WO2012171353A1

WO2012171353A1 - 臂架防后倾缓冲装置

Info

Publication number: WO2012171353A1
Application number: PCT/CN2012/071141
Authority: WO
Inventors: 李宇力; 刘洋; 张劲; 刘耀宗
Original assignee: Hunan Zoomlion Special Vehicle Co Ltd; Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Hunan Zoomlion Special Vehicle Co Ltd; Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2011-06-15
Filing date: 2012-02-14
Publication date: 2012-12-20
Anticipated expiration: 2013-12-15
Also published as: CN102275841A

Abstract

一种臂架防后倾缓冲装置，包括作动缸（10），该作动缸（10）包括：主缸体（20）；活塞（21），将活塞腔分为有杆腔（22）和无杆腔（23），在有杆腔（22）和无杆腔（23）之间设置有连通两个腔体的阻尼通道（24）；活塞杆（25）；阻尼控制系统（40），连接至臂架和作动缸（10），并根据冲击参数信息计算当前臂架后倾的最优缓冲力；场发生器，改变作动缸（10）内的场强。该臂架防后倾缓冲装置能够在起重臂发生倾翻之前计算出缓冲装置的最优缓冲力，并在发生倾翻时通过可逆相变液体的快速响应实时调整缓冲力，控制精确，可以满足不同工况下的臂架后倾缓冲处理。

Description

臂架防后倾缓冲装置技术领域本发明涉及变阻尼器件，具体而言，涉及一种臂架防后倾缓冲装置。背景技术工程机械中大型桁架臂、箱型臂由于其长细比大，在重载作用下变形显著，可看作柔性体。在加载过程中，柔性体逐渐发生变形存贮弹性势能；在突然卸载时，臂架在弹性势能的驱动下发生剧烈振动，对于仰角较大的，例如仰角达到 80度左右的臂架，弹性势能释放甚至有可能驱动臂架整体倾翻。臂架在突然卸载的冲击作用下，将在刚性转动的同时伴随自身的振动，运动形式复杂，臂架转角、角速度、角加速度均随时间发生剧烈变化，针对不同的运动参量进行缓冲可设计不同的缓冲装置。现有缓冲装置可分为刚度缓冲和阻尼缓冲两类，其中刚度缓冲的对象是臂架转角，如弹簧缓冲器，阻尼缓冲的对象是臂架角速度，如液压缓冲器。但是无论是哪种缓冲装置，其缓冲特性都固定，使得缓冲力不可控，对工况的适应性弱，因此不适合于为大型臂架在不同工况下提供优化缓冲力。发明内容本发明旨在提供一种臂架防后倾缓冲装置，能够通过阻尼控制系统所获取的冲击参数信息来控制可逆相变液体的阻尼，在起重臂发生倾翻之前计算出缓冲装置的最优缓冲力，并在发生倾翻时通过可逆相变液体的快速响应实时调整缓冲力，控制精确，可以满足不同工况下的臂架后倾缓冲处理。为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种臂架防后倾缓冲装置，包括：作动缸，设置在臂架支座和臂架之间，包括：主缸体；活塞腔，位于主缸体内；活塞，设置在活塞腔内，并将活塞腔分为有杆腔和无杆腔；阻尼通道，设置在活塞腔外侧，并连通有杆腔和无杆腔，还包括：场发生器，根据接收到的外部控制信号改变作动缸内的场强；阻尼控制系统，输入端连接在冲击作用件上，输出端连接在场发生器上，根据接收到的冲击参数信息得到防止臂架后倾的外部控制信号，根据外部控制信号控制场发生器的场强，其中冲击作用件为臂架或者设置在活塞上的活塞杆；在有杆腔、无杆腔和阻尼通道中内置有可逆相变液体。进一步地，作动缸的一端固定设置在臂架支座上，另一端连接至臂架或者朝向臂架延伸，或作动缸的一端固定设置在臂架上，另一端连接至臂架支座或者朝向臂架支座延伸。进一步地，阻尼控制系统包括：传感系统，连接至臂架，并获取冲击参数信息；阻尼控制器，接收传感系统所获取的冲击参数信息，并根据冲击参数信息输出控制信号；功率放大系统，输入端连接阻尼控制器，输出端连接至作动缸，将阻尼控制器输出的控制信号放大后输送至作动缸。进一步地，阻尼控制系统还包括防倾翻控制参数表，防倾翻控制参数表连接至阻尼控制器，并内置防倾翻控制参数，阻尼控制器根据接收到的冲击参数信息从防倾翻控制参数表中提取相应的防倾翻控制参数。进一步地，阻尼控制系统还包括臂架倾翻计算模块，设置在传感系统和阻尼控制器之间，接收传感系统获取的冲击参数信息，并实时计算得出防倾翻控制参数，输送至阻尼控制器。进一步地，冲击参数信息包括下列参数之一或者任意组合：臂架转角、速度、加速度、风速、吊载重量。进一步地，场发生器为在作动缸内产生可控磁场的线圈，或者在作动缸内产生可控电场的成对电极。进一步地，可逆相变液体为磁流变液，场发生器设置在主缸体外周，作动缸还包括：副缸，固定设置在主缸体的外壁上，两端具有副缸盖；励磁线圈，设置在副缸的缸筒内，并与阻尼控制系统连接，阻尼通道穿过励磁线圈的中心；阻尼线圈盒，贴紧副缸的缸筒内缸壁设置，并具有励磁线圈安装槽，励磁线圈设置在励磁线圈安装槽内，阻尼通道沿长度方向贯穿阻尼线圈盒。进一步地，阻尼通道与有杆腔和无杆腔连接的两个端口分别位于有杆腔和无杆腔的端部位置。进一步地，副缸有多个，沿主缸体的外壁周向方向均匀设置。进一步地，可逆相变液体为电流变液，场发生器设置在主缸体外周，作动缸还包括：副缸，固定设置在主缸体的外壁上，两端具有副缸盖；正极套和负极套，分别紧贴副缸的缸筒内壁并相对设置，正极套和负极套分别连接至阻尼控制系统，且在正极套和负极套之间形成阻尼通道。进一步地，正极套设置在副缸内侧的缸筒内壁上，负极套设置在副缸外侧的缸筒内壁上，阻尼通道与有杆腔和无杆腔连接的两个端口分别位于有杆腔和无杆腔的端部位置。进一步地，副缸有多个，沿主缸体的外壁周向方向均匀设置。根据本发明的技术方案，臂架防后倾缓冲装置包括作动缸和与作动缸连接的阻尼控制系统，阻尼控制系统根据从臂架获取的冲击参数信息确定控制信号，然后根据控制信号实时控制可逆相变液体的阻尼，从而调整臂架防后倾缓冲装置的缓冲力大小，使其能够在指定的缓冲行程内对臂架系统释放储存的弹性势能提供最优的缓冲力，避免臂架折断或倾翻。由于阻尼控制系统能够实时获取冲击参数信息，并根据所获取的冲击参数信息实时计算臂架防倾翻所需要的缓冲力，通过可逆相变液体的高响应速度实现了对臂架缓冲力的实时控制和调整，满足了不同工况下的阻尼控制需要，适应性更好，而且提高了能量利用效率。阻尼控制器可以通过冲击参数信息直接从防倾翻控制参数表中提取相应的控制参数信息，也可以通过臂架倾翻计算模块根据冲击参数信息计算实时得出控制参数信息，控制参数获取形式多样，可选择性好。附图说明构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图 1示出了根据本发明的防后倾缓冲装置在起重机上的安装示意图；图 2示出了根据本发明的第一实施例的防后倾缓冲装置的结构示意图；图 3示出了根据本发明的第二实施例的防后倾缓冲装置的结构示意图；图 4示出了根据本发明的实施例的防后倾缓冲装置的第一阻尼控制系统原理图；以及图 5示出了根据本发明的实施例的防后倾缓冲装置的第二阻尼控制系统原理图。具体实施方式下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。目前可逆相变液体主要为磁流变液或电流变液，以磁流变液为例，这种可逆相变液体是由细小的软磁性颗粒分散于磁导率较低的载液中形成的阻尼可随外加磁场变化而具有可控流变特性的悬浮液体，在磁场作用下，磁流变液可在毫秒级时间内实现由牛顿流体到半固体的可逆变化；在撤去磁场后，磁流变液又可以恢复原态。与此类似，电流变液是在电场的作用下，可逆相变液体从液态变为固态。根据本发明的实施例，臂架防后倾缓冲装置包括有活塞腔，活塞将活塞腔分成有杆腔和无杆腔两个部分，有杆腔和无杆腔通过阻尼通道连通，在活塞腔以及阻尼通道内均设置有可逆相变液体，通过调整可逆相变液体的物相状态来改变可逆相变液体的阻尼，从而对活塞杆的缓冲作用力进行调整，使其满足使用需要。可逆相变液体为磁流变液或者电流变液等物相可变的液体。臂架防后倾缓冲装置的作动缸 10设置在起重机的臂架支座 60和臂架 61之间，例如，其可以固定安装在臂架支座 60上，也可以固定安装在臂架 61上。作动缸 10包括活塞腔和活塞、活塞杆。场发生器可以设置在主缸体 20的外周，也可以设置在主缸体 20的缸壁内，或者设置在其它任何能够根据外部控制信号对作动缸 10内的场强进行调整的位置，通过外部信号对场发生器的场强进行调整，从而调整作动缸 10内的场强，进而改变设置在作动缸 10内的可逆相变液体的物相状态，达到改变可逆相变液体阻尼的目的。如图 1 至图 5所示，根据本发明的防后倾缓冲装置安装在起重机的臂架支座 60 上，阻尼控制系统 40通过安装在起重机臂架 61上的传感系统 41采集冲击参数信息，并输出控制信号，控制防后倾缓冲装置的缓冲力大小。通常情况下防后倾缓冲装置与臂架 61不相接触，在臂架 61变幅运动过程中，防后倾缓冲装置通过采集冲击参数信息实时计算当前发生突然卸载情况下，缓冲装置应当提供的缓冲力大小；在发生突然卸载时，臂架 61向后倾翻，冲击防后倾缓冲装置，缓冲装置根据之前计算的缓冲力大小调整缓冲装置的可逆相变液体 30的阻尼，使得防后倾缓冲装置提供之前计算所得出的防止起重臂折断和倾翻的最优缓冲力。传感系统 41也可以直接安装在活塞杆 25上，当臂架释放弹性势能后，对活塞杆 25造成冲击，使活塞杆 25产生瞬间加速度，传感系统 41将从活塞杆 25上采集到的瞬间加速度传递给防后倾缓冲装置，防后倾缓冲装置根据加速度信息进行计算，得出防止臂架折断或者倾翻所需的合适的控制参数，并将其转化为外部控制信号，传递给场发生器，从而控制场发生器的场强，进而控制可逆相变液体 30的阻尼，使防后倾缓冲装置输出经过计算所得的最优缓冲力，对臂架的弹性势能进行有效缓冲。如图 2、图 4和图 5所示，根据本发明的第一实施例，防后倾缓冲装置包括作动缸 10和阻尼控制系统 40。作动缸 10包括主缸体 20，在主缸体 20的两端设置有主缸盖 27，使主缸体 20形成密封的活塞腔。主缸体 20固定设置在起重机的臂架支座 60 上，并通过从起重机的支架斜向上伸出的支撑杆对主缸体 20形成支撑，使主缸体 20 朝向臂架的运动方向。在主缸体 20的活塞腔内沿轴向方向设置有活塞 21，活塞 21的一端设置有活塞杆 25，活塞杆 25穿过主缸体 20—端的主缸盖 27伸出主缸体 20外，并设置在臂架的冲击路线上。在活塞杆 25与主缸盖 27的配合处设置有密封圈 26，密封圈 26设置在活塞杆 25与主缸盖 27之间，一方面对活塞腔形成良好的密封作用，另一方面可以有效减少活塞杆 25在运动过程中与主缸盖 27之间的摩擦作用，延长活塞杆 25与主缸盖 27的使用寿命，提高活塞 21的工作性能。活塞 21将活塞腔分为有杆腔 22和无杆腔 23，随着活塞 21的运动，有杆腔 22和无杆腔 23的容积也不断发生相应的变化。在主缸体 20的外壁上固定设置有副缸 50，副缸 50包括副缸筒和设置在副缸筒两端的副缸盖 51，副缸筒为两端具有开口的圆筒状结构，与两端的副缸盖 51配合，形成密闭的空腔。在副缸 50与主缸体 20配合处的外缸壁上具有与主缸体 20的外缸壁结构相配合的结构，以保证副缸 50的外缸壁紧密贴合在主缸体 20的外缸壁上。优选地，在一个未示出的实施例中，在主缸体 20上具有定位副缸 50位置的定位结构，以便保证副缸 50在主缸体 20上准确安装。优选地，缸盖 51由具有隔磁作用的材料制成，能够有效防止磁力泄漏。在该密闭空腔内设置有阻尼线圈盒 53，阻尼线圈盒 53贴紧副缸 50的内壁设置，从而获得良好的定位。在阻尼线圈盒 53的外周壁上设置有励磁线圈安装槽，励磁线圈 52安装在励磁线圈安装槽内。励磁线圈 52有多组，并且沿活塞杆 21的轴向方向均匀排列在励磁线圈安装槽内。阻尼线圈盒 53的结构简单，加工方便，而且容易通过副缸 50进行定位，从而对励磁线圈 52也形成良好的定位结构，使励磁线圈 52获得良好的磁感应效果，成本较低，性能优良。优选地，副缸 50有多个，沿主缸体 20的外壁周向方向均匀设置，能够保证活塞 21在工作过程中所承受的磁流变液的阻尼结构受力平衡，而且性能更加可靠。在阻尼线圈盒 53内设置有阻尼通道 24。阻尼通道 24沿轴向方向贯穿整个阻尼线圈盒 53，并穿过各组励磁线圈 52的中心位置的阻尼线圈盒 53设置。在有杆腔 22和无杆腔 23的两端端部位置设置有沿主缸体 20径向方向延伸的阻尼通道 24，阻尼通道 24穿过主缸体 20和副缸 50的一侧筒壁，并延伸至阻尼线圈盒 53内，与轴向方向的阻尼通道 24衔接，形成连通有杆腔 22和无杆腔 23的通道。在活塞腔和阻尼通道 24 内均充满了可逆相变液体 30，在本实施例中，该可逆相变液体 30为磁流变液，通过改变通过励磁线圈 52中的电流的大小，对励磁线圈 52所形成的磁通量进行改变，从而使其调整磁流变液的状态，改变磁流变液的阻尼，获得需要的阻尼，从而改变对臂架的缓冲力。在臂架 61与作动缸 10之间连接有阻尼控制系统 40，阻尼控制系统 40从臂架 61 获取冲击参数信息，然后根据获取的冲击参数信息确定所要输出的控制信号，最后将确定的控制信号输出至作动缸 10，实现对作动缸 10中的可逆相变液体 30即磁流变液的阻尼的实时控制，从而能够实时调整臂架防后倾缓冲装置的缓冲作用力，更加方便快速地消除臂架由于卸载所释放出来的弹性势能，具有良好的适应性。冲击参数信息包括臂架转角、速度、加速度、风速、及吊载重量中的任意一种或者任意几种的组合。请参阅图 4，阻尼控制系统 40包括有传感系统 41、阻尼控制器 42和功率放大系统 43。传感系统 41连接至臂架，具有多个传感器，获取臂架 61上的多个不同的冲击参数信息，并将这些冲击参数信息传递给阻尼控制器 42，阻尼控制器 42在接收到这些来自于传感系统 41的冲击参数信息之后，根据这些冲击参数信息确定并输出控制信号，功率放大系统 43包括功率放大器，输入端连接至阻尼控制器 42，输出端连接至作动缸 10的励磁线圈 52，将阻尼控制器 42所输出的控制信号放大后输送至作动缸 10，通过控制信号改变通过励磁线圈 52中的电流的大小，从而实时控制作动缸 10的缓冲作用力。阻尼控制系统 40的输入端连接在作动缸 10的活塞杆 25上时，当臂架 61释放弹性势能并对活塞杆 25造成冲击后，传感系统 41从活塞杆 25上获取冲击参数信息，例如加速度等，然后将获取的冲击参数信息传递给阻尼控制器 42，阻尼控制器 42在接收到这些来自于传感系统 41的冲击参数信息之后，根据这些冲击参数信息确定并输出控制信号，功率放大系统 43将控制信号放大后输送至作动缸 10，并通过控制信号控制磁流变液的物相状态，从而实时控制作动缸 10的缓冲作用力。控制信号的获取可以通过设置防倾翻控制参数表获得。在阻尼控制系统 40中还包括有防倾翻控制参数表 44，防倾翻控制参数表 44内存储有根据不同冲击参数信息通过经验公式或者其它的计算公式所获得的防倾翻控制参数。防倾翻控制参数表 44连接至阻尼控制器 42，当阻尼控制器 42从传感系统 41中接收到冲击参数信息后，从防倾翻控制参数表 44中直接根据冲击参数信息调取对应的防倾翻控制参数，然后将这些防倾翻控制参数转换为控制信号，经过放大系统的放大后传送至作动缸 10 上的场发生器，对作动缸 10的场发生器的场强进行实时控制。控制信号的获取还可以同时实时在线计算方式获得。在阻尼控制系统 40内包括有臂架倾翻计算模块 45，该臂架倾翻计算模块 45设置在传感系统 41和阻尼控制器 42 之间，在接收到传感系统 41从臂架所获取的冲击参数信息之后，根据设置在臂架倾翻计算模块 45中的计算公式（可以为经验公式）获取当前的冲击参数信息条件下的防倾翻控制参数，然后将计算出的防倾翻控制参数输送至阻尼控制器 42，由阻尼控制器 42 将防倾翻控制参数转换为外部控制信号，并输送至作动缸 10。在臂架倾翻时，臂架驱动活塞 21在主缸体 20中向右运动，压缩主缸体 20中的磁流变液，磁流变液经阻尼通道 24流入主缸体 20的有杆腔 22，由磁流变液为活塞 21 提供缓冲力；阻尼控制系统 40实时检测传感系统 41从臂架 61或者活塞杆 25上所获取的冲击参数信息，控制励磁线圈 52上的电流，进而控制励磁线圈 52所产生的磁场强度，通过调整磁场强度来调整磁流变液的物相状态，使位于励磁线圈 52包围中的阻尼通道 24内的磁流变液由牛顿流体逐渐向半固体状态转变，从而使阻尼通道 24内的磁流变液阻尼不断增大，直至满足外部控制信号的调节要求，有杆腔 22和无杆腔 23 内的磁流变液由于阻尼通道 24内的磁流变液的状态变化而无法自由流动，从而达到控制并调节阻尼通道 24中磁流变液的阻尼，对于从臂架 61中所释放处的弹性势能形成有效缓冲的目的，对臂架 61形成保护，防止其倾翻或者折断。也可以将活塞杆 25的一端固定设置在起重机的臂架支座 60上，然后将主缸体 20 可移动地设置在从起重机的支架斜向上伸出的支撑杆上，并使主缸体 20的运动方向朝向臂架 61 的运动方向。传感系统 41连接在主缸体 20上或者臂架 61上，当臂架 61 释放弹性势能后，对主缸体 20造成冲击，传感系统 41将获取的冲击参数信息传送至阻尼控制系统 40的其它部分进行分析计算，得到防倾翻控制参数信息，并转换为外部控制信号，传送至场发生器，通过阻尼控制系统 40的控制作用，对场发生器的场强进行控制，在活塞杆 25和主缸体 20的配合作用下，调节可逆相变液体 30的阻尼，使防后倾缓冲装置对臂架运动形成最优缓冲作用，从而防止臂架 61折断或者倾翻。如图 3、图 4和图 5所示，根据本发明的第二实施例，臂架防后倾缓冲装置包括作动缸 10和阻尼控制系统 40。作动缸 10包括主缸体 20，在主缸体 20的两端设置有主缸盖 27，使主缸体 20形成密封的活塞腔。在主缸体 20的活塞腔内沿轴向方向设置有活塞 21，活塞 21的一端设置有活塞杆 25，活塞杆 25穿过主缸体 20—端的主缸盖 27伸出主缸体 20外，并朝向臂架 61方向设置在臂架 61的冲击路线上。在活塞杆 25 与主缸盖 27的配合处设置有密封圈 26，密封圈 26设置在活塞杆 25与主缸盖 27之间，一方面对活塞腔形成良好的密封作用，另一方面可以有效减少活塞杆 25在运动过程中与主缸盖 27之间的摩擦作用，延长活塞杆 25与主缸盖 27的使用寿命，提高活塞 21 的工作性能。活塞 21将活塞腔分为有杆腔 22和无杆腔 23，随着活塞 21的运动，有杆腔 22和无杆腔 23的容积也不断发生相应的变化。在主缸体 20的外壁上固定设置有副缸 50，副缸 50包括副缸筒和设置在副缸筒两端的副缸盖 51，并形成密闭的空腔。优选地，缸盖 51 以及副缸缸筒由具有绝缘作用的材料制成，能够有效防止电流泄漏，造成安全隐患。在副缸筒的内筒壁上相对设置有正极套 54和负极套 55，正极套 54和负极套 55均紧贴副缸 50的缸筒内壁设置，且分别连接至阻尼控制系统 40。在正极套 54和负极套 55之间形成由阻尼通道 24。在本实施例中，正极套 54设置在副缸 50内侧的缸筒内壁上，负极套 55设置在副缸 50外侧的缸筒内壁上。这种结构可以有效提高本实施例中的防后倾缓冲装置的安全性能。在有杆腔 22和无杆腔 23的两端端部位置设置有沿主缸体 20径向方向延伸的阻尼通道 24，阻尼通道 24穿过主缸体 20和副缸 50的一侧筒壁，并延伸至正极套 54和负极套 55之间所形成的阻尼通道 24，将有杆腔 22和无杆腔 23连通。优选地，副缸 50有多个，沿主缸体 20的外壁轴向方向均匀设置，能够保证活塞 21在工作过程中所承受的磁流变液的阻尼结构受力平衡，而且性能更加可靠。在活塞腔和阻尼通道 24内充满了可逆相变液体 30，在本实施例中，该可逆相变液体 30为电流变液。通过改变施加在正极套 54和负极套 55上的电压或者电流，改变阻尼通道 24内的电流变液的阻尼，使其满足臂架 61防后倾的需要。在臂架 61与作动缸 10之间连接有阻尼控制系统 40，阻尼控制系统 40从臂架 61或者活塞杆 25获取冲击参数信息，然后根据获取的冲击参数信息确定所要输出的控制信号，最后将确定的控制信号输出至场发生器，调节场发生器的场强，从而调节可逆相变液体 30即电流变液的物相状态，实现对作动缸 10中的电流变液的阻尼的实时控制，从而能够实时调整臂架防后倾缓冲装置的缓冲作用力，更加方便快速地消除臂架由于卸载所释放出来的弹性势能，具有良好的适应性。冲击参数信息包括臂架转角、速度、加速度、风速、及吊载重量中的任意一种或者任意几种的组合。阻尼控制系统 40的结构及其作用原理与第一实施例中的阻尼控制系统 40的结构及其工作原理类似，这里不再详述。在臂架倾翻时，臂架驱动活塞 21在主缸体 20中向右运动，压缩主缸体 20中的电流变液，电流变液经阻尼通道 24流入主缸体 20的有杆腔 22内，由电流变液为活塞 21提供缓冲力；阻尼控制系统 40实时检测传感系统 41从臂架 61或者活塞杆 25上所获取的冲击参数信息，控制正极套 54和负极套 55上的电流或电压影响场发生器，使场发生器的电场强度发生改变，位于电场影响范围内的阻尼通道 24内的电流变液的物相也随之发生改变，从而控制阻尼通道 24中电流变液的阻尼。根据本发明的防后倾缓冲装置可以通过各种适当的方式安装到起重机上，例如，可以将作动缸 10的主缸体 20和活塞杆 25其中之一固定安装在臂架支座 60上，另外之一则与臂架 61接触或者朝向臂架 61延伸，或者将作动缸 10的主缸体 20和活塞杆 25其中之一固定安装在臂架 61上，另外之一则与臂架支座 61接触或者朝向臂架支座 61延伸。当采用作动缸 10的主缸体 20固定安装在臂架支座 61上，活塞杆 25与臂架 61接触的安装方式时，臂架 61则使用与活塞杆 25的末端保持接触；当采用作动缸 10 的主缸体 20固定安装在臂架支座 61上，作动缸 10的活塞杆 25朝向臂架 61延伸的安装方式时，活塞杆 25的末端通常不予臂架 61接触，只有当臂架 61转动到一定位置时才会与活塞杆 25的末端接触，并对活塞杆 25造成冲击，此时臂架防后倾装置才会起到缓冲作用。另外两种安装方式与此类同，不再赘述。从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：臂架防后倾缓冲装置包括作动缸和与作动缸连接的阻尼控制系统，阻尼控制系统根据从臂架获取的冲击参数信息确定控制信号，然后根据控制信号实时控制可逆相变液体的阻尼，从而调整臂架防后倾缓冲装置的缓冲力大小，使其能够在指定的缓冲行程内对臂架系统释放储存的弹性势能提供最优的缓冲力，避免臂架折断或倾翻。由于阻尼控制系统能够实时获取冲击参数信息，并根据所获取的冲击参数信息实时计算臂架防倾翻所需要的缓冲力，通过可逆相变液体的高响应速度实现了对臂架缓冲力的实时控制和调整，满足了不同工况下的阻尼控制需要，适应性更好，而且提高了能量利用效率。阻尼控制器可以通过冲击参数信息直接从防倾翻控制参数表中提取相应的控制参数信息，也可以通过臂架倾翻计算模块根据冲击参数信息计算实时得出控制参数信息，控制参数获取形式多样，可选择性好。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权利要求书

1. 一种臂架防后倾缓冲装置，包括：

作动缸（10)，设置在臂架支座（60) 和臂架（61 ) 之间，包括：主缸体 (20)；

活塞腔，位于所述主缸体（20) 内；

活塞（21 )，设置在所述活塞腔内，并将所述活塞腔分为有杆腔（22)和无杆腔（23 );

阻尼通道（24)，设置在所述活塞腔外侧，并连通所述有杆腔（22)和所述无杆腔（23 )，其特征在于，还包括：

场发生器，根据接收到的外部控制信号改变所述作动缸（10) 内的场强；阻尼控制系统（40)，输入端连接在冲击作用件上，输出端连接在所述场发生器上，根据接收到的冲击参数信息得到防止所述臂架（61 ) 后倾的所述外部控制信号，根据所述外部控制信号控制所述场发生器的场强，其中所述冲击作用件为所述臂架（61 ) 或者设置在所述活塞（21 ) 上的活塞杆（25 );

在所述有杆腔（22)、所述无杆腔（23 )和所述阻尼通道（24) 中内置有可逆相变液体（30)。

2. 根据权利要求 1所述的臂架防后倾缓冲装置，其特征在于，所述作动缸（10) 的一端固定设置在所述臂架支座（60) 上，另一端连接至所述臂架（61 ) 或者朝向所述臂架（61 ) 延伸，或

所述作动缸（10) 的一端固定设置在所述臂架（61 ) 上，另一端连接至所述臂架支座（60) 或者朝向所述臂架支座（60) 延伸。

3. 根据权利要求 1所述的臂架防后倾缓冲装置，其特征在于，所述阻尼控制系统

(40) 包括：

传感系统（41 )，连接至所述臂架，并获取所述冲击参数信息；阻尼控制器（42)，接收所述传感系统（41 ) 所获取的所述冲击参数信息，并根据所述冲击参数信息输出所述控制信号；功率放大系统（43 )，输入端连接所述阻尼控制器（42)，输出端连接至所述作动缸（10)，将所述阻尼控制器（42)输出的所述控制信号放大后输送至所述作动缸（10)。

4. 根据权利要求 3所述的臂架防后倾缓冲装置，其特征在于，所述阻尼控制系统

(40)还包括防倾翻控制参数表（44)，所述防倾翻控制参数表（44)连接至所述阻尼控制器（42)，并内置防倾翻控制参数，所述阻尼控制器（42)根据接收到的所述冲击参数信息从所述防倾翻控制参数表（44) 中提取相应的所述防倾翻控制参数。

5. 根据权利要求 3所述的臂架防后倾缓冲装置，其特征在于，所述阻尼控制系统

(40)还包括臂架倾翻计算模块（45 )，设置在所述传感系统（41 )和所述阻尼控制器（42) 之间，接收所述传感系统（41 ) 获取的所述冲击参数信息，并实时计算得出防倾翻控制参数，输送至所述阻尼控制器（42)。

6. 根据权利要求 1至 5中任一项所述的臂架防后倾缓冲装置，其特征在于，所述冲击参数信息包括下列参数之一或者任意组合：臂架转角、速度、加速度、风速、吊载重量。

7. 根据权利要求 1至 5中任一项所述的臂架防后倾缓冲装置，其特征在于，所述场发生器为在所述作动缸（10) 内产生可控磁场的线圈，或者在作动缸（10) 内产生可控电场的成对电极。

8. 根据权利要求 7所述的臂架防后倾缓冲装置，其特征在于，所述可逆相变液体

(30) 为磁流变液，所述场发生器设置在所述主缸体（20) 的外周，所述作动缸（10) 还包括：

副缸（50)，固定设置在所述主缸体（20)的外壁上，两端具有副缸盖（51 ); 励磁线圈（52)，设置在所述副缸（50) 的缸筒内，并与所述阻尼控制系统 (40) 连接，所述阻尼通道（24) 穿过所述励磁线圈（52) 的中心；

阻尼线圈盒（53 )，贴紧所述副缸（50) 的缸筒内缸壁设置，并具有励磁线圈安装槽，所述励磁线圈（52) 设置在所述励磁线圈安装槽内，所述阻尼通道 (24) 沿长度方向贯穿所述阻尼线圈盒（53 )。

9. 根据权利要求 8所述的臂架防后倾缓冲装置，其特征在于，所述阻尼通道（24) 与所述有杆腔（22) 和所述无杆腔（23 ) 连接的两个端口分别位于所述有杆腔

(22) 和所述无杆腔（23 ) 的端部位置。

10. 根据权利要求 8所述的臂架防后倾缓冲装置，其特征在于，所述副缸（50) 有多个，沿所述主缸体（20) 的外壁周向方向均匀设置。

11. 根据权利要求 7所述的臂架防后倾缓冲装置，其特征在于，所述可逆相变液体

(30) 为电流变液，所述场发生器设置在所述主缸体（20) 的外周，所述作动缸（10) 还包括：

副缸（50)，固定设置在所述主缸体（20)的外壁上，两端具有副缸盖（51 ); 正极套（54)和负极套（55 )，分别紧贴所述副缸（50) 的缸筒内壁并相对设置，所述正极套（54)和所述负极套（55 )分别连接至所述阻尼控制系统（40)，且在所述正极套（54) 和所述负极套（55 ) 之间形成所述阻尼通道（24)。

12. 根据权利要求 11所述的臂架防后倾缓冲装置，其特征在于，所述正极套（54) 设置在所述副缸（50) 内侧的所述缸筒内壁上，所述负极套（55 ) 设置在所述副缸（50) 外侧的所述缸筒内壁上，所述阻尼通道（24) 与所述有杆腔（22) 和所述无杆腔（23 ) 连接的两个端口分别位于所述有杆腔（22) 和所述无杆腔

(23 ) 的端部位置。

13. 根据权利要求 12所述的臂架防后倾缓冲装置，其特征在于，所述副缸（50)有多个，沿所述主缸体（20) 的外壁周向方向均匀设置。