起重机的制作方法

本发明涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种起重机。

背景技术：

如图1所示，起重机包括车体10、可转动地安装在车体10上的回转部20、连接在回转部10上的吊臂30和用于驱动吊臂30所悬挂的重物升降的卷扬机构40。

回转部10能够以竖直的轴线为转动中心转动。吊臂30的第一端通过水平设置的铰接轴与回转部10连接。因此，吊臂30既能够随回转部10以竖直的轴线为转动中心转动，也能够相对于回转部10以水平的轴线为转动中心转动。

吊臂30的第二端设置有滑轮。卷扬机构40包括卷轴和缠绕在卷轴上的钢丝绳。钢丝绳由卷轴延伸至吊臂30的第二端、并绕过滑轮后连接吊钩。卷轴收放钢丝绳的过程中，钢丝绳驱动吊钩升降。

起重机还包括用于驱动回转部10转动的液压系统。液压系统包括泵和由泵驱动的液压马达。液压马达用于驱动回转部20转动。

现有技术中，部分起重机的液压系统为闭环系统，闭环系统是指：泵输出的具有压力的流体输送至液压马达，以驱动液压马达转动；液压马达所排出的流体输送回泵。

在起重机吊起重物的过程中，有可能会存在连接重物的钢丝绳与吊臂30不能在同一竖直的平面内的情况，在此种情况下，重物施加在吊臂上的力具有使吊臂30偏转的分力，该分力有可能会导致起重器倾翻。

为了解决上述分力所产生的问题，起重机的回转部20设置为具有自由回转功能，也即吊臂30在上述的分力的作用下能够带动回转部20绕竖直的转动中心转动，以使连接重物的钢丝绳和吊臂30在同一竖直的平面内，从而消除上述的分力。

但是，上述的吊臂30带动回转部20转动的过程中，回转部20运动的冲击较大也容易影响起重机的平衡。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种起重机，以改善现有技术中存在的吊臂在带动回转部转动的过程中冲击较大的问题。

根据本发明实施例的一个方面，本发明提供了一种起重机，包括回转部、安装在回转部上的吊臂和用于驱动回转部转动的液压系统，可选地，液压系统包括：

泵，用于提供具有压力的液压流体；

执行元件，能够在液压流体的作用下驱动回转部转动；以及

压力控制部，用于缓冲执行元件在吊臂的带动下转动时所排出的液压流体的压力变化。

可选地，执行元件包括液压马达。

可选地，压力控制部包括第一压力控制部件，第一压力控制部件用于降低执行元件在回转部的作用下排出的液压流体的压力。

可选地，

执行元件包括第一流体口和第二流体口，第一流体口和第二流体口中的一个用于输出执行元件在回转部的作用下排出的液压流体，另一个用于引入执行元件排出的液压流体，

液压系统还包括流体管路，流体管路的第一端与第一流体口连通，流体管路的第二端与第二流体口连通，

第一压力控制部件设置在流体管路中。

可选地，第一压力控制部件包括第一阻尼部件。

可选地，

液压系统还包括控制阀，用于控制执行元件能否在回转部的作用下排出液压流体，以控制吊臂能否带动回转部转动，控制阀具有用于引入控制其开关状态的液压流体的第一控制流体口；

压力控制部包括第二压力控制部件，第二压力控制部件用于降低第一控制流体口引入的液压流体的压力，以减缓控制阀状态转换速度。

可选地，第二压力控制部件包括第二阻尼部件。

可选地，

执行元件包括第一流体口和第二流体口，第一流体口和第二流体口中的一个用于输出执行元件在回转部的作用下排出的液压流体，另一个用于引入执行元件排出的液压流体，

液压系统还包括流体管路，流体管路的第一端与第一流体口连通，流体管路的第二端与第二流体口连通，

控制阀设置在流体管路中。

可选地，液压系统还包括缓冲阀，缓冲阀用于降低流经其的液压流体的压力，缓冲阀具有用于引入液压流体的第一工作口和用于输出缓冲后的液压流体的第二工作口，缓冲阀的第二工作口能够与控制阀的第一控制流体口连通。

可选地，液压系统还包括连接缓冲阀的第二工作口与控制阀的第一控制流体口的连接管路，第二压力控制部件设置在连接管路中。

可选地，还包括制动器，制动器具有阻止执行元件运动的第一状态和允许执行元件运动的第二状态，起重机还包括用于检测制动器的状态的检测部件。

可选地，制动器包括缸体、设置在缸体内的活塞杆和与活塞杆连接的制动件，制动件用于阻止执行元件运动，缸体具有能够引入液压流体的腔室，以驱动制动件移动而改变制动器的状态，检测部件包括用于检测腔室内的液压流体的压力的压力传感器。

应用本申请的技术方案，液压系统具有压力控制部，压力控制部用于减缓执行元件在回转部的作用下排出的液压流体的压力突变，以以缓冲所述回转部在所述吊臂的驱动下转动过程中的冲击。改善了现有技术中存在的吊臂在带动回转部转动的过程中冲击较大的问题。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了现有技术的起重机的结构示意图；

图2示出了本发明的实施例的起重机的液压系统的结构示意图；

图3示出了本发明的实施例的液压系统的控制阀的结构示意图；以及

图4示出了本发明的实施例的液压系统的缓冲阀组的结构示意图。

图中：1、泵；2、执行元件；21、第一流体口；22、第二流体口；3、第一压力控制部件；4、控制阀；41、第一工作口；42、第二工作口；43、第一控制流体口；44、回流口；45、第一阀；451、第一工作口；452、第二工作口；453、第二控制流体口；46、第二阀；461、第一工作口；462、第二工作口；463、第三工作口；464、第三控制流体口；47、第三阀；471、第一工作口；472、第二工作口；473、第三工作口；48、梭阀；481、第一进口；482、第二进口；483、出口；5、缓冲阀；51、第一工作口；52、第二工作口；53、回流口；54、蓄能器；55、第四阀；551、第一工作口；552、第二工作口；553、第三工作口；56、第一单向节流阀；57、第二单向节流阀；6、检测部件；7、制动器；8、第二压力控制部件。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例的起重机包括回转部、用于承载回转部的承载部例如车体、连接在回转部上的吊臂以及用于驱动回转部转动的液压系统。

图2示出了本实施例的起重机的液压系统的结构示意图。如图2所示，本实施例的液压系统包括：泵1，用于提供具有压力的液压流体；执行元件2，能够在液压流体的作用下驱动回转部转动，吊臂也能够带动回转部转动，从而使执行元件2在回转部的作用下排出流体；以及第一压力控制部件3，用于控制执行元件2在吊臂的带动下转动时排出的流体的压力。

本实施例中，在吊臂与连接重物的钢丝绳不在同一竖直平面内时，重物施加在吊臂上的力能够使吊臂转动，吊臂转动带动回转部转动，回转部转动时驱动执行元件2运动，执行元件2运动的过程中排出液压流体，设置第一压力控制部件3控制执行元件2排出的液压流体的压力，可以控制吊臂运动过程中的冲击，使得吊臂的自由回转更加平稳。

本实施例中，第一压力控制部件3包括第一阻尼部件。当然第一压力控制部件3还可以包括压力控制阀。

本实施例中，用于驱动回转部转动的执行元件2包括液压马达，当然，执行元件2还可以包括液压缸。液压缸的活塞杆与回转部连接以驱动回转部转动。

本实施例中。执行元件2包括第一流体口21和第二流体口22。

本实施例中，泵1具有第一泵口和第二泵口，其中第一泵口和执行元件2的第一流体口21连通，第二泵口和执行元件2的第二流体口22连通。

泵1的第一泵口能够输出液压流体，以驱动执行元件2正转，执行元件2转动的过程中排出的液压流体输送至泵1的第二泵口。

泵1的第二泵口能够输出液压流体，以驱动执行元件2反转，执行元件2转动的过程中排出的液压流体输送至泵1的第一泵口。

在回转部在吊臂的作用下转动的过程中，回转部能够促使执行元件2排出液压流体。第一流体口21和第二流体口22中，一个用于输出执行元件2在回转部的作用下排出的液压流体，另一个能够与第一流体口21连通，以引入执行元件2在回转部的作用下排出的液压流体。

液压系统还包括用于连通第一流体口21和第二流体口22的流体管路。上述的第一压力控制部件3设置在流体管路中。

液压系统还包括设置在第一管路中的控制阀4，控制阀4用于控制第一流体口21和第二流体口22是否连通。控制阀4用于控制执行元件2能否在回转部的作用下排出液压流体，以控制吊臂能否带动回转部转动。

控制阀4具有与第一流体口21连通的第一工作口41、与第二流体口22连通的第二工作口42和用于引入控制控制阀4开关状态的液压流体的第一控制流体口43。控制阀4还包括用于连通液压系统的回油箱的回流口44。

液压系统还包括包括第二压力控制部件8，第二压力控制部件8用于降低第一控制流体口43引入的液压流体的压力，以减缓控制阀4状态转换速度。从而减缓控制阀4的开启速度，使得回转部在吊臂的驱动下转动的更加平稳。

本实施例中，第二压力控制部件8包括第二阻尼部件。第二压力控制部件8还可以包括压力控制阀。

图3示出了本实施例的控制阀4的结构示意图，结合图2和图3所示，本实施例的控制阀4包括第一阀45和用于降低第一阀45的开闭状态转换速度的调节部。

第一阀45具有与第一流体口21连通的第一工作口451、与第二流体口22连通的第二工作口452和用于控制第一阀开闭的第二控制流体口453。

第一阀45的第一工作口451与控制阀4的第一工作口41连通，第一阀45的第二工作口452与控制阀4的第二工作口42连通。

调节部与第二控制流体口453连通，用以降低第一阀45的开闭状态转换的速度。

调节部包括第二阀46，第二阀46用于控制第二控制流体口453是否引入具有压力的液压流体以控制第一阀45的开闭，第二阀46具有用于控制第二阀46的开闭状态的第三控制流体口464。

第二阀46还具有与第一阀45的第二控制流体口453连通的第一工作口461、与回油箱连通的第二工作口462和用于引入具有压力的液压流体的第三工作口463，第二阀46具有第一状态和第二状态，

第二阀46在第一状态时，第二阀46的第一工作口461和第二阀46的第二工作口462导通，

第二阀46在第二状态时，第二阀46的第一工作口461和第二阀46的第三工作口463导通。

第二阀46在第一状态之间切换实现第一阀45的第二控制流体口453是否引入液压流体，从而实现对第一阀45的开关状态的控制。

第二阀46的第三控制流体口464与控制阀4的第一控制流体口43连通。第一控制流体口43引入的液压流体用于输送至第三控制流体口464，以控制第二阀46的开关状态。

第二压力控制部件8能够降低第三控制流体口464引入的流体的压力，以减缓第二阀46状态转换的速度。

控制阀4还包括第三阀47，第三阀47用于控制第二阀46是否能够引入用于控制第一阀45开闭的具有压力的流体。

第三阀47包括用于改变第三阀47的阀芯位置的电磁部。

第三阀47具有与第二阀46的第三工作口463连通的第一工作口471、用于引入具有压力的液压流体的第二工作口472和与回油箱连通的第三工作口473，第三阀具有第一状态和第二状态。

第三阀47在第一状态时，第三阀47的第一工作口471和第三阀47的第二工作口472导通。

第三阀47在第二状态时，第三阀47的第一工作口471和第三阀47的第三工作口473导通。

控制阀4的第一工作口41和/或第二工作口42能够与第三阀47的第二工作口472连通，以向第三阀47的第二工作口472输送具有压力的液压流体。

参见图2所示，控制阀4的第一工作口41和第二工作口42能够分别与执行元件2的第一流体口21和第二流体口22连通，也能够分别与泵1的第一泵口和第二泵口连通，以引入具有压力的流体。

本实施例中，控制阀4还包括梭阀48，梭阀48具有与控制阀4第一工作口41连通的第一进口481、与控制阀4的第二工作口42连通的第二进口482和与第三阀47的第二工作口472连通的出口483。

控制阀4的第一工作口41或第二工作口42将具有压力的液压流体输送至第三阀47的第二工作口472。

在第三阀47的电磁部得电时，第三阀47处于第一状态，第三阀47的第一工作口471和第三阀47的第二工作口472导通。

第二阀46的第三控制流体口464接通具有压力的液压流体时，第二阀46处于第二状态，第二阀46的第一工作口461和第二阀46的第三工作口463导通。因此，控制阀4的第一工作口41或第二工作口42引入的具有压力的液压流体依次通过梭阀48、第三阀47和第二阀46进入到第一阀45的第二控制流体口，以控制第一阀45的开闭，从而控制执行元件2的第一流体口21和第二流体口22是否能够直接连通。

本实施例中，液压系统还包括缓冲阀5，缓冲阀5用于降低流经其的液压流体的压力，缓冲阀具有用于引入液压流体的第一工作口51和用于输出缓冲后的液压流体的第二工作口52，缓冲阀5的第二工作口52能够与控制阀4的第一控制流体口43连通。

液压系统还包括连接缓冲阀5的第二工作口52与控制阀4的第一控制流体口43的连接管路，第二压力控制部件8设置在连接管路中。

图4示出了本实施例的缓冲阀的结构示意图。结合图2和图4所示，缓冲阀5具有用于连通回油箱的回流口53、蓄能器54和第四阀55。

第四阀55具有第一工作口551、第二工作口552和第三工作口553。其中，第四阀55的第一工作口551和缓冲阀5的第一工作口51连通，第四阀55的第一工作口551用于引入具有压力的流体。第四阀55的第二工作口552与缓冲阀5的第二工作口52连通，第四阀55的第二工作口552也与蓄能器54连通。第四阀55的第三工作口553与液压系统的回油箱连通。

缓冲阀5还包括第一单向节流阀56，第一单向节流阀56设置在第四阀55的第二工作口552与蓄能器之间，用于降低进入蓄能器的液压流体的压力。

缓冲阀5还包括第二单向节流阀57，第二单向节流阀57设置在第四阀55的第三工作口553和缓冲阀5的回流口53之间，用于降低由第四阀55的第三工作口553流向回流口53之间的液压流体的压力。

在第四阀55的第一状态，第四阀55的第一工作口551与第四阀55的第二工作口552连通，以将具有压力的液压流体同时向蓄能器54和缓冲阀5的第二工作口52输送。因蓄能器54能够容纳部分的液压流体，使得缓冲阀5的第二工作口52输出的液压流体的压力减小。

在第四阀55的第二状态，第四阀55的第二工作口552与第四阀55的第三工作口553连通。

本实施例中，起重机还包括制动器7，制动器7具有阻止执行元件2运动的第一状态和允许执行元件2运动的第二状态，起重机还包括用于检测制动器7的状态的检测部件6，以用于判断液压系统的故障类型。

制动器7包括缸体、设置在缸体内的活塞杆和与活塞杆连接的制动件，制动件用于阻止执行元件2运动，缸体具有能够引入液压流体的腔室，以驱动制动件移动而改变制动器7的状态，检测部件6包括用于检测腔室内的液压流体的压力的压力传感器。

本实施例中，向缸体的腔室中输入液压流体能够驱动活塞杆沿第一方向移动，制动器7还包括用于驱动上述的活塞杆沿第二方向移动的弹性驱动部。第二方向与第一方向相反。可选地，弹性驱动部包括弹簧。

当第四阀55转换为第二状态时，弹性驱动部能够驱动活塞杆沿第二方向移动，缸体的腔室内的液压流体向缓冲阀5的第二工作口52回流，此时蓄能器54中的液压流体和缸体的腔室内的液压流体均依次第四阀55的第二工作口552、第四阀55的第三工作口553和第二单向节流阀57流向回油箱。由于，蓄能器54中的液压流体和腔室内的液压流体经同一路径流向回油箱，使得缸体的腔室内的液压流体的回流更加平稳。

可选地，第一方向为制动件远离执行元件2的方向，制动件随活塞杆沿第一方向移动能够解除执行元件2的制动。制动件随活塞杆沿第二方向移动，以靠近执行元件2来阻止执行元件2运动。

缸体的腔室与上述的缓冲阀5的第二工作口52连通，利用缓冲阀5缓冲后的液压流体驱动制动器7的活塞杆移动，能够使得制动器的状态转换平稳，从而使得执行元件2的启停均能更加平稳。

本实施例的起重机具有以下的技术效果：

1、液压系统具有压力控制部，压力控制部用于减缓执行元件2在回转部的作用下排出的液压流体的压力突变，以以缓冲所述回转部在所述吊臂的驱动下转动过程中的冲击。改善了现有技术中存在的吊臂在带动回转部转动的过程中冲击较大的问题。

2、压力控制部包括第一压力控制部件3和第二压力控制部件8。第一压力控制部件3用于降低所述执行元件2在所述回转部的作用下排出的液压流体的压力。第二压力控制部件8用于所述第二压力控制部件8用于降低所述第一控制流体口43引入的液压流体的压力，以减缓所述控制阀4状态转换速度。

3、利用压力传感器检测制动器7的缸体的腔室内的液压流体的压力，以用于诊断液压系统中的故障。

如果利用泵1驱动执行元件2而无动作，且压力传感器有信号输出(即缸体的腔室内有压力)，那么故障可能是制动器7没有开启，或者泵1的电磁阀没有正常输入电流，或者是泵1的先导阻尼堵塞。

如果利用泵1驱动执行元件2而无动作，且压力传感器无信号输出(即缸体的腔室内无压力)，说明可能是缓冲阀5的第四阀55故障，或者是用来打开制动器7的先导压力不够。

以往的液压系统在回转出现故障时，例如回转没有动作，无法直接判断是哪一个元件出现故障。在马达制动器处设置压力继电器可以反应出真实的制动器状态，实现硬件故障诊断的目的。

为了使得起重机的回转部的启动和停止更加的平稳。本实施例还公开了一种起重机的控制方法：

上述的控制方法包括回转部启动步骤：启动步骤包括：

步骤一，解除执行元件的致动；

步骤二，逐渐增大驱动执行元件运动的液压流体的压力。

具体的启动步骤为：

首先缓冲阀5先得电，以使缓冲阀5的第二工作口52向制动器7输送液压流体来解除执行元件2的制动。可以选地，可以设置控制泵1的排量的手柄电流上升至50mA时，缓冲阀5得电。

然后，手柄电流上升至一定值时，泵1的电磁阀开始得电，随后手柄电流进一步增大以使泵1的排量逐步增大，以使执行元件2运动来驱动回转部回转。

在利用制动器7制动回转部时，虽然设置了缓冲阀5，但是在回转部的转动惯量较大的工况下，缓冲阀5所产生的效果有限，因此必须在控制方法上增加制动缓冲功能，以回转缓冲阀5实现缓冲功能。

在利用制动器7制动回转部时，卷扬制动器不能立刻关闭，否则很可能发生冲击甚至整车晃动。因此卷扬制动器须延时关闭。根据回转时臂长和吊重量制定不同的制动器延时策略，保证在不同的工况下都具有很好的缓冲效果。

具体控制策略如下：回转逐渐停止过程中，手柄电流输出减小至小于150mA时，调取起重机工况参数，计算其回转阻力矩为M,计算X＝M/370000，X值小于0.1s时，制动器延时0.1s关闭，大于0.1s时制动器延时0.6×Xs关闭。根据不同的工况参数采取不同的制动器控制策略，如果回转阻力矩较大，相应的增加制动器延伸关闭的时间，有效的保证了不同工况下，回转结构回转停止的平稳性。

回转部停止转动后，如果压力传感器仍然有信号输出，表明制动器7的缸体的腔室内还存在压力油，仍然处于打开状态，此时可以判断是缓冲阀出现故障。

回转部自由回转(回转部在吊臂的带动下转动)时，控制阀4的第三阀47和缓冲阀5的第四阀55必须都得电。第四阀55得电使制动器7的开启以为执行元件2的解除制。

第四阀55得电同时给控制阀4的第一控制流体口43提供先导压力油，同时由于第三阀47得电，保证了控制阀4的开启，从而使得执行元件2的第一流体口21和第二流体口22导通，以使回转部能够在吊臂的带动下转动。

在使回转部能够在吊臂的带动下自由回转开始时，为了保证自由回转开始时回转平稳性，控制阀4的第三阀47先得电，延时0.2s后，第四阀55得电，以使控制阀4先于缓冲阀5开启，也即在自由回转开始前，制动器7接触对执行元件2的制动。有利于提高自由回转开始时回转机构的平稳性。

进一步地，控制阀4先于缓冲阀5，能够使经缓冲阀5缓冲后的液压流体驱动控制阀4打开，使得控制阀的开启更加平稳。

如果缓冲阀5先于控制阀4开启，那么缓冲阀5开启后，制动器7解除对执行元件2的制动，同时控制阀4的第一控制流体口43通入液压流体，导致控制阀4通入能够驱动控制阀4开启的液压流体，一旦控制阀4的第三阀47得电，控制阀4马上开启，执行元件的第一流体口21和第二流体口22直接导通，则会导致自由回转开启的不够平稳。

以上所述仅为本发明的示例性实施例，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。