专利名称：一种移动式工程机械及其支腿的控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种移动式工程机械支腿的控制技术，特别涉及一种移动式工程机械 支腿的控制系统，还涉及到包括该控制系统的移动式工程机械。
背景技术：
为了便于转场，同时满足施工作业需要，混凝土泵车、起重车辆等移动式工程机械 通过具有适当的行驶机构和多个布置在工程机械主体周围的多个可伸缩的支腿；通过对支 腿状态的控制，可以使移动式工程机械在行驶状态和施工状态之间转换。在行驶状态下，各 支腿缩回，移动式工程机械能够通过行驶机构在路面上行驶，实现移动式工程机械的顺利 转场；在施工状态下，支腿伸出并支承在预定的基础上，为移动式工程机械提供更大的支撑 跨度和支撑强度，保证移动式工程机械施工作业的安全。支腿通常包括支腿油缸，支腿油缸通过比例阀或伺服阀等液压控制阀与预定的液 压油路相连；通过液压控制阀可以使支腿油缸伸出或缩回，进而使相对应支腿伸出或缩回， 实现对支腿状态的控制。基于支腿的上述结构，移动式工程机械在行驶状态转换为施工状态，或从施工状 态转化为行驶状态时，一般需要操作人员根据自身经验或现场观察进行控制操作，通常依 预定的顺序反复调整各支腿的长度，以调整移动式工程机械高度。以混凝土泵车为例，在进 行状态转换时，首先根据预定顺序依次改变其各支腿的长度；此时，各支腿长度变化不能过 大，以避免由于支腿之间长度之差过大，使混凝土泵车倾斜角度过大，产生倾翻的危险，影 响移动式工程机械的安全。然后，再按预定的顺序或现场观察，改变相对应支腿的长度。反 复进行上述过程，最终使各支腿离开预定基础或使支腿支撑在预定基础上，完成状态转换。受到支腿结构的限制，现有的控制操作方式对操作人员的个人经验和现场观察判 断能力依赖性很大；在操作人员的个人经验和现场观察判断能力不足时，移动式工程机械 很容易产生的倾翻的危险，甚至会导致移动式工程机械倾翻；同时，通过人工反复调节各支 腿的长度，也使得控制操作过程非常繁琐、复杂，降低移动式工程机械状态转换的控制操作 效率。另外，基于支腿结构，在以现有控制操作方式进行控制操作时，操作人员无法准确 平衡各支腿的提供的支撑力，进而，在完成控制操作后，很容易出现一个或两个支腿提供支 撑力过小或不提供支撑力的情况，导致一个或两个支腿为虚腿，导致支腿无法为移动式工 程机械提供预期的支撑力，影响移动式工程机械施工作业的稳定性和可靠性。
发明内容
针对上述缺陷，本发明的第一个目的在于，提供一种移动式工程机械支腿的控制 系统，在状态转换过程中，该控制系统可以在保证移动式工程机械安全的同时，提高控制操 作的效率。在第一个目的的基础上，本发明的第二个目的在于，提供一种包括上述控制系统的移动式工程机械。本发明提供的移动式工程机械支腿的控制系统，包括控制器、水平检测装置和多 个液压控制装置；所述水平检测装置获取移动式工程机械的倾斜角度；每个所述液压控制 装置串连在与一个支腿油缸相连的液压油路上；所述控制器根据移动式工程机械的倾斜角 度和预定的策略控制液压控制装置所述预定策略为在移动式工程机械的倾斜角度大于预定值时，所述控制器控制 部分液压控制装置；在移动式工程机械的倾斜角度不大于预定值时，所述控制器同时控制 各液压控制装置。可选的，所述液压控制装置包括插装阀和先导开关阀，所述先导开关阀的第一工 作口与所述插装阀的控制端口相通；所述插装阀的第一工作口和第二工作口串连在与相对 应支腿油缸相连的液压油路上；所述控制器控制所述先导开关阀。可选的，所述先导开关阀的第二工作口与先导液压源相通。可选的，所述液压控制装置包括两个插装阀和两个先导开关阀；所述插装阀的第 一工作口向第二工作口单向导通；一个所述插装阀的第一工作口和第二工作口串连在相对 应支腿油缸的第一液压腔的进油油路上，另一个所述插装阀的第一工作口和第二工作口串 连在相对应支腿油缸的第一液压腔的回油油路上；两个所述先导开关阀的第一工作口分别 与两个插装阀的控制端口相通，第二工作口均与回油油路相通。可选的，所述液压控制装置还包括串接在与相对应支腿油缸相连的液压油路上的 换向阀，所述插装阀的第一工作口向第二工作口单向导通；所述先导开关阀的第二工作口 与回油油路相通；所述插装阀的第一工作口和第二工作口分别与换向阀的进油口和相对应 支腿油缸的进油油路相通，或，所述插装阀的第一工作口和第二工作口分别与换向阀的回 油口和回油油路相通。优选的，所述先导开关阀为高速开关阀。可选的，还包括连接在主液压源与各支腿油缸之间的换向阀。可选的，所述换向阀为电控换向阀，所述控制器还控制所述换向阀的状态。可选的，还包括多个压力检测装置，多个所述压力检测装置分别用于检测各支腿 提供的支撑力，所述控制器还根据各压力检测装置的检测结果控制液压控制装置。可选的，，各所述压力检测装置分别检测各支腿油缸的无杆腔内的压力；所述控制 器根据各支腿油缸无杆腔内的压力控制液压控制装置。本发明提供的移动式工程机械包括机械本体和安装在机械本体上的多个支腿，各 所述支腿包括支腿油缸，还包括上述任一种移动式工程机械支腿的控制系统。本发明提供的移动式工程机械支腿的控制系统中，水平检测装置能够检测移动式 工程机械的倾斜角度。控制器能够根据移动工程机械的倾斜角度确定移动式工程机械的状 态；在确定移动式工程机械的倾斜角度大于预定值，有倾翻的危险时，可以根据预定的策略 确定进行伸缩的部分支腿，进而通过控制相对应的液压控制装置使部分支腿油缸伸出或缩 回，对移动式工程机械进行调平操作，实现移动式工程机械的自动调平；在确定移动式工程 机械的倾斜角度不大于预定值，处于安全状态时，可以通过控制液压控制装置使各支腿油 缸同步伸缩。利用该控制系统可以摆脱或减少对操作人员个人经验及现场观察判断能力的 依赖，在保证移动式工程机械安全的同时，完成移动式工程机械的状态转换；由于状态转换的操作过程由控制器控制完成，这样可以大大提高控制操作的效率。在进一步的技术方案中，液压控制装置包括插装阀和控制插装阀的先导开关阀； 该结构可以提高对大流量、高压力液压油控制的可靠性，满足驱动移动式工程机械支腿快 速伸缩的需要，提高控制操作效率。在进一步的技术方案中，液压控制装置包括两个插装阀和两个先导开关阀，两个 插装阀与两个先导开关阀一一对应，并使先导开关阀的第一工作口与相对应插装阀的控制 端口相通，第二工作口均与回油油路相通；一个所述插装阀的第一工作口和第二工作口串 连在相对应支腿油缸的第一液压腔的进油油路上，另一个所述插装阀的第一工作口和第二 工作口串连在相对应支腿油缸的第一液压腔的回油油路上。该技术方案中，根据实际需要， 在需要支腿油缸进行不同运动时，使液压油通过不同的插装阀流动，形成相应液压回路，驱 动支腿油缸进行相应动作；并通过先导开关阀实现对相对应插装阀的控制；这样就不需要 单独设置先导液压油路，不仅能够提高控制系统的控制可靠性，还能够简化移动式工程机 械的构造，降低成本。在进一步的技术方案中，先导开关阀为高速开关阀。这样通过控制器控制高速开 关阀不仅能够实现对各支腿油缸长度的精确控制，还能够实现对各支腿油缸伸缩速度的无 级调速，从而为移动式工程机械的调平操作和使各支腿油缸的同步伸缩提供前提，减小同 步伸缩过程中，各支腿长度变化速度的差别。在进一步的技术方案中，控制系统还包括多个压力检测装置，多个压力检测装置 分别用于检测各支腿提供的支撑力；进而在状态转换完成之后，控制器根据各压力检测装 置的检测结果能够确定移动式工程机械的各支腿提供的支撑力，进而判断是否有支腿为虚 腿；在判断存在虚腿的情况下，可以进一步通过控制液压控制装置调整该支腿的长度，或 者，通过适当的报警装置发送适当的报警信号；使操作人员可以根据实际情况选择合适的 方式处理；进而平衡各支腿提供的支撑力，提高移动式工程机械施工作业的稳定性和可靠 性。提供的移动式工程机械由于具有上述控制系统，也具有相对应的技术效果。
图1是本发明实施例一提供的混凝土泵车支腿的控制系统的控制原理示意图；图2是实施例一提供的控制系统的总体工作流程图；图3是实施例一中，水平检测装置检测原理模型图；图4是实施例一中，控制系统的一种调平操作的流程图；图5是本发明实施例二提供的混凝土泵车支腿的控制系统的控制原理示意图；图6是本发明实施例三提供的混凝土泵车支腿的控制系统的控制原理示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应 对本发明的保护范围有任何的限制作用。请参考图1，该图是本发明实施例一提供的混凝土泵车支腿的控制系统的控制原 理示意图；图中，为了描述的方便还示出了驱动支腿伸缩的支腿油缸和控制主液压源液压油流向的换向阀4。实施例一中，混凝土泵车包括四个支腿，四个支腿分别包括四个支腿油 缸1，四个支腿油缸分别为1. 1、1.2、1.3和1.4。换向阀4为三位四通阀。实施例一中，移动式工程机械支腿的控制系统包括控制器5、水平检测装置6和四 个液压控制装置。水平检测装置6与控制器5的输入端相连。水平检测装置6安装在混凝土泵车的适当位置，用于检测混凝土泵车的倾斜角 度；水平检测装置6可以是角度传感器；本例中，水平检测装置6为双轴角度传感器，以获 取混凝土泵车在两个检测基准轴方向上与一个参考水平面之间的角度。水平检测装置6获 取的角度信息可以传送到控制器5，控制器5能够根据获取的角度信息确定混凝土泵车的 倾斜角度，再根据预定的策略确定其倾斜角度。四个液压控制装置分别与四个支腿的支腿油缸1相对应，分别用于控制四个支腿 油缸1. 1、1. 2,1. 3和1. 4的动作；为了保证支腿工作稳定性，本例中，支腿油缸1的无杆腔 和有杆腔之间的液压油路之间还设置有液压锁油路。本例中，每个液压控制装置分别包括一个插装阀2和一个先导开关阀3，为了描述 的方便，四个插装阀4分别用2. 1,2. 2,2. 3,2. 4作为附图标记，四个先导开关阀3分别用 3. 1,3. 2,3. 3,3. 4作为附图标记。各插装阀2分别串连在相对应支腿油缸1的液压油路上， 如图所示，插装阀2. 1、2. 2、2. 3、2. 4的第一工作口均与换向阀4的A 口相通，第二工作口分 别与支腿油缸1. 1、1. 2,1. 3,1. 4的有杆腔相通；支腿油缸1. 1、1. 2,1. 3,1. 4的无杆腔均与 换向阀4的B 口相通。四个先导开关阀3. 1、3. 2、3. 3、3.4均为二位三通阀，先导开关阀3. 1、3· 2、3· 3、 3. 4的第一工作口分别与插装阀2. 1,2. 2,2. 3,2. 4的控制端口相通，第二工作口与先导液 压油路P2相连，回油口与回油油路相通。当然，先导开关阀3. 1,3. 2,3. 3,3. 4可以分别为 三位三通阀，或其他控制阀。如图所示，控制器5的输出端分别与先导开关阀3. 1,3. 2,3. 3,3. 4的控制端相连， 先导开关阀3. 1,3. 2,3. 3,3. 4能够分别根据控制器5输出的控制信号改变其位置，进而改 变插装阀2. 1、2. 2、2. 3、2. 4控制端口的压力，进而调整通过插装阀2. 1、2. 2、2. 3、2. 4的液 压油流量，实现对支腿油缸1伸缩动作的控制。主液压源Pl驱动支腿油缸1伸缩的原理是 在换向阀4处于左位，处于能够驱动相对应支腿油缸1伸出的状态；在右位时，处于能够驱 动相对应支腿油缸1缩回的状态。根据上述描述，可以理解，插装阀3不限于串连在与支腿油缸1的有杆腔的液压油 路上，也可以串连在支腿油缸1的无杆腔的液压油路上。实施例一提供的控制系统的工作过程如下请参考图2，图2是实施例一提供的控制系统的总体工作流程图。在启动控制系统之前，使换向阀4处于合适的状态，在混凝土泵车从行驶状态向 施工状态转换时，可以使换向阀4处于左位，使主液压源的高压油管处于能够与各支腿油 缸1. 1、1. 2,1. 3,1. 4的无杆腔相通的状态，以使各支腿能够伸出；在混凝土泵车从施工状 态向行驶状态转换时，使换向阀4处于右位，使主液压源的高压油管处于能够与各支腿油 缸1. 1、1. 2,1. 3,1. 4的有杆腔相通的状态，以使各支腿能够缩回。使控制系统上电，启动控制系统，依下述步骤进行控制操作S10，控制器5根据水平检测模块6传送的角度信息判断混凝土泵车的倾斜角度是否大于预定值；如果否，则进入步骤S30 ；如果是，则进入步骤S20。如果混凝土泵车倾斜角 度小于或等于预定值，则说明混凝土泵车处于安全状态，可以使四个支腿同步伸出或缩回， 进入步骤S30 ；如果是，则说明混凝土泵车倾斜角度过大，有倾翻的危险，应当调整混凝土 泵车的状态，进入步骤S20。S20，控制器5根据预定的策略，控制部分先导开关阀3，使部分支腿油缸1伸缩，对 混凝土泵车进行调平操作(调平操作的具体过程将于后述)，调平操作完成后，使混凝土泵 车的倾斜角度不大于预定值时，进入步骤S30。S30，通过控制器5使各先导开关阀3. 1、3. 2、3. 3、3. 4同步动作，使各插装阀2. 1、 2. 2,2. 3,2. 4同步进行状态转换，进而使各支腿油缸1. 1、1. 2,1. 3,1. 4同步伸出或缩回。在 使各支腿油缸1. 1、1.2、1.3、1.4同步伸出或缩回预定时间或预定距离之后，进入步骤S40。S40，判断各支腿是否伸出到预定位置，或缩回到预定的位置；如果是，则结束控制 操作过程；如果否，则返回S10，重新判断混凝土泵车状态是否满足预定条件。反复进行上述步骤可以完成混凝土泵车的状态转换。状态转换的过程不限于上述 步骤，本领域技术人员根据实际需要可以选用其他策略进行，比如可以使步骤S40实时进 行，在混凝土泵车倾斜角度不大于预定值时，使各支腿同步伸出或缩回，在混凝土泵车倾斜 角度大于预定值时，使支腿停止同步伸出或缩回，进入步骤S20中，等等。请参考图3、图3为水平检测装置检测原理模型图。图中，100、200、300和400分 别表示混凝土泵车的四个支腿，水平检测装置6包括两个检测基准轴，设两个检测基准轴 为图3中的X轴和Y轴，这样，水平检测装置6能够分别检测X轴和Y轴与一个参考水平面 之间的夹角α和β ；其中，X轴和Y轴位于与混凝土泵车固定的预定参考平面上。调平操 作的过程是使混凝土泵车的预定参考平面与参考水平面重合的过程，调平操作的具体方法 有很多种，如可以是基于矩阵变化的自动调平方法和基于空间状态离散逼近和系统特性参 数实时追踪的实时比例追踪调平方法，下面介绍一种单向调平算法。请参考图4，该图为实施例一中控制系统的一种调平操作的流程图。首先进入步骤S201，判断α是否大于Μ，β是否大于M ;Μ为根据混凝土泵车的实 际情况确定的预定值；如果是，则确定混凝土泵车倾斜角度大于预定值，进入步骤S202，通 过控制器5控制先导开关阀3. 2和3. 3，进而使支腿油缸1. 2和1. 3伸缩，改变支腿200和 支腿300的长度，以改变α的值。在步骤S203中，控制器5根据水平检测装置6检测结果 判断α是否达到预定要求；如果否，则返回步骤S202，继续改变α的值；如果是，则进入步 骤S204，改变支腿100和支腿200的长度，以改变β的值。在步骤S205中，控制器5判断 β的值是否达到预定要求；如果否，则返回步骤S204，继续改变β的值；如果是，则进入步 骤 S220。在步骤S201中，如果否，则进入步骤S206，判断α是否大于Μ，β是否小于S ;S 为根据混凝土泵车的实际情况确定的预定值；如果是，则确定混凝土泵车倾斜角度大于预 定值，进入步骤S207，通过控制器5控制先导开关阀3. 2和3. 3，进而使支腿油缸1. 2和1. 3 伸缩，改变支腿200和支腿300的长度，以改变α的值。在步骤S208中，控制器5根据水 平检测装置6检测结果判断α是否达到预定要求；如果否，则返回步骤S207，继续改变α 的值；如果是，则进入步骤S209，改变支腿300和支腿400的长度，以改变β的值。在步骤 S210中，控制器5判断β的值是否达到预定要求；如果否，则返回步骤S209，继续改变β的值；如果是，则进入步骤S220。在步骤S206中，如果否，则进入步骤S211，判断α是否小于S，β是否大于Μ;如 果是，则进入步骤S212，通过控制器5控制先导开关阀3. 1和3. 4，进而使支腿油缸1. 1和 1.4伸缩，改变支腿100和支腿400的长度，以改变α的值。在步骤S213中，控制器5根据 水平检测装置6检测结果判断α是否达到预定要求；如果否，则返回步骤S212，继续改变 α的值；如果是，则进入步骤S214，改变支腿100和支腿200的长度，以改变β的值。在步 骤S215中，控制器5判断β的值是否达到预定要求；如果否，则返回步骤S214，继续改变 β的值；如果是，则进入步骤S220。在步骤S211中，如果否，则可以确定α、β均小于S，则进入步骤S216，通过控制 器5控制先导开关阀3. 1和3. 4，进而使支腿油缸1. 1和1. 4伸缩，改变支腿100和支腿 400的长度，以改变α的值。在步骤S217中，控制器5根据水平检测装置6检测结果再判 断α是否达到预定要求；如果否，则返回步骤S216，继续改变α的值；如果是，则进入步骤 S218，改变支腿300和支腿400的长度，以改变β的值。在步骤S219中，控制器5判断β 的值是否达到预定要求；如果否，则返回步骤S218，继续改变β的值；如果是，则进入步骤 S220。在步骤S220中，控制器5根据水平检测装置6的检测结果判断混凝土泵车的倾斜 角度是否达到预定要求；如果是，则结束调平操作过程；如果否，则返回步骤S201。根据上述描述，可以确定，利用实施例一提供的控制系统，控制器5能够根据混凝 土泵车的倾斜角度确定混凝土泵车的状态，在确定混凝土泵车处于安全状态时，可以通过 控制各先导开关阀3和插装阀2使支腿油缸1. 1、1. 2,1. 3,1. 4同步伸出或缩回；在确定混 凝土泵车倾斜角度过大，有倾翻的危险时，控制器5能够根据预定的策略，控制预定的先导 开关阀3及插装阀2使预定的一个或两个支腿油缸1伸出或缩回，对混凝土泵车行调平操 作，改变混凝土泵车的状态，实现混凝土泵车的自动调平。利用该控制系统可以摆脱或减少 对操作人员个人经验及现场观察判断能力的依赖，在保证混凝土泵车安全的同时，完成混 凝土泵车的状态转换；由于状态转换的操作过程可以由控制器5自动控制完成，这样可以 大大提高控制操作的效率。请参考图1，为提高控制自动性，实施例一中，可以将主液压源Pl的换向阀4纳入 控制系统中，将换向阀4与控制系统的其他部分集成在一起；还可以使换向阀4为电磁换向 阀，并使其控制端与控制器5的输出端相连；这样，通过控制器5就可以控制换向阀4的状 态。为了控制方便，控制系统还可以包括输入输出装置7，控制器5可以根据输入输出装置 7输入的指令，根据输入的数据确定步骤SlO中的预定条件，或M及S的值等等。本例中，为了提高控制的可靠性，控制器5包括处理模块51和驱动放大模块52 ； 处理模块51用于接收水平检测装置6传送的角度信息，并进行数据处理，再根据处理结果 输出预定信号；驱动放大模块52用于将处理模块输出的预定信号放大，以更有效地控制预 定的先导开关阀3或换向阀4，保证控制的可靠性。为了提高控制的精确性，实施例一中，各先导开关阀3分别为高速开关阀，高速开 关阀可以是中国专利文献CN201322067Y公开的高速开关阀，也可以是现有的其他高速开 关阀。这样，控制器5通过控制高速开关阀控制相对应支腿油缸1的伸缩。控制器5输出 的控制信号可以是脉宽调制信号，通过调整控制信号的频率和占空比，可以调节通过插装阀的液压油流量，进而调节主液压源向支腿油缸1供油的流量，实现对预定支腿油缸1伸缩 速度的精确控制；进而，在使各支腿油缸1. 1、1.2、1.3和1.4同步伸缩时，可以减小由于各 支腿油缸1. 1、1. 2,1. 3和1. 4伸缩误差而造成的混凝土泵车倾斜，不仅有利于提高混凝土 泵车的状态转换效率，也能够提高状态转换控制操作的安全性。另外，本实施例中，用高速开关阀与插装阀2控制支腿油缸1的伸缩，可以将高速 开关阀的精确性与插装阀2大流量的特点结合，在保证支腿油缸顺利伸缩的同时，保证控 制的精确性；同时具有响应速度快、抗污染能力强、易于实现数字化控制等优点。另外，与现 有技术中的比例阀或伺服阀相比，该液压控制装置具有价格低的优势。请参考图1，实施例一提供的控制系统中，还包括四个压力检测装置8，四个压力 检测装置8分别用8. 1,8. 2,8. 3,8. 4作为附图标记，四个压力检测装置8. 1,8. 2,8. 3,8. 4 分别与四个支腿油缸1. 1、1. 2,1. 3和1. 4相对应，用于检测四个支腿油缸1. 1U. 2,1. 3和 1.4的无杆腔内的压力(可以直接通过检测无杆腔内液压油的压力，也可以通过检测相关 油路的液压油压力获得压力信息)。四个压力检测装置8. 1,8. 2,8. 3,8. 4均与控制器5的 输入端相连，能够将四个支腿油缸1. 1、1. 2,1. 3和1. 4的无杆腔内的压力数据传送给控制 器5。本领域技术人员可以理解，液压元件相应液压腔内液压油的压力与外负载正成比，在 混凝土泵车支腿与地面接触，并为混凝土泵车提供相应支撑力时，其无杆腔内的压力也会 产生相应变化。因此，控制器5在接收到压力检测装置8. 1,8. 2,8. 3,8. 4传送的压力数据 时，可以判断各支腿提供的支撑力。这样，混凝土泵车从行驶状态转换到施工状态时，控制 器5就能够根据各压力检测装置8. 1,8. 2,8. 3、8. 4检测的压力信号判断混凝土泵车各支腿 提供的支撑力，进而判断是否有支腿为虚腿；在判断存在虚腿的情况下，能够进一步使其伸 出，或使其他支腿收缩，进而平衡各支腿提供的支撑力，提高混凝土泵车施工作业的稳定性 和可靠性。各压力传感装置可以为压力传感器，以向控制器5提供精确的压力数据；也可以 为压力继电器，以向控制器5定性地提供相对应支腿油缸1的压力信息；比如可以设定 压力继电器的传送压力值，在相对应支腿油缸1的无杆腔内的压力低于该传送压力值时， 压力继电器产生第一种信号；在相对应支腿油缸1无杆腔内压力高于或等于该传送压力值 时，压力继电器产生第二种信号，控制器5根据压力信号的不同确定各支腿油缸1的压力是 否达到预定值，进而判断是否存在虚腿。另外，判断混凝土泵车各支腿提供的支撑力不限于通检测液压油压力实现，也 可以通过其他方式检测支腿对地面的压力，获得支腿提供的支撑力；检测支腿对地面的 压力可以有多种方式，比如可以通过检测支腿相应部位的变形或受力实现，如专利文献 CN101318500A就公开一种通过电阻应变片检测支腿负载的技术方案，CN101457589A公开 一种通过接近开关检测支腿负载的技术方案。只要是能够获得各支腿提供的支撑力压力检 测装置均能够作为判断是否存在虚腿的基础，实现上述目的。为了保证接收压力检测装置8. 1,8. 2,8. 3,8. 4传送压力信息的可靠性，实施例一 中，控制器5还包括有数据采集卡53，通过数据采集卡53获得压力检测装置8. 1、8. 2、8. 3、 8. 4传送的压力信号。根据上述描述，本领域技术人员可以理解，本发明的核心在于，通过控制器5对各 支腿油缸分别进行控制，以进行调平操作；同时能够对各支腿油缸进行同步控制，以使各支腿同步伸缩。因此，液压控制装置不限于上述结构，请参考图5，该图为本发明实施例二提供 的混凝土泵车支腿的控制系统的控制原理示意图。与实施一相比，实施例二中，液压控制装置分别包括一个换向阀4、一个先导开关 阀3和一个插装阀2。换向阀4串连在与支腿油缸1相连的液压油路上，通过控制相对应液 压油路液压油的流动方向，控制支腿油缸1的伸出或缩回；本例中，4个换向阀4均为三位 四通阀，两个工作口分别与支腿油缸1的有杆腔和无杆腔相通，进油口与主液压源相通，回 油口与插装阀2的第一工作口相通。插装阀2为内带阻尼孔的插装阀，第一工作口为进油 口，第二工作口为出油口，第一工作油口通过阻尼孔与控制端口相通，第一工作口向第二工 作口单向导通；先导开关阀3的第一工作口与相对应插装阀2的控制端口相通，第二工作口 均回油油路相通；同样，控制器5的输出端与各先导开关阀3. 1,3. 2,3. 3,3. 4控制端相连。本例中的液压控制装置的工作原理为在需要使各支腿油缸1同步伸缩时，使各个换向阀4处于相同的状态，处于左位或 右位。同时，通过控制器5使各先导开关阀2处于右位(以图5为参照)，插装阀2. 1,2. 2、
2.3、2. 4控制端口分别通过先导开关阀3. 1、3. 2、3. 3、3. 4与回油油路相通。此时，插装阀2 第一工作口液压油通过阻尼孔到达控制端口，并通过控制端口回到回油油路；由于第一工 作口与控制端口之间具有阻尼孔，控制端口的压力小于第一工作口压力，各插装阀2打开， 支腿液压缸1内相应腔内的液压油能够通过换向阀4的回油口、插装阀2回流，使各支腿油 缸1同步伸缩。在进行调平操作，使部分支腿油缸1伸缩时，可以通过控制器5使部分先导开关阀 2处于右位，控制部分支腿油缸1的伸缩，改变混凝土泵车的倾斜角度。根据上述描述可以看出，利用实施例提供的控制系统，控制器5可以根据水平检 测装置6检测结果，判断混凝土泵车的倾斜角度是否大于预定值，如果是，则控制部分先导 控制阀3，使部分支腿油缸1伸缩，完成调平操作；如果为否，则可以控制各先导控制阀3. 1、
3.2,3. 3,3. 4，使各支腿油缸1. 1、1. 2,1. 3,1. 4的同步伸缩，改变混凝土泵车的状态，实现 本发明的目的。另外，实施例二中，控制系统不需要单独设置先导液压油路，这不仅能够提 高控制系统的控制可靠性，还简化移动式工程机械的构造，降低成本。为了实现控制的自动性，实施例中，各液压控制装置的换向阀4的控制端El E8 分别与控制器5的输出端相连，以使控制器5能够控制各换向阀4 ；为了实现对先导开关阀 3和换向阀4控制的可靠性，实施例二中，控制器5设置有第一驱动放大模块521和第二驱 动放大模块522，第一驱动放大模块521能够将向先导开关阀3控制端发送的控制信号放 大，第二驱动模块522能够将向换向阀4控制端El E8发送的控制信号放大。根据上述描述可以理解，各换向阀4的位置决定支腿油缸1的伸缩，因此，各换向 阀4不限于由控制器4控制，也可以由其他装置控制各换向阀4，或利用液压系统的换向阀 控制。插装阀2和与其对应的先导开关阀3不限于串连在换向阀4与回油油路之间，也可 以使插装阀2的第一工作口和第二工作口分别与换向阀4的进油口和进油油路相通，串连 在相对应支腿油缸1的进油油路上。请参考图6，该图是本发明实施例三提供的混凝土泵车支腿的控制系统的控制原 理示意图。与实施例二相比，实施三中的各液压控制装置包括两个插装阀2，与两个先导开关阀3，四个液压控制装置中，8个插装阀2分为为2. 1 2. 8，8个先导开关阀3为3. 1 3. 8， 且插装阀2. 1 2. 8分别与先导开关阀3. 1 3. 8相对应。本例中，插装阀3与实施二中的 插装阀3相同，第一工作口向第二工作口单向导通。与支腿油缸1. 1相对应的液压控制装 置中，插装阀2. 1的第一工作口和第二工作口串连在支腿油缸1. 1的有杆腔的进油油路上， 插装阀2. 2的第一工作口和第二工作口串连在支腿油缸1. 1的有杆腔的回油油路上。先导 开关阀3. 1的第一工作口与插装阀2. 1的控制端口相通，先导开关阀3. 2的第一工作口与 插装阀2. 2的控制端口相通；先导开关阀3. 1和3. 2的第二工作口与回油油路相通。如图 6所示，其他液压控制装置中，插装阀2和先导开关阀3连接方式相同，不再一一赘述。另外，先导开关阀3. 1 3. 8的控制端El E8分别与控制器5的输出端相连。各 支腿油缸1的液压油路通过一个换向阀4与主液压源P相通。同时，换向阀4的控制端与 控制器5的输出端相连。实施例二液压控制装置的工作原理如下在需要各支腿油缸1同步伸出时，通过控制器5使换向阀4位于左位(以图6为参 照)；并通过控制器5使先导开关阀3. 1,3. 3,3. 5,3. 7位于右位，这样，液压油通过换向阀 4流到各支腿油缸1的无杆腔中；各支腿油缸1中有杆腔中的液压油分别通过插装阀2. 1、 2.3、2.5、2.7回流到回油油路中，各支腿油缸1同步伸出。在进行调平操作，需要部分支腿 油缸1伸出时，换向阀4保持在左位，通过控制器5使先导开关阀3. 1、3. 3、3. 5、3. 7中部分 先导开关阀位于右位，使部分支腿油缸伸出，改变混凝土泵车的倾斜角度，完成调平操作。同样，在需要支腿油缸1缩回时，可以通过控制器5使换向阀4位于右位；通过控 制各先导开关阀3. 2,3. 4,3. 6和3. 8，使各支腿油缸1同步缩回；也可以通过控制部分先导 开关阀3. 2,3. 4、3. 6和3. 8中的一部分，使部分支腿油缸缩回，实际对混凝土泵车的调平操 作。当然，各实施例中，先导开关阀3均可以为高速开关阀；换向阀4可以根据实际需 要选择是否与控制器5的输出端相连。由两个插装阀2和二个先导开关阀3形成的液压控 制装置不限于串连在相对应支腿油缸1的有杆腔的相应油路上，也可以串连在支腿油缸1 的无杆腔的相应油路上。根据上述描述，可以理解，液压控制装置不限于为多个阀的组合，也可以是单独的 液压阀，比如可以是比例调速阀或比例节流阀等液压阀，只要能够通过控制器5实现对各 支腿油缸分别控制，在调平操作时能够分别控制相应的支腿油缸，在调平操作完成后，能够 使各支腿油缸同步伸缩，就可以实现本发明的目的。上述控制系统不仅应用于混凝土泵车上，也能够在具有支腿的各中移动式工程机 械中。在提供上述控制系统基础上，还提供一种移动式工程机械，该移动式工程机械包 括机械本体和安装在机械本体上的多个支腿，各支腿包括支腿油缸，还包括上述任一种移 动式工程机械支腿的控制系统。由于具有上述控制系统，该移动式工程机械也具有相对应 的技术效果。移动式工程机械不仅可以是混凝土泵车，还可以是起重机，钻机，桩机等工程 机械。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种移动式工程机械支腿的控制系统，其特征在于，包括控制器(5)、水平检测装置 (6)和多个液压控制装置；所述水平检测装置(6)获取移动式工程机械的倾斜角度；每个所 述液压控制装置串连在与一个支腿油缸(1)相连的液压油路上；所述控制器( 根据移动 式工程机械的倾斜角度和预定的策略控制液压控制装置所述预定策略为在移动式工程机械的倾斜角度大于预定值时，所述控制器( 控制 部分液压控制装置；在移动式工程机械的倾斜角度不大于预定值时，所述控制器(5)同时 控制各液压控制装置。
2.根据权利要求1所述的移动式工程机械支腿的控制系统，其特征在于，所述液压控 制装置包括插装阀(2)和先导开关阀(3)，所述先导开关阀(3)的第一工作口与所述插装 阀O)的控制端口相通；所述插装阀O)的第一工作口和第二工作口串连在与相对应支腿 油缸(1)相连的液压油路上；所述控制器( 控制所述先导开关阀(3)。
3.根据权利要求2所述的移动式工程机械支腿的控制系统，其特征在于，所述先导开 关阀(3)的第二工作口与先导液压源相通。
4.根据权利要求2所述的移动式工程机械支腿的控制系统，其特征在于，所述液压控 制装置包括两个插装阀( 和两个先导开关阀(3)；所述插装阀O)的第一工作口向第二工作口单向导通；一个所述插装阀O)的第一工 作口和第二工作口串连在相对应支腿油缸(1)的第一液压腔的进油油路上，另一个所述插 装阀( 的第一工作口和第二工作口串连在相对应支腿油缸(1)的第一液压腔的回油油路 上；两个所述先导开关阀(3)的第一工作口分别与两个插装阀O)的控制端口相通，第二 工作口均与回油油路相通。
5.根据权利要求2所述的移动式工程机械支腿的控制系统，其特征在于，所述液压控 制装置还包括串接在与相对应支腿油缸(1)相连的液压油路上的换向阀G)，所述插装阀 (2)的第一工作口向第二工作口单向导通；所述先导开关阀(3)的第二工作口与回油油路 相通；所述插装阀O)的第一工作口和第二工作口分别与换向阀的进油口和相对应支 腿油缸(1)的进油油路相通，或，所述插装阀(2)的第一工作口和第二工作口分别与换向阀 (4)的回油口和回油油路相通。
6.根据权利要求2-5任一项所述的移动式工程机械支腿的控制系统，其特征在于，所 述先导开关阀(3)为高速开关阀。
7.根据权利要求2-4任一项所述的移动式工程机械支腿的控制系统，其特征在于，还 包括连接在主液压源与各支腿油缸(1)之间的换向阀G)。
8.根据权利要求7所述的移动式工程机械支腿的控制系统，其特征在于，所述换向阀 (4)为电控换向阀，所述控制器(5)还控制所述换向阀的状态。
9.根据权利要求1-5任一项所述的移动式工程机械支腿的控制系统，其特征在于，还 包括多个压力检测装置(8)，多个所述压力检测装置(8)分别用于检测各支腿提供的支撑 力，所述控制器(5)还根据各压力检测装置⑶的检测结果控制液压控制装置。
10.根据权利要求9所述的移动式工程机械支腿的控制系统，其特征在于，各所述压 力检测装置分别检测各支腿油缸(1)的无杆腔内的压力；所述控制器( 根据各支腿油缸(1)无杆腔内的压力控制液压控制装置。
11. 一种移动式工程机械，包括机械本体和安装在机械本体上的多个支腿，各所述支腿 包括支腿油缸(1)，其特征在于，还包括权利要求1-10任一项所述的移动式工程机械支腿 的控制系统。
全文摘要
本发明公开一种移动式工程机械及其支腿的控制系统。公开的移动式工程机械支腿的控制系统包括控制器、水平检测装置和多个液压控制装置；水平检测装置获取移动式工程机械的倾斜角度；多个支腿油缸分别通过一个液压控制装置与主液压源相连；控制器根据移动式工程机械的倾斜角度控制液压控制装置。控制器能够确定移动式工程机械的状态；并能够使各支腿油缸同步伸缩，也能够使部分支腿油缸伸出或缩回，进行调平操作。利用该控制系统可以摆脱对操作人员个人经验及现场观察判断能力的依赖，在保证移动式工程机械安全的同时，完成移动式工程机械的状态转换，这样可以大大提高控制操作的效率。
文档编号B60S9/10GK102079298SQ20101061325
公开日2011年6月1日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年12月28日
发明者周翔, 李时育, 邓侃 申请人:三一重工股份有限公司