新型集成電液比例控制系統(tǒng)的電控裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型集成電液比例控制系統(tǒng)的電控裝置，包括控制電路和液壓系統(tǒng)?？刂齐娐钒ㄖ悄芸刂破鱑1和兩個電機驅(qū)動電路；液壓系統(tǒng)包括油泵、多路換向閥、傾斜調(diào)速閥、升降調(diào)速閥、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)溢流閥、轉(zhuǎn)向助力隨動閥、傾斜液壓缸、升降液壓缸和轉(zhuǎn)向助力液壓缸；油泵與多路換向閥相連接，多路換向閥包括四個輸出端口。多路換向閥通過4個輸出端口與傾斜調(diào)速閥、升降調(diào)速閥、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)溢流閥、轉(zhuǎn)向助力隨動閥相連接。本發(fā)明的新型集成電液比例控制系統(tǒng)的電控裝置，具有可滿足工程機械、專用車輛等的工作要求、環(huán)境溫度達到120℃、降低操作人員的勞動強度、提高工作效率和可靠性等優(yōu)點。
【專利說明】新型集成電液比例控制系統(tǒng)的電控裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種新型集成電液比例控制系統(tǒng)的電控裝置，尤其是一種用于工程機械、專用車輛如叉車等的新型集成電液比例控制系統(tǒng)的電控裝置。
【背景技術】
[0002]液力叉車液壓系統(tǒng)多路換向閥采用雙向自保持電磁鐵采用雙線圈結(jié)構(gòu)，自保持式電磁鐵(也稱磁鎖電磁鐵)，其結(jié)構(gòu)類似于框架式電磁鐵，但內(nèi)部置有高性能永磁體。當線圈通電后，軸芯產(chǎn)生軸向位移，斷電后，在永磁體的封閉磁場作用下，能保持軸芯在通電位移后的位置(自鎖)，而不再需要電力的輸入維持。吸引與復位由脈沖電源驅(qū)動。具有用電省、溫升小、功率大等優(yōu)點。該產(chǎn)品分單向自保持與雙向自保持兩種。單向自保持只將鐵芯保持(自鎖)在行程終端的一個位置。而雙向自保持電磁鐵采用雙線圈結(jié)構(gòu)，能將鐵芯保持(自鎖)在形成始與終的兩個不同的位置，且兩個位置具有同等的輸出力矩(具有雙穩(wěn)態(tài)特點)。電磁鐵與多路換向閥連接應作隔熱處理，控制電磁鐵溫度不超過80°C。傳統(tǒng)的電液比例控制多路換向閥由于環(huán)境溫度不能超過80°C，而叉車液壓油溫度往往超過80°C，由于一體式的電液比例控制多路換向閥的油液熱傳導，液比例控制多路換向閥由于電磁特性的限制，這就造成了實際使用中故障率高、可靠性差等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是為避免上述已有技術中存在的不足之處，提供一種新型集成電液比例控制系統(tǒng)的電控裝置，以降低操作人員的勞動強度、提高工作效率和可靠性。
[0004]本發(fā)明為解決技術問題采用以下技術方案。
[0005]新型集成電液比例控制系統(tǒng)的電控裝置，其結(jié)構(gòu)特點是，包括控制電路和液壓系統(tǒng)；
[0006]所述控制電路包括智能控制器Ul和電機驅(qū)動電路；所述電機驅(qū)動電路包括第一電機驅(qū)動電路和第二電機驅(qū)動電路；所述第一電機驅(qū)動電路包括第一步進電機控制芯片U2和第一步進電機驅(qū)動芯片U3 ;所述第二電機驅(qū)動電路包括第二步進電機控制芯片U4和第二步進電機驅(qū)動芯片U5 ;所述霍爾傳感器與所述智能控制器Ul相連接；所述第一步進電機驅(qū)動芯片U3通過所述第一步進電機控制芯片U2與所述智能控制器Ul相連接，所述第二步進電機驅(qū)動芯片U5通過第二步進電機控制芯片U4與所述智能控制器Ul相連接；
[0007]電容Cl、電阻Rl和電阻R2均與所述第一步進電機控制芯片U2相連接，電阻R3和電阻R4均與所述第一步進電機驅(qū)動芯片U3相連接，電阻R3和電阻R4又同時均與所述第一步進電機驅(qū)動芯片U2相連接；電容C2、電阻R5和電阻R6均與所述第一步進電機控制芯片U4相連接，電阻R7和電阻R8均與所述第一步進電機驅(qū)動芯片U5相連接，電阻R7和電阻R8又同時均與所述第一步進電機驅(qū)動芯片U4相連接；
[0008]所述液壓系統(tǒng)包括油泵、多路換向閥、傾斜調(diào)速閥、升降調(diào)速閥、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)溢流閥、轉(zhuǎn)向助力隨動閥、傾斜液壓缸、升降液壓缸和轉(zhuǎn)向助力液壓缸；所述油泵與所述多路換向閥相連接，所述多路換向閥包括四個輸出端口:A1端口、A2端口、B2端口和PF端口 ；所述多路換向閥通過所述A2端口與所述傾斜調(diào)速閥相連接，所述傾斜調(diào)速閥與所述傾斜液壓缸的有桿腔相連接；所述多路換向閥通過所述B2端口與所述傾斜液壓缸的無桿腔相連接；所述多路換向閥通過所述Al端口與所述升降調(diào)速閥相連接，所述升降調(diào)速閥與升降液壓缸的無桿腔相連接；所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)溢流閥與轉(zhuǎn)向助力隨動閥均與所述多路換向閥的PF端口相連接，所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)溢流閥與轉(zhuǎn)向助力隨動閥相連接；所述轉(zhuǎn)向助力隨動閥與所述轉(zhuǎn)向助力液壓缸的無桿腔相連接；
[0009]第一步進電機驅(qū)動芯片U3與傾斜調(diào)速閥的步進電機相連接，第二步進電機驅(qū)動芯片U5與升降調(diào)速閥的步進電機相連接。
[0010]本發(fā)明的新型集成電液比例控制系統(tǒng)的電控裝置的結(jié)構(gòu)特點也在于:
[0011]所述傾斜調(diào)速閥和升降調(diào)速閥均為先導比例控制調(diào)速閥，由步進電機驅(qū)動。
[0012]所述智能控制器Ul為單片機STC12C5410AD。
[0013]所述多路換向閥采用雙向自保持式電磁鐵和雙線圈結(jié)構(gòu)。
[0014]與已有技術相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在:
[0015]本發(fā)明的新型集成電液比例控制系統(tǒng)的電控裝置，當操作人員移動操縱手柄時，霍爾傳感器檢測到操縱手柄的動作，將操作信號發(fā)送給智能控制器U1，由智能控制器Ul將控制信號發(fā)送給兩個電機驅(qū)動電路，由兩個電機驅(qū)動電路驅(qū)動由于控制傾斜和升降的傾斜調(diào)速閥和升降調(diào)速閥的步進電機，從而控制兩個調(diào)速閥的進出油量，對傾斜液壓缸、升降液壓缸進行傾斜操作和升降控制。傾斜調(diào)速閥、升降調(diào)速閥均與所述智能控制器Ui相連接，由智能控制器Ul檢測傾斜調(diào)速閥、升降調(diào)速閥的動作。多路換向閥通過所述PF端口和所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)溢流閥與轉(zhuǎn)向助力隨動閥相連接，實現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向的功能，可滿足不同車速下獲得不同的轉(zhuǎn)向要求、使駕駛員在汽車低速行駛時獲得較大助力、提高駕駛的舒適性和安全性。
[0016]傾斜調(diào)速閥和升降調(diào)速閥均采用先導控制比例調(diào)速閥，由步進電機控制，新型電液比例控制系統(tǒng)推出了一種新型的采用步進電機控制的節(jié)流閥的閥特性式的系統(tǒng)。步進閥有如下特點:提高了閥的位置精度；工作過程中，向執(zhí)行機構(gòu)供給的電流被中斷時，液壓力不會因為閥位置的變動而發(fā)生快速變化，即系統(tǒng)出故障的情況下穩(wěn)定性好。新型電液比例控制系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、抗干擾能力強、環(huán)境溫度達到120°C，能滿足工程機械、專用車輛(叉車)叉車工作要求，并可輕易實現(xiàn)閉環(huán)控制。
[0017]本發(fā)明的新型集成電液比例控制系統(tǒng)的電控裝置，具有可滿足工程機械、專用車輛等的工作要求、環(huán)境溫度達到120°C、降低操作人員的勞動強度、提高工作效率和可靠性、使駕駛員在汽車低速行駛時獲得較大助力、提高駕駛的舒適性和安全性等優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的新型集成電液比例控制系統(tǒng)的電控裝置的液壓系統(tǒng)的原理圖。
[0019]圖2為本發(fā)明的新型集成電液比例控制系統(tǒng)的電控裝置的控制電路的電路圖。
[0020]圖3為本發(fā)明的新型集成電液比例控制系統(tǒng)的電控裝置的手動操作裝置的主視圖。
[0021]圖4為圖3的A-A剖面圖。
[0022]圖5為本發(fā)明的新型集成電液比例控制系統(tǒng)的電控裝置的手動操作裝置的左視圖。
[0023]圖1?圖5中標號為；I操縱手柄,2底座,3手柄轉(zhuǎn)套,4永磁鋼塊,5霍爾傳感器，6油泵，7多路換向閥，71傾斜閥，72提升閥，8傾斜調(diào)速閥，9升降調(diào)速閥，10轉(zhuǎn)向系統(tǒng)溢流閥，11轉(zhuǎn)向助力隨動閥，12傾斜液壓缸，13升降液壓缸，14轉(zhuǎn)向助力液壓缸，15急停按鈕。
[0024]以下通過【具體實施方式】，并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
【具體實施方式】
[0025]參見附圖1?附圖5，新型集成電液比例控制系統(tǒng)的電控裝置，包括控制電路和液壓系統(tǒng)；
[0026]所述控制電路包括智能控制器Ul和電機驅(qū)動電路；所述電機驅(qū)動電路包括第一電機驅(qū)動電路和第二電機驅(qū)動電路；所述第一電機驅(qū)動電路包括第一步進電機控制芯片U2和第一步進電機驅(qū)動芯片U3 ;所述第二電機驅(qū)動電路包括第二步進電機控制芯片U4和第二步進電機驅(qū)動芯片U5 ;所述霍爾傳感器與所述智能控制器Ul相連接；所述第一步進電機驅(qū)動芯片U3通過所述第一步進電機控制芯片U2與所述智能控制器Ul相連接，所述第二步進電機驅(qū)動芯片U5通過第二步進電機控制芯片U4與所述智能控制器Ul相連接；
[0027]電容Cl、電阻Rl和電阻R2均與所述第一步進電機控制芯片U2相連接，電阻R3和電阻R4均與所述第一步進電機驅(qū)動芯片U3相連接，電阻R3和電阻R4又同時均與所述第一步進電機驅(qū)動芯片U2相連接；電容C2、電阻R5和電阻R6均與所述第一步進電機控制芯片U4相連接，電阻R7和電阻R8均與所述第一步進電機驅(qū)動芯片U5相連接，電阻R7和電阻R8又同時均與所述第一步進電機驅(qū)動芯片U4相連接；
[0028]所述液壓系統(tǒng)包括油泵6、多路換向閥7、傾斜調(diào)速閥8、升降調(diào)速閥9、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)溢流閥10、轉(zhuǎn)向助力隨動閥11、傾斜液壓缸12、升降液壓缸13和轉(zhuǎn)向助力液壓缸14 ;所述油泵6與所述多路換向閥7相連接，所述多路換向閥7包括四個輸出端口:A1端口、A2端口、B2端口和PF端口 ；所述多路換向閥7通過所述A2端口與所述傾斜調(diào)速閥8相連接，所述傾斜調(diào)速閥8與所述傾斜液壓缸12的有桿腔相連接；所述多路換向閥7通過所述B2端口與所述傾斜液壓缸12的無桿腔相連接；所述多路換向閥7通過所述Al端口與所述升降調(diào)速閥9相連接，所述升降調(diào)速閥9與升降液壓缸13的無桿腔相連接；所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)溢流閥10與轉(zhuǎn)向助力隨動閥11均與所述多路換向閥7的PF端口相連接，所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)溢流閥10與轉(zhuǎn)向助力隨動閥11相連接；所述轉(zhuǎn)向助力隨動閥11與所述轉(zhuǎn)向助力液壓缸14的無桿腔相連接；
[0029]第一步進電機驅(qū)動芯片U3與傾斜調(diào)速閥8的步進電機相連接，第二步進電機驅(qū)動芯片U5與升降調(diào)速閥9的步進電機相連接。
[0030]如圖1所示為液壓系統(tǒng)的原理圖?；钊麑⒁簤焊變?nèi)的腔體分為有桿腔和無桿腔。有桿腔指液壓缸的活塞桿所在的腔體，所述無桿腔指液壓缸內(nèi)遠離所述活塞桿的一側(cè)的腔體。Al端口、A2端口、B2端口和PF端口均為多路換向閥的工作油口，P為進油口，O為回油口。P 口與油泵相連接，O 口與回油槽相連接。如圖2為控制電路的電路圖。
[0031]如圖3?5,手動操作裝置包括操縱手柄I和底座2,所述操縱手柄I的下端插入于所述底座2之內(nèi)，所述底座2的上方設置有手柄轉(zhuǎn)套3，在所述手柄轉(zhuǎn)套3之內(nèi)設置有永磁鋼塊4和霍爾傳感器5 ;所述永磁鋼塊4設置于所述手柄轉(zhuǎn)套3上，所述霍爾傳感器5設置于所述操縱手柄I上。霍爾傳感器5與所述智能控制器Ul相連接。所述操縱手柄I的頂端設置有急停按鈕15。
[0032]具體工作時，當操作人員移動操縱手柄時，霍爾傳感器檢測到操縱手柄的動作，將操作信號發(fā)送給智能控制器U1，由智能控制器Ul將控制信號發(fā)送給兩個電機驅(qū)動電路，由兩個電機驅(qū)動電路驅(qū)動用于控制傾斜和升降的傾斜調(diào)速閥和升降調(diào)速閥的步進電機，從而控制兩個調(diào)速閥的進出油量，對傾斜液壓缸、升降液壓缸進行傾斜操作和升降控制。傾斜調(diào)速閥、升降調(diào)速閥均與所述智能控制器Ul相連接，由智能控制器Ul檢測傾斜調(diào)速閥、升降調(diào)速閥的動作。多路換向閥通過所述PF端口和所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)溢流閥與轉(zhuǎn)向助力隨動閥相連接，實現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向的功能，可滿足不同車速下獲得不同的轉(zhuǎn)向要求、使駕駛員在汽車低速行駛時獲得較大助力、提高駕駛的舒適性和安全性。多路換向閥包括傾斜閥71和提升閥72。A2端口、B2端口為傾斜閥71的輸出端口，Al端口為提升閥72的輸出端口。
[0033]多路換向閥，由進油閥片、換向閥片和回油閥片組成，為適應不同情況的要求，可任意增減組合。油路采用并聯(lián)油路。閥片內(nèi)部設置單向閥，為防止油液倒流。進油閥片帶有先導式溢流閥，以控制整個系統(tǒng)壓力。分流閥的作用是將穩(wěn)定、恒量油液提供給轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分流閥帶有一個溢流閥，保證轉(zhuǎn)向系統(tǒng)正常工作。根據(jù)用戶需要，換向閥片可裝有過載閥以滿足不同執(zhí)行機構(gòu)負載需要。
[0034]多路換向閥采用雙向自保持式電磁鐵，采用雙線圈結(jié)構(gòu)。吸引與復位由脈沖電源驅(qū)動，具有用電省、溫升小、功率大等優(yōu)點。電磁鐵與多路換向閥連接作隔熱處理，控制電磁鐵溫度不超過80°C。傳統(tǒng)的電液比例控制多路閥由于環(huán)境溫度不能超過80°C，而叉車液壓軸溫往往超過80°C，由于一體式的電液比例控制多路閥的油液熱傳導，電液比例控制多路閥由于電磁特性的限制，這就造成了實際使用中故障率高、可靠性差等缺陷。
[0035]針對液力叉車目前使用先導控制比例調(diào)速閥系統(tǒng)存在的缺陷，本發(fā)明的電液比例控制系統(tǒng)推出了一種新型的采用步進電機控制的節(jié)流閥的閥特性式的系統(tǒng)。
[0036]與傳統(tǒng)電磁閥相比，步進閥有如下幾個特點。
[0037]I)提高了閥的位置精度；工作過程中，向執(zhí)行機構(gòu)供給的電流被中斷時，液壓力不會因為閥位置的變動而發(fā)生快速變化，即系統(tǒng)出故障的情況下穩(wěn)定性好；
[0038]2)傳統(tǒng)電控液壓系統(tǒng)的電磁閥由于電磁特性的限制，環(huán)境溫度不能超過80°C，而叉車發(fā)動機室的環(huán)境溫度經(jīng)常在80°C?100°C之間，這就造成了實際使用中故障率高、可靠性差等缺陷，而步進節(jié)流閥能夠在120°C以下的環(huán)境溫度中正常工作，由步進電機轉(zhuǎn)動停留的位置，定義步進閥各閥口的導通狀態(tài)；
[0039]3)本發(fā)明的電液比例控制系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、抗干擾能力強、環(huán)境溫度達到120°C，能滿足叉車工作要求，并可輕易實現(xiàn)閉環(huán)控制，取代電液伺服控制閥器可靠性差、成本聞等缺陷。
[0040]集成化操縱就是用一個操縱手柄完成叉車的所有控制動作:叉車門架上升/下降、叉車貨叉前傾/后傾?？山档筒僮魅藛T的勞動強度，從而提高勞動效率。同時也解決了叉車駕駛室空間布置的難題。
[0041]操縱手柄位置傳感器發(fā)出的信號隨其操縱位置的變化而變化，當手柄位于中位或反位操作時，其輸出信號在0.6?2.8V之間，E⑶控制相應比例閥電流約90mA左右，該比例閥處于關閉狀態(tài)，相應的先導控制油壓為零(不動作)；當操作該操縱位時，其輸出信號在3.0?4.4V之間，隨操作幅度增大而增大，E⑶控制相應比例閥電流隨之按比例在300?IOOOmA間變化，相應的先導控制油壓在0.5?2.9MPa間變化，從而控制相應的動作換向閥開度。
[0042]為確保安全，在打開電源和起動前，控制裝置E⑶需確認各操縱位置位于中位(4個位置傳感信號電壓均應為2.5±0.3V，否則以操縱手柄不在中位而對叉車門架上升/下降、叉車貨叉前傾/后傾等所有動作的控制比例閥電流進行鎖定保護，禁止其工作。
[0043]按下急停開關按鈕，控制裝置E⑶需確認各操縱位置位于中位，對控制比例閥電流進行鎖定保護，禁止其工作。
[0044]所述傾斜調(diào)速閥8和升降調(diào)速閥9均為先導比例控制調(diào)速閥，由步進電機驅(qū)動。
[0045]所述智能控制器Ul為單片機STC12C5410AD。
[0046]所述多路換向閥7采用雙向自保持式電磁鐵和雙線圈結(jié)構(gòu)。
[0047]智能控制器Ul優(yōu)選STC12C5410AD。STC12C5410系列單片機是由宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機器周期(IT)的兼容8051內(nèi)核單片機，是高速/低功耗的新一代8051單片機，全新的流水線/精簡指令集結(jié)構(gòu)，內(nèi)部集成MAX810專用復位電路。
[0048]兩個電機驅(qū)動電路都是由驅(qū)動控制邏輯芯片L297以及芯片L298N組成的多功能電路。單片機的I/O 口輸出控制脈沖，經(jīng)過L297、L298N驅(qū)動電路對脈沖進行處理，輸出能直接控制驅(qū)動電機或步進電機的驅(qū)動信號。
[0049]第一步進電機控制芯片U2和第二步進電機控制芯片U4均為L297。L297是意大利SGS半導體公司生產(chǎn)的步進電機專用控制器，它能產(chǎn)生4相控制信號，可用于計算機控制的兩相雙極和四相單相步進電機，能夠用單四拍、雙四拍、四相八拍方式控制步進電機。芯片內(nèi)的PWM斬波器電路可開關模式下調(diào)節(jié)步進電機繞組中的電機繞組中的電流。該集成電路采用了 SGS公司的模擬/數(shù)字兼容的I2L技術，使用5V的電源電壓，全部信號的連接都與TFL/CM0S或集電極開路的晶體管兼容。L297芯片是具有20個引腳的雙列直插式塑膠封裝的步進電動機控制器。它可產(chǎn)生四相驅(qū)動信號，能用半步(八拍)和全步(四拍)等方式驅(qū)動單片機控制兩相雙極或四相單極步進電機。該芯片內(nèi)部的PWM斬波器允許在關模式下控制步進電動機繞組電流，由于相序信號也是由內(nèi)部產(chǎn)生的，因此它只需要時鐘、方向和模式輸入信號便能控制步進電動機，可減輕微處理器和程序設計的負擔。
[0050]第一步進電機驅(qū)動芯片U3和第二步進電機驅(qū)動芯片U5均為L298N。L298N是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機驅(qū)動芯片。該芯片采用15腳封裝。主要特點是:工作電壓高，最高工作電壓可達46V ;輸出電流大，瞬間峰值電流可達3A，持續(xù)工作電流為2A ；內(nèi)含兩個H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動器，可以用來驅(qū)動直流電動機和步進電動機、繼電器線圈等感性負載；采用標準邏輯電平信號控制；具有兩個使能控制端，在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作有一個邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作；可以外接檢測電阻，將變化量反饋給控制電路。使用L298N芯片驅(qū)動電機，該芯片可以驅(qū)動兩個二相電機，也可以驅(qū)動一個四相電機，可以直接通過電源來調(diào)節(jié)輸出電壓；并可以直接用單片機的I/O 口提供信號，電路簡單，使用比較方便。
[0051]如圖1所示，工程機械、專用車輛(叉車)新型集成電液比例控制系統(tǒng)的電控裝置的液壓系統(tǒng)組成主要有齒輪泵、多路換向閥、先導控制比例調(diào)速閥、傾斜液壓缸、舉升液壓缸、助力轉(zhuǎn)向、壓力安全保護等單元組成。[0052]多路換向閥采用雙向自保持電磁鐵采用雙線圈結(jié)構(gòu)，當線圈通電后，能保持軸芯在通電位移后的位置(自鎖)，而不再需要電力的輸入維持。吸引與復位由脈沖電源驅(qū)動。具有用電省、溫升小、功率大等優(yōu)點。
[0053]先導控制比例調(diào)速閥采用步進電機控制，新型電液比例控制系統(tǒng)推出了一種新型的采用步進電機控制的節(jié)流閥的閥特性式的系統(tǒng)。與電磁閥相比，步進閥有如下特點:提高了閥的位置精度；工作過程中，向執(zhí)行機構(gòu)供給的電流被中斷時，液壓力不會因為閥位置的變動而發(fā)生快速變化，即系統(tǒng)出故障的情況下穩(wěn)定性好。新型電液比例控制系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、抗干擾能力強、環(huán)境溫度達到120°C，能滿足工程機械、專用車輛(叉車)叉車工作要求，并可輕易實現(xiàn)閉環(huán)控制。
[0054]如圖2,前推操縱手柄時,傾斜操作信號輸出在0.6?2.2V ;后拉操縱手柄時,傾斜操作信號輸出在2.8?4.4V。左推操縱手柄時，升降操作信號輸出在0.6?2.2V ;右推操縱手柄時，升降操作信號輸出在2.8?4.4V。
[0055]操縱手柄發(fā)出的信號隨其操縱位置的變化而變化，當手柄位于中位或反位操作時，其輸出信號在0.6?2.8V之間；當手柄位于正向(前推或右推)操作時，其輸出信號在2.8?4.4V之間，集成液壓操縱電控裝置輸出步進電機控制邏輯集成液壓操縱電控裝置輸出步進電機控制邏輯，驅(qū)動二路步進電機，通過先導控制比例調(diào)速閥分別控制傾斜與升降，同時輸出控制邏輯，于控制傾斜閥與提升閥。
[0056]以上控制過程通過圖2所示的原理電路實現(xiàn)。操縱手柄的霍爾元件輸出信號送給計算機STC12C5410AD，計算機單元輸出的控制信號分別通過由芯片L297和L298以及晶體管組成的邏輯驅(qū)動電路控制步進電機與傾斜閥、升降閥，從而實現(xiàn)操作控制；當手柄位于中位時，計算機單元輸出停止控制信號，終止并復位系統(tǒng)操縱。
[0057]為確保安全，在打開電源和起動前，控制裝置首先確認各操縱位置位于中位，即手柄輸出信號電壓均應為2.5±0.3V，否則以操縱手柄不在中位而對叉車門架上升/下降、叉車貨叉前傾/后傾等所有動作的控制信號進行鎖定保護，禁止其工作。按下急停開關按鈕15，控制裝置確認各操縱位置位于中位，對控制比例閥電流進行鎖定保護，禁止其工作。
[0058]如圖3?5所示,手動操作裝置包括有操縱手柄與手柄轉(zhuǎn)套,二者相對應的位置分別安裝一對霍爾元件(即霍爾傳感器)和永磁鋼塊(即磁鋼)。當手柄轉(zhuǎn)套轉(zhuǎn)動時，霍爾元件和磁鋼的相對位置變化，傳感器發(fā)出的信號隨其距離變化而變化，當手柄位于中位時，其輸出信號在2.5±0.3V之間，當操作該操縱位時，手柄轉(zhuǎn)套轉(zhuǎn)動，其輸出信號在2.8?4.4V或
0.6?2.2V之間，輸出信號隨操作幅度增大而遠離2.5V，手柄頂部按鈕按動是，為中位停止操作，此時輸出信號為2.5V。
[0059]操縱手柄位置傳感器，即霍爾傳感器發(fā)出的信號隨其操縱位置的變化而變化，當手柄位于中位或反位操作時，其輸出信號在0.6?2.8V之間，ECU控制相應比例閥電流約90mA左右，該比例閥處于關閉狀態(tài)，相應的先導控制油壓為零(不動作)；當操作該操縱位時，其輸出信號在3.0?4.4V之間，隨操作幅度增大而增大,ECU控制相應比例閥電流隨之按比例在300?IOOOmA間變化，相應的先導控制油壓在0.5?2.9MPa間變化，從而控制相應的動作換向閥開度。
[0060]為確保安全,在打開電源和起動前,控制裝置E⑶需確認各操縱位置位于中位(4個位置傳感信號電壓均應為2.5±0.3V，否則以操縱手柄不在中位而對叉車門架上升/下降、叉車貨叉前傾/后傾等所有動作的控制比例閥電流進行鎖定保護，禁止其工作。
[0061]按下急停開關按鈕15，控制裝置E⑶需確認各操縱位置位于中位，對控制比例閥電流進行鎖定保護，禁止其工作。
[0062]新型集成電液比例控制系統(tǒng)的電控裝置電路原理圖如圖2所示。
[0063]前推操縱手柄時，傾斜操作信號輸出在0.6?2.2V ;后拉操縱手柄時,傾斜操作信號輸出在2.8?4.4V。
[0064]左推操縱手柄時，升降操作信號輸出在0.6?2.2V ;右推操縱手柄時，升降操作信號輸出在2.8?4.4V。
[0065]操縱手柄發(fā)出的信號隨其操縱位置的變化而變化，當手柄位于中位或反位操作時，其輸出信號在0.6?2.8V之間；當手柄位于正向(前推或右推)操作時，其輸出信號在
2.8?4.4V之間，集成液壓操縱電控裝置輸出步進電機控制邏輯集成液壓操縱電控裝置輸出步進電機控制邏輯，驅(qū)動二路步進電機，通過先導控制比例調(diào)速閥分別控制傾斜與升降，同時輸出控制邏輯，于控制傾斜閥與提升閥。
[0066]以上控制過程通過圖2所示的原理電路實現(xiàn)。操縱手柄的霍爾元件輸出信號送給計算機STC12C5410AD，計算機單元輸出的控制信號分別通過由芯片L297和L298以及晶體管組成的邏輯驅(qū)動電路控制步進電機與傾斜閥、升降閥，從而實現(xiàn)操作控制；當手柄位于中位時，計算機單元輸出停止控制信號，終止并復位系統(tǒng)操縱。
[0067]為確保安全，在打開電源和起動前，控制裝置首先確認各操縱位置位于中位，即手柄輸出信號電壓均應為2.5±0.3V，否則以操縱手柄不在中位而對叉車門架上升/下降、叉車貨叉前傾/后傾等所有動作的控制信號進行鎖定保護，禁止其工作。按下急停開關按鈕，控制裝置確認各操縱位置位于中位，對控制比例閥電流進行鎖定保護，禁止其工作。
[0068]本發(fā)明的新型集成電液比例控制系統(tǒng)的電控裝置，結(jié)構(gòu)簡單，操縱可靠，裝置操縱空間布置容易；操作手柄采用霍爾元件，結(jié)構(gòu)簡單，動作控制精準、可靠，過程控制穩(wěn)定，多種邏輯控制實施迅速、準確，抗干擾能力強；輸出控制壓力穩(wěn)定。
【權(quán)利要求】
1.新型集成電液比例控制系統(tǒng)的電控裝置，其特征是，包括控制電路和液壓系統(tǒng)； 所述控制電路包括智能控制器Ul和電機驅(qū)動電路；所述電機驅(qū)動電路包括第一電機驅(qū)動電路和第二電機驅(qū)動電路；所述第一電機驅(qū)動電路包括第一步進電機控制芯片U2和第一步進電機驅(qū)動芯片U3 ;所述第二電機驅(qū)動電路包括第二步進電機控制芯片U4和第二步進電機驅(qū)動芯片U5 ;所述霍爾傳感器與所述智能控制器Ul相連接；所述第一步進電機驅(qū)動芯片U3通過所述第一步進電機控制芯片U2與所述智能控制器Ul相連接，所述第二步進電機驅(qū)動芯片U5通過第二步進電機控制芯片U4與所述智能控制器Ul相連接； 電容Cl、電阻Rl和電阻R2均與所述第一步進電機控制芯片U2相連接，電阻R3和電阻R4均與所述第一步進電機驅(qū)動芯片U3相連接，電阻R3和電阻R4又同時均與所述第一步進電機驅(qū)動芯片U2相連接；電容C2、電阻R5和電阻R6均與所述第一步進電機控制芯片U4相連接，電阻R7和電阻R8均與所述第一步進電機驅(qū)動芯片U5相連接，電阻R7和電阻R8又同時均與所述第一步進電機驅(qū)動芯片U4相連接； 所述液壓系統(tǒng)包括油泵(6)、多路換向閥(7)、傾斜調(diào)速閥(8)、升降調(diào)速閥(9)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)溢流閥(10)、轉(zhuǎn)向助力隨動閥(11)、傾斜液壓缸(12)、升降液壓缸(13)和轉(zhuǎn)向助力液壓缸(14);所述油泵(6)與所述多路換向閥(7)相連接，所述多路換向閥(7)包括四個輸出端口:A1端口、A2端口、B2端口和PF端口 ；所述多路換向閥(7 )通過所述A2端口與所述傾斜調(diào)速閥(8)相連接，所述傾斜調(diào)速閥(8)與所述傾斜液壓缸(12)的有桿腔相連接；所述多路換向閥(7 )通過所述B2端口與所述傾斜液壓缸(12 )的無桿腔相連接；所述多路換向閥(7 )通過所述Al端口與所述升降調(diào)速閥(9)相連接，所述升降調(diào)速閥(9)與升降液壓缸(13)的無桿腔相連接；所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)溢流閥(10 )與轉(zhuǎn)向助力隨動閥(11)均與所述多路換向閥(7 )的PF端口相連接，所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)溢流閥(10)與轉(zhuǎn)向助力隨動閥(11)相連接；所述轉(zhuǎn)向助力隨動閥(11)與所述轉(zhuǎn)向助力液壓缸(14)的無桿腔相連接； 第一步進電機驅(qū)動芯片U3與傾斜調(diào)速閥(8)的步進電機相連接，第二步進電機驅(qū)動芯片U5與升降調(diào)速閥(9)的步進電機相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型集成電液比例控制系統(tǒng)的電控裝置，其特征是，所述傾斜閥(8)和升降調(diào)速閥(9)均為先導比例控制調(diào)速閥，由步進電機驅(qū)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的新型集成電液比例控制系統(tǒng)的電控裝置，其特征是，所述智能化控制器Ul為單片機STC12C5410AD。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的新型集成電液比例控制系統(tǒng)的電控裝置，其特征是，所述多路閥(7 )采用雙向自保持式電磁鐵和雙線圈結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】F15B21/02GK103711751SQ201410020690
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】楊凌冬, 許國仁 申請人:合肥正威液壓科技有限公司