本發(fā)明涉及工程機(jī)械，尤其涉及一種工作裝置、裝載機(jī)及工作裝置控制方法。

背景技術(shù)：

1、裝載機(jī)是一種廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口及礦山等建設(shè)工程的土石方施工機(jī)械，它主要用于鏟裝土壤、砂石、石灰、煤炭等散狀物料，也可對(duì)礦石和硬土等作輕度鏟挖作業(yè)。裝載機(jī)工作裝置是在裝載機(jī)中實(shí)現(xiàn)鏟裝、舉升和下放等主要工序的裝置。

2、現(xiàn)有的裝載機(jī)工作裝置的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要為閥控液壓系統(tǒng)。上述閥控液壓系統(tǒng)在使用中節(jié)流損失明顯，因此泵控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在裝載機(jī)逐漸被應(yīng)用。但是在現(xiàn)有的泵控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，非對(duì)稱泵的成本較高，且與蓄能器的匹配性不足，難以實(shí)現(xiàn)能耗降低與效率提升的有效結(jié)合。

3、因此，亟需一種工作裝置、裝載機(jī)及工作裝置控制方法，以解決以上問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，目的在于提供一種工作裝置，該工作裝置在工作中能夠降低液壓油溢流損失，合理利用液壓油和能量，降低能耗。

2、為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、工作裝置，包括：

4、工作斗，被配置為鏟裝物料；

5、舉升機(jī)構(gòu)，連接于所述工作斗，被配置為舉升所述工作斗；

6、轉(zhuǎn)斗機(jī)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)斗液壓缸筒和轉(zhuǎn)斗缸桿，所述轉(zhuǎn)斗缸桿兩端能夠分別伸出所述轉(zhuǎn)斗液壓缸筒且同軸可移動(dòng)地設(shè)置于所述轉(zhuǎn)斗液壓缸筒中，所述轉(zhuǎn)斗缸桿的一端傳動(dòng)連接于所述工作斗，所述轉(zhuǎn)斗缸桿沿所述轉(zhuǎn)斗液壓缸筒的軸向移動(dòng)，能夠帶動(dòng)所述工作斗轉(zhuǎn)動(dòng)；

7、液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括油箱和分別連通于所述油箱的舉升驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)和轉(zhuǎn)斗驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)，所述油箱能夠?yàn)樗鲛D(zhuǎn)斗驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)和所述舉升驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)提供油料，所述轉(zhuǎn)斗驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)和所述舉升驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)能夠分別提升油料的壓力，形成液壓油，供給所述舉升機(jī)構(gòu)和所述轉(zhuǎn)斗液壓缸筒；

8、所述舉升驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)包括舉升液壓泵和蓄能器，所述舉升液壓泵設(shè)置于所述油箱和所述舉升機(jī)構(gòu)之間，能夠吸取所述油箱中的油料，提升油料的壓力，形成液壓油；所述蓄能器能夠存續(xù)所述舉升液壓泵排出的多余的液壓油，并供給所述舉升機(jī)構(gòu)；

9、所述蓄能器向所述舉升機(jī)構(gòu)供油過(guò)程的優(yōu)先級(jí)高于所述舉升液壓泵向所述舉升機(jī)構(gòu)供油過(guò)程的優(yōu)先級(jí)。

10、作為本發(fā)明提供的工作裝置的優(yōu)選方案，所述轉(zhuǎn)斗驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)斗液壓泵，所述轉(zhuǎn)斗液壓泵連通于所述油箱，能夠吸取所述油箱中的油料；

11、所述轉(zhuǎn)斗液壓泵包括分別連通于所述轉(zhuǎn)斗液壓缸筒的兩個(gè)轉(zhuǎn)斗有桿腔的第一排油口和第二排油口，所述轉(zhuǎn)斗液壓泵能夠通過(guò)所述第一排油口和所述第二排油口向兩個(gè)所述轉(zhuǎn)斗有桿腔提供液壓油。

12、作為本發(fā)明提供的工作裝置的優(yōu)選方案，所述轉(zhuǎn)斗驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)還包括至少兩個(gè)第一溢流閥；

13、所述第一排油口與一個(gè)所述轉(zhuǎn)斗有桿腔之間的第一轉(zhuǎn)斗油路和所述油箱之間設(shè)置有所述第一溢流閥；

14、所述第二排油口與另一個(gè)所述轉(zhuǎn)斗有桿腔之間的第二轉(zhuǎn)斗油路和所述油箱之間設(shè)置有所述第一溢流閥；

15、所述第一轉(zhuǎn)斗油路和所述第二轉(zhuǎn)斗油路中的液壓油能夠分別通過(guò)所述第一溢流閥回流至所述油箱。

16、作為本發(fā)明提供的工作裝置的優(yōu)選方案，所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括補(bǔ)油子系統(tǒng)，所述補(bǔ)油子系統(tǒng)包括補(bǔ)油液壓泵，所述補(bǔ)油液壓泵連通于所述油箱，能夠?qū)⑺鲇拖渲械挠土媳盟椭了雠e升機(jī)構(gòu)，還能夠?qū)⑺鲇拖渲械挠土媳盟椭了鲛D(zhuǎn)斗液壓缸筒。

17、作為本發(fā)明提供的工作裝置的優(yōu)選方案，所述補(bǔ)油子系統(tǒng)還包括補(bǔ)油電機(jī)，所述補(bǔ)油電機(jī)連接于所述補(bǔ)油液壓泵，能夠驅(qū)動(dòng)所述補(bǔ)油液壓泵工作；所述補(bǔ)油電機(jī)的轉(zhuǎn)速能夠調(diào)節(jié)，以控制所述補(bǔ)油液壓泵間歇性啟動(dòng)。

18、作為本發(fā)明提供的工作裝置的優(yōu)選方案，所述補(bǔ)油子系統(tǒng)還包括第一單向閥和第二單向閥，所述第一單向閥和所述第二單向閥分別設(shè)置于所述補(bǔ)油液壓泵和連通所述轉(zhuǎn)斗液壓缸筒的供油油路之間，被配置為防止所述供油油路中的液壓油回流至所述油箱中。

19、作為本發(fā)明提供的工作裝置的優(yōu)選方案，所述補(bǔ)油子系統(tǒng)還包括第二溢流閥，所述第二溢流閥設(shè)置于所述補(bǔ)油液壓泵和所述油箱之間，被配置為將所述補(bǔ)油液壓泵排出的多余的液壓油導(dǎo)向所述油箱。

20、作為本發(fā)明提供的工作裝置的優(yōu)選方案，所述舉升驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)還包括第三單向閥，所述第三單向閥設(shè)置于所述油箱和所述蓄能器之間，被配置為防止所述蓄能器中的液壓油流至所述油箱。

21、作為本發(fā)明提供的工作裝置的優(yōu)選方案，所述工作裝置還包括動(dòng)臂和固定支架，所述動(dòng)臂可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于所述固定支架，所述工作斗可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于所述動(dòng)臂；和/或，

22、所述轉(zhuǎn)斗機(jī)構(gòu)還包括活動(dòng)連接的搖臂和連桿，所述搖臂可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于所述動(dòng)臂，所述連桿可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于所述工作斗，所述轉(zhuǎn)斗缸桿的一端活動(dòng)連接于所述搖臂，另一端活動(dòng)連接于所述固定支架。

23、作為本發(fā)明提供的工作裝置的優(yōu)選方案，所述舉升機(jī)構(gòu)包括舉升液壓缸筒和舉升缸桿，所述舉升液壓缸筒活動(dòng)連接于所述固定支架，所述舉升缸桿同軸可移動(dòng)地設(shè)置于所述舉升液壓缸筒中，所述舉升缸桿伸出所述舉升液壓缸筒的一端活動(dòng)連接于所述動(dòng)臂。

24、作為本發(fā)明提供的工作裝置的優(yōu)選方案，所述舉升驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)還包括兩個(gè)第三溢流閥；

25、所述舉升液壓泵與所述舉升液壓缸筒的舉升有桿腔之間通過(guò)第一舉升油路連通；所述舉升液壓泵與所述舉升液壓缸筒的舉升無(wú)桿腔之間通過(guò)第二舉升油路連通；

26、兩個(gè)所述第三溢流閥相背且并聯(lián)設(shè)置于所述第一舉升油路和所述第二舉升油路之間，所述第一舉升油路和所述第二舉升油路之間的液壓油能夠通過(guò)兩個(gè)所述第三溢流閥相互流通。

27、根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，目的在于提供一種裝載機(jī)，所述裝載機(jī)包括駕駛室本體、轉(zhuǎn)運(yùn)裝置和如上述方案任一項(xiàng)所述的工作裝置，所述轉(zhuǎn)運(yùn)裝置設(shè)置于所述駕駛室本體，被配置為帶動(dòng)所述駕駛室本體移動(dòng)，所述工作裝置設(shè)置于所述駕駛室本體。

28、根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，目的在于提供一種工作裝置控制方法，所述工作裝置控制方法基于如上述方案任一項(xiàng)所述的工作裝置進(jìn)行；

29、所述轉(zhuǎn)斗驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)斗液壓泵和轉(zhuǎn)斗電機(jī)，所述轉(zhuǎn)斗電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)斗液壓泵工作；

30、所述舉升驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)包括舉升液壓泵和舉升電機(jī)，所述舉升電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述舉升液壓泵工作，所述舉升機(jī)構(gòu)包括舉升液壓缸筒和舉升缸桿，所述舉升缸桿同軸可移動(dòng)地設(shè)置于所述舉升液壓缸筒中；

31、所述工作裝置控制方法包括：

32、s10、獲取所述轉(zhuǎn)斗液壓缸筒的位移誤差，所述轉(zhuǎn)斗液壓缸筒的位移為所述轉(zhuǎn)斗缸桿相對(duì)于所述轉(zhuǎn)斗液壓缸筒的位移距離；

33、s20、根據(jù)所述轉(zhuǎn)斗液壓缸筒的位移誤差計(jì)算所述轉(zhuǎn)斗電機(jī)的轉(zhuǎn)斗轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量；

34、s30、根據(jù)所述轉(zhuǎn)斗轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量與轉(zhuǎn)斗轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)閾值的關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)斗補(bǔ)油動(dòng)作判定，若所述轉(zhuǎn)斗轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量≤轉(zhuǎn)斗轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)閾值，依次進(jìn)行s40和s50；否則，進(jìn)行s60；

35、s40、獲取所述轉(zhuǎn)斗電機(jī)的轉(zhuǎn)斗轉(zhuǎn)速修正值；

36、s50、獲取所述轉(zhuǎn)斗電機(jī)在轉(zhuǎn)斗轉(zhuǎn)速修正值下工作時(shí)，所述轉(zhuǎn)斗液壓缸筒的轉(zhuǎn)斗修正實(shí)際位移；

37、s60、根據(jù)轉(zhuǎn)斗轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量對(duì)所述轉(zhuǎn)斗驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)油；

38、s70、獲取所述舉升液壓缸筒的位移誤差，所述舉升液壓缸筒的位移為所述舉升缸桿相對(duì)于所述舉升液壓缸筒的位移距離；

39、s80、進(jìn)行所述蓄能器工作狀態(tài)的辨識(shí)，當(dāng)所述蓄能器的實(shí)際流量大于流量閾值時(shí)，選定折算因子為0.5；否則，選定折算因子為0.9；

40、s90、根據(jù)折算因子計(jì)算舉升電機(jī)的舉升轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量；

41、s100、根據(jù)所述舉升轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量與舉升轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)閾值的關(guān)系進(jìn)行舉升補(bǔ)油動(dòng)作判定，若舉升轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量≤舉升轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)閾值，依次進(jìn)行步驟s110和s120；否則，進(jìn)行s130；

42、s110、獲取舉升電機(jī)的舉升轉(zhuǎn)速修正值；

43、s120、獲取所述舉升電機(jī)在舉升轉(zhuǎn)速修正值下工作時(shí)，所述舉升液壓缸筒的舉升修正實(shí)際位移；

44、s130、根據(jù)舉升轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量對(duì)所述舉升驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)油。

45、本發(fā)明的有益效果：

46、本發(fā)明提供的工作裝置包括工作斗、舉升機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)斗機(jī)構(gòu)以及液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。工作斗被配置為鏟裝物料。舉升機(jī)構(gòu)連接于該工作斗，被配置為舉升該工作斗。轉(zhuǎn)斗機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)斗液壓缸筒和轉(zhuǎn)斗缸桿，該轉(zhuǎn)斗缸桿兩端能夠分別伸出該轉(zhuǎn)斗液壓缸筒且同軸可移動(dòng)地設(shè)置于該轉(zhuǎn)斗液壓缸筒中，該轉(zhuǎn)斗缸桿的一端傳動(dòng)連接于該工作斗，該轉(zhuǎn)斗缸桿沿該轉(zhuǎn)斗液壓缸筒的軸向移動(dòng)，能夠帶動(dòng)該工作斗轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)采用上述轉(zhuǎn)斗缸桿兩端均能夠伸出轉(zhuǎn)斗液壓缸筒的設(shè)置，可解決現(xiàn)有技術(shù)中在轉(zhuǎn)斗機(jī)構(gòu)中采用單出桿液壓缸驅(qū)動(dòng)時(shí)，液壓油流量不平衡問(wèn)題，進(jìn)而可有效降低溢流損失。液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括油箱和分別連通于該油箱的舉升驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)和轉(zhuǎn)斗驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)，該油箱能夠?yàn)樵撧D(zhuǎn)斗驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)和該舉升驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)提供油料，該轉(zhuǎn)斗驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)和該舉升驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)能夠分別提升油料的壓力，形成液壓油，供給該舉升機(jī)構(gòu)和該轉(zhuǎn)斗液壓缸筒。通過(guò)該舉升驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)和轉(zhuǎn)斗驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)能夠分別實(shí)現(xiàn)舉升機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)斗機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)。該舉升驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)包括舉升液壓泵和蓄能器，該舉升液壓泵設(shè)置于該油箱和該舉升機(jī)構(gòu)之間，能夠吸取該油箱中的油料，提升油料的壓力，形成液壓油；該蓄能器能夠存續(xù)該舉升液壓泵排出的多余的液壓油，并供給該舉升機(jī)構(gòu)。通過(guò)上述設(shè)置，蓄能器能夠回收工作裝置在作業(yè)過(guò)程中積累的重力勢(shì)能，實(shí)現(xiàn)液壓油流量與能量的高效利用。該蓄能器向該舉升機(jī)構(gòu)供油過(guò)程的優(yōu)先級(jí)高于該舉升液壓泵向該舉升機(jī)構(gòu)供油過(guò)程的優(yōu)先級(jí)。通過(guò)上述設(shè)置，在工作裝置的舉升過(guò)程中，優(yōu)先利用蓄能器積蓄的高壓高能液壓油進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，當(dāng)蓄能器液壓油的流量處于低水平時(shí)，再使用舉升液壓泵作為主要?jiǎng)恿υ唇槿牍ぷ餮b置的舉升驅(qū)動(dòng)，通過(guò)上述設(shè)置，可充分利用蓄能器所積蓄的重力勢(shì)能，同時(shí)可降低舉升液壓泵的能耗，并降低蓄能器高壓油對(duì)工作裝置的舉升動(dòng)作的沖擊作用。