CN114195016A - 支腿自动调平系统、控制方法和轮式起重机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及起重机，为解决现有轮式起重机支腿人工调平难以保证精度的问题；提供一种支腿自动调平系统，其包括四个用于对应控制起重机四支腿垂直油缸伸缩的电比例阀、用于发出调平控制信号的调平按钮、用于检测起重机的车架水平度的电子水平仪、控制器。控制器用于接收电子水平仪所检测的车架水平度信息和支腿自动调平控制信号，并在接收到调平控制信号后依据车架水平状态信息控制各电比例阀使车架水平。在本发明中，通过调平按钮触发支腿自动调平系统后，控制器根据电子水平仪检测结果控制相应的电比例阀，使相应的支腿垂直油缸作伸缩动作，实现起重机支腿自动调平，从而降低轮式起重机支腿调平的操作难度与劳动强度，并且确保调平精度。

Description

支腿自动调平系统、控制方法和轮式起重机

技术领域

本发明涉及一种起重机，更具体地说，涉及一种支腿自动调平系统、控制方法和轮式起重机。

背景技术

活动支腿是轮式起重机的重要组成部分，当起重机进行吊装作业时，其承担着起重机自身、吊具以及被起吊物品产生的重力和弯矩。按控制方式，活动支腿可以分为机械拨杆式和电控式两种。电控式活动支腿一般由水平缸、垂直缸、活动支腿结构件、支脚板、销轴、液压系统、控制面板、控制器、线束等组成。一般起重机具有四个支腿，分布在车身的两侧。在起重机进行吊装作业时，首先打好支腿，当水平缸伸到位后，伸出垂直缸使底盘轮胎脱离地面不受力，同时使车身保持水平状态。

当前起重机活动支腿的主要问题是，不论机械拨杆式还是电控式都需要人工观察液泡水平仪或者控制面板上的电子水平仪，通过调整垂直缸的行程，实现车架水平的调整。这样不仅增加了人工劳动强度，而且有时由于操作者不认真操作，使车架在进行吊装作业时，水平状态差，造成回转机构不能正常回转。因此起重机活动支腿如何实现自动调平是当前需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有轮式起重机支腿人工调平难以保证精度的问题，而提供一种支腿自动调平系统、控制方法和轮式起重机，降低支腿调平操作难度，确保调平精度。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种支腿自动调平系统，用于轮式起重机，起重机车架两侧安装有四个支腿，其特征在于调平系统包括四个用于对应控制起重机四支腿垂直油缸伸缩的电比例阀、和：

调平按钮，用于发出调平控制信号；

电子水平仪，用于检测起重机的车架水平度；

控制器，用于接收电子水平仪所检测的车架水平度信息和支腿自动调平控制信号，并在接收到调平控制信号后依据车架水平状态信息控制各电比例阀使车架水平。

在本发明中，通过调平按钮触发支腿自动调平系统后，控制器根据电子水平仪检测结果控制相应的电比例阀，使相应的支腿垂直油缸作伸缩动作，实现起重机支腿自动调平，从而降低轮式起重机支腿调平的操作难度与劳动强度，并且确保调平精度。

上述支腿自动调平系统中，调平系统还包括与控制器电连接用于检测各支腿垂直油缸伸缩状态的油缸状态检测装置，所述控制器在所有垂直油缸处于全伸状态后依据车架水平状态信息控制各电比例阀使车架水平。进一步地，所述油缸状态检测装置为多个检测对应垂直油缸大腔压力的压力传感器，或者所述油缸状态检测装置为多个检测对应垂直油缸伸缩行程的行程传感装置，所述控制器在油缸大腔压力大于预设压力值或者在油缸伸缩行程达到预设行程时推定对应垂直油缸处于全伸状态。在调平之前使垂直油缸处于全伸状态，从而确保调平之后轮式起重机的各轮悬空不着地。

上述支腿自动调平系统中，调平系统还包括用于发送紧急停止信号的急停按钮，所述控制器在接收到紧急停止信号时关闭所有电比例阀。在进行支腿调平过程中，若出现意外情况，可通过急停按钮停止自动调平。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种支腿自动调平控制方法，用于轮式起重机车架水平调平控制，其特征在于包括以下步骤：

步骤S1，控制器接收到调平按钮发送的调平控制信号；调平按钮由操作人员触发。

步骤S2，控制器实时获取电子水平仪发送的车架水平度信息并依据车架水平度信息控制与起重机各支腿垂直油缸对应电比例阀使车架水平。

上述支腿自动调平控制方法中，在步骤S1中，控制器接收到调平按钮发送的调平控制信号后通过油缸状态检测装置检测各支腿垂直油缸状态信息，在所有垂直油缸处于处于全伸状态后执行步骤S2。进一步地，在步骤S1中通过压力传感器检测各垂直油缸大腔压力或者通过行程传感装置检测垂直油缸伸缩行程，当垂直油缸大腔压力大于预设压力值或者垂直油缸伸缩行程大于预定行程时推定对应垂直油缸处于全伸状态。轮式起重机在伸出支腿将车辆悬空的过程中，当垂直油缸处于全伸状态后若继续进行进行垂直油缸伸长操作，垂直油缸大腔的压力升高而达到溢流压力，预设压力值通常设定为起重机支腿的溢流压力，当垂直油缸大腔压力达到预设压力值时则可推定该垂直油缸处于全伸状态。垂直油缸的状态也可以通过行程传感装置检测垂直油缸的伸长量确定。

上述支腿自动调平控制方法中，在步骤S1中，当垂直油缸处于全伸状态时所述控制器断电关闭与该垂直油缸对应的电比例阀。

上述支腿自动调平控制方法中，在步骤S2中，依据最早获取的车架水平状态信息确定与车架高度最低一侧相对应的电比例阀作为非调电比例阀，控制器依据车架水平状态信息控制各电比例阀时对非调电比例阀保持关闭控制。在调平过程中，对非调电比例阀保持关闭控制，可实现调平后车架具有最大的离地间隙，从而确保起重机的车轮悬空。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种轮式起重机，其特征在于具有前述的支腿自动调平系统。

本发明与现有技术相比，在本发明中控制器根据电子水平仪检测结果控制相应的电比例阀使相应支腿垂直油缸伸缩动作，实现起重机支腿自动调平，降低轮式起重机支腿调平的操作难度与劳动强度，并且确保调平精度。

附图说明

图1是本发明支腿自动调平系统的控制框图。

图2是本发明支腿自动调平系统中的垂直油缸的液压控制原理图。

图3是本发明支腿自动调平系统中的控制面板的显示示意图。

图4是本发明支腿自动调平控制方法的调平控制流程图。

图5是本发明支腿自动调平系统中的电子水平仪水平度显示图一。

图6是本发明支腿自动调平系统中的电子水平仪水平度显示图二。

图中零部件名称及序号：

支腿取力使能按钮1、水平油缸图标2、对侧前垂直油缸缩按钮3、垂直油缸图标4、对侧后垂直油缸缩按钮6、四垂直油缸同时缩按钮8、四垂直油缸全缩到位按钮9、调平按钮10、四垂直油缸同时伸按钮11、对侧后垂直油缸伸按钮12、本侧后水平油缸缩按钮14、本侧后水平油缸伸按钮15、本侧两垂直油缸伸按钮16、本侧两垂直油缸缩17、本侧后垂直油缸伸按钮18、本侧后垂直油缸缩按钮19、急停按钮21、水平度显示区22、本侧前垂直油缸缩按钮24、本侧前垂直油缸伸按钮25、本侧两水平油缸伸按钮26、本侧两水平油缸缩按钮27、本侧前水平油缸伸按钮28、本侧前水平油缸缩按钮29、对侧前垂直油缸伸按钮31、灯光控制按钮32、发动机熄火按钮33、发动机点火按钮34、电子水平仪35、控制器36、电比例阀一41、电比例阀二42、电比例阀三43、电比例阀四44、右前垂直油缸51、右后垂直油缸52、左前垂直油缸53、左后垂直油缸54、传感器一61、传感器二62、传感器三63、传感器四64。

具体实施方式

下面结合附图说明具体实施方案。

轮式起重机包括底盘，底盘上安装转台。底盘包括车架以及安装在车架两侧的支腿。车架的每侧各安装有两个支腿，四支腿分别是右前支腿、右后支腿、左前支腿、左后支腿。每个支腿配备水平油缸和垂直油缸，用于支腿水平伸出和竖向伸出抬起车架，使车轮悬空。在起重机进行吊装作业时，首先打好支腿，当水平油缸伸到位后，伸出垂直油缸使底盘轮胎脱离地面不受力，同时使车架保持水平状态。本发明中车架水平状态调节由支腿自动调平系统调节，可实现一键调平。

如图1所示，支腿自动调平系统包括控制器、电子水平仪35、压力传感器、电比例阀、调平按钮7和急停按钮21等。

如图1图2所示，电比例阀有四个，均与控制器36电连接，分别是电比例阀一41、电比例阀二42、电比例阀三43、电比例阀四44，对应与右前支腿垂直油缸51、右后支腿垂直油缸52、左前支腿垂直油缸53、左后支腿垂直油缸54连接，控制对应垂直油缸的伸缩。

压力传感器有四个，均与控制器36电连接，分别是传感器一61、传感器二62、传感器三63、传感器四64，分别对应用于测量右前支腿垂直油缸51、右后支腿垂直油缸52、左前支腿垂直油缸53和左后支腿垂直油缸54大腔的压力。

如图3所示，电子水平仪35、调平按钮7、急停按钮21集成在控制面板99上。控制面板安装在底盘上，为方便控制，在底盘的两侧各安装有一控制面板。控制面板上布置有调平按钮、急停按钮水平度显示以及其他操作按钮等，图标图示包括垂直油缸图标、水平油缸图标等。其他操作按钮包括支腿取力使能按钮1、对侧前垂直油缸缩按钮3、对侧后垂直油缸缩按钮6、四垂直油缸同时缩按钮8、四垂直油缸全缩到位按钮9、调平按钮10、四垂直油缸同时伸按钮11、对侧后垂直油缸伸按钮12、本侧后水平油缸缩按钮14、本侧后水平油缸伸按钮15、本侧两垂直油缸伸按钮16、本侧两垂直油缸缩17、本侧后垂直油缸伸按钮18、本侧后垂直油缸缩按钮19、急停按钮21、水平度显示区22、本侧前垂直油缸缩按钮24、本侧前垂直油缸伸按钮25、本侧两水平油缸伸按钮26、本侧两水平油缸缩按钮27、本侧前水平油缸伸按钮28、本侧前水平油缸缩按钮29、对侧前垂直油缸伸按钮31、灯光控制按钮32、发动机熄火按钮33、发动机点火按钮34。

控制面板99与控制器36电连接，实现控制面板99上集成的电子水平仪35、按钮等相关部件将相关信号传递给控制器36，实现相应的操作控制。

电子水平仪35用于检测起重机的车架水平度，其检测到的车架水平度信息传递给控制器36，同时在控制面板上的水平度显示区22进行显示。

调平按钮7用于向控制器36发送支腿自动调平控制信号，触发控制器执行相关指令程序，实现支腿自动调平控制。

应急按钮21用于紧急情况下向控制器发送停机指令，停止自动执行的调平动作，避免意外。

本实施例中，操作者可通过手动操作控制面板上的按钮，实现支腿调平，也可以在支腿的水平油缸伸出到位后通过调平按钮7一键调平，一键调平控制方法具体如下：

如图4步骤S1，控制器36接收到调平按钮7发送的调平控制信号；操作者在控制面板99上触按调平按钮7，产生调平控制信号，触发起重机的一键自动调平功能。控制器36接收到调平控制信号后，执行以下步骤S11和步骤S12。

步骤S11，支腿油缸伸长控制。控制器36向电比例阀一41、电比例阀二42、电比例阀三43、电比例阀四44输出控制电流，使电比例阀一41的Y1a电磁铁、电比例阀二42的Y2a电磁铁、电比例阀三43的Y3a电磁铁、电比例阀四44的Y4a电磁铁通电，各电比例阀向油缸伸长方向打开，右前支腿垂直油缸51、右后支腿垂直油缸52、左前支腿垂直油缸53、左后支腿垂直油缸54均伸长。

步骤S12，垂直油缸全伸状态判断。控制器36通过传感器一61、传感器二62、传感器三63、传感器四64分别获取右前支腿垂直油缸51、右后支腿垂直油缸52、左前支腿垂直油缸53、左后支腿垂直油缸54的大腔的压力，通过对应垂直油缸大腔的压力判断该垂直油缸是否处于全伸状态。电比例阀向油缸伸长方向打开后，压力油进入到对应垂直油缸的大腔，该垂直油缸伸长，当垂直油缸处于全伸状态后继续向油缸大腔通油时，油缸大腔的压力被憋高，最终达到溢流压力。将垂直油缸的溢流压力设定为预设压力值，用于判断垂直油缸是否处于全伸状态。当某压力传感器所检测到的压力值等于或大于预设压力值P时，则推定与该压力传感器对应的垂直油缸处于全伸状态。

控制器36推定某垂直油缸处于全伸状态后，则对与该垂直油缸对应的电比例阀进行断电控制，使该电比例阀在油缸伸缩方向均处于关闭状态。或者在推定所有垂直油缸处于全伸状态后，控制器36对所有电比例阀进行断电控制，使各电比例阀同时在油缸伸缩方向均处于关闭状态。当所有电比例阀断电关闭后，控制器执行步骤S2。

在步骤S12中，垂直油缸全伸状态判断也可通过其他方式实现，例如通过行程传感装置直接检测垂直油缸的伸出行程，通过各垂直油缸的伸出行程判断该垂直油缸是否处于全伸状态。

步骤S1中的步骤S11和步骤S12的主要目的是使各垂直油缸处于全伸状态，从而确保在经历步骤S2将车架调节至水平后，车架具有最大的离地间隙，确保起重机在起吊作业过程中底盘车轮离地不受力。

步骤S11和步骤S12是非必要步骤，也可在操作者触按调平按钮之前进行操作。例如在各支腿的水平油缸伸长到位之后触按调平按钮7之前，操作者通过触按控制面板99上的垂直油缸操作按钮，手动操作控制使各垂直油缸伸长，支腿顶起车架使底盘轮胎离地悬空。在手动操作控制中，操作员通过目视观察各垂直油缸是否处于全伸状态；或者根据经验判断车架的举升高度经调平后能够满足起重机起吊过程中底盘轮胎离地悬空不受力的要求时停止垂直油缸伸长(此时垂直油缸可能处于不是全伸状态)，然后在触按调平按钮7，产生调平控制信号，触发起重机的一键制动调平功能，使控制器执行步骤S2。

控制器36在执行步骤S2时，通过电子水平仪35获取车架的水平度信息。电子水平仪35检测到的车架水平度信息包括车架八个方向的相对高度信息，车架八个方向分别是车架正前侧、车架正后侧、车架正左侧、车架正右侧、车架右后侧、车架右前侧、车架左后侧、车架左前侧。电子水平仪检测到的车架水平度信息也可以只包含四个方向上的相对高度信息，该四个方向分别是车架正前侧、车架正后侧、车架正左侧、车架正右侧等。

电子水平仪35检测到的车架水平度信息不仅在控制面板上的水平度显示区进行显示，还将水平度信息传递给控制器36，控制器36根据水平度信息控制相应的电比例阀，实现车架水平调节。

控制器36执行步骤S2控制电比例阀将车架调平的步骤如图4所示。步骤S2中，包括步骤S21、步骤S22和步骤S23。

步骤S21，控制器36获取电子水平仪所检测到的车架水平度信息，根据车架水平度信息判断车架是否处于水平，若车架不水平，则进行步骤S22，若车架水平，则进行步骤S23。

步骤S22，控制器根据水平度信息控制相应的电比例阀，调节车架的水平度。例如控制器根据车架水平度信息判定车架正前侧高时，如图5所示，控制器控制电比例阀一41的Y1b电磁铁和电比例阀三43的Y3b电磁铁得电，电比例阀一41和电比例阀三43向油缸回缩方向打开，液压油进入到右前垂直油缸51和左前垂直油缸53的小腔，右前垂直油缸51和左前垂直油缸53的大腔内的压力油则分别通过电比例阀一41和电比例阀三43流向油箱，实现右前垂直油缸51和左前垂直油缸53回缩，车架前部高度降低。

相应地，判定车架的其他方向高时，则安装下列情形控制相应的电比例阀：

如果判定车架正后侧高时，控制器36控制电比例阀二42的Y2b电磁铁和电比例阀四44的Y4b电磁铁得电。

如果判定车架右后侧高时，控制器控制电比例阀一41的Y1b电磁铁、电比例阀二42的Y2b电磁铁、电比例阀三43的Y3b电磁铁得电。

如果判定车架右前侧高时，控制器控制电比例阀一41的Y1b电磁铁、电比例阀二42的Y2b电磁铁、电比例阀四44的Y4b电磁铁得电。

如果判定车架正右侧高时，控制器控制电比例阀一41的Y1b电磁铁、电比例阀二42的Y2b电磁铁得电。

如果判定车架左后侧高时，控制器控制电比例阀二42的Y2b电磁铁、电比例阀三43的Y3b电磁铁、电比例阀四44的Y4b电磁铁得电。

如果判定车架左前侧高时，控制器控制电比例阀一41的Y1b电磁铁、电比例阀三43的Y3b电磁铁、电比例阀四44的Y4b电磁铁得电。

如果判定车架正左侧高时，控制器控制电比例阀三43的Y3b电磁铁、电比例阀四44的Y4b电磁铁得电。

电比例阀的b端电磁铁得电后，与该电比例阀对应的垂直油缸回缩，实现车架相应方位的高度降低，从而实现车架水平度的改变。

步骤S22与步骤S21为循环过程，即控制器36控制电比例阀改变车架水平度的同时还获取电子水平仪的水平度信息，若根据新获取的车架水平度信息判定车架水平度发生质的改变，由某一个方向高变成另外一个方向高，控制器则根据新获取的车架水平度信息控制相应的电比例阀，而其他电比例阀则处于断电的双向关闭状态。经过步骤S22与步骤S21若干个循环后，车架被调节至水平状态，电子水平仪的显示如图6所示。

在步骤S2中，根据车架水平度信息，判断车架高度最高的方向，并以此对相应的电比例阀进行通电控制。在该方法中，控制器控制开启的电比例阀始终是与车架高度最高的方向相对应，与车架高度最低的方向相对应的电比例阀不会被开启。因此在步骤S2中，根据最初的车架水平度信息所确定车架高度最低的方向，在整个调平过程中都是车架高度最低的方向，与该方向对应的电比例阀不会被控制开启。例如车架正前侧高时，只需控制开启电比例阀一和电比例阀三，使右前垂直油缸和左前垂直油缸回缩。右后垂直油缸和左后垂直油缸不回缩，与之对应的两电比例阀分别是电比例阀二和电比例阀四，电比例阀二和电比例阀四则是非调电比例阀，在步骤S2中始终保持双向关闭状态。又例如，车架右前侧高时，在步骤S2中需要对电比例阀一、电比例阀二、电比例阀四进行开启控制，而不对电比例阀三进行开始控制，电比例阀三为非调电比例阀。

控制器控制开启与车架高度最高的方向相对应的电比例阀，使得车架水平调节过程中，能够保证有一个或两个电比例阀不会被开启，使与该电比例阀对应的垂直油缸始终处于全伸状态，根据此法调平的车架，能够保证车架离地间隙最大。

车架被调节至水平状态后，控制器执行步骤S23，所有电比例阀被双向关闭，支腿取力使能开关自动关闭，支腿调平控制操作结束。通过本实施例中的支腿自动调平系统和调平控制方法调节支腿，其操作简单方便，一键即可完成，劳动强度低，且调平精度高。

Claims (10)

1.一种支腿自动调平系统，用于轮式起重机，起重机车架两侧安装有四个支腿，其特征在于调平系统包括四个用于对应控制起重机四支腿垂直油缸伸缩的电比例阀、和：

调平按钮，用于发出调平控制信号；

电子水平仪，用于检测起重机的车架水平度；

控制器，用于接收电子水平仪所检测的车架水平度信息和支腿自动调平控制信号，并在接收到调平控制信号后依据车架水平状态信息控制各电比例阀使车架水平。

2.根据权利要求1所述的支腿自动调平系统，其特征在于还包括与控制器电连接用于检测各支腿垂直油缸伸缩状态的油缸状态检测装置，所述控制器在所有垂直油缸处于全伸状态后依据车架水平状态信息控制各电比例阀使车架水平。

3.根据权利要求2所述的支腿自动调平系统，其特征在于所述油缸状态检测装置为多个检测对应垂直油缸大腔压力的压力传感器，或者所述油缸状态检测装置为多个检测对应垂直油缸伸缩行程的行程传感装置，所述控制器在油缸大腔压力大于预设压力值或者在油缸伸缩行程达到预设行程时推定对应垂直油缸处于全伸状态。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的支腿自动调平系统，其特征在于调平系统还包括用于发送紧急停止信号的急停按钮，所述控制器在接收到紧急停止信号时关闭所有电比例阀。

5.一种支腿自动调平控制方法，用于轮式起重机车架水平调平控制，其特征在于包括以下步骤：

步骤S1，控制器接收到调平按钮发送的调平控制信号；

步骤S2，控制器实时获取电子水平仪发送的车架水平度信息并依据车架水平度信息控制与起重机各支腿垂直油缸对应电比例阀使车架水平。

6.根据权利要求5所述的支腿自动调平控制方法，其特征在于在步骤S1中，控制器接收到调平按钮发送的调平控制信号后通过油缸状态检测装置检测各支腿垂直油缸状态信息，在所有垂直油缸处于处于全伸状态后执行步骤S2。

7.根据权利要求6所述的支腿自动调平控制方法，其特征在于在步骤S1中通过压力传感器检测各垂直油缸大腔压力或者通过行程传感装置检测垂直油缸伸缩行程，当垂直油缸大腔压力大于预设压力值或者垂直油缸伸缩行程大于预定行程时推定对应垂直油缸处于全伸状态。

8.根据权利要求7所述的支腿自动调平控制方法，其特征在于在步骤S1中，当垂直油缸处于全伸状态时所述控制器断电关闭与该垂直油缸对应的电比例阀。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的支腿自动调平控制方法，其特征在于在步骤S2中，依据最早获取的车架水平状态信息确定与车架高度最低一侧相对应的电比例阀作为非调电比例阀，控制器依据车架水平状态信息控制各电比例阀时对非调电比例阀保持关闭控制。

10.一种轮式起重机，其特征在于具有权利要求1至4中任一项所述的支腿自动调平系统。

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