CN203248435U

CN203248435U - 一种液压驱动系统及臂架系统、混凝土布料设备

Info

Publication number: CN203248435U
Application number: CN 201320220247
Authority: CN
Inventors: 黄勃; 陈卿; 程迪
Original assignee: Sany Automobile Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Sany Automobile Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2023-04-26

Abstract

本实用新型公开了一种液压驱动系统，包括供油单元、压力比较单元及至少两个液压执行单元；液压执行单元包括液压油缸、节流阀、一阶梭阀、换向阀和压差控制阀；压差控制阀的出油口经节流阀与换向阀相连；换向阀与液压油缸相连；一阶梭阀的两个压力油口分别与液压油缸的有杆腔和无杆腔相连，一阶梭阀的控制油口与压差控制阀的控制油口连通；压力比较单元用于比较N个一阶梭阀的控制油口的压力，并将压力最大的控制油口与供油单元的控制油口连通；供油单元用于根据压力比较单元的比较结果向N个液压执行单元供油。利用该液压驱动系统，可有效降低相关作业设备的维护成本。另外，本实用新型还提出一种臂架系统及混凝土布料设备。

Description

一种液压驱动系统及臂架系统、混凝土布料设备

技术领域

本实用新型涉及工程机械，具体涉及一种液压驱动系统及具有该液压驱动系统的臂架系统；此外，本实用新型还涉及一种具有该臂架系统的混凝土布料设备。

背景技术

目前，工程施工过程中，具有臂架系统的作业设备的应用已越来越广泛，尤其在建筑施工、高空作业和高楼消防等领域中。这种臂架系统通常包括液压驱动系统和由多个臂节依次铰接而成的臂架，液压驱动系统包括多个设置于相邻两个臂节之间的液压油缸，这些液压油缸用于驱动相邻臂节之间的相对运动。

在作业时，为确保臂架系统各执行元件的协同动作，需要给臂架系统的多个液压油缸同时供油；为高效分配液压油，该液压驱动系统往往需要采用多路阀来分配液压油。如图1所示，液压泵51提供液压油，液压油经多路阀52分配至液压油缸53；在该液压驱动系统中，多路阀52是最重要的元件之一。为保证多路阀52能够在各种条件下执行相应的动作，其结构往往比较复杂，且只要局部发生故障或损坏，通常需要重新更换多路阀52。因结构复杂，多路阀52的生产成本相对较高，因此，由于多路阀52的存在使该液压驱动系统的维护方式成本相对高昂。

因此，如何降低由于多路阀52存在而导致的液压驱动系统的维护成本，提升液压驱动系统的可维护性仍是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出一种液压驱动系统及具有该液压驱动系统的臂架系统，利用该液压驱动系统可为臂架系统的维护带来便利。另外，本实用新型还提出一种具有上述臂架系统的混凝土布料设备。

一方面，本实用新型提供了一种液压驱动系统，包括供油单元、压力比较单元、及N个液压执行单元，其中N≥2；

所述液压执行单元包括液压油缸、节流阀、一阶梭阀、换向阀和压差控制阀；压差控制阀的出油口经节流阀与换向阀相连；换向阀与液压油缸的两个腔体相连，用于控制液压油缸的运动；一阶梭阀的两个压力油口分别与液压油缸的有杆腔和无杆腔相连，一阶梭阀的控制油口与压差控制阀的控制油口连通；

压力比较单元与N个所述液压执行单元的一阶梭阀的控制油口相连，用于比较N个所述一阶梭阀的控制油口的压力，并将压力最大的一阶梭阀的控制油口与供油单元的控制油口连通；

所述供油单元的出油口与压差控制阀的进油口相连，用于根据压力比较单元的比较结果向N个液压执行单元供油。

优选地，N=2，所述压力比较单元包括一个二阶梭阀，其中，二阶梭阀的两个压力油口分别与第一个一阶梭阀和第二个一阶梭阀的控制油口相连，且其控制油口与供油单元的控制油口相连。

优选地，N=3，所述压力比较单元包括两个二阶梭阀，其中，第一个二阶梭阀的两个压力油口分别与第一个一阶梭阀和第二个一阶梭阀的控制油口相连，第二个二阶梭阀的两个压力油口分别与第一个二阶梭阀和第三个一阶梭阀的控制油口相连，且其控制油口与供油单元的控制油口相连。

优选地，N≥4,所述压力比较单元包括N-1个二阶梭阀，其中，第一个二阶梭阀的两个压力油口分别与第一个一阶梭阀和第二个一阶梭阀的控制油口相连；第N-2个二阶梭阀的两个压力油口分别与第N-3个二阶梭阀和第N-1个一阶梭阀的控制油口相连；第N-1个二阶梭阀的两个压力油口分别与第N-2个二阶梭阀和第N个一阶梭阀的控制油口相连，且其控制油口与供油单元的控制油口相连。

优选地，所述换向阀具有P油口、T油口、A油口和B油口，P油口与节流阀出口相连，T油口连液压油箱，A油口、B油口分别与液压油缸的两个油口相连；所述换向阀具有第一状态和第二状态，在第一状态时：P油口与A油口连通，B油口与T油口连通；在第二状态时：P油口与B油口连通，A油口与T油口连通。

优选地，所述液压驱动系统还包括安全阀，所述安全阀的进油口与供油单元的出油口相连，所述安全阀的出油口与液压油箱相连。

优选地，所述液压驱动系统还包括卸荷阀，所述卸荷阀的进油口与供油单元的出油口相连，所述卸荷阀的出油口与液压油箱相连。

优选地，所述供油单元包括变量泵，所述变量泵的控制油口即为所述供油单元的控制油口；或，所述供油单元包括定量泵和液控卸荷阀，所述液控卸荷阀的液控口即为所述供油单元的控制油口。

该液压驱动系统的具体工作原理是：首先，一阶梭阀对比液压油缸的有杆腔和无杆腔的压力，并将压力较大者反馈给压力比较单元，从而将各液压油缸的最大压力值分别反馈给压力比较单元；然后，压力比较单元比较各液压执行单元反馈过来的压力，并将最大压力反馈至供油单元，最后，供油单元根据所有液压执行单元的最大压力提供液压油；在控制液压油缸运动时，通过调节压差控制阀来控制节流阀进出口之间的压力差，进而调节进入液压油缸的液压油的流量（在节流阀开度不变时，可通过调节其进出口压差来控制通过节流阀的液压油的流量，或者，在节流阀两端压差不变时，可调节节流阀开度来调节流量），从而控制液压油缸的运动速度。从该液压驱动系统的工作原理可知，它能够给多个液压油缸同时供油，并分别控制每个液压油缸的运动速度，从而实现多个液压油缸的协同动作。换而言之，该液压驱动系统在没有使用多路阀的前提下，保有了原有的功能；并且，相对于使用多路阀的液压驱动系统，它采用的液压元件更为普通，容易获取，因此，在该液压驱动系统出现故障时，可便利地针对局部设备进行更换或维护。

另一方面，本实用新型还提出一种臂架系统，包括臂架及上述的液压驱动系统，所述臂架包括多个依次铰接的臂节，所述液压驱动系统的液压油缸设置于相邻臂节之间，用于驱动相邻臂节之间的相对运动。

与现有技术相比，通过采用上述液压驱动系统，在该臂架系统的液压驱动系统发生故障时，更容易维护。

又一方面，本实用新型还提出一种混凝土布料设备，包括设备本体及上述的臂架系统，所述臂架系统可转动的安装于所述设备本体上。

与现有技术相比，通过采用上述臂架系统，该混凝土布料设备的维护成本更低、可维护性更好。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为相关技术中液压驱动系统的结构示意图；

图2为本实用新型第一实施例提出的液压驱动系统的结构示意图；

图3为本实用新型第二实施例提出的液压驱动系统的结构示意图；

图4为本实用新型第三实施例提出的液压驱动系统的结构示意图；

图5为图2所示液压驱动系统采用不同结构的供油单元时的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图2至附图5对本实用新型的具体实施例进行详细说明。

如图2所示，本实用新型的第一实施例提出一种液压驱动系统，包括供油单元1、压力比较单元S及两个液压执行单元。两个液压执行单元为液压执行单元2和液压执行单元3；液压执行单元2、3分别包括液压油缸25、节流阀22、一阶梭阀24、换向阀23和压差控制阀21。压差控制阀21的出油口经节流阀22与换向阀23的进油口相通；换向阀23的两个工作油口分别与液压油缸25的两个腔相通，用于控制液压油缸25的运动；一阶梭阀24的两个压力油口分别与液压油缸25的有杆腔和无杆腔相连，其控制油口与压差控制阀21的控制油口相通。压力比较单元S包括一个二阶梭阀8，二阶梭阀8的两个压力油口分别与液压执行单元2的一阶梭阀24的控制油口和液压执行单元3的一阶梭阀24的控制油口相通，二阶梭阀8的控制油口与供油单元1的控制油口相通；供油单元1的出油口与压差控制阀21的进油口相连，用于根据压力比较单元S的比较结果向两个液压执行单元供油。这里一阶梭阀、二阶梭阀的结构可以与现有梭阀相同，其中的“一阶”、“二阶”仅为了方便区分而已，并不代表其结构上必须要有特殊之处。该液压驱动系统的具体工作原理是：首先，一阶梭阀24对比液压油缸25的有杆腔和无杆腔的压力，并将压力较大者与二阶梭阀8连通，从而将液压执行单元2、3所需的最大压力值分别反馈给二阶梭阀8；然后，二阶梭阀8比较液压执行单元2、3反馈过来的压力，并将压力较大的一者与供油单元1的控制油口连通，从而将所有液压执行单元所需的最大压力值反馈给供油单元1，最后，供油单元1根据所有液压执行单元所需的最大压力提供液压油。

在控制液压油缸25运动时，由于一阶梭阀24的控制油口与压差控制阀21的控制油口相通，这样，压差控制阀21可以根据一阶梭阀24的控制油口的压力大小调节其进出口之间的压力差，进而可以调节节流阀22进出口之间的压力差，调节进入液压油缸25的液压油的流量（在节流阀22通流截面积不变时，可通过调节其进出口压差来控制21通过节流阀22的液压油的流量）。从该液压驱动系统的工作原理可知，它能够给多个液压油缸25同时供油，并分别控制每个液压油缸25的运动速度，从而实现多个液压油缸25的协同动作。换而言之，该液压驱动系统在没有使用多路阀的前提下，保有了原有的功能；并且，相对于使用多路阀的液压驱动系统，它采用的液压元件更为普通，容易获取，因此，在该液压驱动系统出现故障时，可便利地针对局部设备进行更换或维护。

如图3所示，本实用新型第二实施例提供的液压驱动系统与第一实施例的不同点在于：它包括三个液压执行单元即液压执行单元2、3、4，且压力比较单元包括两个二阶梭阀即二阶梭阀8、11，其具体结构为：

第一个二阶梭阀11的两个压力油口分别与液压执行单元3的一阶梭阀24的控制油口和液压执行单元4的一阶梭阀24的控制油口相连，第二个二阶梭阀8的两个压力油口分别与第一个二阶梭阀11的控制油口和液压执行单元2的一阶梭阀24的控制油口相连，且其控制油口与供油单元1的控制油口相连。

参考图4，本实用新型第三实施例提供的液压驱动系统与第一实施例的不同点在于，它包括至少N（N大于等于4）个液压执行单元即液压执行单元D₁、D₂、…、D_N-1、D_N,且压力比较单元S包括N-1个二阶梭阀即S₁、…、S_N-2、S_N-1。其中，第一个二阶梭阀S₁的两个压力油口分别与液压执行单元D1的一阶梭阀24和液压执行单元D2的一阶梭阀24的控制油口相连；第N-2个二阶梭阀S_N-2的两个压力油口分别与第N-3个二阶梭阀S_N-3和液压执行单元D_N-1的一阶梭阀24的控制油口相连；第N-1个二阶梭阀S_N-1的两个压力油口分别与第N-2个二阶梭阀S_N-2和液压执行单元D_N的一阶梭阀24的控制油口相连，且其控制油口与供油单元1的控制油口相连。

在上述实施例中，换向阀23具有P油口、T油口、A油口和B油口，P油口与节流阀22出口相连，T油口连液压油箱，A油口、B油口分别与液压油缸25的两个油口相连；换向阀23具有第一状态和第二状态，在第一状态时：P油口与A油口连通，B油口与T油口连通；在第二状态时：P油口与B油口连通，A油口与T油口连通。换向阀23的具体结构可以有多种形式，优选为三位四通结构。其中，换向阀23的换向可通过手动控制，也可以通过电磁铁进行控制。

当然，在具体实践中，节流阀22可集成于换向阀23上，此时节流阀22的开度和换向阀23的换向均可以通过比例电磁铁来控制，对应地，压差控制阀21的出口压力设为定值，此时通过调节节流阀22的开度来调节进入液压油缸25的液压油的流量。

在上述实施例中，该液压驱动系统还包括安全阀7，安全阀7的进油口与供油单元1的出油口相连，其出油口与液压油箱相连。

在上述实施例中，该液压驱动系统还包括卸荷阀6，卸荷阀6的进油口与供油单元1的出油口相连，其出油口与液压油箱相连。

在上述实施例中，供油单元1包括变量泵，变量泵的控制油口与压力比较单元S中相应的二阶梭阀的控制油口连接，变量泵的控制油口即为供油单元1的控制油口，供油单元1采用该种结构的液压驱动系统的具体设置可参考图2至4。

如图5所示，供油单元1还可考虑采用定量泵的形式，具体地，供油单元1包括定量泵9和液控卸荷阀10；液控卸荷阀10的进油口与定量泵9的出油口连接，液控卸荷阀10的液控口与压力比较单元S中相应的二阶梭阀8的控制油口连接，液控卸荷阀10的液控口即为供油单元的控制油口。工作时，二阶梭阀8将最大压力反馈至液控卸荷阀10上，供油单元1提供的、多余的液压油通过液控卸荷阀10以略高于该最大压力的压力卸荷，从而实现系统的节能。

当然，为净化液压油，还可考虑在供油单元的出油口设置滤油器5。

另外，本实用新型的具体实施例还提出了一种臂架系统，包括臂架及上述的液压驱动系统；该臂架包括多个依次铰接的臂节，该液压驱动系统的液压油缸设置于相邻臂节之间，用于驱动相邻臂节之间的相对运动。与现有技术相比，通过采用上述液压驱动系统，在该臂架系统的液压驱动系统发生故障时，更容易维护。

另外，本实用新型的具体实施例还提出了一种混凝土布料设备，包括设备本体及上述的臂架系统，所述臂架系统可转动的安装于所述设备本体上。与现有技术相比，通过采用上述臂架系统，该混凝土布料设备的维护成本更低、可维护性更好。

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

1.一种液压驱动系统，其特征在于，包括供油单元、压力比较单元、及N个液压执行单元，其中N≥2；

液压执行单元包括液压油缸、节流阀、一阶梭阀、换向阀和压差控制阀，压差控制阀的出油口经节流阀与换向阀相连；换向阀与液压油缸的两个腔体相连；一阶梭阀的两个压力油口分别与液压油缸的有杆腔和无杆腔相连，其控制油口与压差控制阀的控制油口相连；

压力比较单元与N个所述液压执行单元的一阶梭阀的控制油口相连，用于比较N个所述一阶梭阀的控制油口的压力，并使压力最大的一阶梭阀的控制油口与供油单元的控制油口连通；

供油单元的出油口与压差控制阀的进油口相连，用于根据压力比较单元的比较结果向N个液压执行单元供油。

2.根据权利要求1所述的液压驱动系统，其特征在于，N=2，所述压力比较单元S包括一个二阶梭阀，其中，

二阶梭阀的两个压力油口分别与第一个一阶梭阀和第二个一阶梭阀的控制油口相连，且该二阶梭阀的控制油口与供油单元(1)的控制油口相连。

3.根据权利要求1所述的液压驱动系统，其特征在于，N=3，所述压力比较单元包括两个二阶梭阀，其中，

第一个二阶梭阀的两个压力油口分别与第一个一阶梭阀和第二个一阶梭阀的控制油口相连；第二个二阶梭阀的两个压力油口分别与第一个二阶梭阀的控制油口和第三个一阶梭阀的控制油口相连，且该第二个二阶梭阀控制油口与供油单元的控制油口相连。

4.根据权利要求1所述的液压驱动系统，其特征在于，N≥4,所述压力比较单元包括N-1个二阶梭阀，其中，

第一个二阶梭阀的两个压力油口分别与第一个一阶梭阀和第二个一阶梭阀的控制油口相连；

第N-2个二阶梭阀的两个压力油口分别与第N-3个二阶梭阀的控制油口和第N-1个一阶梭阀的控制油口相连；

第N-1个二阶梭阀的两个压力油口分别与第N-2个二阶梭阀和第N个一阶梭阀的控制油口相连，且该第N-1个二阶梭阀的控制油口与供油单元的控制油口相连。

5.根据权利要求1至4任一项所述的液压驱动系统，其特征在于，所述换向阀具有P油口、T油口、A油口和B油口；P油口与节流阀的出口相连，T油口连液压油箱，A油口和B油口分别与液压油缸的两个油口相连；所述换向阀具有第一状态和第二状态，

在第一状态时：P油口与A油口连通，B油口与T油口连通；

在第二状态时：P油口与B油口连通，A油口与T油口连通。

6.根据权利要求1至4任一项所述的液压驱动系统，其特征在于，还包括安全阀，所述安全阀的进油口与供油单元的出油口相连，所述安全阀的出油口与液压油箱相连。

7.根据权利要求1至4任一项所述的液压驱动系统，其特征在于，还包括卸荷阀，所述卸荷阀的进油口与供油单元的出油口相连，所述卸荷阀的出油口与液压油箱相连。

8.根据权利要求1至4任一项所述的液压驱动系统，其特征在于，所述供油单元包括变量泵，所述变量泵的控制油口即为所述供油单元的控制油口；或，所述供油单元包括定量泵和液控卸荷阀，所述液控卸荷阀的液控口即为所述供油单元的控制油口。

9.一种臂架系统，包括臂架，所述臂架包括多个依次铰接的臂节，其特征在于，还包括权利要求1至8任一项所述的液压驱动系统，所述液压驱动系统的液压油缸设置于相邻臂节之间，驱动相邻臂节之间的相对运动。

10.一种混凝土布料设备，包括设备本体，其特征在于，还包括权利要求9所述的臂架系统，所述臂架系统可转动的安装于所述设备本体上。