專利名稱：舉高作業車及其平臺調平液壓系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及工程機械技術領域，具體涉及一種舉高作業車及其平臺調平液壓 系統。
背景技術：
在各種高空作業以及消防救援中，舉高作業車輛以其機動性好的特點得以廣泛的 應用。比如，登高平臺消防車。現有的登高平臺消防車上設置有升降平臺，并通過臂架的伸展操作控制平臺到達 工作位置，以便于消防人員進行登高撲救高層建筑、油罐火災或者營救被困人員等作業。目 前，舉高作業車輛的臂架大多由兩節或兩節以上折疊臂組成，平臺與節臂及各節臂連接鉸 點的角度變化均由相應的變幅缸的伸縮來實現的。顯然，其臂架系統是決定整車作業性能 的關鍵部件之一。請參見圖1，該圖示出一種現有舉高作業車的整體結構示意圖。如圖1所示，在第一變幅油缸10、第二變幅油缸20以及曲臂變幅油缸30的作用 下，各節臂可繞鉸點A、B、C分別進行相應的變幅，以確保作業平臺50到達預定的工作位置。 眾所周知，在各節臂變幅實現作業平臺50升降的過程中，理論上要求作業平臺50底部始終 處于水平狀態，即，Q1 = 0;以保證作業平臺穩定和安全。受臂架系統自身結構的限制，其 曲臂(頂節臂)一般比較短O 3m)，變幅速度較快時，角度(θ 2)的變化較大，顯然，若作 業平臺的調平出現超前(θ工> 0)或滯后現象(θ工< 0)，則必然影響產品的可靠性和安全 性。基于上述問題，現有技術利用液電自動調平系統，通過控制鉸接于作業平臺和曲 臂之間的調平油缸40伸縮，以避免經常出現調平超前或滯后現象。請參見圖2，該圖示出了 現有舉高作業車的平臺調平系統的液壓原理圖。現有平臺調平系統中，曲臂變幅油缸30和調平油缸40分別由兩個控制閥單獨控 制，如圖2所示，曲臂變幅油缸30由閥組中左邊的比例閥60控制，調平油缸是由閥組中右 邊的伺服閥70控制。當曲臂做變幅運動(即曲臂變幅油缸伸出或者縮回)時，作業平臺50 角度發生變化(即平臺不再保持水平狀態)，此時安裝在作業平臺50底部的角度傳感器發 出信號，該信號反饋到伺服閥控制器上，控制器得到指令從而控制伺服閥70開啟，調平油 缸40動作，使得作業平臺50朝著θ i — 0的趨勢運動，直到作業平臺50處于水平狀態，伺 服閥70關閉。上述調平液壓原理分析可知，該系統通過兩個液壓閥分別獨立控制曲臂變幅油缸 30和調平油缸40的運動。該技術的缺點主要表現在以下三個方面一、調平油缸的流量不僅受伺服閥開口大小的影響，而且受負載壓力變化的影響， 無法保證穩定的流量。二、調平伺服閥的開口大小受制于曲臂變幅的快慢，當曲臂變幅出現抖動或速度 變化很大時，調平也會出現抖動和調平不穩定現象。三、調平的同步性完全是由電氣控制，由于傳感器獲取信號至控制器發出指令需要響應時間，該響應時間直接導致了調平油缸運動的滯后。有鑒于此，亟待針對現有平臺調平系統進行優化設計，以有效克服上述缺陷。
實用新型內容針對上述缺陷，本實用新型解決的技術問題在于，提供一種平臺調平液壓系統，車 輛在進行臂節變幅作業時系統壓力油液首先滿足調平油缸的流量要求，可有效規避平臺調 平超前或滯后的現象出現，確保調平過程平穩可靠。在此基礎上，本實用新型還提供一種具 有該平臺調平液壓系統的舉高作業車。本實用新型提供的平臺調平液壓系統，用于控制鉸接于頂節臂的平臺保持水平狀 態，該系統包括調平油缸和臂節變幅油缸；還包括優先閥、用于控制調平油缸兩腔的進液量 的第一流量控制閥和用于控制臂節變幅油缸兩腔的進液量的第二流量控制閥；所述優先閥 的進油口與系統壓力油路連通，其主油口與第一流量控制閥的進油口連通，其次油口與第 二流量控制閥的進油口連通；控制其主油口開度呈增大趨勢變化的第一控制油口與所述第 一流量控制閥的出油口連通，控制其次油口開度呈增大趨勢變化的第二控制油口與所述第 一流量控制閥的進油口連通。優選地，所述優先閥的第一控制油口與所述第一流量控制閥的進油口連通，且所 述第一流量控制閥的進油口至所述第一控制油口之間的阻尼大于所述第一流量控制閥的 進油口至所述第二控制油口之間的阻尼。優選地，還包括設置在所述第一流量控制閥的兩個出油口與所述調平油缸的兩腔 之間的梭閥，其兩個進油口分別與所述調平油缸的兩腔連通，其出油口與所述優先閥的第 一控制油口連通。優選地，還包括設置在所述調平油缸的無桿腔進液管路與系統回油油路之間的溢 流閥。優選地，還包括設置在所述調平油缸的無桿腔進液管路上第一平衡閥，其控制油 口與所述調平油缸的有桿腔連通。優選地，還包括設置在所述臂節變幅油缸的無桿腔和有桿腔進液管路上的第二平 衡閥和第三平衡閥，所述第二平衡閥的控制油口與所述臂節變幅油缸的有桿腔進液管路連 通，所述第三平衡閥的控制油口與所述臂節變幅油缸的無桿腔進液管路。優選地，所述第一流量控制閥和第二流量控制閥具體為伺服閥。優選地，所述第一流量控制閥和第二流量控制閥具體為比例閥。本實用新型提供的舉高作業車，包括與底盤連接的臂架和與所述臂架的頂節臂鉸 接的平臺，還包括如前所述的平臺調平液壓系統。本實用新型提供的平臺調平液壓系統采用兩個流量控制閥分別用于控制調平油 缸兩腔和臂節變幅油缸兩腔進液量，在兩個流量控制閥前設置一優先閥；也就是說，在系統 壓力油路與兩個流量控制閥的進液口之間設置該優先閥，該優先閥的主油口與第一流量控 制閥的進油口連通，優先滿足調平油缸油路的流量需求，該優先閥的次油口與第二流量控 制閥的進油口連通，以供油至臂節變幅油缸。與現有技術相比，本實用新型通過優先閥建立 調平油缸和臂節變幅油缸之間的供油關系，在車輛進行臂節變幅作業時，系統壓力油液首 先滿足調平油缸的流量要求，可有效規避平臺調平超前或滯后的現象出現，調平過程平穩
4可靠。此外，整個變幅作業過程中，優先閥的閥芯處于平衡位置時，第一控制油口的反饋 壓力加上彈簧的預緊力等于第二控制油口的反饋壓力，即第一流量控制閥前后壓力差等于 優先閥的彈簧預緊力，為一常量。因此，通過第一流量控制閥的流量不受負載壓力影響，只 與其閥芯開口面積成正比，即使臂節變幅出現抖動或速度變化很大時，調平也不會出現抖 動和調平不穩定現象。另一方面，本實用新型提供的調平系統的同步性不完全由電氣控制， 回路本身可以通過優先閥和反饋油路來提高同步效果，響應速度快，可靠性高，可有效規避 電氣控制所存在的響應時間導致調平油缸運動滯后的問題。在本實用新型的優選方案中，優先閥的第一控制油口與所述第一流量控制閥的進 油口連通，即第一控制油口增加一路反饋控制油，以減小由于調平負載的變化而引起的閥 芯抖動，進一步提高系統工作的穩定性。在本實用新型的另一優選方案中，在所述第一流量控制閥的兩個出油口與所述調 平油缸的兩腔之間增設有一梭閥，其兩個進油口分別與所述調平油缸的兩腔連通，其出油 口與所述優先閥的第一控制油口連通。如此設置，使得油缸伸出或者收回過程中均能優先 滿足調平油缸油路的流量需求，確保調平過程平穩可靠。本實用新型提供的平臺調平液壓系統適用于任何一種舉高作業車，特別適用于登 高平臺消防車。
圖1是現有舉高作業車的整體結構示意圖；圖2是現有舉高作業車的平臺調平系統的液壓原理圖；圖3是平臺調平液壓系統的第一實施例工作原理圖；圖4是平臺調平液壓系統的第二實施例工作原理圖。圖3、圖4中調平油缸1、臂節變幅油缸2、第一流量控制閥3、第二流量控制閥4、優先閥5、進油 口 51、主油口 52、次油口 53、第一控制油口 M、第二控制油口 55、梭閥6、溢流閥7、第一平衡 閥81、第二平衡閥82、第三平衡閥83。
具體實施方式
本實用新型的核心是提供一種平臺調平液壓系統，以使得車輛在進行臂節變幅作 業時，系統壓力油液首先滿足調平油缸的流量要求，可有效規避平臺調平超前或滯后的現 象出現，確保調平過程平穩可靠。下面結合說明書附圖具體說明具體實施方式
。請參見圖3，該圖為平臺調平液壓系統的第一實施例工作原理圖。該平臺調平液壓系統用于控制鉸接于頂節臂的平臺保持水平狀態，具體包括調 平油缸1、臂節變幅油缸2、兩個流量控制閥(第一流量控制閥3和第二流量控制閥4)和優 先閥5。與現有技術相同的是，本方案中調平油缸1設置在平臺與臂架的頂節臂之間，臂節 變幅油缸2用于根據操縱信號調節頂節臂的變幅。其中，第一流量控制閥3用于控制調平油缸1兩腔的進液量，通過第一流量控制閥 3的變位實現系統壓力油路P及系統回油油路T與調平油缸1的有桿腔和無桿腔之間的導通關系壓力油路P與調平油缸1的有桿腔連通、調平油缸1的無桿腔與回油油路T連通， 則調平油缸1收回；壓力油路P與調平油缸1的無桿腔連通、調平油缸1的有桿腔與回油油 路T連通，則調平油缸1伸出。同理，第二流量控制閥4用于控制臂節變幅油缸2兩腔的進液量，通過第二流量控 制閥4的變位實現系統壓力油路P及系統回油油路T與臂節變幅油缸2的有桿腔和無桿腔 之間的導通關系壓力油路P與臂節變幅油缸2的有桿腔連通、臂節變幅油缸2的無桿腔與 回油油路T連通，則臂節變幅油缸2收回；壓力油路P與臂節變幅油缸2的無桿腔連通、臂 節變幅油缸2的有桿腔與回油油路T連通，則臂節變幅油缸2伸出。如圖3所示，第一流量 控制閥3和第二流量控制閥優選伺服閥，該伺服閥的兩個工作位置之間具有過渡工位，即 中位沒有死區，響應頻率較高。應當理解，第一流量控制閥3和第二流量控制閥也可以選用 比例閥，只要能夠滿足相應油缸的流向和流量控制要求均可。其中，優先閥5的進油口 51與系統壓力油路P連通，其主油口 52與第一流量控制 閥4的進油口連通，優先滿足調平油缸油路的流量需求；其次油口 53與第二流量控制閥4 的進油口連通，以供油至臂節變幅油缸2，即多余流量通過次油口 53供給臂節變幅油缸油 路。顯然，通過優先閥建立調平油缸1和臂節變幅油缸2之間的供油關系，在車輛進行變幅 作業時，系統壓力油液首先滿足調平油缸1的流量要求，可有效規避平臺調平超前或滯后 的現象出現，調平過程平穩可靠。另外，如圖所示，控制其主油口 52開度呈增大趨勢變化的第一控制油口 M與第一 流量控制閥4的出油口連通，控制其次油口 53開度呈增大趨勢變化的第二控制油口 55與 第一流量控制閥4的進油口連通。也就是說，第一控制油口 M為第一流量控制閥4閥后壓 力反饋口(調平油缸1工作腔壓力反饋到該油口)，第二控制油口陽為第一流量控制閥4 閥后壓力反饋口(優先閥主油口 52的供油壓力反饋到該油口)。當優先閥5的閥芯處于平 衡位置時，第一控制油口 M的反饋壓力加上彈簧的預緊力Fk，等于第二控制油口 55的反饋 壓力，即第一流量控制閥4前后壓力差等于優先閥5的彈簧預緊力Fk，為一常量。因此，通 過第一流量控制閥4的流量不受負載壓力影響，只與其閥芯開口面積成正比。車輛進行臂節變幅作業時，當臂節變幅速度較快、調平出現滯后時，角度θ工(如圖 1所示)會負向(即Q1(O)增大，調平傳感器的返回信號(電流或電壓)會增大，從而控 制第一流量控制閥4的開啟面積增大；此狀態下，閥前壓力減小，即優先閥5第二控制油口 55的反饋壓力減小，此時第一控制油口 M的反饋壓力加上彈簧的預緊力Fk大于第二控制 油口陽的反饋壓力，優先閥5閥芯向下移動(即向無彈簧腔移動)，主油口 52開度變大，流 量增加，次油口 53開度變小，流量減少，使得調平油缸1運動速度加快，臂節變幅油缸2運 動速度減慢，從而迅速消除調平滯后的現象。反之調平出現超前時，角度Q1(如圖1所示)會正向(即θ1>())增大，調平傳 感器的返回信號(電流或電壓)會減小，從而控制第一流量控制閥4的開啟面積減小；此狀 態下，閥前壓力增大，優先閥5閥芯向上移動(即向彈簧腔移動)，使得調平油缸1運動速度 減慢，臂節變幅油缸2運動速度加快，從而迅速消除調平超前的現象。上述工作原理分析可知，本方案的同步性不完全由電氣控制，回路本身可以通過 優先閥和反饋油路來提高同步效果，響應速度快，可靠性高，可有效規避電氣控制所存在的 響應時間導致調平油缸運動滯后的問題。[0043]為確保油缸伸出或者收回過程中均能優先滿足調平油缸油路的流量需求，確保調 平過程平穩可靠。如圖3所示，本方案在第一流量控制閥4的兩個出油口與調平油缸1的 兩腔之間的梭閥6，其兩個進油口分別與調平油缸1的兩腔連通，其出油口與優先閥5的第 一控制油口 M連通。該回路中采用梭閥6，可有效優化管路設計，降低裝配成本。此外，在調平油缸1的無桿腔進液管路與系統回油油路T之間設置有溢流閥7，以 進一步提高安全可靠性。為進一步使得負載平穩工作，如圖3所示，本方案的調平油缸1及臂節變幅油缸2 上均設置有平衡閥，以產生背壓，防止負載因自重下落，使運動平穩。具體地，在調平油缸1 的無桿腔進液管路上設置第一平衡閥81，其控制油口與調平油缸1的有桿腔連通；在臂節 變幅油缸2的無桿腔進液管路上設置第二平衡閥82，其控制油口與臂節變幅油缸2的有桿 腔進液管路連通；在臂節變幅油缸2的有桿腔進液管路上設置第三平衡閥83，其控制油口 與臂節變幅油缸2的無桿腔進液管路連通。請參見圖4，該圖是平臺調平液壓系統的第二實施例工作原理圖。本實施例的基本構成及工作原理與第一實施例相同，兩者相比，本實施例的區別 在于優先閥5的第一控制油口 M與第一流量控制閥4的進油口 51連通，且第一流量控制 閥4的進油口至第一控制油口 M之間的阻尼大于第一流量控制閥4的進油口至第二控制 油口 55之間的阻尼。如此設計，第一流量控制閥4的閥前壓力參與第一控制油口 M的反 饋，在不影響第一控制油口 M的反饋壓力、彈簧的預緊力Fk與第二控制油口 55的反饋壓 力之前建立的平衡關系的基礎上，可減小由于調平負載的變化而引起的優先閥5閥芯的抖 動。調平過程中，可基于第一流量控制閥4的閥前壓力變化動態調整優先閥5閥芯的位移， 進一步提高系統工作的穩定性。除前述平臺調平液壓系統之外，本方案還提供一種舉高作業車，包括與底盤連接 的臂架和與臂架的頂節臂鉸接的平臺，還包括如前所述的平臺調平液壓系統。具體請一并 參見圖1。需要說明的是，該舉高作業車的底盤、臂架、平臺等功能部件與現有技術相同，本 領域的技術人員基于現有技術完全可以實現，故本文不再贅述。以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技 術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和 潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
權利要求1.平臺調平液壓系統，用于控制鉸接于頂節臂的平臺保持水平狀態，該系統包括調平 油缸和臂節變幅油缸；其特征在于，還包括第一流量控制閥，用于控制調平油缸兩腔的進液量；第二流量控制閥；用于控制臂節變幅油缸兩腔的進液量；和優先閥，其進油口與系統壓力油路連通，其主油口與第一流量控制閥的進油口連通，其 次油口與第二流量控制閥的進油口連通；控制其主油口開度呈增大趨勢變化的第一控制油 口與所述第一流量控制閥的出油口連通，控制其次油口開度呈增大趨勢變化的第二控制油 口與所述第一流量控制閥的進油口連通。
2.根據權利要求1所述的平臺調平液壓系統，其特征在于，所述優先閥的第一控制油 口與所述第一流量控制閥的進油口連通，且所述第一流量控制閥的進油口至所述第一控制 油口之間的阻尼大于所述第一流量控制閥的進油口至所述第二控制油口之間的阻尼。
3.根據權利要求1或2所述的平臺調平液壓系統，其特征在于，還包括設置在所述第一 流量控制閥的兩個出油口與所述調平油缸的兩腔之間的梭閥，其兩個進油口分別與所述調 平油缸的兩腔連通，其出油口與所述優先閥的第一控制油口連通。
4.根據權利要求3所述的平臺調平液壓系統，其特征在于，還包括設置在所述調平油 缸的無桿腔進液管路與系統回油油路之間的溢流閥。
5.根據權利要求4所述的平臺調平液壓系統，其特征在于，還包括設置在所述調平油 缸的無桿腔進液管路上第一平衡閥，其控制油口與所述調平油缸的有桿腔連通。
6.根據權利要求5所述的平臺調平液壓系統，其特征在于，還包括設置在所述臂節變 幅油缸的無桿腔和有桿腔進液管路上的第二平衡閥和第三平衡閥，所述第二平衡閥的控制 油口與所述臂節變幅油缸的有桿腔進液管路連通，所述第三平衡閥的控制油口與所述臂節 變幅油缸的無桿腔進液管路。
7.根據權利要求6所述的平臺調平液壓系統，其特征在于，所述第一流量控制閥和第 二流量控制閥具體為伺服閥。
8.根據權利要求6所述的平臺調平液壓系統，其特征在于，所述第一流量控制閥和第 二流量控制閥具體為比例閥。
9.舉高作業車，包括與底盤連接的臂架和與所述臂架的頂節臂鉸接的平臺，其特征在 于，還包括如權利要求1至9中任一項所述的平臺調平液壓系統。
專利摘要本實用新型公開一種平臺調平液壓系統，包括調平油缸、臂節變幅油缸、優先閥、用于控制調平油缸兩腔的進液量的第一流量控制閥和用于控制臂節變幅油缸兩腔的進液量的第二流量控制閥；優先閥的進油口與系統壓力油路連通，其主油口與第一流量控制閥的進油口連通，其次油口與第二流量控制閥的進油口連通；控制其主油口開度呈增大趨勢變化的第一控制油口與第一流量控制閥的出油口連通，控制其次油口開度呈增大趨勢變化的第二控制油口與第一流量控制閥的進油口連通。系統壓力油液首先滿足調平油缸的流量要求，可有效規避平臺調平超前或滯后的現象出現。在此基礎上，本實用新型還提供一種具有該平臺調平液壓系統的舉高作業車。
文檔編號B66F11/04GK201882878SQ20102065492
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月10日 優先權日2010年12月10日
發明者盧良衛, 孔德美, 黎江 申請人:徐州重型機械有限公司