着手柄控制角度的不同，可以将第一进油油路的进油压力进行减压后输出。先导控制元件1的结构可以参考现有技术。应当清楚，其可以具有一个或者多个独立的第一出油口(C1、C2)，本实用新型并不受限于此。

输出装置连接所述第一出油口C1、C2并包括第二进油口P2和第二回油口T2，第二进油口P2连接第二进油油路，第二回油口T2连接油箱；在第一工作状态时，输出装置输出第一进油油路的液压油；在第二工作状态时，输出装置输出第二进油油路的液压油；在各工作状态时，输出装置的输出压力由先导控制元件1控制。

输出装置可以由多种结构的阀组件组成，只要其可切换地输出第一进油油路和第二进油油路的液压油，即可以实现本实用新型的技术效果。应当清楚，输出装置的输出端输出的液压油可以是经过压力控制后的液压油。此外，第二进油油路可以直接或间接地与该输出装置连接。

在图1所示的实施例中，该输出装置包括方向控制阀2、压力控制阀3和梭阀4。其中方向控制阀2包括第三进油口P3、第三回油口T3、第一工作油口A3和第二工作油口B3，第三进油口P3连接第一出油口C1，第三回油口T3通过第二回油口T2连接油箱。该方向控制阀2可以是二位四通阀、三位四通阀等阀结构，优选其为二位四通电磁阀。通过电磁控制可以实现液压油方向的控制。优选地，在二位四通电磁阀未得电时，第三进油口P3与第一工作油口A3连通，第二工作油口B3与第四回油口T3连通；二位四通电磁阀得电时，第三进油口P3与第二工作油口B3连通，第一工作油口A3与第四回油口T3连通。

压力控制阀3包括第四进油口P4、第四出油口A4、控制口K4和第四回油口T4，第四进油口P4通过第二进油口P2连接第二进油油路，控制口K4连接第二工作油口B3。其利用先导控制元件1的输出压力作为控制口K4的调节信号，可以按比例对第二进油油路的液压油进行压力控制。该压力控制阀3可以为输出压力可调的液控减压阀。

梭阀4包括两个第五进油口D51、D52、第五出油口D53，两个第五进油口D51、D52分别连接第四出油口A4和第一工作油口A3，第五出油口D53连接输出装置的输出口E1。通过该梭阀4的逻辑选择控制，可以保证第一进油油路和第二进油油路的其中一个的液压油从第四出油口输出。

上述结构的先导控制系统的工作原理如下：

当方向控制阀2未得电时，从先导控制元件1的第一出油口C1的液压油依次经过第三进油口P3、第一工作油口A3，并从梭阀4的第五出油口D53输出至输出口E1，驱动主阀芯的运动。该输出的最大压力可以控制主阀芯的全部行程，因此满足系统大流量、快速运动的要求。由于压力控制阀3的控制口K4未被顶开，第二进油油路经过压力控制阀3后被截止。

当方向控制阀2得电时，从先导控制元件1的第一出油口C1的液压油依次经过第三进油口P3、第二工作油口B3，并作用至压力控制阀3的控制口K4，通过先导控制元件1的角度可以调整第一出油口的压力并调整该控制口的弹簧开度，进而实现对第二进油油路不同的减压比例调整。第二进油油路经过压力控制阀3的减压后，通过梭阀4输出，从而驱动主阀芯的运动。该状态可以满足微动控制的要求。

进一步地，本实用新型在方向控制阀4未得电时为第一工作状态，输出装置的输出压力范围为先导控制元件的压力输出范围，最小输出压力为P0，最大输出压力为P1；在方向控制阀4得电时为第二工作状态，输出装置的最小输出压力为P0，最大输出压力为P2，其中P2小于P1。

在上述技术方案的基础上，假定先导控制元件1的有效控制角度为α°，且输入压力-手柄角度为线性关系，则在方向控制阀2未得电时，先导控制元件1的分辨率ξ1的计算公式为：

${\mathrm{\ξ}}_1=\frac{P1-P0}{\mathrm{\α}}$ (公式1)

在方向控制阀2得电时，先导控制元件1的分辨率计算公式为：

${\mathrm{\ξ}}_2=\frac{P2-P0}{\mathrm{\α}}$ (公式2)

由于输入的二次压力P2小于输入的一次压力P1，则方向控制阀2得电后先导控制元件1的有效分辨率可明显改善，有利于实现更加精准的控制。在图1所示的实施例中，方向控制阀2得电时，可以用于微动控制；未得电时，则可以用于大流量控制。

作为另一个实施例，图1所示的第一出油口包括2个，相应地输出装置包括2个输出口E1和E2，以便控制两组主阀芯的运动。在图1所示的结构中，第一出油口包括2个，方向控制阀2、压力控制阀3和梭阀4各包括2个。

应当清楚，在第二出油口为其它数量时，输出装置也可以根据先导控制元件1的第一出油口数量设置相同数量的二次减压回路，每组二次减压回油包括1个方向控制阀2、1个压力控制阀3和1个梭阀4，二次减压回路的进油口均连接至第二进油口P2，回油口均连接至第二回油口T2。

除了前述双操控模式的先导控制系统外，本实用新型还提供一种包括前述先导控制系统的起重机。输出装置输出的液压油可以驱动该起重机的主阀芯的运动。该起重机的其它结构可以参考现有技术，本文在此不再赘述。

综上所述，本实用新型的输出装置在不同工作状态下，可以输出不同油路的液压油，实现两种减压效果，并可以根据先导控制元件1的控制，对各油路进行相应的减压比例调整，使得同一个控制元件获得不同的压力调节范围和控制精度。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1)分辨率高、微控性好

本实用新型将先导控制元件1的输出压力作为压力控制阀3的弹簧端的调节信号，可以实现对第二进油油路的减压作用，在先导控制元件1有效行程不变的前提下，可以改善先导控制元件1的分辨率，从而提高起重机的操纵微控性。

2)切换方便、操作灵活

本实用新型的电磁阀在未得电的情况下，可以控制主阀芯的全部行程，实现大流量、快速运动的要求；而得电后，由于经过二次减压，输出的压力信号较小，仅控制主阀芯的部分行程，从而实现微动控制；整个过程通过电磁控制即可完成，具有切换方便、操作灵活的优点。

因此，本实用新型的有益效果是显而易见的。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种双操控模式的先导控制系统，包括第一进油油路和先导控制元件(1)，所述先导控制元件(1)包括第一进油口(P1)、第一出油口(C1、C2)和第一回油口(T1)，所述第一进油口(P1)连接第一进油油路，所述第一回油口(T1)连接油箱，其特征在于，还包括：

与第一进油油路具有不同压力的第二进油油路；以及

输出装置，所述输出装置连接所述第一出油口(C1、C2)并包括第二进油口(P2)和第二回油口(T2)，所述第二进油口(P2)连接第二进油油路，所述第二回油口(T2)连接油箱；在第一工作状态时，所述输出装置输出第一进油油路的液压油；在第二工作状态时，所述输出装置输出第二进油油路的液压油；在各工作状态时，输出装置的输出压力由先导控制元件(1)控制。

2.根据权利要求1所述的先导控制系统，其特征在于，所述输出装置包括：

方向控制阀(2)，所述方向控制阀(2)包括第三进油口(P3)、第三回油口(T3)、第一工作油口(A3)和第二工作油口(B3)，所述第三进油口(P3)连接第一出油口(C1)，第三回油口(T3)通过所述第二回油口(T2)连接油箱；

压力控制阀(3)，所述压力控制阀(3)包括第四进油口(P4)、第四出油口(A4)、控制口(K4)和第四回油口(T4)，所述第四进油口(P4)通过所述第二进油口(P2)连接所述第二进油油路，所述控制口(K4)连接所述第二工作油口(B3)；

梭阀(4)，所述梭阀(4)包括两个第五进油口(D51、D52)、第五出油口(D53)，所述两个第五进油口(D51、D52)分别连接第四出油口(A4)和第一工作油口(A3)，所述第五出油口(D53)连接输出装置的输出口(E1)。

3.根据权利要求2所述的先导控制系统，其特征在于，所述压力控制阀(3)为输出压力可调的液控减压阀。

4.根据权利要求2所述的先导控制系统，其特征在于，所述方向控制阀(2)为二位四通电磁阀。

5.根据权利要求4所述的先导控制系统，其特征在于，所述二位四通电磁阀未得电时，第三进油口(P3)与第一工作油口(A3)连通，第二工作油口(B3)与第四回油口(T3)连通；所述二位四通电磁阀得电时，第三进油口(P3)与第二工作油口(B3)连通，第一工作油口(A3)与第四回油口(T3)连通。

6.根据权利要求1-5任一项所述的先导控制系统，其特征在于，所述先导控制元件(1)为输出压力可调的减压阀，具有一个或者多个独立的第一出油口(C1、C2)。

7.根据权利要求1-5任一项所述的先导控制系统，其特征在于，输出装置根据先导控制元件(1)的第一出油口数量设置相同数量的二次减压回路，每组二次减压回油均包括1个方向控制阀(2)、1个压力控制阀(3)和1个梭阀(4)，二次减压回路的进油口均连接至第二进油口(P2)，回油口均连接至第二回油口(T2)。

8.根据权利要求1-5任一项所述的先导控制系统，其特征在于，在方向控制阀(4)未得电时为第一工作状态，输出装置的输出压力范围为先导控制元件的压力输出范围，最小输出压力为P0，最大输出压力为P1；在方向控制阀(4)得电时为第二工作状态，输出装置的最小输出压力为P0，最大输出压力为P2，其中P2小于P1。

9.一种起重机，其特征在于，所述起重机包括权利要求1-8任一项所述的双操控模式的先导控制系统。

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