专利名称：混凝土泵送设备、串联油缸的行程控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油缸控制领域，更具体地，涉及一种混凝土泵送设备、串联油缸的行程控制装置。
背景技术：
如图I所示，中国专利CN 101776107A公开了一种串联油缸的行程控制装置。请参考图I，第一油缸10和第二油缸20串联地设置，其无杆腔连接到阀60，泵80输出的压力油通过阀60进入第一油缸10或第二油缸20的无杆腔。该行程控制装置使用两个接近开关30’和40’(其中，这两个接近开关30’和40’错开一定的距离D)形成控制区域，以检测第一油缸10和第二油缸20的行程。通过油缸行程与控制区域之间的位置关系(例如未达 到控制区域、达到控制区域和超过控制区域)及两个串联的第一油缸10和第二油缸20的连通腔的连通状态(包括有杆腔连通和无杆腔连通)，判定连通腔的油液容积状态(包括过少、合适、过多)，以便对连通腔的容积进行调整，从而将油缸行程控制在控制区域内。例如，当连通腔的油液容积过多时，控制器50控制补泄油阀70使得连通腔与油箱相连，从而对连通腔泄油。当连通腔的油液容积过少时，控制器50控制补泄油阀70使得连通腔与系统的压力油相连从而对连通腔补油。当连通腔的油液容积合适时，控制器50控制补泄油阀70使得连通腔与外界断开连接。由于现有技术的行程控制的精度是由接近开关30’和40’的距离D来保证的，而该距离D会受到安装误差的影响，从而影响了行程控制的精度，造成控制精度不稳定的问题。另外，现有技术必须在前一个油缸运动周期检测油缸行程，然后在下一个周期对行程进行调节，因此，不能及时对油缸的行程进行调整，可能发生由于油缸的实际运动行程超过了预定的行程而撞缸的问题，也会发生行程过短而效率下降的问题。
实用新型内容本实用新型旨在提供一种混凝土泵送设备、串联油缸的行程控制装置，以解决现有技术中不能及时调整油缸行程的问题。为解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种串联油缸的行程控制装置，串联油缸包括串联的第一油缸和第二油缸，第一油缸的活塞和第二油缸的活塞均在第一位置和第二位置之间运动，第二位置与第一位置之间的距离为设定行程，第一油缸与第二油缸相互串联的腔体为连通腔，行程控制装置包括第一位置检测单元，安装在第一油缸上，用于实时检测第一油缸的活塞的第一运动位置并生成第一运动位置信号；第二位置检测单元，安装在第二油缸上，用于实时检测第二油缸的活塞的第二运动位置并生成第二运动位置信号；控制器，与第一位置检测单元和第二位置检测单元连接，控制器接收第一运动位置信号和第二运动位置信号，并根据预定的控制策略控制连通腔的体积以控制串联油缸的行程。进一步地，第二位置与第一运动位置的差值为第一值，第二位置与第二运动位置的差值为第二值，第一值与第二值的和为实际行程，控制器计算出设定行程与实际行程的差值；控制器在差值大于零的情况下控制连通腔补油，控制器在值差小于零的情况下控制连通腔泄油。进一步地，第一油缸的活塞和活塞杆上开设有第一测试孔，第二油缸的活塞和活塞杆上开设有第二测试孔，第一位置检测单元的至少一部分穿设在第一测试孔内，第二位置检测单元的至少一部分穿设在第二测试孔内。进一步地，行程控制装置还包括补泄油阀，与控制器连接，控制器控制补泄油阀向连通腔补油或泄油。根据本实用新型的另一方面，提供了一种混凝土泵送设备，包括泵送装置，泵送 装置包括串联油缸和用于控制串联油缸的行程控制装置，行程控制装置是上述任一种行程控制装置。本实用新型使用活塞当前的实时位置信息，对串联油缸的连通腔的总体积进行实时控制，可及时精确地对油缸的行程进行控制，避免了撞缸和行程过短的问题。
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中图I示意性示出了现有技术中的串连油缸的行程控制装置的示意图；图2示意性示出了本实用新型一个实施例中的串联油缸的行程控制装置的示意图；图3示意性示出了本实用新型另一个实施例中的串联油缸的行程控制装置的示意图；以及图4示意性示出了本实用新型中的串联油缸的行程控制方法的控制流程示意图。图中附图标记10、第一油缸；11、活塞杆；12、活塞；13、无杆腔；14、有杆腔；20、第二油缸；21、活塞杆；22、活塞；23、无杆腔；24、有杆腔；30、第一位置检测单元；30’、接近开关；40’、接近开关；40、第二位置检测单元；50、控制器；60、阀；70、补泄油阀；80、泵；90、泵；100、分配机构；110、阀；A、第一位置；B、第二位置；D、距离；L1、距离；L2、距离；0、左端；X、第一运动位置；Y、第二运动位置。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。作为本实用新型的第一方面，提供了一种串联油缸的行程控制装置。如图2和图3所示，串联油缸包括串联的第一油缸10和第二油缸20，第一油缸10的活塞12和第二油缸20的活塞22均在第一位置A和第二位置B之间运动，第二位置B与第一位置A之间的距离为设定行程，第一油缸10与第二油缸20相互串联的腔体为连通腔。行程控制装置包括第一位置检测单元30，安装在第一油缸10上，用于实时检测第一油缸10的活塞12的第一运动位置X并生成第一运动位置信号；第二位置检测单元40，安装在第二油缸20上，用于实时检测第二油缸20的活塞22的第二运动位置Y并生成第二运动位置信号；控制器50，与第一位置检测单元30和第二位置检测单元40连接，控制器50接收第一运动位置信号和第二运动位置信号，并根据预定的控制策略控制连通腔的体积以控制串联油缸的行程。由于串联油缸在工作过程中，连通腔(即第一油缸和第二油缸的相互连通的两个腔，例如，图2和图3中的有杆腔)的油液体积决定了油缸运动的行程，因此只要能够控制连通腔的油液体积，就能地控制油缸的行程。在一个优选的实施例中，第二位置B与第一运动位置X的差值为第一值，第二位置B与第二运动位置Y的差值为第二值，第一值与第二值的和为实际行程，控制器计算出设定行程与实际行程的差值；控制器50在差值大于零的情况下控制连通腔补油，控制器在值差小于零的情况下控制连通腔泄油。这样，就建立了一种控制策略，该控制策略可以根据设定行程与实际行程的差值控制连通腔的体积，以达到控制串联油缸行程的目的。显然，可以利 用其它的控制策略来控制连通腔的体积，例如，利用第一油缸10与第二油缸20的无杆腔的长度之和与第一油缸10或第二油缸20的总长度的关系，控制连通腔的体积。优选地，行程控制装置还包括补泄油阀70，与控制器50连接，控制器50控制补泄油阀70向连通腔补油或泄油。通过补油或泄油的操作，可以使改变第一油缸10和第二油缸20的连通腔的总体积，从而达到调节行程的目的。请参考图2，第一油缸10和第二油缸20的左端为0，其第一位置A与左端O的距离为LI，第二位置B与左端O之间的距离为L2。因此，第一油缸10和第二油缸20的设定打程S为L2-L1。请参考图2，活塞12与第二位置B之间的距离(即第一值)为L2-X，活塞22与第二位置B之间的距离(即第二值)为L2-Y。第一油缸10和第二油缸20的实际行程SO为第一值与第二值的和，即S0=L2-X+L2-Y = 2L2-X-Y，于是就可以使用上式构造用于表示实际行程的表达式。接着，可通过控制器50得到设定行程与实际行程的差值AS，其中，AS =S-SO。当Λ SCO时，需要通过补泄油阀70向连通腔内补油，从而增大连通腔的体积，以调整行程的位置。当AS>0时，需要通过补泄油阀70向连通腔内补油，从而增大连通腔的体积，以调整行程的位置。这样，在控制的过程中，不需要像现有技术中那样利用第一油缸和第二油缸在上个运动周期时的历史位置数据，仅需要使用活塞当前的实时位置信息，对串联油缸的连通腔的总体积进行实时控制，就能够及时对油缸的行程精确控制，尽可能地避免由于行程过长而引起的撞缸的问题、或由于行程过短而引起效率下降的问题。另外，由于本实用新型能够实现任一油缸运动周期内的行程变化控制，使活塞在每个运动周期内都能运动到位，因而提高了泵送效率和系统的使用寿命。另外，由于油缸上的润滑点的位置是固定的，如果不能精确地控制活塞的行程，就不能保证活塞每次都能运动到润滑点的位置接受润滑，以致影响了活塞的使用寿命。本实用新型能够精确地控制活塞的行程，因而，可以保证活塞每次都能运动到润滑点处，从而提高了活塞的使用寿命。优选地,第一油缸10的活塞12和活塞杆11上开设有第一测试孔，第二油缸20的活塞22和活塞杆21上开设有第二测试孔，第一位置检测单元30的至少一部分穿设在第一测试孔内，第二位置检测单元40的至少一部分穿设在第二测试孔内。例如，第一位置检测单元30和第二位置检测单元40可以是磁致传感器。通过第一位置检测单元和第二位置检测单元可以实时而精确地检测第一油缸10和第二油缸20的活塞的位置。工作时，泵80输出的压力油经过阀60进入第一油缸10或第二油缸20，从而推动第一油缸10或第二油缸20的活塞向外伸出。例如，当第二油缸20的无杆腔23进油时，第二油缸20的活塞向右伸出，其有杆腔24内的液压油流入第一油缸10的有杆腔14，从而使第一油缸10的活塞向左收缩。在此过程中，控制器50根据AS的结果控制补泄油阀70向第一油缸10与第二油缸20的连通腔(第一油缸10和第二油缸20的有杆腔)补油或泄油，从而实时地调整行程，以防止撞缸或行程不足的问题。当第二油缸20的活塞运行到第二位置B时，控制器50控制阀60向第一油缸10的无杆腔13供油，从而实现油缸的换向。 作为本实用新型的第二方面，提供了一种混凝土泵送设备(例如混凝土泵车等)，包括泵送装置，泵送装置包括串联油缸和用于控制串联油缸的行程控制装置，该行程控制装置是上述各实施例中的行程控制装置。优选地，补泄油阀70的压力油可来自于混凝土泵送设备的液压系统中的任何一个泵。例如，在图2所示的实施例中，可以来自于泵送机构的泵80。再例如，在图3所示的实施例中，还可以来自于混凝土泵送设备的分配机构100的泵90等其它泵。其中，泵90通过阀110向分配机构100提供压力油。在上述实施例的基础上，作为本实用新型的第三方面，提供了一种串联油缸的行程控制方法。请参考图2和图3，串联油缸包括串联的第一油缸10和第二油缸20，第一油缸10的活塞12和第二油缸20的活塞22均在第一位置A和第二位置B之间运动，第二位置B与第一位置A之间的距离为设定行程。第一油缸10与第二油缸20相互串联的腔体为连通腔。请参考图4，该行程控制方法包括实时检测第一油缸10的活塞12的第一运动位置X并生成第一运动位置信号；实时检测第二油缸20的活塞12的第二运动位置Y并生成第二运动位置信号；接收第一运动位置信号和第二运动位置信号，并根据预定的控制策略控制连通腔的体积以控制串联油缸的行程。第二位置B与第一运动位置X的差值为第一值(即L2-X),第二位置B与第二运动位置Y的差值为第二值(即L2-Y);第一值与第二值的和为实际行程SO (即S0=L2-X+L2-Y=2L2-X-Y)。优选地，所述根据预定的控制策略控制所述连通腔的体积以控制所述串联油缸的行程包括计算出设定行程S与实际行程SO的差值Λ S，其中，Λ S = S-SO ;在差值大于零的情况下控制连通腔补油，在值差小于零的情况下控制连通腔泄油。这样，在控制的过程中，不需要象现有技术中那样利用第一油缸和第二油缸在上个运动周期时的历史位置数据，仅需要使用当前的实时位置信息，就能够及时对油缸的行程进行调整，尽可能地避免由于行程过长而引起的撞缸的问题、或由于行程过短而引起效率下降的问题。作为一个优选的实施例，行程控制方法还包括根据差值、第一油缸10和第二油缸20的缸径，计算出补油或泄油的体积，并根据该体积控制实际的补油量或排油量。进一步地，行程控制方法还包括根据补油或泄油的体积和补油或泄油的流量，计算出补油或泄油的时间，从而控制补油量或泄油量。这样，通过控制补油和泄油的体积，就可以控制连通腔的总体积，从而起到精确控制行程的目的。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已 ，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种串联油缸的行程控制装置，所述串联油缸包括串联的第一油缸(10)和第二油缸(20)，所述第一油缸(10)的活塞(12)和所述第二油缸(20)的活塞(22)均在第一位置(A)和第二位置(B)之间运动，所述第二位置(B)与所述第一位置(A)之间的距离为设定行程，所述第一油缸(10)与所述第二油缸(20)相互串联的腔体为连通腔，其特征在于，所述行程控制装置包括 第一位置检测单元(30)，安装在所述第一油缸(10)上，用于实时检测所述第一油缸(10)的活塞(12)的第一运动位置 (X)并生成第一运动位置信号； 第二位置检测单元(40)，安装在所述第二油缸(20)上，用于实时检测所述第二油缸(20)的活塞(22)的第二运动位置(Y)并生成第二运动位置信号； 控制器(50 )，与所述第一位置检测单元(30 )和所述第二位置检测单元(40 )连接，所述控制器(50)接收所述第一运动位置信号和第二运动位置信号，并根据预定的控制策略控制所述连通腔的体积以控制所述串联油缸的行程。
2.根据权利要求I所述的行程控制装置，其特征在于，所述第二位置(B)与所述第一运动位置(X)的差值为第一值，所述第二位置(B)与所述第二运动位置(Y)的差值为第二值，所述第一值与所述第二值的和为实际行程，所述控制器计算出所述设定行程与所述实际行程的差值；所述控制器(50)在所述差值大于零的情况下控制所述连通腔补油，所述控制器在所述值差小于零的情况下控制所述连通腔泄油。
3.根据权利要求I所述的行程控制装置，其特征在于，所述第一油缸(10)的活塞(12)和活塞杆(11)上开设有第一测试孔，所述第二油缸(20)的活塞(22)和活塞杆(21)上开设有第二测试孔，所述第一位置检测单元(30)的至少一部分穿设在所述第一测试孔内，所述第二位置检测单元(40)的至少一部分穿设在所述第二测试孔内。
4.根据权利要求I所述的行程控制装置，其特征在于，所述行程控制装置还包括补泄油阀(70)，与所述控制器(50)连接，所述控制器(50)控制所述补泄油阀(70)向所述连通腔补油或泄油。
5.一种混凝土泵送设备，包括泵送装置，所述泵送装置包括串联油缸和用于控制所述串联油缸的行程控制装置，其特征在于，所述行程控制装置是权利要求I至4中任一项所述的行程控制装置。
专利摘要本实用新型提供了一种混凝土泵送设备、串联油缸的行程控制装置。该串联油缸的行程控制装置包括第一位置检测单元(30)，安装在第一油缸(10)上，用于实时检测活塞(12)的第一运动位置(X)并生成第一运动位置信号；第二位置检测单元(40)，安装在第二油缸(20)上，用于实时检测活塞(22)的第二运动位置(Y)并生成第二运动位置信号；控制器(50)，与第一位置检测单元(30)和第二位置检测单元(40)连接，控制器(50)接收第一运动位置信号和第二运动位置信号，并根据预定的控制策略控制连通腔的体积以控制串联油缸的行程。根据本实用新型的行程控制装置，能够解决现有技术中不能及时调整油缸行程的问题。
文档编号F15B11/16GK202646202SQ201220308358
公开日2013年1月2日 申请日期2012年6月28日 优先权日2012年6月28日
发明者万梁, 李四中, 王佳茜, 彭志强, 李仁玉 申请人:中联重科股份有限公司