具有复合动作控制功能的旋挖钻机液压系统的制作方法

文档序号:33511042发布日期:2023-03-21 23:26阅读:59来源:国知局
具有复合动作控制功能的旋挖钻机液压系统的制作方法

1.本技术涉及一种旋挖钻机液压系统,其能够执行复合动作控制,使得液压系统高效、快速、协调地完成各种复合动作。


背景技术:

2.旋挖钻机是一种执行成孔作业的施工机械,主要适用于土层施工,在各种地基基础施工中得到广泛应用。旋挖钻机主要包括底盘(行走装置、底架、上车回转)和工作装置(变幅机构、桅杆、动力头、主副卷扬、加压装置、钻杆、钻斗等)。底盘和工作装置的动作都由液压系统驱动。
3.旋挖钻机在工作中,经常有执行复合动作。旋挖钻机的复合动作,是指一些执行机构同时参与的动作。通过复合动作,能够高效、快速、协调地完成施工,更好地适应复杂工况。
4.传统旋挖钻机的液压系统中,由手柄或先导压力直接控制阀、泵及马达,控制信号直接由先导压力传输,无需电控系统干预。
5.随着旋挖钻机全电控化的趋势,泵和马达全部为ep(电比例)控制形式,阀为全电控rcs(冗余控制系统)多路阀,液压部分与电控部分在信号传输上完全隔离,必须通过适当的控制逻辑建立合理的联系。由于旋挖钻机全电控化处于起步阶段,目前其液压系统还不能实现完善的无压力补偿器的闭中心电控阀的控制逻辑,因而存在如下问题:无法实现比例可控的复合动作,例如无法实现主卷扬、动力头、行走、回转和加压中的任意两复合或多复合动作。只能通过主卷扬、动力头、行走、回转和加压各自的单动作来进行施工,效率低。


技术实现要素:

6.本技术的目的是提供一种旋挖钻机液压系统的纯电控控制方案,能够实现旋挖钻机液压系统的复合动作。
7.为此,本技术在其一个方面提供了一种旋挖钻机液压系统,包括:
8.至少一个泵;
9.由所述泵驱动的多个马达;
10.设置在所述泵和所述马达之间的多个控制阀,用于控制由泵向马达供应的工作液;
11.多个指令输入元件,配置成用于输入动作指令,所述动作指令包含单动作指令和复合动作指令两种类型;以及
12.控制器,其配置成基于来自所述指令输入元件的动作指令控制所述泵、马达、控制阀的操作;
13.其中,所述泵、马达、控制阀都是电比例控制的;
14.所述马达中的一些由一个或多个公共泵驱动,以使得这些马达能够在公共泵驱动下执行复合动作;
15.所述控制器配置成基于复合动作指令执行复合动作控制逻辑,其中确定所述复合动作指令涉及的马达、控制阀和泵的驱动电流。
16.在一种实施方式中,每个泵配备有全电控多路阀块,所述全电控多路阀块中包含一个或多个所述控制阀,用于控制该泵向相应的一个或多个马达的工作液供应。
17.在一种实施方式中,对于由公共泵驱动的马达执行复合动作,所述控制器配置成如下确定泵的驱动电流:
18.对于由一个公共的泵驱动的马达执行的复合动作,该泵的驱动电流为各动作指令对应的泵需求控制电流的总和;
19.对于由多个公共的泵驱动的马达执行的复合动作,每个泵的驱动电流为基于相应的分配系数对各动作指令对应的泵需求控制电流的总和的分配值。
20.在一种实施方式中,对于由公共泵驱动的马达执行复合动作,所述控制器配置成如下确定控制阀的驱动电流:
21.对于与复合动作中的每个动作涉及的马达相关的单一控制阀,其控制电流为相应的动作指令对应的控制阀控制电流值减去复合动作中其它动作指令对应的控制阀控制电流值的修正值的总合;
22.对于与复合动作中的每个动作涉及的马达相关的多个控制阀,各控制阀的控制电流为相应的动作指令对应的控制阀控制电流值减去复合动作中其它动作指令对应的控制阀控制电流值的修正值的总合所得到的电流值的分配值。
23.在一种实施方式中,对于由公共泵驱动的马达执行复合动作,所述控制器配置成如下确定马达的驱动电流:
24.通过控制器中预设的查表确定每个马达的控制电流;或者
25.通过计入了随着驱动相应泵的发动机的转速升高限制马达最高转速和转速突变量的因素的算式确定每个马达的控制电流。
26.在一种实施方式中,所述泵包括第一和第二泵,所述马达包括分别由第一和第二泵联合驱动的主卷扬马达和动力头马达,所述控制阀包括分别设置在主卷扬马达与第一和第二泵之间的主卷扬第一和第二控制阀以及分别设置在动力头马达与第一和第二泵之间的动力头第一和第二控制阀。
27.在一种实施方式中,所述复合动作包括主卷扬马达和动力头马达同时动作;并且相应的复合动作控制逻辑中包括:
28.主卷扬第一和第二控制阀和动力头第一和第二控制阀的控制电流都大于零;
29.主卷扬第一和第二控制阀和动力头第一和第二控制阀中的一个控制阀的控制电流等于零,且其余三个控制阀的控制电流都大于零;
30.主卷扬第一控制阀和动力头第二控制阀的控制电流等于零,且主卷扬第二控制阀和动力头第一控制阀的控制电流大于零;
31.主卷扬第二控制阀和动力头第一控制阀的控制电流等于零,且主卷扬第一控制阀和动力头第二控制阀的控制电流大于零。
32.在一种实施方式中,所述马达还包括由第一泵驱动的第一履带马达和由第二泵驱动的第二履带马达,所述控制阀包括设置在第一履带马达与第一泵之间的第一履带控制阀和设置在第二履带马达与第二泵之间的第二履带控制阀。
33.在一种实施方式中,所述复合动作包括主卷扬马达和第一和第二履带马达同时动作;并且相应的复合动作控制逻辑中包括:
34.主卷扬第一和第二控制阀和第一和第二履带控制阀的控制电流都大于零;
35.主卷扬第一控制阀的控制电流等于主卷扬第二控制阀的控制电流,且第一履带控制阀的控制电流等于第二履带控制阀的控制电流;
36.主卷扬第一控制阀的控制电流大于主卷扬第二控制阀的控制电流,且第一履带控制阀的控制电流小于第二履带控制阀的控制电流;
37.主卷扬第一控制阀的控制电流小于主卷扬第二控制阀的控制电流,且第一履带控制阀的控制电流大于第二履带控制阀的控制电流;
38.主卷扬第一和第二控制阀之一的控制电流等于零,另一的控制电流大于零;同时,第一和第二履带控制阀中的至少一个的控制电流大于零;
39.第一和第二履带控制阀之一的控制电流等于零,另一的控制电流大于零;同时,主卷扬第一和第二控制阀中的至少一个的控制电流大于零。
40.在一种实施方式中,在涉及第一和第二履带马达的复合动作控制逻辑中,所述控制器配置成在确定第一和第二履带控制阀的控制电流时,计入了随着驱动第一和第二泵的发动机的转速升高限制第一和第二履带控制阀最大开口能力和突变量的因素。
41.根据本技术,旋挖钻机液压系统采用纯电控控制,基于复合动作指令,确定控制阀、泵和马达的控制电流,从而能够可靠、高效、快速、协调地完成各种复合动作。
附图说明
42.本技术的前述和其它方面将通过下面参照附图所做的详细介绍而被更完整地理解和了解,其中:
43.图1是根据本技术的一种可行实施方式的旋挖钻机液压系统的示意图;
44.图2是根据本技术的旋挖钻机液压系统执行主卷扬和动力头复合动作时的输入信号和控制电流的示例性曲线图;
45.图3是根据本技术的旋挖钻机液压系统执行主卷扬和行走复合动作时的输入信号和控制电流的示例性曲线图。
具体实施方式
46.本技术总体上涉及一种旋挖钻机液压系统,其一种实施方式如图1中示意性显示。
47.该液压系统包括:若干液压泵(由旋挖钻机的发动机驱动),为每个液压泵配备的控制阀,以及分别通过相应的控制阀与相应的泵液压连接以便由泵驱动的马达(还可能有其它形式的执行器,例如液压缸等)。
48.在这个液压系统中,泵的数量要小于马达的数量,因此不可避免地存在下述组合关系:
49.一个泵驱动多个马达;以及
50.多个泵联合驱动一个或多个马达。
51.这里所说的多个,是指两个或两个以上。
52.当然,如果泵的数量足够,也可能是存在一个泵驱动一个马达的情形。
53.对于那些驱动不同的马达的泵而言,每个泵配备有多个控制阀,这些控制阀组合成与该泵关联的阀块(或称主阀)为rcs阀块,即无压力补偿器的闭中心电控阀。
54.该液压系统中采用的泵、控制阀、马达,都是电比例(ep)控制的。具体而言,通过输入的控制电流的大小,可调节泵和马达的排量、控制阀的阀位和开度。
55.该液压系统中包含的一部分泵、控制阀、马达在图1中示例性表示。参看图1,该液压系统包括泵p1、p2、p3

,控制阀v1、v2

v8

,马达m1、m2

m6

。其中,泵p1通过阀v1驱动马达m1,通过阀v2驱动马达m2,通过阀v3驱动马达m3,阀v1、v2、v3组成泵p1的阀块。泵p2通过阀v4驱动马达m2,通过阀v5驱动马达m4,通过阀v6驱动马达m3,阀v4、v5、v6组成泵p2的阀块。泵p3通过阀v7驱动马达m5,通过阀v8驱动马达m6,阀v7、v8组成泵p3的阀块。
56.可以看到,马达m2由泵p1、p2联合驱动,马达m3也是由泵p1、p2联合驱动。为了便于描述,在旋挖钻机中,假定马达m2为主卷扬马达,马达m3为动力头马达,马达m1、m4为左右履带马达(或称行走马达)。
57.图中每个阀v1~v8都为电比例三位五通换向阀。可以理解,其它形式的电比例控制阀也可以在此使用。
58.可以理解,液压系统中还包括其它泵、控制阀、马达,或是用泵p1、p2、p3通过相应的控制阀驱动其它马达,以便实现旋挖钻机的其它功能(诸如变幅、回转、加压等),这里不一一示出。
59.液压系统还包括控制器1,以及指令输入元件c1、c2

c6

。控制器1与这些指令输入元件以及各个泵、控制阀、马达的控制部分相连,从而一方面从这些指令输入元件接收操作人员的输入指令,另一方面根据输入指令确定各个泵、控制阀、马达的控制电流,由此控制各个泵、控制阀、马达的操作。
60.指令输入元件包括脚踏、手柄等。脚踏用于输入左右履带的行走动作指令,手柄用于输入变幅、主卷扬、动力头、回转、加压等动作指令。指令输入元件通常可以在零位与最大位置之间移动,并且指令输入元件的位置代表操作人员期望的动作力度(力和/或速度)。动作指令信号以0%(指令输入元件零位)与100%(指令输入元件最大移动位置)之间的值(百分比的形式)表示。
61.控制器1的输入信号为基于操作人员操控指令输入元件(包括位置变化,并且还可能有方向变化)产生的动作指令信号。控制器1的输出信号被用于确定各个泵、控制阀、马达的控制电流。
62.所述液压系统能够实现旋挖钻机的单动作工况和复合动作工况。以下是本技术能够实现的复合动作的一些例子。
63.①
安装/拆卸钻杆工况,其中主卷扬和行走可以同时动作,由此可以更高效完成安装/拆卸钻杆。
64.②
提/放钻杆工况,其中主卷扬、动力头可以同时动作,由此可以更高效完成提/放钻杆。
65.③
开/关钻头斗门工况,其中主卷扬、加压和回转可以同时动作,由此可以更高效完成开/关钻头斗门,高效卸土。
66.④
安装钻头工况,其中主卷扬、动力头和回转可以同时动作,由此可以更高效完成安装钻头。
67.⑤
整车移动/转场工况,其中行走和回转可以同时动作,由此可以更高效完成整车移动/转场。
68.⑥
钻进工况,其中动力头和加压可以同时动作,由此可以更高效完成钻进。
69.⑦
甩土工况,其中动力头和回转可以同时动作,由此可以更高效完成甩土。
70.⑧
带杆立桅/倒桅工况,其中主卷和桅杆可以同时动作,由此可以更高效完成带杆立桅/倒桅。
71.控制器1中设有单动作控制逻辑和复合动作控制逻辑,用于基于指令输入元件的输入指令确认操作人员的动作意愿,并且相应地执行单动作控制逻辑、或复合动作控制逻辑、或在二者之间切换。
72.下面描述控制器1的操作。
73.控制器1采集来自指令输入元件的动作指令信号。
74.如果有效指令信号为单动作的指令信号,则控制器1执行单动作控制逻辑,确定该单动作涉及的泵、控制阀、马达的控制电流,并且利用各自的控制电流来控制泵、控制阀、马达的操作。
75.如果有效指令信号包括多个动作的指令信号,则控制器1执行复合动作控制逻辑,确定所述多个动作涉及的泵、控制阀、马达的控制电流,并且利用各自的控制电流来控制各个泵、控制阀、马达的操作。
76.对于复合动作,如果各动作涉及的马达分别由各自的泵驱动,则在复合动作控制逻辑中,分别确定各泵、控制阀和马达的控制电流并以此控制各泵、控制阀和马达。另一方面,如果各动作涉及的马达由公共的泵(一个或多个)驱动,则在复合动作控制逻辑中涉及泵的输出工作液在各马达之间分配的问题。
77.下面详细描述对于涉及公共驱动泵的马达执行复合动作时,复合动作控制逻辑中有关泵、控制阀和马达控制电流的确定。
78.假定复合动作指令包含有关n(n≧2)个马达动作的指令信号signal_1~signal_n。
79.首先来看泵。
80.基于复合动作指令的泵需求控制电流(以最大控制电流的百分比表示)表示为:
81.i_pump_required=∑signal_i,i=1~n
82.如果所述复合动作是由单一的泵执行的,则该泵的控制电流确定为:
83.i_pump=i_pump_required
84.如果所述复合动作是由m(m≧2)个泵执行的,则每个泵的控制电流确定为:
85.i_pump_j=a_j*i_pump_required
86.并且,∑i_pump_j=i_pump_required,j=1~m
87.其中a_j为设定的分配系数。如果某个泵除了需要执行所述复合动作,还需要同时执行其它动作,则赋予它的a_j应相应地减小。
88.总结起来,对于由公共泵驱动的马达执行复合动作,所述控制器可以如下确定泵的驱动电流:
89.对于由一个公共的泵驱动的马达执行的复合动作,该泵的驱动电流为各动作指令对应的泵需求控制电流的总和;
90.对于由多个公共的泵驱动的马达执行的复合动作,每个泵的驱动电流为基于相应的分配系数(权重)对各动作指令对应的泵需求控制电流的总和的分配值。
91.泵的控制电流(i_pump或i_pump_j)为百分比的形式。可以为泵的控制电流设置一个低于100%的最高限值,例如80%、90%等,如果确定出泵的控制电流大于最高限值,则取最高限值。
92.接下来看控制阀。
93.对于所述复合动作涉及的n个马达中的每个马达来说,其关联的控制阀的控制电流(以最大控制电流的百分比表示)表示为:
94.i_valve_k=signal_k*[1-∑f_m(signal_m)],k=1~n,m=除k之外1~n
[0095]
如果该马达关联x个控制阀(也即由x个泵驱动),则每个控制阀的控制电流可以设定为等于i_valve_k,或是i_valve_k乘以一个小于1的系数。
[0096]
关于f_m(signal_m),需要指出,其代表与signal_m相关的函数表达。例如,下面是一种可以采用的f_m(signal_m)的例子:
[0097]
f_m(signal_m)=b_m*(signal_m)
c_m
[0098]
其中,b_m、c_m为设定的常数。对于每个i_valve_k,其b_m、c_m取值可以相同、或是不同于其它i_valve_k的。其中,b_m为权重。c_m为确保控制电流按预期要求流畅地曲线过渡而设定的系数。通常c_m为小于1的常数,例如c_m=1/2、1/3等等。如果没有c_m这一项,f_m(signal_m)在过渡时(由高变低或有低变高)呈直线过渡形式。加上c_m这一项,f_m(signal_m)在过渡时呈曲线过渡形式,操控性更好。
[0099]
或者,f_m(signal_m)=d_m*(signal_m)
[0100]
其中,d_m=1/(e_k*signal_k+∑e_m*signal_m),e_k、e_m为设定的权重,例如e_k=2,e_m=1。对于每个i_valve_k,其e_k、e_m取值可以相同、或是不同于其它i_valve_k的。
[0101]
其它形式的f_m(signal_m)也可以用于此。
[0102]
f_m(signal_m)中的常数或权重的选择,应使得∑f_m(signal_m)小于一个介于0和1之间的数值,例如小于0.5。
[0103]
对于每个i_valve_k,所采用的f_m(signal_m)中的常数或权重可以保持相同,但也可以彼此不同以使各i_valve_k彼此不同。各i_valve_k彼此不同,可以使得各个泵输出的工作液侧重于不同的动作。
[0104]
总结起来,对于由公共泵驱动的马达执行复合动作,所述控制器可以如下确定控制阀的驱动电流:
[0105]
对于与复合动作中的每个动作涉及的马达相关的单一控制阀,其控制电流为相应的动作指令对应的控制阀控制电流值减去复合动作中其它动作指令对应的控制阀控制电流值的修正值的总合;
[0106]
对于与复合动作中的每个动作涉及的马达相关的多个控制阀,各控制阀的控制电流为相应的动作指令对应的控制阀控制电流值减去复合动作中其它动作指令对应的控制阀控制电流值的修正值的总合所得到的电流值的分配值。
[0107]
可以为控制阀的控制电流设置一个低于100%的最高限值,例如80%、90%等,如果确定出控制阀的控制电流大于最高限值,则取最高限值。控制阀的控制电流决定了控制阀的开度。
[0108]
对于与履带马达关联的控制阀(可称作行走阀),其控制电流还可以在前述i_valve_k的基础上乘以系数ka和系数kb,其中系数ka用于限制行走阀的最大开口能力,保证行走速度随旋挖钻机的发动机转速均匀变化,系数kb用于在发动机转速升高时限制行走阀的突变量,保证行走速度不随发动机转速突变而突变。
[0109]
接下来看马达。
[0110]
对于n个马达中的每个马达,其控制电流表示为:
[0111]
i_motor_y=kc*kd*(signal_y+ke),y=1~n
[0112]
其中,kc是随着发动机转速升高限制马达最高转速的系数,kd是随着发动机转速升高限制马达转速突变量的系数,ke是与马达常态开度相关的系数。
[0113]
或者,通过控制器1中预设的查表确定每个马达的控制电流。
[0114]
总结起来,对于由公共泵驱动的马达执行复合动作,所述控制器可以如下确定马达的驱动电流:
[0115]
通过控制器中预设的查表确定每个马达的控制电流;或者
[0116]
通过计入了随着驱动相应泵的发动机的转速升高限制马达最高转速和转速突变量的因素的算式确定每个马达的控制电流。
[0117]
需要指出,指令信号signal_1~signal_n是随时间变化的,因而各个控制电流也是随着指令信号的变化实时调整的。
[0118]
通过如上所述确定复合动作所涉及的泵、控制阀、马达的控制电流,可以实现工作液在各马达之间的合理的分配,从而协调地完成复合动作。
[0119]
可以理解,本技术的控制电流的确定方式,不限于上面描述的各种表达式,只要能够通过软件简便、快捷地确定,并且能够合理地在各个马达之间分配工作液即可。
[0120]
下面介绍控制器1控制的由公共泵驱动的马达执行的复合动作控制的具体例子。
[0121]
旋挖钻机的一种重要的复合动作是主卷扬+动力头复合动作。主卷扬动作指令由指令输入元件中的主卷扬手柄输入,动力头动作指令由指令输入元件中的动力头手柄输入。参看图1,主卷扬马达m2由泵p1、p2分别经阀v2、v4联合驱动,动力头马达m3由泵p1、p2分别经阀v3、v6联合驱动。利用本技术的一种主卷扬+动力头复合动作控制逻辑确定的控制电流如图2所示,这种复合动作常见于提/放钻杆工况。
[0122]
在图2中,横轴表示时间,纵轴分别表示指令信号和确定的控制电流。其中,曲线s1表示主卷扬手柄信号,曲线s2表示动力头手柄信号。曲线iv11表示阀v2的驱动电流,曲线iv12表示阀v4的驱动电流。曲线iv21表示阀v3的驱动电流,曲线iv22表示阀v6的驱动电流。曲线ip1表示泵p1的驱动电流,曲线ip2表示泵p2的驱动电流。曲线im1表示马达m2的驱动电流,曲线im2表示马达m3的驱动电流。
[0123]
从图2中的各个曲线的变化可以看出,从初始时间开始,随着主卷扬手柄被搬动且信号逐渐增大,阀v2的驱动电流从零开始逐渐增大,并且泵p1的驱动电流从零开始逐渐增大,马达m2的驱动电流保持初始值。这样,首先利用泵p1向马达m2供应工作液。此阶段中,阀v4、v3、v6、泵p2保持驱动电流为零,马达m3的驱动电流保持初始值。
[0124]
随着主卷扬手柄信号进一步增大,在时间t1,阀v2、泵p1的驱动电流达到高点并随后保持高点而不能进一步增大,此时阀v4、泵p2的驱动电流从零开始逐渐增大,马达m2的驱动电流从初始值开始逐渐增大。这样,利用泵p1、p2联合向马达m2供应工作液。此阶段中,阀
v3、v6保持驱动电流为零,马达m3的驱动电流保持初始值。
[0125]
接下来,在时间t2,主卷扬手柄信号到达高点,并且此后维持在该高点。阀v2、泵p1的驱动电流保持高点。阀v4、泵p2、马达m2的驱动电流达到高点并在此后保持高点。阀v3、v6保持驱动电流为零,马达m3的驱动电流保持初始值。此阶段泵p1、p2联合向马达m2供应工作液。
[0126]
接下来,在时间t3,动力头手柄被搬动且信号开始逐渐增大,同时,阀v2、泵p1、p2、马达m2的驱动电流保持高点,阀v4的驱动电流从高点开始逐渐减小,阀v3的驱动电流从零开始逐渐增大,阀v6保持驱动电流为零,马达m3的驱动电流保持初始值。这样,从泵p1、p2联合向马达m2供应工作液,切换到由泵p1向马达m2供应工作液、由泵p2向马达m3供应工作液。
[0127]
接下来,在时间t4,动力头手柄信号到达高点,此后主卷扬手柄信号和动力头手柄信号保持在高点,阀v3的驱动电流到达高点并在此后保持高点,阀v2、泵p1、p2、马达m2的驱动电流保持高点,阀v4的驱动电流减小盗铃并且此后保持为零,阀v6保持驱动电流为零,马达m3的驱动电流保持初始值,从而持续由泵p1向马达m2供应工作液、由泵p2向马达m3供应工作液。
[0128]
根据这一复合动作控制的例子,在从主卷扬单动作向主卷扬+动力头复合动作切换的过程中,从泵p1、p2联合向马达m2供应工作液,切换到由泵p1向马达m2供应工作液、由泵p2向马达m3供应工作液,实现了平稳的过渡,并且实现了泵p1、p2的合理利用。
[0129]
除了图2中表示的指令信号和控制电流的例子外,复合动作控制逻辑还可以实现主卷扬马达和动力头马达同时动作时的其它控制方案。例如,对于控制阀的控制电流,有关主卷扬马达和动力头马达同时动作时的复合动作控制逻辑可以实现(例如,但不限于):
[0130]
阀v2和v4、阀v3和v6的控制电流都大于零;
[0131]
阀v2和v4、阀v3和v6中的一个控制阀的控制电流等于零,且其余三个控制阀的控制电流都大于零;
[0132]
阀v2和阀v6的控制电流等于零,且阀v3和阀v4的控制电流大于零;
[0133]
阀v3和阀v4的控制电流等于零,且主阀v2和阀v6的控制电流大于零。
[0134]
阀v2和v4、阀v3和v6的控制电流都是可以随指令信号的变化随时调整的。
[0135]
旋挖钻机的另一种重要的复合动作是主卷扬+行走复合动作。主卷扬动作指令由指令输入元件中的主卷扬手柄输入,行走动作指令由指令输入元件中的脚踏输入。参看图1,主卷扬马达m2由泵p1、p2分别经阀v2、v4联合驱动,左右履带马达m1、m2分别由泵p1、p2经阀v1、v5各自驱动。利用本技术的主卷扬+行走复合动作控制逻辑确定的控制电流如图3所示。该复合动作通常出现在钻杆安装过程中,其中,钻杆水平放置于地面,整车朝向钻杆移动,然后主卷扬向上提起钻杆一端,在钻杆缓慢提起的过程中,整车继续缓慢前行而接近钻杆,最终钻杆被主卷扬竖直吊起。
[0136]
在图3中,横轴表示时间,纵轴分别表示指令信号和确定的控制电流。其中,曲线s3表示左右脚踏信号(左右脚踏信号相同以实现整车直线运动),曲线s4表示主卷扬手柄信号。曲线iv3表示阀v1、v5的驱动电流(阀v1、v5的驱动电流相同),曲线iv4表示阀v2、v4的驱动电流(阀v2、v4的驱动电流)。曲线ip3表示泵p1、p2的驱动电流(泵p1、p2的驱动电流相同)。曲线im3表示马达m1、m4的驱动电流(马达m1、m4的驱动电流),曲线im4表示马达m2的驱动电流。
[0137]
从图3中的各个曲线的变化可以看出,从初始时间开始,随着左右踏板被踩下且信号逐渐增大,阀v1、v5的驱动电流从零开始逐渐增大,阀v2、v4的驱动电流保持为零,并且泵p1、p2的驱动电流从零开始逐渐增大,马达m1、m4的驱动电流保持初始值。马达m2的驱动电流首先保持初始值,并且在左右踏板信号增大到一定值后开始逐渐增大。这样,首先利用泵p1、p2向马达m1、m4供应工作液。
[0138]
接下来,在时间t1,左右踏板信号增大到高点,并且此后保持在高点。同时,阀v1、v5、马达m2、泵p1、p2的驱动电流增大到高点,并且此后保持在高点。阀v2、v4的驱动电流保持为零,马达m1、m4的驱动电流保持初始值。此阶段持续利用泵p1、p2向马达m1、m4供应工作液。此阶段整车朝向钻杆前进。
[0139]
接下来,在时间t2,主卷扬手柄被搬动且信号逐渐增大,阀v1、v5的驱动电流开始逐渐减小并在随后减小到低点,阀v2、v4的驱动电流开始逐渐增大并随后增大到高点。马达m2、泵p1、p2的驱动电流保持在高点,马达m1、m4的驱动电流保持初始值。此阶段,泵p1、p2向马达m1、m4供应的工作液流量减小,向马达m2开始供应工作液并且供应量逐渐加大。整车前进速度减小,并且主卷扬开始起吊钻杆。
[0140]
接下来,在时间点t3,主卷扬手柄信号增大到高点。并且此后保持在高点。阀v1、v5的驱动电流保持在低点,阀v2、v4的驱动电流保持在高点。马达m2、泵p1、p2的驱动电流保持在高点,马达m1、m4的驱动电流保持初始值。此阶段,泵p1、p2向马达m1、m4供应工作液,同时向马达m2供应工作液。整车缓慢前进,并且主卷扬执行钻杆起吊。
[0141]
根据这一复合动作控制的例子,在从左右履带以较高的速度朝向钻杆前进的单动作向左右履带以较低的速度朝向钻杆前进+主卷扬起吊钻杆的复合动作切换的过程中,从泵p1、p2分别向马达m1、m4供应工作液,切换到从泵p1、p2以减小的流量分别向马达m1、m4供应工作液、并且从泵p1、p2向马达m2供应工作液,实现了平稳的过渡,并且实现了泵p1、p2的合理利用。
[0142]
除了图3中表示的指令信号和控制电流的例子外,复合动作控制逻辑还可以实现主卷扬马达和行走马达同时动作时的其它控制方案。例如,对于控制阀的控制电流,有关主卷扬马达和行走马达同时动作时的复合动作控制逻辑可以实现(例如,但不限于):
[0143]
阀v2和v4和阀v1和v5的控制电流都大于零;
[0144]
阀v2的控制电流等于阀v4的控制电流,且阀v1的控制电流等于阀v5的控制电流;
[0145]
阀v2的控制电流大于阀v4的控制电流,且阀v1的控制电流小于阀v5的控制电流;
[0146]
阀v2的控制电流小于阀v4的控制电流,且阀v1的控制电流大于阀v5的控制电流;
[0147]
阀v2和v4之一的控制电流等于零,另一的控制电流大于零;同时,阀v1和v5中的至少一个的控制电流大于零;
[0148]
阀v1和v5之一的控制电流等于零,另一的控制电流大于零;同时,阀v2和v4中的至少一个的控制电流大于零。
[0149]
阀v2和v4、阀v1和v5的控制电流都是可以随指令信号的变化随时调整的。
[0150]
针对旋挖钻机的其它复合动作的控制逻辑也可以设计出来。
[0151]
本技术的旋挖钻机液压系统采用纯电控控制,基于复合动作指令,确定复合动作涉及的控制阀、泵和马达的控制电流。旋挖钻机液压系统采用全电控闭中心(rcs阀块+ep泵+ep马达),能够取代传统的闭中心非全电控系统,通过控制逻辑解决无压力补偿器的闭中
心电控阀阀控系统存在的问题,从软件逻辑中解决复合动作中面临的压力补偿和流量分配问题,即实现比例可控的任意多复合动作(例如,安装/拆卸钻杆工况、从孔中提升钻杆工况等),能够可靠、高效、快速、协调地完成各种复合动作
[0152]
虽然这里参考具体的实施方式描述了本技术,但是本技术的范围并不局限于所示的细节。在不偏离本技术的基本原理的情况下,可针对这些细节做出各种修改。
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