CN205047557U - 防倾翻装置、液压系统及高空作业平台设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种防倾翻装置、液压系统及高空作业平台设备，防倾翻装置包括：第一浮动油缸(21)和第二浮动油缸(22)，固定设置在车架(3)两侧，且通过活塞杆顶靠摆动桥(1)；第一平衡阀(51)和第二平衡阀(52)，分别设置在第一浮动油缸(21)和第二浮动油缸(22)各自与先导压力源(6)之间的工作油路中；换向阀(7)，设置在第一平衡阀(51)和第二平衡阀(52)的控制油路中，用于根据作业设备的上下车转动角度进行换向操作，以使第一平衡阀(51)和第二平衡阀(52)分别实现对第一浮动油缸(21)和第二浮动油缸(22)的锁定。本实用新型能够尽量避免作业设备在上下车发生转动时发生倾翻的危险。

Description

防倾翻装置、液压系统及高空作业平台设备

技术领域

本实用新型涉及液压控制技术，尤其涉及一种防倾翻装置、液压系统、高空作业平台设备及回转中心体。

背景技术

高空作业平台设备是一种能够应用在各行业中进行高空作业、设备安装、检修等可移动性高空作业的作业设备。由于高空作业平台设备需要实现移动(即行驶工况)和高空作业(非行驶工况)等至少两种工况，因此高空作业平台设备目前采用了前桥为摆动桥加液压悬挂油缸的形式，后桥为直接与车架连接的刚性桥的形式，从而使高空作业平台设备在移动时通过摆动桥的浮动状态来消除行驶过程中地面或障碍物的压力冲击，以及高空作业平台设备在停止行驶后进行高空作业时通过摆动桥的锁定状态来维持高空作业的稳定性。

如图1所示，为现有的高空作业平台设备的液压原理示意图。在图1中，左右两侧的两个锁定油缸a8的活塞杆端顶靠在摆动桥a7上，液压泵a3由发动机a2进行驱动，以便给锁定油缸a8提供液压油，在液压泵a3和油箱a5与锁定油缸8之间还设有多个控制阀，包括二位三通电磁阀a1、减压阀a4和平衡阀a6，通过二位三通电磁阀a1的切换能够使平衡阀a6的控制端接收来自液压泵a3的高压信号或者来自油箱a5的低压信号，从而实现平衡阀a6对锁定油缸a8的开启或锁定，进而实现摆动桥的浮动状态或者锁定状态。

对于现有的高空作业平台设备来说，其应用范围通常在室内等空间狭窄的区域，因此在设计上通常比较紧凑，而其在行驶过程中如果出现上车相对于下车旋转到一定角度，而则有可能会出现整车重心偏移出车轮支撑之外的情况，这将会导致高空作业平台设备倾翻，造成安全事故和财产损失。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种防倾翻装置、液压系统及高空作业平台设备，能够尽量避免作业设备在上下车发生转动时发生倾翻的危险。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种防倾翻装置，用于防止作业设备在上下车发生转动时发生倾翻，包括：

第一浮动油缸21和第二浮动油缸22，固定设置在所述作业设备的车架3两侧，且通过活塞杆顶靠所述作业设备的摆动桥1；

第一平衡阀51和第二平衡阀52，分别设置在所述第一浮动油缸21和所述第二浮动油缸22各自与所述作业设备的先导压力源6之间的工作油路中；

换向阀7，设置在所述第一平衡阀51和所述第二平衡阀52的控制油路中，用于根据所述作业设备的上下车转动角度进行换向操作，以使所述第一平衡阀51和所述第二平衡阀52分别实现对所述第一浮动油缸21和第二浮动油缸22的锁定。

进一步的，所述换向阀7的进油口P的压力油来自所述作业设备的行走工作油路，所述换向阀7的回油口T与所述作业设备的油箱连通，所述换向阀7的一个工作油口A分别与所述第一平衡阀51和所述第二平衡阀52的控制油口连通，通过所述换向阀7的换向能够使所述第一平衡阀51和所述第二平衡阀52在开启和锁定之间切换。

进一步的，所述第一平衡阀51包括：第一单向阀5a和与所述第一单向阀5a反向并联的第一溢流阀5b，所述第一单向阀5a的进油口和出油口分别与所述先导压力源6和所述第一浮动油缸21的液压油腔连通，所述第一溢流阀5b的弹簧侧控制腔与所述第一溢流阀5b的出油口连通，所述第一溢流阀5b的无弹簧侧控制腔与所述第一溢流阀5b的进油口和所述第一平衡阀51的控制油口V2连通；

所述第二平衡阀52包括：第二单向阀5a’和与所述第二单向阀5a’反向并联的第二溢流阀5b’，所述第二单向阀5a’的进油口和出油口分别与所述先导压力源6和所述第二浮动油缸22的液压油腔连通，所述第二溢流阀5b’的弹簧侧控制腔与所述第二溢流阀5b’的出油口连通，所述第二溢流阀5b’的无弹簧侧控制腔与所述第二溢流阀5b’的进油口和所述第二平衡阀52的控制油口V2连通。

进一步的，所述换向阀7为行程控制换向阀71，在所述作业设备的上下车之间安装的回转中心体4的芯体41上设有凸轮结构或沟槽结构43，所述行程控制换向阀71的滚轮72顶靠在所述芯体41的凸轮结构或沟槽结构43上，以便在所述芯体41随上车转动时通过所述凸轮结构或沟槽结构43的轮廓与所述行程控制换向阀71的滚轮72的配合使所述行程控制换向阀71在所述芯体41转动预设角度时执行换向操作。

进一步的，所述凸轮结构或沟槽结构43设置在所述芯体41的下端，所述行程控制换向阀71固定设置在所述车架3内与所述凸轮结构或沟槽结构43对应的位置。

进一步的，还包括梭阀8，所述梭阀8的两个进油口a,b分别与所述作业设备的两条行走工作油路连通，所述梭阀8的出油口c与所述换向阀7的进油口连通。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种作业设备的液压系统，包括主动力源10、行走阀块9、先导压力源6和油箱11，所述主动力源10为所述行走阀块9的行走工作油路供应液压油，还包括前述的防倾翻装置。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种高空作业平台设备，包括车架3、作为前桥的摆动桥1和作为后桥的刚性桥，还包括前述的液压系统。

基于上述技术方案，本实用新型设置了能够根据作业设备的上下车转动角度来进行换向操作的换向阀，使第一平衡阀和第二平衡阀在上下车转动到一定角度时能够实现对第一浮动油缸和第二浮动油缸的锁定，从而避免作业设备的整车重心偏出支撑范围而导致倾翻，进而提高作业设备的安全性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，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为现有的高空作业平台设备的液压原理示意图。

图2为包括了本实用新型防倾翻装置实施例的一种作业设备的液压系统的液压原理示意图。

图3为本实用新型防倾翻装置实施例中换向阀的液压原理示意图。

图4为本实用新型防倾翻装置实施例中第一平衡阀和第二平衡阀的液压原理示意图。

图5为本实用新型防倾翻装置实施例中行程控制换向阀及回转中心体的安装结构示意图。

图6为本实用新型回转中心体的一实施例的结构示意图。

图7为本实用新型防倾翻装置实施例的另一种作业设备的液压系统的液压原理示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

如图2所示，为包括了本实用新型防倾翻装置实施例的一种作业设备的液压系统的液压原理示意图。防倾翻装置在作业设备的液压系统中应用，主要用来防止作业设备在上下车发生转动时发生倾翻。该防倾翻装置包括：

第一浮动油缸21和第二浮动油缸22，固定设置在作业设备的车架3两侧，且通过活塞杆顶靠作业设备的摆动桥1；

第一平衡阀51和第二平衡阀52，分别设置在第一浮动油缸21和第二浮动油缸22各自与作业设备的先导压力源6之间的工作油路中；

换向阀7，设置在第一平衡阀51和第二平衡阀52的控制油路中，用于根据作业设备的上下车转动角度进行换向操作，以使第一平衡阀51和第二平衡阀52分别实现对第一浮动油缸21和第二浮动油缸22的锁定。

在本实施例中，作业设备的摆动桥之所以能够从浮动状态转换为锁定状态，其需要第一平衡阀和第二平衡阀分别对第一浮动油缸和第二浮动油缸进行锁定，而第一平衡阀和第二平衡阀的锁定则由换向阀根据作业设备的上下车转动角度换向实现。这样本实施例的防倾翻装置就将浮动油缸的平衡阀的锁定与上下车的转动角度联系起来，在上下车转动到预设角度时及时的锁定浮动油缸，从而解决现有的作业设备行走时因上下车回转而发生重心偏出支撑范围后导致倾翻的问题。

在本实施例中，先导压力源能够在平衡阀未锁定浮动油缸时对浮动油缸其控制作用，能够使浮动油缸的活塞杆伸出，以改变车架相对于摆动桥的位置。先导压力源可由独立的先导油泵进行供油，也可以从作业设备的主动力源获取液压油并减压处理来作为先导压力油。第一浮动油缸和第二浮动油缸通常可采用单作用油缸，即一端连通先导压力源，另一端则由设置在油缸内的弹簧等元件提供反向作用，当然第一浮动油缸和第二浮动油缸也可视情况选择双作用油缸，这里就不再赘述了。

对于换向阀7来说，优选其进油口P的压力油来自作业设备的行走工作油路，并将其回油口T与作业设备的油箱连通，换向阀7的一个工作油口A分别与第一平衡阀51和第二平衡阀52的控制油口连通，通过换向阀7的换向能够使第一平衡阀51和第二平衡阀52在开启和锁定之间切换。

之所以选择作业设备的行走工作油路为平衡阀提供控制用的压力油，是因为这样能够使防倾翻的作用与作业设备的行走工况联系起来，对于一些作业设备来说，其静止在工作地点进行作业时，浮动油缸本来就处于锁定状态，而且通常也会设置较大的支撑面积，即便上下车发生回转，也不存在着重心偏移出支撑范围的情况；而其在行驶过程中(即行走工况下)，行走工作油路内运行的具有一定压力的压力油则可以提供对平衡阀的控制作用。

具体来说，本实施例中的第一平衡阀51和第二平衡阀52可采用现有的各类平衡阀元件或实现平衡阀功能的液压结构，在图4中则示出了一种可作为第一平衡阀51和第二平衡阀52的平衡阀结构实例。在该实例中，第一平衡阀51包括：第一单向阀5a和与第一单向阀5a反向并联的第一溢流阀5b，第一单向阀5a的进油口和出油口分别与先导压力源6和第一浮动油缸21的液压油腔连通，第一溢流阀5b的弹簧侧控制腔与第一溢流阀5b的出油口连通，第一溢流阀5b的无弹簧侧控制腔与第一溢流阀5b的进油口和第一平衡阀51的控制油口V2连通。这里的反向并联是指第一单向阀5a的进油口与第一溢流阀5b的出油口相连，对应于第一平衡阀51的接口V1，而第一单向阀5a的出油口与第一溢流阀5b的进油口相连，对应于第一平衡阀51的接口C1。图4中实线表示工作油路，虚线表示控制油路，点划线所谓处的区域则表示所围液压元件的功能整体。

第二平衡阀52可采用与第一平衡阀51相同的结构，包括：第二单向阀5a’和与第二单向阀5a’反向并联的第二溢流阀5b’，第二单向阀5a’的进油口和出油口分别与先导压力源6和第二浮动油缸22的液压油腔连通，第二溢流阀5b’的弹簧侧控制腔与第二溢流阀5b’的出油口连通，第二溢流阀5b’的无弹簧侧控制腔与第二溢流阀5b’的进油口和第二平衡阀52的控制油口V2连通。这里的反向并联是指第二单向阀5a’的进油口与第二溢流阀5b’的出油口相连，对应于第二平衡阀52的接口V1，而第二单向阀5a’的出油口与第二溢流阀5b’的进油口相连，对应于第二平衡阀52的接口C1。

图4所示的平衡阀结构采用了单向阀和溢流阀反向并联的组合结构，而且溢流阀的无弹簧侧控制腔与外部的控制油路连接，这就使得溢流阀在外部控制油路到达预设压力时能够压缩弹簧而处于开启状态，而将外部控制油路切换到连接油箱或者连接较低压力的油路上时，在弹簧的作用下溢流阀则会变为关闭状态，而同时单向阀也确保了反向不能连通的状态，从而使浮动油缸被锁定。除了平衡阀的基本功能之外，溢流阀的弹簧侧控制腔和无弹簧侧控制腔分别与溢流阀的出油口和进油口连通，这就使得浮动油缸在承受过大压力时能够使溢流阀的进油口的压力提升至能够推动溢流阀的阀芯压缩弹簧，从而打开溢流通道，避免浮动油缸、溢流阀以及相关管路等液压元件的损坏。

前面提到，本实用新型将浮动油缸的平衡阀的锁定与上下车的转动角度联系起来，而这个联系的手段就是利用换向阀的油路切换来实现的。换向阀的进油口和回油口分别连通着作业设备的行走工作油路和油箱，因此通过换向阀能够使平衡阀的控制油口的压力在高压力和低压力信号之间切换。而换向阀的形式可以采用电控或者液控方式，即通过检测到上下车旋转到预设角度时，通过传递电信号或者液压信号来使换向阀进行换向。

除此之外，换向阀也可以采用行程控制的方式，例如图3所示的行程控制换向阀71，该行程控制换向阀71的阀芯连接有滚轮72，滚轮72在被外力推动下带动阀芯运动。如图5所示，为行程控制换向阀71及回转中心体4的安装结构示意图。结合图6所示的回转中心体4的具体结构实例，可以看到作业设备的上下车之间安装的回转中心体4的芯体41上设有凸轮结构或沟槽结构43，而行程控制换向阀71的滚轮72顶靠在芯体41的凸轮结构或沟槽结构43上，以便在芯体41随上车转动时通过凸轮结构或沟槽结构43的轮廓与行程控制换向阀71的滚轮72的配合使行程控制换向阀71在芯体41转动预设角度时执行换向操作。

对于图6所示的回转中心体来说，可以在现有的回转中心体上进行改造，加工出凸轮结构或沟槽结构43，也可以直接制造出该结构的回转中心体。本实用新型提供的回转中心体的结构实例，用于安装在作业设备的上下车之间，该回转中心体4具体包括：用于与上车固定的芯体41和用于与下车固定的中空壳体42，芯体41沿上下方向贯穿中空壳体42，并能够相对于中空壳体42的轴线转动，芯体41上设有凸轮结构或沟槽结构43，以便在芯体41随上车转动时通过凸轮结构或沟槽结构43的轮廓与行程控制换向阀71的滚轮72的配合使行程控制换向阀71在芯体41转动预设角度时执行换向操作。其中，凸轮结构或沟槽结构43优选设置在芯体41的下端，以免影响芯体41与众空壳体42的配合，而行程控制换向阀71则可固定设置在容纳回转中心体4的车架3内，且与凸轮结构或沟槽结构43对应的位置。

回转中心体的芯体41上设有多个通孔45，中空壳体42上也设有多个通孔44，这些通孔可以供上下车的电缆线路以及液压油路等穿行，为了将中空壳体42固定在下车上，可以在中空壳体42上设置具有多个安装孔的安装板46，以确保中空壳体42的稳定性。

上述防倾翻装置、回转中心体的多个实施例可适用于各类有防倾翻需求的作业设备的液压系统，所实现的防倾翻功能不仅限于行走工况，也适用于非行走工况。

本实用新型在图7中示出了防倾翻装置实施例的另一种作业设备的液压系统的液压原理示意图。该作业设备的液压系统包括主动力源10、行走阀块9、先导压力源6、油箱11以及前述的防倾翻装置，主动力源10为行走阀块9的行走工作油路供应液压油。考虑到行走阀块9可能会涉及到至少两条行走工作油路，因此防倾翻装置还可以进一步包括梭阀8，梭阀8的两个进油口a,b分别与作业设备的两条行走工作油路连通，梭阀8的出油口c与换向阀7的进油口连通。梭阀8能够对行走工作油路中的压力进行筛选，取较大压力的压力信号倒换向阀7的进油口，进而作为控制第一平衡阀51和第二平衡阀52的控制信号之一。另外，在本实施例中，先导压力源6的液压油来自主动力源10，在其他实施例中也可以采用自身的液压泵进行供油。

上述液压系统适用于各类有防倾翻需求的作业设备，对于前述提到的高空作业平台设备则尤为适用，例如图7所示，该高空作业平台设备包括车架3、作为前桥的摆动桥1和作为后桥的刚性桥(图中未示出)，还包括权利要求7所述的液压系统。

下面以图7所示的高空作业平台设备的液压系统为例，说明一下防倾翻装置是如何具体发挥其防倾翻功能的，如下：

在高空作业平台设备处于作业工况时，整车处于静止支撑的状态，此时行走工作油路的压力较低，因此无论上下车的转动角度如何，换向阀7是否换向，第一平衡阀51和第二平衡阀52的控制油口均为较低压力，此时溢流阀在弹簧的作用下处于关闭状态，加之单向阀的反向锁止功能，从而使第一浮动油缸21和第二浮动油缸22均处于锁定状态。

在高空作业平台设备处于行走工况时，此时由于整车未处于静止支撑的状态，此时存在着防倾翻的需求，而此时由于行走工作油路中至少有一路具有较高的负载压力，而该负载压力在换向阀7未换向时能够作用在第一平衡阀51和第二平衡阀52的控制油口，从而压缩弹簧而使溢流阀处于开启状态，从而实现摆动桥1的浮动功能。但在高空作业平台设备在行走过程中出现上车相对于下车转动时，则有可能在转动到某个角度时造成重心过度偏移而致倾翻危险，此时则需要在未到达该角度的预设安全角度时就需要及时锁定浮动油缸，而该预设安全角度的实现则通过回转中心体4上的凸轮结构或凹槽结构来实现，而凸轮结构或凹槽结构的具体轮廓可以根据行程控制换向阀的安装位置以及上下车相对转动的预设安全角度等因素进行设计，这里就不再赘述了。

换句话说，当高空作业平台设备行走过程中出现上车相对于下车转动到预设角度时，凸轮结构或者凹槽结构将会推动行程控制换向阀上的滚轮实现阀芯的行程变化，进而使换向阀换向，将第一平衡阀51和第二平衡阀52的控制油口切换为较低压力，这样溢流阀又会在弹簧的作用下处于关闭状态，加之单向阀的反向锁止功能，从而使第一浮动油缸21和第二浮动油缸22均处于锁定状态。

当浮动油缸的压力过大时，超过溢流阀的安全压力阈值时，则会开启溢流阀进行溢流，从而避免浮动油缸、溢流阀以及相关管路等液压元件的损坏。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (8)

1.一种防倾翻装置，用于防止作业设备在上下车发生转动时发生倾翻，其特征在于，包括：

第一浮动油缸(21)和第二浮动油缸(22)，固定设置在所述作业设备的车架(3)两侧，且通过活塞杆顶靠所述作业设备的摆动桥(1)；

第一平衡阀(51)和第二平衡阀(52)，分别设置在所述第一浮动油缸(21)和所述第二浮动油缸(22)各自与所述作业设备的先导压力源(6)之间的工作油路中；

换向阀(7)，设置在所述第一平衡阀(51)和所述第二平衡阀(52)的控制油路中，用于根据所述作业设备的上下车转动角度进行换向操作，以使所述第一平衡阀(51)和所述第二平衡阀(52)分别实现对所述第一浮动油缸(21)和第二浮动油缸(22)的锁定。

2.根据权利要求1所述的防倾翻装置，其特征在于，所述换向阀(7)的进油口(P)的压力油来自所述作业设备的行走工作油路，所述换向阀(7)的回油口(T)与所述作业设备的油箱连通，所述换向阀(7)的一个工作油口(A)分别与所述第一平衡阀(51)和所述第二平衡阀(52)的控制油口连通，通过所述换向阀(7)的换向能够使所述第一平衡阀(51)和所述第二平衡阀(52)在开启和锁定之间切换。

3.根据权利要求2所述的防倾翻装置，其特征在于，所述第一平衡阀(51)包括：第一单向阀(5a)和与所述第一单向阀(5a)反向并联的第一溢流阀(5b)，所述第一单向阀(5a)的进油口和出油口分别与所述先导压力源(6)和所述第一浮动油缸(21)的液压油腔连通，所述第一溢流阀(5b)的弹簧侧控制腔与所述第一溢流阀(5b)的出油口连通，所述第一溢流阀(5b)的无弹簧侧控制腔与所述第一溢流阀(5b)的进油口和所述第一平衡阀(51)的控制油口(V2)连通；

所述第二平衡阀(52)包括：第二单向阀(5a’)和与所述第二单向阀(5a’)反向并联的第二溢流阀(5b’)，所述第二单向阀(5a’)的进油口和出油口分别与所述先导压力源(6)和所述第二浮动油缸(22)的液压油腔连通，所述第二溢流阀(5b’)的弹簧侧控制腔与所述第二溢流阀(5b’)的出油口连通，所述第二溢流阀(5b’)的无弹簧侧控制腔与所述第二溢流阀(5b’)的进油口和所述第二平衡阀(52)的控制油口(V2)连通。

4.根据权利要求2所述的防倾翻装置，其特征在于，所述换向阀(7)为行程控制换向阀(71)，在所述作业设备的上下车之间安装的回转中心体(4)的芯体(41)上设有凸轮结构或沟槽结构(43)，所述行程控制换向阀(71)的滚轮(72)顶靠在所述芯体(41)的凸轮结构或沟槽结构(43)上，以便在所述芯体(41)随上车转动时通过所述凸轮结构或沟槽结构(43)的轮廓与所述行程控制换向阀(71)的滚轮(72)的配合使所述行程控制换向阀(71)在所述芯体(41)转动预设角度时执行换向操作。

5.根据权利要求4所述的防倾翻装置，其特征在于，所述凸轮结构或沟槽结构(43)设置在所述芯体(41)的下端，所述行程控制换向阀(71)固定设置在所述车架(3)内与所述凸轮结构或沟槽结构(43)对应的位置。

6.根据权利要求2所述的防倾翻装置，其特征在于，还包括梭阀(8)，所述梭阀(8)的两个进油口(a,b)分别与所述作业设备的两条行走工作油路连通，所述梭阀(8)的出油口(c)与所述换向阀(7)的进油口连通。

7.一种作业设备的液压系统，包括主动力源(10)、行走阀块(9)、先导压力源(6)和油箱(11)，所述主动力源(10)为所述行走阀块(9)的行走工作油路供应液压油，其特征在于，还包括权利要求1～6任一所述的防倾翻装置。

8.一种高空作业平台设备，包括车架(3)、作为前桥的摆动桥(1)和作为后桥的刚性桥，其特征在于，还包括权利要求7所述的液压系统。