专利名称：一种偏载下的框架车平衡升降调节装置及其调节方法
技术领域：
本发明涉及一种框架车平衡升降的技术，尤其是指框架车在偏载情况下平衡升降 调节装置及其调节方法。
背景技术：
框架车的载重量大，装卸方便，机动灵活，是运输大型零部件以及产品和转场的常 用工具，是企业生产自动化的重要组成部分，有很多国家已经广泛应用于交通建设、钢厂、 船厂、机场以及物流等行业。由于框架车作业对象复杂，负载变化较大，且往往载荷不均，此时其运输平台平衡 升降控制的稳定性、精确性及同步性，会直接影响到整车的性能。框架车运输平台的升降与调平，由升降油缸和液压悬挂来实现。升降的过程中，通 常根据支撑点的高度反馈，调节控制各个升降油缸的电液比例阀的开度，以控制液压油流 量的大小，即调节升降液压油缸的升降速度，从而实现运输平台的平稳升降。但是在载荷不 均(偏载)的情况下，现有技术对整车升降的平稳性以及同步性的控制能力比较差，影响了 整车的性能与作业效率。对称原因，下面作较详细说明。框架车的承重轮数量根据框架车自身的吨位设计而不同，但是都可以分为4组， 每组有单独的油路来驱动组内的升降油缸。
图1为框架车俯视图的示意图，A、B、C、D点为四组承重轮的中心位置。框架车运行时，运输平台四点当中任意两点的高度差Ah不能大于％(常量)，否 则将会影响框架车的行驶安全，因此在平台升降时必须保持任意两点的高度差Ah < % ； 同时使Ah尽可能小，即必须保证运输平台能够平稳快速地升降，这样才能提高框架车的 作业效率。现代电液比例技术的迅速发展和成功应用，为重型运输车的控制提供了 一种新的 技术手段。电液比例阀的动态性能比伺服阀低，但已能满足一般工程应用的要求，且具有抗 污染能力强、价格低和可靠性好等优点，更适合于对框架车升降过程的控制，因此，采用四 个电液比例阀作为升降比例阀分别控制A、B、C、D点四组的升降油缸。假设Us为电液比例阀输入电压，电液比例阀工作过程如下(1)当化=12V时，其阀芯在中间位，比例阀截止，升降油缸保持平台高度不变。(2)当化< 12V时，其阀芯位于流出侧，液压油流出至升降油缸，控制平台升起； 减小Us，阀芯继续向流出侧移动，油缸流量增大，上升速度加快；当化=6V时，阀芯到达流 出侧最大行程(7mm)，此时继续减小Us，升降油缸流量不再增大。(3)当化> 12V时，其阀芯位于回流侧，液压油从升降油缸回流，控制平台落下； 增大化，阀芯继续向回流侧移动，油缸流量增大，下降速度加快；当化=6V时，阀芯到达回 流侧最大行程(7mm)，此时继续增大化，升降油缸流量不再增大。现有的框架车平衡升降调节装置结构参见图2(框架车采用四个电液比例阀分别 控制A、B、C、D点四组的升降油缸，图2所示的是一个组的控制结构图)。4
PLC控制器11中根据升降指令，通过继电器输出DO模块112，控制升降二位阀及 下降二位阀12的动作，实现液控单向阀的导通与闭合，控制升降液压回路13中升降油缸的 液压油流向；实时采集四点的悬挂机构14的转角传感器15的信号，反馈给PLC控制器11， PLC控制器11中经过A/D转换器114转换后，得到四点的高度位置信息hi;采用PID 111 算法再经D/A转换器113得到电液比例阀16的输入电压，由于PLC控制器11的模拟量输 出电压上限值为10V，而电液比例阀16的控制电压范围为0 MV，因此必须对PLC控制器 11模拟量输出的电压进行放大进而控制升降液压油缸的流量，再去控制电液比例阀16的 开度，为此，D/A转换器113的输出端连接放大器(Kl)17，放大器(Kl)17的输出端(输出电 液比例阀的输入电压Vi)连接电液比例阀16的输入端，电液比例阀16的输出端连接升降 液压回路13。每组油路的电液比例阀输入电压Vil计算公式如下
权利要求
1.一种偏载下的框架车平衡升降调节装置，框架车的承重轮分为4组，每组有单独的 油路来驱动组内的升降油缸，设A、B、C、D四点分别为四组承重轮的中心位置，其特征在于 所述框架车平衡升降调节装置结构为框架车采用四个电液比例阀分别控制所述A、B、C、D点四组承重轮的升降油缸； 一个PLC控制器，是所述平衡升降调节装置的中央控制器，包含一个继电器输出DO模 块；PID;分别与PID的输入端连接的四个第1 A/D转换器及四个第2 A/D转换器；与PID的 输出端连接的四个D/A转换器；四个调节器，分别与所述A、B、C、D点四组承重轮的升降油缸中的一个连接，每个调节 器的结构为升降二位阀及下降二位阀，其与所述PLC控制器中继电器输出DO模块连接； 所述电液比例阀，其与所述PLC控制器中对应的一个D/A转换器连接； 升降液压回路，控制框架车升降油缸的液压油流向，其分别与所述升降二位阀及下降 二位阀以及所述电液比例阀连接；压力传感器，其输入端与所述升降液压回路连接，输出端与所述PLC控制器对应的一 个第1 A/D转换器连接；框架车的悬挂机构，其与所述升降液压回路连接；角度传感器，输入端与所述框架车的悬挂机构连接，输出端与所述PLC控制器中对应 的一个第2 A/D转换器连接；报警系统，其与PLC控制器连接，安装在控制驾驶室内。
2.如权利要求1所述的偏载下的框架车平衡升降调节装置，其特征在于所述电液比例阀的输入端与所述PLC控制器中D/A转换器的输出端之间接有一个放大镜。
3.如权利要求1所述的偏载下的框架车平衡升降调节装置，其特征在于 所述报警系统包含蜂鸣器报警器及人机画面的报警显示。
4.一种如权利要求1所述的偏载下的框架车平衡升降调节装置的调节方法，其特征在 于包括以下步骤Si，开始，框架车车辆启动，等待驾驶员操作；S2，驾驶员扳动框架车的升降手柄，框架车的升降平台开始起升或下降； S3，平衡升降调节装置进行自平衡的调节过程S31，所述PLC控制器根据升降指令，通过继电器输出DO模块，控制安装在升降液压回 路中的升降二位阀及下降二位阀的动作；S32，当框架车的平台上升时升降二位阀及下降二位阀中只有升降二位阀打开，框架车 升降油缸的液压油通过电液比例阀流入，安装在升降比例阀出口油路的单向截止阀截止， 电液比例阀出口油路单向截止；S33，当框架车的平台下降时，升降二位阀及下降二位阀中的升降二位阀与下降二位阀 都打开，其中一部分液压油通过下降二位阀将安装在电液比例阀出口油路的单向截止阀推 开，使升降油缸内液压油通过电液比例阀回流；电液比例阀出口油路被推开，液压油通过升 降二位阀及下降二位阀回流；S34，与升降液压回路连接的框架车的悬挂机构上的角度传感器将实时采集到的框架车的悬挂机构的信号反馈给PLC控制器；S35，PLC控制器中经过第2 A/D转换器转换后，得到四点中各点的高度位置信息Iii ； S36，与升降液压回路连接的压力传感器将实时采集到的升降液压回路的信号，反馈给 PLC控制器，PLC控制器中经过第1 A/D转换器转换后，得到四点中各点的压力信息Pi ；S37，PLC控制器中通过PID将四点中各点的高度位置信息比及四点中各点的压力信息 Pi进行PID算法，经升降平衡调节算法后得到的信号作为电液比例阀的输入电压Vi被输入 到电液比例阀，以控制升降液压回路；反复上述S31-S37步骤，使框架车平衡；S4，框架车升降过程中，PLC控制器实时判断四个点的实时压力值PA、PB、Pc, Pd是否超 过极限值PMX，如果有出现超过极限值Pmax,属不正常；S5，上述S4中如果都没有超过极限值Pmax，属正常，此时实时判断任意两点的高度差 Δ h是否大于允许的常量Iv如果没有出现大于Iv属正常，继续上述平衡升降的步骤，如果 出现大于Iv属不正常；S6，如果上述步骤S4、S5出现不正常，所述报警系统报警，同时框架车停止升降。
5.如权利要求4所述的偏载下的框架车平衡升降调节装置的调节方法，其特征在于 所述步骤S37中的升降平衡调节算法如下此时每组油路的电液比例阀沈的输入电压Vi计算公式如下
6.如权利要求4所述的偏载下的框架车平衡升降调节装置的调节方法，其特征在于 所述报警系统报警包含蜂鸣器报警及人机画面的报警显示信息报警。
全文摘要
一种偏载下的框架车平衡升降调节装置及其调节方法，属框架车平衡升降的技术，解决现有框架车偏载时难以进行平衡调节的问题，本发明采用四个电液比例阀分别控制框架车的四个升降油缸，在框架车四个升降油缸的支撑悬挂上分别安装转角传感器，同时在四个电液比例阀出口处的升降液压回路上安装压力传感器。框架车升降时，根据各组升降油缸的承重，判断框架车的偏载情况，并按照升降平衡调节算法调整电液比例阀的输入电压的初值，使得在升降过程中，由升降平衡调节算法得出的电压补偿量变化不会太大，从而实现了框架车在偏载荷情况下平稳快速地升降。本发明提高了框架车的整车性能与作业效率。
文档编号B60R16/02GK102050068SQ20091019791
公开日2011年5月11日 申请日期2009年10月29日 优先权日2009年10月29日
发明者卢华阳, 张华明, 滕亮, 陈欣, 黄凯强 申请人:上海宝信软件股份有限公司