支撑装置、工程机械、控制方法以及控制系统与流程

本发明涉及工程机械领域，具体地涉及一种支撑装置、包括该支撑装置的工程机械、用于控制该支撑装置的控制方法以及控制系统。

背景技术：

工程机械，例如汽车起重机，通常需要设置支撑装置，以便在作业时支撑自身稳定。目前市场上通用的支撑装置主要是由一级或多级的直支腿或者摆腿组成。例如图1和图2所示，支撑装置主要由活动摆腿ⅰ和活动支腿ⅱ组成，活动摆腿ⅰ主要由活动摆腿垂直腿1、活动摆腿水平腿2以及活动摆腿液压控制机构3构成；活动支腿ⅱ主要由活动支腿垂直腿4、活动支腿水平腿5以及活动支腿液压控制机构6构成。其中，活动摆腿ⅰ主要通过绕销轴7旋转来调节支撑范围，活动支腿ⅱ主要通过直线伸缩来调节支撑范围。

但是上述支撑装置存在以下缺陷：(1)支腿结构单一，支撑范围小，对地面平整度要求较高；(2)起重机吊装时(尤其是在侧方位吊装时)会出现支腿的支脚板受力不均，甚至离地的情况；(3)支撑点单一，支腿对地支撑稳定性较弱；(4)用于中小吨位的支撑装置大多数都是手动控制，使用不便。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种支撑装置、包括该支撑装置的工程机械、用于控制该支撑装置的控制方法以及控制系统，以解决上述至少一个问题。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种支撑装置，所述支撑装置包括固定支腿、活动支腿、两个旋转支腿以及两个支脚，所述活动支腿连接于所述固定支腿并能够相对于所述固定支腿沿所述固定支腿的长度方向伸缩，两个所述旋转支腿的一端可转动地连接于所述活动支腿，两个所述旋转支腿的另一端分别与两个所述支脚连接，两个所述旋转支腿设置为能够在水平面内转动以相对打开和靠拢，两个所述支脚设置为能够沿竖直方向伸缩。

可选地，所述支撑装置包括第一驱动件，所述第一驱动件用于驱动所述活动支腿伸缩；和/或

所述支撑装置包括第二驱动件，所述第二驱动件用于驱动两个所述旋转支腿相对打开和靠拢。

可选地，所述第一驱动件包括沿所述固定支腿的长度方向延伸的第一水平油缸，所述第一水平油缸的一端连接于所述固定支腿，所述第一水平油缸的另一端连接于所述活动支腿；和/或

所述第二驱动件包括拉杆、两个连杆以及沿所述固定支腿的长度方向延伸的第二水平油缸，所述拉杆位于两个所述旋转支腿之间，所述第二水平油缸的一端连接于所述活动支腿，所述第二水平油缸的另一端连接于所述拉杆，两个所述连杆的一端分别铰接于两个所述旋转支腿，两个所述连杆的另一端铰接于所述拉杆。

可选地，两个所述旋转支腿对称地位于所述第二水平油缸的两侧，两个所述连杆对称地位于所述第二水平油缸的两侧。

可选地，所述第二驱动件包括沿所述固定支腿的长度方向延伸的第二水平油缸，所述第二水平油缸的一端连接于所述活动支腿，所述第二水平油缸的另一端的两侧分别设置有延其长度方向延伸的齿条，两个所述旋转支腿的所述一端分别设置有与所述齿条配合的齿轮。

可选地，所述支脚包括竖直油缸和支脚板，所述竖直油缸的一端连接于所述旋转支脚，所述竖直油缸的另一端连接于所述支脚板。

本发明第二方面提供一种工程机械，所述工程机械包括以上所述的支撑装置，所述支撑装置安装于所述工程机械的底部以用于支撑所述工程机械。

本发明第三方面提供一种控制方法，所述控制方法用于控制以上所述的支撑装置在支撑状态和收纳状态之间的转变，所述控制方法包括：

由所述收纳状态向所述支撑状态转变的展开操作，所述展开操作包括：

控制所述活动支腿伸出；

控制两个所述旋转支腿相对打开；以及

控制两个所述支脚伸长；以及

由所述支撑状态向所述收纳状态转变的收纳操作，所述收纳操作包括：

控制两个所述支脚缩回；

控制两个所述旋转支腿靠拢；以及

控制所述活动支腿缩回。

可选地，所述展开操作设置为：控制两个所述旋转支腿在所述活动支腿的伸出动作完成后或者未完成时开始相对打开，控制两个所述支脚在两个所述旋转支腿的打开动作完成后或者未完成时开始伸长；

所述收纳操作设置为：控制两个所述旋转支腿在两个所述支脚的缩回动作完成后或者未完成时开始靠拢，控制所述活动支腿在两个所述旋转支腿的靠拢动作完成后或者未完成时开始缩回。

本发明第四方面提供一种控制系统，所述控制系统用于控制以上所述的支撑装置在支撑状态和收纳状态之间的转变，所述控制系统包括控制模块、用于驱动所述活动支腿的第一执行模块、用于驱动所述旋转支腿的第二执行模块以及用于驱动所述支脚的第三执行模块，其中，所述控制模块用于控制所述第一执行模块、所述第二执行模块以及所述第三执行模块的动作以及动作的时间。

可选地，所述控制系统包括检测模块，所述检测模块用于检测两个所述旋转支腿的打开角度，并将检测的角度信号反馈给所述控制模块，所述控制模块根据所述角度信号使所述第二执行模块调整两个所述旋转支腿的打开角度。

本发明的支撑装置通过采用固定支腿、活动支腿、两个旋转支腿以及两个支脚的组合，其中，固定支腿与活动支腿的配合能够增大支撑装置在水平方向上的支撑范围，两个旋转支腿的配合能够增大支撑装置在水平面内的支撑范围，提高支撑稳定性，两个支脚能够增大支撑装置在竖直方向上的支撑范围，相比于现有技术，本发明的支撑装置支撑范围更广，稳定性更高。而且本发明通过采用两个支脚，能够进行两点支撑，提高对地支撑稳定性，可伸缩的支脚还能够灵活适应地面情况。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有技术的一种支撑装置安装于起重机的结构示意图；

图2是图1的部分俯视图；

图3是本发明中支撑装置的一种实施方式的结构示意图；

图4是图3的俯视图，其中两个旋转支腿相靠拢；

图5是图3中的两个旋转支腿相对打开的示意图；

图6是图5中第二驱动件采用另一种实施方式的结构示意图；

图7是本发明中控制系统的一种实施方式的示意图。

附图标记说明

10-支撑装置，11-固定支腿，12-活动支腿，13-旋转支腿，131-齿轮，14-支脚，141-竖直油缸，142-支脚板，15-第一水平油缸，16-拉杆，17-连杆，18-第二水平油缸，181-齿条，20-控制系统，21-控制程序，22-电子控制单元，23-第一继电器，24-第二继电器，25-第三继电器，26-第一电磁控制阀，27-第二电磁控制阀，28-第三电磁控制阀，29-角度传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“水平、竖直”通常是指安装使用状态下的方位。

本发明第一方面提供一种支撑装置，所述支撑装置10包括固定支腿11、活动支腿12、两个旋转支腿13以及两个支脚14，活动支腿12连接于固定支腿11并能够相对于固定支腿11沿固定支腿11的长度方向伸缩，两个旋转支腿13的一端可转动地连接于活动支腿12，两个旋转支腿13的另一端分别与两个支脚14连接，两个旋转支腿13设置为能够在水平面内转动以相对打开和靠拢，两个支脚14设置为能够沿竖直方向伸缩。

上述中，固定支腿11和活动支腿12可采用任意的连接方式，只要能够使活动支腿12相对于固定支腿11沿固定支腿11的长度方向伸缩即可。例如，固定支腿11和活动支腿12可相互套设，或者固定支腿11上可设置有供活动支腿12嵌设并能够引导活动支腿12移动的导向槽。通过活动支腿12的伸缩可调整固定支腿11和活动支腿12的整体长度。另外，可以理解的是，活动支腿12会带动两个旋转支腿13和两个支脚14一起在水平方向上伸缩。

在使用时，通过调节活动支腿12的伸缩长度，可以调节支撑装置10在水平方向上的支撑范围，适应各种不同的支撑长度需求；通过调节两个旋转支腿13的打开角度，可以调节支撑装置10在水平面内的支撑范围，提高支撑装置10的支撑稳定性和可靠性；通过调节两个支脚14的伸缩长度，可以调节支撑装置10在竖直方向上的支撑范围，适应各种不同的支撑高度需求。

通过上述方案，本发明的支撑装置10通过采用固定支腿11、活动支腿12、两个旋转支腿13以及两个支脚14的组合，其中，固定支腿11与活动支腿12的配合能够增大支撑装置10在水平方向上的支撑范围，两个旋转支腿13的配合能够增大支撑装置10在水平面内的支撑范围，提高支撑稳定性，两个支脚14能够增大支撑装置10在竖直方向上的支撑范围，相比于现有技术，本发明的支撑装置10支撑范围更广，稳定性更高。而且本发明通过采用两个支脚14，能够进行两点支撑，提高对地支撑稳定性，可伸缩的支脚14还能够灵活适应地面情况。因此，本发明的支撑装置10能够使所支撑的工程机械(例如起重机)的工作幅度更大，侧方位吊装工况稳定性更佳。

本发明中，支撑装置10还可包括第一驱动件和第二驱动件，第一驱动件用于驱动活动支腿12伸缩，第二驱动件用于驱动两个旋转支腿13相对打开和靠拢。其中，第一驱动件和第二驱动件可以为任意类型的驱动结构。

根据本发明第一驱动件的一种实施方式，如图3所示，第一驱动件可包括沿固定支腿11的长度方向延伸的第一水平油缸15，第一水平油缸15的一端连接于固定支腿11，第一水平油缸15的另一端连接于活动支腿12。在使用时，固定支腿11是固定的，通过第一水平油缸15的伸缩，可以带动活动支腿12在水平方向上伸缩。

根据本发明第二驱动件的一种实施方式，如图4和图5所示，第二驱动件可包括拉杆16、两个连杆17以及沿固定支腿11的长度方向延伸的第二水平油缸18，拉杆16位于两个旋转支腿13之间，第二水平油缸18的一端连接于活动支腿12，第二水平油缸18的另一端连接于拉杆16，两个连杆17的一端分别铰接于两个旋转支腿13，两个连杆的17另一端铰接于拉杆16。在使用时，当第二水平油缸18的右端向左收回时，会带动拉杆16左移，从而向两边推动两个连杆17，两个连杆17会给两个旋转支腿13传递一个扭矩，两个旋转支腿13便会转动而相对打开(参见图5)；当第二水平油缸18的右端向右伸出时，会推动拉杆16右移，从而向中间拉动两个连杆17，进一步使两个旋转支腿13转动而相互靠拢(参见图4)。其中，两个旋转支腿13之间的夹角可以在0-180°之间调节。

其中，为了使两个旋转支腿13同步转动，可使两个旋转支腿13对称地位于第二水平油缸18的两侧，并使两个连杆17对称地位于第二水平油缸18的两侧。这样能够更加便于控制和检测两个旋转支腿13的打开角度。另外，为了提高两个旋转支腿13转动的稳定性，连杆17与旋转支腿13的铰点最好位于旋转支腿13的厚度方向上的中心。

根据本发明第二驱动件的另一种实施方式，如图6所示，所述第二驱动件可包括沿固定支腿11的长度方向延伸的第二水平油缸18，第二水平油缸18的一端连接于活动支腿12，第二水平油缸18的另一端的两侧分别设置有延其长度方向延伸的齿条181，两个旋转支腿13的所述一端分别设置有与齿条181配合的齿轮131。其中，由于两侧齿条181与齿轮131的啮合，当第二水平油缸18伸缩时，会带动齿轮131转动，从而使两个旋转支腿13打开和靠拢。

以上所述的第二驱动件的两种实施方式，都是通过一个油缸来驱动两个旋转支腿13的转动，这样能够简化结构，节省成本。当然，在其他实施方式中，也可为两个旋转支腿13单独配备油缸分别驱动旋转，以达到更加灵活的支腿摆动角度。

本发明中，支脚14可具有任意结构，只要能够稳定地支撑于地面即可。支脚14也可通过任意方式实现在竖直方向上的伸缩。根据本发明的一种实施方式，如图3所示，支脚14可包括竖直油缸141和支脚板142，竖直油缸141的一端连接于旋转支脚13，竖直油缸141的另一端连接于支脚板142。其中，通过竖直油缸141的伸缩动作，可调整支脚板142的高度，从而使其适应地面情况，稳定地支撑于地面。

本发明第二方面提供一种工程机械，所述工程机械包括以上所述的支撑装置10，支撑装置10安装于所述工程机械的底部以用于支撑所述工程机械。

其中，所述工程机械可以为起重机，支撑装置10可支撑于起重机的底盘。

本发明第三方面提供一种控制方法，所述控制方法用于控制以上所述的支撑装置10在支撑状态和收纳状态之间的转变。所述控制方法可包括由所述收纳状态向所述支撑状态转变的展开操作以及由所述支撑状态向所述收纳状态转变的收纳操作，其中，所述展开操作包括：控制活动支腿12伸出，控制两个旋转支腿13相对打开，以及控制两个支脚14伸长；所述收纳操作包括：控制两个支脚14缩回，控制两个旋转支腿13靠拢，以及控制活动支腿12缩回。

上述中，所述展开操作和所述收纳操作可以采用顺序控制方式，即所述展开操作设置为：控制两个旋转支腿13在活动支腿12的伸出动作完成后开始相对打开，控制两个支脚14在两个旋转支腿13的打开动作完成后开始伸长；所述收纳操作设置为：控制两个旋转支腿13在两个支脚14的缩回动作完成后开始靠拢，控制活动支腿12在两个旋转支腿13的靠拢动作完成后开始缩回。

所述展开操作和所述收纳操作也可以采用同步控制方式，即所述展开操作设置为：控制两个旋转支腿13在活动支腿12的伸出动作未完成时开始相对打开，控制两个支脚14在两个旋转支腿13的打开动作未完成时开始伸长；所述收纳操作设置为：控制两个旋转支腿13在两个支脚14的缩回动作未完成时开始靠拢，控制活动支腿12在两个旋转支腿13的靠拢动作未完成时开始缩回。

上述中，可以理解的是，所述同步控制方式中，各动作并非完全同步，而是在上一个动作(例如活动支腿12的伸出动作)进行一段时间但还未完成时，开始下一个动作(例如两个旋转支腿13的打开动作)。所述顺序控制方式稳定性好，适用于例如车辆检修、地形较复杂的区域。所述同步控制方式效率高，适用于地形较好、工作转运较频繁的区域。

本发明第四方面提供一种控制系统，所述控制系统20用于控制以上所述的支撑装置10在支撑状态和收纳状态之间的转变。控制系统20可包括控制模块、用于驱动活动支腿12的第一执行模块、用于驱动旋转支腿13的第二执行模块以及用于驱动支脚14的第三执行模块，其中，所述控制模块用于控制所述第一执行模块、所述第二执行模块以及所述第三执行模块的动作以及动作的时间。

具体地，如图7所示，所述控制模块可包括控制程序21和电子控制单元(ecu)22，控制程序21可通过电子控制单元22向第一执行模块、第二执行模块以及第三执行模块传输指令。第一执行模块可包括第一继电器23、第一电磁控制阀26以及第一水平油缸15。第二执行模块可包括第二继电器24、第二电磁控制阀27以及第二水平油缸18。第三执行模块可包括第三继电器25、第三电磁控制阀28以及竖直油缸141。其中，继电器23、24、25可接收所述传输指令并输出相应的电讯号来分别控制电磁控制阀26、27、28，电磁控制阀26、27、28可分别控制第一水平油缸15、第二水平油缸18、竖直油缸141的运行。

上述控制系统20可以执行以上所述的控制方法中的顺序控制方式和同步控制方式。在执行所述顺序控制方式时，以所述展开操作为例，控制程序21先通过电子控制单元22向第一继电器23传输指令，第一继电器23接收指令后输出相应的电讯号控制第一电磁控制阀26运行，从而控制第一水平油缸15伸出，进而驱动活动支腿12伸出；在第一水平油缸15的伸出动作完成后，电子控制单元22向第二继电器24传输指令，第二继电器24接收指令后输出相应的电讯号控制第二电磁控制阀27运行，从而控制第二水平油缸18伸出，进而驱动两个旋转支腿13相对打开；在第二水平油缸18的伸出动作完成后，电子控制单元22向第三继电器25传输指令，第三继电器25接收指令后输出相应的电讯号控制第三电磁控制阀28运行，从而控制竖直油缸141伸出，进而驱动两个支脚14伸长。

在执行所述同步控制方式时，以所述展开操作为例，控制程序21先通过电子控制单元22向第一继电器23传输指令，控制第一水平油缸15伸出，进而驱动活动支腿12伸出；当第一水平油缸15伸出经过时间t1时(此时第一水平油缸15的伸出动作还未完成)，电子控制单元22向第二继电器24传输指令，控制第二水平油缸18开始伸出，进而驱动两个旋转支腿13开始相对打开；当第二水平油缸18伸出经过时间t2时(此时第二水平油缸18的伸出动作还未完成)，电子控制单元22向第三继电器25传输指令，控制竖直油缸141开始伸出，进而驱动两个支脚14开始伸长。其中，在第二水平油缸18伸出经过时间t2时，第一水平油缸15的伸出动作已完成。

上述同步控制方式中，不使活动支腿12和旋转支腿13完全同步动作，可以避免因活动支腿12在固定支腿11中时，旋转支腿13无法转动打开的情况。不使旋转支腿13和支脚14完全同步动作，可以避免因为地形或其他障碍原因导致垂直油缸141伸出时干涉的情况。

本发明中，控制系统20还可包括检测模块，所述检测模块可用于检测两个旋转支腿13的打开角度，并将检测的角度信号反馈给所述控制模块，所述控制模块根据所述角度信号使所述第二执行模块调整两个旋转支腿13的打开角度，从而达到操作者想要的打开角度。

本发明通过提供用于控制支撑装置10的控制方法和控制系统，可以实现对支撑装置10的智能化灵活控制，大大提高工作效率。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。