液壓缸位置檢測和鎖定系統及相應的方法
【專利摘要】本發明提供一種液壓缸位置檢測和鎖定系統，所述系統自動保持嚙合液壓致動器上的柱塞（16）的鎖定螺母（36）的位置，以便如果損失液壓壓力，所述鎖定螺母就防止所述柱塞縮回到所述液壓缸（14）中。所述液壓缸位置檢測和鎖定系統也提供一種位置檢測部件，所述部件允許基于所述鎖定螺母的旋轉運動計算所述柱塞的軸向沖程位置。另外，本發明還提供一種同步液壓缸位置檢測和鎖定系統，和使用所述液壓缸位置檢測和鎖定系統以及所述同步液壓缸位置檢測和鎖定系統兩者的方法。
【專利說明】液壓缸位置檢測和鎖定系統及相應的方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2010年12月22日提交的美國臨時專利申請N0.61/426，281的優先權，出于所有目的，該美國申請的公開內容在此通過引用的方式并入。
[0003]關于美國聯邦政府資助的研究或開發的聲明
[0004]不適用。
【技術領域】
[0005]本發明涉及一種液壓缸及其使用方法。更具體地，本發明涉及用于液壓缸的位置檢測和鎖定系統及其使用方法。
【背景技術】
[0006]通常稱為液壓缸或液壓千斤頂的液壓致動器可用于多種應用。其中可使用液壓缸的一種典型應用是用于升高或降低諸如橋梁、建筑物、機械、車輛、有軌車和大型設備等的重負荷。這些負荷可能由于各種原因(例如為了對所述負荷進行維護或重新定位所述負荷)而需要被升高。對于多數重負荷來說，采用了多個液壓缸來獲得用于升高該負荷的、必要大小的力和平衡。
[0007]通常，液壓缸不僅用作這些類型負荷的升高機構，而且也在這些負荷被升高后用作支撐構件。例如，一件重型設備可能需要維護，技術人員可能需要從下方接近該設備，以完成必需的任務。一旦利用處于壓力下的液壓流體作用的多個液壓缸升高該設備，這些液壓缸就可用作支撐構件，以舉起該重型設備。通過使用液壓缸作為支撐構件，技術人員可以從下方維修該設備。
[0008]已經開發了一些機構，以為了使用液壓缸作為支撐構件而提供鎖定特征。一種此類機構包括使用鎖定螺母，以在由于液壓缸、液壓流體的導管或液壓泵中的一個發生故障而在系統中損失液壓壓力的情況下用作止動特征。該鎖定螺母可以螺紋嚙合從液壓缸的活塞軸向延伸的柱塞的帶螺紋部分。當通過在供應給液壓缸的壓力下供應液壓流體而升高柱塞并且已經將該負荷升高至期望高度時，鎖定螺母可在帶螺紋柱塞上旋轉而向下，使得該鎖定螺母相對于液壓缸固定。在損失對系統的液壓壓力的情況下，該鎖定螺母將防止柱塞縮回至液壓缸中，因而，阻止了該負荷由于液壓壓力的損失而下降。一旦該負荷不再需要處于升高后的位置，相關人員就可以手動地將鎖定螺母旋轉而向上至柱塞的頂部，從而該鎖定螺母部不再抑制柱塞縮回至液壓缸中，并且該負荷可降低。
[0009]然而，這種手動旋轉鎖定螺母的系統具有幾個缺點:首先，在操作者未將鎖定螺母旋轉向下之前，都不能預防被升高的液壓缸和所述負荷由于液壓損失而下降。然而，此任務需要操作者進入該負荷之下以在升高端處將鎖定螺母旋轉向下，并在能夠使該負荷降低之前再次返回到該負荷之下以將該螺母旋轉向上。此外，在使用多個液壓缸升高或降低一個負荷的情況下，手動旋轉每個鎖定螺母的動作可能會使操作者花費大量的時間。
[0010]此外，在升高和降低一個負荷時，該負荷將有受損的風險。這是因為:在將該負荷升高至其期望位置之前，都未使鎖定螺母在柱塞上旋轉向下以防止柱塞縮回至液壓缸中，如果在此升高過程中損失了液壓壓力，則該負荷本身就可能受損。升高該負荷期間的這種壓力損失可能導致該負荷突然從液壓缸掉落，從而導致對該負荷的巨大應力。類似地，由于在下降過程中未將鎖定螺母旋轉向上至柱塞的頂部以允許柱塞縮回至液壓缸中，所以，液壓壓力的突然損失可能導致正在降低的該負荷受損。
[0011]即使在升高和降低該負荷期間、該負荷沒有因為一個液壓缸中的液壓壓力損失而從液壓缸的支撐中掉落，但由于這一個液壓缸導致的支撐損失所產生的不適當應力分布，該負荷仍然可能受損。例如，當通過多個液壓缸升高或降低一個負荷且僅在一個液壓缸中出現液壓下降時，該負荷將仍由其余的正常運行的液壓缸支撐。因而，該負荷將不會由于突然掉落而受損(如多個液壓缸同時出現壓力損失的情形)。然而，支撐構件的損失會在該負荷上產生不足的支撐，由于不均勻的應力分布，該負荷仍然可能受損。
[0012]實際上，必須用多個液壓缸升高的重負荷通常需要由這些液壓缸以同步的方式升高，以避免在升高或降低期間向該負荷的多個點施加不均勻應力。為了防止該負荷上的這種不均勻應力，同步的升高可能需要非常精確，以確保各個液壓缸不會以不同的速率升高或降低(這會在該負荷中引入非期望的彎曲)并確保在該負荷上維持適當的平衡。
[0013]因此，存在著對如下這種液壓缸位置檢測和鎖定系統的需求:該液壓缸位置檢測和鎖定系統允許以避免上述缺點的方式來升高、降低和支撐負荷。
【發明內容】
[0014]本發明通過提供一種液壓缸位置檢測和鎖定系統解決上述問題，該系統自動保持與液壓致動器上的柱塞嚙合的鎖定螺母的位置，從而，如果液壓壓力被損失，鎖定螺母就防止柱塞縮回液壓缸中。該液壓缸位置檢測和鎖定系統也提供了一種位置檢測特征，該特征允許基于鎖定螺母的旋轉運動來計算柱塞的軸向沖程位置。
[0015]在一個方面，本發明提供一種液壓缸位置檢測和鎖定系統，其中該系統包括液壓致動器，該液壓致動器包括液壓缸和柱塞，該柱塞包括液壓缸中的活塞和帶螺紋桿，該帶螺紋桿從活塞軸向延伸以便與活塞一起移動。通過把處于壓力下的液壓流體選擇性地供應給液壓缸，該柱塞能夠相對于液壓缸在延伸方向和縮回方向上軸向運動。該系統還包括:鎖定螺母，該鎖定螺母利用鎖定螺母和帶螺紋桿之間的螺紋連接而以可旋轉方式嚙合該帶螺紋桿；驅動單元，其能夠操作成使鎖定螺母相對于柱塞旋轉；和距離傳感器，其輸出距離信號，該距離信號指示了鎖定螺母相對于液壓缸的軸向間距。控制器也形成該系統的一部分，并且該控制器被構造成:接收所述距離信號作為輸入，并輸出控制信號以控制驅動單元，以便使鎖定螺母與柱塞的軸向運動相對應地旋轉，從而將鎖定螺母相對于液壓缸的間距保持在期望范圍內。
[0016]在另一個方面，本發明提供一種用于上述液壓致動器的液壓缸位置檢測和鎖定系統，該液壓致動器包括所述帶螺紋桿上的鎖定螺母，其中該系統包括:距離傳感器，其輸出距離信號，該距離信號指示了鎖定螺母相對于液壓缸的軸向間距；和驅動單元，其能夠操作成使鎖定螺母相對于柱塞旋轉。該系統還包括控制器，其接收所述距離信號作為輸入，并輸出控制信號以控制驅動單元，以便使鎖定螺母與柱塞的軸向運動相對應地旋轉，從而將鎖定螺母相對于液壓缸的間距保持在期望范圍內。[0017]本發明還提供了一種鎖定和檢測液壓缸位置的方法。該方法包括下列步驟:提供液壓致動器，其包括液壓缸和柱塞，該柱塞包括液壓缸中的活塞和帶螺紋桿，該帶螺紋桿從活塞軸向延伸以便與活塞一起移動，通過選擇性地供應處于壓力下的液壓流體，該柱塞能夠相對于液壓缸在延伸方向和縮回方向上軸向運動。該方法還包括:提供鎖定螺母，該鎖定螺母利用鎖定螺母和帶螺紋桿之間的螺紋連接而以可旋轉方式嚙合該帶螺紋桿；提供驅動單元，其能夠操作成使鎖定螺母相對于柱塞旋轉；提供距離傳感器，其輸出距離信號，該距離信號指示了鎖定螺母相對于液壓缸的軸向間距；以及提供控制器，其接收所述距離信號作為輸入，并輸出控制信號以控制驅動單元。該方法還包括:對控制器進行編程以提供控制所述驅動單元的信號，從而該驅動單元使鎖定螺母與柱塞的軸向運動相對應地旋轉，從而將鎖定螺母相對于液壓缸的間距保持在期望范圍內。
[0018]在另一不同方面中，本發明提供一種同步液壓缸位置檢測和鎖定系統。該同步系統包括至少兩個液壓致動器，其中每個液壓致動器都包括液壓缸和柱塞，該柱塞包括液壓缸中的活塞和帶螺紋桿，該帶螺紋桿從活塞軸向延伸與活塞一起移動，通過把處于壓力下的液壓流體選擇性地供應給液壓缸，該柱塞能夠相對于液壓缸在延伸方向和縮回方向上軸向運動。該同步系統也包括:用于每個液壓致動器的相應鎖定螺母，該鎖定螺母利用鎖定螺母和帶螺紋桿之間的螺紋連接而以可旋轉方式嚙合該帶螺紋桿；用于每個液壓致動器的相應驅動單元，其能夠操作成使鎖定螺母相對于柱塞旋轉；用于每個液壓致動器的相應距離傳感器，其輸出距離信號，該距離信號指示了鎖定螺母相對于液壓缸的軸向間距；用于每個液壓致動器的相應的旋轉位置傳感器，其提供了指示驅動單元的旋轉位置的信號；以及控制器。該控制器接收來自每個液壓致動器的旋轉位置傳感器的信號，以至少部分根據該旋轉位置傳感器信號確定每個液壓致動器的柱塞的軸向位置。該控制器通過選擇性地控制通向每個液壓缸的、處于壓力下的液壓流體供應而使這些柱塞的軸向位置之間的差值保持在期望的容許極限內，并接收每個距離傳感器的距離信號作為輸入。該控制器輸出控制信號以控制相應的驅動單元，從而每個驅動單元使鎖定螺母與每個液壓致動器的相應柱塞的軸向運動相對應地旋轉，以便將每個鎖定螺母相對于相應液壓缸的間距保持在期望范圍內。
[0019]在又一方面中，本發明提供一種通過液壓致動器同步升高和降低負荷的方法。該方法包括提供至少兩個液壓致動器，每個液壓致動器都包括液壓缸和柱塞。該柱塞包括液壓缸中的活塞和帶螺紋桿，該帶螺紋桿從活塞軸向延伸以便與活塞一起移動。通過把處于壓力下的液壓流體選擇性地供應給液壓缸，該柱塞能夠相對于液壓缸在延伸方向和縮回方向上軸向運動。該方法也包括下列步驟:提供用于每個液壓致動器的相應鎖定螺母，該鎖定螺母利用鎖定螺母和帶螺紋桿之間的螺紋連接而以可旋轉方式嚙合該帶螺紋桿；提供用于每個液壓致動器的相應驅動單元，其能夠操作成使鎖定螺母相對于柱塞旋轉；以及提供用于每個液壓致動器的相應距離傳感器，其輸出距離信號，該距離信號指示了鎖定螺母相對于液壓缸的軸向間距。提供用于每個液壓致動器的相應旋轉位置傳感器，其提供了指示驅動單元的旋轉位置的信號，并且提供控制器，其接收每個距離傳感器的距離信號作為輸入并接收旋轉位置傳感器信號。此外，該方法還包括:對控制器進行編程，以便:至少部分根據相應的旋轉位置傳感器信號來確定每個液壓致動器的柱塞的軸向位置，通過選擇性地控制通向每個液壓缸的、處于壓力下的液壓流體供應而使液壓致動器的每個柱塞的軸向位置之間的差值保持在期望的容許極限內，以及，向每個驅動單元輸出信號，以使相應的鎖定螺母與相應柱塞的軸向運動相對應地旋轉。控制器處理上述輸入并產生輸出，以便將鎖定螺母相對于相應液壓缸的間距保持在期望范圍內。最后，該方法還包括:操作控制器以同步升高或降低所述負荷。
[0020]本發明的一個優點在于,提供了一種用于自動控制的液壓缸的鎖定系統以及一種自動控制該液壓缸的方法。不僅該系統的鎖定特征件嚙合在被完全升高至期望高度的負荷上，而且該鎖定系統還在升高、支撐和降低該負荷的所有階段都將液壓缸保持在鎖定位置。
[0021]本發明的另一優點在于，可將該鎖定特征加入一種同步液壓缸系統中，該系統能夠同時提供具有鎖定系統的多個液壓缸。
[0022]本發明所實現的又一優點是位置傳感特征，其至少部分根據鎖定螺母的旋轉位置確定來液壓致動器的柱塞的軸向位置。該位置傳感特征向控制器提供與負荷的位移高度有關的信息，并且該特征可用在具有多個液壓致動器的同步升高系統中，以確保同步地升高該負荷，即，每個致動器都以基本相同的速度升高，以維持該負荷的定向。
[0023]通過下文說明書，將明白本發明的上述及其他目標和優點。在本說明書中，參考形成說明書一部分的附圖，其中通過例示示出了本發明的優選實施例。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是體現本發明的液壓缸位置檢測和鎖定系統的等軸測圖；
[0025]圖2是圖1的液壓缸位置檢測和鎖定系統的等軸測圖，其中，移除了齒輪外殼；
[0026]圖3是圖1的液壓缸位置檢測和鎖定系統的正視圖，其中，負荷支撐件被附接至帶螺紋的柱塞；
[0027]圖4是圖1的液壓缸位置檢測和鎖定系統的局部截面圖；
[0028]圖5是體現本發明的同步液壓缸位置檢測和鎖定系統的等軸測圖，其中，以比電線更粗的線示出了液壓軟管；和
[0029]圖6是用于操作體現本發明的同步液壓缸位置檢測和鎖定系統的操縱臺的頂部平面圖。
【具體實施方式】
[0030]參考圖1-5，示出了液壓缸位置檢測和鎖定系統10以及同步液壓缸位置檢測和鎖定系統100。圖1-4示出了液壓缸位置檢測和鎖定系統10的幾個主要組件，為了清楚起見，圖5中僅示出了系統10的一些組件。圖5還示出同步液壓缸位置檢測和鎖定系統100。在參考該同步液壓缸位置檢測和鎖定系統100之前，本說明書首先將討論主要在圖1-4中示出的單液壓缸位置檢測和鎖定系統10。
[0031]液壓缸位置檢測和鎖定系統10包括液壓致動器12，其包括液壓缸14和柱塞16(如圖4中最佳地可見)。柱塞16布置在液壓缸14中，并且包括活塞18以及從活塞18軸向延伸的帶螺紋桿20。活塞18與液壓缸14的內表面22形成密封，并且可包括滑動密封件13，例如0形環或其他類似的密封件。這允許當將壓力下的液壓流體供應給液壓缸14時、柱塞16可在延伸方向24和縮回方向26上軸向移動。系統10還可包括靠近液壓缸14的頂部布置的止動環29。止動環29可旋擰入液壓缸14的內表面22中，并在柱塞16從液壓缸14中伸出以及縮回到液壓缸14中用作柱塞16的軸承，以及提供針對置于系統10上的側向力的支撐。如圖4所示，液壓致動器14可包括彈簧15、17。當柱塞16在縮回方向26上軸向移動時，彈簧15、17可有助于柱塞16縮回液壓缸14中。
[0032]如圖5所示，處于壓力下的液壓流體可存儲在液壓流體源19中，該液壓流體源19可包括泵21。在用戶的控制下，泵21可把處于壓力下的液壓流體提供給液壓致動器12。在其流動路徑中，處于壓力下的液壓流體可穿過歧管23、控制閥(如圖5所示的125a-125d)以及出入該液壓缸14的端口 27。
[0033]液壓致動器12可布置在液壓缸支撐件28中，該液壓缸支撐件28可包括基座30、法蘭32和外表面34。該支撐件可有助于平衡所述系統10并分散來自可由系統10升高、支撐或降低的負荷的壓縮力。如圖3和4所示，與柱塞16連接的負荷支撐件31可用于嚙合該負荷上的表面。應當理解，負荷支撐件31可以與相應圖中示出的尺寸和形狀不同，并且也可取決于要被升高、降低或支撐的特定負荷而包括各種材料。
[0034]鎖定螺母36也形成液壓缸位置檢測和鎖定系統10的一部分。鎖定螺母36(如圖2-4中最佳可見的)在其內表面38上具有內螺紋，該內螺紋匹配于帶螺紋桿20的外表面40上的螺紋。如下文將進一步詳細討論的，這種螺紋嚙合允許該鎖定螺母36在柱塞16從液壓缸14中伸出或縮回時相對于柱塞16移動，并允許鎖定螺母36與液壓缸14保持的幾乎固定的間距關系。如圖2和3所示，鎖定螺母36在其外表面上具有齒輪齒42。
[0035]驅動單元44也形成系統10的一部分。驅動單元44具有使鎖定螺母36離液壓缸14或其他固定表面保持處于期望的距離范圍內的功能，以防止柱塞16由于液壓壓力損失而不希望地縮回液壓缸14中。如圖2中所示,驅動單元44包括馬達46、齒輪減速單元48、具有齒52的驅動齒輪50、以及該鎖定螺母36上的齒輪齒42。馬達46優選是可變頻驅動(“VFD”)馬達，但也可以是另一種旋轉運動裝置，包括(但不限于)液壓馬達和空氣馬達。如圖2-4中所示，驅動齒輪50上的齒52嚙合鎖定螺母36上的齒輪齒42。如圖1中所示，齒輪外殼54可覆蓋所述鎖定螺母36和驅動齒輪50之間的該相互作用部分，以保護操作者不受這些運動部分損傷。齒輪外殼54也可有助于阻止外來異物進入液壓致動器12，這種外來異物可能對液壓缸14和柱塞16的密封功能有害。
[0036]參考圖3，距離傳感器56也形成液壓缸位置檢測和鎖定系統10的一部分。距離傳感器56能夠輸出距離信號，該距離信號指示了鎖定螺母36和液壓缸14之間的軸向間距。距離傳感器56優選是感應式距離傳感器，但應當明白，其他類型的距離傳感器也能充分實現這種功能，包括但不限于:超聲波距離傳感器和紅外距離傳感器。
[0037]控制器58是液壓缸位置檢測和鎖定系統10的另一部件，為了清晰起見，圖1-4中未示出控制器58，但在圖5中顯示了控制器58。控制器58優選是可編程邏輯控制器(PLC)。如下文將進一步詳細解釋的，控制器58尤其被構造成接收來自距離傳感器56的距離信號并輸出控制信號以控制驅動單元44等。這樣，控制器58與距離傳感器56及驅動單元44進行電通信。另外，控制器58也與液壓流體源19、泵21和控制閥(圖5所示的四個控制閥125a、125b、125c和125d)進行電通信，以把處于壓力下的液壓流體選擇性地供應給液壓缸14。如圖5中所示，控制器58連接至電源59。
[0038]液壓缸位置檢測和鎖定系統10也可包括旋轉位置傳感器60。旋轉位置傳感器60向控制器58提供指示了驅動單元44的旋轉位置的信號。在所示的優選實施例中，旋轉位置傳感器60位于馬達46的外殼62中，并且該旋轉位置傳感器60是旋轉位置編碼器，它可以是將馬達46的輸出軸(未示出)的角度信號轉換成模擬信號或數字信號的霍爾效應編碼器。因此，該旋轉位置傳感器60也必須與控制器58電通信。
[0039]液壓缸位置檢測和鎖定系統10的鎖定特征的功能如下。一旦操作者命令控制器58使柱塞16延伸或縮回，控制器58就把處于壓力下的液壓流體選擇性地供應給液壓缸14。當柱塞16從液壓缸14中伸出或縮回時，距離傳感器56向控制器58提供距離信號。該距離信號向控制器58提供下列信息:該信息指示了鎖定螺母36和液壓缸14之間的軸向間距。例如，該距離信號可含有與鎖定螺母36的底表面64和液壓缸14的頂表面66 (如圖3所示)之間的間距有關的信息。然而，本領域技術人員應當明白，該鎖定距離傳感器56可設定為使得其向控制器58提供距離信號，該距離信號含有與如下間距有關的信息:即，鎖定螺母36的底表面64與液壓缸支撐件28的固定部分或其他表面之間的間距，該其他表面將在液壓壓力損失的情況下接觸鎖定螺母36，從而該鎖定螺母36將阻止柱塞16縮回液壓缸14中。
[0040]如下文將更詳細所述的，控制器58被編程為:接收所述距離信號作為輸入，并向驅動單元44提供控制信號，以按比例地控制該鎖定螺母36，從而在鎖定螺母36和液壓缸14之間保持期望的間距范圍。取決于柱塞16是否正在延伸方向24或縮回方向26上移動，提供給驅動單元44的控制信號將變化，該控制信號通知驅動單元44在哪個方向上旋轉該鎖定螺母36。例如，當柱塞16正在延伸方向24上從液壓缸14軸向移動時，鎖定螺母36將被驅動單元44“旋轉向下”。如果所述帶螺紋桿20具有右旋的螺紋，鎖定螺母36就必須被驅動齒輪50在順時針方向上旋轉，因而，驅動齒輪50必須由馬達46和齒輪減速單元48在逆時針方向上驅動。
[0041]相反，在柱塞16縮回液壓缸14中以使負荷降低的情況下，鎖定螺母36必須被驅動單元44“旋轉向上”，以保持其與液壓缸14之間的期望間距。假設所述帶螺紋桿20上具有相同的右旋螺紋樣式，控制器58就向驅動單元44提供控制信號以在逆時針方向上旋轉該鎖定螺母36，從而使鎖定螺母36 “旋轉向上”，使得在柱塞16縮回液壓缸14的過程中將鎖定螺母36和液壓缸14之間的軸向間距保持在期望范圍內。在這種情況下，驅動齒輪50必須被馬達46和齒輪減速單元48在順時針方向上驅動。
[0042]鎖定螺母36和液壓缸14之間間距的期望范圍可設定為不同的值，然而，優選該期望范圍是小數值，例如在約I毫米至約6毫米之間，以便使液壓壓力的突然損失對系統10的影響最小。如果鎖定螺母36和液壓缸14之間的軸向間距被保持為小距離且液壓壓力在使物體升高和降低期間減小，由于該壓力損失，柱塞16將僅移動很小的距離。由于該負荷在這種情況下僅經歷微小的移動，所以在整個升高和降低過程中，可保護該負荷不受損傷。
[0043]此外，系統10的鎖定特征也包括當液壓致動器12在延伸方向24上達到其期望沖程時進行止動的止動特征。液壓致動器12的期望沖程可以是柱塞16的整個沖程或稍短一些的延伸距離。一旦柱塞16已經到達了其延伸中的已經停止升高的點，控制器58被編程為向驅動單元44提供控制信號以使鎖定螺母36旋轉向下，從而使鎖定螺母36就位以防止柱塞16縮回。這通過如下方式來實現:將鎖定螺母36旋轉向下，直到鎖定螺母36由于接觸液壓缸14的頂表面66或任何其他固定表面而無法再進一步旋轉向下，這將阻止柱塞16縮回液壓缸14中。由于通過系統10使鎖定螺母36自動旋轉向下，所以，操作者或技術人員不需要象現有的系統中那樣走到或爬到被舉升物體下方，以手動地使鎖定螺母旋轉向下。[0044]此外，系統10可設計有連續止動特征。控制器58被編程為使得:在柱塞16停止從液壓缸14中伸出或縮回的任何時間，控制器58都向驅動單元44輸出控制信號以使鎖定螺母36旋轉向下，使得鎖定螺母36就位而防止柱塞16縮回液壓缸14中。在下列情況中可能希望存在這種特征:操作者希望以處于柱塞16的中間延伸水平或縮回水平的止動點來升高或降低負荷，或者如果操作者在完成該升高或降低之前由于某些原因而停止該升高或降低過程。而且，該特征提供了使鎖定螺母36自動旋轉向下的優點，從而操作者不再必須親自完成該動作，也不必將他或她自身處于所述負荷下方。
[0045]替代地，上述鎖定特征或連續止動特征可包括不同的操作順序。當液壓致動器12由于柱塞16完全延伸或由于操作者使柱塞16停止延伸而停止在延伸方向24上移動時，控制器58被編程為向驅動單元44提供控制信號以使鎖定螺母36旋轉向下，使得鎖定螺母36與液壓缸14間隔一定距離，而不是使鎖定螺母36完全旋轉向下而使鎖定螺母36就位來防止柱塞16縮回液壓缸14中。鎖定螺母36和液壓缸14之間的間距可以約為I毫米，然而，控制器58也可編程為使鎖定螺母36旋轉向下，以便該間距被設定成不同距離。然后，通過與控制閥通信，控制器58把處于壓力下的液壓流體選擇性地供應給液壓缸14以降低柱塞16，使得鎖定螺母36就位而防止柱塞16縮回。
[0046]現在將描述液壓缸位置檢測和鎖定系統10的位置檢測特征。如上所述，旋轉位置傳感器60向控制器58提供指示了驅動單元44的旋轉位置的信號。控制器58可編程為根據該旋轉位置信號來確定柱塞16的軸向位置。控制器58可通過被編程有下述參數來實現上述步驟:即，齒輪減速單元48的減速比(即馬達46的輸出軸和齒輪減速單元48的輸出軸之間的齒輪減速比)、驅動齒輪50和鎖定螺母36之間的齒輪比、以及所述帶螺紋桿20的螺距。如下文所述，利用該信息，控制器58可編程為基于該旋轉位置信號來計算柱塞16的軸向位置，該旋轉位置信號提供了與驅動單元44 (尤其是馬達46)的角度位置有關并且作為來自距離傳感器56的距離信號的提煉的信息。
[0047]用作系統10的位置檢測功能的一部分的齒輪減速單元48提供了更精確的位置計算。通過要求馬達46的輸出軸以比齒輪減速單元48的輸出軸高的角速度旋轉，導致馬達46的輸出軸的每次旋轉都等于柱塞16的較小軸向距離，因而，控制器58對柱塞16的軸向位置的計算將更精確。
[0048]為了獲得柱塞16的軸向位置的更加精確的計算，液壓缸位置檢測和鎖定系統10可構造成:當計算柱塞16的軸向位置時，也使用來自距離傳感器56的距離信號。在軸向位置計算中將使用該距離信號，以補償馬達46的輸出軸的角運動，該角運動發生，但不對應于柱塞16的軸向運動。
[0049]例如，在系統10開始通過使柱塞16延伸以升高物體之前，控制器58可編程為使鎖定螺母36在螺紋桿20上旋轉向上，以釋放該鎖定螺母36與液壓缸14之間的或者該鎖定螺母36與其所坐放的其他表面之間的任何壓力。可能是下列情況，即:在鎖定螺母36能夠旋轉向上之前，液壓缸14可能需要被加壓，以在液壓系統已經滲漏或放松并且螺母36被阻止通過摩擦而轉動或旋轉向上的情況下，釋放螺母36上的摩擦力以松開螺母36。在鎖定螺母36旋轉向上時，旋轉位置傳感器60向控制器58發送旋轉位置信號，然而，該旋轉運動不對應于柱塞16的軸向運動。在下列情況下也是如此:鎖定螺母36在帶螺紋桿20上旋轉向下并就位，以防止柱塞16縮回(例如，當柱塞16已經在延伸方向24上達到全部沖程時)。因而，控制器58可使用來自距離傳感器56的距離信號來補償該鎖定螺母36在柱塞16上的軸向運動，該軸向運動不對應于柱塞16的軸向運動。
[0050]下面討論一種鎖定和檢測液壓缸位置的方法。該方法包括，首先提供上述液壓致動器12、鎖定螺母36、驅動單元44、距離傳感器56和控制器58。然后，將控制器58編程為提供距離信號以控制驅動單元44，從而驅動單元44使鎖定螺母36與柱塞16的軸向運動相對應地旋轉，以便將鎖定螺母36相對于液壓缸14的間距保持在期望范圍內。如上所述，該期望范圍可以為約I毫米-約6毫米。
[0051]控制器58通過用距離傳感器56和驅動單元44執行反饋過程而將鎖定螺母36相對于液壓缸14的間距保持在期望范圍內，該反饋過程涉及通過該驅動單元44對鎖定螺母36進行比例控制。控制器58被編程有用于鎖定螺母36的命令位置，并接收距離信號作為輸入，該距離信號提供了鎖定螺母36的實際位置。控制器58還被編程為向驅動單元44發送控制信號作為輸出，以對鎖定螺母36的實際位置進行比例控制。控制器58通過下列方式完成上述步驟:即，計算鎖定螺母36的命令位置和實際位置之間的差值并以一定的倍率乘以該差值，從而向驅動單元44發送控制信號，以控制鎖定螺母36的位置。因而，控制器58被編程為向驅動單元44 (特別是可變頻驅動馬達46)輸出控制信號，該控制信號與鎖定螺母36的命令位置和實際位置之間的差值成比例。在鎖定螺母36的實際位置大于所述期望范圍的上限的情況下，控制器58可編程為簡單地停止柱塞16的運動，以允許驅動單元44驅動該鎖定螺母36而使鎖定螺母36相對于液壓缸14回到期望的間距范圍內。該反饋循環繼續進行，直到用戶指示控制器58停止升高或降低負荷102。
[0052]也可向該方法中加入其他步驟。例如，如上所述，可提供旋轉位置傳感器60，并且該旋轉位置傳感器60可構造成向控制器58提供信號，該信號指示了驅動單元44的旋轉位置。控制器58也可進一步編程為至少部分根據該旋轉位置信號來確定柱塞16的軸向位置。如上所述，控制器58也可編程為根據該距離信號來確定軸向位置以及實現更精確的確定。
[0053]另外，控制器58可編程為響應于特定狀況來執行其他操作。例如，控制器58可進一步被編程為:一旦柱塞16的運動停止，控制器58就向驅動單元44提供信號，以便驅動單元44繼續旋轉該鎖定螺母36，使得鎖定螺母36就位以防止柱塞16縮回液壓缸14中。如上文關于鎖定特征和連續止動特征所述的，控制器58也可編程為:一旦柱塞16的運動停止，控制器58就向驅動單元44提供信號，以便驅動單元44旋轉該鎖定螺母36，使得鎖定螺母36與液壓缸14間隔一定距離。鎖定螺母36和液壓缸14之間的該距離可設定為約I毫米，然而，控制器58也可編程為能夠實現與此不同的距離。控制器58可進一步被編程為:把處于壓力下的液壓流體選擇性地供應給液壓缸14以降低柱塞16，使得鎖定螺母36就位以防止柱塞16縮回液壓缸14中。
[0054]為了自動旋轉該鎖定螺母36使得其就位而防止柱塞16縮回液壓缸14中，下列特征是優選的:即，將鎖定螺母36驅動至相對于液壓缸14具有特定間距，然后將柱塞16降低至液壓缸14中。如下文將更詳細討論的，控制器58可被編程為:在旋轉鎖定螺母36之前，把處于壓力下的液壓流體選擇性地供應給液壓缸14，以在鎖定螺母36已經就位而防止柱塞16縮回之后松開該鎖定螺母36。如果柱塞16已經因為在延伸方向24上達到完全沖程而停止，就不能再通過把處于壓力下的液壓流體供應給液壓缸14來進一步升高該柱塞。這樣，驅動單元44可能不具有足夠的扭矩來使鎖定螺母36旋轉向上，以松開該鎖定螺母36而可以開始下降過程。由于該原因，下列特征是優選的:將鎖定螺母36驅動至相對于液壓缸14具有特定間距，然后將柱塞16降低至液壓缸14中。實際上，由于控制器58基于旋轉位置信號(可能還基于距離信號)來持續計算柱塞16的延伸長度，所以控制器58可編程為使得:當柱塞16在延伸方向24上達到其完全沖程時，控制器58向驅動單元44發送控制信號，以將鎖定螺母36旋轉向下到離液壓缸14有特定距離。
[0055]如上文所簡述的，控制器58可編程為:在旋轉鎖定螺母36以松開該鎖定螺母36之前，控制器58把處于壓力下的液壓流體選擇性地供應給液壓缸14，以釋放該鎖定螺母36上的、可能防止鎖定螺母36被驅動單元44旋轉的摩擦力。另外，控制器58可編程為:在柱塞16在縮回方向26上進行任何運動之前，控制器58向驅動單元44提供信號，使得驅動單元44旋轉該鎖定螺母36，以便鎖定螺母36移動而脫離防止柱塞16縮回的狀態。
[0056]雖然已經詳細描述了包括一個液壓致動器12的液壓缸位置檢測和鎖定系統10，但大部分情況是:必須通過多個液壓致動器12來升高負荷，以獲得適當大小的力和平衡來升高該負荷。因而，圖5中示出了同步液壓缸位置檢測和鎖定系統100，其被描述如下。
[0057]如圖5中所示,示出同步液壓缸位置檢測和鎖定系統100同步升高負荷102。該同步液壓缸位置檢測和鎖定系統100包括許多與液壓缸位置檢測和鎖定系統10相同的特征。圖5中所示的同步系統100由四個液壓缸位置檢測和鎖定系統110a、110b、110c、IlOd組成，它們每個均包括與上述液壓缸位置檢測和鎖定系統10相同的特征。這樣，存在四個液壓致動器112a-112d、四個相應的鎖定螺母136a-136d、四個相應的驅動單元144a_144d、和四個相應的距離傳感器156a-156d。然而，如下文將更詳細解釋的，該同步液壓缸位置檢測和鎖定系統100也在相應的驅動單元144a-144d上具有四個相應的旋轉位置傳感器160a-160d。在本實例中，四個單獨的系統IlOa-1lOd相互結合以組成同步系統100。然而，應當理解，同步系統100是這樣的系統；它包括兩個或更多個單獨的液壓缸位置檢測和鎖定系統10。
[0058]每個單獨的系統IlOa-1lOd均供應有來自液壓流體源19和泵21的、處于壓力下的液壓流體。該液壓流體在進入各個單獨系統IlOa-1lOd之前穿過歧管23和控制閥125a-125d。如上文對單獨的液壓缸位置檢測和鎖定系統10所述，同步系統100被設定成使得液壓流體源19和泵21與控制器58進行電通信。此外，用于每個單獨的液壓缸位置檢測和鎖定系統IlOa-1lOd的每個控制閥125a-125d、每個驅動單元144a_144d、每個距離傳感器156a-156d和每個旋轉位置傳感器160a-160d也都與控制器58進行電通信。
[0059]除了下文所述的之外，該同步液壓缸位置檢測和鎖定系統100的各個部件的功能都與上文針對液壓缸位置檢測和鎖定系統10描述的相同。
[0060]同步系統100中的控制器58進一步被編程為在所有的單獨系統IlOa-1lOd之間提供同步升高。該同步升高特征被編程到控制器58中，并取決于每個單獨系統IlOa-1lOd的位置傳感特征。為了以同步方式升高或降低該負荷102，如上文關于液壓缸位置檢測和鎖定系統10所述的，控制器58接收來自每個單獨系統IlOa-1lOd的旋轉位置傳感器160a-160d的旋轉位置信號，并且控制器58被編程為將每個單獨系統IlOa-1lOd的柱塞116a-116d的軸向位置之間的差值保持在期望的容許極限內。通過選擇性地控制流至每個液壓缸114a_114d中的、處于壓力下液壓流體的供應來實現這一點。
[0061]為了獲得更精確的位置計算，控制器58也可被編程為:通過也加入來自每個系統I IOa-1 IOd的距離傳感器160a_160d的距離信號來確定每個液壓致動器112a_112d的柱塞116a-116d的軸向位置。正如上文關于液壓缸位置檢測和鎖定系統10所述的，通過加入該距離信號來補償鎖定螺母136a-136d的運動(該運動并不對應于相應柱塞116a-116d的軸向運動)，提供了對柱塞116a-116d的更精確的軸向位置計算。結果，可以實現該負荷102的更精確的同步升高或降低。實際上，柱塞116a-116d的軸向位置之間的差值的、所述期望的容許極限可以精確為0.040英寸。
[0062]正如上文關于液壓缸位置檢測和鎖定系統10所述的，同步液壓缸位置檢測和鎖定系統100中的控制器58也被編程為控制每個鎖定螺母136a-136d的位置，從而將各個單獨系統IlOa-1lOd保持在每個柱塞116a_116d的帶螺紋桿20上的止動位置。除了控制器58同時與多個液壓缸位置檢測和鎖定系統IlOa-1lOd進行電通信之外，該系統的優點以及做出上述動作的過程與上文所述的相同。
[0063]通過多個液壓致動器來同步升高或降低該負荷102的方法包括:首先提供至少兩個液壓致動器112a-112d、相應的鎖定螺母136a-136d、相應的驅動單元144a_144d、相應的距離傳感器156a-156d、相應的旋轉位置傳感器160a-160d、和上述控制器58。
[0064]然后，控制器58被編程以執行幾種功能。控制器58被編程為:至少部分地根據來自相應的旋轉位置傳感器160a-160d的旋轉位置信號以及來自距離傳感器156a-156d的信號、通過上文所述的過程來確定柱塞116a-116d的軸向位置。控制器58也被編程為:通過與相應的控制閥125a-125d通信來選擇性地控制對每個液壓缸114a-114d的液壓流體供應，以便將液壓致動器112a_112d的每個柱塞116a_116d的軸向位置之間的差值保持在其他柱塞位置的、期望的容許極限內。該控制器也被編程為向每個驅動單元144a-144d輸出控制信號，以使相應的鎖定螺母136a-136d與相應柱塞116a-116d的軸向運動相對應地旋轉，以便保持鎖定螺母136a-136d相對于其相應的液壓缸114a-114d的間距。
[0065]然后，可運行控制器58，以通過基于來自控制器58的控制信號把處于壓力下的液壓流體選擇性地供應給液壓致動器112a-112d來同步升高或降低該負荷102。為了實現這一點，控制器58執行反饋過程，以計算和調節每個柱塞116a-116d的位置，以使其保持在期望的容許極限內。無論是升高還是降低該負荷102，旋轉位置傳感器160a-160d都向控制器58發送旋轉位置信號，并且控制器58計算柱塞116a-116d的軸向位置并比較各個柱塞116a-116d之間的軸向位置的差值。如果某個柱塞的位置是這樣的:即，其位置與其他柱塞的位置之間的差值處于期望的容許極限內，則控制器58將向用于該柱塞的控制閥發送控制信號，以便向該液壓缸供應處于壓力下的液壓流體的速度保持不變。然而，如果某個柱塞處于如下的軸向位置:即，其位置與其他柱塞的位置之間的差值處于期望的容許極限之外，則控制器58將發送下列兩種信號之一:(I)如果該柱塞與其他柱塞相比在運動方向上位置提前了，則控制器將向相應的控制閥發送信號，以選擇性地降低供應給其相應液壓缸的液壓流體流量的變化率，或者(2 )如果該柱塞與其他柱塞相比在運動方向上位置落后了，則控制器將向其相應的控制閥發送信號，以選擇性地提高供應給其相應液壓缸的液壓流體流量的變化率。這種反饋過程通過負荷102的同步升高或降低而繼續。
[0066]在控制器58正完成該同步反饋過程的同時，控制器58也執行下列反饋，即:將每個液壓致動器112a-112d的鎖定螺母136a-136d保持在其相應液壓缸114a_114d的期望范圍內。正如上文針對一個液壓致動器12所述的，對多個液壓致動器112a-112d都完成該反饋過程。
[0067]通過進一步編程該控制器58以響應于特定狀況來執行其他操作，所述的用多個液壓致動器112a_112d來同步升高或降低一個負荷的方法還包括進一步的步驟。例如，控制器58可進一步編程為包括上述鎖定特征和連續止動特征。例如，控制器58可編程為:一旦任何一個柱塞116a_116d在延伸方向24或縮回方向26上達到其全部沖程,控制器58就停止所有其他柱塞116a-116d的軸向運動。控制器58可編程為:盡管控制器58與相應的控制閥通信以繼續對通向相應液壓缸的、處于壓力下的液壓流體流量的變化率，當控制器58從旋轉位置傳感器160a-160d接收到“驅動單元144a_144d之一不旋轉”的反饋時，控制器58確定一個或多個柱塞116a-116d已達到了全部沖程。此時，控制器58與控制閥125a-125d通信，以停止通向所有液壓缸114a-114d的、處于壓力下的液壓流體流量的變化率。如下文將討論的，也可通過操作者對系統100的控制來停止所有柱塞116a-116d的軸向運動。在任一情況下，一旦所有柱塞116a-l 16d都已停止軸向運動，控制器58可被編程為向驅動單元144a-144d提供信號，使得這些驅動單元繼續旋轉相應的鎖定螺母136a-136d，以便這些鎖定螺母就位而防止柱塞116a_116d縮回相應的液壓缸114a_114d中。
[0068]然而，控制器58也可被編程為:一旦所有柱塞116a_116d都已停止運動，控制器58就執行鎖定特征或連續止動特征，其在通過同步系統100升高或降低負荷102期間考慮到各個單獨柱塞116a_116d的延伸或縮回程度的任何差異，并因此在降低柱塞116a_116d之前調節鎖定螺母36，以便鎖定螺母136a-136d就位而防止柱塞116a_116d縮回液壓缸114a-114d中。為了完成該步驟，控制器58必須在負荷102的同步升高或同步降低期間確定所有柱塞116a-l 16d的延伸長度或縮回長度。控制器58通過下列步驟來完成該步驟，即:計算每個柱塞116a_116d的初始位置和每個柱塞116a_116d的停止位置，通過使用每個液壓致動器112a_112d的旋轉位置信號和距離信號來完成該計算。然后，在所有柱塞116a_116d停止之前，控制器58必須考慮系統100是否正在升高或降低負荷102。
[0069]如果系統100正在延伸方向24上升高該負荷，控制器58就可編程向具有如下柱塞的液壓致動器的驅動單元提供信號:該柱塞相對于其他柱塞已經至少從初始位置延伸至停止位置。該驅動單元將旋轉相應的鎖定螺母，以便該鎖定螺母與該相應的液壓缸間隔一段特定距離。如上所述，鎖定螺母和液壓缸之間的該距離可設定為約I毫米，然而，控制器58可編程為使得可以實現與此不同的距離。控制器58被進一步編程為向其他驅動單元發送控制信號，使得其他驅動單元旋轉相應的鎖定螺母，以便調節每個鎖定螺母相對于相應液壓缸的間距，從而補償這些柱塞相對于延伸最小的柱塞的任何延伸長度差異。
[0070]例如，如果一個柱塞已經比延伸最小的柱塞多延伸I毫米，控制器58將向具有該進一步延伸的柱塞的驅動單元提供信號，以旋轉與該柱塞關聯的鎖定螺母，使得該鎖定螺母與其液壓缸之間的間距被設定為如下距離:該距離等于鎖定螺母與延伸最小的柱塞的液壓缸之間的特定間距距離加上另外的I毫米。這將向該進一步延伸的柱塞提供其鎖定螺母與其液壓缸之間的更大距離，從而在同步升高期間補償這兩個柱塞從其初始位置至其停止位置的延伸長度差值。控制器58被編程為:對同步系統100中的每個液壓致動器112a-112d執行該動作，從而基于各個單獨柱塞相對于延伸最小的柱塞的延伸長度差值來設定每個鎖定螺母與相應液壓缸的距離。
[0071]控制器58被進一步編程為:把處于壓力下的液壓流體選擇性地供應給所有液壓缸114a_114d以降低柱塞116a_116d,以便鎖定螺母136a_136d就位而防止柱塞116a_116d縮回液壓缸114a_114d中。
[0072]在降低柱塞116a_116d之前、針對同步升高期間的任何延伸長度差異來分別調節鎖定螺母136a-136d與液壓缸114a-114d之間的間距的上述特征確保了將負荷102置于如下定向上:該定向非常類似于開始升高之前的負荷102的定向。
[0073]如果系統100在所有柱塞116a_116d停止之前正在縮回方向26上降低該負荷102，則控制器58可被編程為:在降低柱塞116a-116d之前，對于鎖定螺母136a_136d與液壓缸114a-114d之間的間距執行非常類似的補償過程，以便鎖定螺母136a-136d就位而防止柱塞116a_116d縮回液壓缸114a_114d中。然而，代替確定哪個柱塞116a_116d縮回得最少并為了在負荷102正升高時將相應的鎖定螺母調節至上述特定距離，控制器58確定哪個柱塞116a-116d已經相對于系統100的其他柱塞從初始距離向停止距離縮回得最多，并向相應的驅動單元提供控制信號以旋轉其鎖定螺母，以便該鎖定螺母相對于相應的液壓缸的間距為特定距離。然后，控制器58對每個其余的鎖定螺母執行上述補償過程，從而每個鎖定螺母和相應的液壓缸之間的距離，以便補償每個單獨柱塞的縮回長度相對于延伸最多的柱塞的縮回長度之間的任何差值。控制器58被編程為:然后把處于壓力下的液壓流體選擇性地供應給每個液壓致動器的液壓缸114a_114d以降低每個柱塞116a_116d,以便每個鎖定螺母136a-136d就位而防止相應的柱塞116a-116d縮回。再強調一次，這種補償特征提供了:將下降的負荷102置于與同步下降開始之前的負荷102的定向非常類似的定向上。
[0074]另外，控制器58可被編程為:在任一個柱塞116a_116d在縮回方向26上進行任何運動之前，該控制器向相應的驅動單元144a-144d提供信號，使得該驅動單元旋轉相應的鎖定螺母136a-136d，以便這些鎖定螺母移動而脫離防止柱塞116a-116d縮回的狀態。控制器58也可編程為在旋轉鎖定螺母136a-136d之前對液壓缸114a_114d加壓，以松開鎖定螺母136a-136d,因而釋放鎖定螺母136a_136d上的摩擦力(該摩擦力可能因為液壓系統中的滲漏而增大，或者，如果該系統已放松，該摩擦力將阻止鎖定螺母136a-136d旋轉)。
[0075]參考圖6，其中示出了操縱臺200。操縱臺200連接至控制器58且可由操作者使用，以通過同步液壓缸位置檢測和鎖定系統100 (例如圖5所示的系統100)來同步升高或降低負荷102。具體地，現在將描述利用操縱臺200升高和降低負荷102的模式。
[0076]為了升高該負荷102，操作者首先從電源59向同步液壓缸位置檢測和鎖定系統100供電。然后，操作者開啟泵21，以通過將開關202旋轉至“打開”而對同步系統100加壓。此時，控制器58驗證與液壓流體源19和泵21的電通信，以及與每個單獨的液壓缸位置檢測和鎖定系統IlOa-1lOd的驅動單元144a-144d、距離傳感器156a_156d、旋轉位置傳感器160a-160d和控制閥125a-125d的電通信。一旦完成該驗證，“準備好”指示器216就亮起并保持點亮。
[0077]如圖6中的開關204所示，操縱臺200和與其關聯的同步系統100可構造成用于升高或降低多個不同的負荷。在圖6中所示的實施例中，開關204允許操作者配置該系統100，以升高“負荷I”或“負荷2”。這些負荷的特性可能不同，從而可使用不同尺寸的液壓缸114a-114d來升高或降低相應的負荷。在圖6中，開關204被示出為選中了 “負荷I”。
[0078]一旦通過開關204選擇了該負荷，同步系統100就為適當的液壓缸114a_114d配置液壓缸有效面積并為相應的驅動單元144a-144d配置馬達146a-146d的適當速度。必須基于正使用的液壓缸114a-114d來配置馬達146a-146d的速度，以便如上所述地確保鎖定螺母136a-136d與柱塞116a-116d的軸向運動相對應地旋轉，從而使鎖定螺母136a_136d相對于液壓缸114a-114d的間距保持在期望范圍內。
[0079]然后，操作者選擇開關206，以將該同步系統置于“設定”模式下。然后，操作者準備使各個單獨系統IlOa-1lOd接合該負荷102，或者使各個單獨系統IlOa-1lOd “緊貼”負荷102。為了完成該步驟，操作者按下并保持“向上”按鈕208。隨著操作者按下并保持該“向上”按鈕208，系統100通過把處于壓力下的液壓流體選擇性地供應給每個液壓缸114a-114d而使各個單獨系統IlOa-1lOd緊貼負荷102。當達到每個液壓缸114a_114d的特定壓力時，系統100確定每個單獨系統IlOa-1lOd是否緊貼負荷102。該特定壓力將被設定為比升高負荷102所需的壓力低的壓力。如圖5中所示，每個單獨系統IlOa-1lOd和負荷102之間的接觸可以是負荷支撐件131 a-131 d和負荷102之間的接觸。應當明白，每個柱塞116a-116d在接觸負荷102之前可能延伸不同的軸向長度。
[0080]為了升高該負荷102，操作者然后將開關206選擇為“同步”模式，然后按下并保持“向上”按鈕208。然而，在升高負荷102之前，同步系統100首先檢查每個單獨系統IlOa-1lOd的預加載荷壓力，以確保每個單獨系統IlOa-1lOd都接觸負荷102。為了完成該步驟，各個單獨的液壓缸位置檢測和鎖定系統I IOa-1 IOd可包括與控制器58通信的壓力傳感器(未示出)。
[0081]在驗證每個單獨系統IlOa-1lOd都接觸負荷102之后，可以開始該同步升高。只要操作者按下并保持“向上”按鈕208，控制器58就執行上文詳細描述的同步升高，從而保持每個柱塞116a_116d相對于其他柱塞116a_116d的軸向位置的、期望的容許極限,并使每個鎖定螺母136a-136d與相應的液壓缸114a-114d的間距保持在期望范圍內。
[0082]在該升高期間的任何時刻，操作者都可通過釋放“向上”按鈕208而停止該升高。如上所述，控制器58可編程為使得驅動單元144a-144d繼續旋轉相應的鎖定螺母136a-136d,以便鎖定螺母136a_136d就位而防止柱塞116a_116d縮回液壓缸114a_114d中。
[0083]如果操作者想要繼續升高負荷102，操作者可再次按下并保持“向上”按鈕208。一旦負荷102已經達到適當的升高高度，操作者然后可釋放“向上”按鈕208，并將通過相應的驅動單元144a-144d使鎖定螺母136a-136d就位而防止柱塞116a_116d縮回，因此鎖定該同步系統100。
[0084]如果操作者希望如此，操作者可以通過首先按下“軟管斷開”按鈕212來使液壓軟管與各個單獨系統IlOa-1lOd斷開。同步系統100將通過距離傳感器156a-156d驗證如下情況:在向該液壓系統釋放壓力之前，鎖定螺母136a-136d就位而防止柱塞116a-116d縮回其相應的液壓缸114a_114d中。也可斷開各條電線，從而允許操作者將這些電線和軟管用于其他應用。
[0085]為了降低負荷102，操作者執行下列操作順序:首先，操作者從電源59向同步系統100供電。然后，操作者可通過將開關202旋轉至“打開”來開啟同步系統100的泵21，然而，對于降低該負荷102來說，泵21不是必需的，在這種情況下，操作者不需要將開關202旋轉至“打開”。此時，控制器58驗證與液壓流體源19和泵21的電通信，以及與每個單獨液壓缸位置檢測和鎖定系統IlOa-1lOd的驅動單元144a-144d、距離傳感器156a_156d、旋轉位置傳感器160a-160d和控制閥125a-125d的電通信。當完成該驗證時，“準備好”指示器216就亮起。
[0086]然后，操作者選擇開關204以適當地配置該系統100，從而根據當前由系統100支撐的負荷的特性選擇“負荷I”或“負荷2”來降低負荷102。
[0087]一旦通過開關204選擇了適當的負荷，同步系統100就為適當的液壓缸配置液壓缸有效面積并為相應的驅動單元144a-144d配置馬達146a-146d的適當速度。如上文關于升高負荷102所述的，必須基于正使用的液壓缸114a-114d來配置馬達146a-146d的速度，以便如上所述地確保鎖定螺母136a-136d與柱塞116a-116d在縮回方向26上的軸向運動相對應地旋轉，從而使鎖定螺母136a-136d相對于液壓缸114a-114d的間距保持在期望范圍內。
[0088]接下來，操作者將開關206選擇為“同步”模式。同步系統100限定了降低平面，以確定將每個柱塞116a_116d沿軸向降低多少。
[0089]為了開始該同步降低過程，操作者按下“向下”按鈕214。然而，在負荷102下降之前，控制器58可編程為向液壓缸114a-114d供應處于壓力下的液壓流體，以釋放鎖定螺母136a-136d上的任何摩擦力，該摩擦力可能在柱塞116a-116d向其相應的液壓缸114a-114d中下降時阻止鎖定螺母136a-136d在柱塞116a-116d上旋轉向上。在從鎖定螺母136a-136d釋放該摩擦力之后，系統100已準備好同步降低該負荷102。
[0090]隨著操作者持續按下操縱臺200上的“向下”按鈕214，系統100以同步方式降低該負荷102。如上所述，控制器58被編程為通過下列方式來同步降低負荷102:即，保持每個柱塞116a_116d相對于其他116a_116d的軸向位置的、期望的容許極限，并使每個鎖定螺母136a-136d與相應的液壓缸114a-114d之間的間距保持在期望范圍內。
[0091]在該降低過程的任何時刻，如果操作者釋放“向下”按鈕214，系統100將停止降低該負荷102，并且驅動單元144a-144d將使相應的鎖定螺母136a_136d在柱塞116a_116d上旋轉向下，以便鎖定螺母136a_136d就位而防止柱塞116a_116d縮回液壓缸114a_114d中。為了繼續降低該負荷102，操作者再次按下按鈕214、210。如上所述，在系統100將開始降低該負荷102之前，可把處于壓力下的液壓流體供應給液壓缸114a-114d，以釋放鎖定螺母136a-136d上的任何摩擦力，該摩擦力可能在該負荷102降低時阻止鎖定螺母136a_136d旋轉而在柱塞116a-116d上旋轉向上。
[0092]一旦負荷102降低至期望水平或降低至平面，操作者然后可釋放“向下”按鈕214。取決于負荷102的形狀和單獨系統IlOa-1lOd的設定，負荷102能以下列方式降低:即，在一個或多個柱塞116a-116d已經完全縮回其相應的液壓缸114a-114d中之前，負荷102支撐其自身。例如，負荷102可以是車輛，其具有可在柱塞116a-116d完全縮回之前接觸地面的輪胎。在這種情況下，在柱塞116a_116d完全縮回其相應的液壓缸114a_114d中之前，車輛將支撐其自身。
[0093]在任何情況下，一旦負荷102下降至期望水平并且操作者已釋放“向下”按鈕214，操作者選擇該開關206以將同步系統100置于“設定”模式。如上所述，系統100檢查各個單獨系統IlOa-1lOd上的壓力。如果未檢測出壓力，操縱臺200上的“準備好”指示器216就點亮。然后，操作者可按下“向下”按鈕214，并且驅動單元144a-144d將使鎖定螺母136a-136d在柱塞116a-116d上旋轉向上，以允許柱塞116a_116d完全縮回其相應的液壓缸114a-114d 中。
[0094]如圖6中所示，操縱臺200也包括“安全”按鈕210。在升高或降低負荷102期間，可由操作者使用該“安全”按鈕210，以越過(override)該系統100的同步特征。當使用該特征時，操作者必須按下并保持“安全”按鈕210以及“向上”按鈕208或“向下”按鈕214。將通過增加或減少通向每個控制閥125a-125d的處于壓力下的液壓流體來升高或降低負荷102，但不需要控制器58使每個柱塞116a-116d的軸向位置都保持停留在其他柱塞116a-116d的軸向位置的、期望的容許極限內。
[0095]也如圖6中所示，操縱臺也包括“緊急停止”按鈕218和“警報”指示器220。操作者可在升高或降低負荷102期間按下該“緊急停止”按鈕218，以提供緊急停止機制。如果在升高或降低負荷102之前、該同步系統無法適當地驗證任一個傳感器設備或者無法指示可能阻止同步系統100正常操作的問題，“警報”指示器220就可亮起。當“警報”指示器220亮起時，“準備好”指示器216就不再保持點亮。因而，在同步系統100的運行期間，“準備好”或“警報”指示器216、220中僅有一個被點亮。
[0096]上述說明書主要涉及本發明的優選實施例。雖然已經注意了本發明范圍內的各種變型，但是應明白，本領域技術人員將可能實現現在通過本發明實施例的公開而變得顯而易見的其他變型。因此，本發明的范圍應由所附權利要求決定，而不限于上述公開內容。
【權利要求】
1.一種液壓缸位置檢測和鎖定系統，包括: 液壓致動器，所述液壓致動器包括: 液壓缸；和 柱塞，所述柱塞包括位于所述液壓缸中的活塞和帶螺紋桿，所述帶螺紋桿從所述活塞沿軸向延伸以便與所述活塞一起移動，通過把處于壓力下的液壓流體選擇性地供應給所述液壓缸，所述柱塞能夠相對于所述液壓缸在延伸方向和縮回方向上軸向運動； 鎖定螺母，所述鎖定螺母利用所述鎖定螺母和所述帶螺紋桿之間的螺紋連接而以可旋轉方式嚙合所述帶螺紋桿； 驅動單元，所述驅動單元能夠操作成使所述鎖定螺母相對于所述柱塞旋轉； 距離傳感器，所述距離傳感器輸出距離信號，所述距離信號指示了所述鎖定螺母相對于所述液壓缸的軸向間距；以及 控制器，所述控制器接收所述距離信號作為輸入，并輸出控制信號以控制所述驅動單元，以便使所述鎖定螺母與所述柱塞的軸向運動相對應地旋轉，從而將所述鎖定螺母相對于所述液壓缸的間距保持在期望范圍內。
2.根據權利要 求1所述的液壓缸位置檢測和鎖定系統，還包括: 旋轉位置傳感器，所述旋轉位置傳感器提供指示了所述驅動單元的旋轉位置的信號；并且 其中，所述系統至少部分根據所述旋轉位置傳感器信號來確定所述柱塞的軸向位置。
3.根據權利要求2所述的液壓缸位置檢測和鎖定系統， 其中，所述系統至少部分根據所述距離信號來確定所述柱塞的軸向位置。
4.根據權利要求1所述的液壓缸位置檢測和鎖定系統， 其中，所述系統至少部分根據所述距離信號來確定所述活塞的軸向位置。
5.根據權利要求1所述的液壓缸位置檢測和鎖定系統， 其中，存在根據權利要求1所述的至少一個另外的液壓致動器和相應的鎖定螺母、驅動單元和距離傳感器，并且其中，每個液壓致動器、驅動單元和距離傳感器均連接至所述控制器，且所述控制器至少部分根據由相應液壓致動器的旋轉位置傳感器輸出的旋轉位置傳感器信號來確定每個液壓致動器的柱塞的軸向位置，并且其中，所述液壓致動器由所述控制器以同步方式操作。
6.根據權利要求1所述的液壓缸位置檢測和鎖定系統， 其中，所述鎖定螺母相對于所述液壓缸的間距的期望范圍是約I毫米-約6毫米。
7.根據權利要求1所述的液壓缸位置檢測和鎖定系統， 其中，當所述柱塞的運動停止時，所述驅動單元繼續旋轉所述鎖定螺母，使得所述鎖定螺母就位而防止所述柱塞縮回。
8.根據權利要求1所述的液壓缸位置檢測和鎖定系統， 其中，當所述柱塞的運動停止時，所述驅動單元旋轉所述鎖定螺母，使得所述鎖定螺母與所述液壓缸間隔一定距離，并且，所述控制器把處于壓力下的液壓流體選擇性地供應給所述液壓缸以降低所述柱塞，使得所述鎖定螺母就位而防止所述柱塞縮回。
9.根據權利要求1所述的液壓缸位置檢測和鎖定系統， 其中，在所述柱塞在所述縮回方向上進行任何運動之前，所述驅動單元旋轉所述鎖定螺母，以便所述鎖定螺母移動而脫離防止所述柱塞縮回的狀態。
10.根據權利要求1所述的液壓缸位置檢測和鎖定系統， 其中，所述驅動單元包括: 馬達； 齒輪減速單元； 具有齒的驅動齒輪；以及 所述鎖定螺母上的齒輪齒； 其中，所述驅動齒輪上的齒嚙合所述鎖定螺母上的齒輪齒。
11.根據權利要求1所述的液壓缸位置檢測和鎖定系統， 其中，在旋轉所述鎖定螺母以松開所述鎖定螺母之前，處于壓力下的液壓流體被引入所述液壓缸中，以釋放所述鎖定螺母上的摩擦力。
12.一種用于液壓致動器的液壓缸位置檢測和鎖定系統，所述液壓致動器包括液壓缸、柱塞，所述柱塞包括位于所述液壓缸中的活塞和帶螺紋桿，所述帶螺紋桿從所述活塞軸向延伸以便與所述活塞一起移動，通過把處于壓力下的液壓流體選擇性地供應給所述液壓缸，所述柱塞能夠相對于所述液壓缸在延伸方向和縮回方向上軸向運動，并且所述液壓致動器包括以可旋轉方式嚙合所述帶螺紋桿的鎖定螺母，所述液壓缸位置檢測和鎖定系統包括: 距離傳感器，所述距離傳 感器輸出距離信號，所述距離信號指示了所述鎖定螺母相對于所述液壓缸的軸向間距； 驅動單元，所述驅動單元能夠操作成使所述鎖定螺母相對于所述柱塞旋轉；以及 控制器，所述控制器接收所述距離信號作為輸入，并輸出控制信號以控制所述驅動單元，以便使所述鎖定螺母與所述柱塞的軸向運動相對應地旋轉，從而將所述鎖定螺母相對于所述液壓缸的間距保持在期望范圍內。
13.根據權利要求12所述的液壓缸位置檢測和鎖定系統，還包括: 旋轉位置傳感器，所述旋轉位置傳感器提供指示了所述驅動單元的旋轉位置的信號；并且 其中，所述系統至少部分根據所述旋轉位置傳感器信號來確定所述柱塞的軸向位置。
14.根據權利要求13所述的液壓缸位置檢測和鎖定系統， 其中，所述系統至少部分根據所述距離傳感器信號來確定所述柱塞的軸向位置。
15.根據權利要求12所述的液壓缸位置檢測和鎖定系統， 其中，所述系統至少部分根據所述距離傳感器信號來確定所述柱塞的軸向位置。
16.根據權利要求12所述的液壓缸位置檢測和鎖定系統， 其中，存在根據權利要求1所述的至少一個另外的液壓致動器和相應的鎖定螺母、驅動單元和距離傳感器，并且其中，每個液壓致動器、驅動單元和距離傳感器均連接至所述控制器，且所述控制器至少部分根據由相應液壓致動器的旋轉位置傳感器輸出的旋轉位置傳感器信號來確定每個液壓致動器的柱塞的軸向位置，并且其中，所述液壓致動器由所述控制器以同步方式操作。
17.根據權利要求12所述的液壓缸位置檢測和鎖定系統， 其中，所述鎖定螺母相對于所述液壓缸的間距的期望范圍是約I毫米-約6毫米。
18.根據權利要求12所述的液壓缸位置檢測和鎖定系統， 其中，當所述柱塞的運動停止時，所述驅動單元繼續旋轉所述鎖定螺母，使得所述鎖定螺母就位而防止所述柱塞縮回。
19.根據權利要求12所述的液壓缸位置檢測和鎖定系統， 其中，當所述柱塞的運動停止時，所述驅動單元旋轉所述鎖定螺母，使得所述鎖定螺母與所述液壓缸間隔一定距離，并且，所述控制器把處于壓力下的液壓流體選擇性地供應給所述液壓缸以降低所述柱塞，使得所述鎖定螺母就位而防止所述柱塞縮回。
20.根據權利要求12所述的液壓缸位置檢測和鎖定系統， 其中，在所述柱塞在所述縮回方向上進行任何運動之前，所述驅動單元旋轉所述鎖定螺母，以便所述鎖定螺母移動而脫離防止所述柱塞縮回的狀態。
21.根據權利要求12所述的液壓缸位置檢測和鎖定系統， 其中，所述驅動單元包括: 馬達； 齒輪減速單元； 具有齒的驅動齒輪；以及 所述鎖定螺母上的齒輪齒； 其中，所述驅動齒輪上的齒嚙合所述鎖定螺母上的齒輪齒。
22.根據權利要求12 所述的液壓缸位置檢測和鎖定系統， 其中，在旋轉所述鎖定螺母以松開所述鎖定螺母之前，處于壓力下的液壓流體被引入所述液壓缸中，以釋放所述鎖定螺母上的摩擦力。
23.一種鎖定和檢測液壓缸位置的方法，包括下列步驟: 提供液壓致動器，所述液壓致動器包括: 液壓缸；和 柱塞，所述柱塞包括所述液壓缸中的活塞和帶螺紋桿，所述帶螺紋桿從所述活塞軸向延伸以便與所述活塞一起移動，通過把處于壓力下的液壓流體選擇性地供應給所述液壓缸，所述柱塞能夠相對于所述液壓缸在延伸方向和縮回方向上軸向運動； 提供鎖定螺母，所述鎖定螺母利用所述鎖定螺母和所述帶螺紋桿之間的螺紋連接而以可旋轉方式嚙合所述帶螺紋桿； 提供驅動單元，所述驅動單元能夠操作成使所述鎖定螺母相對于所述柱塞旋轉； 提供距離傳感器，所述距離傳感器輸出距離信號，所述距離信號指示了所述鎖定螺母相對于所述液壓缸的軸向間距；以及 提供控制器，所述控制器接收所述距離信號作為輸入，并輸出控制信號以控制所述驅動單元；以及 對所述控制器進行編程以提供控制所述驅動單元的信號，以便所述驅動單元使所述鎖定螺母與所述柱塞的軸向運動相對應地旋轉，從而將所述鎖定螺母相對于所述液壓缸的間距保持在期望范圍內。
24.根據權利要求23所述的鎖定和檢測液壓缸位置的方法，所述方法還包括下列步驟: 提供旋轉位置傳感器，所述旋轉位置傳感器被構造成:向所述控制器提供指示了所述驅動單元的旋轉位置的信號；和 對所述控制器進行編程，以至少部分根據所述旋轉位置傳感器信號來確定所述柱塞的軸向位置。
25.根據權利要求24所述的鎖定和檢測液壓缸位置的方法，還包括下列步驟: 對所述控制器進行編程，以至少部分根據所述距離信號來確定所述柱塞的軸向位置。
26.根據權利要求23所述的鎖定和檢測液壓缸位置的方法還包括下列步驟: 對所述控制器進行編程，以至少部分根據所述距離信號來確定所述柱塞的軸向位置。
27.根據權利要求23所述的鎖定和檢測液壓缸位置的方法，其中，所述鎖定螺母相對于所述液壓缸的間距的期望范圍是約I毫米-約6毫米。
28.根據權利要求23所述的鎖定和檢測液壓缸位置的方法，還包括下列步驟: 對所述控制器進行編程，使得:當所述柱塞的運動停止時，所述控制器向所述驅動單元提供信號，使得所述驅動單元繼續旋轉所述鎖定螺母，以便所述鎖定螺母就位而防止所述柱塞縮回。
29.根據權利要求23所述的鎖定和檢測液壓缸位置的方法，還包括下列步驟: 對所述控制器進行編程，使得:當所述柱塞的運動停止時，所述控制器向所述驅動單元提供信號，以便所述驅動單元旋轉所述鎖定螺母而使得所述鎖定螺母與所述液壓缸間隔一定距離，并且，所述控制器把處于壓力下的液壓流體選擇性地供應給所述液壓缸以降低所述柱塞，使得所述鎖定螺母就位而防止所述柱塞縮回。
30.根據權利要求23所述的鎖定和檢測液壓缸位置的方法，還包括下列步驟: 對所述控制器進行編程，使得:在所述柱塞在所述縮回方向上進行任何運動之前，所述控制器向所述驅動單元提供信號，以便所述驅動單元旋轉所述鎖定螺母，使得所述鎖定螺母移動而脫離防止所述柱塞縮回的狀態。
31.根據權利要求23所述的鎖定和檢測液壓缸位置的方法，其中，所述驅動單元包括:馬達；齒輪減速單元；具有齒的驅動齒輪；以及所述鎖定螺母上的齒輪齒，其中，所述驅動齒輪上的齒嚙合所述鎖定螺母上的齒輪齒。
32.根據權利要求23所述的鎖定和檢測液壓缸位置的方法，還包括下列步驟: 對所述控制器進行編程，使得:在旋轉所述鎖定螺母以松開所述鎖定螺母之前，把處于壓力下的液壓流體引入所述液壓缸中，以釋放所述鎖定螺母上的可能阻止所述鎖定螺母旋轉的摩擦力。
33.一種同步液壓缸位置檢測和鎖定系統，包括: 至少兩個液壓致動器，每個液壓致動器都包括: 液壓缸；和 柱塞，所述柱塞包括位于所述液壓缸中的活塞和帶螺紋桿，所述帶螺紋桿從所述活塞軸向延伸以便與所述活塞一起移動，通過把處于壓力下的液壓流體選擇性地供應給所述液壓缸，所述柱塞能夠相對于所述液壓缸在延伸方向和縮回方向上軸向運動； 用于每個液壓致動器的相應鎖定螺母，所述鎖定螺母利用所述鎖定螺母和所述帶螺紋桿之間的螺紋連接而以可旋轉方式嚙合所述帶螺紋桿； 用于每個液壓致動器的相應驅動單元，所述驅動單元能夠操作成使所述鎖定螺母相對于所述柱塞旋轉；用于每個液壓致動器的相應距離傳感器，所述距離傳感器輸出距離信號，所述距離信號指示了所述鎖定螺母相對于所述液壓缸的軸向間距； 用于每個液壓致動器的相應旋轉位置傳感器，所述旋轉位置傳感器提供指示了所述驅動單元的旋轉位置的信號，以及 控制器，所述控制器接收來自每個液壓致動器的所述旋轉位置傳感器的信號以至少部分根據所述旋轉位置傳感器信號來確定每個液壓致動器的所述柱塞的軸向位置，通過選擇性地控制流向每個液壓缸的、處于壓力下的液壓流體供應而使所述柱塞的軸向位置之間的差值保持在期望的容許極限內，并且接收每個距離傳感器的距離信號作為輸入并輸出控制信號以控制相應的驅動單元，從而每個驅動單元使相應的鎖定螺母與每個液壓致動器的相應柱塞的軸向運動相對應地旋轉，以便將每個鎖定螺母相對于相應液壓缸的間距保持在期望范圍內。
34.根據權利要求33所述的同步液壓缸位置檢測和鎖定系統，其中，所述控制器至少部分根據所述距離信號來確定每個液壓致動器的所述柱塞的軸向位置。
35.根據權利要求33所述的同步液壓缸位置檢測和鎖定系統，其中，每個鎖定螺母相對于相應液壓缸的間距的期望范圍是約I毫米-約6毫米。
36.根據權利要求33所述的同步液壓缸位置檢測和鎖定系統，其中，當所述柱塞的運動停止時，每個驅動 單元繼續旋轉相應的鎖定螺母，使得每個鎖定螺母就位而防止相應的柱塞縮回。
37.根據權利要求33所述的同步液壓缸位置檢測和鎖定系統，其中，當所述柱塞在所述延伸方向上的運動停止時，所述控制器確定每個液壓致動器的所述柱塞從初始位置向停止位置的延伸長度，所述控制器向其柱塞相對于其他柱塞延伸最小的液壓致動器的相應驅動單元輸出控制信號，以便所述相應驅動單元旋轉所述鎖定螺母，使得所述鎖定螺母相對于所述液壓缸的間距為特定距離，所述控制器向其他驅動單元輸出控制信號，以便所述其他驅動單元旋轉相應的鎖定螺母，以調節每個鎖定螺母相對于相應液壓缸的間距，從而補償所述其他柱塞相對于延伸最小的所述柱塞的任何延伸長度差值，并且所述控制器把處于壓力下的液壓流體選擇性地供應給每個液壓致動器的液壓缸以降低每個柱塞，以便每個鎖定螺母就位而防止相應的柱塞縮回。
38.根據權利要求33所述的同步液壓缸位置檢測和鎖定系統，其中，當所述柱塞在所述縮回方向上的運動停止時，所述控制器確定每個液壓致動器的所述柱塞從初始位置向停止位置的縮回長度，所述控制器向其柱塞相對于其他柱塞延伸最多的液壓致動器的相應驅動單元輸出控制信號，以便所述相應驅動單元旋轉所述鎖定螺母，使得所述鎖定螺母相對于所述液壓缸的間距為特定距離，所述控制器向其他驅動單元輸出控制信號，以便所述其他驅動單元旋轉相應的鎖定螺母，以設定每個鎖定螺母相對于相應液壓缸的間距，從而補償所述其他柱塞相對于縮回最多的所述柱塞的任何縮回長度差值，并且所述控制器把處于壓力下的液壓流體選擇性地供應給每個液壓致動器的液壓缸以降低每個柱塞，以便每個鎖定螺母就位而防止相應的柱塞縮回。
39.根據權利要求33所述的同步液壓缸位置檢測和鎖定系統，其中，在所述柱塞在所述縮回方向上進行任何運動之前，每個驅動單元旋轉相應的鎖定螺母，以便所述鎖定螺母移動而脫離防止相應的柱塞縮回的狀態。
40.根據權利要求33所述的同步液壓缸位置檢測和鎖定系統，其中，所述驅動單元包括: 馬達； 齒輪減速單元； 具有齒的驅動齒輪；以及 所述鎖定螺母上的齒輪齒； 其中，所述驅動齒輪上的齒嚙合所述鎖定螺母上的齒輪齒。
41.根據權利要求33所述的同步液壓缸位置檢測和鎖定系統，其中，在旋轉所述鎖定螺母以松開所述鎖定螺母之前，處于壓力下的液壓流體被引入每個所述液壓缸中，以釋放所述鎖定螺母上的可能阻止所述鎖定螺母旋轉的摩擦力。
42.一種通過液壓缸同步升高或降低負荷的方法，包括下列步驟: 提供至少兩個液壓致動器，每個液壓致動器都包括: 液壓缸；和 柱塞，所述柱塞包括位于所述液壓缸中的活塞和帶螺紋桿，所述帶螺紋桿從所述活塞軸向延伸以便與所述活塞一起移動，通過把處于壓力下的液壓流體選擇性地供應給所述液壓缸，所述柱塞能夠相對于所述液壓缸在延伸方向和縮回方向上軸向運動； 提供用于每個液壓致動器的相應鎖定螺母，所述鎖定螺母利用所述鎖定螺母和所述帶螺紋桿之間的螺紋連接而以可旋轉方式嚙合所述帶螺紋桿； 提供用于每個液壓致動器的相應驅動單元，所述驅動單元能夠操作成使所述鎖定螺母相對于所述柱塞旋轉； 提供用于每個液壓致動器的相應距離傳感器，所述距離傳感器輸出距離信號，所述距離信號指示了所述鎖定螺母相對于所述液壓缸的軸向間距； 提供用于每個液壓致動器的相應旋轉位置傳感器，所述旋轉位置傳感器提供了指示所述驅動單元的旋轉位置的信號； 提供控制器，所述控制器接收每個距離傳感器的所述距離信號作為輸入，并接收所述旋轉位置傳感器信號； 對所述控制器進行編程，以便: 至少部分根據相應的旋轉位置傳感器信號來確定每個液壓致動器的所述柱塞的軸向位置； 通過選擇性地控制流向每個液壓缸的、處于壓力下的液壓流體供應，使所述液壓致動器的每個柱塞的軸向位置之間的差值保持在期望的容許極限內；并且 向每個驅動單元輸出信號，以使相應的鎖定螺母與相應柱塞的軸向運動相對應地旋轉，以便將所述鎖定螺母相對于相應液壓缸的間距保持在期望范圍內；以及操作所述控制器，以同步升高或降低所述負荷。
43.根據權利要求42所述的通過液壓缸同步升高或降低負荷的方法，其中，所述控制器被進一步編程為:至少部分根據相應的距離信號來確定每個液壓致動器的所述柱塞的軸向位置。
44.根據權利要求42所述的通過液壓缸同步升高或降低負荷的方法，其中，每個鎖定螺母相對于相應液壓缸的間距的期望范圍是約I毫米-約6毫米。
45.根據權利要求42所述的通過液壓缸同步升高或降低負荷的方法，還包括下列步驟: 對所述控制器進行編程，使得:當所有柱塞的運動停止時，所述控制器向所述驅動單元提供信號，使得所述驅動單元繼續旋轉相應的鎖定螺母，以便所述鎖定螺母就位而防止相應的柱塞縮回。
46.根據權利要求42所述的通過液壓缸同步升高或降低負荷的方法，還包括下列步驟: 對所述控制器進行編程，使得:當所述柱塞在所述延伸方向上的運動停止時，所述控制器確定每個液壓致動器的所述柱塞從初始位置向停止位置的延伸長度，所述控制器向其柱塞相對于其他柱塞延伸最小的液壓致動器的相應驅動單元輸出控制信號，以便所述相應驅動單元旋轉所述鎖定螺母，使得所述鎖定螺母相對于所述液壓缸的間距為特定距離，所述控制器向其他驅動單元輸出控制信號，以便所述其他驅動單元旋轉相應的鎖定螺母，以調節每個鎖定螺母相對于相應液壓缸的間距，從而補償所述其他柱塞相對于延伸最小的所述柱塞的任何延伸長度差值，并且，所述控制器把處于壓力下的液壓流體選擇性地供應給每個液壓致動器的液壓缸以降低每個所述柱塞，使得每個鎖定螺母就位而防止相應的柱塞縮回。
47.根據權利要求42所述的通過液壓缸同步升高或降低負荷的方法，還包括下列步驟: 對所述控制器進行編程，使得:當所述柱塞在所述縮回方向上的運動停止時，所述控制器確定每個液壓致動器的所述柱塞`從初始位置向停止位置的縮回長度，所述控制器向其柱塞相對于其他柱塞延伸最多的液壓致動器的相應驅動單元輸出控制信號，以便所述相應驅動單元旋轉所述鎖定螺母，使得所述鎖定螺母相對于所述液壓缸的間距為特定距離，所述控制器向其他驅動單元輸出控制信號，以便所述其他驅動單元旋轉相應的鎖定螺母，以設定每個鎖定螺母相對于相應液壓缸的間距，從而補償所述其他柱塞相對于縮回最多的所述柱塞的任何縮回長度差值，并且所述控制器把處于壓力下的液壓流體選擇性地供應給每個液壓致動器的液壓缸以降低每個柱塞，以便每個鎖定螺母就位而防止相應的柱塞縮回。
48.根據權利要求42所述的通過液壓缸同步升高或降低負荷的方法，還包括下列步驟: 對所述控制器進行編程，使得:在所述柱塞在所述縮回方向上進行任何運動之前，所述控制器向相應的驅動單元提供信號，以便所述驅動單元旋轉相應的鎖定螺母，使得所述鎖定螺母移動而脫離防止所述柱塞縮回的狀態。
49.根據權利要求42所述的通過液壓缸同步升高或降低負荷的方法，其中，每個驅動單元包括--馬達;齒輪減速單元；具有齒的驅動齒輪；以及所述鎖定螺母上的齒輪齒，其中，所述驅動齒輪上的齒嚙合所述鎖定螺母上的齒輪齒。
50.根據權利要求42所述的通過液壓缸同步升高或降低負荷的方法，還包括下列步驟: 對所述控制器進行編程，使得:在旋轉所述鎖定螺母以松開所述鎖定螺母之前，把處于壓力下的液壓流體引入每個所述液壓缸中，以釋放所述鎖定螺母上的摩擦力。
【文檔編號】F15B15/26GK103459859SQ201180062211
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2011年12月20日 優先權日:2010年12月22日
【發明者】奧斯汀·R·萊姆克, 內森·A·威勒 申請人:艾科安特公司