專利名稱：液壓先導控制系統及設有該系統的液壓先導起重機的制作方法
技術領域：
本發明涉及液壓控制領域，尤其涉及一種液壓先導控制系統及設有該系統的液壓先導起重機。
背景技術：
目前，市場主流的小噸位起重機大部分是采用液壓方式控制，如液壓先導起重機的控制系統就是一種應用成熟、廣泛的起重機液壓控制系統。如圖1和圖2所示，其核心組成部件為液壓先導手柄、主閥1’、液壓先導閥2’及相應的保護電磁閥4’。其中，每個主閥 1’設置在每條主油路中，每條主油路的導通會使得起重機的相應機械部分進行相應動作。 單個的液壓先導手柄在平面上能夠向四個方向運動，并產生四個導通位置狀態。液壓先導手柄與液壓先導閥2’連接，液壓先導手柄在每個導通位置狀態時，導通液壓先導閥2’中的一個所在的控制油路；而每個液壓先導閥2’分別與一個主閥1’連接，控制該主閥1’的動作，進而控制相應主油路的導通和截止。其中圖1中的ar、a3’、bl’、b3’點分別與圖2中 &ar、a3’、br、b3，點連通。圖1中的虛線表示控制油路。液壓先導手柄的四個運動方向如圖3所示，包括+Y、-Y、+X和-X四個方向。假設液壓先導手柄向-Y的方向運動時對應的起重機的動作為卷揚上升，此時起重機的液壓控制原理為液壓先導手柄向-Y方向運動時，導通了 -Y方向的控制油路，此時在主閥閥芯上產生了一個壓力差，因此閥芯在此壓力作用下產生位移，相應主油路導通，起重機卷揚起動作。液壓先導手柄其余三個方向動作工作原理與此相同。由于起重機在人為不規范的操作中難免會產生危險工況，因此即要對人在做出危險動作時，如產生高度限位報警后(也就是傳感器傳感到高度限位報警信號后)，利用控制器的輸出控制或者電路的控制把手柄繼續向-Y方向的運動作出保護處理以避免危險發生。此保護處理的方式一般為在先導手柄的控制油路上增加一個由控制器控制的保護電磁閥，如圖2所示，也就是上述的連接保護電磁閥4’的控制器判斷即將出現危險工況后，將此保護電磁閥斷電從而切斷液壓先導手柄在此方向上的控制油路，達到手柄在這個方向上的動作保護。由于起重機一般有兩個液壓先導手柄，因此一般至少有八個方向的手柄動作，因此在控制油路上至少需要八個保護電磁閥進行中間動作處理才能夠保持相關動作的安全保護。由此可見，此保護方式導致了一個較高的液壓控制系統成本，延長了液壓管路的裝配、保護電磁閥線束的制作及安裝時間，也增加了控制器的管腳資源占用，同時增加了起重機使用過程中的故障點，也不利于售后服務過程中的故障排查。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種液壓先導控制系統以及設有該系統的液壓先導起重機，可以大大減少保護電磁閥的數目，降低控制系統的成本，簡化了控制系統。為解決上述技術問題，根據本發明的一個方面，提供了一種液壓先導控制系統，包括多條主油路，分別連接至對應的執行機構，每條主油路中分別設置有一個主閥；多條控制油路，其中每條控制油路中分別設置有一個液壓先導閥；每條控制油路連接至主閥中的一個，控制主閥的導通與截止；一個或多個液壓先導手柄，其中每個液壓先導手柄連接至多個液壓先導閥，并具有多個導通位置狀態；每個液壓先導手柄處于每個導通位置狀態時，分別導通液壓先導閥中的一個所在的控制油路，該液壓先導控制系統還包括總控電磁閥，連接所有控制油路；多個位置傳感器，每個位置傳感器用于感測液壓先導手柄的一個導通位置狀態，并觸發手柄位置信號；以及電控裝置，與執行機構上設置的危險信號傳感器連接， 并與位置傳感器和總控電磁閥連接，在接收到危險信號傳感器的危險信號及相應的位置傳感器的手柄位置信號時，控制總控電磁閥關閉。進一步地，位置傳感器設置在液壓先導手柄上。進一步地，位置傳感器為壓力傳感器，設置在各條控制油路中，用以檢測各條控制油路中的油壓。進一步地，還包括與所有控制油路連接的總控制油路，總控電磁閥設置于總控制油路中。進一步地，電控裝置還包括控制器，該控制器具有與各個位置傳感器連接的輸入引腳以及與總控電磁閥連接的輸出引腳。進一步地，每個位置傳感器包括第一導電部；第二導電部，與第一導電部間隔設置；以及連通部；當液壓先導手柄處于一個導通位置狀態時，對應于該導通位置狀態的位置傳感器中的連通部隨液壓先導手柄的移動而同時接觸第一導電部和第二導電部。進一步地，第一導電部和第二導電部均固定在液壓先導手柄下方的手柄底座上； 連通部通過彈簧連接在液壓先導手柄下方的手柄底座上；位置傳感器還包括觸發部，設置在液壓先導手柄上，當液壓先導手柄處于一個導通位置狀態時，相應的觸發部隨液壓先導手柄的移動而將彈簧壓縮，以使得連通部同時接觸第一導電部和第二導電部。根據本發明的另一方面，還提供了一種液壓先導起重機，其包括上述的任何一種液壓先導起重機的控制系統。本發明具有以下有益效果本發明的液壓先導控制系統中包括連接所有控制油路的總控電磁閥，同時還設置有用于感測液壓先導手柄的導通位置狀態的位置傳感器，這樣，某一主油路的導通所對應的機械部分的動作產生報警或危險后，例如起重機卷揚起動作時產生過卷報警，這時如果位置傳感器感測到液壓先導手柄處于的導通位置狀態是對應于卷揚起動作的主油路所對應的控制油路中的液壓先導閥的導通，也就是人為繼續操作液壓先導手柄進行危險方向的卷揚起的動作，則系統中的控制器或控制電路可以將上述的總控電磁閥的供電切斷，進行保護。也就是說，通過上述的位置傳感器和總控電磁閥的配合，即可實現對危險動作進行限制的控制，而無需在每一條控制油路中都設置一個保護電磁閥。這樣，就降低了液壓控制系統的成本，減少了保護電磁閥的線束制作及安裝時間，也減少了控制系統所需的故障點。除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本發明還有其它的目的、特征和優點。 下面將參照圖，對本發明作進一步詳細的說明。
附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中圖1是現有技術的液壓先導控制系統中控制油路的示意圖；圖2是現有技術的液壓先導控制系統中主油路的示意圖，圖中一并示出了部分控制油路；圖3是液壓先導控制系統中液壓先導手柄的運動方向示意圖；圖4是根據本發明的第一實施例的液壓先導控制系統中液壓先導手柄的結構示意圖；圖5是根據本發明的第一實施例的液壓先導控制系統的控制油路的示意圖；圖6是根據本發明的第一實施例的液壓先導控制系統的主油路的示意圖，圖中一并示出了部分控制油路；圖7是根據本發明的第一實施例的液壓先導控制系統中各部分之間的控制關系框圖；圖8是使用根據本發明的第一實施例的液壓先導控制系統對液壓先導起重機進行控制時的控制過程圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明，但是本發明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。根據本發明的第一實施例的液壓先導控制系統包括一個或多個如圖4所示的液壓先導手柄3、如圖5所示的多條控制油路、如圖6所示的多條主油路。從圖6中可以看到， 每條主油路中分別設置有一個主閥1。另外，每條主油路分別連接至對應的執行機構，執行機構上設置有危險信號傳感器，感測執行機構的動作，并在執行機構的動作產生危險時發出危險信號。從圖5中可以看到，每條控制油路中分別設置有一個液壓先導閥2 ；每條控制油路連接至主閥1中的一個，控制主閥1的導通與截止，具體地，圖5中的四條控制油路al、 a3、bl、b3分別與圖6中的控制油路al、a3、bl、b3連通，實現各個液壓先導閥2對各個主閥1的控制。可以理解，圖5中僅示出了圖6中的四個主油路的相應控制油路，其他主油路也同樣通過與圖5中的控制油路相同的控制油路來控制。每個液壓先導手柄連接至多個液壓先導閥2 ；再回到圖4，可以看到，每個液壓先導手柄3具有多個導通位置狀態，例如A方向的導通狀態。每個液壓先導手柄3處于每個導通位置狀態時，分別導通液壓先導閥2中的一個所在的控制油路。在本實施例中，液壓先導控制系統包括兩個液壓先導手柄3，每個液壓先導手柄3具有四個導通位置狀態，其中一個液壓先導手柄3的四個導通位置狀態分別對應圖5中的控制油路al、a3、bl、b3中的液壓先導閥2的導通。另外，本發明中，如圖 5所示，該液壓先導控制系統還包括總控電磁閥4、多個位置傳感器31以及電控裝置(未示出)。該總控電磁閥4連接所有控制油路。每個位置傳感器31用于感測液壓先導手柄3的一個導通位置狀態，并觸發手柄位置信號。電控裝置與上述的與主油路對應連接的執行機構上設置的危險信號傳感器連接，并與位置傳感器31和總控電磁閥4連接，在接收到危險信號傳感器的危險信號及相應的位置傳感器的手柄位置信號時，控制總控電磁閥4關閉。可以理解，當該液壓先導控制系統中的某一主油路的導通所對應的執行機構的動作產生報警或危險后，以液壓先導起重機為例，例如液壓先導起重機的卷揚起動作時，相應的危險信號傳感器產生過卷報警，這時如果位置傳感器31感測到液壓先導手柄3處于的導通位置狀態是對應于卷揚起動作的主油路所對應的控制油路中的液壓先導閥2的導通，也就是位置傳感器31檢測到有人為動作繼續操作液壓先導手柄3試圖進行危險方向的卷揚起的動作，則系統中的電控裝置(如控制器或控制電路)可以將上述的總控電磁閥4的供電切斷，進行保護。也就是說，通過上述的危險信號傳感器、位置傳感器31和總控電磁閥4 的配合，即可實現對危險動作進行限制的控制，而無需在每一條控制油路中都設置一個保護電磁閥，以單獨控制每一條控制油路的通斷。這樣，就降低了液壓器件的成本以及液壓控制系統的成本，減少了保護電磁閥的線束制作及安裝時間，也減少了控制系統所需的故障點，為售后服務時的故障排查提供了便捷。通過圖7可以更直觀地看出該液壓先導控制系統各個部分之間的連接和控制關系。如圖7所示，總控電磁閥4和液壓先導閥2均連接至控制油路，具體地，總控電磁閥4 連接至所有的控制油路以控制所有控制油路的通斷，而每個液壓先導閥2分別設置在一條控制油路中。控制油路連接至主油路中的主閥1，具體地，每個主閥1分別設置在一條主油路中。每條主油路分別連接至對應的執行機構。執行機構上設置與電控裝置連接的危險信號傳感器，在感測到執行機構的動作發生危險后產生相應危險信號給電控裝置。此外，液壓先導手柄3與液壓先導閥2連接，控制液壓先導閥2的打開和關閉，液壓先導手柄3上設置有與電控裝置連接的位置傳感器31，每個位置傳感器31用于感測液壓先導手柄3的一個導通位置狀態，并觸發手柄位置信號，將手柄位置信號發送給電控裝置。電控裝置還與總控電磁閥4連接，在接收到危險信號傳感器的危險信號及相應的位置傳感器的手柄位置信號時，控制總控電磁閥⑷關閉，以進行保護。此外，從上文可知，由于位置傳感器31的存在，本發明中的液壓先導手柄3的動作狀態是可讀取的，如果使用控制器接收位置傳感器31的信號，在出現危險工況后，如果操作人員強制操作相應動作，控制器可以記錄液壓先導手柄3的動作過程。這樣，假如出現安全事故，可以通過上述記錄便捷地判斷事故責任方。此控制系統相對于原有的控制系統在使用中的控制方式的不同點在于原控制系統的控制過程是一種靜態的過程，以控制起重機為例，如產生過卷報警后，電控裝置則切斷手柄過卷動作所對應的單個控制油路的保護電磁閥電源，而本發明中的控制系統的控制過程是在起重機在產生報警后，只有液壓先導手柄繼續向危險動作方向運動時才切斷所有控制油路的總控電磁閥4的電源，否則起重機仍能正常工作，不影響其余動作的使用，兩種方式控制效果相似。如圖4所示，在本實施例中，位置傳感器31設置在液壓先導手柄3上。可以為感測液壓先導手柄3的動作的接近傳感器等任何方式的傳感器。位置傳感器設置在手柄上， 可以便捷地感測手柄的位置狀態。或者優選地，在實踐中，位置傳感器31也可以為壓力傳感器，設置在各條控制油路中，用以檢測各條控制油路中的油壓，進而間接判斷液壓先導手柄3的導通位置狀態。優選地，如圖5所示，本實施例中，液壓先導控制系統還包括與所有控制油路連接的總控制油路，總控電磁閥4設置于總控制油路中。此總控制油路的設置使得總控電磁閥 4方便地連接至所有的油路。優選地，在本實施例中，電控裝置包括控制器(圖中未示出)，該控制器具有與各個位置傳感器31連接的輸入引腳以及與總控電磁閥4連接的輸出引腳。這樣，該控制器即可根據來自各個位置傳感器31感測的信號以及該液壓先導控制系統中的各個主油路的導通所對應的機械部分的動作產生的報警信號來適時控制關閉總控電磁閥4，進行控制保護， 防止操作人員在危險狀況對液壓先導手柄進行誤操作而產生事故。優選地，在本實施例中，如圖4所示，每個位置傳感器31包括第一導電部311、第二導電部312、以及連通部313。其中，第二導電部312與第一導電部311間隔設置。當液壓先導手柄3處于一個導通位置狀態時，對應于該導通位置狀態的一個位置傳感器31中的連通部313隨液壓先導手柄3的移動而同時接觸該位置傳感器31的第一導電部311和第二導電部312。這樣第一導電部311和第二導電部312即連通，實際應用時，可以例如將第一導電部311處的信號線315連接MV電源的MV+信號，而將第二導電部312連接至控制器的一個開關量輸入引腳，當第一導電部311和第二導電部312連通時，控制器的該開關量輸入引腳接收到具有MV+信號。此傳感器結構簡單，安裝方便。當然，在實際應用中，還可以使用例如接近傳感器等任何形式的適合檢測手柄位置的傳感器。在本實施例中，第一導電部311和第二導電部312均固定在液壓先導手柄3下方的手柄底座上；連通部313通過彈簧連接在液壓先導手柄3下方的手柄底座上，并與第一導電部311和第二導電部312間隔開來。如圖4所示，位置傳感器31還包括觸發部314，該觸發部314設置在液壓先導手柄上，當液壓先導手柄3處于一個導通位置狀態時，相應的觸發部314隨液壓先導手柄3的移動而將彈簧壓縮，以使得連通部313同時接觸第一導電部 311和第二導電部312。利用觸發部314和彈簧的配合，實現連通部313將第一導電部311 和第二導電部312連通，此結構簡單易行。根據本發明的另一個方面，還提供了一種液壓先導起重機，該液壓先導起重機包括上述的任何一種液壓先導控制系統。從上文可知，該液壓先導起重機的控制系統成本較低，減少了保護電磁閥的線束制作及安裝時間，也減少了控制系統所需的故障點，為售后服務時的故障排查提供了便捷。當然，本發明中的液壓先導控制系統的應用范圍并不局限于液壓先導起重機，其他使用本發明的液壓先導系統及其液壓先導手柄進行控制的各種機械設備都落入本發明的范圍內。本實施例中，選取液壓先導起重機在最容易出現的三種危險工況，過卷、過放、超載發生時，使用本發明的液壓先導控制系統對其進行控制時的控制過程。如圖7所示，該控制過程包括以下步驟步驟SlOl 開啟起重機。步驟S102 總控電磁閥得電。具體地，當起重機正常開啟后，總控電磁閥4得電而打開，從而不會將所有控制油路截止，起重機處于正常工作狀態，通過控制液壓先導手柄 3即可進而控制各條控制油路和各條主油路的導通和截止，進而控制起重機的相應各項動作。步驟S103 危險工況判斷。具體地，以起重機控制系統中設有控制器的情況為例， 如果起重機進行動作時產生報警，也就是控制器接收到報警信號，則控制器根據報警信號判斷危險工況的種類。1.如果報警信號為起重機過卷報警，則進入步驟S104a 危險動作1判斷。具體地，該危險動作1判斷即判斷操作人員對手柄的操作方向是否使液壓先導手柄3處于的對應起重機卷揚起動作的導通位置，也就是，如果操作人員操作液壓先導手柄3，使之處于使起重機卷揚動作的控制油路上的液壓先導閥2導通，進而對應卷揚動作的主油路導通的導通位置，則相應導通位置上的位置傳感器31會觸發相應手柄位置信號。若控制器接收到該相應手柄位置信號，則該危險動作1判斷的結果為“是”;若控制器未接收到該相應手柄位置信號，則該危險動作1判斷的結果為“否”。如果判斷結果為“是”，則進入步驟S105 總控電磁閥失電。這樣所有控制油路截止，相應的起重機卷揚起的動作即被阻止。當然，應當理解，若此時操作人員控制液壓先導手柄3向其余導通位置動作，則相應卷揚起動作的手柄位置信號消失，危險動作1的判斷結果變為“否”，總控電磁閥得電，起重機還可以進行其他動作。2.如果報警信號為起重機超載報警，則進入步驟Sl(Mc 危險動作3判斷。具體地，該危險動作3判斷即判斷操作人員對手柄的操作方向是否使液壓先導手柄3處于的對應起重機變幅落、大臂伸等任何一個增大力矩百分比的動作的導通位置，也就是，如果操作人員操作液壓先導手柄3，使之處于使起重機增大力矩百分比的動作的控制油路上的液壓先導閥2導通，進而對應增大力矩百分比的動作的主油路導通的導通位置，則相應導通位置上的位置傳感器31會觸發相應手柄位置信號。若控制器接收到該相應手柄位置信號，則該危險動作3判斷的結果為“是”；若控制器未接收到該相應手柄位置信號，則該危險動作3 判斷的結果為“否”。如果判斷結果為“是”，則進入步驟S105 總控電磁閥失電。這樣所有控制油路截止，相應的起重機增大力矩百分比的動作即被阻止。當然，應當理解，若此時操作人員控制液壓先導手柄3向其余導通位置動作，則相應卷揚起動作的手柄位置信號消失，危險動作3 的判斷結果變為“否”，總控電磁閥得電，起重機還可以進行其他動作。3.如果報警信號為起重機過放報警，則進入步驟S104b 危險動作2判斷。具體的判斷和控制過程與前述兩種過程類似，在此不再贅述。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種液壓先導控制系統，包括多條主油路，分別連接至對應的執行機構，每條所述主油路中分別設置有一個主閥⑴；多條控制油路，其中每條所述控制油路中分別設置有一個液壓先導閥O)；每條所述控制油路連接至所述主閥(1)中的一個，控制所述主閥(1)的導通與截止； 一個或多個液壓先導手柄(3)，其中每個所述液壓先導手柄C3)連接至多個所述液壓先導閥O)，并具有多個導通位置狀態；每個所述液壓先導手柄C3)處于每個導通位置狀態時，分別導通所述液壓先導閥(2) 中的一個所在的控制油路， 其特征在于，還包括 總控電磁閥G)，連接所有所述控制油路；多個位置傳感器(31)，每個所述位置傳感器(31)用于感測所述液壓先導手柄C3)的一個導通位置狀態，并觸發手柄位置信號；以及電控裝置，與所述執行機構上設置的危險信號傳感器連接，并與所述位置傳感器(31) 和所述總控電磁閥(4)連接，在接收到所述危險信號傳感器的危險信號及相應的所述位置傳感器的手柄位置信號時，控制所述總控電磁閥(4)關閉。
2.根據權利要求1所述的液壓先導控制系統，其特征在于，所述位置傳感器(31)設置在所述液壓先導手柄C3)上。
3.根據權利要求1所述的液壓先導控制系統，其特征在于，所述位置傳感器(31)為壓力傳感器，設置在所述各條控制油路中，用以檢測所述各條控制油路中的油壓。
4.根據權利要求1所述的液壓先導控制系統，其特征在于，還包括與所有所述控制油路連接的總控制油路，所述總控電磁閥(4)設置于所述總控制油路中。
5.根據權利要求1所述的液壓先導控制系統，其特征在于，所述電控裝置包括控制器， 所述控制器具有與各個所述位置傳感器(31)連接的輸入引腳以及與所述總控電磁閥(4) 連接的輸出引腳。
6.根據權利要求2所述的液壓先導控制系統，其特征在于， 每個所述位置傳感器(31)包括第一導電部(311)；第二導電部(312)，與所述第一導電部(311)間隔設置；以及連通部(313)；當所述液壓先導手柄C3)處于一個導通位置狀態時，對應于該導通位置狀態的所述位置傳感器(31)中的連通部(313)隨所述液壓先導手柄(3)的移動而同時接觸第一導電部 (311)和第二導電部(312)。
7.根據權利要求6所述的液壓先導控制系統，其特征在于，所述第一導電部(311)和所述第二導電部(31 均固定在所述液壓先導手柄C3)下方的手柄底座上；所述連通部(31 通過彈簧連接在所述液壓先導手柄( 下方的手柄底座上；所述位置傳感器(31)還包括觸發部(314)，設置在所述液壓先導手柄C3)上，當所述液壓先導手柄(3)處于一個導通位置狀態時，相應的所述觸發部(314)隨所述液壓先導手柄 (3)的移動而將所述彈簧壓縮，以使得所述連通部(31 同時接觸所述第一導電部(311)和所述第二導電部(312)。
8. 一種液壓先導起重機，其特征在于，包括權利要求1-7中的任何一項所述的液壓先導起重機的控制系統。
全文摘要
本發明披露了一種液壓先導控制系統及設有該系統的液壓先導起重機，該系統包括多條主油路，分別連接至對應的執行機構，每條主油路中分別設置有一個主閥；多條控制油路，每條控制油路中分別設置有一個液壓先導閥；每條控制油路連接至一個主閥；一個或多個液壓先導手柄，每個液壓先導手柄連接至液壓先導閥；每個液壓先導手柄處于每個導通位置狀態時，分別導通一個液壓先導閥所在的控制油路，還包括總控電磁閥，連接所有控制油路；設置有多個位置傳感器，每個位置傳感器用于感測液壓先導手柄的一個導通位置狀態，并觸發手柄位置信號。該液壓先導控制系統降低了液壓控制系統的成本，減少了保護電磁閥的線束制作及安裝時間，也減少了故障點。
文檔編號B66C13/20GK102190247SQ20111012140
公開日2011年9月21日 申請日期2011年5月11日 優先權日2011年5月11日
發明者周斌, 李豐, 顏理 申請人:三一汽車起重機械有限公司