專(zhuān)利名稱(chēng)：卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)及其液壓馬達(dá)的控制方法和控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)的控制方法和控制系統(tǒng)。此外，本發(fā)明還涉及一種包括上述馬達(dá)控制方法和控制系統(tǒng)的卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在吊重等領(lǐng)域的工程機(jī)械中，卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)是重要的運(yùn)動(dòng)部件，在起重機(jī)吊重過(guò)程中， 尤其在精密部件裝配、貴重物品的安裝、或者重要工作翻轉(zhuǎn)等使用工況，對(duì)于卷?yè)P(yáng)的工作效率、微動(dòng)性和安全性均有較高的要求，以保證起重機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行和制動(dòng)在平穩(wěn)的控制中實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)有的液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)中，采用的液壓馬達(dá)按照變量方式可分為兩類(lèi) 自動(dòng)變量和外部控制變量(液壓控制和電氣控制)。其中，自動(dòng)變量是在控制活塞上引入工作壓力，當(dāng)工作壓力從控制起點(diǎn)開(kāi)始增加Δρ時(shí)，馬達(dá)排量WVsnin增加到Vgmax ；而外部控制變量的標(biāo)準(zhǔn)配置是控制起點(diǎn)位于Vgmax,控制終點(diǎn)位于Vgmin。請(qǐng)參考圖1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種典型卷?yè)P(yáng)馬達(dá)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中所示的馬達(dá)11為電控變量馬達(dá)，其變量過(guò)程是壓力上升，轉(zhuǎn)速增加的過(guò)程， 同時(shí)往往需要壓力切斷功能來(lái)限制馬達(dá)11的最小排量ν_η。卷?yè)P(yáng)提升重物的過(guò)程中，通過(guò)電控信號(hào)使馬達(dá)排量Vg逐漸降低，當(dāng)Vg降到Vgmin時(shí)，通過(guò)切斷閥12控制，使壓力切斷功能啟動(dòng)，馬達(dá)排量Vg不再隨控制信號(hào)的增加而減小，此時(shí)馬達(dá)高壓腔壓力值P即為系統(tǒng)設(shè)定的壓力切斷值p。ut。在重載大排量工況下，當(dāng)系統(tǒng)壓力升高到系統(tǒng)設(shè)定的壓力切斷值時(shí)，切斷閥12的動(dòng)作是動(dòng)態(tài)調(diào)整的非線性過(guò)程，往往引起不能接受的沖擊抖動(dòng)，使卷?yè)P(yáng)和重物均受到不同程度地沖擊，存在安全隱患。為了減小卷?yè)P(yáng)和重物受到的抖動(dòng)沖擊，可以降低液壓馬達(dá)排量比，即以減小Vgmax、 增大Vgmin來(lái)減小馬達(dá)排量的變化域，使馬達(dá)排量在較小的范圍內(nèi)變化，通過(guò)這樣的方法可以減小抖動(dòng)現(xiàn)象，提高系統(tǒng)的可靠性。但是該方法卻犧牲了馬達(dá)系統(tǒng)的工作效率，特別是空載、輕載時(shí)的工作效率顯著降低，損失較大。因此，如何保證卷?yè)P(yáng)馬達(dá)工作效率的基礎(chǔ)上，減小卷?yè)P(yáng)受到的沖擊抖動(dòng)，提高卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)的可靠性，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)的控制方法和控制系統(tǒng)，該控制方法和控制系統(tǒng)既有效減小了卷?yè)P(yáng)的沖擊現(xiàn)象，提高了卷?yè)P(yáng)的可靠性，同時(shí)也提高了卷?yè)P(yáng)的工作效率。本發(fā)明的另一目的是提供一種包括上述馬達(dá)控制方法和控制系統(tǒng)的卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)的控制方法，包括以下步驟步驟A 控制所述馬達(dá)的排量Vg從最大排量Vgmax向所述馬達(dá)的安全排量值Vtl變化；步驟B 當(dāng)所述馬達(dá)的排量Vg等于所述安全排量值Vtl時(shí)，判斷所述馬達(dá)的實(shí)際壓力Pg是否大于或等于所述馬達(dá)的安全壓力Pg'，若是，則所述馬達(dá)排量Vg維持所述安全排量值Vtl不變； 若否，轉(zhuǎn)向步驟C;步驟C:控制所述馬達(dá)排量Vg從所述安全排量值Vtl向最小排量Vgmin變化； 步驟D 判斷所述馬達(dá)的實(shí)際壓力Pg是否大于或等于所述馬達(dá)的安全壓力Pg'，若是，所述馬達(dá)排量Vg維持所述安全壓力Pg'對(duì)應(yīng)的馬達(dá)排量；若否，轉(zhuǎn)向步驟C。優(yōu)選地，所述馬達(dá)的安全壓力Pg'根據(jù)所述馬達(dá)排量Vg計(jì)算得出。優(yōu)選地，Pg' =KVg+AP(AP>0)，所述馬達(dá)的安全壓力Pg'和ΔΡ的單位為Bar、 所述馬達(dá)的排量Vg的單位為ml/轉(zhuǎn)時(shí)，K的范圍為1. 5-3. 5。優(yōu)選地，采用排量控制閥控制所述馬達(dá)的排量Vg，該排量控制閥具有第一工作位置和第二工作位置，當(dāng)所述排量控制閥的閥芯由所述第一工作位置向所述第二工作位置移動(dòng)時(shí)，所述馬達(dá)的排量增大；當(dāng)所述閥芯由所述第二工作位置向所述第一工作位置移動(dòng)時(shí)， 所述馬達(dá)的排量變小。優(yōu)選地，采用手柄控制所述排量控制閥，該手柄的控制信號(hào)輸出端與所述排量控制閥的信號(hào)接收端連接。優(yōu)選地，所述步驟B和步驟C中，所述馬達(dá)的實(shí)際壓力Pg由壓力傳感器測(cè)量。優(yōu)選地，所述壓力傳感器安裝于所述馬達(dá)和控制所述馬達(dá)的平衡閥之間。本發(fā)明還提供一種卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)的控制系統(tǒng)，包括檢測(cè)部件，用于檢測(cè)所述馬達(dá)的實(shí)際壓力Pg ；控制部件，用于接收所述檢測(cè)部件的壓力信號(hào)，判斷所述馬達(dá)的實(shí)際壓力值Pg是否大于或等于所述馬達(dá)的安全壓力值Pg'，以及判斷所述馬達(dá)的排量\是否大于或等于所述馬達(dá)的安全排量值Vtl;執(zhí)行部件，用于接收所述控制部件的控制信號(hào)，并根據(jù)所述控制信號(hào)調(diào)節(jié)所述馬達(dá)的排量Vg ；當(dāng)所述馬達(dá)的排量Vg等于所述馬達(dá)的安全排量值 V0時(shí)，所述控制部件判斷所述馬達(dá)的實(shí)際壓力值Pg是否大于或等于所述馬達(dá)的安全壓力值 Pg'；若是，所述馬達(dá)的安全排量值Vtl為所述馬達(dá)的排量值；若否，所述執(zhí)行部件控制所述馬達(dá)的排量繼續(xù)減小，直到所述控制部件判斷出所述馬達(dá)的實(shí)際壓力值Pg大于或等于所述馬達(dá)的安全壓力值Pg'。優(yōu)選地，所述控制部件根據(jù)所述馬達(dá)的排量Vg計(jì)算得出所述馬達(dá)的安全壓力值
Pg 。優(yōu)選地，Pg' =K Vg+AP(AP>0)，所述馬達(dá)的安全壓力值Pg'的單位為Bar、所述馬達(dá)的排量Vg的單位為ml/轉(zhuǎn)時(shí)，K的范圍為1. 5-3. 5。優(yōu)選地，所述檢測(cè)部件具體為壓力傳感器。優(yōu)選地，所述壓力傳感器安裝于所述馬達(dá)和所述平衡閥之間。優(yōu)選地，還包括控制所述馬達(dá)的排量Vg的排量控制閥，該排量控制閥具有第一工作位置和第二工作位置，當(dāng)所述排量控制閥的閥芯由所述第一工作位置向所述第二工作位置移動(dòng)時(shí)，所述馬達(dá)的排量增大，當(dāng)所述閥芯由所述第二工作位置向所述第一工作位置移動(dòng)時(shí)，所述馬達(dá)的排量變小。優(yōu)選地，所述執(zhí)行部件具體為手柄，該手柄的控制信號(hào)輸出端與所述排量控制閥的信號(hào)接收端連接。本發(fā)明還提供一種卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)，該卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)的液壓馬達(dá)由上述任一項(xiàng)所述的控制方法和上述任一項(xiàng)所述的控制系統(tǒng)控制其工作。
本發(fā)明所提供的控制方法，用于控制卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)的排量。該控制方法先控制液壓馬達(dá)的排量從馬達(dá)的最大排量向馬達(dá)的安全排量變化，此過(guò)程系馬達(dá)排量減小、轉(zhuǎn)速增加、效率增大的過(guò)程，而且此變化過(guò)程中，卷?yè)P(yáng)不會(huì)發(fā)生抖動(dòng)現(xiàn)象。馬達(dá)的排量隨控制信號(hào)向安全排量變化的過(guò)程中，若系統(tǒng)壓力在馬達(dá)排量降至安全排量之前就達(dá)到系統(tǒng)切斷壓力，則壓力切斷功能啟動(dòng)，馬達(dá)的排量不再隨控制信號(hào)的增加而減小，而是依負(fù)載停留在大于安全排量的某個(gè)排量值上。由于卷?yè)P(yáng)在此過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)現(xiàn)象，所以，此過(guò)程可以穩(wěn)定提升重物，確保提升安全。馬達(dá)的排量減小到安全排量時(shí)，比較檢測(cè)部件檢查到的實(shí)際壓力值與馬達(dá)的安全壓力值的大小，如果實(shí)際壓力值小于安全壓力值，則馬達(dá)的排量可以繼續(xù)減小，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速可以繼續(xù)增加，馬達(dá)的效率也可以繼續(xù)提高，并且在馬達(dá)排量繼續(xù)減小的過(guò)程中，檢測(cè)部件檢測(cè)到的壓力值不斷與安全壓力值進(jìn)行比較，只要實(shí)際壓力值大于或等于安全壓力值，則排量控制器輸出的控制信號(hào)不再增加，使馬達(dá)的排量不再減小。此時(shí)，由于馬達(dá)的壓力值為安全壓力值，所以，卷?yè)P(yáng)仍不會(huì)發(fā)生抖動(dòng)，確保卷?yè)P(yáng)穩(wěn)定提升重物，提高卷?yè)P(yáng)的可靠性。這樣，在上述的卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)中，在安全排量值和安全壓力值的雙重限定下，可以實(shí)現(xiàn)卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)的平穩(wěn)工作，減小卷?yè)P(yáng)和重物受到抖動(dòng)沖擊的可能，提高卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)的可靠性，延長(zhǎng)卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)的使用壽命。而且輕載時(shí)馬達(dá)排量較小，可以高速旋轉(zhuǎn)，提高卷?yè)P(yáng)的工作效率；重載時(shí)馬達(dá)排量較大，以滿(mǎn)足提升扭矩的需要，確保平穩(wěn)提升。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述馬達(dá)的排量由手柄控制。即通過(guò)手柄的電流控制信號(hào)控制馬達(dá)的排量，當(dāng)電流的大小變化時(shí)，馬達(dá)的排量隨之變化，使馬達(dá)的排量易于控制。在另一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述馬達(dá)高壓腔的實(shí)際壓力Pg由壓力傳感器測(cè)量。 壓力傳感器可以直觀地測(cè)出馬達(dá)高壓腔的實(shí)際壓力，其檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確，反映靈敏，可以為控制系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的數(shù)字依據(jù)，提高控制效率。除了卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)排量控制方法，本發(fā)明還提供一種卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括檢測(cè)部件、控制部件和執(zhí)行部件，其中，檢測(cè)部件用于檢測(cè)馬達(dá)的實(shí)際壓力值，控制部件用于接收檢測(cè)部件的壓力信號(hào)，判斷馬達(dá)排量是否大于或等于馬達(dá)的安全排量，并判斷所述檢測(cè)部件檢測(cè)的實(shí)際壓力值是否大于或等于所述馬達(dá)的安全壓力值；執(zhí)行部件用于接收控制部件的控制信號(hào)，并根據(jù)控制信號(hào)調(diào)節(jié)所述馬達(dá)的排量。當(dāng)馬達(dá)的排量等于安全排量值時(shí)，控制部件判斷馬達(dá)的實(shí)際壓力值是否大于或等于馬達(dá)的安全壓力值；若是，控制部件控制執(zhí)行部件動(dòng)作，使控制器輸出的控制信號(hào)不再增加，使馬達(dá)的排量值不再減小，將馬達(dá)的排量定為安全排量值，由于卷?yè)P(yáng)在此過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)現(xiàn)象，所以，此過(guò)程可以穩(wěn)定提升重物，確保提升安全。如果實(shí)際壓力值小于安全壓力值，則執(zhí)行部件控制馬達(dá)的排量繼續(xù)減小。在此過(guò)程中，檢測(cè)部件檢測(cè)到的壓力值不斷與安全壓力值進(jìn)行比較，直到實(shí)際壓力值大于或等于安全壓力值，此時(shí)控制部件控制執(zhí)行部件動(dòng)作，則排量控制器輸出的控制信號(hào)不再增加，使馬達(dá)的排量不再減小。此時(shí)，由于馬達(dá)的壓力值為安全壓力值，所以，卷?yè)P(yáng)仍不會(huì)發(fā)生抖動(dòng)， 確保卷?yè)P(yáng)穩(wěn)定提升重物，提高卷?yè)P(yáng)的可靠性。這樣，在上述的卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)中，在安全排量值和安全壓力值的雙重限定下，可以實(shí)現(xiàn)卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)的平穩(wěn)工作，減小卷?yè)P(yáng)和重物受到抖動(dòng)沖擊的可能，提高卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)的可靠性，延長(zhǎng)卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)的使用壽命。而且輕載時(shí)馬達(dá)排量較小，可以高速旋轉(zhuǎn)，提高卷?yè)P(yáng)的工作效率；重載時(shí)馬達(dá)排量較大，以滿(mǎn)足提升扭矩的需要，確保平穩(wěn)提升。在提供上述卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)的控制方法和控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供一種包括上述馬達(dá)控制方法及控制系統(tǒng)的卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)；由于馬達(dá)控制方法及控制系統(tǒng)具有上述技術(shù)效果，應(yīng)用該控制方法及控制系統(tǒng)的卷?yè)P(yáng)也具有相應(yīng)的技術(shù)效果。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種典型卷?yè)P(yáng)馬達(dá)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明所提供卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)控制系統(tǒng)一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明所提供卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)控制方法一種具體實(shí)施方式
的流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的核心是提供一種用于工程機(jī)械卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)的液壓馬達(dá)控制方法和控制系統(tǒng)，該控制方法和控制系統(tǒng)既有效減小了卷?yè)P(yáng)的沖擊現(xiàn)象，提高了卷?yè)P(yáng)的可靠性，同時(shí)也提高了卷?yè)P(yáng)的工作效率。本發(fā)明的另一核心是提供一種包括上述馬達(dá)控制方法和控制系統(tǒng)的卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參考圖2，圖2為本發(fā)明所提供卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)控制系統(tǒng)一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。在一種具體的實(shí)施方式中，排量控制閥5在控制電流的作用下動(dòng)作，當(dāng)控制電流逐漸增大，推動(dòng)排量控制閥5的閥芯向左運(yùn)動(dòng)，高壓油依次流經(jīng)排量控制閥5的第一工作位置51和壓力切斷閥7的第一工作位置71，到達(dá)變量油缸6的無(wú)桿腔，使活塞61向右運(yùn)動(dòng)， 馬達(dá)2的排量減小，馬達(dá)的實(shí)際壓力增大；當(dāng)控制電流逐漸變小，排量控制閥5的閥芯向右運(yùn)動(dòng)，高壓油依次經(jīng)過(guò)壓力切斷閥7的第一工作位置71和排量控制閥5的第二工作位置 52，使變量油缸6的無(wú)桿腔油液接至油箱8，這樣變量油缸6在有桿腔壓力油作用下向左運(yùn)動(dòng)，馬達(dá)2的排量變大。卷?yè)P(yáng)在進(jìn)行提升作業(yè)時(shí)，馬達(dá)2在初始狀態(tài)處于最大排量，提升重物加速上升，此時(shí)馬達(dá)排量Vg在減小，馬達(dá)的實(shí)際壓力Pg在增大、馬達(dá)轉(zhuǎn)速η在增大，直到馬達(dá)2的實(shí)際壓力Pg增大到壓力切斷值時(shí)，壓力切斷閥7在高壓油作用下閥芯向右運(yùn)動(dòng)，到達(dá)壓力切斷閥7 的第二工作位置72，使變量油缸6的無(wú)桿腔油液接至油箱8，無(wú)桿腔泄壓，這樣，變量油缸6 在有桿腔壓力油作用下向右運(yùn)動(dòng)，馬達(dá)2的排量變大。提升重物至勻速階段時(shí)，由于重物質(zhì)量不變，所以，卷?yè)P(yáng)的扭矩保持不變，馬達(dá)2 的排量減小，則高壓腔壓力增大；而使用定量泵時(shí)，馬達(dá)的排量越小，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速越高，則馬達(dá)的工作效率越高。本發(fā)明所提供的控制方法，用于控制起重機(jī)卷?yè)P(yáng)馬達(dá)的排量。該控制方法先控制馬達(dá)的排量Vg從馬達(dá)的最大排量Vgmax向馬達(dá)的安全排量V。變化，排量控制閥5由第二工作位置52向第一工作位置51移動(dòng)，此過(guò)程系馬達(dá)排量Vg減小、轉(zhuǎn)速η增加、效率增大的過(guò)程；此變化過(guò)程中，卷?yè)P(yáng)不會(huì)發(fā)生抖動(dòng)現(xiàn)象。馬達(dá)排量Vg減小到安全排量Vtl時(shí)，比較檢測(cè)部件檢測(cè)到的實(shí)際壓力值&與馬達(dá)的安全壓力值Pg'的大小，如果實(shí)際壓力值Pg大于或等于安全壓力值Pg'，使馬達(dá)2的排量不再隨控制信號(hào)的增加而減小，以馬達(dá)2的安全排量為排量值，由于卷?yè)P(yáng)在此過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)現(xiàn)象，所以，此過(guò)程可以穩(wěn)定提升重物，確保提升安全。如果實(shí)際壓力值&小于安全壓力值Pg'，則馬達(dá)2的排量可以繼續(xù)減小，馬達(dá)2的轉(zhuǎn)速可以繼續(xù)增加，馬達(dá)2的效率也可以繼續(xù)提高，并且在馬達(dá)排量Vg繼續(xù)減小的過(guò)程中， 檢測(cè)部件檢測(cè)到的實(shí)際壓力值&不斷與安全壓力值Pg'進(jìn)行比較，只要實(shí)際壓力值Pg大于或等于安全壓力值Pg'，使馬達(dá)2的排量不再減小。此時(shí)，由于馬達(dá)2的工作壓力值為安全壓力值，所以，卷?yè)P(yáng)仍不會(huì)發(fā)生抖動(dòng)，確保卷?yè)P(yáng)穩(wěn)定提升重物，提高卷?yè)P(yáng)的可靠性。這樣，上述的卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)中，在安全排量值Vtl和安全壓力值Pg'的雙重限定下，可以實(shí)現(xiàn)卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)的平穩(wěn)工作，減小卷?yè)P(yáng)和重物受到抖動(dòng)沖擊的可能，提高卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)的可靠性， 延長(zhǎng)卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)的使用壽命。而且輕載時(shí)馬達(dá)排量較小，可以高速旋轉(zhuǎn)，提高卷?yè)P(yáng)的工作效率；重載時(shí)馬達(dá)排量較大，以滿(mǎn)足提升扭矩的需要，確保平穩(wěn)提升。具體地，上述的馬達(dá)的安全壓力可以根據(jù)馬達(dá)的實(shí)際排量計(jì)算得出。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得知，在馬達(dá)排量Vg從大排量至小排量變化的過(guò)程中，其實(shí)際壓力值Pg在小于設(shè)定的壓力切斷值P。ut的某個(gè)范圍內(nèi)，且馬達(dá)排量Vg和馬達(dá)的實(shí)際壓力值Pg之間具有預(yù)定關(guān)系時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生抖動(dòng)的可能性較小，較為穩(wěn)定，是較理想的工作模式。因此，可以根據(jù)馬達(dá)2的實(shí)際排量Vg計(jì)算出馬達(dá)2的安全壓力Pg'，再比較馬達(dá) 2的實(shí)際壓力Pg和安全壓力Pg'的大小關(guān)系，根據(jù)上述方法確定馬達(dá)2的控制策略。具體地，馬達(dá)2的安全壓力Pg'與馬達(dá)2的排量呈線性比例關(guān)系，即Pc/ =K νο+ΔΡ(ΔΡ>0), 以壓力的單位為Bar、排量的單位為ml/轉(zhuǎn)為例，其比值K的范圍為1. 5-3. 5。即每一個(gè)馬達(dá)排量Vg均有一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的安全壓力Pg'，當(dāng)馬達(dá)2的壓力小于安全壓力Pg'時(shí)，馬達(dá)2 比較安全，產(chǎn)生抖動(dòng)沖擊的可能性較小。在一種具體的實(shí)施方式中，可以采用手柄控制排量控制閥5，使手柄的控制信號(hào)輸出端與排量控制閥5的信號(hào)接收端連接。當(dāng)系統(tǒng)的實(shí)際壓力Pg小于安全壓力Pg'時(shí)，手柄電流的大小變化時(shí)，馬達(dá)2的排量隨之變化，使馬達(dá)的排量控制更方便；當(dāng)系統(tǒng)的實(shí)際壓力 Pg大于或接近于安全壓力Pg'時(shí)，手柄的控制電流不再控制馬達(dá)2的排量，而是由排量控制器4控制，使馬達(dá)排量控制在方便控制的基礎(chǔ)上，減小卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)的抖動(dòng)。進(jìn)一步地，馬達(dá)2的實(shí)際壓力Pg可以由壓力傳感器測(cè)量。壓力傳感器可以直觀地測(cè)出馬達(dá)2的實(shí)際壓力Pg，其檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確，反映靈敏，可以為控制系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的數(shù)字依據(jù)，提高控制效率。具體地，上述的壓力傳感器安裝于馬達(dá)2和控制馬達(dá)的平衡閥3之間。即壓力傳感器所檢測(cè)的是馬達(dá)高壓腔的壓力，通過(guò)馬達(dá)高壓腔的壓力體現(xiàn)馬達(dá)的真實(shí)壓力。顯然， 壓力傳感器可以安裝在其它地方，通過(guò)測(cè)量其它的壓力來(lái)體現(xiàn)馬達(dá)2的真實(shí)壓力也是可以的。比如說(shuō)，可以通過(guò)檢測(cè)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)軸的扭矩或者通過(guò)檢測(cè)馬達(dá)2所提升的重物本身，也可以檢測(cè)到馬達(dá)2的壓力，也能滿(mǎn)足馬達(dá)排量的控制要求，與之對(duì)應(yīng)的壓力傳感器可以安裝在其它地方。請(qǐng)參考圖3，圖3為本發(fā)明所提供卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)控制方法一種具體實(shí)施方式
的流程圖。在一種具體的實(shí)施方式中，本發(fā)明所提供的卷?yè)P(yáng)馬達(dá)控制方法可以包括以下步驟步驟Sll 根據(jù)液壓馬達(dá)的參數(shù)設(shè)置合理的安全排量值Vtl，作為控制系統(tǒng)的初始條件，并控制馬達(dá)排量從最大排量Vgmax向安全排量值Vtl變化。由于馬達(dá)排量在不小于安全排量值Vtl的范圍內(nèi)，不會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)問(wèn)題，所以，此過(guò)程中馬達(dá)是穩(wěn)定的。步驟S12 當(dāng)Vg = Vtl時(shí)，可以假設(shè)馬達(dá)的排量Vg與馬達(dá)的安全壓力Pg'的比值為 K，根據(jù)Pc/ =K ν。+ΔΡ(ΔΡ>0)計(jì)算出此時(shí)的安全馬達(dá)高壓腔壓力Pg'，比較此時(shí)壓力傳感器測(cè)量的馬達(dá)高壓腔壓力Pg與Pc/的大??；根據(jù)實(shí)驗(yàn)得知，當(dāng)馬達(dá)的排量Vg與Pg'滿(mǎn)足Pg' =K Vg+AP(AP>0)時(shí)，卷?yè)P(yáng)馬達(dá)可以保持穩(wěn)定，不易產(chǎn)生抖動(dòng)，提高卷?yè)P(yáng)馬達(dá)的可靠性，延長(zhǎng)卷?yè)P(yáng)馬達(dá)的使用壽命。若Pg > P0'，則此時(shí)的馬達(dá)排量不再繼續(xù)減小，保持此狀態(tài)持續(xù)提升重物，以確保卷?yè)P(yáng)不會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)；步驟S13 若Pg < Pc/，控制馬達(dá)從安全排量Vtl向最小排量Vgmin變化，并計(jì)算馬達(dá)的安全壓力。即如果馬達(dá)的實(shí)際壓力小于安全壓力，則馬達(dá)排量Vg可以繼續(xù)減小，馬達(dá)的實(shí)際工作壓力Pg繼續(xù)增大。步驟S14:根據(jù)Pg' =K Vg+AP(AP>0)計(jì)算安全馬達(dá)壓力Pg'，動(dòng)態(tài)比較&和 Pg'的大小，如果Pg < Pg'，則循環(huán)進(jìn)行上述步驟13和步驟14，直到Pg彡P(guān)g'。這樣，在卷?yè)P(yáng)重載時(shí)，馬達(dá)排量Vg較大，其馬達(dá)的實(shí)際壓力Pg就大于安全壓力 Pg'，使馬達(dá)排量Vg不再減小，保持馬達(dá)轉(zhuǎn)速較低，排量較大，以滿(mǎn)足系統(tǒng)穩(wěn)定地提升重量較大的物體。當(dāng)卷?yè)P(yáng)輕載時(shí)，馬達(dá)排量Vg到達(dá)安全排量Vtl時(shí)，馬達(dá)2的實(shí)際壓力Pg仍小于安全壓力Pg'，此時(shí)可以使馬達(dá)排量Vg繼續(xù)減小，使馬達(dá)轉(zhuǎn)速繼續(xù)增大，縮短馬達(dá)2提升重物到達(dá)目的地的時(shí)間，提高馬達(dá)2的工作效率。這樣，馬達(dá)2的保證平穩(wěn)提升的基礎(chǔ)上，可以盡可能地提高馬達(dá)2的工作效率，減小功率損失，降低系統(tǒng)發(fā)熱量。充分利用馬達(dá)，達(dá)到重載低速，輕載高速的技術(shù)效果。除了卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)控制方法，本發(fā)明還提供一種卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括檢測(cè)部件、控制部件和執(zhí)行部件，其中，檢測(cè)部件用于檢測(cè)馬達(dá)2的實(shí)際壓力Pg，控制部件用于接收檢測(cè)部件的壓力信號(hào)，判斷檢測(cè)部件檢測(cè)的實(shí)際壓力Pg是否大于或等于馬達(dá)的安全壓力Pg'，并判斷馬達(dá)排量\是否大于或等于馬達(dá)的安全排量V。； 執(zhí)行部件用于接收控制部件的控制信號(hào)，并根據(jù)控制信號(hào)調(diào)節(jié)馬達(dá)的排量。當(dāng)馬達(dá)的排量Vg等于安全排量值Vtl時(shí)，控制部件判斷馬達(dá)2的實(shí)際壓力Pg是否大于或等于馬達(dá)的安全壓力Pg'；若是，控制部件控制執(zhí)行部件動(dòng)作，則排量控制器5輸出的控制信號(hào)不再增加，使馬達(dá)2的排量值不再減小，將馬達(dá)的排量定為安全排量值Vtl，由于卷?yè)P(yáng)在此過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)現(xiàn)象，所以，此過(guò)程可以穩(wěn)定提升重物，確保提升安全。如果實(shí)際壓力值Pg小于安全壓力值Pg'，則執(zhí)行部件控制馬達(dá)的排量繼續(xù)減小。 在此過(guò)程中，檢測(cè)部件檢測(cè)到的實(shí)際壓力值Pg不斷與安全壓力值Pg'進(jìn)行比較，直到實(shí)際壓力值Pg大于或等于安全壓力值Pg'，此時(shí)控制部件控制執(zhí)行部件動(dòng)作，使馬達(dá)的排量不再減小。此時(shí)，由于馬達(dá)2的壓力值為安全壓力值Pg'，所以，卷?yè)P(yáng)仍不會(huì)發(fā)生抖動(dòng)，確保卷?yè)P(yáng)穩(wěn)定提升重物，提高卷?yè)P(yáng)的可靠性。這樣，在上述的卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)中，在安全排量值Vtl和安全壓力值Pg'的雙重限定下，可以實(shí)現(xiàn)卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)的平穩(wěn)工作，減小卷?yè)P(yáng)和重物受到抖動(dòng)沖擊的可能，提高卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)的可靠性，延長(zhǎng)卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)的使用壽命。而且輕載時(shí)馬達(dá)排量較小，可以高速旋轉(zhuǎn)，提高卷?yè)P(yáng)的工作效率；重載時(shí)馬達(dá)排量較大，以滿(mǎn)足提升扭矩的需要，確保平穩(wěn)提升。如圖2所示，在一種具體的實(shí)施方式中，本發(fā)明所提供的馬達(dá)控制系統(tǒng)中設(shè)有排量控制器4，該排量控制器4可以接收三個(gè)信號(hào)1)壓力傳感器檢測(cè)到的馬達(dá)實(shí)際工作壓力Pg ；2)初始設(shè)置的最小排量限值Vtl ；3)手柄的電流控制信號(hào)I ；同時(shí)，手柄的電流控制信號(hào)控制馬達(dá)的排量Vg從Vgmax向小排量Vgmin變化時(shí)，壓力傳感器檢測(cè)到的壓力信號(hào)從小向大增加。當(dāng)Vg = Vtl時(shí)，排量控制器判斷壓力傳感器檢測(cè)到的壓力信號(hào)值是否大于或等于計(jì)算得到的安全壓力值，如果是，馬達(dá)的排量維持不變，馬達(dá)高壓腔壓力也維持不變。此時(shí)相當(dāng)于重載工況，由于載荷較大，需要卷?yè)P(yáng)提供的扭矩較大， 所以馬達(dá)的排量較大，轉(zhuǎn)速較低，工作效率較低。如果否，則手柄的電排量繼續(xù)增大，馬達(dá)的排量Vg繼續(xù)減小，馬達(dá)高壓腔壓力繼續(xù)增大，根據(jù)馬達(dá)的排量與安全高壓腔壓力之間的預(yù)定比值，循環(huán)比較馬達(dá)高壓腔壓力即壓力傳感器檢測(cè)到的壓力值與安全壓力的大小，直到馬達(dá)高壓腔壓力大于或等于安全高壓腔壓力值，此時(shí)的手柄控制電流為最大電流，相當(dāng)于輕載工況，發(fā)生抖動(dòng)的可能較小，馬達(dá)的排量較小，轉(zhuǎn)速較高，工作效率較高。這樣，本發(fā)明所提供的馬達(dá)控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)馬達(dá)在提升作業(yè)過(guò)程中輕載高速、重載低速的控制模式，以有效提高卷?yè)P(yáng)馬達(dá)的效率。同時(shí)還有效消除了馬達(dá)卷?yè)P(yáng)的抖動(dòng)現(xiàn)象， 不需要降低馬達(dá)排量比，提高輕載、特別是空載時(shí)的工作效率，同時(shí)提高起重機(jī)的可靠性。除了上述卷?yè)P(yáng)馬達(dá)的控制方法及控制系統(tǒng)，本發(fā)明還提供一種包括上述控制方法及控制系統(tǒng)的起重機(jī)，該起重機(jī)其他各部分的結(jié)構(gòu)請(qǐng)參考現(xiàn)有技術(shù)，本文不再贅述。以上對(duì)本發(fā)明所提供的卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)及其液壓馬達(dá)的控制方法和控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟步驟A 控制所述馬達(dá)的排量Vg從最大排量Vgmax向所述馬達(dá)的安全排量值Vtl變化；步驟B 當(dāng)所述馬達(dá)的排量Vg等于所述安全排量值Vtl時(shí)，判斷所述馬達(dá)的實(shí)際壓力Pg 是否大于或等于所述馬達(dá)的安全壓力Pg'，若是，則所述馬達(dá)排量Vg維持所述安全排量值 V0不變；若否，轉(zhuǎn)向步驟C;步驟C 控制所述馬達(dá)排量Vg從所述安全排量值Vtl向最小排量Vgmin變化；步驟D 判斷所述馬達(dá)的實(shí)際壓力Pg是否大于或等于所述馬達(dá)的安全壓力Pg'，若是， 所述馬達(dá)排量Vg維持所述安全壓力Pg'對(duì)應(yīng)的馬達(dá)排量；若否，轉(zhuǎn)向步驟C。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)的控制方法，其特征在于，所述步驟B和所述步驟C中，所述馬達(dá)的安全壓力Pg'根據(jù)所述馬達(dá)排量Vg計(jì)算得出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)的控制方法，其特征在于，Pg'= KVg+ Δ P ( Δ P > 0)，所述馬達(dá)的安全壓力Pg'和Δ P的單位為Bar、所述馬達(dá)的排量Vg的單位為ml/轉(zhuǎn)時(shí)，K的范圍為1. 5-3. 5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)的控制方法，其特征在于，采用排量控制閥控制所述馬達(dá)的排量Vg，該排量控制閥具有第一工作位置和第二工作位置，當(dāng)所述排量控制閥的閥芯由所述第一工作位置向所述第二工作位置移動(dòng)時(shí)，所述馬達(dá)的排量增大；當(dāng)所述閥芯由所述第二工作位置向所述第一工作位置移動(dòng)時(shí)，所述馬達(dá)的排量變小。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)的控制方法，其特征在于，采用手柄控制所述排量控制閥，該手柄的控制信號(hào)輸出端與所述排量控制閥的信號(hào)接收端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)的控制方法，其特征在于，所述步驟B和步驟C中，所述馬達(dá)的實(shí)際壓力Pg由壓力傳感器測(cè)量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)的控制方法，其特征在于，所述壓力傳感器安裝于所述馬達(dá)和控制所述馬達(dá)的平衡閥之間。
8.一種卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括檢測(cè)部件，用于檢測(cè)所述馬達(dá)的實(shí)際壓力Pg ；控制部件，用于接收所述檢測(cè)部件的壓力信號(hào)，判斷所述馬達(dá)的實(shí)際壓力值Pg是否大于或等于所述馬達(dá)的安全壓力值Pg'，以及判斷所述馬達(dá)的排量\是否大于或等于所述馬達(dá)的安全排量值Vtl;執(zhí)行部件，用于接收所述控制部件的控制信號(hào)，并根據(jù)所述控制信號(hào)調(diào)節(jié)所述馬達(dá)的排量Vg;當(dāng)所述馬達(dá)的排量Vg等于所述馬達(dá)的安全排量值V。時(shí)，所述控制部件判斷所述馬達(dá)的實(shí)際壓力值Pg是否大于或等于所述馬達(dá)的安全壓力值Pg'；若是，所述馬達(dá)的安全排量值 V0為所述馬達(dá)的排量值；若否，所述執(zhí)行部件控制所述馬達(dá)的排量繼續(xù)減小，直到所述控制部件判斷出所述馬達(dá)的實(shí)際壓力值Pg大于或等于所述馬達(dá)的安全壓力值Pg'。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制部件根據(jù)所述馬達(dá)的排量Vg計(jì)算得出所述馬達(dá)的安全壓力值Pg'。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)的控制系統(tǒng)，其特征在于，Pg'=K ν8+ΔΡ(ΔΡ> 0)，所述馬達(dá)的安全壓力值Pg'的單位為Bar、所述馬達(dá)的排量Vg的單位為 ml/轉(zhuǎn)時(shí)，K的范圍為1. 5-3. 5。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10任一項(xiàng)所述的卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測(cè)部件具體為壓力傳感器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力傳感器安裝于所述馬達(dá)和所述平衡閥之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至10任一項(xiàng)所述的卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)的控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括控制所述馬達(dá)的排量Vg的排量控制閥，該排量控制閥具有第一工作位置和第二工作位置，當(dāng)所述排量控制閥的閥芯由所述第一工作位置向所述第二工作位置移動(dòng)時(shí)，所述馬達(dá)的排量增大，當(dāng)所述閥芯由所述第二工作位置向所述第一工作位置移動(dòng)時(shí)，所述馬達(dá)的排量變小。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述執(zhí)行部件具體為手柄，該手柄的控制信號(hào)輸出端與所述排量控制閥的信號(hào)接收端連接。
15.一種卷?yè)P(yáng)，其特征在于，該卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)的液壓馬達(dá)由如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的控制方法和如權(quán)利要求8至14任一項(xiàng)所述的控制系統(tǒng)控制其工作。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種工程機(jī)械中卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)的控制方法，包括以下步驟A控制馬達(dá)的排量從最大排量向馬達(dá)的安全排量值變化；B當(dāng)馬達(dá)的排量等于安全排量值時(shí)，判斷馬達(dá)的實(shí)際壓力是否大于或等于馬達(dá)的安全壓力，若是，則馬達(dá)排量維持安全排量值不變；若否，轉(zhuǎn)向步驟C；C控制馬達(dá)排量從安全排量值向最小排量變化；D判斷馬達(dá)的實(shí)際壓力是否大于或等于馬達(dá)的安全壓力，若是，馬達(dá)排量維持安全壓力對(duì)應(yīng)的馬達(dá)排量；若否，轉(zhuǎn)向步驟C。該控制方法既有效減小了卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)的沖擊現(xiàn)象，提高了卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)也提高了卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)的工作效率。本發(fā)明還公開(kāi)了一種控制系統(tǒng)和包括上述馬達(dá)控制方法和控制系統(tǒng)的卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)B66D1/08GK102311059SQ201010219019
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者劉基浩, 向小強(qiáng), 徐懷玉, 沈千里, 石峰, 胡金萍 申請(qǐng)人:徐工集團(tuán)工程機(jī)械股份有限公司建設(shè)機(jī)械分公司