一种液压抓斗的液压控制系统及方法与流程

本发明涉及液压抓斗控制，尤其涉及一种液压抓斗的液压控制系统及方法。

背景技术：

1、液压抓斗是一种广泛应用于各种物料抓取和装载的设备，其控制系统的设计是实现高效、准确和安全抓取的关键因素之一。

2、液压控制系统是一种常见的机械控制系统，其工作原理是通过液体作为介质来进行能量的传递和控制。在液压抓斗中，液压控制系统主要负责驱动和控制抓斗的开闭和提升动作。

3、现有液压控制系统主要通过以下几种方式实现：

4、手动控制：通过手动开关、旋钮或手柄等，直接操作液压站中的控制元件，实现对液压系统的控制。这种方法简单易用，但缺乏灵活性和精确性，适用于一些简单的液压抓斗操作。

5、自动控制：通过安装传感器、控制器和执行器等元件，将液压系统的控制信号自动化地转化为机械动作，实现对液压系统的控制。这种方法可以提高液压抓斗的工作效率和安全性，适用于一些复杂的液压抓斗操作。

6、比例控制：通过安装比例阀和比例电磁阀等元件，根据控制信号的大小，调节液压系统中的流量、压力和位置等参数，实现对液压系统的精确控制。这种方法可以实现液压抓斗的平稳、快速和精确的运动，适用于一些高精度的液压抓斗操作。

7、plc控制：通过使用可编程控制器(plc)和液压站的接口，编写控制程序，实现对液压系统的逻辑控制和自动化控制。这种方法可以实现液压抓斗的多功能、智能和灵活的运行，适用于一些高难度的液压抓斗操作。

8、但是现有技术中的这些自动控制过程较为复杂，手动控制方法不够灵活性和缺乏精确性，所以需要提供一种简单易用的自动液压抓斗控制系统。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种液压抓斗的液压控制系统，包括：

2、电机，所述电机通过联轴器连接变量柱塞泵，所述变量柱塞泵连接油箱；

3、液压控制模块，所述液压控制模块的进油口通过液压油管连接所述变量柱塞泵，所述液压控制模块的回油口连接所述油箱，所述液压控制模块的第一控制口连接多个液压油缸的闭合端，第二控制口连接各所述液压油缸的打开端，各所述液压油缸的活塞杆连接抓斗的斗瓣；

4、所述电机带动所述变量柱塞泵将油箱中的液压油通过液压油管向所述液压控制模块输送；

5、所述液压控制模块用于：

6、在接收到外部的闭合指令时，控制所述第一控制口打开，使油箱中的液压油流入各所述液压油缸的闭合端，使所述活塞杆推动所述斗瓣以使得所述抓斗闭合；

7、在接收到外部的打开指令时，控制所述第二控制口打开，使所述油箱中的液压油流入各所述液压油缸的打开端，使所述活塞杆带动所述斗瓣回缩以使得所述抓斗打开以及

8、在未接收到所述闭合指令以及所述打开指令时，通过控制所述第一控制口和所述第二控制口关闭使所述抓斗保持待机状态。

9、优选的，所述液压控制模块包括：

10、第一单向阀，所述第一单向阀的一端作为所述液压控制模块的所述第一控制口，所述第一单向阀的另一端连接所述变量柱塞泵，所述第一单向阀和所述变量柱塞泵之间设有第一电磁阀；

11、第二单向阀，所述第二单向阀的一端作为所述液压控制模块的所述第二控制口，所述第二单向阀的另一端连接所述变量柱塞泵，所述第二单向阀和所述变量柱塞泵之间设有第二电磁阀；

12、所述第一单向阀和所述第二单向阀连接所述变量柱塞泵的一端均作为所述液压控制模块的进油口；

13、液控单向阀，所述液控单向阀的一端连接所述第一控制口，所述液控单向阀的另一端作为所述液压控制模块的所述回油口，所述液控单向阀的控制端连接所述第二单向阀与所述变量柱塞泵连接的一端；

14、平衡阀，所述平衡阀的一端连接所述第二控制口，所述平衡阀的另一端连接所述油箱，所述平衡阀的控制端连接所述第一单向阀与所述变量柱塞泵连接的一端；

15、第一卸荷阀，所述第一卸荷阀的进油端连接所述第一控制口，所述第一卸荷阀的卸荷端连接所述油箱；

16、第二卸荷阀，所述第二卸荷阀的进油端所述第二控制口，所述第二卸荷阀的卸荷端连接所述油箱；

17、控制器，分别连接所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述液控单向阀、所述平衡阀、所述第一卸荷阀、所述第二卸荷阀和所述变量柱塞泵，用于：

18、在接收到外部的闭合指令时，控制所述第一控制口打开，使油箱中的液压油流入各所述液压油缸的闭合端，使所述活塞杆推动所述斗瓣以使得所述抓斗闭合；

19、在接收到外部的打开指令时，控制所述第二控制口打开，使所述油箱中的液压油流入各所述液压油缸的打开端，使所述活塞杆带动所述斗瓣回缩以使得所述抓斗打开以及

20、在未接收到所述闭合指令以及所述打开指令时，通过控制所述第一控制口和所述第二控制口关闭使所述抓斗保持待机状态。

21、优选的，每个所述液压油缸内分别包括有杆腔和无杆腔，所述有杆腔开设有所述打开端，所述无杆腔开设有所述闭合端，所述活塞杆设于所述有杆腔内，则所述控制器包括：

22、抓斗闭合单元，用于在接收到闭合指令时，导通所述第一电磁阀，关闭所述第二电磁阀以打开所述第一控制口，使所述油箱里的液压油通过所述第一控制口流向各所述液压油缸的闭合端，使所述活塞杆推动所述斗瓣以使得所述抓斗闭合，随后控制所述平衡阀打开，使得所述液压油缸的所述有杆腔内的液压油从所述打开端通过所述平衡阀流入所述油箱，以及在所述变量柱塞泵的输出压力达到设定的第一输出压力时控制所述第一卸荷阀进行卸荷；

23、抓斗打开单元，用于在接收到打开指令时，关闭所述第一电磁阀，导通所述第二电磁阀以打开所述第二控制口，使所述油箱中的液压油通过所述第二控制口流向各所述液压油缸的打开端，使所述活塞杆回缩带动所述斗瓣以使得所述抓斗打开，同时打开所述液控单向阀使得所述液压油缸的所述无杆腔的液压油从所述闭合端通过所述液控单向阀流回所述油箱，以及在所述变量柱塞泵的输出压力达到设定的第二输出压力时通过所述第二卸荷阀进行卸荷；

24、抓斗待机单元，用于在没有接收到所述打开指令以及所述闭合指令时，控制所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均关闭，以关闭所述第一控制口和所述第二控制口使所述抓斗保持待机状态。

25、优选的，所述液压控制模块还包括梭阀，所述梭阀连接所述控制器，所述梭阀的第一进油端和第二进油端分别连接所述第一卸荷阀和所述第二卸荷阀的反馈端，则所述抓斗闭合单元包括：

26、第一闭合子单元，用于在接收到闭合指令时，导通所述第一电磁阀，关闭所述第二电磁阀以打开所述第一控制口，使所述油箱里的液压油通过所述第一电磁阀和所述第一单向阀流向各所述液压油缸的闭合端，使所述活塞杆推动所述斗瓣以使得抓斗闭合，同时控制所述平衡阀打开，使得所述液压油缸的所述有杆腔内的液压油从所述打开端通过所述平衡阀流入所述油箱；

27、第二闭合子单元，用于在所述变量柱塞泵的输出压力未达到设定的第一输出压力时控制所述第一卸荷阀的反馈端打开，并根据所述梭阀的输出端的压力调节所述变量柱塞泵的输出排量，以及在所述变量柱塞泵的输出压力达到设定的第一输出压力时控制所述第一卸荷阀打开所述卸荷端进行卸荷。

28、优选的，所述液压控制模块还包括梭阀，所述梭阀连接所述控制器，所述梭阀的第一进油端和第二进油端分别连接所述第一卸荷阀和所述第二卸荷阀的反馈端，所述抓斗打开单元包括：

29、第一打开子单元，用于在接收到打开指令时，关闭所述第一电磁阀，导通所述第二电磁阀以打开所述第二控制口，使所述油箱中的液压油通过所述第二电磁阀和所述第二单向阀流向各所述液压油缸的闭合端，使所述活塞杆带动所述斗瓣回缩以使得所述抓斗打开，同时控制所述单向阀打开，使得所述液压油缸的所述无杆腔的液压油从所述闭合端通过所述单向阀流回所述油箱；

30、第二打开子单元，用于在所述变量柱塞泵的输出压力未达到设定的第二输出压力时控制述第二卸荷阀的反馈端打开，并根据所述梭阀的输出端的压力调节所述变量柱塞泵的输出排量，以及在所述变量柱塞泵的输出压力达到设定的第二输出压力时控制所述第二卸荷阀打开所述卸荷端进行卸荷。

31、6.根据权利要求2所述的液压控制系统，其特征在于，所述液压控制模块还包括溢流阀，所述溢流阀连接所述变量柱塞泵的出口和所述油箱，所述液压控制模块在所述变量柱塞泵的输出压力达到额定值时控制所述溢流阀打开泄压。

32、优选的，所述变量柱塞泵还连接有功率控制模块，所述功率控制模块用于根据所述变量柱塞泵的单位时间排量和输出压力处理得到实时功率，在所述实时功率大于预先设定的功率阈值时减小所述变量柱塞泵的输出压力直至所述实时功率不大于所述功率阈值。

33、本发明的较佳的实施例中，一种液压抓斗的液压控制方法，应用于上述的液压控制系统，所述液压控制方法包括：

34、步骤s1，所述液压控制系统控制所述电机带动所述变量柱塞泵将油箱中的液压油通过液压油管向所述液压控制模块输送；

35、步骤s2，所述液压控制系统在接收到外部的闭合指令时，控制所述第一控制口打开，使油箱中的液压油流入各所述液压油缸的闭合端，使所述活塞杆推动所述斗瓣以使得所述抓斗闭合；

36、步骤s3，所述液压控制系统在接收到外部的打开指令时，控制所述第二控制口打开，使所述油箱中液压油流入各所述液压油缸的打开端，使所述活塞杆带动所述斗瓣回缩以使得所述抓斗打开；

37、步骤s4，所述液压控制系统在未接收到所述闭合指令及所述打开指令时，通过控制所述第一控制口和所述第二控制口关闭使所述抓斗保持待机状态。

38、优选的，所述液压控制模块还包括梭阀，所示梭阀连接所述控制器，所述梭阀的第一油端和第二进油端分别连接所述第一卸荷阀和所述第二卸荷阀的反馈端，每个所述液压油缸内包括有杆腔和无杆腔，所述有杆腔开设有所述打开端，所述无杆腔开设有所述闭合端，所述活塞杆设于所述有杆腔内，则所述步骤s2包括：

39、步骤s21，所述液压控制系统在接收到所述闭合指令时，导通所述第一电磁阀，关闭所述第二电磁阀以打开所述第一控制口，使所述油箱里的液压油通过所述第一电磁阀和所述第一单向阀流向各所述液压油缸的闭合端，使所述活塞杆推动所述斗瓣以使得抓斗闭合，同时控制所述平衡阀打开，使得所述液压油缸的所述有杆腔内的液压油从所述打开端通过所述平衡阀流入所述油箱；

40、步骤s22，所述液压控制系统判断所述变量柱塞泵的输出压力是否达到设定的第一输出压力：

41、若是，则控制所述第一卸荷阀打开所述卸荷端进行卸荷；

42、若否，则控制所述第一卸荷阀的反馈端打开，并根据所述梭阀的输出端的压力调节所述变量柱塞泵的输出排量。

43、优选的，所述液压控制模块还包括梭阀，所述梭阀连接所述控制器，所述梭阀的第一油端和第二进油端分别连接所述第一卸荷阀和所述第二卸荷阀的反馈端，每个所述液压油缸内包括有杆腔和无杆腔，所述有杆腔开设有所述打开端，所述无杆腔开设有所述闭合端，所述活塞杆设于所述有杆腔内，则所述步骤s3包括：

44、步骤s31，所述液压控制系统在接收到所述打开指令时，关闭所述第一电磁阀，导通所述第二电磁阀以打开所述第二控制口，使所述油箱中的液压油通过所述第二电磁阀和所述第二单向阀流向各所述液压油缸的闭合端，使所述活塞杆带动所述斗瓣回缩以使得所述抓斗打开，同时控制所述液控单向阀打开，使得所述液压油缸的所述无杆腔的液压油从所述闭合端通过所述液控单向阀流回所述油箱；

45、步骤s32，所述液压控制系统判断所述变量柱塞泵的输出压力是否达到设定的第二输出压力：

46、若是，则控制所述第二卸荷阀打开所述卸荷端进行卸荷；

47、若否，则控制述第二卸荷阀的反馈端打开，并根据所述梭阀的输出端的压力调节所述变量柱塞泵的输出排量。

48、上述技术方案具有如下优点或有益效果：

49、1)操作简单，高效快捷：根据操作人员给出的打开指令、关闭指令，打开液压控制模块与各液压油缸的连接的第一控制口或第二控制口，使液压油推动液压油缸的活塞杆带动抓斗的斗瓣完成抓的打开和关闭，无需手动控制开关旋钮手柄等来调整抓斗，更具有灵活性和精确性；

50、2)体积小：将各个阀门包括在一个液压控制模块中，仅使用较少的控制元件，可以减小系统的整体体积。