專利名稱：用于減輕對挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臂的沖擊的設(shè)備和控制該設(shè)備的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于減輕對挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臂的沖擊的設(shè)備和控制該設(shè)備的 方法，所述設(shè)備和方法能夠使當(dāng)用于驅(qū)動(dòng)挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)臂油缸的 操作突然停止時(shí)，在轉(zhuǎn)臂中產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)降到最小。更具體而言，本發(fā)明涉及用于減輕對挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臂的沖擊的設(shè)備和 控制該設(shè)備的方法，所述設(shè)備和方法能夠通過主動(dòng)控制供給到轉(zhuǎn)臂 油缸的液壓流體的量，使得當(dāng)轉(zhuǎn)臂油缸的操作由于操作者突然操縱用 于工作裝置的操作桿而突然停止時(shí)，由于對轉(zhuǎn)臂油缸的沖擊而在轉(zhuǎn)臂 中所產(chǎn)生的振動(dòng)降到最小。
背景技術(shù)：
通常，例如挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臂的工作裝置通過操縱操作桿驅(qū)動(dòng)。熟練的 操作者能夠通過精確地操縱操作桿而平穩(wěn)地操作工作裝置，使得能夠 減輕對致動(dòng)器(例如，轉(zhuǎn)臂油缸)的沖擊。相反，在操作方面具有較少經(jīng) 驗(yàn)的不熟練操作者不能細(xì)微地操縱操作桿，而是易于突然地操縱操作 桿，使得當(dāng)突然操縱操作桿時(shí)，產(chǎn)生由于工作裝置的慣性所引起的沖擊，從而降低工作效率。另外，在突然操縱用于工作裝置的操作桿、以提高工作效率的情 況下，由于在工作裝置的啟動(dòng)或停止期間對工作裝置的沖擊而產(chǎn)生振動(dòng)。振動(dòng)增加操作者的工作疲勞感，從而降低工作效率，并降低裝置 的耐用性，從而縮短裝置的壽命。如圖1所示，用于減輕對挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臂的沖擊的常規(guī)設(shè)備包括液壓泵50;導(dǎo)向泵53;轉(zhuǎn)臂油缸51，該轉(zhuǎn)臂油缸51連接到液壓泵50， 用于當(dāng)液壓流體供給到該轉(zhuǎn)臂油缸51時(shí)而被驅(qū)動(dòng)；主控制閥52，該主 控制閥52被安裝在液壓泵50與轉(zhuǎn)臂油缸51之間的流動(dòng)通道中，用于 控制轉(zhuǎn)臂油缸51的啟動(dòng)、停止和轉(zhuǎn)向；控制閥，該控制閥被安裝在導(dǎo) 向泵53與主控制閥52之間的流動(dòng)通道中，用于當(dāng)從外部輸入電信號(hào) 時(shí)而被切換，并控制供給到主控制閥52的導(dǎo)向信號(hào)壓力；壓力傳感器 55和56，壓力傳感器55和56用于檢測轉(zhuǎn)臂油缸51的大腔室51a和 小腔室51b的操作壓力；繼電器開關(guān)57，該繼電器開關(guān)57用于輸入電 信號(hào)，以切換控制閥54的閥芯；和控制器58，該控制器58用于根 據(jù)來自壓力傳感器55和56的輸入信號(hào)，判斷轉(zhuǎn)臂油缸是否已突然停 止，并且如果判斷轉(zhuǎn)臂油缸51已突然停止，則將驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出到繼電 器開關(guān)57?？刂破?8根據(jù)從壓力傳感器55和56輸出的轉(zhuǎn)臂油缸51的大腔 室51a和小腔室51b的操作壓力值，判斷轉(zhuǎn)臂油缸51是否已突然停止。 如果判斷轉(zhuǎn)臂油缸51已突然停止，則控制器58將驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出到繼 電器開關(guān)57。已接收到驅(qū)動(dòng)信號(hào)的繼電器開關(guān)57將控制閥54的閥芯切換到上 側(cè)，如附圖所示。在此情況下，從導(dǎo)向泵53排出的導(dǎo)向信號(hào)壓力經(jīng)由 切換的控制閥54而供給到主控制閥52，并且將主控制閥52的閥芯切 換到右側(cè)，如附圖所示。因此，從液壓泵50排出的液壓流體經(jīng)由切換的主控制閥52而供 給到轉(zhuǎn)臂油缸的大腔室51a。在此情況下，從轉(zhuǎn)臂油缸51的小腔室51b 的液壓流體經(jīng)由主控制閥52而返回到液壓箱。但是，用于減輕對轉(zhuǎn)臂的沖擊的常規(guī)設(shè)備具有的問題是，在控制器58判斷轉(zhuǎn)臂油缸51已突然停止時(shí)，使用單獨(dú)的繼電器開關(guān)57來輸 入用于切換控制閥54的閥芯的電信號(hào)，并且這使得設(shè)備部件的數(shù)量增 加，而且制造成本也增加。發(fā)明內(nèi)容因此，提出本發(fā)明，用以解決出現(xiàn)在現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，同 時(shí)完整地保留由現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供用于減輕對挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臂的沖擊的設(shè)備和 控制該設(shè)備的方法，所述設(shè)備和方法能夠當(dāng)轉(zhuǎn)臂油缸的操作由于操 作者對用于工作裝置的操作桿的突然操縱而突然停止時(shí)，通過使由于 對轉(zhuǎn)臂油缸的沖擊在轉(zhuǎn)臂中產(chǎn)生的振動(dòng)降到最小，延長設(shè)備的壽命并 降低操作者的工作疲勞感。本發(fā)明的另一目的是提供用于減輕對挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臂的沖擊的設(shè)備和 控制該設(shè)備的方法，所述設(shè)備和方法甚至能夠使不熟練的操作者容易 地操縱工作裝置，并且因此能夠提高工作效率。為了實(shí)現(xiàn)這些目的，根據(jù)本發(fā)明，提供用于減輕對挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臂的 沖擊的設(shè)備，該設(shè)備包括第一和第二液壓泵；轉(zhuǎn)臂油缸，該轉(zhuǎn)臂油 缸連接到第一液壓泵；主控制閥，該主控制閥被安裝在第一液壓泵與 轉(zhuǎn)臂油缸之間的流動(dòng)通道中，用于當(dāng)從外部供給導(dǎo)向信號(hào)壓力時(shí)而被 切換，并且控制轉(zhuǎn)臂油缸的啟動(dòng)、停止和轉(zhuǎn)向；操作桿，該操作桿用 于當(dāng)操作者操縱操作桿時(shí)，將導(dǎo)向信號(hào)壓力從第二液壓泵供給到主控 制閥的閥芯；操作桿檢測裝置，該操作桿檢測裝置用于檢測根據(jù)操作 桿的操縱量的轉(zhuǎn)臂向上和轉(zhuǎn)臂向下信號(hào)壓力；轉(zhuǎn)臂油缸壓力檢測裝置， 該轉(zhuǎn)臂油缸壓力檢測裝置用于檢測在轉(zhuǎn)臂油缸的大腔室和小腔室中產(chǎn) 生的壓力；控制器，該控制器用于接收從轉(zhuǎn)臂油缸壓力檢測裝置和操作桿檢測裝置的檢測信號(hào)的輸入，并且如果根據(jù)輸入信號(hào)判斷轉(zhuǎn)臂油 缸已突然停止，則計(jì)算并輸出轉(zhuǎn)臂油缸的控制信號(hào)；和轉(zhuǎn)臂防振裝置， 該轉(zhuǎn)臂防振裝置被安裝在第二液壓泵與操作桿之間的導(dǎo)向流動(dòng)通道 中，用于根據(jù)從控制器輸入的信號(hào)而可被切換，并控制從第二液壓泵 供給到主控制閥的轉(zhuǎn)臂向上閥芯的導(dǎo)向信號(hào)壓力。轉(zhuǎn)臂防振裝置可包括電磁閥，該電磁閥用于如果判斷轉(zhuǎn)臂油缸 由于操作桿的突然操縱而在轉(zhuǎn)臂向上操作期間已突然停止，則根據(jù)從 控制器輸入的電信號(hào)而被切換，并且控制是否將導(dǎo)向信號(hào)壓力從第二 液壓泵供給到主控制閥的轉(zhuǎn)臂向上閥芯。轉(zhuǎn)臂防振裝置可包括電磁閥，該電磁闊用于如果判斷轉(zhuǎn)臂油缸 由于操作桿的突然操縱而在轉(zhuǎn)臂向下操作期間已突然停止，則根據(jù)從 控制器輸入的電信號(hào)而被切換，并且控制是否將導(dǎo)向信號(hào)壓力從第二 液壓泵供給到主控制闊的轉(zhuǎn)臂向下閥芯。轉(zhuǎn)臂防振裝置可包括電子比例減壓閥，該電子比例減壓閥用于 如果判斷轉(zhuǎn)臂油缸由于操作桿的突然操縱而在轉(zhuǎn)臂向上操作期間已突 然停止，則根據(jù)從控制器輸入的電信號(hào)而被切換，并且可變地調(diào)節(jié)從 第二液壓泵供給到主控制閥的轉(zhuǎn)臂向上閥芯的導(dǎo)向信號(hào)壓力。轉(zhuǎn)臂防振裝置可包括電子比例減壓閥，該電子比例減壓閥用于-如果判斷轉(zhuǎn)臂油缸由于操作桿的突然操縱而在轉(zhuǎn)臂向下操作期間已突 然停止，則根據(jù)從控制器輸入的電信號(hào)而被切換，并且可變地調(diào)節(jié)從 第二液壓泵供給到主控制閥的轉(zhuǎn)臂向下閥芯的導(dǎo)向信號(hào)壓力。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于減輕對挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臂的沖擊的設(shè)備還包括 往復(fù)閥，該往復(fù)閥被安裝在操作桿與電子比例減壓閥之間的導(dǎo)向流動(dòng) 通道中，用于選擇在已通過操作桿的導(dǎo)向信號(hào)壓力和已通過電子比例 減壓閥的導(dǎo)向信號(hào)壓力之間的較大的導(dǎo)向信號(hào)壓力。在本發(fā)明的另一方面中，提供控制用于減輕對挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臂的沖擊 的設(shè)備的方法，該設(shè)備包括轉(zhuǎn)臂油缸，該轉(zhuǎn)臂油缸連接到液壓泵； 主控制閥，該主控制閥用于控制供給到轉(zhuǎn)臂油缸的液壓流體；操作桿， 該操作桿用于產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臂油缸的操作信號(hào)；操作桿檢測裝置， 該操作桿檢測裝置用于檢測根據(jù)操作桿的操縱量來的轉(zhuǎn)臂向上和轉(zhuǎn)臂 向下信號(hào)壓力；轉(zhuǎn)臂油缸壓力檢測裝置，該轉(zhuǎn)臂油缸壓力檢測裝置用 于檢測在轉(zhuǎn)臂油缸的大腔室和小腔室中產(chǎn)生的壓力；控制器，該控制 器用于接收從轉(zhuǎn)臂油缸壓力檢測裝置和操作桿檢測裝置的檢測信號(hào)的 輸入；和電子比例減壓閥，該電子比例減壓閥用于控制供給到主控制 閥的導(dǎo)向信號(hào)壓力，所述方法包括以下步驟從操作桿檢測裝置接收 轉(zhuǎn)臂向上和轉(zhuǎn)臂向下信號(hào)壓力的輸入和從轉(zhuǎn)臂油缸壓力檢測裝置接收 轉(zhuǎn)臂油缸操作壓力的輸入；根據(jù)接收的轉(zhuǎn)臂向上和轉(zhuǎn)臂向下信號(hào)壓力 的輸入，獲得操作桿在預(yù)定時(shí)間內(nèi)的操縱的減小的速度，并且如果獲 得的減小的速度的值小于預(yù)定值，則判斷操作桿已突然停止；接收在 轉(zhuǎn)臂停止時(shí)的轉(zhuǎn)臂油缸的壓縮腔室的壓力值，將接收的壓力值與預(yù)定 值相比較，并且如果接收的壓力值大于預(yù)定值，則預(yù)示轉(zhuǎn)臂振動(dòng)；計(jì) 算并輸出電子比例減壓閥的控制值，以便如果預(yù)測到由于操作桿的突 然停止引起的轉(zhuǎn)臂振動(dòng)，則驅(qū)動(dòng)操作桿的主控制閥的閥芯；和通過檢 査在轉(zhuǎn)臂停止時(shí)的轉(zhuǎn)臂油缸的壓縮腔室與膨脹腔室之間的壓力差，預(yù) 測轉(zhuǎn)臂振動(dòng)的結(jié)束，并控制電子比例減壓閥的輸出，使輸出停止。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，在轉(zhuǎn)臂向上信號(hào)壓力小于當(dāng)轉(zhuǎn)臂油缸停 止時(shí)的壓力值Per以及操作桿的減少的操縱量小于預(yù)定值Rcr時(shí)，判斷 轉(zhuǎn)臂油缸已突然停止。


通過以下接合附圖的詳細(xì)說明，本發(fā)明的以上和其它目的、特征 和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，其中-圖1是用于減輕對挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臂的沖擊的常規(guī)設(shè)備的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于減輕對挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臂的沖擊的設(shè)備 的液壓回路的視圖；圖3是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的控制用于減輕對挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臂的沖 擊的設(shè)備的方法的流程圖；圖4是說明在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于減輕對挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臂的沖擊 的設(shè)備中的上升中的轉(zhuǎn)臂的突然停止的情況下，供給液壓流體至轉(zhuǎn)臂 油缸的時(shí)間的視圖；圖5是說明在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于減輕對挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臂的沖擊 的設(shè)備中，以試驗(yàn)方式獲得在各種工作姿態(tài)下用于控制轉(zhuǎn)臂防振閥的 控制信號(hào)以及對所獲得的控制信號(hào)取平均值的過程。
具體實(shí)施方式
以下將參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。說明書中限定的內(nèi)容， 例如詳細(xì)結(jié)構(gòu)和元件都只是用于幫助本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員充分理解 本發(fā)明的具體細(xì)節(jié)，且因此本發(fā)明并不局限于說明書中限定的內(nèi)容。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于減輕對挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臂的沖擊 的設(shè)備包括連接到發(fā)動(dòng)機(jī)(未示出)的第一液壓泵1和第二液壓泵(即， 導(dǎo)向液壓泵)2;轉(zhuǎn)臂油缸3，該轉(zhuǎn)臂油缸3連接到第一液壓泵1，用于 當(dāng)液壓流體供給到該轉(zhuǎn)臂油缸3時(shí)而被驅(qū)動(dòng)；主控制閥(MCV)4，該主 控制閥4被安裝在第一液壓泵1與轉(zhuǎn)臂油缸3之間的流動(dòng)通道中，用 于當(dāng)從外部供給導(dǎo)向信號(hào)壓力時(shí)被切換，并控制轉(zhuǎn)臂油缸3的啟動(dòng)、 停止和轉(zhuǎn)向；操作桿(RCV)5，該操作桿5用于當(dāng)操作者操縱操作桿時(shí) 將導(dǎo)向信號(hào)壓力從第二液壓泵2供給到主控制閥4的閥芯；和操作桿 檢測裝置(即，轉(zhuǎn)臂向上壓力傳感器和轉(zhuǎn)臂向下壓力傳感器)6和7，該 操作桿檢測裝置用于檢測根據(jù)操作桿5的操縱量的轉(zhuǎn)臂向上和轉(zhuǎn)臂向 下信號(hào)壓力。所述設(shè)備還包括轉(zhuǎn)臂油缸壓力檢測裝置(即，安裝在大腔室3a與 主控制閥4之間的流動(dòng)通道中的壓力傳感器，和安裝在小腔室3b與主控制閥4之間的流動(dòng)通道中的壓力傳感器)8和9，其用于檢測在轉(zhuǎn)臂油 缸3的大腔室3a和小腔室3b中產(chǎn)生的操作壓力；控制器IO，該控制 器10用于接收從轉(zhuǎn)臂油缸壓力檢測裝置8和9與操作桿檢測裝置6和 7檢測信號(hào)的輸入，并且如果根據(jù)輸入信號(hào)判斷轉(zhuǎn)臂油缸3已突然停止， 則計(jì)算并輸出轉(zhuǎn)臂油缸3的控制信號(hào)；和轉(zhuǎn)臂防振裝置，該轉(zhuǎn)臂防振 裝置被安裝在第二液壓泵2與操作桿5之間的導(dǎo)向流動(dòng)通道中，用于 可根據(jù)從控制器IO輸入的信號(hào)而進(jìn)行切換，并控制從第二液壓泵2供 給到主控制閥4的轉(zhuǎn)臂向上閥芯的導(dǎo)向信號(hào)壓力，用于可沿轉(zhuǎn)臂向上 操作的方向進(jìn)行切換。轉(zhuǎn)臂防振裝置可以是電子比例減壓閥(PPRV)ll,用于如果判斷轉(zhuǎn) 臂油缸3由于操作桿5的突然操縱而在轉(zhuǎn)臂向上操作期間突然停止， 則根據(jù)從控制器IO輸入的電信號(hào)而進(jìn)行切換，并且可變地調(diào)節(jié)從第二 液壓泵2供給到主控制閥4的轉(zhuǎn)臂向上閥芯的導(dǎo)向信號(hào)壓力(g卩，調(diào)節(jié) 闊芯的位移)。轉(zhuǎn)臂防振裝置可以是電子比例減壓閥(PPRV)12，用于如果判斷轉(zhuǎn) 臂油缸3由于操作桿5的突然操縱而在轉(zhuǎn)臂向下操作期間突然停止， 則根據(jù)從控制器IO輸入的電信號(hào)而進(jìn)行切換，并且可變地調(diào)節(jié)從第二 液壓泵2供給到主控制閥4的轉(zhuǎn)臂向下閥芯的導(dǎo)向信號(hào)壓力。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于減輕對挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臂的沖擊的設(shè)備還包括 往復(fù)閥13和14，往復(fù)閥13和14被安裝在操作桿5與電子比例減壓閥 11和12之間的導(dǎo)向流動(dòng)通道中，用于選擇已通過操作桿的導(dǎo)向信號(hào)壓 力與已通過電子比例減壓閥11和12的導(dǎo)向信號(hào)壓力之間的較大的導(dǎo) 向信號(hào)壓力。盡管在附圖中未示出，但轉(zhuǎn)臂防振裝置可以是電磁閥，用于如果 判斷轉(zhuǎn)臂油缸3由于操作桿5的突然操縱而在轉(zhuǎn)臂向上操作期間突然 停止，則根據(jù)從控制器IO輸入的電信號(hào)而進(jìn)行切換，并且控制是否將導(dǎo)向信號(hào)壓力從第二液壓泵2供給到主控制閥4的轉(zhuǎn)臂向上閥芯。同樣，轉(zhuǎn)臂防振裝置可以是電磁閥，用于如果判斷轉(zhuǎn)臂油缸3由 于操作桿5的突然操縱而在轉(zhuǎn)臂向下操作期間突然停止，則根據(jù)從控 制器IO輸入的電信號(hào)而進(jìn)行切換，并且控制是否將導(dǎo)向信號(hào)壓力從第 二液壓泵2供給到主控制閥4的轉(zhuǎn)臂向下閥芯(即，控制閥芯的開/關(guān)狀 態(tài))。以下將參考附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于減輕對挖掘機(jī) 轉(zhuǎn)臂的沖擊的設(shè)備。如圖2所示，當(dāng)操作者操作操作桿(RCV)5以升高轉(zhuǎn)臂時(shí)，根據(jù)操 作桿5的操縱量，通過操作桿5從第二液壓泵2供給的轉(zhuǎn)臂向上信號(hào) 壓力由操作桿檢測裝置(即、壓力傳感器)6檢測到，并供給到控制器10。 供給到控制器IO的導(dǎo)向信號(hào)壓力被轉(zhuǎn)換為控制信號(hào)，用于驅(qū)動(dòng)電子比 例減壓閥ll。根據(jù)操作桿5操縱量的導(dǎo)向信號(hào)壓力通過往復(fù)閥13被供給到主控 制閥4的轉(zhuǎn)臂向上閥芯，并且內(nèi)部閥芯切換到左側(cè)，如附圖所示。因 此，從第一液壓泵1排出的操作壓力經(jīng)由切換的主控制閥4而供給到 轉(zhuǎn)臂油缸3的大腔室3a。此時(shí)，來自轉(zhuǎn)臂油缸3小腔室3b的液壓流體 經(jīng)由主控制閥4而返回到液壓箱15。分別由安裝在大腔室3a的流動(dòng)通道和小腔室3b的流動(dòng)通道中的 轉(zhuǎn)臂油缸壓力檢測裝置8和9檢測到的大腔室3a和小腔室3b的操作 壓力被供給到控制器10。供給到控制器10的操作壓力被轉(zhuǎn)換為用于驅(qū) 動(dòng)電子比例減壓閥11的控制信號(hào)。因此，轉(zhuǎn)臂(未示出)通過轉(zhuǎn)臂油缸3的延伸操作而被升高。如圖2所示，當(dāng)操作者操縱操作桿5以降低轉(zhuǎn)臂時(shí)，根據(jù)操作桿 5的操縱量，通過操作桿5從第二液壓泵2供給的轉(zhuǎn)臂向下信號(hào)壓力由 操作桿檢測裝置7檢測到，并供給到控制器10。供給到控制器10的導(dǎo) 向信號(hào)壓力被轉(zhuǎn)換為用于驅(qū)動(dòng)電子比例減壓閥12的控制信號(hào)。根據(jù)操作桿5操縱量的導(dǎo)向信號(hào)壓力通過往復(fù)閥14被供給到主控 制閥4的轉(zhuǎn)臂向下閥芯，并且內(nèi)部閥芯切換到右側(cè)，如附圖所示。因 此，從第一液壓泵1排出的操作壓力經(jīng)由切換的主控制閥4而供給到 轉(zhuǎn)臂油缸3的小腔室3b。此時(shí)，來自轉(zhuǎn)臂油缸3大腔室3a的液壓流體 經(jīng)由主控制閥4而返回到液壓箱15。由安裝在大腔室3a的流動(dòng)通道和轉(zhuǎn)臂油缸3小腔室3b的流動(dòng)通 道中的轉(zhuǎn)臂油缸壓力檢測裝置8和9檢測到的操作壓力被供給到控制 器10。供給到控制器10的操作壓力被轉(zhuǎn)變?yōu)橛糜隍?qū)動(dòng)電子比例減壓閥 12的控制信號(hào)。因此，轉(zhuǎn)臂(未示出)通過轉(zhuǎn)臂油缸3的收縮操作而被降低。另一方面，如果轉(zhuǎn)臂油缸3在轉(zhuǎn)臂向上操作期間由于轉(zhuǎn)臂油缸3 的延伸操作而突然停止，則對根據(jù)來自控制器10的控制信號(hào)而供給到 轉(zhuǎn)臂油缸3的操作壓力進(jìn)行主動(dòng)調(diào)節(jié)，并因此能夠使由于轉(zhuǎn)臂油缸3 的突然停止所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)臂振動(dòng)降到最小。具體地說，控制器通過比較從操作桿檢測裝置(例如，壓力傳感器)6 供給到控制器10的轉(zhuǎn)臂向上信號(hào)壓力和從轉(zhuǎn)臂油缸壓力檢測裝置8供 給到控制器10的轉(zhuǎn)臂油缸3的操作壓力，判斷轉(zhuǎn)臂油缸3是否已突然 停止。如果判斷轉(zhuǎn)臂油缸3已突然停止(此時(shí)，大腔室3a的操作壓力降 低，小腔室3b的操作壓力升高)(在轉(zhuǎn)臂向上信號(hào)壓力小于轉(zhuǎn)臂油缸3停止時(shí)的壓力值Per以及操作桿5的減少的操縱量小于預(yù)定值Rcr時(shí)， 判斷轉(zhuǎn)臂油缸3已突然停止)，控制器IO將電控制信號(hào)輸出到電子比例 減壓閥ll，將閥ll切換到上側(cè)，以如附圖所示。因此，從第二液壓泵2排出的導(dǎo)向信號(hào)壓力經(jīng)由切換的電子比例 減壓闊11而供給到往復(fù)閥13。同時(shí)，對應(yīng)于操作桿5操縱量的轉(zhuǎn)臂向 上信號(hào)壓力被供給到往復(fù)閥13。然后，已通過電子比例減壓閥11的導(dǎo)向信號(hào)壓力和己通過操作桿 5的轉(zhuǎn)臂向上信號(hào)壓力中的相對較大的信號(hào)壓力供給到主控制閥4的轉(zhuǎn) 臂向上閥芯。這使得主控制閥4的閥芯切換到左側(cè)，如附圖所示。因此，來自第一液壓泵1的操作壓力經(jīng)由切換的主控制閥4而供 給到轉(zhuǎn)臂油缸3的大腔室3a。此時(shí)，來自轉(zhuǎn)臂油缸3小腔室3b的液壓 流體經(jīng)由主控制閥4而返回到液壓箱15。也就是說，根據(jù)主控制閥4的閥芯的運(yùn)動(dòng)，降低了轉(zhuǎn)臂油缸3小 腔室3b的壓力。由此，在其中產(chǎn)生了轉(zhuǎn)臂振動(dòng)的轉(zhuǎn)臂油缸3的大腔室 3a與小腔室3b之間的壓力差減小，并且因此能夠抑制在轉(zhuǎn)臂向上操作 期間由于轉(zhuǎn)臂油缸3的突然停止所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)臂振動(dòng)。另一方面，如果轉(zhuǎn)臂油缸3在轉(zhuǎn)臂向下操作期間由于操作桿5的 操縱而突然停止，則控制器通過比較從操作桿檢測裝置(例如，壓力傳 感器)7供給的轉(zhuǎn)臂向下信號(hào)壓力和從轉(zhuǎn)臂油缸壓力檢測裝置9供給的 轉(zhuǎn)臂油缸3的操作壓力，判斷轉(zhuǎn)臂油缸3是否已突然停止。如果判斷在轉(zhuǎn)臂向下操作期間轉(zhuǎn)臂油缸3已突然停止，則通過根 據(jù)從控制器10輸出的控制信號(hào)，調(diào)節(jié)主控制閥4閥芯的切換量，對供 給到轉(zhuǎn)臂油缸3小腔室3b的操作壓力進(jìn)行主動(dòng)調(diào)節(jié)。由于當(dāng)轉(zhuǎn)臂油缸 3突然停止時(shí)，轉(zhuǎn)臂油缸3的突然停止所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)臂振動(dòng)的抑制基本上與供給到轉(zhuǎn)臂油缸3的液壓流體量的調(diào)節(jié)一致，所以將省略其詳細(xì)說 明。以下將參考附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的控制用于減輕對挖 掘機(jī)轉(zhuǎn)臂的沖擊的設(shè)備的方法。如圖3所示，操作桿檢測裝置6檢測根據(jù)操作桿5的操縱量的轉(zhuǎn) 臂向上信號(hào)壓力。轉(zhuǎn)臂油缸壓力檢測裝置8和9檢測轉(zhuǎn)臂油缸3的小 腔室3b的操作壓力和大腔室3a的操作壓力(SIO)。將轉(zhuǎn)臂向上信號(hào)壓 力和轉(zhuǎn)臂油缸3的操作壓力的檢測信號(hào)輸入到控制器10?？刂破?0將輸入到控制器10的轉(zhuǎn)臂向上信號(hào)壓力和轉(zhuǎn)臂油缸3 的操作壓力轉(zhuǎn)換為能夠驅(qū)動(dòng)電子比例減壓閥11的控制信號(hào)，并且存儲(chǔ) 這些控制信號(hào)(S20)。<formula>formula see original document page 15</formula>2)~0控制器10比較轉(zhuǎn)臂向上信號(hào)壓力和在轉(zhuǎn)臂油缸3停止的狀態(tài)下的 預(yù)定壓力值Pcr，如果轉(zhuǎn)臂向上信號(hào)壓力值大于預(yù)定壓力值Pcr，則控 制器10進(jìn)入步驟S100(對應(yīng)于來自控制器10的控制信號(hào)Ic不輸出到電 子比例減壓閥11的情況)并結(jié)束循環(huán)(S30)。如果轉(zhuǎn)臂向上壓力值小于預(yù)定壓力值Pcr，則控制器IO判斷是否 已輸出了控制值(在此情況下，控制標(biāo)記=1)，并且如果尚未輸出控制 值，則控制器10進(jìn)入下一步驟(S40)。如果尚未輸出控制值，則控制器計(jì)算操作桿5的減少的操縱量 R( i =尸f—B C/[iV—1]—尸z'—5 C/
)(S 5 0)。如果假定Ts = 0.5秒，則控制器通過檢查在0.5秒之前的轉(zhuǎn)臂油缸 3小腔室3b的操作壓力與轉(zhuǎn)臂油缸3小腔室3b的當(dāng)前操作壓力之間的 差，計(jì)算操作桿5的減少量R?？刂破魍ㄟ^比較操作桿5的減少的操縱量R和預(yù)定值Rcr，判斷 轉(zhuǎn)臂油缸3是否突然停止(S60)。也就是說，如果操作桿5的減少的操 縱量R小于預(yù)定值Rcr(g卩，R<Rcr)，則控制器判斷轉(zhuǎn)臂油缸3已突然 停止，并且進(jìn)入下一步驟。相反，如果操作桿5的減少的操縱量R大于預(yù)定值Rcr(即，R〉Rcr)， 則控制器判斷轉(zhuǎn)臂油缸3尚未突然停止，并且進(jìn)入步驟SIOO，結(jié)束循 環(huán)。如果控制器判斷在轉(zhuǎn)臂向上操作期間轉(zhuǎn)臂油缸3已突然停止，則 控制器根據(jù)操作桿5的操縱的突然減少來計(jì)算能夠控制電子比例減壓 閥11的控制信號(hào)(Ic二f(R))(S70)。在此情況下，通過以試驗(yàn)方式在轉(zhuǎn)臂 的各種工作姿態(tài)下獲得的控制信號(hào)、并對獲得的控制信號(hào)取平均值的 函數(shù)，能夠獲得控制信號(hào)Ic(如圖5所示)。而且，控制器能夠?qū)?shù)據(jù)存 儲(chǔ)在表中。轉(zhuǎn)臂的工作姿態(tài)包括轉(zhuǎn)臂和臂最大限度地打開的完全伸出狀態(tài)、 臂與轉(zhuǎn)臂成90°的臂90°狀態(tài)、以及轉(zhuǎn)臂與臂折疊在一起的臂挽手 (Arm-in)狀態(tài)。能夠獲得在向轉(zhuǎn)臂被施加載荷的加載狀態(tài)下和在未向轉(zhuǎn) 臂施加載荷的卸載狀態(tài)下的控制信號(hào)Ic的試驗(yàn)值。如果在轉(zhuǎn)臂油缸3已突然停止的條件下，轉(zhuǎn)臂油缸3小腔室3b的 操作壓力大于預(yù)定值(尸J
-尸—S[W-1]〉0W—?jiǎng)t可在轉(zhuǎn)臂中產(chǎn)生 沖擊和振動(dòng)，并且控制器進(jìn)入下一步驟(S90)。相反，如果轉(zhuǎn)臂油缸3小腔室3b的操作壓力小于預(yù)定值(尸一S
-尸—S[W-l]〈OiS^i^)，則控制器進(jìn)入步驟SIOO，結(jié)束循環(huán) (S80)。在轉(zhuǎn)臂油缸3已突然停止的條件下，控制器比較轉(zhuǎn)臂油缸3的大 腔室3a和小腔室3b之間的操作壓力差(PL — PS)和預(yù)定值 (OFF一PL)(S90)。如果轉(zhuǎn)臂油缸3的操作壓力差(PL — PS)小于預(yù)定值(OFFJPL)，則 控制器進(jìn)入下一步驟(SllO)。相反，如果轉(zhuǎn)臂油缸3的操作壓力差(PL — PS)大于預(yù)定值 (OFF_PL)，則控制器進(jìn)入步驟SIOO，結(jié)束循環(huán)。如果轉(zhuǎn)臂油缸3的操作壓力差(PL — PS)小于預(yù)定值，則控制器10 將控制信號(hào)Ic輸出到電子比例減壓閥ll(SllO)。根據(jù)來自控制器10的控制信號(hào)Ic，電子比例減壓閥11的閥芯切 換到上側(cè)。因此，從第二液壓泵2排出的導(dǎo)向信號(hào)壓力經(jīng)由切換的電 子比例減壓閥11而供給到往復(fù)閥13。同時(shí)，根據(jù)操作桿5操縱量的轉(zhuǎn) 臂向上信號(hào)壓力被供給到往復(fù)閥13。然后，在通過操作桿5供給到往復(fù)閥13的導(dǎo)向信號(hào)壓力和通過電 子比例減壓閥11的導(dǎo)向信號(hào)壓力中的相對較大的導(dǎo)向信號(hào)壓力被供給 到主控制閥4的轉(zhuǎn)臂向上閥芯，因此主控制閥的內(nèi)部閥芯切換到左側(cè)， 如附圖所示。因此，從第一液壓泵1排出的操作壓力經(jīng)由切換的主控制閥4而 供給到轉(zhuǎn)臂油缸3的大腔室3a。如果在步驟S40，輸出先前的控制值，則控制器直接進(jìn)入步驟S90，并持續(xù)地輸出控制值。因此，來自轉(zhuǎn)臂油缸3的小腔室3b的液壓流體通過主控制閥4而返回到液壓箱15，并消耗了存儲(chǔ)在小腔室3b中的能量。相反，來自第一液壓泵1的液壓流體供給到轉(zhuǎn)臂油缸3的大腔室 3a。也就是說，液壓流體被填充在大腔室3a中，使得當(dāng)轉(zhuǎn)臂由于其自 身重量而降低時(shí)，使轉(zhuǎn)臂的位移變得最小。因此，如果轉(zhuǎn)臂油缸3的大腔室3a與小腔室3b之間的操作壓力 差增加，則控制器從步驟S90進(jìn)入步驟S100，并停止向電子比例減壓 閥11輸出控制信號(hào)Ic。另一方面，如果由于操作桿5在步驟S20處的操縱使轉(zhuǎn)臂向上信 號(hào)壓力增加，并且在控制信號(hào)Ic在步驟S110處被輸出到電子比例減壓 閥11之后控制器進(jìn)入步驟S30，則控制器迸入步驟SIOO，停止控制輸 出，并將控制標(biāo)記設(shè)定為"0"(即，控制標(biāo)記-0)。如上所述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于減輕對挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臂的沖擊的 設(shè)備和控制該設(shè)備的方法具有以下優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)臂油缸的操作由于操作者對用于工作裝置的操作桿的突然操 縱而突然停止時(shí)，能夠使由于對轉(zhuǎn)臂油缸的沖擊而在轉(zhuǎn)臂中產(chǎn)生的振 動(dòng)降到最小，并因此提高了重型設(shè)備的耐用性，并且降低操作者的工 作疲勞感，從而改善可使用性。另外，不僅熟練的操作者，而且不熟練的操作者也能夠容易地操 作工作裝置，從而提高工作效率。盡管為了例證性目的已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域的 技術(shù)人員將意識(shí)到，在不偏離權(quán)利要求所公開的本發(fā)明的范圍和精神 的情況下，可能有各種變型、附加或替代。
權(quán)利要求
1.一種用于減輕對挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臂的沖擊的設(shè)備，包括第一和第二液壓泵；轉(zhuǎn)臂油缸，該轉(zhuǎn)臂油缸連接到所述第一液壓泵；主控制閥，該主控制閥被安裝在所述第一液壓泵與所述轉(zhuǎn)臂油缸之間的流動(dòng)通道中，以便當(dāng)從外部供給導(dǎo)向信號(hào)壓力時(shí)被切換，并控制所述轉(zhuǎn)臂油缸的啟動(dòng)、停止和轉(zhuǎn)向；操作桿，該操作桿用于當(dāng)操作者操縱所述操作桿時(shí)，將所述導(dǎo)向信號(hào)壓力從所述第二液壓泵供給到所述主控制閥的閥芯；操作桿檢測裝置，該操作桿檢測裝置用于檢測根據(jù)所述操作桿的操縱量的轉(zhuǎn)臂向上和轉(zhuǎn)臂向下信號(hào)壓力；轉(zhuǎn)臂油缸壓力檢測裝置，該轉(zhuǎn)臂油缸壓力檢測裝置用于檢測在所述轉(zhuǎn)臂油缸的大腔室和小腔室中產(chǎn)生的壓力；控制器，該控制器用于接收從所述轉(zhuǎn)臂油缸壓力檢測裝置和所述操作桿檢測裝置的檢測信號(hào)的輸入，并且如果根據(jù)所述輸入信號(hào)判斷所述轉(zhuǎn)臂油缸已突然停止，則計(jì)算并輸出所述轉(zhuǎn)臂油缸的控制信號(hào)；和轉(zhuǎn)臂防振裝置，該轉(zhuǎn)臂防振裝置被安裝在所述第二液壓泵與所述操作桿之間的導(dǎo)向流動(dòng)通道中，以便根據(jù)從所述控制器輸入的信號(hào)而被切換，并控制從所述第二液壓泵供給到所述主控制閥的轉(zhuǎn)臂向上閥芯的導(dǎo)向信號(hào)壓力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中，所述轉(zhuǎn)臂防振裝置包括電 磁閥，該電磁閥用于如果判斷所述轉(zhuǎn)臂油缸由于所述操作桿的突然 操縱而在轉(zhuǎn)臂向上操作期間已突然停止，則根據(jù)從所述控制器輸入的 電信號(hào)而被切換，并且控制是否將所述導(dǎo)向信號(hào)壓力從所述第二液壓 泵供給到所述主控制閥的轉(zhuǎn)臂向上閥芯。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中，所述轉(zhuǎn)臂防振裝置包括電磁閥，該電磁閥用于如果判斷所述轉(zhuǎn)臂油缸由于所述操作桿的突然 操縱而在轉(zhuǎn)臂向下操作期間已突然停止，則根據(jù)從所述控制器輸入的 電信號(hào)而被切換，并且控制是否將所述導(dǎo)向信號(hào)壓力從所述第二液壓 泵供給到所述主控制閥的轉(zhuǎn)臂向下閥芯。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中，所述轉(zhuǎn)臂防振裝置包括電 子比例減壓閥，該電子比例減壓閥用于如果判斷所述轉(zhuǎn)臂油缸由于 所述操作桿的突然操縱而在轉(zhuǎn)臂向上操作期間己突然停止，則根據(jù)從 所述控制器輸入的電信號(hào)而被切換，并且可變地調(diào)節(jié)從所述第二液壓 泵供給到所述主控制閥的轉(zhuǎn)臂向上閥芯的導(dǎo)向信號(hào)壓力。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中，所述轉(zhuǎn)臂防振裝置包括電 子比例減壓閥，該電子比例減壓閥用于如果判斷所述轉(zhuǎn)臂油缸由于 所述操作桿的突然操縱而在轉(zhuǎn)臂向下操作期間已突然停止，則根據(jù)從 所述控制器輸入的電信號(hào)而被切換，并且可變地調(diào)節(jié)從所述第二液壓 泵供給到所述主控制閥的轉(zhuǎn)臂向下閥芯的導(dǎo)向信號(hào)壓力。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，還包括往復(fù)閥，該往復(fù)閥被安裝 在所述操作桿與所述電子比例減壓閥之間的導(dǎo)向流動(dòng)通道中，用于在 已通過所述操作桿的導(dǎo)向信號(hào)壓力和已通過所述電子比例減壓閥的導(dǎo) 向信號(hào)壓力之間選擇較大的導(dǎo)向信號(hào)壓力。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，還包括往復(fù)閥，該往復(fù)閥被安裝 在所述操作桿與所述電子比例減壓閥之間的導(dǎo)向流動(dòng)通道中，用于在 已通過所述操作桿的導(dǎo)向信號(hào)壓力和已通過所述電子比例減壓閥的導(dǎo) 向信號(hào)壓力之間選擇較大的導(dǎo)向信號(hào)壓力。
8. —種控制用于減輕對挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臂的沖擊的設(shè)備的方法，所述設(shè) 備包括轉(zhuǎn)臂油缸，該轉(zhuǎn)臂油缸連接到液壓泵；主控制閥，該主控制 閥用于控制供給到所述轉(zhuǎn)臂油缸的液壓流體；操作桿，該操作桿用于產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)臂油缸的操作信號(hào)；操作桿檢測裝置，該操作桿 檢測裝置用于檢測根據(jù)所述操作桿的操縱量的轉(zhuǎn)臂向上和轉(zhuǎn)臂向下信 號(hào)壓力；轉(zhuǎn)臂油缸壓力檢測裝置，該轉(zhuǎn)臂油缸壓力檢測裝置用于檢測 在所述轉(zhuǎn)臂油缸的大腔室和小腔室中產(chǎn)生的壓力；控制器，該控制器 用于接收從所述轉(zhuǎn)臂油缸壓力檢測裝置和所述操作桿檢測裝置的檢測 信號(hào)的輸入；和電子比例減壓閥，該電子比例減壓閥用于控制供給到 所述主控制閥的導(dǎo)向信號(hào)壓力，所述方法包括以下步驟從所述操作桿檢測裝置接收轉(zhuǎn)臂向上和轉(zhuǎn)臂向下信號(hào)壓力的輸 入，并且從所述轉(zhuǎn)臂油缸壓力檢測裝置接收所述轉(zhuǎn)臂油缸的操作壓力 的輸入；根據(jù)所述接收的轉(zhuǎn)臂向上和轉(zhuǎn)臂向下信號(hào)壓力的輸入，獲得所述 操作桿在預(yù)定時(shí)間內(nèi)的操縱的減小的速度，并且如果獲得的減小的速 度的值小于預(yù)定值，則判斷所述操作桿已突然停止；接收在所述轉(zhuǎn)臂停止時(shí)的所述轉(zhuǎn)臂油缸的壓縮腔室的壓力值，將 接收的壓力值與預(yù)定值相比較，并且如果所述接收的壓力值大于所述 預(yù)定值，則預(yù)示轉(zhuǎn)臂振動(dòng)；計(jì)算并輸出所述電子比例減壓閥的控制值，以便如果預(yù)測到由于所述操作桿的突然停止引起的轉(zhuǎn)臂振動(dòng)，則驅(qū)動(dòng)所述操作桿的主控制 閥的閥芯；和通過檢查在所述轉(zhuǎn)臂停止時(shí)的所述轉(zhuǎn)臂油缸的壓縮腔室與膨脹腔 室之間的壓力差，預(yù)測轉(zhuǎn)臂振動(dòng)的結(jié)束，并控制所述電子比例減壓閥 的輸出，使輸出停止。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括以下步驟 如果轉(zhuǎn)臂向上信號(hào)壓力小于在所述轉(zhuǎn)臂油缸停止時(shí)的壓力值并且所述操作桿的減少的操縱量小于所述預(yù)定值Rcr，則判斷所述轉(zhuǎn)臂油缸已突然停止。
全文摘要
公開了一種用于減輕對挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臂的沖擊的設(shè)備和控制該設(shè)備的方法。所述設(shè)備包括第一和第二液壓泵；轉(zhuǎn)臂油缸；主控制閥；操作桿，該操作桿用于當(dāng)操作者操縱該操作桿時(shí)，將導(dǎo)向信號(hào)壓力供給到主控制閥的閥芯；操作桿檢測裝置，該操作桿檢測裝置用于檢測根據(jù)操作桿的操縱量的轉(zhuǎn)臂向上和轉(zhuǎn)臂向下信號(hào)壓力；轉(zhuǎn)臂油缸壓力檢測裝置，該轉(zhuǎn)臂油缸壓力檢測裝置用于在檢測轉(zhuǎn)臂油缸的大腔室和小腔室中產(chǎn)生的壓力；控制器，該控制器用于如果轉(zhuǎn)臂油缸已突然停止，則計(jì)算并輸出主控制閥的控制信號(hào)；和轉(zhuǎn)臂防振裝置，該轉(zhuǎn)臂防振裝置用于控制從第二液壓泵供給到主控制閥的導(dǎo)向信號(hào)壓力。
文檔編號(hào)E02F3/42GK101230587SQ20071017007
公開日2008年7月30日 申請日期2007年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月28日
發(fā)明者丁銀泰, 李在勛, 李春承, 趙重宣, 金東洙, 金宰弘 申請人:沃爾沃建造設(shè)備控股(瑞典)有限公司