一种曲臂高空作业车连接体调平液压系统和控制方法与流程

本发明属于高空作业设备技术领域，具体涉及一种曲臂高空作业车连接体调平液压系统和控制方法。

背景技术：

曲臂式高空作业车(见图1)在动作折臂17上、下变幅时，通过使折臂变幅油缸3的有杆腔与连接体调平油缸4的无杆腔连通形成的密闭腔来实现两个油缸的同步联动，进而保证工作平台20和折臂17与主臂19之间的连接体18始终处于平动状态。

在现有技术方案中，两个油缸的液压系统为图2所示结构：

压力油与电磁换向阀1的p口相连，电磁换向阀1的a口与第一双向平衡阀2的v1口相连,第一双向平衡阀2的c1口与折臂变幅油缸3的无杆腔相连，折臂变幅油缸3的有杆腔与第一双向平衡阀2的c2口相连，第一双向平衡阀2的v2口同时与第二双向平衡阀5的v1口、溢流阀6的t口、手动换向阀7的p口相连，第二双向平衡阀5的c1口与连接体调平油缸4的无杆腔相连，连接体调平油缸4的有杆腔与第二双向平衡阀5的c2口相连，第二双向平衡阀5的v2口同时与电磁换向阀1的b口、第一双向平衡阀2的pil1口、溢流阀6的p口相连，手动换向阀7的t口与电磁换向阀1的t口相连，电磁换向阀1的a1口同时与第一双向平衡阀2的pil2口、第二双向平衡阀5的pil3口相连，电磁换向阀1的t口直接连油箱。

结合附图2，折臂变幅油缸3有杆腔与连接体调平油缸4无杆腔相连组成密闭腔。当yv1得电时，压力油经电磁换向阀1和第一双向平衡阀2进入折臂变幅油缸3无杆腔，同时通过控制油路pil2和pil3打开第一双向平衡阀2和第二双向平衡阀5，折臂变幅油缸3伸出的同时，其有杆腔被挤出的油液进入连接体调平油缸4的无杆腔，使连接体调平油缸4伸出，实现同步联动。同理，当yv2得电时，连接体调平油缸4缩回，其无杆腔被挤出的油液进入折臂变幅油缸3的有杆腔，使折臂变幅油缸3缩回。

在实现上述两油缸同步联动之前，需要通过调节附图2中的溢流阀6的设定值和反复动作手动换向阀7，以便可以单独动作折臂变幅油缸3和连接体调平油缸4，进而完成对折臂变幅油缸3有杆腔与连接体调平油缸4无杆腔之间密闭腔的充油和排气。在实际操作过程中存在以下问题：

1)排气过程中要反复调节溢流阀6设定值，操作难度大，且密闭腔中的气体难以完全排尽；

2)设备停机并长时间放置后，随着折臂变幅油缸3与连接体调平油缸4密闭腔中油液温度的下降，油液体积收缩(变化量与液压油膨胀系数、温差值有关)而形成局部真空，直接导致：

a、停机状态下，工作平台20加载时(臂架重心向工作平台方向移动)，折臂变幅油缸3会被突然拉出，会对操作人员和设备造成很大的损害；

b、再次启机、动作折臂17变幅时，连接体调平油缸4伸缩滞后,导致工作平台20倾斜，有一定的安全隐患。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种可有效调节连接体平衡状态的液压系统以及该液压系统的控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一方面，本发明提供一种曲臂高空作业车连接体调平液压系统，包括电磁换向阀、折臂变幅油缸和连接体调平油缸，所述电磁换向阀具有进油口p、工作油口a、工作油口b和回油口t，所述进油口p连接压力油、回油口t连接有油箱，所述工作油口a通过第一管路连接折臂变幅油缸的无杆腔，所述工作油口b通过第二管路连接连接体调平油缸的有杆腔，所述折臂变幅油缸的有杆腔通过第三管路连接连接体调平油缸的无杆腔，所述第二管路和第三管路之间设置有回油支路，所述回油支路上设置有电控阀门装置，所述第三管路设置有回油管路连接油箱，且回油管路上设置有第二电磁换向阀。

可选的，所述电控阀门装置设置有减压阀和第一电磁换向阀。

可选的，所述减压阀的设定压力值为20bar。

可选的，还包括第一双向平衡阀，所述第一双向平衡阀包括折臂变幅油缸无杆腔平衡阀与折臂变幅油缸有杆腔平衡阀，所述折臂变幅油缸无杆腔平衡阀设在第一管路上，所述折臂变幅油缸有杆腔平衡阀设在第三管路上靠近折臂变幅油缸的位置，所述折臂变幅油缸无杆腔平衡阀上设有第一进出油口v1、第一进出油口c1、以及用于控制折臂变幅油缸无杆腔平衡阀反向开启的控制油口pil1，所述折臂变幅油缸有杆腔平衡阀上设有第一进出油口v2、第一进出油口c2、以及用于控制折臂变幅油缸有杆腔平衡阀反向开启的控制油口pil2，所述第一进出油口v1、控制油口pil2分别与工作油口a连通，所述第一进出油口c1与折臂变幅油缸的无杆腔连通，所述折臂变幅油缸的有杆腔与第一进出油口c2连通，所述控制油口pil1与工作油口b连通，所述第一进出油口v2通过第三管路连接连接体调平油缸的无杆腔。

可选的，还包括第二双向平衡阀，所述第二双向平衡阀包括连接体调平油缸无杆腔平衡阀与连接体调平油缸有杆腔平衡阀，所述连接体调平油缸有杆腔平衡阀设在第二管路上，所述连接体调平油缸无杆腔平衡阀设在第三管路上靠近连接体调平油缸的位置，所述连接体调平油缸无杆腔平衡阀上设有第二进出油口v1、第二进出油口c1，所述连接体调平油缸有杆腔平衡阀上设有第二进出油口v2、第二进出油口c2、以及用于控制连接体调平油缸有杆腔平衡阀反向开启的控制油口pil3，所述控制油口pil3与工作油口a连通，所述第二进出油口c1与连接体调平油缸的无杆腔连通，所述连接体调平油缸的有杆腔与第二进出油口c2连通，所述第二进出油口v2与工作油口b连通，所述第二进出油口v1与第一进出油口v2通过第三管路连通，所述回油支路的连接点位于第二进出油口v1与第一进出油口v2之间。

另一方面，本发明提供一种用于上述曲臂高空作业车连接体调平液压系统的控制方法，于曲臂高空作业车的底架上设置有第一角度传感器、于曲臂高空作业车的连接体上设置有第二角度传感器，第一角度传感器和第二角度传感器的角度差值为α，通过判断α值是否在设定范围内来控制液压系统的工作，具体包括以下步骤：

步骤一，第一次判断，判断α值是否在设定范围内，在设定范围内则持续判断，不在设定范围内则进行步骤二；

步骤二，第二次判断，判断α值是大于设定范围还是小于设定范围，大于设定范围则进行步骤三，小于设定范围则进行步骤四；

步骤三，α值大于设定范围时，连接体往工作平台方向倾斜，电控阀门装置得电，工作油口b通过第二管路和回油支路连通连接体调平油缸的无杆腔和折臂变幅油缸的有杆腔并向其内充油，连接体调平油缸伸长、折臂变幅油缸缩回，使得连接体角度减小直至α值落入设定范围时，电控阀门装置失电；

步骤四，α值小于设定范围时，连接体往背离工作平台的方向倾斜，第二电磁换向阀得电，连接体调平油缸的无杆腔和折臂变幅油缸的有杆腔通过回油管路连通油箱，连接体调平油缸缩回、折臂变幅油缸伸长，至α值回到设定范围时第二电磁换向阀失电。

可选的，步骤一中α值的设定范围区间为(88°，91.5°)。

可选的，于曲臂高空作业车上设置有报警装置，在步骤二进行的同时，报警装置得电，在步骤三和步骤四完成的同时报警装置失电。

本发明的有益效果是：该液压系统，在连接体调平油缸的无杆腔和折臂变幅油缸的有杆腔形成的密闭腔排气的过程中不需要手动频繁调节溢流阀，只需不断切换第二电磁阀即可实现排气，切换电控阀门装置实现该密闭腔的充油，精简了调试工序，节省了人力成本，提高了生产效率；该控制方法，相对原来的人工判断连接体垂直度的开环控制方法，该控制方法极大地提高了连接体的垂直精度，减少了人工监控的劳动强度，提高了产品的市场竞争力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是曲臂高空作业车的结构示意图；

图2是传统液压系统的结构示意图；

图3是本发明中液压系统的一种结构示意图；

图4是该液压系统实现连接体调平的逻辑框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

参照图3，一方面，本发明提供一种曲臂高空作业车连接体调平液压系统，包括电磁换向阀1、折臂变幅油缸3和连接体调平油缸4，所述电磁换向阀1具有进油口p、工作油口a、工作油口b和回油口t，所述进油口p连接压力油、回油口t连接有油箱，所述工作油口a通过第一管路11连接折臂变幅油缸3的无杆腔，所述工作油口b通过第二管路12连接连接体调平油缸4的有杆腔，所述折臂变幅油缸3的有杆腔通过第三管路13连接连接体调平油缸4的无杆腔，其特征在于，所述第二管路12和第三管路13之间设置有回油支路14，所述回油支路14上设置有电控阀门装置，所述第三管路13设置有回油管路15连接油箱，且回油管路15上设置有第二电磁换向阀10。

所述电控阀门装置设置有减压阀8和第一电磁换向阀9，且优选将减压阀8的设定压力值设为20bar。

该液压系统还包括一第一双向平衡阀2和一第二双向平衡阀5。

所述第一双向平衡阀2包括折臂变幅油缸无杆腔平衡阀与折臂变幅油缸有杆腔平衡阀，所述折臂变幅油缸无杆腔平衡阀设在第一管路11上，所述折臂变幅油缸有杆腔平衡阀设在第三管路13上靠近折臂变幅油缸3的位置。

所述折臂变幅油缸无杆腔平衡阀上设有第一进出油口v1、第一进出油口c1、以及用于控制折臂变幅油缸无杆腔平衡阀反向开启的控制油口pil1，所述折臂变幅油缸有杆腔平衡阀上设有第一进出油口v2、第一进出油口c2、以及用于控制折臂变幅油缸有杆腔平衡阀反向开启的控制油口pil2，所述第一进出油口v1、控制油口pil2分别与工作油口a连通，所述第一进出油口c1与折臂变幅油缸3的无杆腔连通，所述折臂变幅油缸3的有杆腔与第一进出油口c2连通，所述控制油口pil1与工作油口b连通，所述第一进出油口v2通过第三管路13连接连接体调平油缸4的无杆腔。

所述第二双向平衡阀5包括连接体调平油缸无杆腔平衡阀与连接体调平油缸有杆腔平衡阀，所述连接体调平油缸有杆腔平衡阀设在第二管路12上，所述连接体调平油缸无杆腔平衡阀设在第三管路13上靠近连接体调平油缸4的位置。

所述连接体调平油缸无杆腔平衡阀上设有第二进出油口v1、第二进出油口c1，所述连接体调平油缸有杆腔平衡阀上设有第二进出油口v2、第二进出油口c2、以及用于控制连接体调平油缸有杆腔平衡阀反向开启的控制油口pil3，所述控制油口pil3与工作油口a连通，所述第二进出油口c1与连接体调平油缸4的无杆腔连通，所述连接体调平油缸4的有杆腔与第二进出油口c2连通，所述第二进出油口v2与工作油口b连通，所述第二进出油口v1与第一进出油口v2通过第三管路13连通，所述回油支路14的连接点位于第二进出油口v1与第一进出油口v2之间。并且所述第二进出油口v2通过一内流管道连通连接体调平油缸无杆腔平衡阀的控制口。

其中连接体调平油缸4的无杆腔和折臂变幅油缸3的有杆腔通过第三管路13形成密闭腔。

连接体调平油缸4和折臂变幅油缸3的推出机制如下：

压力油从工作油口a经第一管路11、第一进出油口v1和第一进出油口c1进入折臂变幅油缸3的无杆腔，推出折臂变幅油缸3，同时压力油从工作油口a进入控制油口pil2，控制折臂变幅油缸有杆腔平衡阀反向开启，使得折臂变幅油缸3的有杆腔中的液压油经第一进出油口c2、第一进出油口v2、第三管道13、第二进出油口v1和第二进出油口c1进入连接体调平油缸4的无杆腔，推出连接体调平油缸4，同时压力油从工作油口a进入控制油口pil3，控制连接体调平油缸有杆腔平衡阀反向开启，使得连接体调平油缸4的有杆腔中的液压油经第二进出油口c2、第二进出油口v2、第二管路12、工作油口b和电磁换向阀1的回油口t进入油箱，以此实现连接体调平油缸4和折臂变幅油缸3的同步推出动作。

连接体调平油缸4和折臂变幅油缸3的缩回机制如下：

压力油从工作油口b经第二管路12、第二进出油口v2和第二进出油口c2进入连接体调平油缸4的有杆腔，推动连接体调平油缸4缩回，同时压力油经内流管道进入连接体调平油缸无杆腔平衡阀控制其反向开启，使得连接体调平油缸4的无杆腔中的液压油经第二进出油口c1、第二进出油口v1、第三管道13、第一进出油口v2和第一进出油口c2进入折臂变幅油缸3的有杆腔，推动折臂变幅油缸3缩回，同时压力油从工作油口b进入控制油口pil1，控制折臂变幅油缸无杆腔平衡阀反向开启，折臂变幅油缸3的无杆腔中的液压油经第一进出油口c1、第一进出油口v1、第一管路11、工作油口a和电磁换向阀1的回油口t进入油箱。

对连接体调平油缸4的无杆腔和折臂变幅油缸3的有杆腔通过第三管路13形成的密闭腔进行排气的排气机制如下：

通过调节第二电磁换向阀10来控制连接体调平油缸4的无杆腔和折臂变幅油缸3的有杆腔逐一地连通油箱进行排油，再通过减压阀8和第一电磁换向阀9使得该密闭腔通过回油支路14和第二管路13连通工作油口b进行充油，如此往复动作实现气体的完全排除。

进一步优选的，该第一电磁换向阀9和第二电磁换向阀10均选用带手动调节功能的电磁阀结构。

综上所述，本实施例中的液压系统，在连接体调平油缸4的无杆腔和折臂变幅油缸3的有杆腔形成的密闭腔排气的过程中不需要手动频繁调节图2所示传统结构的溢流阀6和手动换向阀7，只需不断切换第二电磁阀10即可实现排气，切换电控阀门装置实现该密闭腔的充油，精简了调试工序，节省了人力成本，提高了生产效率。

参照图4，另一方面，本发明还提供一种用于上述曲臂高空作业车连接体调平液压系统的控制方法，其于曲臂高空作业车的底架16上设置有第一角度传感器、于曲臂高空作业车的连接体18上设置有第二角度传感器，第一角度传感器和第二角度传感器的角度差值为α，通过判断α值是否在设定范围内来控制液压系统的工作，具体包括以下步骤：

步骤一，第一次判断，判断α值是否在设定范围内，在设定范围内则持续判断，不在设定范围内则进行步骤二；

步骤二，第二次判断，判断α值是大于设定范围还是小于设定范围，大于设定范围则进行步骤三，小于设定范围则进行步骤四；

步骤三，α值大于设定范围时，连接体18往工作平台20方向倾斜(即图1所示方向向右倾斜)，电控阀门装置得电，工作油口b通过第二管路12和回油支路14连通连接体调平油缸4的无杆腔和折臂变幅油缸3的有杆腔并向其内充油，连接体调平油缸4伸长、折臂变幅油缸3缩回，使得连接体角度减小直至α值落入设定范围时，电控阀门装置失电；

步骤四，α值小于设定范围时，连接体18往背离工作平台20的方向倾斜(即图1所示方向向左倾斜)，第二电磁换向阀10得电，连接体调平油缸4的无杆腔和折臂变幅油缸3的有杆腔通过回油管路15连通油箱，连接体调平油缸4缩回、折臂变幅油缸3伸长，至α值回到设定范围时第二电磁换向阀10失电。

由于停机状态下，连接体调平油缸4和折臂变幅油缸3均处于缩回状态，因此进行步骤三时，折臂变幅油缸3的缩回动作极小，主要靠连接体调平油缸4伸长来实现连接体18的角度调节。而在进行步骤四时，连接体调平油缸4的缩回可以忽略不计，主要靠折臂变幅油缸3伸长来实现连接体18的角度调节。

在步骤一中α值的设定范围区间为(88°，91.5°)。即α值≤88°时执行步骤四，α值≥91.5°时执行步骤三。

进一步优选的，该控制方法还包括于曲臂高空作业车上设置有报警装置，在步骤二进行的同时，报警装置得电，在步骤三和步骤四完成的同时报警装置失电。

进一步优选的，步骤三中调整α值落入区间(88°，90°]后再控制电控阀门装置失电、报警装置失电。而步骤四中调整α值落入区间[90°，91.5°)后再控制第二电磁换向阀10失电、报警装置失电。以通过此种方式留下适当余量供其变化。

如此通过引入闭环反馈的控制方法，相对原来的人工判断连接体垂直度的开环控制方法，该控制方法大大提高连接体垂直精度，减少了人工监控的劳动强度，提高了产品市场竞争力。并且通过该控制方法自动调控液压系统，可以及时向连接体调平油缸4的无杆腔和折臂变幅油缸3的有杆腔形成的密闭腔内充油，避免发生传统结构在停机再启时的问题点。

上述实施例只是本发明的优选方案，本发明还可有其他实施方案。本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所设定的范围内。