CN212509011U - 液压悬挂装置的智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液压悬挂装置的智能控制系统，包括：液压分配器的压力油口与主油路连通；蓄能油路，蓄能油路包括蓄能器，蓄能器与主油路连通；蓄能器通过压力换向阀分别与第一工作油路和第二工作油路连通；液压分配器的阀杆一端连接液压推杆、另一端设置有回位弹簧；液压推杆通过第一电磁阀与蓄能油路连通，液压推杆通过第二电磁阀回油泄压，第一电磁阀和第二电磁阀分别与电控单元电连接。相对于现有技术，本实用新型在农具处于作业状态时，主油路压力的使用情况更少，减少了对系统能量的消耗，而且只需两个电磁阀和一个复位弹簧就能控制液压分配阀阀杆的移动，结构更为简单可靠。

Description

液压悬挂装置的智能控制系统

技术领域

本实用新型涉及农业装备的液压悬挂装置，尤其涉及一种对液压悬挂装置进行控制的系统。

背景技术

公知的拖拉机或其它农业装备的提升器，多采用机械式力-位反馈机构和手动操纵手柄，操纵分配器阀杆轴向位移，控制分配器中液压油路的换向进而控制油缸，实现农具的上升、下降、中立、浮动，并使拖拉机的提升器具有位控制、力控制和力-位综合控制功能。这种操纵方式执行响应滞后，精确度差，调整校准繁琐，使用不便。不能通过电控技术实现自动化、智能化。

为克服上述技术缺陷，中国实用新型专利CN202385466U公开了一种电控分配器，它采用电磁铁或电机驱动的丝杠螺母机构作为直线执行装置，通过传感器和电子控制单元操纵分配器的阀杆运动至上升、下降、中立、浮动等设定位置，实现了液压提升器的智能控制。但驱动大中型液压分配器阀杆移动需要较大的能量，上述专利技术中的直线执行装置需要消耗较大电功率，同时成本和使用寿命也受到一定的限制。

为此，中国发明专利CN103047210A公开了一种液压分配器的电液操纵装置，通过电液操纵装置控制分配器的运动，采用宿主液压系统的动力作为阀杆运动操纵的能源，节省了电功率的消耗，但该装置仍然存在以下技术缺陷：

1)在农装处于耕作状态时，频繁使用主油路的压力，会造成系统能量浪费；

2)采用四个电磁阀控制阀芯的运动，结构复杂。

实用新型内容

针对现有技术的上述不足，本实用新型提供一种液压悬挂装置的智能控制系统，以解决农具处于作业状态时过多使用主油路压力的问题，以减少对系统能量的消耗。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种液压悬挂装置的智能控制系统，包括：提升器油缸和液压分配器，所述液压分配器包括四个分别与农具的上升工作模式、下降工作模式、中立工作模式和浮动工作模式相对应的工作位，所述液压分配器的第一工作油口通过第一工作油路与所述提升器油缸的无杆腔连通，所述液压分配器的第二工作油口通过第二工作油路与所述提升器油缸的有杆腔连通，所述液压分配器的压力油口与主油路连通，所述主油路设置有开关阀；力传感器，所述力传感器用于检测下拉杆或上拉杆所承受的拉力信息；提升器位置传感器，所述提升器位置传感器用于检测提升器的位置信息；阀杆位移传感器，用于检测所述液压分配器的阀杆的位移信息；所述力传感器、所述提升器位置传感器和阀杆位移传感器分别与电控单元电连接；蓄能油路，所述蓄能油路包括蓄能器，所述蓄能器通过第二单向阀与所述主油路连通；所述蓄能器通过压力换向阀分别与所述第一工作油路和所述第二工作油路连通；所述液压分配器的阀杆一端连接液压推杆、另一端设置有回位弹簧；所述液压推杆通过第一电磁阀与所述蓄能油路连通，所述液压推杆通过第二电磁阀回油泄压，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀分别与所述电控单元电连接。

其中，所述开关阀是液控阀，所述液控阀的控制油口与所述蓄能油路连通。

其中，所述液控阀是常闭型二位二通液控阀。

其中，所述开关阀为电控阀，所述电控阀与所述电控单元电连接。

其中，所述电控阀是常开型二位二通电磁阀。

其中，所述压力换向阀的阀腔内设置有阀芯，所述阀腔设有第一口、第二口和第三口，所述第一口与所述第一工作油路连通，所述第二口与所述第二工作油路连通，所述第三口通过第一单向阀与所述蓄能器连通；当农具处于上升工作模式或中立工作模式时，所述第一工作油路的液压油处于高压状态，所述第二工作油路回油泄压，在高压油的作用下，所述阀芯密封所述第二口并使所述第一口与所述第三口连通，所述第一工作油路的高压油为所述蓄能器充压；当农具处于下降工作模式时，所述第二工作油路的液压油处于高压状态，所述第一工作油路回油泄压，所述阀芯密封所述第一口并使所述第二口与所述第三口连通，所述第二工作油路的高压油为所述蓄能器充压。

其中，所述第一口和所述第二口位于所述第三口的两侧。

其中，所述阀芯包括一个阀球，所述第一口、所述第二口和所述第三口分别设置有密封锥面。

其中，所述阀芯包括两个阀球，所述第一口、所述第二口和所述第三口分别设置有密封锥面，所述两个阀球分别位于所述第三口的两侧并分别与所述第一口的密封锥面和所述第二口的密封锥面相适配。

其中，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均是常闭型二位二通电磁阀。

采用上述技术方案后，本实用新型所达到的技术效果是：

当农具处于上升工作模式或中立工作模式时，第一工作油路的液压油处于高压状态，第二工作油路回油泄压，在高压油的作用下，所述第一工作油路的高压油为所述蓄能器充压；当农具处于下降工作模式时，所述第二工作油路的液压油处于高压状态，所述第一工作油路回油泄压，所述第二工作油路的高压油为所述蓄能器充压；仅当农具处于浮动工作模式时，由于此时第一工作油路和第二工作油路的液压油都卸载，不能为蓄能器充压，开关阀关闭，主油路为蓄能器充压。因此，农具处于作业状态时，主油路压力的使用情况更少，减少了对系统能量的消耗。

而且，仅当第一电磁阀通电开启时，蓄能器内的高压油推动液压推杆，液压分配器阀杆向左运动，仅当第二电磁阀通电开启时，液压推杆液压油泄压，在回位弹簧作用下，液压分配器阀杆向右运动。电控单元通过力传感器检测下拉杆或上拉杆的受力信息，通过提升器位置传感器检测提升器的位置信息，通过控制第一电磁阀和第二电磁阀的开关，控制液压分配器阀杆的运动，并通过阀杆位移传感器反馈阀杆位置信息，实现农具的上升、下降、中立和浮动功能。与四个电磁阀控制阀杆的方案相比，只需两个电磁阀和一个复位弹簧就能控制液压分配阀阀杆的移动，结构更为简单可靠。

附图说明

图1是本实用新型液压悬挂装置的智能控制系统实施例1的液压原理图；

图2是图1中压力换向阀的结构示意图；

图3是本实用新型液压悬挂装置的智能控制系统实施例2的液压原理图；

图4是图2中压力换向阀的结构示意图；

图中：10A-液控阀，10B-电控阀，20-提升器油缸，30-液压分配阀,31-复位弹簧,32-液压推杆,41-阀杆位移传感器，42-力传感器，43-提升器位置传感器，50A-压力换向阀，51A-阀芯，50B-压力换向阀，51B-阀芯，X1-第一口，X2-第二口，X-第三口，60-第一单向阀，71-第一电磁阀，72-第二电磁阀，80-蓄能器，90-第二单向阀，A-第一工作油口，B-第二工作油口，P-压力油口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1

如图1所示，一种液压悬挂装置的智能控制系统，可以对拖拉机的液压悬挂装置进行智能控制，也可以对其它农业装备的液压悬挂装置进行智能控制。

液压分配器30包括四个工作位，分别与农具的上升工作模式、下降工作模式、中立工作模式和浮动工作模式相对应。液压分配器30的第一工作油口A通过第一工作油路与提升器油缸20的无杆腔连通，液压分配器30的第二工作油口B通过第二工作油路与提升器油缸20的有杆腔连通，液压分配器20的压力油口P与主油路连通。

力传感器42用于检测液压悬挂装置的下拉杆或上拉杆所承受的拉力信息。提升器位置传感器43用于检测提升器的位置信息。阀杆位移传感器41用于检测液压分配器30的阀杆的位移信息。力传感器42、提升器位置传感器43和阀杆位移传感器41分别与电控单元电连接。

所述主油路设置有液控阀10A，液控阀10A的控制油口与蓄能油路连通。优选的，所述液控阀是常闭型二位二通液控阀。

所述蓄能油路包括蓄能器80，蓄能器80与所述主油路之间设置有第二单向阀90。蓄能器80通过压力换向阀50A分别与所述第一工作油路和所述第二工作油路连通；所述液压分配器30的阀杆一端连接液压推杆32、另一端设置有回位弹簧31；液压推杆32通过第一电磁阀71与所述蓄能油路连通，液压推杆32通过第二电磁阀72回油泄压，第一电磁阀71和第二电磁阀72分别与所述电控单元电连接。优选的，第一电磁阀71和第二电磁阀72均是常闭型二位二通电磁阀。

如图2所示，压力换向阀50A的阀腔内设置有阀芯51A，所述阀腔设有第一口X1、第二口X2和第三口X3，第一口X1和第二口X2位于第三口X的两侧，第一口X1与所述第一工作油路连通，第二口X2与所述第二工作油路连通，第三口X与蓄能器80连通,第三口X与蓄能器80之间设置有第一单向阀60。优选的，阀芯51A为一个阀球，第一口X1、第二口X2和第三口X分别设置有密封锥面。

当农具处于上升工作模式或中立工作模式时，第一工作油路的液压油处于高压状态，所述第二工作油路回油泄压，在高压油的作用下，阀芯51A密封第二口X2并使第一口X1与第三口X连通，所述第一工作油路的高压油为蓄能器80充压；当农具处于下降工作模式时，所述第二工作油路的液压油处于高压状态，所述第一工作油路回油泄压，阀芯51A密封第一口X1并使第二口X2与第三口X连通，第二工作油路的高压油为蓄能器80充压。仅当农具处于浮动工作模式时，由于此时第一工作油路和第二工作油路的液压油都卸载，不能为蓄能器80充压，当蓄能器80内的液压油压力低于一定的值后，液控阀10A在复位弹簧的作用下关闭或部分关闭，主油路为蓄能器80充压。因此，相对于现有技术，农具处于作业状态时，主油路压力的使用情况更少，减少了对系统能量的消耗。

本实施例中，仅当第一电磁阀71通电开启时，蓄能器80内的高压油推动液压推杆32，液压分配器阀杆向左运动；仅当第二电磁阀72通电开启时，液压推杆液压油泄压，在回位弹簧31作用下，液压分配器阀杆向右运动。电控单元通过力传感器42检测下拉杆或上拉杆的受力信息，通过提升器位置传感器43检测提升器的位置信息，通过控制第一电磁阀71和第二电磁阀72的开关，控制液压分配器阀杆的运动，并通过阀杆位移传感器41反馈阀杆位置信息，实现农具的上升、下降、中立和浮动功能。与四个电磁阀控制阀杆的方案相比，只需两个电磁阀和一个复位弹簧就能控制液压分配阀阀杆的移动，结构更为简单可靠。

实施例2

如图3和图4所示，本实施例的结构与实施例1基本相同，不同之处在于：

1)将主油路中的液控阀10A替换为电控阀10B，电控阀10B与所述电控单元电连接，优选为常开型二位二通电磁阀。不管是液控阀10A还是电控阀10B其作用都是一个开关阀，仅当农具处于浮动工作模式时，由于此时第一工作油路和第二工作油路的液压油都卸载，不能为蓄能器80充压，若采用电控阀10B，可由电控单元使电控阀10B得电，电控阀10B使主油路断开；若采用液控阀10A，当蓄能器80内的液压油压力低于一定的值后，液控阀10A也会在复位弹簧的作用下关闭或部分关闭，达到主油路为蓄能器80充压的目的。

2)实施例2采用了另一种结构的压力换向阀50B，该阀的阀芯51B包括两个阀球，第一口X1、第二口X2和第三口X分别设置有密封锥面，两个阀球分别位于第三口X的两侧并分别与第一口X1的密封锥面和第二口X2的密封锥面相适配。与实施例1中的压力换向阀50A相比，压力换向阀50B可以克服阀球在使用过程中容易堵住第三口X的问题。

本实用新型不局限于上述实施例，一切基于本实用新型的构思、原理、结构及方法所做出的种种改进，都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液压悬挂装置的智能控制系统，包括：

提升器油缸和液压分配器，所述液压分配器包括四个分别与农具的上升工作模式、下降工作模式、中立工作模式和浮动工作模式相对应的工作位，所述液压分配器的第一工作油口(A)通过第一工作油路与所述提升器油缸的无杆腔连通，所述液压分配器的第二工作油口(B)通过第二工作油路与所述提升器油缸的有杆腔连通，所述液压分配器的压力油口(P)与主油路连通，所述主油路设置有开关阀；

力传感器，所述力传感器用于检测下拉杆或上拉杆所承受的拉力信息；提升器位置传感器，所述提升器位置传感器用于检测提升器的位置信息；阀杆位移传感器，用于检测所述液压分配器的阀杆的位移信息；所述力传感器、所述提升器位置传感器和阀杆位移传感器分别与电控单元电连接；

蓄能油路，所述蓄能油路包括蓄能器，所述蓄能器通过第二单向阀与所述主油路连通；其特征在于，

所述蓄能器通过压力换向阀分别与所述第一工作油路和所述第二工作油路连通；

所述液压分配器的阀杆一端连接液压推杆、另一端设置有回位弹簧；所述液压推杆通过第一电磁阀与所述蓄能油路连通，所述液压推杆通过第二电磁阀回油泄压，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀分别与所述电控单元电连接。

2.如权利要求1所述的液压悬挂装置的智能控制系统，其特征在于，所述开关阀是液控阀，所述液控阀的控制油口与所述蓄能油路连通。

3.如权利要求2所述的液压悬挂装置的智能控制系统，其特征在于，所述液控阀是常闭型二位二通液控阀。

4.如权利要求1所述的液压悬挂装置的智能控制系统，其特征在于，所述开关阀为电控阀，所述电控阀与所述电控单元电连接。

5.如权利要求4所述的液压悬挂装置的智能控制系统，其特征在于，所述电控阀是常开型二位二通电磁阀。

6.如权利要求1所述的液压悬挂装置的智能控制系统，其特征在于，所述压力换向阀的阀腔内设置有阀芯，所述阀腔设有第一口(X1)、第二口(X2)和第三口(X)，所述第一口(X1)与所述第一工作油路连通，所述第二口(X2)与所述第二工作油路连通，所述第三口(X)通过第一单向阀与所述蓄能器连通；当农具处于上升工作模式或中立工作模式时，所述第一工作油路的液压油处于高压状态，所述第二工作油路回油泄压，在高压油的作用下，所述阀芯密封所述第二口(X2)并使所述第一口(X1)与所述第三口(X)连通，所述第一工作油路的高压油为所述蓄能器充压；当农具处于下降工作模式时，所述第二工作油路的液压油处于高压状态，所述第一工作油路回油泄压，所述阀芯密封所述第一口(X1)并使所述第二口(X2)与所述第三口(X)连通，所述第二工作油路的高压油为所述蓄能器充压。

7.如权利要求6所述的液压悬挂装置的智能控制系统，其特征在于，所述第一口(X1)和所述第二口(X2)位于所述第三口(X)的两侧。

8.如权利要求7所述的液压悬挂装置的智能控制系统，其特征在于，所述阀芯包括一个阀球，所述第一口(X1)、所述第二口(X2)和所述第三口(X)分别设置有密封锥面。

9.如权利要求7所述的液压悬挂装置的智能控制系统，其特征在于，所述阀芯包括两个阀球，所述第一口(X1)、所述第二口(X2)和所述第三口(X)分别设置有密封锥面，所述两个阀球分别位于所述第三口(X)的两侧并分别与所述第一口(X1)的密封锥面和所述第二口(X2)的密封锥面相适配。

10.如权利要求1所述的液压悬挂装置的智能控制系统，其特征在于，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均是常闭型二位二通电磁阀。

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