一种绿化综合养护车自动浮动机构及其控制系统和方法与流程

本发明属于公路绿化养护及园林绿化领域，具体涉及一种绿化综合养护车自动浮动机构及其控制系统和方法。

背景技术：

目前公路两侧绿化带修剪主要是依靠人工手持式绿化修剪机或者其他半液压绿篱修剪设备来完成，该类型设备震动强，噪音大，效率低，且存在不安全因素。同时，随着全国公路网高标准的快速建设，通车里程的增加，繁重的公路绿化养护的任务迫切需要高标准，更加机械智能化的设备来完成。

绿化综合养护车也叫做绿化修剪车，是针对高速公路中间绿篱，边坡，一、二级公路绿化修剪等而专业设计和生产的一款专用养护车，主要用于市政绿化，高速路段上的绿化修剪。公路绿化养护不仅涉及到环境的美观，空气净化，还影响驾驶员视觉，可减轻驾驶员疲劳，可吸附车辆排放的废气及烟尘，对夜间行车防炫目也至关重要，在保证行车安全等方面都发挥了重要的作用。

工作时，调整上装设备伸缩臂和剪刀到达预定修剪位置，然后让汽车前行即可自动对绿化隔离带进行平面或立面修剪。该车既省时又省力，还能保障作业人员的安全。但是，现有的绿化综合养护车在行进过程中，特别是割草机具贴于地面进行相应操作时，如遇到上坡/地面凸起、下坡/地面凹陷情况，难以保证机具始终与地面处于适合紧贴工作状态，影响工作效率。如若手动实时调整机具位置，则给施工作业带来很大的不便利性，严重影响施工效率与质量，假如操作不及时，甚至存在安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有技术中的不足，提供一种绿化综合养护车自动浮动机构及其控制系统和方法，设置简单，可实时调整机具高度，从而达到自动控制功能，解决了施工作业中遇到需上行爬坡或下坡时机具不能与地面适合紧贴的问题，可进一步保证施工作业的效果。

本发明的主要技术方案为：一种绿化综合养护车自动浮动机构及其控制系统，具体包括设在二类底盘上的滑动架和连接在滑动架上的旋转架，旋转架上装配有旋转臂，在旋转臂上连接主工作臂和副工作臂，主工作臂通过主臂油缸连接旋转臂与副工作臂，在副工作臂的端部设有机具，该自动浮动机构的控制系统包括有电气系统和智能液压装置；

电气系统包括压力传感器，车载控制器、显示控制面板和操作手柄，压力传感器用于测定主臂油缸的无杆腔的压力值，在操作手柄上设有主臂浮动按钮，在显示控制面板上设有压力设定值递增按钮和压力设定值递减按钮，按动显示控制面板上的相应按钮，可通过can总线向车载控制器发送相应控制指令。

进一步地，所述智能液压装置包括三位四通比例阀、两位二通电磁阀一、两位二通电磁阀二、两位二通电磁阀三，蓄能器一、蓄能器二和主臂油缸，主臂油缸通过有杆腔的伸出和缩回实现主臂的抬起和下降，进而带动机具上升或下降。

进一步地，所述压力设定值递增按钮能使压力设定值在初始设定值的基础上进行0-100%范围内的递增，每按一次，按照10%递增；压力设定值递减按钮能使压力设定值在初始设定值的基础上进行0-100%范围内的递减，每按一次，按照10%递减。

进一步地，所述车载控制器通过can总线接收显示控制面板、操作手柄的操作指令以及压力传感器传递的压力信号后，指示液压阀组电磁阀控制阀块运作。

如上所述的一种绿化综合养护车自动浮动机构及其控制系统的控制方法的具体作业过程原理为：

浮动作业时，按下操作手柄上的主臂浮动按钮，启动割草机主臂浮动状态，两位二通电磁阀一和两位二通电磁阀二得电，使主臂油缸的有杆腔通油，主臂油缸的无杆腔通过两位二通电磁阀三连通蓄能器一和蓄能器二，此时压力传感器检测到无杆腔压力值a，此时如若按下显示控制面板上的压力设定值递增按钮或压力设定值递减按钮，压力值可调整，当设定完成某压力定值百分比b时，与当前的压力传感器监测数值a进行比较，进行pid自动调整控制，通过控制液压阀组的相关动作，实时使得a=b。

具体地，贴地施工作业时遇到上坡或凸起路况时的具体控制方法为：此时机具受到向上的支撑力，力通过副工作臂、主工作臂传递到主臂油缸，体现为主臂油缸的无杆腔压力值a<压力设定值b，此时车载控制器发送控制指令，使得三位四通比例阀得电，无杆腔充油，使得无杆腔压力值a=b，表现为主臂油缸的有杆腔伸出，使得主工作臂抬起，带动机具上升，达到上坡或通过凸起路况的功能。

贴地施工作业时遇到下坡或凹坑路况时的具体控制方法为：此时机具受到向下的重力作用，力通过副工作臂、主工作臂传递到主臂油缸，体现为主臂油缸的无杆腔压力值a>压力设定值b，此时车载控制器发送控制指令，智能控制程序使得三位四通比例阀得电，无杆腔回油，使得压力值a=b，表现为主臂油缸的有杆腔缩回，使得主工作臂下降，带动机具下降，达到下坡或通过凹坑路况的功能。

本发明的有益效果：

本发明公开一种绿化综合养护车自动浮动机构及其控制系统和方法，该自动浮动机构的结构简单，可实时高效地调整主臂油缸的伸缩变化，从而带动主工作臂、副工作臂连同机具起升或下降，实时调节机具的高度，使之始终紧贴地面进行运作，解决了贴地施工作业中遇到需上行爬坡或下坡工况时机具不能与地面紧贴的问题，克服路面缺陷，可进一步保证施工作业的效果。

附图说明

图1为一种绿化综合养护车自动浮动机构的结构示意图；

图2为一种绿化综合养护车自动浮动机构的电气系统的结构示意图；

图3为一种绿化综合养护车自动浮动机构的智能液压装置处于常态下的结构示意图；

图4为绿化综合养护车施工作业时遇到上坡（凸起）路况时机具的受力示意图；

图5为绿化综合养护车施工作业时遇到下坡（凹坑）路况时机具的受力示意图；

图6为一种绿化综合养护车自动浮动机构的智能液压装置处于上坡/凸起工况下的结构示意图；

图7为一种绿化综合养护车自动浮动机构的智能液压装置处于下坡/凹坑工况下的结构示意图；

图8为一种绿化综合养护车自动浮动机构的智能液压装置处于浮动状态下的结构示意图；

其中，1-滑动架，2-旋转架，3-旋转臂，4-主工作臂，5-副工作臂，6-主臂油缸，7-机具，8-电气系统，9-智能液压装置；

81-压力传感器，82-车载控制器，83-显示控制面板，84-操作手柄；

831-压力设定值递增按钮，832-压力设定值递减按钮；

841-主臂浮动按钮；

91-三位四通比例阀，92-两位二通电磁阀一，93-两位二通电磁阀二，94-两位二通电磁阀三，95-蓄能器一，96-蓄能器二。

具体实施方式

以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。

绿化综合养护车在进行贴地作业时常会遇到带有上坡/凸起、下坡/凹坑的有缺陷工况，为了能保证在此类情况下位于工作臂端部的割草用机具始终能维持高效地贴地作业，进一步提升绿化综合养护车的工作效率和使用的便捷性，本实施方式中提供一种绿化综合养护车自动浮动机构及其控制系统，由于主要改进点在于主臂油缸浮动功能的实现，所以现有绿化综合养护车上具备的二类底盘等基础结构在此未作具体描述，但附图中有相应示出，所以不应因此限制其功能实现。

如图1-3所示，所述自动浮动机构及其控制系统具体包括设在二类底盘上的滑动架1和可滑动地连接在滑动架1上的旋转架2，旋转架2上装配有旋转臂3，旋转臂3可由摆动油缸等部件进行驱动旋转，在旋转臂3上连接主工作臂4和副工作臂5，主工作臂4通过主臂油缸6连接旋转臂3与副工作臂5，在副工作臂5的端部设有修剪用的机具7，机具7贴于地面进行施工作业，该自动浮动机构的控制系统包括有电气系统8和智能液压装置9。

电气系统8包括压力传感器81，车载控制器82、显示控制面板83和操作手柄84，电气系统所需电力由配电柜供给，压力传感器81用于测定主臂油缸6的无杆腔的压力值，在操作手柄84上设有主臂浮动按钮841，在显示控制面板83上设有压力设定值递增按钮831和压力设定值递减按钮832，按动显示控制面板83上的相应按钮，可通过can总线向车载控制器82发送相应控制指令。

压力设定值递增按钮831能使压力设定值在初始设定值的基础上进行0-100%范围内的递增，每按一次，按照10%递增；压力设定值递减按钮832能使压力设定值在初始设定值的基础上进行0-100%范围内的递减，每按一次，按照10%递减，使得触地压力值变得可调整。

智能液压装置9包括三位四通比例阀91、两位二通电磁阀一92、两位二通电磁阀二93、两位二通电磁阀三94，蓄能器一95、蓄能器二96和主臂油缸6，正常液压装置中常配的空气过滤器、进油过滤器、液压泵、电机、散热器和回油过滤器等常规设备的功能和结构均为本领域所公知，连接设定也为现有技术和公知常识，所以在此不多做说明，在附图中也未详细示出；主臂油缸6通过有杆腔的伸出和缩回实现主臂的抬起和下降，进而带动机具上升或下降，保证在遇到上坡/凸起、下坡/凹坑工况时机具始终紧贴地面作业。

所述车载控制器82通过can总线接收显示控制面板83、操作手柄82的操作指令以及压力传感器81传递的压力信号后，指示液压阀组电磁阀控制阀块运作。

绿化综合养护车浮动作业过程原理为：

按下操作手柄84上的主臂浮动按钮841，启动割草机主臂浮动状态，两位二通电磁阀一92和两位二通电磁阀二93得电，使主臂油缸6的有杆腔通油，主臂油缸6的无杆腔通过两位二通电磁阀三94，连通蓄能器一95和蓄能器二96，两蓄能器预充压力的不同，使得浮动功能响应更加灵敏，此时压力传感器81检测到无杆腔压力值a，此时如若按下显示控制面板83上的压力设定值递增按钮831或压力设定值递减按钮832，压力值可调整，当设定完成某压力定值百分比b时，与当前的压力传感器81监测数值a进行比较，进行pid自动调整控制，通过控制液压阀组的相关动作，实时使得a=b，液压原理如图8所示；

更为具体地，如图4所示，当贴地施工作业时遇到上坡（凸起）路况时，机具7受到向上的支撑力，力通过副工作臂5、主工作臂4传递到主臂油缸6，体现为主臂油缸6的无杆腔压力值a<压力设定值b，此时车载控制器82发送控制指令，使得三位四通比例阀91得电，无杆腔充油，使得无杆腔压力值a=b，表现为主臂油缸6的有杆腔伸出，使得主工作臂4抬起，带动机具7上升，达到上坡或通过凸起路况的功能，具体的液压原理如图6所示；

如图5所示，当贴地施工作业时遇到下坡（凹坑）路况时，机具7受到向下的重力作用，力通过副工作臂5、主工作臂4传递到主臂油缸6，体现为主臂油缸6的无杆腔压力值a>压力设定值b，此时车载控制器82发送控制指令，智能控制程序使得三位四通比例阀91得电，无杆腔回油，使得压力值a=b，表现为主臂油缸6的有杆腔缩回，使得主工作臂4下降，带动机具7下降，达到下坡或通过凹坑路况的功能，具体的液压原理如图7所示。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。但是以上所述仅为本发明的具体实施例，本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式均应涵盖在本发明的专利范围之中。