專利名稱：電控的用于緊急情況下降低吊架的液壓系統(tǒng)的制作方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種操縱機械部件的液壓系統(tǒng)，例如農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)以及工業(yè)設(shè)備中的吊架；具體來說本發(fā)明涉及一種緊急情況下，例如當設(shè)備中的液壓泵失去動力之時操縱的液壓系統(tǒng)。
相關(guān)技術(shù)說明工業(yè)設(shè)備，例如升降式裝卸車具有通過液壓缸和活塞設(shè)備操縱的活動部件。將液壓流體施加到液壓缸中的操作通常是利用手動閥來控制的，例如美國專利5579642中所描述的那種，通過一個手動操作的控制桿的機械聯(lián)結(jié)來使閥內(nèi)的軸運動，通過軸在閥內(nèi)有關(guān)腔體不同位置的運動使加壓了的液壓流體從泵流向一個液壓缸并且從另一個液壓缸排出。通過改變軸的運動的程度來改變關(guān)聯(lián)著的液壓缸中液體流動的速度。從而以成比例的速度移動活塞。
由于手動閥安裝在設(shè)備的操作室中或附近，個別的液壓流體線路只好從閥流向關(guān)聯(lián)的液壓缸。現(xiàn)在的趨勢是用通過電磁閥來進行電氣控制的液壓閥取代手動控制的液壓閥。由于這種控制方式的控制閥不必位于駕駛室附近，而簡化了液壓管路。作為代替，電磁閥可以被安裝在相鄰的有關(guān)聯(lián)的液壓缸上，因此要求在整個設(shè)備中只需要一條從泵上出來的液壓線路和另一條返回到流體箱的線路。盡管電磁信號不得不從操作室傳遞到電磁閥，電線較易鋪設(shè)并且比必須適應(yīng)設(shè)備的移動而是彎曲的加壓的液壓管線更少有故障。
工業(yè)用的升降式裝卸車要求吊架能夠在一種引擎熄火從而失去操作液壓泵的動力的控制方式中被降下。一個簡單的方法就是規(guī)定閥能釋放出吊架油缸中的液壓流體，從而使吊架能夠在地心引力的作用下降下。然而，在各式各樣的設(shè)備中貨斗是可轉(zhuǎn)動地固定在吊架上，且只要降下吊架會使貨斗向下傾斜并使貨物降下。甚至在一個緊急情況下，液壓動力必須施加給一個貨斗液壓缸，在吊架降下時保持貨斗水平。以前的解決方案里使用了一個手動操作的應(yīng)急泵，相對正在降下的吊架，該泵向液壓缸供應(yīng)加壓的液壓流體，使貨斗扭轉(zhuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種當正常供給致動器的加壓流體源失敗時，以一種受控的方式，在一個設(shè)備上操縱致動器方法。這種方法對降下由第一個液壓致動器控制的設(shè)備上的吊架非常有效?？赊D(zhuǎn)動地連接在吊架上的貨斗由第二個液壓致動器來控制。
當液壓動力源停止時，液壓流體可以從第一個液壓致動器排出從而使吊架在地心引力的作用下降下。排出的液壓流體從第一個液壓致動器流向第二個液壓致動器使貨斗相對吊架的運動。當?shù)跫苓\動時，液壓流體流向第二個液壓致動器的流動是被控制的，貨斗相對支撐該設(shè)備的支撐表面的角度關(guān)系基本上保持不變。例如，在下降中，在吊架和支撐表面間的角度改變了，這個變化就被檢測到并且對液壓流體的流向進行控制來改變貨斗關(guān)于吊架的位置從而使貨斗保持水平。
在一個實施例中，傳感器測量出吊架和貨斗的位置。例如吊架和設(shè)備的車架間的第一個角度被測出且吊架和貨斗間的第二個角度被測出。當?shù)谝粋€角度改變時，流向第二致動器的液壓流體流動被控制以引起貨斗上的第二個角度作出相同的改變。從第一個致動器排出的超過了操作致動器的要求液壓流體的總量被運到設(shè)備液壓系統(tǒng)的儲存器里。
另一個實施例中，是裝在貨斗上的傾角計測量相對水平的傾斜角度。在這個中流向第二個致動器的液壓流體的流動被控制用來保持貨斗的傾斜度保持不變。


圖1是關(guān)于本發(fā)明的工業(yè)用升降式裝卸車的具體表現(xiàn)的示意圖。
圖2是關(guān)于工業(yè)用升降式裝卸車的液壓流路示意圖。
具體實施例方式
說明首先參考圖1，一輛升降式裝卸車10，如所例舉的遠距離裝卸裝置(telehandler)，有著一個帶操作室14的車架12。車架12支撐著一個引擎或是電動機(無圖示)來帶動在地面19上的一對后輪16。一對前輪通過操作室14來控制轉(zhuǎn)向。
吊架20通過樞軸連在車架12的后部。當?shù)跫芙迪聲r第一個位置檢測器21發(fā)出一個信號來表示角度α。吊臂22可以在吊架20中伸縮滑動且第二個位置檢測器23發(fā)出一個信號來表示吊臂22從吊架20中伸展的距離。貨斗24通過樞軸被安裝在離吊架20遠端的吊臂22的末端，并且吊臂能夠包括任一種舉升貨物26的結(jié)構(gòu)。例如，貨斗24有一對貨鏟用來裝卸有裝載包裝好的貨物的貨盤。第三個位置檢測器25發(fā)出一個信號來表示貨斗24相對吊臂22傾斜的角度θ。從位置檢測器21，23和25發(fā)出的信號被應(yīng)用到工業(yè)用升降式裝卸車的電器控制器上，就像將要描述的一樣。
參考圖2，工業(yè)用的升降式裝卸車10有一個控制吊架20，吊臂22和貨斗24的運動的液壓系統(tǒng)30。系統(tǒng)中的液壓流體被保存在一個儲存器，或油箱32里，液壓流體被一個常規(guī)泵34從儲存器抽出，并經(jīng)止回閥36流入貫穿整個升降式裝卸車的供給管線38。一條油箱回流管線40也貫穿裝卸車并提供了一條為液壓流體流回油箱32的線路。一對壓力傳感器42和44發(fā)出的電信號分別用來表示在供給線38和回流管線40上的壓力。
供給管線38供應(yīng)液壓流體到第一組電動液力比例閥(EHPV)組件，其包括四個通過控制液壓流體流入和流出吊架液壓缸使吊架20上升和降下的比例電磁閥51，52，53，和54。每個這種閥和在液壓系統(tǒng)30中其它的比例電磁閥是雙向的，即使它們可以控制液壓流體通過閥的任一方向的流動。也可以采用雙向作用電磁閥的方案。第一對電磁閥51和52控制液壓流體流入和流出吊架液壓缸56中活塞一側(cè)的上部液壓室55。第二對電磁閥53和54控制液壓流體流入和流出活塞另一側(cè)的下部液壓室57。通過輸送加壓流體到一個液壓室且從另一個液壓室排出液壓流體，吊架20能夠在一種控制方式中被升起和降下。第一對壓力傳感器58和59發(fā)出電信號來表示在吊架液壓缸56中兩個液壓室的壓力。
供給管線38和回流管線40延伸到吊架20上，連接到控制液壓流體流入和流出吊臂液壓缸66的第二組電動液力比例閥(EHPV)組件60。第二組EHPV組件60由另外四個由連接在吊臂液壓缸的一套定量電磁閥61，62，63，和64組成。這可以使吊臂22在吊架20中伸長和縮回。第二對壓力傳感器68和69發(fā)出電信號來表示在吊臂液壓缸66的兩個液壓室的壓力。液壓缸56，66，和76組成致動器引起吊架-吊臂-貨斗組件中部件的運動。
供給管線和回流管線38，40順著吊架和吊臂延伸到第三組由另外四個控制液壓流體流入和流出貨斗液壓缸76從而使貨斗24相對吊臂22上的縱向軸線向上和向下傾斜的比例電磁閥71，72，73，和74組成的EHPV組件70。第三對壓力傳感器78和79發(fā)出電信號來表示在貨斗液壓缸76里兩個液壓室中的壓力。
EHPV組件50，60，和70被從電控器80發(fā)出的電信號操作?？刂破?0采用的是常規(guī)的硬件設(shè)計，即在基于微機和存儲器的情況下，程序和數(shù)據(jù)是通過存儲在微機中進行執(zhí)行的。微機連接有輸入和輸出線路，操作者通過界面來控制液壓線路30的輸入，傳感以及數(shù)值。特別的，控制器80從操縱桿82(附圖1)接收輸入信號或其他操作員輸入來表示工業(yè)用升降式裝卸車10的操作員期望吊架-吊臂-貨斗組件移動的多少。來自傳感器21，23，和25的信號分別測出吊架20，吊臂22，和貨斗25的位置連同壓力傳感器58，59，68，69，78，和79一起將數(shù)據(jù)輸入給控制器。
控制器80中編有一套當泵不再給供給管線38抽取加壓液壓流體的緊急情況下控制吊架-吊臂-貨斗組件降下的軟件程序。當發(fā)生引擎或發(fā)動機帶動泵失敗的時候，例如，在那種情況下，操作員拉動操作室14中的開關(guān)84發(fā)出信號使控制器80啟動應(yīng)急泵執(zhí)行降下的軟件程序。這套程序利用重力來降下吊架20和連接在其上的吊臂22及貨斗24。調(diào)節(jié)來自液壓缸56的液壓流體的受控速度來控制吊架降下的速度。這個新穎性是從吊架液壓缸56排出的液壓流體用來供給貨斗液壓缸76以動力。所以貨斗24保持一個和地面19相關(guān)的角度關(guān)系不變從而防止貨物26滑落。這里必須了解的是這個角度關(guān)系不必被控制成為一個恒量只要角度變化不會嚴重到使貨物26從貨斗24上滑落就可。
在緊急程序中，控制器80打開第一組EHPV組件中第三個比例電磁閥53以控制吊架液壓缸56里的下部液壓室57中的液壓流體排入供給管線38。在重力的影響下使吊架降下。止回閥36防止液壓流體流回正在空轉(zhuǎn)的泵34。在第一組EHPV組件中的第一個比例電磁閥51也是靠控制器打開所以部分液壓流體當?shù)跫芙迪聲r流入吊架液壓缸56的上部液壓室55?？刂破?0通過來自第一個位置傳感器21的信號監(jiān)控吊架降下時的速度和通過對控制第一個比例電磁閥打開的程度做出響應(yīng)。閥開關(guān)控制著吊架下部液壓室57的液壓流體的流向從而控制下降的速度。
因為吊架液壓缸56的上部液壓室55在體積上比下部液壓室57小部分液壓流體在壓力的作用下流入供給管線38。加壓的液壓流體用來驅(qū)動貨斗液壓缸76和防止貨物26從貨斗24上跌落。如附圖1，當下降的吊架14和裝卸車車架12的夾角α減小時，貨斗24和吊臂20縱向軸的夾角θ必須增大到合適的數(shù)量來保持貨斗和地面19之間的角度關(guān)系為基本上恒定的值。換一種說法，兩個角α和θ的和應(yīng)被控制為恒量。這可以被理解成這個角度和不必被控制成為一個恒量只要變化不會嚴重到使貨物26從貨斗24上滑落就可。因此，當緊急下降開始時，控制器80讀取來自測量吊架角度α的第一個位置傳感器21的信號和來自測量貨斗角度θ的第二個位置傳感器23的信號，控制器算出這些角度之和。備選地，第一和第三個位置傳感器21和25可以測量出活塞桿分別自吊架和貨斗液壓缸56和57的機體中延伸出的直線距離。在本文中，控制器80用三角法計算直線測量結(jié)果的角α和θ。
控制器80繼續(xù)讀取來自第一個位置傳感器21的信號來檢測吊架的角度α的變化。從以前計算出的角度之和中減去檢測的角α使貨斗角度θ產(chǎn)生一個新的值以保持貨斗24合適的定位。當?shù)跫芙迪聲r，角α減少引起貨斗角度θ產(chǎn)生一個較大的計算出的值。
貨斗24的機體繞著軸回轉(zhuǎn)得到一個新的角度θ要求活塞桿在貨斗液壓缸76中縮回，為達到這個目的，控制器80通過讀取供給管線38上的壓力傳感器42發(fā)出的信號監(jiān)控著供給管線上的壓力且通過讀取相關(guān)的壓力傳感器42發(fā)出的信號監(jiān)控貨斗液壓缸76的上部液壓室75里的壓力。上部液壓室75的壓力是由貨物作用的重力產(chǎn)生的為了使貨物傾斜到想要的角度必須克服重力的作用。當供給管線38上的壓力比上部液壓室75中的壓力大時控制器80開啟第三組EHPV組件中的第一個比例電磁閥71以使加壓的液壓流體通過供給管線流入貨斗液壓缸76的上部液壓室75。在此同時，第三組EHPV組件中的第四個比例電磁閥74被開啟以使從下部液壓室77排出的液壓流體流入回流管線40從而流回油箱32?？刂破?0著第三組EHPV組件中的第一個比例電磁閥的開啟程度以控制貨斗24移向吊臂22的速度。控制器監(jiān)控從第三個位置傳感器23發(fā)出的信號以達到一個期望的貨斗24與吊臂22間的夾角θ來保持貨斗與地面19持續(xù)的角度關(guān)系。
部分從吊架液壓缸56排出的剩余液壓流體不能通過液壓缸56和76的運動被消耗掉，它通過開啟的第一組EHPV組件50中的第四個比例電磁閥54被送回油箱32。所以供給管線38上保持了適當?shù)膲毫Α?br> 本發(fā)明的另一個實施例是，一個傾角計能夠被當作第三位置傳感器25使用。這種傳感器檢測到貨斗24，部件中一個特定的貨鏟相對水平軸線傾斜的角度。在本文中，第一和第二個傳感器21，和23不被要求在緊急情況下降下吊架組件。代替的，控制器25隨著傾角計發(fā)出的信號作出響應(yīng)，控制第三組EHPV組件，所以當?shù)跫?0降下時使貨斗液壓缸繞著貨斗的軸回轉(zhuǎn)。從而貨斗相對水平軸線保持一個基本上不變的傾斜度。這種行為將防止貨物26從貨斗24上滑落。
前面的敘述主要的集中在本發(fā)明的最佳實施例。雖然在本發(fā)明的領(lǐng)域里給出了一些其他備選方案，可以預(yù)期的本領(lǐng)域技術(shù)人員將可能實現(xiàn)顯然從本發(fā)明的設(shè)備的公開得到的另外的方案，因此，本發(fā)明的范圍由下列的權(quán)利要求確定并不被上述的公開所限制。
權(quán)利要求
1.在一種設(shè)備中具有一個吊架，該吊架通過一個第一液壓致動器進行移動，該設(shè)備還具有一個連接在吊架上的貨斗，該貨斗通過一個第二液壓致動器移動，一種當加壓流體源不能被使用時移動吊架的方法，其特征在于所述方法包括以下步驟在第一液壓致動器的壓力作用下排出液壓流體；從第一液壓致動器向第二液壓致動器輸送液壓流體；控制流向第二液壓致動器的液壓流體的流動以引起貨斗相對于吊架移動，其中在吊架移動過程中，貨斗相對于設(shè)備支撐表面的角度保持基本上不變。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于控制液壓流體流動的步驟包括檢測從第一液壓致動器排出的流體的第一壓力；檢測在第二液壓致動器中的流體的第二壓力；在第一壓力比第二壓力大的時候使液壓流體流入第二液壓致動器。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于控制液壓流體流動的步驟包括測量表示吊架位置的第一角度；測量貨斗與吊架間的第二角度；計算第一角度與第二角度之和；當?shù)跫芟陆担谝唤嵌雀淖兊臅r候，控制液壓流體的流動以移動貨斗來改變第二角度，并使第一和第二角度之和保持不變。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于控制液壓流體流動的步驟包括測量表示吊架位置的第一角度；測量表示貨斗相對吊架的位置的第二角度；控制液壓流體的流動以移動貨斗，使第二角度的變化值與第一角度的變化值相同。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于進一步包括檢測吊架的第一位置；從第一位置推導(dǎo)得出一個貨斗理想位置；控制液壓流體的流動使貨斗達到該理想位置。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于進一步包括檢測吊架的第一位置；檢測貨斗的第二位置；從第一位置推導(dǎo)得出一個貨斗理想位置；控制液壓流體流動的步驟中包括，當?shù)诙恢门c該理想位置對應(yīng)時停止液壓流體的流動。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于控制液壓流體流動的步驟包括測量吊架相對于設(shè)備上參考點的位置變化；響應(yīng)吊架位置的變化來控制液壓流體的流動以引起貨斗的位置相對于吊架位置作相應(yīng)的改變。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于控制液壓流體流動的步驟包括檢測貨斗相對于一個給定軸的傾斜度；當?shù)跫芟陆禃r，控制液壓流體的流動使貨斗移動來保持貨斗相對于給定軸的傾斜度保持基本上不變。
9.在一種設(shè)備中具有一個吊架且有一連接于吊架的貨斗，該吊架通過具有第一和第二液壓室的一個第一個液壓致動器來移動，并且該貨斗通過具有第三和第四液壓室的一個第二個液壓致動器相對于吊架來移動，一種在非正常操作條件下降下吊架的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟通過一個第一閥門組件將第一液壓致動器連接到一個供給管線和一個回流管線上，在正常操作情況下供給管線從一個液壓源處接收加壓的流體；通過一個第二閥門組件將第二液壓致動器連接到供給管線和回流管線；在從第一液壓致動器的第一液壓室到供給管線的壓力作用下開啟第一閥門組件以排出液壓流體，導(dǎo)致吊架降下；并且選擇性開啟第二閥門組件使液壓流體從供給管線流入第二液壓致動器的第三液壓室，在吊架降下的過程中，貨斗相對于設(shè)備支撐表面的角度關(guān)系保持基本上不變。
10.如權(quán)利要求9中所述的方法，其特征在于，進一步包括檢測第一液壓致動器中排出的流體的第一壓力；檢測第二液壓致動器的第三液壓室中的流體的第二壓力；當?shù)谝粔毫Υ笥诘诙毫Φ臅r候，選擇性開啟第二閥門組件。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，選擇性開啟第二閥門組件的步驟包括測量表示吊架位置的第一角度；測量表示貨斗相對吊臂的位置的第二角度；開啟第二閥門組件輸送液壓流體至第二液壓致動器，使第二角度改變量基本上等于第一角度改變量。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，進一步包括計算第一角度和第二角度之和；控制第二閥門組件；和開啟第二閥門組件的步驟控制液壓流體的流動，以改變第二角度使第一角度和第二角度之和保持基本上不變。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，進一步包括檢測吊架的第一位置；從第一位置推導(dǎo)得出一個貨斗理想位置；控制液壓流體的流動來使貨斗到達該理想位置。
14.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，進一步包括開啟第一閥門組件使液壓流體從供給管線流入第一液壓致動器的第二液壓室。
15.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，進一步包括開啟第二閥門組件使液壓流體從第二液壓致動器的第四液壓室排入回流管線。
16.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，進一步包括將從第一液壓致動器排出的一定量的液壓流體輸送到回流管線。
17.在一種設(shè)備中具有一吊架，該吊架通過一第一液壓致動器移動，該設(shè)備還具有一貨斗，該貨斗與吊架相連并通過一第二液壓致動器相對于該吊架移動；一種當加壓流體源不能使用時移動吊架的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟在來自第一液壓致動器的壓力作用下排出液壓流體；將液壓流體從第一液壓致動器輸送到第二液壓致動器；檢測貨斗相對于一個給定軸的傾斜度；控制流入第二液壓致動器的液壓流體的流動以引起貨斗的移動來保持貨斗相對給定軸的傾斜度基本上不變。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，控制液壓流體流動的步驟包括檢測從第一液壓致動器排出的流體的第一壓力；檢測在第二液壓致動器中的流體的第二壓力；在第一壓力比第二壓力大的時候使液壓流體流入第二液壓致動器。
全文摘要
一種工業(yè)上用的通過一個第一個液壓致動器升起和降下吊架和通過第二個液壓致動器繞有關(guān)的吊架樞軸轉(zhuǎn)動的貨斗的升降式裝卸車。如果為致動器動力補充液壓流體失敗，吊架將靠重力降下液壓流體從第一個液壓致動器中排出。為防止當?shù)跫芙迪聲r貨物從貨斗中滑落，貨斗回轉(zhuǎn)到與地面保持一個持續(xù)不變的角度關(guān)系。在壓力的作用下通過選擇性的輸送液壓流體完成從第一個液壓致動器流排向第二個液壓致動器。通過檢測吊架位置的變化，相應(yīng)的，控制液壓流體向第二個液壓器里的流動以引起貨斗位置相應(yīng)的變化。
文檔編號F15B11/20GK1473751SQ0215581
公開日2004年2月11日 申請日期2002年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月4日
發(fā)明者D·斯迪芬森, D 斯迪芬森 申請人:胡斯可國際股份有限公司