基于锁紧套液压缸的升降装置及其控制系统和方法与流程

本发明涉及一种升降装置，具体涉及一种基于锁紧套液压缸的升降装置，以及该升降装置的液压控制系统和方法。

背景技术：

1、升降装置是一种现代化多用途的起重提升设备，广泛应用于工业、高空作业等领域的大型设备制造及维护中。根据不同结构设计升降装置可采用丝杠传动、齿轮齿条传动、链条传动、液压传动等多种传动方式，其中，采用液压传动方式的升降装置(液压升降装置)因具有力矩大、调速范围大、易于实现自动化、易于实现超荷保护等优点，应用范围最为广泛。但现有的液压升降装置多以液压马达或普通液压缸作为驱动执行机构，并采用缸销、壁销或液压锁进行位置锁定，无法实现任意位置的可靠锁紧，且受环境温度变化影响较大，致使稳定性和可靠性较低，不能满足高精度使用要求。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于锁紧套液压缸的升降装置及其控制系统和方法，具有结构简单、控制方便、锁紧可靠、安全稳定、实用性强的优点。

2、为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于锁紧套液压缸的升降装置，包括升降塔，所述升降塔包括依次套设并滑动配合的多个塔体，最下侧的塔体为一级塔体，其余塔体的级数由下至上依次递增，一级塔体和二级塔体之间设有锁紧套液压缸，相邻的三个塔体之间分别设有沿周向分布的传动机构，相邻的三个塔体对应为n级塔体、n+1级塔体和n+2级塔体，n≥1，所述传动机构包括滑轮和钢丝绳，滑轮通过轮架安装在n+1级塔体的顶部，钢丝绳的一端固定在n级塔体的底部，钢丝绳的另一端绕过滑轮并固定在n+2级塔体的底部。

3、进一步的，本发明一种基于锁紧套液压缸的升降装置，其中，所述锁紧套液压缸包括缸筒以及沿轴向穿过缸筒一端壁的活塞杆，活塞杆上固定有与缸筒内壁滑动密封配合的第一活塞和第二活塞，第一活塞和第二活塞之间固定有与缸筒内壁过盈配合的锁紧套，活塞杆中设有解锁油腔，锁紧套上设有沿周向分布的解锁油孔，解锁油孔的一端与解锁油腔连通，解锁油孔的另一端通向缸筒内壁。

4、进一步的，本发明一种基于锁紧套液压缸的升降装置，其中，所述锁紧套液压缸还包括沿轴向穿过缸筒和活塞杆并与解锁油腔连通的解锁油管，解锁油管与缸筒密封固定连接并与活塞杆滑动密封配合，或者，解锁油管与缸筒滑动密封配合并与活塞杆密封固定连接；所述第一活塞上通过密封槽安装有挤压在缸筒内壁上的第一密封圈，所述第二活塞上通过密封槽安装有挤压在缸筒内壁上的第二密封圈，缸筒的两端对应设有无杆腔管接头和有杆腔管接头。

5、进一步的，本发明一种基于锁紧套液压缸的升降装置，其中，所述锁紧套液压缸倒置，锁紧套液压缸的缸筒固定在二级塔体中部设置的凹槽中，锁紧套液压缸的活塞杆通过法兰固定在一级塔体的中部。

6、本发明还提供了一种上述升降装置的液压控制系统，包括油箱、双联齿轮泵、多路阀和油缸解锁阀，所述双联齿轮泵包括输入口均与油箱连接的第一齿轮泵和第二齿轮泵，所述多路阀的进油口通过进油管路与第一齿轮泵的输出口连接，多路阀的主回油口通过主回油管路与油箱连接，多路阀的工作油口一通过正腔管路与锁紧套液压缸的无杆腔连接，多路阀的工作油口二通过反腔管路与锁紧套液压缸的有杆腔连接，所述进油管路通过第一泄压管路与油箱连接，第一泄压管路上设有第一断路阀和第一溢流阀，第一断路阀为常闭型的两位两通电磁换向阀，所述油缸解锁阀为两位三通电磁换向阀，油缸解锁阀的进油口通过第一解锁管路与第二齿轮泵的输出口连接，油缸解锁阀的回油口通过泄油管路与油箱连接，油缸解锁阀的工作口通过第二解锁管路与锁紧套液压缸的解锁油腔连接，所述第一解锁管路分别通过直回管路和第二泄压管路与油箱连接，直回管路和第二泄压管路上对应设有第二断路阀和第二溢流阀，第二断路阀为常开型的两位两通电磁换向阀。

7、进一步的，本发明一种上述升降装置的液压控制系统，其中，所述进油管路上设有第一过滤器和第一单向阀，所述第一解锁管路上设有第二过滤器和第二单向阀，所述主回油管路上设有第三过滤器，所述正腔管路上设有平衡阀，平衡阀的控制口与反腔管路连接。

8、进一步的，本发明一种上述升降装置的液压控制系统，其中，所述进油管路上设有第一测压接头和第一压力传感器，所述正腔管路上设有第二测压接头和第二压力传感器，所述第一解锁管路上设有第三测压接头，所述第二解锁管路上设有第三压力传感器。

9、进一步的，本发明一种上述升降装置的液压控制系统，其中，所述第一泄压管路和第二泄压管路均通过主回油管路与油箱连接，所述泄油管路和直回管路均与第二溢流阀出口侧的第二泄压管路连接；所述多路阀的副回油口通过副回油管路与油箱连接。

10、本发明还提供了一种上述液压控制系统的控制方法，包括以下步骤：

11、s1、启动双联齿轮泵，并使第一断路阀通电换向以连通第一泄压管路；

12、s2、让多路阀换向以使其进油口与工作油口一连通，并使其主回油口与工作油口二连通；

13、s3、当进油管路的压力大于3mpa时，让多路阀回中位，并使第一断路阀断电换向以切断第一泄压管路；

14、s4、使第二断路阀通电换向以切断直回管路，并让油缸解锁阀通电换向以使其进油口与工作口连通；

15、s5、当第二解锁管路的压力大于21mpa时，让多路阀换向以使其进油口与工作油口一连通，并使其主回油口与工作油口二连通；

16、s6、当升降装置上升到位后，让多路阀回中位，并让油缸解锁阀断电换向以使其回油口与工作口连通，且使第二断路阀断电换向以连通直回管路。

17、进一步的，本发明一种上述液压控制系统的控制方法，还包括以下步骤：

18、s7、启动双联齿轮泵，并使第一断路阀通电换向以连通第一泄压管路；

19、s8、让多路阀换向以使其进油口与工作油口一连通，并使其主回油口与工作油口二连通；

20、s9、当进油管路的压力大于3mpa时，让多路阀回中位，并使第一断路阀断电换向以切断第一泄压管路；

21、s10、使第二断路阀通电换向以切断直回管路，并让油缸解锁阀通电换向以使其进油口与工作口连通；

22、s11、当第二解锁管路的压力大于21mpa时，让多路阀换向以使其进油口与工作油口二连通，并使其主回油口与工作油口一连通；

23、s12、当升降装置下降到位后，让多路阀回中位，并让油缸解锁阀断电换向以使其回油口与工作口连通，且使第二断路阀断电换向以连通直回管路。

24、本发明一种基于锁紧套液压缸的升降装置及其控制系统和方法与现有技术相比，具有以下优点：本发明通过设置升降塔，使升降塔设置依次套设并滑动配合的多个塔体，其中，最下侧的塔体作为一级塔体，其余塔体的级数由下至上依次递增，在一级塔体和二级塔体之间设置锁紧套液压缸，在相邻的三个塔体之间分别设置沿周向分布的传动机构，若相邻的三个塔体对应标记为n级塔体、n+1级塔体和n+2级塔体，n≥1，让传动机构设置滑轮和钢丝绳，其中，滑轮通过轮架安装在n+1级塔体的顶部，钢丝绳的一端固定在n级塔体的底部，钢丝绳的另一端绕过滑轮并固定在n+2级塔体的底部。由此就构成了一种结构简单、控制方便、锁紧可靠、安全稳定、实用性强的基于锁紧套液压缸的升降装置，在实际应用中，当锁紧套液压缸进行伸出动作时，二级塔体就会相对一级塔体滑动并伸出，三级塔体在传动机构的作用下就会相对二级塔体滑动并伸出，其余塔体也会在传动机构的作用下进行相同动作，从而使升降装置实现整体上升目的；升降装置下降过程与上升过程相反，在此不再赘述。本发明通过采用锁紧套液压缸作为升降驱动执行部件，使升降装置实现了全行程任意位置的机械锁紧，且不受环境温度变化影响，与传统液压升降装置相比无需设计复杂的缸销、壁销或油缸锁紧阀组，极大地简化了液压系统，且提高了锁紧可靠性和安全稳定性；通过使升降塔采用滑轮和钢丝绳的传动机构，提高了各级塔体动作的同步性，且具有结构均衡、动作平稳、升降行程大的优点。本发明提供的控制系统和方法具有控制方便、安全可靠的优点。

25、下面结合附图所示具体实施方式对本发明一种基于锁紧套液压缸的升降装置及其控制系统和方法作详细说明。