一种具有虚腿识别功能的支腿自动调平方法与流程

本发明涉及支腿调平技术领域，特别涉及一种具有虚腿识别功能的支腿自动调平方法。

背景技术：

大型作业设备需要经常转移作业地点，而作业时又需要保持水平，因而，作业设备大多安装在可移动车辆上，通过一套调平系统保证设备处于水平状态，以满足设备使用需求。如汽车起重机、登高作业车、混凝土泵车等民用产品，雷达天线座车等军用产品均为需要调平的作业设备。

汽车起重机、登高作业车、混凝土泵车、雷达天线座车等作业设备具有施工效率高，适应性强等优点，被广泛应用于建筑、水利、电力、道路、矿山、港口和国防等领域。近年来，随着工程建设速度的加快，工程应用也愈加广泛，对作业设备调平装置的技术改进越来越受到人们的重视。

汽车起重机、登高作业车、混凝土泵车、雷达天线座车等设备都安装有支腿，支腿用于保证设备在工作中具有足够的安全性和稳定性。此外，支腿还可以在不增加设备机械宽度的情况下，为整机提供较大的支承跨度，从而在不降低机械机动性能的前提下提高设备的抗倾覆能力。

支腿通常设置于移动作业设备底部，均匀对称布置，一般个数为四个。为进一步提高设备作业时的安全性，部分移动设备支腿个数增加至五个或六个或更多数量支腿，即在现有四个支腿的基础上在移动作业设备前部车头的下方安装第五支腿，在移动作业设备中部安装第六支腿，以及回转中心、主要质量分布位置安装辅助支腿。作业时，支腿伸展，各个支腿垂直于整台设备而逐渐升起，移动作业设备脱离地面，整台设备完全由支腿支撑。通过调整支腿伸缩量以保证移动作业设备处于水平状态的过程通常称之为支腿调平。对于地面水平的情况，支腿自动调平较为简便。但对于不平整的地面，支腿自动调平工序较为繁琐，经常发生支腿调平后个别支腿未受力(出现虚腿)，严重影响设备的安全使用。

现有支腿调平系统中识别虚腿的方法，大多在主调平支腿调整好之后再去检查虚腿的作业情况，这种被动排查方式不仅会影响工作效率，还有可能因为误操作破坏主调平支腿的原有工作状态。更重要的是，对于具有四个以上支腿的自动调平系统，需要花费大量的时间去调平虚腿。

技术实现要素：

鉴于此，本发明提出一种具有虚腿识别功能的支腿自动调平方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种具有虚腿识别功能的支腿自动调平方法，用于调平作业机械，尤其是工程车辆，包括以下步骤：

s1、在各调平支腿盘上安装压力传感器，或位置传感器，或限位开关，或行程开关，所述压力传感器测量调平支腿对支撑地面的压强，通过支腿对地面接触面积的大小，间接计算出该支腿所承受压力；

s2、确定调平支腿压力预设压力值p，所述调平支腿压力预设值p不大于设备支腿最大工作压力值；当设备完全离地由调平支腿支撑时压力传感器理论检测压力为p0，结合p0、设备结构形式、重量分布、刚度、强度等的具体设计参数，综合确定预设压力值p；

s3、识别虚腿，根据支腿盘压力值判断其是否满足预设压力值p，如果是，支腿处于受力状态，不存在虚腿；如果不是，需调节支腿直至消除虚腿为止；

s4、控制调平支腿，伸出预设长度l，所述预设长度l，需大于调平支腿在承载后因变形、间隙等因素造成的高度变化最大值；

s5、确定基准调平支腿，支腿自动调平系统的控制器根据电子水平仪测量调平设备水平面与地面水平面的偏角，进而以调平设备水平倾角上方的调平支腿为基准调平支腿；

s6、设备自动调平，控制器根据电子水平仪测量调平设备基准平面与地面水平面的偏角，控制距离基准调平支腿最远的两个调平支腿伸缩，直至所述偏角为零；

s7、检查、调节其它调平支腿，使其处于受力状态。控制器检查调平支腿和电子水平仪状态，保证电子水平仪处于水平状态，所有调平支腿均受力，直至设备完成所有支腿调平工作。

进一步地，所述压力传感器，用于检测调平支腿是否已经承受设备的重力；可以简化为位置传感器、限位开关、行程开关等，通过检测接触面的压力值，间接判定支腿是否受力。压力传感器可以设置在支腿主体上，或支腿盘上；位置传感器可以设置在支腿主体上，或支腿盘上；限位开关可以设置在支腿主体上，或支腿盘上。

进一步地，所述支腿盘压力值为安装在调平支腿上的压力传感器测量所得。

进一步地，所述调平作业机械的调平支腿数量可以为三个或三个以上。当调平支腿数量为三个时，三个均为主调平支腿，选择其中一个为调平基准支腿，另两个为调节支腿；当调平支腿数量大于三个时，选择三个为主调平支腿，选择其中一个为调平基准支腿，另两个为调节支腿；其余的为辅助调平支腿。其中，主调平支腿在调平时为主要受力支腿，即为设备支撑的主要受力点，对调平起关键作用；辅助调平支腿在调平时为辅助支撑，在设备调平后，调节高低使之承力但不影响设备水平。

进一步地，所述电子水平仪，安装于所述调平作业机械的调平基准面，

进一步地，所述控制器与所述电子水平仪相连。

进一步地，所述支腿自动调平系统，用于调平作业机械，特别是工程机械，其特征在于，包括：电子水平传感器、调平支腿和控制器等。另外，该支腿自动调平系统，为一键式自动调平，同时保留手动模式，以便在控制器故障状态下仍能调平作业或者回收。

进一步地，所述电子水平传感器，其特征在于，用于测量调平作业机械水平状态，并将测量结果反馈给控制器。

进一步地，所述调平支腿，其特征在于，可以为液压调平支腿或电动调平支腿，调平支腿由支腿主体和支腿盘两个部分组成。其能够通过调节自身高度，使调平作业机械处于水平状态。

进一步地，所述控制器，其特征在于，用于控制调平设备的调平支腿高度，使设备基准平面与地面水平面的夹角值为零；包括第一控制模块和第二控制模块。

进一步地，所述第一控制模块，其特征在于，用于接收所述调平支腿压力预设值p后，控制所述调平支腿再升高l。

进一步地，所述第二控制模块，其特征在于，用于确定基准调平支腿，控制其它支腿的调平支腿伸出，直至设备基准平面与地面水平面所夹偏角为零。

进一步地，本发明提供的支腿自动调平系统，可通过控制器控制基准调平支腿伸缩使之承载工作压力，而后控制其它调平支腿以基准调平支腿基准面进行调平。本发明提供的支腿自动调平系统具有适应能力强，结构简单，工作可靠，能在不同的条件下确保每个支腿均受力，避免因“虚腿”问题而反复调平；同时，该调平方法能够适用于具有四个及四个以上支腿的自动调平系统，有利于提高调平效率，确保安全作业。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一提供的支腿自动调平方法中调平方法支腿主体安装压力传感器的结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的支腿自动调平方法中调平方法支腿盘上安装位置传感器的结构示意图；

图3为为本发明实施例一提供的支腿调平系统的结构框图。

附图标记说明：

110调平支腿主体111调平支腿安装接口

112支腿盘11调平支腿1

12调平支腿213调平支腿3

14调平支腿41n调平支腿n

20压力传感器201压力传感器1

202压力传感器2203压力传感器3

204压力传感器420n压力传感器n

211位置传感器3控制器

31第一控制模块32第二控制模块

4电子水平仪

具体实施方式

下面结合实施例进一步说明本发明，而非限制本发明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图，对本发明的各优选实施例作进一步说明：

本发明实施例一提供一种具有虚腿识别功能的支腿自动调平方法，用于调平作业设备，特别适用于工程机械，包括以下步骤：

s1、在各调平支腿盘上安装压力传感器，或位置传感器，或限位开关，或行程开关；所述压力传感器测量调平支腿对支撑地面的压强，通过支腿对地面接触面积的大小，间接计算出该支腿所承受压力；

s2、确定调平支腿压力预设压力值p；所述调平支腿压力预设值p不大于设备支腿最大工作压力值；当设备完全离地由调平支腿支撑时压力传感器理论检测压力为p0，结合p0值、设备结构形式、重量分布、刚度、强度等的具体设计参数，综合确定预设压力值p；

s3、识别虚腿；根据支腿盘压力值判断其是否满足预设压力值p，如果是，支腿处于受力状态，不存在虚腿；如果不是，需调节支腿直至消除虚腿为止；

s4、控制调平支腿，伸出预设长度l；所述预设长度l，需大于调平支腿在承载后因变形、间隙等因素造成的高度变化最大值；

s5、确定基准调平支腿；支腿自动调平系统的控制器根据电子水平仪测量调平设备水平面与地面水平面的偏角，进而以调平设备水平倾角上方的调平支腿为基准调平支腿；

s6、设备自动调平；控制器根据电子水平仪测量调平设备基准平面与地面水平面的偏角，控制距离基准调平支腿最远的两个调平支腿伸缩，直至所述偏角为零；

s7、检查、调节其它调平支腿，使其处于受力状态。控制器检查调平支腿和电子水平仪状态，保证电子水平仪处于水平状态，所有调平支腿均受力，直至设备完成所有支腿调平工作。

本实施例一提供的支腿自动调平方法首先在调平支腿上设置压力传感器，根据移动调平设备总体质量及重心分布，计算每条调平支腿理论承受重量。当设备完全离地由调平支腿支撑时压力传感器理论检测压力为p0，结合p0值、移动调平设备的结构形式、刚度等设计参数设置，综合确定调平支腿压力预设压力值p。

当所有的调平支腿都满足预设压力值p后，所有调平支腿均升高预定长度l的距离，用于补偿调平设备部件之间的间隙、承载后的变形以及场地不平整等因素所引进的误差，避免因上述原因导致调平后产生“虚腿”现象。部件间隙可能存在于112支腿盘与地面之间、111调平支腿主体与112支腿盘之间、111调平支腿主体与设备主体之间；当结构承受载荷时，设备必然产生变形；调平设备展开场地不可能存在绝对水平地面，存在一个不平整度。因此，综上所述，预定长度l应为在规定使用环境下，不产生“虚腿”的最小伸出长度值。

当控制器第一控制模块31检测到调平支腿压力传感器20反馈信号(即其均满足预设压力值p)后，所有调平支腿再伸出预定长度l。然后控制器第二控制模块32接受电子水平仪4的测量反馈，在所有调平支腿中确定一个支腿为基准调平支腿。保持基准调平支腿高度不变，调节另2个主调平支腿的高度，使调平设备基准水平面与地面水平夹角为零。然后，调节其余辅助调平支腿，使压力传感器20的测量值满足要求，调平工作结束。

本实施例二采用位置传感器替代实施例一的压力传感器，用112支腿盘与地面的相对位置间接确定该调平支腿是否承受预设压力值。由于测量参数改变，由此预定长度l也需要根据实际情况进行调整优化。

实施例二中位置传感器相对于实施例一中压力传感器，更具有结构简单、可靠性高、环境适应性好，价格便宜等优点，但灵敏度不如压力传感器，可能会导致预定伸出长度l会偏大。不同调平设备可根据自身需求，选择合适传感器，实现虚腿的识别与调平。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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。