一种支撑装置的调平控制系统、方法及消防车与流程

文档序号:12811632阅读:219来源:国知局
一种支撑装置的调平控制系统、方法及消防车与流程

本发明涉及支撑机构的调平控制领域,更具体而言,涉及支撑装置的调平控制系统、方法及消防车。



背景技术:

工程机械在施工时,其重心通常会发生较大变化,为确保自身的稳定性,工程机械通常设置有支撑装置,支撑装置包括活动支撑臂和连接在支撑臂端部的支撑腿,在施工前,先将活动支撑臂伸出、然后伸长支撑腿将工程机械支撑起来。而工程机械通常需要在水平状态工作,需要通过支撑装置对工程机械进行调平,同时,为使各个支撑腿受力均衡,更好确保工程机械的稳定,还需要对支撑装置进行调平,以使工程机械大致工作在水平状态。

目前,在大部分工程机械中,如混凝土泵车、起重机、消防车,活动支撑臂和支撑腿控制是完全依靠人工手动操作,支撑装置调平与否也是依靠肉眼观察。该方式存在操作麻烦、精确度不高、人工依赖大,同时耽误施工时间,对于消防车这种特殊机械,往往时间要求紧迫,时间的耽误可能影响生命财产抢救的最佳时间。

针对上述技术问题,授权公告号为cn202983005u的中国实用新型专利公开了一种支腿自动调平系统,包括载重平台、四只带有液压油缸的支撑腿、双轴倾角传感器及控制器,四只支撑腿两两一对,平行设置在载重平台下方,支撑腿上设置有接近传感器,接近传感器、双轴倾角传感器的信号输出端分别与控制器的信号输入端连接,控制器的信号输出端分别与四只液压油缸的电磁比例阀的控制端连接。支腿调平时,液压油缸自动往下伸出,当接近传感器检测到液压油缸底端铰接的支撑板均已压实地面后,双轴倾角传感器开始判断四只液压油缸中哪一只液压油缸处于最高点,然后将最高点信息通过can总线发送给控制器,控制器采集到这个信息后,通过自动调平算法运算处理,计算出其余三只液压油缸与最高点油缸的高度差值,然后发出指令控制这三只液压油缸升高以补偿高度差,从而与最高点的油缸齐平,达到自动调平的效果。

上述方法,调平时,是根据最高点,同时控制其余三只油缸动作,由于油缸的动作是通过电磁比例阀控制,由于电磁比例阀响应时间及精度的原因,调平效率低,同时,由于同时控制其余三只油缸动作,还容易造成超调,使最高支腿发生变化或甚至离地,调平效果不理想。

因此,如何改进支撑装置的调平控制,以提高调平效率和效果,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明的目的在于,提供一种支撑装置的调平控制系统、方法及消防车,以提高调平效率和效果。

一方面,本发明提供了一种支撑装置的调平控制系统,所述支撑装置包括固定架、与所述固定架连接的四个支撑臂及设置在每个所述支撑臂端部的支撑腿,还包括:用于检测所述固定架倾角的倾角检测装置、用于检测各个所述支撑腿的下撑状态的支撑检测装置、用于控制各个所述支撑腿动作的支腿控制阀及控制器,所述倾角检测装置、支撑检测装置的信号输出端与所述控制器的信号输入端连接,所述控制器的信号输出端与所述支腿控制阀连接,所述控制器用于根据所述支撑检测装置的信号确定各个所述支撑腿是否下撑到位,用于根据所述倾角检测装置的信号判断四个所述支撑腿中最高的支撑腿,并用于在支撑装置调平时通过所述支腿控制阀每次控制除最高的支撑腿外的其中两个支撑腿升高。

上述的支撑装置的调平控制系统,优选地,在支撑装置调平时,若前侧和右侧高,所述控制器用于通过所述支腿控制阀控制后侧的两个支撑腿升高;若右侧和后侧高,所述控制器用于通过所述支腿控制阀控制前侧的两个支撑腿升高;若左侧和后侧高,所述控制器用于通过所述支腿控制阀控制前侧的两个支撑腿升高;若左侧和前侧高,所述控制器用于通过所述支腿控制阀控制后侧的两个支撑腿升高。

上述的支撑装置的调平控制系统,优选地,在支撑装置调平时,若前侧高,所述控制器用于通过所述支腿控制阀控制后侧的两个支撑腿升高;若后侧高,所述控制器用于通过所述支腿控制阀控制前侧的两个支撑腿升高;若左侧高,所述控制器用于通过所述支腿控制阀控制右侧的两个支撑腿升高;若右侧高,所述控制器用于通过所述支腿控制阀控制左侧的两个支撑腿升高。

上述的支撑装置的调平控制系统,优选地,所述控制器根据所述倾角检测装置的信号计算所有支撑腿之间的高度差,以判定支撑装置是否完成调平;或用于根据所述倾角检测装置的信号确定支撑装置前后方向偏差和左右方向偏差,以判定支撑装置是否完成调平。

另一方面,本发明还提出了一种消防车,包括底盘、设置在所述底盘上的支撑装置、设置在所述支撑装置上的臂架装置,还包括上述任一种支撑装置的调平控制系统。

再一方面,本发明还提出了一种支撑装置的调平控制方法,包括以下步骤:

s10:检测支撑装置的四个支撑腿的下撑状态,直至各个支撑腿压实着地;

s20:检测支撑装置的固定架的倾角,并判断四个支撑腿中最高的支撑腿;

s30:每次控制除最高的支撑腿外的其中两个支撑腿动作升高以进行支撑装置的调平。

上述的支撑装置的调平控制方法,优选地,所述步骤s30还包括:

在进行支撑装置调平时,若前侧和右侧高,控制后侧的两个支撑腿升高;若右侧和后侧高,控制前侧的两个支撑腿升高;若左侧和后侧高,控制前侧的两个支撑腿升高;若左侧和前侧高,控制后侧的两个支撑腿升高。

上述的支撑装置的调平控制方法,优选地,所述步骤s30还包括:

在进行支撑装置调平时,若前侧高,控制后侧的两个支撑腿升高;若后侧高,控制前侧的两个支撑腿升高;若左侧高,控制右侧的两个支撑腿升高;若右侧高,控制左侧的两个支撑腿升高。

上述的支撑装置的调平控制方法,优选地,步骤s30包括:根据固定架的倾角计算所有支撑腿之间的高度差,以判定支撑装置是否完成调平;或根据固定架的倾角确定支撑装置前后方向偏差和左右方向偏差,以判定支撑装置是否完成调平。

上述的支撑装置的调平控制方法,优选地,步骤s30还包括:实时检测支撑装置的四个支撑腿的下撑状态,当某一支撑腿离地时,控制离地的支撑腿升高;和/或,

实时检测支撑装置的固定架的倾角,并判断最高的支撑腿是否发生变化,若发生变化,重新执行步骤s30。

上述的支撑装置的调平控制系统、方法及消防车,由于每次只控制两个油缸的动作,液压系统可以给支撑腿的油缸足够的压力,电磁阀的响应时间对调平的影响较小,调平精度和调平效率高,调平效果好,试验表明,该系统可以实现偏差角度10度内自动调平,简化了支撑装置的调平操作,并最大程度的保证了整车重心的平衡,为整车作业过程中的稳定性打下了有力的基础。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例提供的一种支撑装置的调平控制系统的示意图;

图2为本发明实施例提供的一种支撑系统的示意图;

图3为本发明实施例提供的一种调平控制方法在右前最高时的示意图;

图4为本发明实施例提供的一种调平控制方法在右后最高时的示意图;

图5为本发明实施例提供的一种调平控制方法在左后最高时的示意图;

图6为本发明实施例提供的一种调平控制方法在左前最高时的示意图。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要说明的是,本文中提到的第一、第二、第三,只用于区分特征相同或类似的不同零部件,不作为零部件本身的限定,各零部件之间也没有先后关系或依赖关系。

请参考图1-2,本发明提供的一种支撑装置的调平控制系统,该支撑装置包括固定架10、与固定架10连接的四个支撑臂21、22、23、24及设置在每个支撑臂21、22、23、24端部的支撑腿30,该支撑装置可以应用于工程机械之中,如泵车、消防车、起重机等,固定架10比如可以是工程机械的转塔,四个支撑臂21、22、23、24与固定架10的连接可以是铰接(摆动支腿)、滑动连接(伸缩支腿),支撑腿30通常为支腿油缸,图2中示意了一种前x伸缩支腿,后h型伸缩支腿的支撑装置。

本发明的调平控制系统,还包括:用于检测固定架10倾角的倾角检测装置40(如双轴倾角传感器)、用于检测各个支撑腿30的下撑状态的支撑检测装置50(如接近传感器、压力传感器)、用于控制各个支撑腿30动作的支腿控制阀60(如多路阀)及控制器70,倾角检测装置40、支撑检测装置50的信号输出端与控制器70的信号输入端连接,控制器70的信号输出端与支腿控制阀60连接,控制器70用于根据支撑检测装置50的信号确定各个支撑腿30是否下撑到位,用于根据倾角检测装置40的信号判断四个支撑腿30中最高的支撑腿30,并用于在支撑装置调平时通过支腿控制阀60每次控制除最高的支撑腿30外的其中两个支撑腿30升高,直至完成支撑装置的调平。参考图2、图3所示,以右前支撑腿31最高为例,若前侧和右侧均比较高(两个方向均高于调平允许的预设偏差值),则先调整右后支撑腿33和左后支撑腿34;否则进一步判断,若单纯右侧较高(只有右侧高于调平允许的预设偏差值),则先调整左前支撑腿32和左后支撑腿34;否则进一步判断,若单纯前侧高(只有前侧高于调平允许的预设偏差值),则先调整右后支撑腿33和左后支撑腿34;图4-6类似,总之,每次只控制除最高的支撑腿(如右前支撑腿31)以外的其中两个支撑腿。该调平控制系统,由于每次只控制两个油缸的动作,液压系统可以给支撑腿的油缸足够的压力,电磁阀的响应时间对调平的影响较小,调平精度和调平效率高,调平效果好,试验表明,该系统可以实现偏差角度10度内自动调平,简化了支撑装置的调平操作,并最大程度的保证了整车重心的平衡,为整车作业过程中的稳定性打下了有力的基础。

上述“除最高的支撑腿30外的其中两个支撑腿30”,可以是相邻的两个支撑腿30,也可以是不相邻的两个支撑腿,如右前支撑腿31最高时,可以调节左前支撑腿32和右后支撑腿33,优选地,如图3-6所示,在支撑装置调平时,若前侧和右侧高,控制器用于通过支腿控制阀60控制后侧的两个支撑腿33、34升高;若右侧和后侧高,控制器用于通过支腿控制阀60控制前侧的两个支撑腿31、32升高;若左侧和后侧高,控制器用于通过支腿控制阀60控制前侧的两个支撑腿31、32升高;若左侧和前侧高,控制器用于通过支腿控制阀60控制后侧的两个支撑腿33、34升高。进一步地,在支撑装置调平时,若前侧高,控制器用于通过支腿控制阀60控制后侧的两个支撑腿33、34升高;若后侧高,控制器用于通过支腿控制阀60控制前侧的两个支撑腿31、32升高;若左侧高,控制器用于通过支腿控制阀60控制右侧的两个支撑腿31、33升高;若右侧高,控制器用于通过支腿控制阀60控制左侧的两个支撑腿32、34升高。本方案中,由于每次只调节某一侧的两个支撑腿30动作,如前方的两个支撑腿31、32,左侧的两个支撑腿32、34,右侧的两个支撑腿31、33,后方的两个支撑腿33、34,可以减少非最高的支撑腿中不动的支撑腿离地的出现概率,减少最高支腿变化的情况发生。

上述支撑装置的调平控制系统,优选地,控制器70用于根据倾角检测装置40的信号计算所有支撑腿30之间的高度差,以判定支撑装置是否完成调平;或用于根据倾角检测装置40的信号确定支撑装置前后方向偏差和左右方向偏差,以判定支撑装置是否完成调平。计算所有支撑腿30之间的高度差时,可以结合倾角检测装置40的信号、固定架10的固有尺寸及各个支撑臂21、22、23、24的摆动或伸出状态进行计算,若所有支撑腿30之间的高度差小于第一预定数值(即调平允许的预设偏差值),比如5mm、10mm、20mm等,控制器70可以判定调平已经完成。对于支撑装置前后方向偏差和左右方向偏差,可以根据倾角检测装置40的信号确定,若支撑装置前后方向偏差和/或左右方向偏差小于第二预定数值(即调平允许的预设偏差值),如±0.1度、±0.4度、±0.8度、±1度等,控制器70可以判定调平已经完成。由于本方案中设定了第一预定数值、第二预定数值,该第一预定数值、第二预定数值以满足施工要求为准,具体根据调平要求进行确定,因此,兼顾了调平效果与效率,避免控制系统长时间无法实现精确调平,影响整车正常作业。

另一方面,本发明具体实施例提供了一种消防车,包括底盘、设置在底盘上的支撑装置、设置在支撑装置上的臂架装置,同时,还包括上述任一种支撑装置的调平控制系统。由于设置了上述的调平控制系统,每次只控制两个油缸的动作,液压系统可以给支撑腿的油缸足够的压力,电磁阀的响应时间对调平的影响较小,调平精度和调平效率高,调平效果好,试验表明,该系统可以实现偏差角度10度内自动调平,简化了支撑装置的调平操作,并最大程度的保证了消防车重心的平衡,为消防车作业过程中的稳定性打下了有力的基础。由于消防车作业时间紧迫,快速实现调平,有利于获得最佳救援时间。

再一方面,本发明具体实施例听过的一种支撑装置的调平控制方法,包括以下步骤:

s10:检测支撑装置的四个支撑腿30的下撑状态,直至各个支撑腿30压实着地;

s20:检测支撑装置的固定架10的倾角,并判断四个支撑腿30中最高的支撑腿30;

s30:每次控制除最高的支撑腿30外的其中两个支撑腿30升高以进行支撑装置的调平。

具体地,图3所示,以右前支撑腿31最高为例,若前侧和右侧均比较高(两个方向均高于调平允许的预设偏差值),则先调整右后支撑腿33和左后支撑腿34;否则进一步判断,若单纯右侧较高(只有右侧高于调平允许的预设偏差值),则先调整左前支撑腿32和左后支撑腿34;否则进一步判断,若单纯前侧高(只有前侧高于调平允许的预设偏差值),则先调整右后支撑腿33和左后支撑腿34,图4-6类似,总之,每次只控制除最高的支撑腿(右前支撑腿31)以外的其中两个支撑腿。该调平控制方法,由于每次只控制两个油缸的动作,液压系统可以给支撑腿的油缸足够的压力,电磁阀的响应时间对调平的影响较小,调平精度和调平效率高,试验表明,该系统可以实现偏差角度10度内自动调平,简化了支撑装置的调平操作,并最大程度的保证了整车重心的平衡,为整车作业过程中的稳定性打下了有力的基础。

上述支撑装置的调平控制方法中,“除最高的支撑腿30外的其中两个支撑腿30”,可以是相邻的两个支撑腿30,也可以是不相邻的两个支撑腿,如右前支撑腿31最高时,可以调节左前支撑腿32和右后支撑腿33,优选地,步骤s30还包括:在进行支撑装置调平时,若前侧和右侧高,控制后侧的两个支撑腿33、34升高;若右侧和后侧高,控制前侧的两个支撑腿31、32升高;若左侧和后侧高,控制前侧的两个支撑腿31、32升高;若左侧和前侧高,控制后侧的两个支撑腿33、34升高。进一步地,在进行支撑装置调平时,若前侧高,控制后侧的两个支撑腿33、34升高;若后侧高,控制前侧的两个支撑腿31、32升高;若左侧高,控制右侧的两个支撑腿31、33升高;若右侧高,控制左侧的两个支撑腿32、34升高。本方案中,由于每次只调节某一侧的两个支撑腿30动作,如前方的两个支撑腿31、32,左侧的两个支撑腿32、34,右侧的两个支撑腿31、33,后方的两个支撑腿33、34,可以减少非最高的支撑腿中不动的支撑腿离地的出现概率,减少最高支腿变化的情况发生。

上述支撑装置的调平控制方法,优选地,步骤s30包括:根据固定架10的倾角计算所有支撑腿30之间的高度差,以判定支撑装置是否完成调平;或用于根据固定架10的倾角确定支撑装置前后方向偏差和左右方向偏差,以判定支撑装置是否完成调平。计算所有支撑腿30之间的高度差时,可以结合固定架10的倾角、固定架10的固有尺寸及各个支撑臂21、22、23、24的摆动或伸出状态进行计算,若所有支撑腿30之间的高度差小于第一预定数值(即调平允许的预设偏差值),比如5mm、10mm、20mm等,控制器70可以判定调平已经完成。对于支撑装置前后方向偏差和左右方向偏差,可以根据固定架10的倾角确定,若支撑装置前后方向偏差和/或左右方向偏差小于第二预定数值(即调平允许的预设偏差值),如±0.1度、±0.4度、±0.8度、±1度等,控制器70可以判定调平已经完成。由于本方案中设定了第一预定数值、第二预定数值,该第一预定数值、第二预定数值以满足施工要求为准,具体可以根据调平要求确定,因此,兼顾了调平效果与效率,避免控制系统长时间无法实现精确调平,影响整车正常作业。

上述支撑装置的调平控制方法,优选地,步骤s30还包括:实时检测支撑装置的四个支撑腿30的下撑状态,当某一支撑腿30离地时,控制离地的支撑腿30升高;和/或,实时检测支撑装置的固定架10的倾角,并判断最高的支撑腿30是否发生变化,若发生变化,重新执行步骤s30。通过先控制离地的支撑腿30下撑,可以提高整车稳定性,避免只有三个油缸下撑时存在的安全性因素。由于实时检测支撑装置的固定架10的倾角,并判断最高的支撑腿30是否发生变化,若发生变化,重新执行步骤s30,避免了在调平过程中出现最高支腿发生变化时对调平过程的影响,保证调平结果的可靠性。

下面结合附图3-6对本实施例的调平控制系统和方法进行说明。调平开始后,控制器70通过支腿控制阀60控制全部支撑腿30下撑,通过支撑检测装置50的检测数据,控制器70判断全部支撑腿30下撑着地后,根据倾角检测装置40的检测数据,控制器判断四个支撑腿30中那个支撑腿最高,如果右前支撑腿31最高,如图3所示,若前侧和右侧均比较高(两个方向均高于调平允许的预设偏差值),则先调整右后支撑腿33和左后支撑腿34;否则进一步判断,若单纯右侧较高(只有右侧高于调平允许的预设偏差值),则先调整左前支撑腿32和左后支撑腿34;否则进一步判断,若单纯前侧高(只有前侧高于调平允许的预设偏差值),则先调整右后支撑腿33和左后支撑腿34;每次动作后,通过倾角检测装置40的检测数据,控制器70判断最高的支撑腿是否发生变化,若发生变化,重新判断最高的支腿,若最高的支撑腿没有发生变化,继续进行上述的判断,判断后进行支撑腿下撑(通过下撑实现升高)动作。若上述条件都不满足,控制器则判定完成调平。

如果右后支撑腿33最高,如图4所示,若右侧和后侧均比较高(两个方向均高于调平允许的预设偏差值),则先调整右前支撑腿31和左前支撑腿32;否则进一步判断,若单纯右侧较高(只有右侧高于调平允许的预设偏差值),则先调整左前支撑腿32和左后支撑腿34;否则进一步判断,若单纯后侧高(只有后侧高于调平允许的预设偏差值),则先调整右前支撑腿31和左前支撑腿32;动作后,通过倾角检测装置40的检测数据,控制器70判断最高的支撑腿是否发生变化,若发生变化,重新判断最高的支腿,若最高的支撑腿没有发生变化,继续进行上述的偏差判断,判断后进行支撑腿下撑动作。若上述条件都不满足,控制器则判定完成调平。

如果左后支撑腿34最高,如图5所示,若左侧和后侧均比较高(两个方向均高于调平允许的预设偏差值),则先调整右前支撑腿31和左前支撑腿32;否则进一步判断,若单纯左侧较高(只有左侧高于调平允许的预设偏差值),则先调整右前支撑腿31和右后支撑腿33;否则进一步判断,若单纯后侧高(只有后侧高于调平允许的预设偏差值),则先调整右前支撑腿31和左前支撑腿32;动作后,通过倾角检测装置40的检测数据,控制器70判断最高的支撑腿是否发生变化,若发生变化,重新判断最高的支腿,若最高的支撑腿没有发生变化,继续进行上述的偏差判断,判断后进行支撑腿下撑动作。若上述条件都不满足,控制器则判定完成调平。

如果左前支撑腿32最高,如图6所示,若左侧和前侧均比较高(两个方向均高于调平允许的预设偏差值),则先调整右后支撑腿33和左后支撑腿34;否则进一步判断,若单纯左侧较高(只有左侧高于调平允许的预设偏差值),则先调整右前支撑腿31和右后支撑腿33;否则进一步判断,若单纯前侧高(只有前侧高于调平允许的预设偏差值),则先调整右后支撑腿33和左后支撑腿34;动作后,通过倾角检测装置40的检测数据,控制器70判断最高的支撑腿是否发生变化,若发生变化,重新判断最高的支腿,若最高的支撑腿没有发生变化,继续进行上述的偏差判断,判断后进行支撑腿下撑动作。若上述条件都不满足,控制器则判定完成调平。

通过上述实施例可知,本实施例的调平控制方法,控制简单,调平效率高,调平效果好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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