專利名稱：一種移動式工程機械及其支腿的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動式工程機械支腿的控制技術(shù)，特別涉及一種移動式工程機械 支腿的控制系統(tǒng)，還涉及到包括該控制系統(tǒng)的移動式工程機械。
背景技術(shù)：
為了便于轉(zhuǎn)場，同時滿足施工作業(yè)需要，混凝土泵車、起重車輛等移動式工程機械 通過具有適當(dāng)?shù)男旭倷C構(gòu)和多個布置在工程機械主體周圍的多個可伸縮的支腿；通過對支 腿狀態(tài)的控制，可以使移動式工程機械在行駛狀態(tài)和施工狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。在行駛狀態(tài)下，各 支腿縮回，移動式工程機械能夠通過行駛機構(gòu)在路面上行駛，實現(xiàn)移動式工程機械的順利 轉(zhuǎn)場；在施工狀態(tài)下，支腿伸出并支承在預(yù)定的基礎(chǔ)上，為移動式工程機械提供更大的支撐 跨度和支撐強度，保證移動式工程機械施工作業(yè)的安全。支腿通常包括支腿油缸，支腿油缸通過比例閥或伺服閥等液壓控制閥與預(yù)定的液 壓油路相連；通過液壓控制閥可以使支腿油缸伸出或縮回，進而使相對應(yīng)支腿伸出或縮回， 實現(xiàn)對支腿狀態(tài)的控制?；谥鹊纳鲜鼋Y(jié)構(gòu)，移動式工程機械在行駛狀態(tài)轉(zhuǎn)換為施工狀態(tài)，或從施工狀 態(tài)轉(zhuǎn)化為行駛狀態(tài)時，一般需要操作人員根據(jù)自身經(jīng)驗或現(xiàn)場觀察進行控制操作，通常依 預(yù)定的順序反復(fù)調(diào)整各支腿的長度，以調(diào)整移動式工程機械高度。以混凝土泵車為例，在進 行狀態(tài)轉(zhuǎn)換時，首先根據(jù)預(yù)定順序依次改變其各支腿的長度；此時，各支腿長度變化不能過 大，以避免由于支腿之間長度之差過大，使混凝土泵車傾斜角度過大，產(chǎn)生傾翻的危險，影 響移動式工程機械的安全。然后，再按預(yù)定的順序或現(xiàn)場觀察，改變相對應(yīng)支腿的長度。反 復(fù)進行上述過程，最終使各支腿離開預(yù)定基礎(chǔ)或使支腿支撐在預(yù)定基礎(chǔ)上，完成狀態(tài)轉(zhuǎn)換。受到支腿結(jié)構(gòu)的限制，現(xiàn)有的控制操作方式對操作人員的個人經(jīng)驗和現(xiàn)場觀察判 斷能力依賴性很大；在操作人員的個人經(jīng)驗和現(xiàn)場觀察判斷能力不足時，移動式工程機械 很容易產(chǎn)生的傾翻的危險，甚至?xí)?dǎo)致移動式工程機械傾翻；同時，通過人工反復(fù)調(diào)節(jié)各支 腿的長度，也使得控制操作過程非常繁瑣、復(fù)雜，降低移動式工程機械狀態(tài)轉(zhuǎn)換的控制操作 效率。另外，基于支腿結(jié)構(gòu)，在以現(xiàn)有控制操作方式進行控制操作時，操作人員無法準確 平衡各支腿的提供的支撐力，進而，在完成控制操作后，很容易出現(xiàn)一個或兩個支腿提供支 撐力過小或不提供支撐力的情況，導(dǎo)致一個或兩個支腿為虛腿，導(dǎo)致支腿無法為移動式工 程機械提供預(yù)期的支撐力，影響移動式工程機械施工作業(yè)的穩(wěn)定性和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述缺陷，本發(fā)明的第一個目的在于，提供一種移動式工程機械支腿的控制 系統(tǒng)，在狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中，該控制系統(tǒng)可以在保證移動式工程機械安全的同時，提高控制操 作的效率。在第一個目的的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的第二個目的在于，提供一種包括上述控制系統(tǒng)的移動式工程機械。本發(fā)明提供的移動式工程機械支腿的控制系統(tǒng)，包括控制器、水平檢測裝置和多 個液壓控制裝置；所述水平檢測裝置獲取移動式工程機械的傾斜角度；每個所述液壓控制 裝置串連在與一個支腿油缸相連的液壓油路上；所述控制器根據(jù)移動式工程機械的傾斜角 度和預(yù)定的策略控制液壓控制裝置所述預(yù)定策略為在移動式工程機械的傾斜角度大于預(yù)定值時，所述控制器控制 部分液壓控制裝置；在移動式工程機械的傾斜角度不大于預(yù)定值時，所述控制器同時控制 各液壓控制裝置?？蛇x的，所述液壓控制裝置包括插裝閥和先導(dǎo)開關(guān)閥，所述先導(dǎo)開關(guān)閥的第一工 作口與所述插裝閥的控制端口相通；所述插裝閥的第一工作口和第二工作口串連在與相對 應(yīng)支腿油缸相連的液壓油路上；所述控制器控制所述先導(dǎo)開關(guān)閥。可選的，所述先導(dǎo)開關(guān)閥的第二工作口與先導(dǎo)液壓源相通?？蛇x的，所述液壓控制裝置包括兩個插裝閥和兩個先導(dǎo)開關(guān)閥；所述插裝閥的第 一工作口向第二工作口單向?qū)ǎ灰粋€所述插裝閥的第一工作口和第二工作口串連在相對 應(yīng)支腿油缸的第一液壓腔的進油油路上，另一個所述插裝閥的第一工作口和第二工作口串 連在相對應(yīng)支腿油缸的第一液壓腔的回油油路上；兩個所述先導(dǎo)開關(guān)閥的第一工作口分別 與兩個插裝閥的控制端口相通，第二工作口均與回油油路相通?？蛇x的，所述液壓控制裝置還包括串接在與相對應(yīng)支腿油缸相連的液壓油路上的 換向閥，所述插裝閥的第一工作口向第二工作口單向?qū)?；所述先?dǎo)開關(guān)閥的第二工作口 與回油油路相通；所述插裝閥的第一工作口和第二工作口分別與換向閥的進油口和相對應(yīng) 支腿油缸的進油油路相通，或，所述插裝閥的第一工作口和第二工作口分別與換向閥的回 油口和回油油路相通。優(yōu)選的，所述先導(dǎo)開關(guān)閥為高速開關(guān)閥?？蛇x的，還包括連接在主液壓源與各支腿油缸之間的換向閥?？蛇x的，所述換向閥為電控換向閥，所述控制器還控制所述換向閥的狀態(tài)?？蛇x的，還包括多個壓力檢測裝置，多個所述壓力檢測裝置分別用于檢測各支腿 提供的支撐力，所述控制器還根據(jù)各壓力檢測裝置的檢測結(jié)果控制液壓控制裝置?？蛇x的，，各所述壓力檢測裝置分別檢測各支腿油缸的無桿腔內(nèi)的壓力；所述控制 器根據(jù)各支腿油缸無桿腔內(nèi)的壓力控制液壓控制裝置。本發(fā)明提供的移動式工程機械包括機械本體和安裝在機械本體上的多個支腿，各 所述支腿包括支腿油缸，還包括上述任一種移動式工程機械支腿的控制系統(tǒng)。本發(fā)明提供的移動式工程機械支腿的控制系統(tǒng)中，水平檢測裝置能夠檢測移動式 工程機械的傾斜角度。控制器能夠根據(jù)移動工程機械的傾斜角度確定移動式工程機械的狀 態(tài)；在確定移動式工程機械的傾斜角度大于預(yù)定值，有傾翻的危險時，可以根據(jù)預(yù)定的策略 確定進行伸縮的部分支腿，進而通過控制相對應(yīng)的液壓控制裝置使部分支腿油缸伸出或縮 回，對移動式工程機械進行調(diào)平操作，實現(xiàn)移動式工程機械的自動調(diào)平；在確定移動式工程 機械的傾斜角度不大于預(yù)定值，處于安全狀態(tài)時，可以通過控制液壓控制裝置使各支腿油 缸同步伸縮。利用該控制系統(tǒng)可以擺脫或減少對操作人員個人經(jīng)驗及現(xiàn)場觀察判斷能力的 依賴，在保證移動式工程機械安全的同時，完成移動式工程機械的狀態(tài)轉(zhuǎn)換；由于狀態(tài)轉(zhuǎn)換的操作過程由控制器控制完成，這樣可以大大提高控制操作的效率。在進一步的技術(shù)方案中，液壓控制裝置包括插裝閥和控制插裝閥的先導(dǎo)開關(guān)閥； 該結(jié)構(gòu)可以提高對大流量、高壓力液壓油控制的可靠性，滿足驅(qū)動移動式工程機械支腿快 速伸縮的需要，提高控制操作效率。在進一步的技術(shù)方案中，液壓控制裝置包括兩個插裝閥和兩個先導(dǎo)開關(guān)閥，兩個 插裝閥與兩個先導(dǎo)開關(guān)閥一一對應(yīng)，并使先導(dǎo)開關(guān)閥的第一工作口與相對應(yīng)插裝閥的控制 端口相通，第二工作口均與回油油路相通；一個所述插裝閥的第一工作口和第二工作口串 連在相對應(yīng)支腿油缸的第一液壓腔的進油油路上，另一個所述插裝閥的第一工作口和第二 工作口串連在相對應(yīng)支腿油缸的第一液壓腔的回油油路上。該技術(shù)方案中，根據(jù)實際需要， 在需要支腿油缸進行不同運動時，使液壓油通過不同的插裝閥流動，形成相應(yīng)液壓回路，驅(qū) 動支腿油缸進行相應(yīng)動作；并通過先導(dǎo)開關(guān)閥實現(xiàn)對相對應(yīng)插裝閥的控制；這樣就不需要 單獨設(shè)置先導(dǎo)液壓油路，不僅能夠提高控制系統(tǒng)的控制可靠性，還能夠簡化移動式工程機 械的構(gòu)造，降低成本。在進一步的技術(shù)方案中，先導(dǎo)開關(guān)閥為高速開關(guān)閥。這樣通過控制器控制高速開 關(guān)閥不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對各支腿油缸長度的精確控制，還能夠?qū)崿F(xiàn)對各支腿油缸伸縮速度的無 級調(diào)速，從而為移動式工程機械的調(diào)平操作和使各支腿油缸的同步伸縮提供前提，減小同 步伸縮過程中，各支腿長度變化速度的差別。在進一步的技術(shù)方案中，控制系統(tǒng)還包括多個壓力檢測裝置，多個壓力檢測裝置 分別用于檢測各支腿提供的支撐力；進而在狀態(tài)轉(zhuǎn)換完成之后，控制器根據(jù)各壓力檢測裝 置的檢測結(jié)果能夠確定移動式工程機械的各支腿提供的支撐力，進而判斷是否有支腿為虛 腿；在判斷存在虛腿的情況下，可以進一步通過控制液壓控制裝置調(diào)整該支腿的長度，或 者，通過適當(dāng)?shù)膱缶b置發(fā)送適當(dāng)?shù)膱缶盘?；使操作人員可以根據(jù)實際情況選擇合適的 方式處理；進而平衡各支腿提供的支撐力，提高移動式工程機械施工作業(yè)的穩(wěn)定性和可靠 性。提供的移動式工程機械由于具有上述控制系統(tǒng)，也具有相對應(yīng)的技術(shù)效果。


圖1是本發(fā)明實施例一提供的混凝土泵車支腿的控制系統(tǒng)的控制原理示意圖；圖2是實施例一提供的控制系統(tǒng)的總體工作流程圖；圖3是實施例一中，水平檢測裝置檢測原理模型圖；圖4是實施例一中，控制系統(tǒng)的一種調(diào)平操作的流程圖；圖5是本發(fā)明實施例二提供的混凝土泵車支腿的控制系統(tǒng)的控制原理示意圖；圖6是本發(fā)明實施例三提供的混凝土泵車支腿的控制系統(tǒng)的控制原理示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng) 對本發(fā)明的保護范圍有任何的限制作用。請參考圖1，該圖是本發(fā)明實施例一提供的混凝土泵車支腿的控制系統(tǒng)的控制原 理示意圖；圖中，為了描述的方便還示出了驅(qū)動支腿伸縮的支腿油缸和控制主液壓源液壓油流向的換向閥4。實施例一中，混凝土泵車包括四個支腿，四個支腿分別包括四個支腿油 缸1，四個支腿油缸分別為1. 1、1.2、1.3和1.4。換向閥4為三位四通閥。實施例一中，移動式工程機械支腿的控制系統(tǒng)包括控制器5、水平檢測裝置6和四 個液壓控制裝置。水平檢測裝置6與控制器5的輸入端相連。水平檢測裝置6安裝在混凝土泵車的適當(dāng)位置，用于檢測混凝土泵車的傾斜角 度；水平檢測裝置6可以是角度傳感器；本例中，水平檢測裝置6為雙軸角度傳感器，以獲 取混凝土泵車在兩個檢測基準軸方向上與一個參考水平面之間的角度。水平檢測裝置6獲 取的角度信息可以傳送到控制器5，控制器5能夠根據(jù)獲取的角度信息確定混凝土泵車的 傾斜角度，再根據(jù)預(yù)定的策略確定其傾斜角度。四個液壓控制裝置分別與四個支腿的支腿油缸1相對應(yīng)，分別用于控制四個支腿 油缸1. 1、1. 2,1. 3和1. 4的動作；為了保證支腿工作穩(wěn)定性，本例中，支腿油缸1的無桿腔 和有桿腔之間的液壓油路之間還設(shè)置有液壓鎖油路。本例中，每個液壓控制裝置分別包括一個插裝閥2和一個先導(dǎo)開關(guān)閥3，為了描述 的方便，四個插裝閥4分別用2. 1,2. 2,2. 3,2. 4作為附圖標記，四個先導(dǎo)開關(guān)閥3分別用 3. 1,3. 2,3. 3,3. 4作為附圖標記。各插裝閥2分別串連在相對應(yīng)支腿油缸1的液壓油路上， 如圖所示，插裝閥2. 1、2. 2、2. 3、2. 4的第一工作口均與換向閥4的A 口相通，第二工作口分 別與支腿油缸1. 1、1. 2,1. 3,1. 4的有桿腔相通；支腿油缸1. 1、1. 2,1. 3,1. 4的無桿腔均與 換向閥4的B 口相通。四個先導(dǎo)開關(guān)閥3. 1、3. 2、3. 3、3.4均為二位三通閥，先導(dǎo)開關(guān)閥3. 1、3· 2、3· 3、 3. 4的第一工作口分別與插裝閥2. 1,2. 2,2. 3,2. 4的控制端口相通，第二工作口與先導(dǎo)液 壓油路P2相連，回油口與回油油路相通。當(dāng)然，先導(dǎo)開關(guān)閥3. 1,3. 2,3. 3,3. 4可以分別為 三位三通閥，或其他控制閥。如圖所示，控制器5的輸出端分別與先導(dǎo)開關(guān)閥3. 1,3. 2,3. 3,3. 4的控制端相連， 先導(dǎo)開關(guān)閥3. 1,3. 2,3. 3,3. 4能夠分別根據(jù)控制器5輸出的控制信號改變其位置，進而改 變插裝閥2. 1、2. 2、2. 3、2. 4控制端口的壓力，進而調(diào)整通過插裝閥2. 1、2. 2、2. 3、2. 4的液 壓油流量，實現(xiàn)對支腿油缸1伸縮動作的控制。主液壓源Pl驅(qū)動支腿油缸1伸縮的原理是 在換向閥4處于左位，處于能夠驅(qū)動相對應(yīng)支腿油缸1伸出的狀態(tài)；在右位時，處于能夠驅(qū) 動相對應(yīng)支腿油缸1縮回的狀態(tài)。根據(jù)上述描述，可以理解，插裝閥3不限于串連在與支腿油缸1的有桿腔的液壓油 路上，也可以串連在支腿油缸1的無桿腔的液壓油路上。實施例一提供的控制系統(tǒng)的工作過程如下請參考圖2，圖2是實施例一提供的控制系統(tǒng)的總體工作流程圖。在啟動控制系統(tǒng)之前，使換向閥4處于合適的狀態(tài)，在混凝土泵車從行駛狀態(tài)向 施工狀態(tài)轉(zhuǎn)換時，可以使換向閥4處于左位，使主液壓源的高壓油管處于能夠與各支腿油 缸1. 1、1. 2,1. 3,1. 4的無桿腔相通的狀態(tài)，以使各支腿能夠伸出；在混凝土泵車從施工狀 態(tài)向行駛狀態(tài)轉(zhuǎn)換時，使換向閥4處于右位，使主液壓源的高壓油管處于能夠與各支腿油 缸1. 1、1. 2,1. 3,1. 4的有桿腔相通的狀態(tài)，以使各支腿能夠縮回。使控制系統(tǒng)上電，啟動控制系統(tǒng)，依下述步驟進行控制操作S10，控制器5根據(jù)水平檢測模塊6傳送的角度信息判斷混凝土泵車的傾斜角度是否大于預(yù)定值；如果否，則進入步驟S30 ；如果是，則進入步驟S20。如果混凝土泵車傾斜角 度小于或等于預(yù)定值，則說明混凝土泵車處于安全狀態(tài)，可以使四個支腿同步伸出或縮回， 進入步驟S30 ；如果是，則說明混凝土泵車傾斜角度過大，有傾翻的危險，應(yīng)當(dāng)調(diào)整混凝土 泵車的狀態(tài)，進入步驟S20。S20，控制器5根據(jù)預(yù)定的策略，控制部分先導(dǎo)開關(guān)閥3，使部分支腿油缸1伸縮，對 混凝土泵車進行調(diào)平操作(調(diào)平操作的具體過程將于后述)，調(diào)平操作完成后，使混凝土泵 車的傾斜角度不大于預(yù)定值時，進入步驟S30。S30，通過控制器5使各先導(dǎo)開關(guān)閥3. 1、3. 2、3. 3、3. 4同步動作，使各插裝閥2. 1、 2. 2,2. 3,2. 4同步進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，進而使各支腿油缸1. 1、1. 2,1. 3,1. 4同步伸出或縮回。在 使各支腿油缸1. 1、1.2、1.3、1.4同步伸出或縮回預(yù)定時間或預(yù)定距離之后，進入步驟S40。S40，判斷各支腿是否伸出到預(yù)定位置，或縮回到預(yù)定的位置；如果是，則結(jié)束控制 操作過程；如果否，則返回S10，重新判斷混凝土泵車狀態(tài)是否滿足預(yù)定條件。反復(fù)進行上述步驟可以完成混凝土泵車的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。狀態(tài)轉(zhuǎn)換的過程不限于上述 步驟，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實際需要可以選用其他策略進行，比如可以使步驟S40實時進 行，在混凝土泵車傾斜角度不大于預(yù)定值時，使各支腿同步伸出或縮回，在混凝土泵車傾斜 角度大于預(yù)定值時，使支腿停止同步伸出或縮回，進入步驟S20中，等等。請參考圖3、圖3為水平檢測裝置檢測原理模型圖。圖中，100、200、300和400分 別表示混凝土泵車的四個支腿，水平檢測裝置6包括兩個檢測基準軸，設(shè)兩個檢測基準軸 為圖3中的X軸和Y軸，這樣，水平檢測裝置6能夠分別檢測X軸和Y軸與一個參考水平面 之間的夾角α和β ；其中，X軸和Y軸位于與混凝土泵車固定的預(yù)定參考平面上。調(diào)平操 作的過程是使混凝土泵車的預(yù)定參考平面與參考水平面重合的過程，調(diào)平操作的具體方法 有很多種，如可以是基于矩陣變化的自動調(diào)平方法和基于空間狀態(tài)離散逼近和系統(tǒng)特性參 數(shù)實時追蹤的實時比例追蹤調(diào)平方法，下面介紹一種單向調(diào)平算法。請參考圖4，該圖為實施例一中控制系統(tǒng)的一種調(diào)平操作的流程圖。首先進入步驟S201，判斷α是否大于Μ，β是否大于M ;Μ為根據(jù)混凝土泵車的實 際情況確定的預(yù)定值；如果是，則確定混凝土泵車傾斜角度大于預(yù)定值，進入步驟S202，通 過控制器5控制先導(dǎo)開關(guān)閥3. 2和3. 3，進而使支腿油缸1. 2和1. 3伸縮，改變支腿200和 支腿300的長度，以改變α的值。在步驟S203中，控制器5根據(jù)水平檢測裝置6檢測結(jié)果 判斷α是否達到預(yù)定要求；如果否，則返回步驟S202，繼續(xù)改變α的值；如果是，則進入步 驟S204，改變支腿100和支腿200的長度，以改變β的值。在步驟S205中，控制器5判斷 β的值是否達到預(yù)定要求；如果否，則返回步驟S204，繼續(xù)改變β的值；如果是，則進入步 驟 S220。在步驟S201中，如果否，則進入步驟S206，判斷α是否大于Μ，β是否小于S ;S 為根據(jù)混凝土泵車的實際情況確定的預(yù)定值；如果是，則確定混凝土泵車傾斜角度大于預(yù) 定值，進入步驟S207，通過控制器5控制先導(dǎo)開關(guān)閥3. 2和3. 3，進而使支腿油缸1. 2和1. 3 伸縮，改變支腿200和支腿300的長度，以改變α的值。在步驟S208中，控制器5根據(jù)水 平檢測裝置6檢測結(jié)果判斷α是否達到預(yù)定要求；如果否，則返回步驟S207，繼續(xù)改變α 的值；如果是，則進入步驟S209，改變支腿300和支腿400的長度，以改變β的值。在步驟 S210中，控制器5判斷β的值是否達到預(yù)定要求；如果否，則返回步驟S209，繼續(xù)改變β的值；如果是，則進入步驟S220。在步驟S206中，如果否，則進入步驟S211，判斷α是否小于S，β是否大于Μ;如 果是，則進入步驟S212，通過控制器5控制先導(dǎo)開關(guān)閥3. 1和3. 4，進而使支腿油缸1. 1和 1.4伸縮，改變支腿100和支腿400的長度，以改變α的值。在步驟S213中，控制器5根據(jù) 水平檢測裝置6檢測結(jié)果判斷α是否達到預(yù)定要求；如果否，則返回步驟S212，繼續(xù)改變 α的值；如果是，則進入步驟S214，改變支腿100和支腿200的長度，以改變β的值。在步 驟S215中，控制器5判斷β的值是否達到預(yù)定要求；如果否，則返回步驟S214，繼續(xù)改變 β的值；如果是，則進入步驟S220。在步驟S211中，如果否，則可以確定α、β均小于S，則進入步驟S216，通過控制 器5控制先導(dǎo)開關(guān)閥3. 1和3. 4，進而使支腿油缸1. 1和1. 4伸縮，改變支腿100和支腿 400的長度，以改變α的值。在步驟S217中，控制器5根據(jù)水平檢測裝置6檢測結(jié)果再判 斷α是否達到預(yù)定要求；如果否，則返回步驟S216，繼續(xù)改變α的值；如果是，則進入步驟 S218，改變支腿300和支腿400的長度，以改變β的值。在步驟S219中，控制器5判斷β 的值是否達到預(yù)定要求；如果否，則返回步驟S218，繼續(xù)改變β的值；如果是，則進入步驟 S220。在步驟S220中，控制器5根據(jù)水平檢測裝置6的檢測結(jié)果判斷混凝土泵車的傾斜 角度是否達到預(yù)定要求；如果是，則結(jié)束調(diào)平操作過程；如果否，則返回步驟S201。根據(jù)上述描述，可以確定，利用實施例一提供的控制系統(tǒng)，控制器5能夠根據(jù)混凝 土泵車的傾斜角度確定混凝土泵車的狀態(tài)，在確定混凝土泵車處于安全狀態(tài)時，可以通過 控制各先導(dǎo)開關(guān)閥3和插裝閥2使支腿油缸1. 1、1. 2,1. 3,1. 4同步伸出或縮回；在確定混 凝土泵車傾斜角度過大，有傾翻的危險時，控制器5能夠根據(jù)預(yù)定的策略，控制預(yù)定的先導(dǎo) 開關(guān)閥3及插裝閥2使預(yù)定的一個或兩個支腿油缸1伸出或縮回，對混凝土泵車行調(diào)平操 作，改變混凝土泵車的狀態(tài)，實現(xiàn)混凝土泵車的自動調(diào)平。利用該控制系統(tǒng)可以擺脫或減少 對操作人員個人經(jīng)驗及現(xiàn)場觀察判斷能力的依賴，在保證混凝土泵車安全的同時，完成混 凝土泵車的狀態(tài)轉(zhuǎn)換；由于狀態(tài)轉(zhuǎn)換的操作過程可以由控制器5自動控制完成，這樣可以 大大提高控制操作的效率。請參考圖1，為提高控制自動性，實施例一中，可以將主液壓源Pl的換向閥4納入 控制系統(tǒng)中，將換向閥4與控制系統(tǒng)的其他部分集成在一起；還可以使換向閥4為電磁換向 閥，并使其控制端與控制器5的輸出端相連；這樣，通過控制器5就可以控制換向閥4的狀 態(tài)。為了控制方便，控制系統(tǒng)還可以包括輸入輸出裝置7，控制器5可以根據(jù)輸入輸出裝置 7輸入的指令，根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)確定步驟SlO中的預(yù)定條件，或M及S的值等等。本例中，為了提高控制的可靠性，控制器5包括處理模塊51和驅(qū)動放大模塊52 ； 處理模塊51用于接收水平檢測裝置6傳送的角度信息，并進行數(shù)據(jù)處理，再根據(jù)處理結(jié)果 輸出預(yù)定信號；驅(qū)動放大模塊52用于將處理模塊輸出的預(yù)定信號放大，以更有效地控制預(yù) 定的先導(dǎo)開關(guān)閥3或換向閥4，保證控制的可靠性。為了提高控制的精確性，實施例一中，各先導(dǎo)開關(guān)閥3分別為高速開關(guān)閥，高速開 關(guān)閥可以是中國專利文獻CN201322067Y公開的高速開關(guān)閥，也可以是現(xiàn)有的其他高速開 關(guān)閥。這樣，控制器5通過控制高速開關(guān)閥控制相對應(yīng)支腿油缸1的伸縮?？刂破?輸出 的控制信號可以是脈寬調(diào)制信號，通過調(diào)整控制信號的頻率和占空比，可以調(diào)節(jié)通過插裝閥的液壓油流量，進而調(diào)節(jié)主液壓源向支腿油缸1供油的流量，實現(xiàn)對預(yù)定支腿油缸1伸縮 速度的精確控制；進而，在使各支腿油缸1. 1、1.2、1.3和1.4同步伸縮時，可以減小由于各 支腿油缸1. 1、1. 2,1. 3和1. 4伸縮誤差而造成的混凝土泵車傾斜，不僅有利于提高混凝土 泵車的狀態(tài)轉(zhuǎn)換效率，也能夠提高狀態(tài)轉(zhuǎn)換控制操作的安全性。另外，本實施例中，用高速開關(guān)閥與插裝閥2控制支腿油缸1的伸縮，可以將高速 開關(guān)閥的精確性與插裝閥2大流量的特點結(jié)合，在保證支腿油缸順利伸縮的同時，保證控 制的精確性；同時具有響應(yīng)速度快、抗污染能力強、易于實現(xiàn)數(shù)字化控制等優(yōu)點。另外，與現(xiàn) 有技術(shù)中的比例閥或伺服閥相比，該液壓控制裝置具有價格低的優(yōu)勢。請參考圖1，實施例一提供的控制系統(tǒng)中，還包括四個壓力檢測裝置8，四個壓力 檢測裝置8分別用8. 1,8. 2,8. 3,8. 4作為附圖標記，四個壓力檢測裝置8. 1,8. 2,8. 3,8. 4 分別與四個支腿油缸1. 1、1. 2,1. 3和1. 4相對應(yīng)，用于檢測四個支腿油缸1. 1U. 2,1. 3和 1.4的無桿腔內(nèi)的壓力(可以直接通過檢測無桿腔內(nèi)液壓油的壓力，也可以通過檢測相關(guān) 油路的液壓油壓力獲得壓力信息)。四個壓力檢測裝置8. 1,8. 2,8. 3,8. 4均與控制器5的 輸入端相連，能夠?qū)⑺膫€支腿油缸1. 1、1. 2,1. 3和1. 4的無桿腔內(nèi)的壓力數(shù)據(jù)傳送給控制 器5。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，液壓元件相應(yīng)液壓腔內(nèi)液壓油的壓力與外負載正成比，在 混凝土泵車支腿與地面接觸，并為混凝土泵車提供相應(yīng)支撐力時，其無桿腔內(nèi)的壓力也會 產(chǎn)生相應(yīng)變化。因此，控制器5在接收到壓力檢測裝置8. 1,8. 2,8. 3,8. 4傳送的壓力數(shù)據(jù) 時，可以判斷各支腿提供的支撐力。這樣，混凝土泵車從行駛狀態(tài)轉(zhuǎn)換到施工狀態(tài)時，控制 器5就能夠根據(jù)各壓力檢測裝置8. 1,8. 2,8. 3、8. 4檢測的壓力信號判斷混凝土泵車各支腿 提供的支撐力，進而判斷是否有支腿為虛腿；在判斷存在虛腿的情況下，能夠進一步使其伸 出，或使其他支腿收縮，進而平衡各支腿提供的支撐力，提高混凝土泵車施工作業(yè)的穩(wěn)定性 和可靠性。各壓力傳感裝置可以為壓力傳感器，以向控制器5提供精確的壓力數(shù)據(jù)；也可以 為壓力繼電器，以向控制器5定性地提供相對應(yīng)支腿油缸1的壓力信息；比如可以設(shè)定 壓力繼電器的傳送壓力值，在相對應(yīng)支腿油缸1的無桿腔內(nèi)的壓力低于該傳送壓力值時， 壓力繼電器產(chǎn)生第一種信號；在相對應(yīng)支腿油缸1無桿腔內(nèi)壓力高于或等于該傳送壓力值 時，壓力繼電器產(chǎn)生第二種信號，控制器5根據(jù)壓力信號的不同確定各支腿油缸1的壓力是 否達到預(yù)定值，進而判斷是否存在虛腿。另外，判斷混凝土泵車各支腿提供的支撐力不限于通檢測液壓油壓力實現(xiàn)，也 可以通過其他方式檢測支腿對地面的壓力，獲得支腿提供的支撐力；檢測支腿對地面的 壓力可以有多種方式，比如可以通過檢測支腿相應(yīng)部位的變形或受力實現(xiàn)，如專利文獻 CN101318500A就公開一種通過電阻應(yīng)變片檢測支腿負載的技術(shù)方案，CN101457589A公開 一種通過接近開關(guān)檢測支腿負載的技術(shù)方案。只要是能夠獲得各支腿提供的支撐力壓力檢 測裝置均能夠作為判斷是否存在虛腿的基礎(chǔ)，實現(xiàn)上述目的。為了保證接收壓力檢測裝置8. 1,8. 2,8. 3,8. 4傳送壓力信息的可靠性，實施例一 中，控制器5還包括有數(shù)據(jù)采集卡53，通過數(shù)據(jù)采集卡53獲得壓力檢測裝置8. 1、8. 2、8. 3、 8. 4傳送的壓力信號。根據(jù)上述描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明的核心在于，通過控制器5對各 支腿油缸分別進行控制，以進行調(diào)平操作；同時能夠?qū)Ω髦扔透走M行同步控制，以使各支腿同步伸縮。因此，液壓控制裝置不限于上述結(jié)構(gòu)，請參考圖5，該圖為本發(fā)明實施例二提供 的混凝土泵車支腿的控制系統(tǒng)的控制原理示意圖。與實施一相比，實施例二中，液壓控制裝置分別包括一個換向閥4、一個先導(dǎo)開關(guān) 閥3和一個插裝閥2。換向閥4串連在與支腿油缸1相連的液壓油路上，通過控制相對應(yīng)液 壓油路液壓油的流動方向，控制支腿油缸1的伸出或縮回；本例中，4個換向閥4均為三位 四通閥，兩個工作口分別與支腿油缸1的有桿腔和無桿腔相通，進油口與主液壓源相通，回 油口與插裝閥2的第一工作口相通。插裝閥2為內(nèi)帶阻尼孔的插裝閥，第一工作口為進油 口，第二工作口為出油口，第一工作油口通過阻尼孔與控制端口相通，第一工作口向第二工 作口單向?qū)ǎ幌葘?dǎo)開關(guān)閥3的第一工作口與相對應(yīng)插裝閥2的控制端口相通，第二工作口 均回油油路相通；同樣，控制器5的輸出端與各先導(dǎo)開關(guān)閥3. 1,3. 2,3. 3,3. 4控制端相連。本例中的液壓控制裝置的工作原理為在需要使各支腿油缸1同步伸縮時，使各個換向閥4處于相同的狀態(tài)，處于左位或 右位。同時，通過控制器5使各先導(dǎo)開關(guān)閥2處于右位(以圖5為參照)，插裝閥2. 1,2. 2、
2.3、2. 4控制端口分別通過先導(dǎo)開關(guān)閥3. 1、3. 2、3. 3、3. 4與回油油路相通。此時，插裝閥2 第一工作口液壓油通過阻尼孔到達控制端口，并通過控制端口回到回油油路；由于第一工 作口與控制端口之間具有阻尼孔，控制端口的壓力小于第一工作口壓力，各插裝閥2打開， 支腿液壓缸1內(nèi)相應(yīng)腔內(nèi)的液壓油能夠通過換向閥4的回油口、插裝閥2回流，使各支腿油 缸1同步伸縮。在進行調(diào)平操作，使部分支腿油缸1伸縮時，可以通過控制器5使部分先導(dǎo)開關(guān)閥 2處于右位，控制部分支腿油缸1的伸縮，改變混凝土泵車的傾斜角度。根據(jù)上述描述可以看出，利用實施例提供的控制系統(tǒng)，控制器5可以根據(jù)水平檢 測裝置6檢測結(jié)果，判斷混凝土泵車的傾斜角度是否大于預(yù)定值，如果是，則控制部分先導(dǎo) 控制閥3，使部分支腿油缸1伸縮，完成調(diào)平操作；如果為否，則可以控制各先導(dǎo)控制閥3. 1、
3.2,3. 3,3. 4，使各支腿油缸1. 1、1. 2,1. 3,1. 4的同步伸縮，改變混凝土泵車的狀態(tài)，實現(xiàn) 本發(fā)明的目的。另外，實施例二中，控制系統(tǒng)不需要單獨設(shè)置先導(dǎo)液壓油路，這不僅能夠提 高控制系統(tǒng)的控制可靠性，還簡化移動式工程機械的構(gòu)造，降低成本。為了實現(xiàn)控制的自動性，實施例中，各液壓控制裝置的換向閥4的控制端El E8 分別與控制器5的輸出端相連，以使控制器5能夠控制各換向閥4 ；為了實現(xiàn)對先導(dǎo)開關(guān)閥 3和換向閥4控制的可靠性，實施例二中，控制器5設(shè)置有第一驅(qū)動放大模塊521和第二驅(qū) 動放大模塊522，第一驅(qū)動放大模塊521能夠?qū)⑾蛳葘?dǎo)開關(guān)閥3控制端發(fā)送的控制信號放 大，第二驅(qū)動模塊522能夠?qū)⑾驌Q向閥4控制端El E8發(fā)送的控制信號放大。根據(jù)上述描述可以理解，各換向閥4的位置決定支腿油缸1的伸縮，因此，各換向 閥4不限于由控制器4控制，也可以由其他裝置控制各換向閥4，或利用液壓系統(tǒng)的換向閥 控制。插裝閥2和與其對應(yīng)的先導(dǎo)開關(guān)閥3不限于串連在換向閥4與回油油路之間，也可 以使插裝閥2的第一工作口和第二工作口分別與換向閥4的進油口和進油油路相通，串連 在相對應(yīng)支腿油缸1的進油油路上。請參考圖6，該圖是本發(fā)明實施例三提供的混凝土泵車支腿的控制系統(tǒng)的控制原 理示意圖。與實施例二相比，實施三中的各液壓控制裝置包括兩個插裝閥2，與兩個先導(dǎo)開關(guān)閥3，四個液壓控制裝置中，8個插裝閥2分為為2. 1 2. 8，8個先導(dǎo)開關(guān)閥3為3. 1 3. 8， 且插裝閥2. 1 2. 8分別與先導(dǎo)開關(guān)閥3. 1 3. 8相對應(yīng)。本例中，插裝閥3與實施二中的 插裝閥3相同，第一工作口向第二工作口單向?qū)?。與支腿油缸1. 1相對應(yīng)的液壓控制裝 置中，插裝閥2. 1的第一工作口和第二工作口串連在支腿油缸1. 1的有桿腔的進油油路上， 插裝閥2. 2的第一工作口和第二工作口串連在支腿油缸1. 1的有桿腔的回油油路上。先導(dǎo) 開關(guān)閥3. 1的第一工作口與插裝閥2. 1的控制端口相通，先導(dǎo)開關(guān)閥3. 2的第一工作口與 插裝閥2. 2的控制端口相通；先導(dǎo)開關(guān)閥3. 1和3. 2的第二工作口與回油油路相通。如圖 6所示，其他液壓控制裝置中，插裝閥2和先導(dǎo)開關(guān)閥3連接方式相同，不再一一贅述。另外，先導(dǎo)開關(guān)閥3. 1 3. 8的控制端El E8分別與控制器5的輸出端相連。各 支腿油缸1的液壓油路通過一個換向閥4與主液壓源P相通。同時，換向閥4的控制端與 控制器5的輸出端相連。實施例二液壓控制裝置的工作原理如下在需要各支腿油缸1同步伸出時，通過控制器5使換向閥4位于左位(以圖6為參 照)；并通過控制器5使先導(dǎo)開關(guān)閥3. 1,3. 3,3. 5,3. 7位于右位，這樣，液壓油通過換向閥 4流到各支腿油缸1的無桿腔中；各支腿油缸1中有桿腔中的液壓油分別通過插裝閥2. 1、 2.3、2.5、2.7回流到回油油路中，各支腿油缸1同步伸出。在進行調(diào)平操作，需要部分支腿 油缸1伸出時，換向閥4保持在左位，通過控制器5使先導(dǎo)開關(guān)閥3. 1、3. 3、3. 5、3. 7中部分 先導(dǎo)開關(guān)閥位于右位，使部分支腿油缸伸出，改變混凝土泵車的傾斜角度，完成調(diào)平操作。同樣，在需要支腿油缸1縮回時，可以通過控制器5使換向閥4位于右位；通過控 制各先導(dǎo)開關(guān)閥3. 2,3. 4,3. 6和3. 8，使各支腿油缸1同步縮回；也可以通過控制部分先導(dǎo) 開關(guān)閥3. 2,3. 4、3. 6和3. 8中的一部分，使部分支腿油缸縮回，實際對混凝土泵車的調(diào)平操 作。當(dāng)然，各實施例中，先導(dǎo)開關(guān)閥3均可以為高速開關(guān)閥；換向閥4可以根據(jù)實際需 要選擇是否與控制器5的輸出端相連。由兩個插裝閥2和二個先導(dǎo)開關(guān)閥3形成的液壓控 制裝置不限于串連在相對應(yīng)支腿油缸1的有桿腔的相應(yīng)油路上，也可以串連在支腿油缸1 的無桿腔的相應(yīng)油路上。根據(jù)上述描述，可以理解，液壓控制裝置不限于為多個閥的組合，也可以是單獨的 液壓閥，比如可以是比例調(diào)速閥或比例節(jié)流閥等液壓閥，只要能夠通過控制器5實現(xiàn)對各 支腿油缸分別控制，在調(diào)平操作時能夠分別控制相應(yīng)的支腿油缸，在調(diào)平操作完成后，能夠 使各支腿油缸同步伸縮，就可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的。上述控制系統(tǒng)不僅應(yīng)用于混凝土泵車上，也能夠在具有支腿的各中移動式工程機 械中。在提供上述控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，還提供一種移動式工程機械，該移動式工程機械包 括機械本體和安裝在機械本體上的多個支腿，各支腿包括支腿油缸，還包括上述任一種移 動式工程機械支腿的控制系統(tǒng)。由于具有上述控制系統(tǒng)，該移動式工程機械也具有相對應(yīng) 的技術(shù)效果。移動式工程機械不僅可以是混凝土泵車，還可以是起重機，鉆機，樁機等工程 機械。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種移動式工程機械支腿的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括控制器(5)、水平檢測裝置 (6)和多個液壓控制裝置；所述水平檢測裝置(6)獲取移動式工程機械的傾斜角度；每個所 述液壓控制裝置串連在與一個支腿油缸(1)相連的液壓油路上；所述控制器( 根據(jù)移動 式工程機械的傾斜角度和預(yù)定的策略控制液壓控制裝置所述預(yù)定策略為在移動式工程機械的傾斜角度大于預(yù)定值時，所述控制器( 控制 部分液壓控制裝置；在移動式工程機械的傾斜角度不大于預(yù)定值時，所述控制器(5)同時 控制各液壓控制裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動式工程機械支腿的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓控 制裝置包括插裝閥(2)和先導(dǎo)開關(guān)閥(3)，所述先導(dǎo)開關(guān)閥(3)的第一工作口與所述插裝 閥O)的控制端口相通；所述插裝閥O)的第一工作口和第二工作口串連在與相對應(yīng)支腿 油缸(1)相連的液壓油路上；所述控制器( 控制所述先導(dǎo)開關(guān)閥(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動式工程機械支腿的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述先導(dǎo)開 關(guān)閥(3)的第二工作口與先導(dǎo)液壓源相通。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動式工程機械支腿的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓控 制裝置包括兩個插裝閥( 和兩個先導(dǎo)開關(guān)閥(3)；所述插裝閥O)的第一工作口向第二工作口單向?qū)ǎ灰粋€所述插裝閥O)的第一工 作口和第二工作口串連在相對應(yīng)支腿油缸(1)的第一液壓腔的進油油路上，另一個所述插 裝閥( 的第一工作口和第二工作口串連在相對應(yīng)支腿油缸(1)的第一液壓腔的回油油路 上；兩個所述先導(dǎo)開關(guān)閥(3)的第一工作口分別與兩個插裝閥O)的控制端口相通，第二 工作口均與回油油路相通。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動式工程機械支腿的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓控 制裝置還包括串接在與相對應(yīng)支腿油缸(1)相連的液壓油路上的換向閥G)，所述插裝閥 (2)的第一工作口向第二工作口單向?qū)?；所述先?dǎo)開關(guān)閥(3)的第二工作口與回油油路 相通；所述插裝閥O)的第一工作口和第二工作口分別與換向閥的進油口和相對應(yīng)支 腿油缸(1)的進油油路相通，或，所述插裝閥(2)的第一工作口和第二工作口分別與換向閥 (4)的回油口和回油油路相通。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-5任一項所述的移動式工程機械支腿的控制系統(tǒng)，其特征在于，所 述先導(dǎo)開關(guān)閥(3)為高速開關(guān)閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一項所述的移動式工程機械支腿的控制系統(tǒng)，其特征在于，還 包括連接在主液壓源與各支腿油缸(1)之間的換向閥G)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的移動式工程機械支腿的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述換向閥 (4)為電控換向閥，所述控制器(5)還控制所述換向閥的狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的移動式工程機械支腿的控制系統(tǒng)，其特征在于，還 包括多個壓力檢測裝置(8)，多個所述壓力檢測裝置(8)分別用于檢測各支腿提供的支撐 力，所述控制器(5)還根據(jù)各壓力檢測裝置⑶的檢測結(jié)果控制液壓控制裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的移動式工程機械支腿的控制系統(tǒng)，其特征在于，各所述壓 力檢測裝置分別檢測各支腿油缸(1)的無桿腔內(nèi)的壓力；所述控制器( 根據(jù)各支腿油缸(1)無桿腔內(nèi)的壓力控制液壓控制裝置。
11. 一種移動式工程機械，包括機械本體和安裝在機械本體上的多個支腿，各所述支腿 包括支腿油缸(1)，其特征在于，還包括權(quán)利要求1-10任一項所述的移動式工程機械支腿 的控制系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種移動式工程機械及其支腿的控制系統(tǒng)。公開的移動式工程機械支腿的控制系統(tǒng)包括控制器、水平檢測裝置和多個液壓控制裝置；水平檢測裝置獲取移動式工程機械的傾斜角度；多個支腿油缸分別通過一個液壓控制裝置與主液壓源相連；控制器根據(jù)移動式工程機械的傾斜角度控制液壓控制裝置?？刂破髂軌虼_定移動式工程機械的狀態(tài)；并能夠使各支腿油缸同步伸縮，也能夠使部分支腿油缸伸出或縮回，進行調(diào)平操作。利用該控制系統(tǒng)可以擺脫對操作人員個人經(jīng)驗及現(xiàn)場觀察判斷能力的依賴，在保證移動式工程機械安全的同時，完成移動式工程機械的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，這樣可以大大提高控制操作的效率。
文檔編號B60S9/10GK102079298SQ20101061325
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者周翔, 李時育, 鄧侃 申請人:三一重工股份有限公司