本發(fā)明涉及一種升降系統(tǒng)及方法，尤其是一種適用于液壓電梯、施工升降平臺的多缸同步節(jié)能高效液壓升降系統(tǒng)及方法。

背景技術：
升降系統(tǒng)的驅動方式主要有曳引式和液壓式。液壓驅動具有出力大、無級調速、系統(tǒng)簡潔、控制方便等優(yōu)點，但液壓驅動的效率相比于曳引驅動偏低?！熬G色節(jié)能”是提升系統(tǒng)未來的發(fā)展目標。目前，液壓電梯系統(tǒng)中大多采用電液比例控制和容積調速控制，雖然實現(xiàn)了電梯上行的能量損耗的減少，但電梯下行時，油缸中的油液在壓力作用下經過下行節(jié)流閥，會引起液壓系統(tǒng)的溫升。電梯下行的重力勢能不僅沒有利用，還轉化為熱能引起油液溫升，影響系統(tǒng)穩(wěn)定。液壓電梯的支承方式主要有直接頂升式和間接頂升式。直接頂升式相比于間接頂升式結構簡單緊湊，運行效率高。目前直接頂升式主要有中間直頂式和雙缸直頂式。這兩種方式對于轎廂偏載狀態(tài)下，液壓缸受到側向力較大，對電梯導靴等零件磨損大，不利于系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

技術實現(xiàn)要素：
技術問題：本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術中存在的問題，提供一種構簡單緊湊、節(jié)能、運行穩(wěn)定，可靠性高的多缸同步節(jié)能高效液壓升降系統(tǒng)及方法。技術方案：本發(fā)明的多缸同步節(jié)能高效液壓升降系統(tǒng)，包括補油回路、容積調速及能量回收回路、手動升降回路、同步鎖緊回路、支撐于升降平臺下方的多個液壓缸和安裝于升降平臺上的傾角傳感器；所述的補油回路與容積調速及能量回收回路的輸入端相連，所述容積調速及能量回收回路的輸出端與同步鎖緊回路輸入端管路相連，容積調速及能量回收回路與同步鎖緊回路相連的管路上連有手動升降回路，所述每個液壓缸均連有一個鎖緊回路，鎖緊回路分別連有分流集流閥和電液伺服閥，由鎖緊回路、分流集流閥和電液伺服閥構成對多個液壓缸的同步鎖緊回路；所述的補油回路包括電動機、與電動機相連的補油泵，補油泵的入口經過濾器與油箱管路相連，補油泵的出口經泵口單向閥與容積調速及能量回收回路管路相連，單向閥泵口的出口管路上設有與油箱相通的溢流閥；所述的容積調速及能量回收回路包括蓄能器、進回油液控單向閥、進回油電磁換向閥、安全閥、變頻調速電機、液壓泵、液壓馬達、發(fā)電機和升降電磁換向閥；所述的蓄能器和進回油液控單向閥與泵口單向閥的出口管路相連，進回油液控單向閥的控制油口與進回油電磁換向閥的通斷口相連，進回油液控單向閥的出口與防吸空單向閥的入口、液壓泵的吸油口和液壓馬達的出油口相連，所述的變頻調速電機與液壓泵的輸入軸機械連接，所述的發(fā)電機與液壓馬達的輸出軸機械連接，液壓泵的出油口與安全閥、升降電磁換向閥的入口相連，液壓馬達的進油口與升降電磁換向閥的出口相連；所述的手動升降回路包括與升降電磁換向閥的進出口管路相連的手動液壓泵、與手動液壓泵出口相連的手動下降換向閥；所述的同步鎖緊回路包括與升降電磁換向閥的進出口管路相連的分流集流閥；所述分流集流閥的分流口與電液伺服閥的進油口相連，分流集流閥的分流口與電液伺服閥的進油口相連；所述鎖緊回路的入口與分流集流閥的分流口相連，鎖緊回路的出口與對應的液壓缸的無桿腔相連。所述的液壓缸為二個、三個、四個、六個、八個或十個。所述的鎖緊回路包括鎖緊液控單向閥、與鎖緊液控單向閥的控制油口相連的鎖緊電磁換向閥、與鎖緊液控單向閥并聯(lián)的解鎖手動換向閥。上述系統(tǒng)的多缸同步節(jié)能高效液壓升降方法，包括如下步驟：①升降平臺向上運行：控制進回油電磁換向閥通電，打開進回油液控單向閥，進回油液控單向閥的入口與出口導通，蓄能器內的液壓油在油壓作用下進入液壓泵產生驅動力矩；同時，控制變頻調速電機進行變頻容積調速，使液壓泵輸出設定的壓力和流量，液壓油經過升降電磁換向閥、分流集流閥和鎖緊液控單向閥后進入液壓缸的無桿腔，使升降平臺向上運行；②升降平臺向下運行：控制鎖緊電磁換向閥通過電，打開鎖緊液控單向閥，使鎖緊液控單向閥的出口與入口導通；升降電磁換向閥得電，升降平臺的自重使液壓缸的無桿腔液壓油回流，經過鎖緊液控單向閥、分流集流閥和升降電磁換向閥后驅動液壓馬達轉動，使升降平臺向下運行；液壓馬達帶動發(fā)電機轉動發(fā)電，實現(xiàn)能量的一次回收；從液壓馬達的出油口輸出的液壓油經過進回油液控單向閥儲蓄在蓄能器中，實現(xiàn)能量的二次回收；③多缸上下行同步：液壓油經過分流集流閥分流后，進出各個液壓缸的流量大致相等；根據(jù)升降平臺上的傾角傳感器反饋的實時角度信號，控制電液伺服閥將輸入液壓缸流量較大的進油路上的油液經電液伺服閥排放回油箱，實現(xiàn)多缸精確同步，從而保證升降平臺實時水平；④手動調節(jié)升降平臺：當液壓升降系統(tǒng)發(fā)生斷電或故障時，手動調節(jié)升降平臺，將解鎖手動換向閥搬至左位解鎖；若需要提升升降平臺，手動驅動手動液壓泵將液壓油送入系統(tǒng)，液壓油經過分流集流閥和解鎖手動換向閥進入液壓缸無桿腔，使升降平臺上升；若需要下降升降平臺，手動扳動手動下降換向閥至左位，液壓缸無桿腔中的液壓油經過解鎖手動換向閥、分流集流閥和手動下降換向閥流回油箱，使升降平臺下降；調節(jié)升降平臺至預期位置后，手動復位解鎖手動換向閥和手動下降換向閥至右位，使升降平臺鎖緊。有益效果：由于采用了上述技術方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點：(1)系統(tǒng)高效節(jié)能，實現(xiàn)能量回收：液壓升降系統(tǒng)采用變頻容積調速回路，實現(xiàn)上行節(jié)能；液壓升降系統(tǒng)采用發(fā)電機和蓄能器，將平臺下行的重力勢能轉換為電能和液壓能儲存，用于下一次提升的能量補充，使液壓系統(tǒng)形成閉式系統(tǒng)，實現(xiàn)了系統(tǒng)整體運行的高效節(jié)能；(2)多缸精確同步，升降平臺抗偏載能力強：液壓升降系統(tǒng)采用分流集流閥粗略同步，再通過平臺上的傾角傳感器檢測同步誤差，反饋的傾角誤差經過控制系統(tǒng)控制電液伺服閥，把超前的液壓缸的進油路上的油液從電液伺服閥排放回油箱，從而保證精確同步，實現(xiàn)平臺實時水平升降。采用多缸支承提升，提高升降平臺的抗偏載能力。(3)系統(tǒng)運行穩(wěn)定，可靠性高：液壓升降系統(tǒng)采用容積調速及能量回收回路，系統(tǒng)效率高，發(fā)熱量少，油液溫升小，系統(tǒng)運行穩(wěn)定。系統(tǒng)采用分流集流閥實現(xiàn)油缸粗略同步，電液伺服閥實現(xiàn)油缸精確同步，在電液伺服閥失效的情況下，升降平臺依然能實現(xiàn)同步升降。系統(tǒng)結構簡單，模塊化程度高，安全可靠。附圖說明圖1是本發(fā)明整體系統(tǒng)的液壓原理圖；圖2是本發(fā)明的補油回路的液壓原理圖；圖3是本發(fā)明的容積調速及能量回收回路的液壓原理圖；圖4是本發(fā)明的手動升降回路的液壓原理圖；圖5是本發(fā)明的驅動三個液壓缸的同步鎖緊回路的液壓原理圖；圖6是本發(fā)明的鎖緊回路的液壓原理圖。圖7是本發(fā)明的驅動兩個液壓缸的同步鎖緊回路的液壓原理圖；圖8是本發(fā)明的驅動四個液壓缸的同步鎖緊回路的液壓原理圖；圖9是本發(fā)明的驅動六個液壓缸的同步鎖緊回路的液壓原理圖；圖中：1-補油回路；2-容積調速及能量回收回路；3-手動升降回路；4-同步鎖緊回路；5-液壓缸；6-升降平臺；6-1-傾角傳感器；1-1-過濾器；1-2-電動機；1-3-補油泵；1-4-泵口單向閥；1-5-溢流閥；2-1-蓄能器；2-2-進回油液控單向閥；2-3-進回油電磁換向閥；2-4-防吸空單向閥；2-5-安全閥；2-6-變頻調速電機；2-7-液壓泵；2-8-液壓馬達；2-9-發(fā)電機；2-10-升降電磁換向閥；3-1-手動液壓泵；3-2-手動下降換向閥；4-1-分流集流閥；4-2-電液伺服閥；4-3-鎖緊回路；4-31-鎖緊電磁換向閥；4-32-鎖緊液控單向閥；4-33-解鎖手動換向閥。具體實施方式：下面結合附圖中的實施例對本發(fā)明作進一步的描述：實施例1、如圖1所示，多缸同步節(jié)能高效液壓升降系統(tǒng)，主要由補油回路1、容積調速及能量回收回路2、手動升降回路3、同步鎖緊回路4、支撐于升降平臺6下方的液壓缸5和安裝于升降平臺6上的傾角傳感器6-1構成。所述的補油回路1通過管路與容積調速及能量回收回路2相接，容積調速及能量回收回路2、手動升降回路3和同步鎖緊回路4通過管路互為相接，每個液壓缸5連有一個鎖緊回路4-3，鎖緊回路4-3分別連有分流集流閥4-1和電液伺服閥4-2，由鎖緊回路4-3、分流集流閥4-1和電液伺服閥4-2構成對三個液壓缸5的同步鎖緊回路4。補油回路1功能為系統(tǒng)補充由于同步鎖緊回路4調節(jié)和系統(tǒng)泄漏引起的閉環(huán)系統(tǒng)內液壓油的不足，并降低系統(tǒng)中油液的溫升；容積調速及能量回收回路2起到為系統(tǒng)提供動力、速度調節(jié)和能量回收的功能；手動升降回路3功能為系統(tǒng)出現(xiàn)故障時手動升降平臺；同步鎖緊回路4功能為調節(jié)三個液壓缸5同步升降及平臺6靜止時鎖緊油缸；傾角傳感器6-1功能為實時檢測平臺的位姿并反饋至控制中心，實現(xiàn)閉環(huán)控制。如圖5所示，所述的驅動三個液壓缸的同步鎖緊回路4包括與升降電磁換向閥2-10的進出口P通過管路相連的分流比為1:2的分流集流閥4-1，分流集流閥4-1的A口與電液伺服閥4-2的A口和鎖緊回路4-3相連，分流集流閥4-1的B口與電液伺服閥4-2的B口和分流比為1:1的分流集流閥Ⅱ的P口相連，分流集流閥Ⅱ的分流口分別于電液伺服閥Ⅱ和鎖緊回路Ⅱ相連，鎖緊回路4-3與對應的液壓缸5的無桿腔相連。其中，經過兩次分流后，油液被均分為流量大致相等的三份進出鎖緊回路4-3和液壓缸5，電液伺服閥用于進一步調節(jié)各油缸的進出流量，實現(xiàn)高精度同步。由于伺服閥只要放掉很小的流量即可糾正分流誤差，故可采用小容量的伺服閥，降低系統(tǒng)的成本，提高同步調節(jié)的快速響應性。如圖2所示，所述的補油回路1包括與油箱連接的過濾器1-1，安裝過濾器1-1保證了進入液壓系統(tǒng)油液的清潔，保證系統(tǒng)運行的可靠性；補油泵1-3的吸油口與過濾器1-1通過管路相連，電動機1-2與補油泵1-3的輸入軸機械連接，泵口單向閥1-4的A口與補油泵1-3的出油口通過管路相連，安裝泵口單向閥1-4防止進入系統(tǒng)的高壓油回流沖擊補油泵1-3；溢流閥1-5與泵口單向閥1-4的B口通過管路相連，調節(jié)溢流閥1-5控制進入液壓系統(tǒng)油液的壓力。如圖3所示，所述的容積調速及能量回收回路2包括與泵口單向閥1-4的B口通過管路相連的蓄能器2-1和進回油液控單向閥2-2。所述蓄能器2-1用于存儲平臺下行時回流的液壓油，實現(xiàn)能量回收；所述進回油液控單向閥2-2的控制油口K與進回油電磁換向閥2-3的P口相連，兩者控制中液壓系統(tǒng)中油液進出蓄能器；進回油液控單向閥2-2的A口與防吸空單向閥2-4的B口、液壓泵2-7的吸油口和液壓馬達2-8的出油口相連，安裝防吸空單向閥2-4防止液壓泵2-7吸空；變頻調速電機2-6與液壓泵2-7的輸入軸機械連接，所述發(fā)電機2-9與液壓馬達2-8的輸出軸機械連接，液壓泵2-7的出油口與安全閥2-5、升降電磁換向閥2-10的A口相連，液壓馬達2-8的進油口與升降電磁換向閥2-10的B口相連。其中，安全閥2-5控制進入液壓缸油液的最高壓力，保障系統(tǒng)的安全；升降電磁換向閥2-10用于控制升降平臺的運行方向；如圖4所示，所述的手動升降回路3包括與升降電磁換向閥2-10的P口通過管路相連的手動液壓泵3-1和手動下降換向閥3-2。手動液壓泵3-1中包括過濾器、手動泵和單向閥，手動下降換向閥3-2為二位二通手動換向閥。如圖6所示，所述的鎖緊回路4-3包括鎖緊液控單向閥4-32，與鎖緊液控單向閥4-32的控制油口K相連的鎖緊電磁換向閥4-31，與鎖緊液控單向閥4-32并聯(lián)的解鎖手動換向閥4-33。其中，鎖緊液控單向閥4-32用于升降平臺靜止時，使液壓缸5鎖緊保壓；鎖緊電磁換向閥4-31用于平臺下行時解鎖鎖緊液控單向閥4-32；解鎖手動換向閥4-33用于系統(tǒng)發(fā)生故障時手動下降平臺前解鎖鎖緊液控單向閥4-32。實施例2、與實施例1基本相同，相同處略，不同之處為驅動兩個液壓缸5的同步鎖緊回路。如圖7所示，驅動三個液壓缸的同步鎖緊回路4包括與升降電磁換向閥2-10的進出口P通過管路相連的分流比為1:1的分流集流閥4-1，分流集流閥4-1的分流口分別與電液伺服閥4-2和鎖緊回路4-3相連，鎖緊回路4-3與對應的液壓缸5的無桿腔相連。其中，經過分流比為1:1的分流集流閥4-1后，油液被均分為流量大致相等的兩份進出鎖緊回路4-3和液壓缸5，電液伺服閥用于進一步調節(jié)各油缸的進出流量，實現(xiàn)高精度同步。實施例3、與實施例1基本相同，相同處略，不同之處為驅動四個液壓缸的同步鎖緊回路。如圖8所示，驅動四個液壓缸的同步鎖緊回路4包括與升降電磁換向閥2-10的進出口P通過管路相連的分流比為1:1的分流集流閥4-1，分流集流閥4-1的分流出口分別與電液伺服閥4-2和兩個分流比為1:1的分流集流閥Ⅱ相連，分流集流閥Ⅱ的分流口分別與電液伺服閥Ⅱ和鎖緊回路4-3相連。鎖緊回路4-3與對應的液壓缸5的無桿腔相連。其中，經過兩次分流后，油液被均分為流量大致相等的四份進出鎖緊回路4-3和液壓缸5，電液伺服閥用于進一步調節(jié)各油缸的進出流量，實現(xiàn)高精度同步。實施例4、與實施例1基本相同，相同處略，不同之處為驅動六個液壓缸的同步鎖緊回路。如圖9所示，驅動六個液壓缸的同步鎖緊回路4包括與升降電磁換向閥2-10的進出口P通過管路相連的分流比為1:1的分流集流閥4-1，分流集流閥4-1的分流出口分別與電液伺服閥4-2和兩個分流比為1:2的分流集流閥Ⅱ相連，分流集流閥Ⅱ的A口與電液伺服閥Ⅱ的A口和鎖緊回路4-3相連，分流集流閥Ⅱ的B口與電液伺服閥Ⅱ的B口和分流比為1:1的分流集流閥Ⅲ的P口相連，分流集流閥Ⅲ的分流口分別于電液伺服閥Ⅲ和鎖緊回路Ⅱ相連。鎖緊回路4-3與對應的液壓缸5的無桿腔相連。其中，經過分流后，油液被均分為流量大致相等的六份進出鎖緊回路4-3和液壓缸5，電液伺服閥用于進一步調節(jié)各油缸的進出流量，實現(xiàn)高精度同步。本發(fā)明的多缸同步節(jié)能高效液壓升降系統(tǒng)的升降方法，具體步驟如下：①升降平臺向上運行：控制系統(tǒng)接收到上行指令后，進回油電磁換向閥2-3得電，解鎖進回油液控單向閥2-2，使進回油液控單向閥2-2的入口B與出口A導通，蓄能器2-1內的液壓油在油壓作用下進入液壓泵2-7產生驅動力矩；同時，控制系統(tǒng)控制變頻調速電機2-6，采用變頻容積調速，使液壓泵2-7輸出設定的壓力和流量，實現(xiàn)高效節(jié)能；液壓油經過升降電磁換向閥2-10、分流集流閥4-1和鎖緊液控單向閥4-32后進入液壓缸5的無桿腔，使升降平臺6向上運行；②升降平臺向下運行：控制系統(tǒng)接收到下行指令后，鎖緊電磁換向閥4-31得電，解鎖鎖緊液控單向閥4-32，使鎖緊液控單向閥4-32的出口B與入口A口導通；升降電磁換向閥2-10得電，升降平臺6的自重使液壓缸5的無桿腔液壓油回流，經過鎖緊液控單向閥4-32、分流集流閥4-1、和升降電磁換向閥2-10后驅動液壓馬達2-8轉動，使升降平臺6向下運行；液壓馬達2-8帶動發(fā)電機2-9轉動發(fā)電，實現(xiàn)能量的一次回收；從液壓馬達2-8的出油口輸出的液壓油經過進回油液控單向閥2-2儲蓄在蓄能器2-1中，實現(xiàn)能量的二次回收；③多缸上下行同步：液壓油經過分流集流閥4-1分流后，進出各個液壓缸5的流量大致相等；根據(jù)升降平臺6上的傾角傳感器6-1反饋的實時角度信號，控制系統(tǒng)控制電液伺服閥4-2，將輸入流量大的液壓缸5的進油路上的油液從電液伺服閥4-2排放回油箱，實現(xiàn)多缸精確同步，從而保證升降平臺6實時水平；④手動調節(jié)升降平臺：當液壓升降系統(tǒng)發(fā)生斷電或故障時，手動調節(jié)升降平臺6。首先手動扳動解鎖手動換向閥4-33至左位解鎖；若需要提升升降平臺6，手動驅動手動液壓泵3-1將液壓油送入系統(tǒng)，液壓油經過分流集流閥4-1和解鎖手動換向閥4-33進入液壓缸5無桿腔，使升降平臺6上升；若需要下降升降平臺6，手動扳動手動下降換向閥3-2至左位，液壓缸5無桿腔中的液壓油經過解鎖手動換向閥4-33、分流集流閥4-1和手動下降換向閥3-2流回油箱，使升降平臺6下降；調節(jié)升降平臺6至預期位置后，手動復位解鎖手動換向閥4-33和手動下降換向閥3-2至右位，使升降平臺6鎖緊。以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明的內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的保護范圍內。