專利名稱：支腿式工程機械及其液壓控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及液壓技術領域，具體而言，涉及一種支腿式工程機械及其液壓控 制系統(tǒng)。
背景技術：
支腿式工程機械作業(yè)前，必須先將自身的支腿伸展出來，各支腿的垂直油缸將整 個車體升起脫離地面，完全由支腿支承且車身水平，以提高作業(yè)時的抗傾覆能力。傳統(tǒng)的支腿調節(jié)及找平方式主要是以手動控制為主，這種方式無法保證車輛快 速、準確的水平調節(jié)要求，在這種情況下，操作者往往會采用目測及主觀評估的方式對機械 進行大致調整，周期長，重復性差，穩(wěn)定性低等缺點都會造成機械不能工作在合理的工況 下，造成支腿的受力不均甚至過早疲勞損壞。于是支腿的自動調平技術應運而生，該技術在 眾多軍事裝備如車載雷達天線、導彈和火炮發(fā)射架上已得到了較多的應用。部分工程機械 支腿調平也有了相應的發(fā)展，該技術可提高工程機械操作的自動化程度，減少操作工人的 勞動強度，提高調平精度，加強產品的市場競爭力。現(xiàn)有的支腿調平技術主要存在以下不足之處(1)、評測標準不能反映控制目標由于調平的目標是保證支撐平面的水平程度，而現(xiàn)有支腿調平技術以機械橫向及 縱向的傾斜角度為判斷依據，不能全面的評估車輛的水平程度。舉例如下若要保證整車水平，假設要求車身傾斜角度θ小于3°，在現(xiàn)有的方案中多是設 置橫向及縱向的軸傾角α，β均小于3°為判斷水平的條件，根據水平儀橫向及縱向檢測 軸的夾角為90°，可推斷出θ = ^a2+β2因此在α，β角度小于3°的情況下不能保證整車傾角小于3°，例如α，β角度 均等于2. 5°，因此該方法不能完全確保整車的水平。(2)、調平性能的局限性由于操作的靈活性，現(xiàn)有的自動調平裝置多是與手動調平并聯(lián)使用，多數(shù)情況下 操作者會使用手動調平裝置對機械進行控制，當控制達不到預定精度時才會使用自動調平 裝置。此時若部分支腿油缸已運行至行程終點，現(xiàn)有的自動調平方案就會出現(xiàn)操作失敗的 情況。例如，在支腿1全部伸出的情況下依然出現(xiàn)α、β傾角過大，此時按照現(xiàn)有方案需 繼續(xù)將1腿伸出，但由于支腿1已到達極限位置，不能繼續(xù)伸出，造成整車不能實現(xiàn)自動調 平。(3)、整體操作性能的局限性同時，由于現(xiàn)有技術多是僅僅控制找平功能，車輛的整體舉升和下降依然采用其 他控制方式，造成兩種控制方式的相互干擾，增大了操作者的工作強度。在不同的支腿操作 時，相同的流量輸出造成了控制難度提高，控制精度降低。而且對控制速度影響較大。如在 三個支腿同時操作和一個支腿同時操作時，若輸入的流量相同，則支腿的運動速度將相差 較多，此時將造成控制及操作的困難。
3[0015]在相關的技術方案中，支腿調平技術存在上述不足之處，針對該問題，目前尚未提 出有效的解決方案。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種支腿式工程機械的液壓控制系統(tǒng)，以改善支腿調 平中存在上述問題。為了實現(xiàn)上述目的，根據本實用新型的一個方面，提供了一種支腿式工程機械的 控制系統(tǒng)。本實用新型的支腿式工程機械的控制系統(tǒng)包括車身和液壓驅動的支腿，所述液 壓控制系統(tǒng)包括驅動每個所述支腿的驅動泵，所述液壓控制系統(tǒng)還包括分別與每個所述 支腿的油缸連接的多個換向閥；與所述驅動泵及每個所述換向閥連接的控制器；其中，所 述控制器具有計算元件、多個檢測信號輸入端口以及多個控制信號輸出端口 ；每個所述換 向閥具有至少三個油腔，其中一個油腔與所述驅動泵連通，另兩個油腔分別與油缸的有桿 腔和無桿腔連接。進一步地，所述換向閥由電磁閥和手動換向閥組成，所述電磁閥的控制部件與所 述控制器的控制信號的輸出端口連接。進一步地，所述驅動泵為變量泵?；蛘哌M一步地，所述驅動泵為定量泵；所述驅動泵所使用的動力系統(tǒng)上裝配有檢 測動力系統(tǒng)轉速的測量機構；所述測量機構與所述控制器的檢測信號輸入端口連接。進一步地，所述液壓控制系統(tǒng)還包括固定在所述車身上的水平傳感器，所述水平 傳感器的檢測信號輸出端口與所述控制器的檢測信號輸入端口連接。進一步地，所述水平傳感器的橫向檢測軸和縱向檢測軸分別平行于所述車身的橫 軸和縱軸。為了實現(xiàn)上述目的，根據本實用新型的另一方面，提供了一種支腿式工程機械。本實用新型的支腿式工程機械包括車身和液壓驅動的支腿，并且還包括本實用新 型中的液壓控制系統(tǒng)。應用本實用新型的技術方案，因為驅動泵通過換向閥向油缸的有桿腔和無桿腔連 通，所以在車身的調整中支腿既能夠伸展又能夠收縮，進而車身的整體舉升和下降的控制 中可以同時進行車身的調平，這樣有助于改善車身的調平性能以及整體操作性能。

構成本說明書的一部分、用于進一步理解本實用新型的附圖示出了本實用新型的 優(yōu)選實施例，并與說明書一起用來說明本實用新型的原理。圖中圖1是根據本實用新型實施例中的支腿式工程機械的液壓控制系統(tǒng)的結構的示 意圖；圖2是根據本實用新型實施例的在支腿式工程機械上安裝水平傳感器的示意圖；圖3是根據本實用新型實施例的車身支撐面與水平面位置關系的示意圖。
具體實施方式
需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相 互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。圖1是根據本實用新型實施例中的支腿式工程機械的液壓控制系統(tǒng)的結構的示 意圖。本實施例中的支腿式工程機械包括車身和液壓驅動的支腿。該支腿式工程機械的 液壓控制系統(tǒng)如圖1所示，包括驅動泵11、控制器12和多個換向閥Vl，V2，V3和V4，這些換 向閥分別與四個支腿的油缸Cl，C2，C3，C4連接。每個換向閥具有至少三個油腔，其中一個 油腔與驅動泵11連通，另兩個油腔分別與油缸的有桿腔和無桿腔連接?？刂破?2具有計算元件、多個檢測信號輸入端口以及多個控制信號輸出端口。檢 測信號可以是各種檢測設備傳送的信號例如發(fā)動機轉速、閥門的開合狀態(tài)等，控制信號可 以是控制閥門開合或者控制發(fā)動機轉速的信號?？刂破?2的端口與各個檢測設備的信號 輸出端和/或受控設備的控制輸入端連接，圖中以箭頭作簡略表示，本實施例中控制器12 可以用來控制驅動泵11和換向閥VI，V2，V3和V4?？梢钥闯?，使用圖1中的液壓控制系統(tǒng)，因為驅動泵11通過換向閥向油缸的有桿 腔和無桿腔連通，所以在車身的調整過程中的任意狀態(tài)下支腿既能夠伸展又能夠收縮，這 樣車身的整體舉升和下降的控制中可以同時進行車身的調平，從而有助于改善車身的調平 性能以及整體操作性能。換向閥可以由電磁閥和手動換向閥組成，并且電磁閥的控制部件與控制器12的 控制信號的輸出端口連接，以實現(xiàn)由控制器12對換向閥的控制。驅動泵11可以是變量泵，通過調節(jié)其排量來控制支腿的運動。驅動泵11也可以 是定量泵，通過調節(jié)驅動泵11的動力系統(tǒng)上裝配有檢測動力系統(tǒng)轉速的測量機構，該測量 機構與控制器12的檢測信號輸入端口連接，以實現(xiàn)由控制器12對轉速的控制，從而進一步 實現(xiàn)對驅動泵11輸出的流量的控制。圖2是根據本實用新型實施例的在支腿式工程機械上安裝水平傳感器的示意圖。圖2是俯視圖，其中示出了水平傳感器13固定在支腿式工程機械20的車身上的 情形。在圖1中，水平傳感器13的檢測信號輸出端口與所述控制器12的檢測信號輸入端 口連接。因為水平傳感器既能夠檢測其所檢測的平面即車身支撐面的縱向X及橫向Y與水 平面之間的線與平面的夾角，又能夠檢測出其所在平面與水平面之間的平面與平面夾角， 所以控制器12可以根據該平面與平面夾角來判斷車身是否水平，這種評測標準能夠直接 反映控制目標。水平傳感器的安裝方式可以是使其橫向檢測軸和縱向檢測軸分別平行于所述車 身的橫軸和縱軸，這樣可以參考檢測到的上述線與平面的夾角來控制車身的找平，從而可 以采用較為簡單的控制算法。使用本實施例中的支腿式工程機械的液壓控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)在整體舉升或下降 的過程中同時實現(xiàn)調平。以下對這種控制方式加以說明。圖3是根據本實用新型實施例的車身支撐面與水平面位置關系的示意圖。如圖3所示，平行四邊形1234表示車身支撐面，其中包含平面Χ0Υ，帶有箭頭的線 條是水平面M上相互垂直的兩個軸線。平行四邊形1234的四個頂點1-4分別表示支腿式
5工程機械的四個支腿。首先檢測機械的水平角度，包括縱向X及橫向Y與水平面M之間的夾角α，β，再 根據檢測到的水平傾角計算車身支撐面1234與水平面M的夾角θ，然后根據以下標準對車 身的水平狀態(tài)進行判斷，并對支腿進行調節(jié)第一，若θ的絕對值大于預設閾值，如3°，則判斷為整車不水平。此時對支腿進 行以下判斷及操作首先對支腿情況進行判斷，分以下兩種情況1. I α I > I β I > γ 或 I β I > I α I > γ 或 | α | = | β |，貝Ij α，β 傾角所在象 限的支腿為較高支腿，其對角象限的支腿為較低支腿；2. I α I > I β I，I β I < γ 或 I β I > I α I，I α I < γ，則 α，β 中較大的一個所 連接的兩個象限對應的支腿為較高側支腿，其余兩象限所對應的支腿為較低側支腿，舉例 如如圖中所示，角α和β分別以OX、OY為基準，逆時針為正，α = 2.9°、β = 0.9°， 此時結合圖3及傾角判據可以判斷出1，4支腿為較高支腿，3，2支腿為較低支腿；這里的Υ為單坐標控制精度，其值大小會影響系統(tǒng)的調節(jié)速度。如在θ閾值;T 情況下，可以設置Y為1°。接下來對支腿進行操作控制，具體如下若整車要求或默認為舉升、伸展，控制較高支腿收縮，較低支腿伸出，較高腿收縮 過程采用一些流量控制或限制措施，提高整車舉升效率；根據支腿的操作需求計算出系統(tǒng) 所需流量，從而改變動力系統(tǒng)所提供的功率或轉速，提高操作精度及速度。此處的支腿需求 是支腿的動作個數(shù)，根據油缸的面積及伸縮速度計算出每個油缸動作需要的流量，假設動 作的支腿個數(shù)及收縮不同，就可根據每個的流量乘上個數(shù)計算出系統(tǒng)需要的流量，從而進 行發(fā)送機控制以便滿足要求，此處是一種閉環(huán)控制，反饋信號為系統(tǒng)所需流量。若整車要求或默認為降低、收縮，控制較高支腿收縮；根據支腿的操作需求計算出 系統(tǒng)所需流量，從而改變動力系統(tǒng)所提供的功率或轉速，提高操作精度及速度。第二，若θ的絕對值大小小于預設閾值，如3°，則判斷為整車水平，給出水平提 示，同時根據伸展或收縮的需求四個支腿被控制為同時伸出或收縮。此時，改變動力系統(tǒng)所 提供的功率或流量，提高操作精度及速度。以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本 領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則 之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1. 一種支腿式工程機械的液壓控制系統(tǒng)，所述支腿式工程機械包括車身和液壓驅動的 支腿，所述液壓控制系統(tǒng)包括驅動每個所述支腿的驅動泵，其特征在于，所述液壓控制系統(tǒng) 還包括多個換向閥，分別與每個所述支腿的油缸連接；控制器，與所述驅動泵及每個所述換向閥連接；其中，所述控制器具有計算元件、多個檢測信號輸入端口以及多個控制信號輸出端口 ；每個所述換向閥具有至少三個油腔，其中一個油腔與所述驅動泵連通，另兩個油腔分 別與油缸的有桿腔和無桿腔連接。
2.根據權利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述換向閥由電磁閥和手動換向閥 組成，所述電磁閥的控制部件與所述控制器的控制信號的輸出端口連接。
3.根據權利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述驅動泵為變量泵。
4.根據權利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述驅動泵為定量泵；所述驅動泵所使用的動力系統(tǒng)上裝配有檢測動力系統(tǒng)轉速的測量機構；所述測量機構與所述控制器的檢測信號輸入端口連接。
5.根據權利要求1至4中任一項權利要求所述的液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括固 定在所述車身上的水平傳感器，所述水平傳感器的檢測信號輸出端口與所述控制器的檢測 信號輸入端口連接。
6.根據權利要求1至4中任一項權利要求所述的液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述水平 傳感器的橫向檢測軸和縱向檢測軸分別平行于所述車身的橫軸和縱軸。
7.一種支腿式工程機械，所述支腿式工程機械包括車身和液壓驅動的支腿，其特征在 于，所述工程機械包括權利要求1至4中任一項權利要求所述的液壓控制系統(tǒng)。
8.根據權利要求7所述的支腿式工程機械，其特征在于，所述液壓控制系統(tǒng)還包括固 定在所述車身上的水平傳感器。
9.根據權利要求7所述的支腿式工程機械，其特征在于，所述水平傳感器的橫向檢測 軸和縱向檢測軸分別平行于所述車身的橫軸和縱軸。
專利摘要本實用新型公開了一種支腿式工程機械及其控制系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術中的支腿調平技術存在評測標準不能反映控制目標以及調平性能、整體操作性能存在局限性的問題。本實用新型中的支腿式工程機械包括車身和液壓驅動的支腿，液壓控制系統(tǒng)包括驅動每個支腿的驅動泵，該液壓控制系統(tǒng)還包括分別與每個所述支腿的油缸連接的多個換向閥；與所述驅動泵及每個所述換向閥連接的控制器；其中，所述控制器具有計算元件、多個檢測信號輸入端口以及多個控制信號輸出端口；每個所述換向閥具有至少三個油腔，其中一個油腔與所述驅動泵連通，另兩個油腔分別與油缸的有桿腔和無桿腔連接。
文檔編號B60S9/10GK201784598SQ20102020682
公開日2011年4月6日 申請日期2010年5月28日 優(yōu)先權日2010年5月28日
發(fā)明者王佳茜, 高榮芝 申請人:長沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司