專利名稱：臂架防后傾緩沖裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及變阻尼器件，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(jī)械中大型桁架臂、箱型臂由于其長(zhǎng)細(xì)比大，在重載作用下變形顯著，可看作柔性體。在加載過(guò)程中，柔性體逐漸發(fā)生變形存貯彈性勢(shì)能；在突然卸載時(shí)，臂架在彈性勢(shì)能的驅(qū)動(dòng)下發(fā)生劇烈振動(dòng)，對(duì)于仰角較大的，例如仰角達(dá)到80度左右的臂架，彈性勢(shì)能釋放甚至有可能驅(qū)動(dòng)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(dòng)的同時(shí)伴隨自身的振動(dòng)，運(yùn)動(dòng)形式復(fù)雜，臂架轉(zhuǎn)角、角速度、角加速度均隨時(shí)間發(fā)生劇烈變化，針對(duì)不同的運(yùn)動(dòng)參量進(jìn)行緩沖可設(shè)計(jì)不同的緩沖裝置。現(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(duì)象是臂架轉(zhuǎn)角，如彈簧緩沖器，阻尼緩沖的對(duì)象是臂架角速度，如液壓緩沖器。但是無(wú)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(duì)工況的適應(yīng)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。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型旨在提供一種臂架防后傾緩沖裝置，能夠通過(guò)阻尼控制系統(tǒng)所獲取的沖擊參數(shù)信息來(lái)控制可逆相變液體的阻尼，在起重臂發(fā)生傾翻之前計(jì)算出緩沖裝置的最優(yōu)緩沖力，并在發(fā)生傾翻時(shí)通過(guò)可逆相變液體的快速響應(yīng)實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種臂架防后傾緩沖裝置，包括作動(dòng)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(wú)桿腔；阻尼通道，設(shè)置在活塞腔外側(cè)，并連通有桿腔和無(wú)桿腔，還包括場(chǎng)發(fā)生器，設(shè)置在作動(dòng)缸上，根據(jù)接收到的外部控制信號(hào)改變作動(dòng)缸內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)；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(chǎng)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(hào)，根據(jù)外部控制信號(hào)控制場(chǎng)發(fā)生器的場(chǎng)強(qiáng)，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(wú)桿腔和阻尼通道中內(nèi)置有可逆相變液體。進(jìn)一步地，作動(dòng)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(dòng)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(jìn)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(hào)；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(dòng)缸，將阻尼控制器輸出的控制信號(hào)放大后輸送至作動(dòng)缸。進(jìn)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(yīng)的防傾翻控制參數(shù)。進(jìn)一步地，阻尼控制系統(tǒng)還包括臂架傾翻計(jì)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(shí)時(shí)計(jì)算得出防傾翻控制參數(shù)，輸送至阻尼控制器。進(jìn)一步地，場(chǎng)發(fā)生器為在作動(dòng)缸內(nèi)產(chǎn)生可控磁場(chǎng)的線圈，或者在作動(dòng)缸內(nèi)產(chǎn)生可控電場(chǎng)的成對(duì)電極。進(jìn)一步地，可逆相變液體為磁流變液，場(chǎng)發(fā)生器設(shè)置在主缸體外周，作動(dòng)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(lì)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(guò)勵(lì)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(lì)磁線圈安裝槽，勵(lì)磁線圈設(shè)置在勵(lì)磁線圈安裝槽內(nèi)，阻尼通道沿長(zhǎng)度方向貫穿阻尼線圈盒。進(jìn)一步地，阻尼通道與有桿腔和無(wú)桿腔連接的兩個(gè)端口分別位于有桿腔和無(wú)桿腔的端部位置。進(jìn)一步地，副缸有多個(gè)，沿主缸體的外壁周向方向均勻設(shè)置。進(jìn)一步地，可逆相變液體為電流變液，場(chǎng)發(fā)生器設(shè)置在主缸體外周，作動(dòng)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(fù)極套，分別緊貼副缸的缸筒內(nèi)壁并相對(duì)設(shè)置，正極套和負(fù)極套分別連接至阻尼控制系統(tǒng)，且在正極套和負(fù)極套之間形成阻尼通道。進(jìn)一步地，正極套設(shè)置在副缸內(nèi)側(cè)的缸筒內(nèi)壁上，負(fù)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(wú)桿腔連接的兩個(gè)端口分別位于有桿腔和無(wú)桿腔的端部位置。進(jìn)一步地，副缸有多個(gè)，沿主缸體的外壁周向方向均勻設(shè)置。根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案，臂架防后傾緩沖裝置包括作動(dòng)缸和與作動(dòng)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(hào)，然后根據(jù)控制信號(hào)實(shí)時(shí)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(duì)臂架系統(tǒng)釋放儲(chǔ)存的彈性勢(shì)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(shí)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(shí)時(shí)計(jì)算臂架防傾翻所需要的緩沖力，通過(guò)可逆相變液體的高響應(yīng)速度實(shí)現(xiàn)了對(duì)臂架緩沖力的實(shí)時(shí)控制和調(diào)整，滿足了不同工況下的阻尼控制需要，適應(yīng)性更好，而且提高了能量利用效率。阻尼控制器可以通過(guò)沖擊參數(shù)信息直接從防傾翻控制參數(shù)表中提取相應(yīng)的控制參數(shù)信息，也可以通過(guò)臂架傾翻計(jì)算模塊根據(jù)沖擊參數(shù)信息計(jì)算實(shí)時(shí)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)成本實(shí)用新型的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的防后傾緩沖裝置在起重機(jī)上的安裝示意圖；[0021]圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)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)本實(shí)用新型的第二實(shí)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)本實(shí)用新型的實(shí)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)本實(shí)用新型的實(shí)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(shí)施方式
下文中將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)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(xì)小的軟磁性顆粒分散于磁導(dǎo)率較低的載液中形成的阻尼可隨外加磁場(chǎng)變化而具有可控流變特性的懸浮液體，在磁場(chǎng)作用下，磁流變液可在毫秒級(jí)時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)由牛頓流體到半固體的可逆變化；在撤去磁場(chǎng)后，磁流變液又可以恢復(fù)原態(tài)。與此類似，電流變液是在電場(chǎng)的作用下，可逆相變液體從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)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(wú)桿腔兩個(gè)部分，有桿腔和無(wú)桿腔通過(guò)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(guò)調(diào)整可逆相變液體的物相狀態(tài)來(lái)改變可逆相變液體的阻尼，從而對(duì)活塞桿的緩沖作用力進(jìn)行調(diào)整，使其滿足使用需要?？赡嫦嘧円后w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(dòng)缸10設(shè)置在起重機(jī)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(dòng)缸10包括活塞腔和活塞、活塞桿。場(chǎng)發(fā)生器設(shè)置在作動(dòng)缸10上，其可以設(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(hào)對(duì)作動(dòng)缸10內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行調(diào)整的位置，通過(guò)外部信號(hào)對(duì)場(chǎng)發(fā)生器的場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行調(diào)整，從而調(diào)整作動(dòng)缸10內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)，進(jìn)而改變?cè)O(shè)置在作動(dòng)缸10內(nèi)的可逆相變液體的物相狀態(tài)，達(dá)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)本實(shí)用新型的防后傾緩沖裝置安裝在起重機(jī)的臂架支座 60上，阻尼控制系統(tǒng)40通過(guò)安裝在起重機(jī)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(hào)，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(yùn)動(dòng)過(guò)程中，防后傾緩沖裝置通過(guò)采集沖擊參數(shù)信息實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前發(fā)生突然卸載情況下，緩沖裝置應(yīng)當(dāng)提供的緩沖力大小；在發(fā)生突然卸載時(shí)，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(jì)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(jì)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(dāng)臂架釋放彈性勢(shì)能后，對(duì)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(jìn)行計(jì)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(hào)，傳遞給場(chǎng)發(fā)生器，從而控制場(chǎng)發(fā)生器的場(chǎng)強(qiáng)，進(jìn)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(guò)計(jì)算所得的最優(yōu)緩沖力，對(duì)臂架的彈性勢(shì)能進(jìn)行有效緩沖。如圖2、圖4和圖5所示，根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例，防后傾緩沖裝置包括作動(dòng)缸10和阻尼控制系統(tǒng)40。作動(dòng)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(jī)的臂架支座60上，并通過(guò)從起重機(jī)的支架斜向上伸出的支撐桿對(duì)主缸體20形成支撐，使主缸體20朝向臂架的運(yùn)動(dòng)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(guò)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26，密封圈沈設(shè)置在活塞桿25與主缸蓋27之間，一方面對(duì)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(yùn)動(dòng)過(guò)程中與主缸蓋27之間的摩擦作用，延長(zhǎng)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(wú)桿腔23，隨著活塞21的運(yùn)動(dòng)，有桿腔 22和無(wú)桿腔23的容積也不斷發(fā)生相應(yīng)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(gè)未示出的實(shí)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(zhǔn)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(lì)磁線圈安裝槽，勵(lì)磁線圈52安裝在勵(lì)磁線圈安裝槽內(nèi)。勵(lì)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(lì)磁線圈安裝槽內(nèi)。阻尼線圈盒53的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，而且容易通過(guò)副缸50進(jìn)行定位，從而對(duì)勵(lì)磁線圈52也形成良好的定位結(jié)構(gòu)，使勵(lì)磁線圈52獲得良好的磁感應(yīng)效果，成本較低，性能優(yōu)良。優(yōu)選地，副缸50有多個(gè)，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(guò)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(duì)沿軸向方向貫穿整個(gè)阻尼線圈盒53，并穿過(guò)各組勵(lì)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(wú)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(guò)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(wú)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(shí)施例中，該可逆相變液體30為磁流變液，通過(guò)改變通過(guò)勵(lì)磁線圈52中的電流的大小，對(duì)勵(lì)磁線圈52所形成的磁通量進(jìn)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(duì)臂架的緩沖力。在臂架61與作動(dòng)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(hào)，最后將確定的控制信號(hào)輸出至作動(dòng)缸10，實(shí)現(xiàn)對(duì)作動(dòng)缸10中的可逆相變液體30即磁流變液的阻尼的實(shí)時(shí)控制，從而能夠?qū)崟r(shí)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(lái)的彈性勢(shì)能，具有良好的適應(yīng)性。沖擊參數(shù)信息包括臂架轉(zhuǎn)角、速度、加速度、風(fēng)速、及吊載重量中的任意一種或者任意幾種的組合。請(qǐng)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(gè)傳感器，獲取臂架61上的多個(gè)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(lái)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(hào)，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(dòng)缸10的勵(lì)磁線圈52， 將阻尼控制器42所輸出的控制信號(hào)放大后輸送至作動(dòng)缸10，通過(guò)控制信號(hào)改變通過(guò)勵(lì)磁線圈52中的電流的大小，從而實(shí)時(shí)控制作動(dòng)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(dòng)缸10的活塞桿25上時(shí)，當(dāng)臂架61釋放彈性勢(shì)能并對(duì)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(lái)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(hào)，功率放大系統(tǒng)43將控制信號(hào)放大后輸送至作動(dòng)缸10，并通過(guò)控制信號(hào)控制磁流變液的物相狀態(tài)，從而實(shí)時(shí)控制作動(dòng)缸10的緩沖作用力?？刂菩盘?hào)的獲取可以通過(guò)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(chǔ)有根據(jù)不同沖擊參數(shù)信息通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式或者其它的計(jì)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(dāng)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(duì)應(yīng)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(hào)，經(jīng)過(guò)放大系統(tǒng)的放大后傳送至作動(dòng)缸10上的場(chǎng)發(fā)生器，對(duì)作動(dòng)缸10的場(chǎng)發(fā)生器的場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制?？刂菩盘?hào)的獲取還可以同時(shí)實(shí)時(shí)在線計(jì)算方式獲得。在阻尼控制系統(tǒng)40內(nèi)包括有臂架傾翻計(jì)算模塊45，該臂架傾翻計(jì)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(jì)算模塊45中的計(jì)算公式(可以為經(jīng)驗(yàn)公式)獲取當(dāng)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(jì)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(hào)，并輸送至作動(dòng)缸10。在臂架傾翻時(shí)，臂架驅(qū)動(dòng)活塞21在主缸體20中向右運(yùn)動(dòng)，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(shí)時(shí)檢測(cè)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(lì)磁線圈52上的電流，進(jìn)而控制勵(lì)磁線圈52所產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度，通過(guò)調(diào)整磁場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)調(diào)整磁流變液的物相狀態(tài)，使位于勵(lì)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(hào)的調(diào)節(jié)要求，有桿腔22和無(wú)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(wú)法自由流動(dòng)，從而達(dá)到控制并調(diào)節(jié)阻尼通道M中磁流變液的阻尼，對(duì)于從臂架61中所釋放處的彈性勢(shì)能形成有效緩沖的目的，對(duì)臂架61形成保護(hù)，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(jī)的臂架支座60上，然后將主缸體20 可移動(dòng)地設(shè)置在從起重機(jī)的支架斜向上伸出的支撐桿上，并使主缸體20的運(yùn)動(dòng)方向朝向臂架61的運(yùn)動(dòng)方向。傳感系統(tǒng)41連接在主缸體20上或者臂架61上，當(dāng)臂架61釋放彈性勢(shì)能后，對(duì)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(jìn)行分析計(jì)算，得到防傾翻控制參數(shù)信息，并轉(zhuǎn)換為外部控制信號(hào)，傳送至場(chǎng)發(fā)生器，通過(guò)阻尼控制系統(tǒng)40的控制作用，對(duì)場(chǎng)發(fā)生器的場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)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(duì)臂架運(yùn)動(dòng)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)本實(shí)用新型的第二實(shí)施例，臂架防后傾緩沖裝置包括作動(dòng)缸10和阻尼控制系統(tǒng)40。作動(dòng)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(guò)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(duì)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(yùn)動(dòng)過(guò)程中與主缸蓋27之間的摩擦作用，延長(zhǎng)活塞桿25與主缸蓋27的使用壽命，提高活塞21的工作性能。活塞21將活塞腔分為有桿腔22和無(wú)桿腔23，隨著活塞21的運(yùn)動(dòng)，有桿腔22和無(wú)桿腔23的容積也不斷發(fā)生相應(yīng)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(duì)設(shè)置有正極套M 和負(fù)極套陽(yáng)，正極套M和負(fù)極套陽(yáng)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(fù)極套55之間形成由阻尼通道對(duì)。在本實(shí)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(fù)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(shí)施例中的防后傾緩沖裝置的安全性能。在有桿腔22和無(wú)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(guò)主缸體20和副缸50的一側(cè)筒壁，并延伸至正極套M和負(fù)極套55 之間所形成的阻尼通道對(duì)，將有桿腔22和無(wú)桿腔23連通。優(yōu)選地，副缸50有多個(gè)，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(guò)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(shí)施例中，該可逆相變液體30為電流變液。通過(guò)改變施加在正極套M和負(fù)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(dòng)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(hào)，最后將確定的控制信號(hào)輸出至場(chǎng)發(fā)生器，調(diào)節(jié)場(chǎng)發(fā)生器的場(chǎng)強(qiáng)，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(shí)現(xiàn)對(duì)作動(dòng)缸10中的電流變液的阻尼的實(shí)時(shí)控制，從而能夠?qū)崟r(shí)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(lái)的彈性勢(shì)能，具有良好的適應(yīng)性。沖擊參數(shù)信息包括臂架轉(zhuǎn)角、速度、加速度、風(fēng)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(shí)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(shí)，臂架驅(qū)動(dòng)活塞21在主缸體20中向右運(yùn)動(dòng)，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(shí)時(shí)檢測(cè)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(fù)極套陽(yáng)上的電流或電壓影響場(chǎng)發(fā)生器，使場(chǎng)發(fā)生器的電場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生改變，位于電場(chǎng)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)本實(shí)用新型的防后傾緩沖裝置可以通過(guò)各種適當(dāng)?shù)姆绞桨惭b到起重機(jī)上，例如，可以將作動(dòng)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(dòng)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(dāng)采用作動(dòng)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(shí)，臂架61則使用與活塞桿25的末端保持接觸；當(dāng)采用作動(dòng)缸10的主缸體20固定安裝在臂架支座61上，作動(dòng)缸10的活塞桿25朝向臂架61延伸的安裝方式時(shí)，活塞桿25的末端通常不予臂架61接觸，只有當(dāng)臂架61轉(zhuǎn)動(dòng)到一定位置時(shí)才會(huì)與活塞桿25的末端接觸， 并對(duì)活塞桿25造成沖擊，此時(shí)臂架防后傾裝置才會(huì)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，本實(shí)用新型上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果臂架防后傾緩沖裝置包括作動(dòng)缸和與作動(dòng)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(hào)，然后根據(jù)控制信號(hào)實(shí)時(shí)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(duì)臂架系統(tǒng)釋放儲(chǔ)存的彈性勢(shì)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(shí)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(shí)時(shí)計(jì)算臂架防傾翻所需要的緩沖力，通過(guò)可逆相變液體的高響應(yīng)速度實(shí)現(xiàn)了對(duì)臂架緩沖力的實(shí)時(shí)控制和調(diào)整，滿足了不同工況下的阻尼控制需要，適應(yīng)性更好，而且提高了能量利用效率。阻尼控制器可以通過(guò)沖擊參數(shù)信息直接從防傾翻控制參數(shù)表中提取相應(yīng)的控制參數(shù)信息，也可以通過(guò)臂架傾翻計(jì)算模塊根據(jù)沖擊參數(shù)信息計(jì)算實(shí)時(shí)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。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)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(dòng)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(wú)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(wú)桿腔(23)， 其特征在于，還包括場(chǎng)發(fā)生器，設(shè)置在所述作動(dòng)缸(10)上，根據(jù)接收到的外部控制信號(hào)改變所述作動(dòng)缸 (10)內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)；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(chǎng)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(hào)，根據(jù)所述外部控制信號(hào)控制所述場(chǎng)發(fā)生器的場(chǎng)強(qiáng)，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(wú)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(dòng)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(dòng)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(hào)；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(dòng)缸 (10)，將所述阻尼控制器0 輸出的所述控制信號(hào)放大后輸送至所述作動(dòng)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(yīng)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(jì)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(shí)時(shí)計(jì)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(xiàng)所述的臂架防后傾緩沖裝置，其特征在于，所述場(chǎng)發(fā)生器為在所述作動(dòng)缸(10)內(nèi)產(chǎn)生可控磁場(chǎng)的線圈，或者在作動(dòng)缸(10)內(nèi)產(chǎn)生可控電場(chǎng)的成對(duì)電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求6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(chǎng)發(fā)生器設(shè)置在所述主缸體00)的外周，所述作動(dòng)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(lì)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(guò)所述勵(lì)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(lì)磁線圈安裝槽，所述勵(lì)磁線圈(52)設(shè)置在所述勵(lì)磁線圈安裝槽內(nèi)，所述阻尼通道04)沿長(zhǎng)度方向貫穿所述阻尼線圈盒(53)。
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，所述阻尼通道04)與所述有桿腔0 和所述無(wú)桿腔連接的兩個(gè)端口分別位于所述有桿腔0 和所述無(wú)桿腔03)的端部位置。
9.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，所述副缸(50)有多個(gè)，沿所述主缸體OO)的外壁周向方向均勻設(shè)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求6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(chǎng)發(fā)生器設(shè)置在所述主缸體OO)的外周，所述作動(dòng)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(fù)極套(55)，分別緊貼所述副缸(50)的缸筒內(nèi)壁并相對(duì)設(shè)置，所述正極套(54)和所述負(fù)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(fù)極套(5 之間形成所述阻尼通道04)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10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(fù)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(wú)桿腔連接的兩個(gè)端口分別位于所述有桿腔0 和所述無(wú)桿腔的端部位置。
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，所述副缸(50)有多個(gè)， 沿所述主缸體OO)的外壁周向方向均勻設(shè)置。
專利摘要本實(shí)用新型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(dòng)缸(10)，包括主缸體(20)；活塞(21)，將活塞腔分為有桿腔(22)和無(wú)桿腔(23)，在有桿腔(22)和無(wú)桿腔(23)之間設(shè)置有連通兩個(gè)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(dòng)缸(10)，并根據(jù)沖擊參數(shù)信息計(jì)算當(dāng)前臂架后傾的最優(yōu)緩沖力；場(chǎng)發(fā)生器，設(shè)置在作動(dòng)缸(10)上。根據(jù)本實(shí)用新型的臂架防后傾緩沖裝置能夠在起重臂發(fā)生傾翻之前計(jì)算出緩沖裝置的最優(yōu)緩沖力，并在發(fā)生傾翻時(shí)通過(guò)可逆相變液體的快速響應(yīng)實(shí)時(shí)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(hào)B66C23/88GK202089711SQ20112020205
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)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(qǐng)人:長(zhǎng)沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司