專利名稱：臂架防后傾緩沖裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變阻尼器件，具體而言，涉及一種臂架防后傾緩沖裝置。
背景技術(shù)：
工程機械中大型桁架臂、箱型臂由于其長細比大，在重載作用下變形顯著，可看作柔性體。在加載過程中，柔性體逐漸發(fā)生變形存貯彈性勢能；在突然卸載時，臂架在彈性勢能的驅(qū)動下發(fā)生劇烈振動，對于仰角較大的，例如仰角達到80度左右的臂架，彈性勢能釋放甚至有可能驅(qū)動臂架整體傾翻。臂架在突然卸載的沖擊作用下，將在剛性轉(zhuǎn)動的同時伴隨自身的振動，運動形式復雜，臂架轉(zhuǎn)角、角速度、角加速度均隨時間發(fā)生劇烈變化，針對不同的運動參量進行緩沖可設(shè)計不同的緩沖裝置?，F(xiàn)有緩沖裝置可分為剛度緩沖和阻尼緩沖兩類，其中剛度緩沖的對象是臂架轉(zhuǎn)角，如彈簧緩沖器，阻尼緩沖的對象是臂架角速度，如液壓緩沖器。但是無論是哪種緩沖裝置，其緩沖特性都固定，使得緩沖力不可控，對工況的適應性弱，因此不適合于為大型臂架在不同工況下提供優(yōu)化緩沖力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種臂架防后傾緩沖裝置，能夠通過阻尼控制系統(tǒng)所獲取的沖擊參數(shù)信息來控制可逆相變液體的阻尼，在起重臂發(fā)生傾翻之前計算出緩沖裝置的最優(yōu)緩沖力，并在發(fā)生傾翻時通過可逆相變液體的快速響應實時調(diào)整緩沖力，控制精確，可以滿足不同工況下的臂架后傾緩沖處理。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種臂架防后傾緩沖裝置，包括作動缸，設(shè)置在臂架支座和臂架之間，包括主缸體；活塞腔，位于主缸體內(nèi)；活塞，設(shè)置在活塞腔內(nèi)，并將活塞腔分為有桿腔和無桿腔；阻尼通道，設(shè)置在活塞腔外側(cè)，并連通有桿腔和無桿腔，還包括場發(fā)生器，根據(jù)接收到的外部控制信號改變作動缸內(nèi)的場強；阻尼控制系統(tǒng)，輸入端連接在沖擊作用件上，輸出端連接在場發(fā)生器上，根據(jù)接收到的沖擊參數(shù)信息得到防止臂架后傾的外部控制信號，根據(jù)外部控制信號控制場發(fā)生器的場強，其中沖擊作用件為臂架或者設(shè)置在活塞上的活塞桿；在有桿腔、無桿腔和阻尼通道中內(nèi)置有可逆相變液體。進一步地，作動缸的一端固定設(shè)置在臂架支座上，另一端連接至臂架或者朝向臂架延伸，或作動缸的一端固定設(shè)置在臂架上，另一端連接至臂架支座或者朝向臂架支座延伸。進一步地，阻尼控制系統(tǒng)包括傳感系統(tǒng)，連接至臂架，并獲取沖擊參數(shù)信息；阻尼控制器，接收傳感系統(tǒng)所獲取的沖擊參數(shù)信息，并根據(jù)沖擊參數(shù)信息輸出控制信號；功率放大系統(tǒng)，輸入端連接阻尼控制器，輸出端連接至作動缸，將阻尼控制器輸出的控制信號放大后輸送至作動缸。進一步地，阻尼控制系統(tǒng)還包括防傾翻控制參數(shù)表，防傾翻控制參數(shù)表連接至阻尼控制器，并內(nèi)置防傾翻控制參數(shù)，阻尼控制器根據(jù)接收到的沖擊參數(shù)信息從防傾翻控制參數(shù)表中提取相應的防傾翻控制參數(shù)。進一步地，阻尼控制系統(tǒng)還包括臂架傾翻計算模塊，設(shè)置在傳感系統(tǒng)和阻尼控制器之間，接收傳感系統(tǒng)獲取的沖擊參數(shù)信息，并實時計算得出防傾翻控制參數(shù)，輸送至阻尼控制器。進一步地，沖擊參數(shù)信息包括下列參數(shù)之一或者任意組合臂架轉(zhuǎn)角、速度、加速度、風速、吊載重量。進一步地，場發(fā)生器為在作動缸內(nèi)產(chǎn)生可控磁場的線圈，或者在作動缸內(nèi)產(chǎn)生可控電場的成對電極。進一步地，可逆相變液體為磁流變液，場發(fā)生器設(shè)置在主缸體外周，作動缸還包括副缸，固定設(shè)置在主缸體的外壁上，兩端具有副缸蓋；勵磁線圈，設(shè)置在副缸的缸筒內(nèi)， 并與阻尼控制系統(tǒng)連接，阻尼通道穿過勵磁線圈的中心；阻尼線圈盒，貼緊副缸的缸筒內(nèi)缸壁設(shè)置，并具有勵磁線圈安裝槽，勵磁線圈設(shè)置在勵磁線圈安裝槽內(nèi)，阻尼通道沿長度方向貫穿阻尼線圈盒。進一步地，阻尼通道與有桿腔和無桿腔連接的兩個端口分別位于有桿腔和無桿腔的端部位置。進一步地，副缸有多個，沿主缸體的外壁周向方向均勻設(shè)置。進一步地，可逆相變液體為電流變液，場發(fā)生器設(shè)置在主缸體外周，作動缸還包括副缸，固定設(shè)置在主缸體的外壁上，兩端具有副缸蓋；正極套和負極套，分別緊貼副缸的缸筒內(nèi)壁并相對設(shè)置，正極套和負極套分別連接至阻尼控制系統(tǒng)，且在正極套和負極套之間形成阻尼通道。進一步地，正極套設(shè)置在副缸內(nèi)側(cè)的缸筒內(nèi)壁上，負極套設(shè)置在副缸外側(cè)的缸筒內(nèi)壁上，阻尼通道與有桿腔和無桿腔連接的兩個端口分別位于有桿腔和無桿腔的端部位置。進一步地，副缸有多個，沿主缸體的外壁周向方向均勻設(shè)置。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，臂架防后傾緩沖裝置包括作動缸和與作動缸連接的阻尼控制系統(tǒng)，阻尼控制系統(tǒng)根據(jù)從臂架獲取的沖擊參數(shù)信息確定控制信號，然后根據(jù)控制信號實時控制可逆相變液體的阻尼，從而調(diào)整臂架防后傾緩沖裝置的緩沖力大小，使其能夠在指定的緩沖行程內(nèi)對臂架系統(tǒng)釋放儲存的彈性勢能提供最優(yōu)的緩沖力，避免臂架折斷或傾翻。由于阻尼控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r獲取沖擊參數(shù)信息，并根據(jù)所獲取的沖擊參數(shù)信息實時計算臂架防傾翻所需要的緩沖力，通過可逆相變液體的高響應速度實現(xiàn)了對臂架緩沖力的實時控制和調(diào)整，滿足了不同工況下的阻尼控制需要，適應性更好，而且提高了能量利用效率。阻尼控制器可以通過沖擊參數(shù)信息直接從防傾翻控制參數(shù)表中提取相應的控制參數(shù)信息，也可以通過臂架傾翻計算模塊根據(jù)沖擊參數(shù)信息計算實時得出控制參數(shù)信息，控制參數(shù)獲取形式多樣，可選擇性好。


構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的防后傾緩沖裝置在起重機上的安裝示意圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的防后傾緩沖裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的防后傾緩沖裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的防后傾緩沖裝置的第一阻尼控制系統(tǒng)原理圖； 以及圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的防后傾緩沖裝置的第二阻尼控制系統(tǒng)原理圖。
具體實施例方式下文中將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。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。目前可逆相變液體主要為磁流變液或電流變液，以磁流變液為例，這種可逆相變液體是由細小的軟磁性顆粒分散于磁導率較低的載液中形成的阻尼可隨外加磁場變化而具有可控流變特性的懸浮液體，在磁場作用下，磁流變液可在毫秒級時間內(nèi)實現(xiàn)由牛頓流體到半固體的可逆變化；在撤去磁場后，磁流變液又可以恢復原態(tài)。與此類似，電流變液是在電場的作用下，可逆相變液體從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，臂架防后傾緩沖裝置包括有活塞腔，活塞將活塞腔分成有桿腔和無桿腔兩個部分，有桿腔和無桿腔通過阻尼通道連通，在活塞腔以及阻尼通道內(nèi)均設(shè)置有可逆相變液體，通過調(diào)整可逆相變液體的物相狀態(tài)來改變可逆相變液體的阻尼，從而對活塞桿的緩沖作用力進行調(diào)整，使其滿足使用需要。可逆相變液體為磁流變液或者電流變液等物相可變的液體。臂架防后傾緩沖裝置的作動缸10設(shè)置在起重機的臂架支座60和臂架61之間，例如，其可以固定安裝在臂架支座60上，也可以固定安裝在臂架61上。作動缸10包括活塞腔和活塞、活塞桿。場發(fā)生器可以設(shè)置在主缸體20的外周，也可以設(shè)置在主缸體20的缸壁內(nèi)，或者設(shè)置在其它任何能夠根據(jù)外部控制信號對作動缸10內(nèi)的場強進行調(diào)整的位置，通過外部信號對場發(fā)生器的場強進行調(diào)整，從而調(diào)整作動缸10內(nèi)的場強，進而改變設(shè)置在作動缸10內(nèi)的可逆相變液體的物相狀態(tài)，達到改變可逆相變液體阻尼的目的。如圖1至圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的防后傾緩沖裝置安裝在起重機的臂架支座60 上，阻尼控制系統(tǒng)40通過安裝在起重機臂架61上的傳感系統(tǒng)41采集沖擊參數(shù)信息，并輸出控制信號，控制防后傾緩沖裝置的緩沖力大小。通常情況下防后傾緩沖裝置與臂架61不相接觸，在臂架61變幅運動過程中，防后傾緩沖裝置通過采集沖擊參數(shù)信息實時計算當前發(fā)生突然卸載情況下，緩沖裝置應當提供的緩沖力大小；在發(fā)生突然卸載時，臂架61向后傾翻，沖擊防后傾緩沖裝置，緩沖裝置根據(jù)之前計算的緩沖力大小調(diào)整緩沖裝置的可逆相變液體30的阻尼，使得防后傾緩沖裝置提供之前計算所得出的防止起重臂折斷和傾翻的最優(yōu)緩沖力。傳感系統(tǒng)41也可以直接安裝在活塞桿25上，當臂架釋放彈性勢能后，對活塞桿25 造成沖擊，使活塞桿25產(chǎn)生瞬間加速度，傳感系統(tǒng)41將從活塞桿25上采集到的瞬間加速度傳遞給防后傾緩沖裝置，防后傾緩沖裝置根據(jù)加速度信息進行計算，得出防止臂架折斷或者傾翻所需的合適的控制參數(shù)，并將其轉(zhuǎn)化為外部控制信號，傳遞給場發(fā)生器，從而控制場發(fā)生器的場強，進而控制可逆相變液體30的阻尼，使防后傾緩沖裝置輸出經(jīng)過計算所得的最優(yōu)緩沖力，對臂架的彈性勢能進行有效緩沖。如圖2、圖4和圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，防后傾緩沖裝置包括作動缸 10和阻尼控制系統(tǒng)40。作動缸10包括主缸體20，在主缸體20的兩端設(shè)置有主缸蓋27，使主缸體20形成密封的活塞腔。主缸體20固定設(shè)置在起重機的臂架支座60上，并通過從起重機的支架斜向上伸出的支撐桿對主缸體20形成支撐，使主缸體20朝向臂架的運動方向。 在主缸體20的活塞腔內(nèi)沿軸向方向設(shè)置有活塞21，活塞21的一端設(shè)置有活塞桿25，活塞桿25穿過主缸體20 —端的主缸蓋27伸出主缸體20外，并設(shè)置在臂架的沖擊路線上。在活塞桿25與主缸蓋27的配合處設(shè)置有密封圈沈，密封圈沈設(shè)置在活塞桿25與主缸蓋27 之間，一方面對活塞腔形成良好的密封作用，另一方面可以有效減少活塞桿25在運動過程中與主缸蓋27之間的摩擦作用，延長活塞桿25與主缸蓋27的使用壽命，提高活塞21的工作性能?；钊?1將活塞腔分為有桿腔22和無桿腔23，隨著活塞21的運動，有桿腔22和無桿腔23的容積也不斷發(fā)生相應的變化。在主缸體20的外壁上固定設(shè)置有副缸50，副缸50包括副缸筒和設(shè)置在副缸筒兩端的副缸蓋51，副缸筒為兩端具有開口的圓筒狀結(jié)構(gòu)，與兩端的副缸蓋51配合，形成密閉的空腔。在副缸50與主缸體20配合處的外缸壁上具有與主缸體20的外缸壁結(jié)構(gòu)相配合的結(jié)構(gòu)，以保證副缸50的外缸壁緊密貼合在主缸體20的外缸壁上。優(yōu)選地，在一個未示出的實施例中，在主缸體20上具有定位副缸50位置的定位結(jié)構(gòu)，以便保證副缸50在主缸體 20上準確安裝。優(yōu)選地，缸蓋51由具有隔磁作用的材料制成，能夠有效防止磁力泄漏。在該密閉空腔內(nèi)設(shè)置有阻尼線圈盒53，阻尼線圈盒53貼緊副缸50的內(nèi)壁設(shè)置，從而獲得良好的定位。在阻尼線圈盒53的外周壁上設(shè)置有勵磁線圈安裝槽，勵磁線圈52安裝在勵磁線圈安裝槽內(nèi)。勵磁線圈52有多組，并且沿活塞桿21的軸向方向均勻排列在勵磁線圈安裝槽內(nèi)。阻尼線圈盒53的結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，而且容易通過副缸50進行定位，從而對勵磁線圈52也形成良好的定位結(jié)構(gòu)，使勵磁線圈52獲得良好的磁感應效果，成本較低，性能優(yōu)良。優(yōu)選地，副缸50有多個，沿主缸體20的外壁周向方向均勻設(shè)置，能夠保證活塞21在工作過程中所承受的磁流變液的阻尼結(jié)構(gòu)受力平衡，而且性能更加可靠。在阻尼線圈盒53內(nèi)設(shè)置有阻尼通道M。阻尼通道對沿軸向方向貫穿整個阻尼線圈盒53，并穿過各組勵磁線圈52的中心位置的阻尼線圈盒53設(shè)置。在有桿腔22和無桿腔 23的兩端端部位置設(shè)置有沿主缸體20徑向方向延伸的阻尼通道24，阻尼通道M穿過主缸體20和副缸50的一側(cè)筒壁，并延伸至阻尼線圈盒53內(nèi)，與軸向方向的阻尼通道M銜接， 形成連通有桿腔22和無桿腔23的通道。在活塞腔和阻尼通道M內(nèi)均充滿了可逆相變液體30，在本實施例中，該可逆相變液體30為磁流變液，通過改變通過勵磁線圈52中的電流的大小，對勵磁線圈52所形成的磁通量進行改變，從而使其調(diào)整磁流變液的狀態(tài)，改變磁流變液的阻尼，獲得需要的阻尼，從而改變對臂架的緩沖力。在臂架61與作動缸10之間連接有阻尼控制系統(tǒng)40，阻尼控制系統(tǒng)40從臂架61 獲取沖擊參數(shù)信息，然后根據(jù)獲取的沖擊參數(shù)信息確定所要輸出的控制信號，最后將確定的控制信號輸出至作動缸10，實現(xiàn)對作動缸10中的可逆相變液體30即磁流變液的阻尼的實時控制，從而能夠?qū)崟r調(diào)整臂架防后傾緩沖裝置的緩沖作用力，更加方便快速地消除臂架由于卸載所釋放出來的彈性勢能，具有良好的適應性。沖擊參數(shù)信息包括臂架轉(zhuǎn)角、速度、加速度、風速、及吊載重量中的任意一種或者任意幾種的組合。請參閱圖4，阻尼控制系統(tǒng)40包括有傳感系統(tǒng)41、阻尼控制器42和功率放大系統(tǒng) 43。傳感系統(tǒng)41連接至臂架，具有多個傳感器，獲取臂架61上的多個不同的沖擊參數(shù)信息，并將這些沖擊參數(shù)信息傳遞給阻尼控制器42，阻尼控制器42在接收到這些來自于傳感系統(tǒng)41的沖擊參數(shù)信息之后，根據(jù)這些沖擊參數(shù)信息確定并輸出控制信號，功率放大系統(tǒng) 43包括功率放大器，輸入端連接至阻尼控制器42，輸出端連接至作動缸10的勵磁線圈52， 將阻尼控制器42所輸出的控制信號放大后輸送至作動缸10，通過控制信號改變通過勵磁線圈52中的電流的大小，從而實時控制作動缸10的緩沖作用力。阻尼控制系統(tǒng)40的輸入端連接在作動缸10的活塞桿25上時，當臂架61釋放彈性勢能并對活塞桿25造成沖擊后，傳感系統(tǒng)41從活塞桿25上獲取沖擊參數(shù)信息，例如加速度等，然后將獲取的沖擊參數(shù)信息傳遞給阻尼控制器42，阻尼控制器42在接收到這些來自于傳感系統(tǒng)41的沖擊參數(shù)信息之后，根據(jù)這些沖擊參數(shù)信息確定并輸出控制信號，功率放大系統(tǒng)43將控制信號放大后輸送至作動缸10，并通過控制信號控制磁流變液的物相狀態(tài)，從而實時控制作動缸10的緩沖作用力?？刂菩盘柕墨@取可以通過設(shè)置防傾翻控制參數(shù)表獲得。在阻尼控制系統(tǒng)40中還包括有防傾翻控制參數(shù)表44，防傾翻控制參數(shù)表44內(nèi)存儲有根據(jù)不同沖擊參數(shù)信息通過經(jīng)驗公式或者其它的計算公式所獲得的防傾翻控制參數(shù)。防傾翻控制參數(shù)表44連接至阻尼控制器42，當阻尼控制器42從傳感系統(tǒng)41中接收到?jīng)_擊參數(shù)信息后，從防傾翻控制參數(shù)表44中直接根據(jù)沖擊參數(shù)信息調(diào)取對應的防傾翻控制參數(shù)，然后將這些防傾翻控制參數(shù)轉(zhuǎn)換為控制信號，經(jīng)過放大系統(tǒng)的放大后傳送至作動缸10上的場發(fā)生器，對作動缸10的場發(fā)生器的場強進行實時控制?？刂菩盘柕墨@取還可以同時實時在線計算方式獲得。在阻尼控制系統(tǒng)40內(nèi)包括有臂架傾翻計算模塊45，該臂架傾翻計算模塊45設(shè)置在傳感系統(tǒng)41和阻尼控制器42之間，在接收到傳感系統(tǒng)41從臂架所獲取的沖擊參數(shù)信息之后，根據(jù)設(shè)置在臂架傾翻計算模塊45中的計算公式(可以為經(jīng)驗公式)獲取當前的沖擊參數(shù)信息條件下的防傾翻控制參數(shù)，然后將計算出的防傾翻控制參數(shù)輸送至阻尼控制器42，由阻尼控制器42將防傾翻控制參數(shù)轉(zhuǎn)換為外部控制信號，并輸送至作動缸10。在臂架傾翻時，臂架驅(qū)動活塞21在主缸體20中向右運動，壓縮主缸體20中的磁流變液，磁流變液經(jīng)阻尼通道M流入主缸體20的有桿腔22，由磁流變液為活塞21提供緩沖力；阻尼控制系統(tǒng)40實時檢測傳感系統(tǒng)41從臂架61或者活塞桿25上所獲取的沖擊參數(shù)信息，控制勵磁線圈52上的電流，進而控制勵磁線圈52所產(chǎn)生的磁場強度，通過調(diào)整磁場強度來調(diào)整磁流變液的物相狀態(tài)，使位于勵磁線圈52包圍中的阻尼通道M內(nèi)的磁流變液由牛頓流體逐漸向半固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變，從而使阻尼通道M內(nèi)的磁流變液阻尼不斷增大，直至滿足外部控制信號的調(diào)節(jié)要求，有桿腔22和無桿腔23內(nèi)的磁流變液由于阻尼通道M內(nèi)的磁流變液的狀態(tài)變化而無法自由流動，從而達到控制并調(diào)節(jié)阻尼通道M中磁流變液的阻尼，對于從臂架61中所釋放處的彈性勢能形成有效緩沖的目的，對臂架61形成保護，防止其傾翻或者折斷。也可以將活塞桿25的一端固定設(shè)置在起重機的臂架支座60上，然后將主缸體20 可移動地設(shè)置在從起重機的支架斜向上伸出的支撐桿上，并使主缸體20的運動方向朝向臂架61的運動方向。傳感系統(tǒng)41連接在主缸體20上或者臂架61上，當臂架61釋放彈性勢能后，對主缸體20造成沖擊，傳感系統(tǒng)41將獲取的沖擊參數(shù)信息傳送至阻尼控制系統(tǒng)40 的其它部分進行分析計算，得到防傾翻控制參數(shù)信息，并轉(zhuǎn)換為外部控制信號，傳送至場發(fā)生器，通過阻尼控制系統(tǒng)40的控制作用，對場發(fā)生器的場強進行控制，在活塞桿25和主缸體20的配合作用下，調(diào)節(jié)可逆相變液體30的阻尼，使防后傾緩沖裝置對臂架運動形成最優(yōu)緩沖作用，從而防止臂架61折斷或者傾翻。如圖3、圖4和圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，臂架防后傾緩沖裝置包括作動缸10和阻尼控制系統(tǒng)40。作動缸10包括主缸體20，在主缸體20的兩端設(shè)置有主缸蓋27， 使主缸體20形成密封的活塞腔。在主缸體20的活塞腔內(nèi)沿軸向方向設(shè)置有活塞21，活塞 21的一端設(shè)置有活塞桿25，活塞桿25穿過主缸體20 —端的主缸蓋27伸出主缸體20夕卜， 并朝向臂架61方向設(shè)置在臂架61的沖擊路線上。在活塞桿25與主缸蓋27的配合處設(shè)置有密封圈沈，密封圈沈設(shè)置在活塞桿25與主缸蓋27之間，一方面對活塞腔形成良好的密封作用，另一方面可以有效減少活塞桿25在運動過程中與主缸蓋27之間的摩擦作用，延長活塞桿25與主缸蓋27的使用壽命，提高活塞21的工作性能?；钊?1將活塞腔分為有桿腔22和無桿腔23，隨著活塞21的運動，有桿腔22和無桿腔23的容積也不斷發(fā)生相應的變化。在主缸體20的外壁上固定設(shè)置有副缸50，副缸50包括副缸筒和設(shè)置在副缸筒兩端的副缸蓋51，并形成密閉的空腔。優(yōu)選地，缸蓋51以及副缸缸筒由具有絕緣作用的材料制成，能夠有效防止電流泄漏，造成安全隱患。在副缸筒的內(nèi)筒壁上相對設(shè)置有正極套M 和負極套陽，正極套M和負極套陽均緊貼副缸50的缸筒內(nèi)壁設(shè)置，且分別連接至阻尼控制系統(tǒng)40。在正極套M和負極套55之間形成由阻尼通道對。在本實施例中，正極套M設(shè)置在副缸50內(nèi)側(cè)的缸筒內(nèi)壁上，負極套55設(shè)置在副缸50外側(cè)的缸筒內(nèi)壁上。這種結(jié)構(gòu)可以有效提高本實施例中的防后傾緩沖裝置的安全性能。在有桿腔22和無桿腔23的兩端端部位置設(shè)置有沿主缸體20徑向方向延伸的阻尼通道24，阻尼通道M穿過主缸體20和副缸50的一側(cè)筒壁，并延伸至正極套M和負極套55 之間所形成的阻尼通道對，將有桿腔22和無桿腔23連通。優(yōu)選地，副缸50有多個，沿主缸體20的外壁軸向方向均勻設(shè)置，能夠保證活塞21在工作過程中所承受的磁流變液的阻尼結(jié)構(gòu)受力平衡，而且性能更加可靠。在活塞腔和阻尼通道M內(nèi)充滿了可逆相變液體30，在本實施例中，該可逆相變液體30為電流變液。通過改變施加在正極套M和負極套55上的電壓或者電流，改變阻尼通道M內(nèi)的電流變液的阻尼，使其滿足臂架61防后傾的需要。在臂架61與作動缸10之間連接有阻尼控制系統(tǒng)40，阻尼控制系統(tǒng)40從臂架61或者活塞桿25獲取沖擊參數(shù)信息，然后根據(jù)獲取的沖擊參數(shù)信息確定所要輸出的控制信號，最后將確定的控制信號輸出至場發(fā)生器，調(diào)節(jié)場發(fā)生器的場強，從而調(diào)節(jié)可逆相變液體30即電流變液的物相狀態(tài)，實現(xiàn)對作動缸10中的電流變液的阻尼的實時控制，從而能夠?qū)崟r調(diào)整臂架防后傾緩沖裝置的緩沖作用力，更加方便快速地消除臂架由于卸載所釋放出來的彈性勢能，具有良好的適應性。沖擊參數(shù)信息包括臂架轉(zhuǎn)角、速度、加速度、風速、及吊載重量中的任意一種或者任意幾種的組合。阻尼控制系統(tǒng)40的結(jié)構(gòu)及其作用原理與第一實施例中的阻尼控制系統(tǒng)40的結(jié)構(gòu)及其工作原理類似，這里不再詳述。在臂架傾翻時，臂架驅(qū)動活塞21在主缸體20中向右運動，壓縮主缸體20中的電流變液，電流變液經(jīng)阻尼通道M流入主缸體20的有桿腔22內(nèi)，由電流變液為活塞21提供緩沖力；阻尼控制系統(tǒng)40實時檢測傳感系統(tǒng)41從臂架61或者活塞桿25上所獲取的沖擊參數(shù)信息，控制正極套M和負極套陽上的電流或電壓影響場發(fā)生器，使場發(fā)生器的電場強度發(fā)生改變，位于電場影響范圍內(nèi)的阻尼通道M內(nèi)的電流變液的物相也隨之發(fā)生改變，從而控制阻尼通道M中電流變液的阻尼。根據(jù)本發(fā)明的防后傾緩沖裝置可以通過各種適當?shù)姆绞桨惭b到起重機上，例如， 可以將作動缸10的主缸體20和活塞桿25其中之一固定安裝在臂架支座60上，另外之一則與臂架61接觸或者朝向臂架61延伸，或者將作動缸10的主缸體20和活塞桿25其中之一固定安裝在臂架61上，另外之一則與臂架支座61接觸或者朝向臂架支座61延伸。當采用作動缸10的主缸體20固定安裝在臂架支座61上，活塞桿25與臂架61接觸的安裝方式時，臂架61則使用與活塞桿25的末端保持接觸；當采用作動缸10的主缸體20固定安裝在臂架支座61上，作動缸10的活塞桿25朝向臂架61延伸的安裝方式時，活塞桿25的末端通常不予臂架61接觸，只有當臂架61轉(zhuǎn)動到一定位置時才會與活塞桿25的末端接觸，并對活塞桿25造成沖擊，此時臂架防后傾裝置才會起到緩沖作用。另外兩種安裝方式與此類同，不再贅述。從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實施例實現(xiàn)了如下技術(shù)效果臂架防后傾緩沖裝置包括作動缸和與作動缸連接的阻尼控制系統(tǒng)，阻尼控制系統(tǒng)根據(jù)從臂架獲取的沖擊參數(shù)信息確定控制信號，然后根據(jù)控制信號實時控制可逆相變液體的阻尼，從而調(diào)整臂架防后傾緩沖裝置的緩沖力大小，使其能夠在指定的緩沖行程內(nèi)對臂架系統(tǒng)釋放儲存的彈性勢能提供最優(yōu)的緩沖力，避免臂架折斷或傾翻。由于阻尼控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r獲取沖擊參數(shù)信息，并根據(jù)所獲取的沖擊參數(shù)信息實時計算臂架防傾翻所需要的緩沖力，通過可逆相變液體的高響應速度實現(xiàn)了對臂架緩沖力的實時控制和調(diào)整，滿足了不同工況下的阻尼控制需要，適應性更好，而且提高了能量利用效率。阻尼控制器可以通過沖擊參數(shù)信息直接從防傾翻控制參數(shù)表中提取相應的控制參數(shù)信息，也可以通過臂架傾翻計算模塊根據(jù)沖擊參數(shù)信息計算實時得出控制參數(shù)信息，控制參數(shù)獲取形式多樣，可選擇性好。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種臂架防后傾緩沖裝置，包括作動缸(10)，設(shè)置在臂架支座(60)和臂架(61)之間，包括主缸體(20)；活塞腔，位于所述主缸體00)內(nèi)；活塞(21)，設(shè)置在所述活塞腔內(nèi)，并將所述活塞腔分為有桿腔0 和無桿腔03)；阻尼通道(M)，設(shè)置在所述活塞腔外側(cè)，并連通所述有桿腔0 和所述無桿腔(23)， 其特征在于，還包括場發(fā)生器，根據(jù)接收到的外部控制信號改變所述作動缸(10)內(nèi)的場強；阻尼控制系統(tǒng)(40)，輸入端連接在沖擊作用件上，輸出端連接在所述場發(fā)生器上，根據(jù)接收到的沖擊參數(shù)信息得到防止所述臂架(61)后傾的所述外部控制信號，根據(jù)所述外部控制信號控制所述場發(fā)生器的場強，其中所述沖擊作用件為所述臂架(61)或者設(shè)置在所述活塞上的活塞桿05)；在所述有桿腔(22)、所述無桿腔和所述阻尼通道04)中內(nèi)置有可逆相變液體 (30)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臂架防后傾緩沖裝置，其特征在于，所述作動缸(10)的一端固定設(shè)置在所述臂架支座(60)上，另一端連接至所述臂架(61)或者朝向所述臂架(61)延伸，或所述作動缸(10)的一端固定設(shè)置在所述臂架(61)上，另一端連接至所述臂架支座 (60)或者朝向所述臂架支座(60)延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臂架防后傾緩沖裝置，其特征在于，所述阻尼控制系統(tǒng)GO) 包括傳感系統(tǒng)(41)，連接至所述臂架，并獲取所述沖擊參數(shù)信息；阻尼控制器(42)，接收所述傳感系統(tǒng)所獲取的所述沖擊參數(shù)信息，并根據(jù)所述沖擊參數(shù)信息輸出所述控制信號；功率放大系統(tǒng)(43)，輸入端連接所述阻尼控制器(42)，輸出端連接至所述作動缸 (10)，將所述阻尼控制器0 輸出的所述控制信號放大后輸送至所述作動缸(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的臂架防后傾緩沖裝置，其特征在于，所述阻尼控制系統(tǒng)00) 還包括防傾翻控制參數(shù)表(44)，所述防傾翻控制參數(shù)表04)連接至所述阻尼控制器G2)， 并內(nèi)置防傾翻控制參數(shù)，所述阻尼控制器0 根據(jù)接收到的所述沖擊參數(shù)信息從所述防傾翻控制參數(shù)表G4)中提取相應的所述防傾翻控制參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的臂架防后傾緩沖裝置，其特征在于，所述阻尼控制系統(tǒng)00) 還包括臂架傾翻計算模塊(45)，設(shè)置在所述傳感系統(tǒng)和所述阻尼控制器0 之間，接收所述傳感系統(tǒng)Gl)獲取的所述沖擊參數(shù)信息，并實時計算得出防傾翻控制參數(shù)，輸送至所述阻尼控制器G2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的臂架防后傾緩沖裝置，其特征在于，所述沖擊參數(shù)信息包括下列參數(shù)之一或者任意組合臂架轉(zhuǎn)角、速度、加速度、風速、吊載重量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的臂架防后傾緩沖裝置，其特征在于，所述場發(fā)生器為在所述作動缸(10)內(nèi)產(chǎn)生可控磁場的線圈，或者在作動缸(10)內(nèi)產(chǎn)生可控電場的成對電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的臂架防后傾緩沖裝置，其特征在于，所述可逆相變液體(30) 為磁流變液，所述場發(fā)生器設(shè)置在所述主缸體00)的外周，所述作動缸(10)還包括副缸(50)，固定設(shè)置在所述主缸體00)的外壁上，兩端具有副缸蓋(51)；勵磁線圈(52)，設(shè)置在所述副缸(50)的缸筒內(nèi)，并與所述阻尼控制系統(tǒng)GO)連接，所述阻尼通道04)穿過所述勵磁線圈(52)的中心；阻尼線圈盒(53)，貼緊所述副缸(50)的缸筒內(nèi)缸壁設(shè)置，并具有勵磁線圈安裝槽，所述勵磁線圈(52)設(shè)置在所述勵磁線圈安裝槽內(nèi)，所述阻尼通道04)沿長度方向貫穿所述阻尼線圈盒(53)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的臂架防后傾緩沖裝置，其特征在于，所述阻尼通道04)與所述有桿腔02)和所述無桿腔連接的兩個端口分別位于所述有桿腔0 和所述無桿腔03)的端部位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的臂架防后傾緩沖裝置，其特征在于，所述副缸(50)有多個， 沿所述主缸體OO)的外壁周向方向均勻設(shè)置。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的臂架防后傾緩沖裝置，其特征在于，所述可逆相變液體(30) 為電流變液，所述場發(fā)生器設(shè)置在所述主缸體OO)的外周，所述作動缸(10)還包括副缸(50)，固定設(shè)置在所述主缸體OO)的外壁上，兩端具有副缸蓋(51)；正極套(54)和負極套(55)，分別緊貼所述副缸(50)的缸筒內(nèi)壁并相對設(shè)置，所述正極套(54)和所述負極套(5 分別連接至所述阻尼控制系統(tǒng)(40)，且在所述正極套(54)和所述負極套(5 之間形成所述阻尼通道04)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的臂架防后傾緩沖裝置，其特征在于，所述正極套(54)設(shè)置在所述副缸(50)內(nèi)側(cè)的所述缸筒內(nèi)壁上，所述負極套(5 設(shè)置在所述副缸(50)外側(cè)的所述缸筒內(nèi)壁上，所述阻尼通道04)與所述有桿腔0 和所述無桿腔連接的兩個端口分別位于所述有桿腔0 和所述無桿腔的端部位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的臂架防后傾緩沖裝置，其特征在于，所述副缸(50)有多個， 沿所述主缸體OO)的外壁周向方向均勻設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種臂架防后傾緩沖裝置。該臂架防后傾緩沖裝置包括作動缸(10)，包括主缸體(20)；活塞(21)，將活塞腔分為有桿腔(22)和無桿腔(23)，在有桿腔(22)和無桿腔(23)之間設(shè)置有連通兩個腔體的阻尼通道(24)；活塞桿(25)；阻尼控制系統(tǒng)(40)，連接至臂架和作動缸(10)，并根據(jù)沖擊參數(shù)信息計算當前臂架后傾的最優(yōu)緩沖力；場發(fā)生器，改變作動缸(10)內(nèi)的場強。根據(jù)本發(fā)明的臂架防后傾緩沖裝置能夠在起重臂發(fā)生傾翻之前計算出緩沖裝置的最優(yōu)緩沖力，并在發(fā)生傾翻時通過可逆相變液體的快速響應實時調(diào)整緩沖力，控制精確，可以滿足不同工況下的臂架后傾緩沖處理。
文檔編號B66C23/88GK102275841SQ201110161159
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月15日
發(fā)明者劉洋, 劉耀宗, 張勁, 李宇力 申請人:長沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司