專利名稱：工程機(jī)械伸縮臂架的操控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種操縱鉸接在轉(zhuǎn)臺機(jī)構(gòu)上的伸縮臂架，具體是工程機(jī)械伸 縮臂架的操控裝置。
背景技術(shù)：
目前，起重機(jī)、吊運機(jī)等各種工程機(jī)械被廣泛地用于交通、礦山、石油 等國民經(jīng)濟(jì)部門之中。這些工程機(jī)械，常配備一種可伸縮的臂架，其根據(jù)工 況不同，臂架可自由伸出和縮回，使用起來十分方便。
這些工程機(jī)械伸縮臂架的用途各異，級數(shù)也有較大差別，但其工作原理 相同。下面以汽車起重才幾為例，對本發(fā)明進(jìn)行說明。
如圖1所示，汽車起重機(jī)15包含底盤2、可外伸的支腿13、伸縮臂架3、 以及可繞一個固定在車上的豎軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)臺12。為適應(yīng)不同工況起重量 的需要，并提高整機(jī)的移動性能，汽車起重機(jī)15尾部還配備有可自裝卸的平 衡重14。進(jìn)入作業(yè)區(qū)域后，可外伸的支腿13伸出，支撐底盤2離開地面， 才能進(jìn)行起重作業(yè)。作業(yè)通常通過巻揚機(jī)構(gòu)ll作用在鋼絲繩12上，巻揚機(jī) 構(gòu)11的不同旋轉(zhuǎn)方向決定鋼絲繩12不同運動方向，鋼絲繩12的運動通過滑 輪組16帶動吊鉤1的升起或下降。伸縮臂架3可借助驅(qū)動油缸6繞支點鉸鏈 25有限回轉(zhuǎn)，從而改變伸縮臂架3與地面的夾角。起重作業(yè)過程一般由在操 縱室9的操縱者完成。
在吊裝施工作業(yè)的過程中，根據(jù)被吊物體的距離，操縱操作桿8,可使 伸縮臂架3伸出和縮回。這種伸縮臂架3， 一般由多節(jié)臂套裝而成，其伸縮 由伸縮機(jī)構(gòu)22完成。不同產(chǎn)品，其伸縮臂架3的級數(shù)有較大差異，但其工作 原理相同。下面以五節(jié)臂為例，對伸縮臂架3的工作過程進(jìn)行說明
如圖2所示，伸縮臂架3由一級臂17、 二級臂18、三級臂19、四級臂 20、五級臂21套裝而成(下文中為方便討論， 一級臂17也稱為基本臂，四 級臂20也稱為次末級臂，五級臂21也稱為末級臂，二級臂18、三級臂19、 四級臂20、五級臂21的組合稱為伸縮臂3，)。伸縮臂架3的伸縮機(jī)構(gòu)22， 由兩組伸縮油缸和兩組伸縮臂繩組成。伸縮臂3，與兩組伸縮油釭相連結(jié)，當(dāng)
伸縮油釭伸出或縮回時，伸縮臂3，也相應(yīng)地伸出或縮回。伸縮臂3，的伸出過
程是第一伸縮缸23伸出時，通過油缸缸筒上的絞點軸帶動二級臂18伸出， 還有套裝在二級臂18里的三級臂19、四級臂20、五級臂21隨二級臂18 — 起同時伸出。第二伸縮缸24伸出時，通過油缸缸筒上的絞點軸帶動三級臂 19、四級臂20、五級臂21同步伸出。同樣，伸縮臂3，的縮回過程則為第 二伸縮缸24縮回時，三級臂19、四級臂20、五級臂21同步縮回。第一伸縮 缸23縮回時，二級臂18還有套裝在二級臂18里的三級臂19、四級臂20、 五級臂21隨二級臂18—起同時縮回。
可見，伸縮臂3'無論是伸臂還是縮臂，都存在第一伸縮缸23和第二伸 縮缸24的動作切換問題。傳統(tǒng)的方法是通過設(shè)置手動換臂開關(guān)，手動換臂開 關(guān)的作用是手動選擇哪個伸縮缸動作。通常是在操縱室9設(shè)置一個開關(guān)7， 開關(guān)7在復(fù)位時第一伸縮缸23動作，開關(guān)7在按下時第二伸縮缸24動作。
采用這種手動切換方法，存在明顯的缺陷自動化程度低，人工切換存 在隨意性，動作切換早了造成臂架伸縮不到位，切換遲了造成液壓系統(tǒng)沖擊 力和機(jī)械碰撞力的產(chǎn)生，并由此引發(fā)設(shè)備損壞或人員傷害等安全事故。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述缺陷，本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于，提供一種伸縮換臂自動控 制、安全可靠、操作簡便的工程機(jī)械伸縮臂架的操控裝置。
為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的提供的工程機(jī)械伸縮臂架的操控裝置， 包括操縱桿、第一電磁比例換向閥、第二電磁比例換向閥、第一電磁開關(guān)換 向閥、第二電磁開關(guān)換向閥、第一伸縮缸、第二伸縮缸、進(jìn)油支路、泵，還 包括第一位置檢測開關(guān)，位于伸縮臂架上，可檢測伸縮臂的全伸；第二位 置檢測開關(guān)，位于伸縮臂架上，可檢測伸縮臂的全縮；控制單元，所述控制 單元的輸入端口分別與所述才喿縱桿的電氣輸出信號端口及所述第 一位置才企測 開關(guān)、第二位置檢測開關(guān)相連；所述控制單元的輸出端口與所述第一電磁比 例換向閥、第二電f茲比例換向閥、第一電;茲開關(guān)換向閥、第二電f茲開關(guān)換向 閥的輸入端口相連；所述控制單元實時響應(yīng)操縱桿及第一位置檢測開關(guān)、第 二位置檢測開關(guān)發(fā)出的各路輸入信號，按照預(yù)定的電磁閥組得、失電邏輯， 計算并實時提供第一電磁比例換向閥、第二電磁比例換向閥、第一電磁開關(guān)
換向閥、第二電磁開關(guān)換向閥的驅(qū)動電壓，以決定所述第一伸縮缸、第二伸 縮缸的伸縮動作及順序。
優(yōu)選地，本發(fā)明工程機(jī)械伸縮臂架的操控裝置所述控制單元由信號接
收掃描裝置、伸縮安全裝置、信號發(fā)生器依次連接組成；所述信號接收掃描 裝置輸入端口還接入安全保護(hù)信號；所述伸縮安全裝置按照預(yù)定的安全準(zhǔn)則， 實時響應(yīng)所述安全保護(hù)信號，計算并控制所述信號發(fā)生器輸出各路信號。
本發(fā)明的工程機(jī)械伸縮臂架的操控裝置，設(shè)置有兩個伸縮臂位置4企測開 關(guān)及一個計算機(jī)控制單元，通過采集伸縮臂的位置信號，控制電^f茲閥組的驅(qū) 動電壓，決定兩個伸縮缸的伸縮動作及順序?？刂茊卧鶕?jù)操縱桿及第一位 置檢測開關(guān)、第二位置檢測開關(guān)發(fā)出的信號，按照預(yù)定的邏輯，實時計算并 輸出第一電^茲比例換向閥、第二電》茲比例換向閥、第一電石茲開關(guān)換向閥、第 二電磁開關(guān)換向閥的驅(qū)動電壓，通過控制油路通、斷，決定第一伸縮缸、第 二伸縮缸的伸縮動作及順序，從而實現(xiàn)伸縮臂的伸出與或縮回動作。在伸縮 臂的伸縮過程中，通過兩個檢測開關(guān)及計算機(jī)控制單元的參與，無需人工切 換換臂按鈕，即可實現(xiàn)自動換臂。這種自動換臂精度高，不會出現(xiàn)換臂動作 切換早或切換遲的問題，伸縮臂的伸縮動作及時、到位，避免液壓系統(tǒng)沖擊 力和機(jī)械碰撞力的產(chǎn)生，確保設(shè)備運行安全、可靠。
本發(fā)明的一優(yōu)選方案中，增加安全保護(hù)裝置，根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)實時進(jìn) 行計算，控制設(shè)備動作，實現(xiàn)設(shè)備的分級安全保護(hù)。伸縮安全裝置實時采集 油路壓力、被吊物體重量、伸縮臂架長度和仰角等數(shù)據(jù)，當(dāng)超出預(yù)定的安全 閥值時，正確輸出電磁閥組的驅(qū)動電壓，及時控制油路通斷，避免伸縮臂誤
動作。該改進(jìn)的工程機(jī)械伸縮臂架的梯:控裝置，比類似的伸縮臂架的操控裝
置多一重安全保護(hù)，其安全性能更高，可避免對設(shè)備造成傷害和安全事故。 本發(fā)明的工程機(jī)械伸縮臂架的操控裝置，自動化程度高、操作簡便、安 全、可靠。


圖l是汽車起重機(jī)的總體外形圖2是汽車起重機(jī)的多節(jié)伸縮臂架構(gòu)成示意圖3是本發(fā)明工程機(jī)械伸縮臂的操控裝置的結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明一優(yōu)選實施方式的系統(tǒng)圖5是圖4中第一位置檢測開關(guān)和第二位置檢測開關(guān)安裝定位圖； 圖6是圖4中第一位置4企測開關(guān)結(jié)構(gòu)圖； 圖7是圖4中第二位置檢測開關(guān)結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
圖3所示工程機(jī)械伸縮臂架的操控裝置，包括操縱桿8、第一電磁比例 換向閥35、第二電,茲比例換向閥36,第一電,茲開關(guān)換向閥37、第二電》茲開 關(guān)換向閥38、第一伸縮缸23、第二伸縮缸24，進(jìn)油支i 各50、泵40。此外， 還設(shè)有第一位置檢測開關(guān)26,位于伸縮臂架3上，可檢測伸縮臂3，的全伸； 第二位置檢測開關(guān)27,位于伸縮臂架3上，可檢測伸縮臂3，的全縮；以及一 計算機(jī)控制單元31，根據(jù)采集到的伸縮臂3，的位置信號，控制電磁閥組的驅(qū) 動電壓。
如圖3所示，泵40、第一電磁比例換向閥35、第二電磁比例換向閥36, 第一電磁開關(guān)換向閥37、第一伸縮缸23、第二電磁開關(guān)換向閥38、第二伸 縮缸24依次接在進(jìn)油支路50上。第 一電磁比例換向閥35 、第二電磁比例換 向閥36,第一電磁開關(guān)換向閥37、第二電-茲開關(guān)換向閥38上均有電氣連接， 按照一定邏輯組合向各電磁閥提供驅(qū)動電壓，就可控制進(jìn)油支路50的通、斷。 根據(jù)進(jìn)油支路50的通、斷狀態(tài)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過泵40供入的壓力油流向不同， 從而決定第一伸縮缸23、第二伸縮缸24伸出或縮回動作。因第一伸縮缸23、 第二伸縮缸24與伸縮臂3，相連接，當(dāng)?shù)谝簧炜s缸23、第二伸縮缸24伸出或 縮回時，也帶動伸縮臂3，伸出或縮回。
如圖3所示，控制單元31的輸入口與操縱桿8的電氣輸出信號、及第一 位置纟全測開關(guān)26和第二位置4企測開關(guān)27相連；控制單元31的輸出端口和第 一電》茲比例換向閥35、第二電-茲比例換向閥36,第一電^茲開關(guān)換向閥37、 電磁開關(guān)換向閥38的輸入端口相連?？刂茊卧?1根據(jù)操縱桿8及第一位置 檢測開關(guān)26、第二位置檢測開關(guān)27發(fā)出的信號，輸出第一電磁比例換向閥 35、第二電磁比例換向閥36、第一電磁開關(guān)換向閥37、第二電磁開關(guān)換向閥 38的控制電壓。根據(jù)第一電》茲比例換向閥35、第二電》茲比例換向閥36、第 一電》茲開關(guān)換向閥37、第二電》茲開關(guān)換向閥38得、失電的不同邏輯組合，
就可控制進(jìn)油支路50的通、斷，決定第一伸縮缸23、第二伸縮缸24的伸縮 動作及順序，并帶動伸縮臂3，的伸出或縮進(jìn)。 .
操作操縱桿8時，控制單元31響應(yīng)操縱桿8發(fā)出的信號，通過比對操縱 桿8的零位信號，判斷操作者預(yù)期目的，并對實施伸臂還是縮臂動作進(jìn)行預(yù) 處理。同時，控制單元31通過第一位置檢測開關(guān)26和第二位置檢測開關(guān)27 的輸入信號，實時對第一電磁開關(guān)換向閥37、第二電》茲開關(guān)換向閥38和第 一電磁比例換向閥35、第二電磁比例換向閥36進(jìn)行控制。根據(jù)第一電磁開 關(guān)換向閥37、第二電磁開關(guān)換向閥38和第一電磁比例換向閥35、第二電磁 比例換向閥36的得、失電邏輯，決定第一伸縮缸23和第二伸縮缸24的伸出 或縮進(jìn)動作及其順序。
在本實施例中，電磁岡組得、失電邏輯的優(yōu)選方式之一為伸縮臂3，伸 出時，第一電磁比例換向閥35得電且第二電磁比例換向閥36失電，并且， 當(dāng)?shù)谝浑奮F茲開關(guān)換向閥37得電且第二電^f茲開關(guān)換向閥38失電時第一伸縮缸 23動作，當(dāng)?shù)谝浑姶砰_關(guān)換向閥37失電且第二電磁開關(guān)換向閥38得電時第 二伸縮缸24動作；伸縮臂3，縮回時，第一電磁比例換向閥35失電且第二電 f茲比例換向閥36得電，并且，當(dāng)?shù)谝浑?茲開關(guān)換向閥37失電且第二電-茲開 關(guān)換向閥38得電時第二伸縮缸24動作，當(dāng)?shù)谝浑姶砰_關(guān)換向閥37得電且第 二電磁開關(guān)換向閥38失電時第一伸縮缸23動作。采用此種方式的好處是 電磁閥組得、失電邏輯簡單明了。
在本實施例中，另一優(yōu)選的設(shè)計邏輯為第一電^f茲比例換向閥35得電時， 為伸縮臂3，伸出動作；第二電磁比例換向閥36得電時，為伸縮臂3，縮回動 作；伸縮臂3，伸出動作時，第二電磁開關(guān)換向閥38不得電為第一伸縮缸23 的動作，第二電磁開關(guān)換向閱38得電為第二伸縮缸24的動作；伸縮臂3，縮 回動作時，第一電磁開關(guān)換向閥37不得電為第二伸縮缸24的動作，第一電 磁開關(guān)換向閥37得電為第一伸縮缸23的動作。此種方式中，第一電磁開關(guān) 換向閥37與第二電磁開關(guān)換向閥38得、失電邏輯與第一種方式相反，對電 ,茲閥組的電氣連接方式作出相應(yīng)調(diào)整，可實現(xiàn)相同功能。
本發(fā)明中，為確保第一伸縮缸23、第二伸縮缸24正確的動作及順序， 也可將第一電磁比例換向閥35、第二電磁比例換向?qū)?6，第一電磁開關(guān)換向
閥37、第二電磁開關(guān)換向閥38得、失電邏輯設(shè)計為其他方式。但不管設(shè)計 成何種邏輯方式，第一電磁比例換向閥35與第二電^茲比例換向閥36得、失 電應(yīng)相反，第一電磁開關(guān)換向閥37、第二電磁開關(guān)換向閥38的得、失電也 應(yīng)相反。
如上所述，控制單元31通過響應(yīng)操縱桿8發(fā)出的信號，能自動的而且很 容易實現(xiàn)第一電磁比例換向閥35和第二電磁比例換向閥36的控制；控制單 元31通過響應(yīng)第一位置^r測開關(guān)26和第二位置^r測開關(guān)27的信號，能自動 的而且很容易實現(xiàn)第一電磁開關(guān)換向閥37和第二電磁開關(guān)換向閥38的控制。 由此可見，通過控制單元31響應(yīng)輸入端口上的信號，實時輸出第一電磁比例 換向閥35、第二電石茲比例換向閥36和第一電》茲開關(guān)換向閥37、第二電-茲開 關(guān)換向閥38的控制電壓，進(jìn)而控制第一伸縮缸23、第二伸縮缸24的動作， 確保伸縮臂3，安全、可靠地伸縮。
本發(fā)明中，第一位置檢測開關(guān)26、第二位置檢測開關(guān)27安裝位置的優(yōu) 選方式是第一位置檢測開關(guān)26位于基本臂17接近末端的位置上，用于檢 測伸縮臂3，的全伸，第二位置檢測開關(guān)27位于伸縮臂3，上，用于檢測伸縮 臂3，的全縮。此種安裝方式，位置檢測精度高，安裝十分方便。
圖4所示為本發(fā)明的一優(yōu)選實施方式。該實施例中，對控制單元31進(jìn)行 了改進(jìn)控制單元31包括一伸縮安全裝置33。
如圖4所示，控制單元31由信號接收掃描裝置32、伸縮安全裝置33、 信號發(fā)生器34依次連接組成。信號接收掃描裝置33輸入端口接入以下單獨 或組合方式的安全保護(hù)信號第一壓力傳感器39的輸出壓力數(shù)據(jù)、長度角度 傳感器5輸出的長度和角度數(shù)據(jù)、外圍力矩計算單元41輸出的被吊物體的重 量數(shù)據(jù)。伸縮安全裝置33實時響應(yīng)上述安全保護(hù)信號，并按照預(yù)定的安全準(zhǔn) 則，計算并控制信號發(fā)生器34輸出電磁岡驅(qū)動電氣信號。伸縮安全裝置33 在判斷出伸縮臂3，某種伸縮動作不安全時，控制有關(guān)電^f茲閥失電并及時切斷 油路，關(guān)閉伸縮臂3，的動作，從而保護(hù)設(shè)備的安全運行。
如圖1、 4所示，在進(jìn)油支路50上裝有壓力傳感器39,信號接收掃描裝 置32的輸入端口和所述的壓力傳感器39信號相連；在伸縮臂架3上裝有長 度角度傳感器5;控制單元31還包括外圍力矩計算單元41，該外圍力矩計算 過CAN數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)43和控制單元31以及長度角度傳感器5相連。
如圖4所示，控制單元31包括有一報警器44,該報警器44連接在信號 發(fā)生器34上。無論伸縮臂3，伸出還是縮回，伸縮安全裝置33都響應(yīng)第一壓 力傳感器39輸出數(shù)據(jù)，并將其和預(yù)定的壓力閾值實時比對(優(yōu)選地，伸出和 縮回動作取不同的壓力閾值)。當(dāng)?shù)谝粔毫鞲衅?9實時采集值小余壓力閾 值，伸縮安全裝置33判斷正在實施的伸縮臂動作是安全的，會允許其繼續(xù)實 施；當(dāng)?shù)谝粔毫鞲衅?9實時釆集值超過壓力閾值，伸縮安全裝置33判斷 正在實施的伸縮臂動作不安全，并有可能對所操:作的設(shè)備造成傷害和事故， 就會控制電磁閥失電，從而切斷液壓油通道，關(guān)閉伸縮臂動作，并由報警器 44發(fā)出報警。需強(qiáng)調(diào)的是，無論實施何種動作，第一壓力傳感器39實時采 集值必須小余壓力閾值。否則，伸縮安全裝置33必須立即進(jìn)行響應(yīng)，關(guān)閉伸 縮動作，排除伸縮臂架3及其伸縮機(jī)構(gòu)22的潛在故障，避免引起不必要的安 全事件和對機(jī)器本身的傷害。
如圖1、 4所示，優(yōu)選地，在基本臂17上安裝長度角度傳感器5，該長 度角度傳感器5上附帶測量臂架伸長量的彈簧巻纜4,巻纜4里裝有可傳導(dǎo) 電信號的巻纜電線組。將巻纜4的一端固定在末級臂21的臂頭上，以4吏伸縮 臂3，的伸長或縮短和巻纜的伸長或縮短保持同步。通過長度角度傳感器5內(nèi) 的檢測機(jī)構(gòu)，很容易實現(xiàn)巻纜4的長度檢測，進(jìn)而實現(xiàn)伸縮臂架3，的長度檢 測。
伸縮臂架3的傾角不同，伸縮臂3，允許伸縮的長度也不同。否則，伸縮 臂3'的伸縮長度超出其允許值，汽車起重機(jī)15就有可能傾翻，從而對所操 作的設(shè)備造成傷害和嚴(yán)重的安全事故。為此，在長度角度傳感器5內(nèi)設(shè)計了 角度傳感器，此角度傳感器優(yōu)選設(shè)計為測地學(xué)的角度傳感器。該種測地學(xué)的 角度傳感器響應(yīng)地心引力的傾角，用于確定伸縮臂架3以地為基準(zhǔn)的角度測 量值，它的變化范圍通常為-10° ~+90° 。
伸縮安全裝置33響應(yīng)長度角度傳感器5通過CAN數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)43傳 送的伸縮臂架3的長度數(shù)據(jù)和角度數(shù)據(jù)，并與控制單元31存儲的數(shù)據(jù)文件進(jìn) 行比對。如果伸縮臂架3達(dá)到一定的長度，控制單元31會判斷不允許伸縮臂
3'實施伸出動作，此時，第一電磁比例換向閥35失電，關(guān)閉伸縮臂3，的伸出 動作(允許縮回動作)。如果操縱者非要繼續(xù)強(qiáng)行實施伸縮臂3，的伸出動作， 報警器44會發(fā)出報警。
如圖4所示，根據(jù)力矩平衡公式，力矩計算單元41采集壓力傳感器42 和長度角度傳感器5的信號，計算出吊鉤1上凈缺吊重物的重量。當(dāng)起吊重 物重量未達(dá)到設(shè)定值時，所實施的伸縮動作是安全的，控制單元31允許其繼 續(xù)實施。反之，如果起吊重物超過一定重量，控制單元31會判斷正在實施的 伸縮動作不安全，并可能對設(shè)備造成傷害和安全事故，就會讓電磁閥失電， 切斷液壓油通道，關(guān)閉動作；此時，如果操縱者仍對伸縮臂3，實施伸縮動作， 報警器44會發(fā)出報警。
如圖5、 6所示，優(yōu)選地，第一位置檢測開關(guān)26安裝在基本臂17上，其 輸出信號的作用和前面?zhèn)鹘y(tǒng)的方法中開關(guān)7按下的作用一致，目的是完成第 一伸縮缸23到第二伸縮缸24的動作切換。即通過這個信號的檢測，由第一 伸縮缸23的動作自動切換到第二伸縮缸24的動作。第一位置4企測開關(guān)26 設(shè)計成接觸式或非接觸式檢測開關(guān)，優(yōu)選設(shè)計成非接觸式的接近開關(guān)，這樣 做可提高位置檢測的可靠性并且可延長開關(guān)的使用壽命。
本發(fā)明中，第二位置檢測開關(guān)27可安裝在伸縮臂3，的任一級臂上，其 輸出信號的作用和前面?zhèn)鹘y(tǒng)的方法中開關(guān)7復(fù)位的作用一致，目的是完成第 二伸縮缸24到第一伸縮缸23的動作切換。即通過這個信號的檢測，由第二 伸縮缸24的動作自動切換到第一伸縮缸23的動作。第二位置檢測開關(guān)27 設(shè)計成接觸式或非接觸式檢測開關(guān)，優(yōu)選設(shè)計成非接觸式的接近開關(guān)，這樣 做可提高位置檢測的可靠性并且可延長開關(guān)的使用壽命。
如圖5、 7所示，第二位置檢測開關(guān)27可優(yōu)選地安裝末級臂21上，其作 用是檢測末級臂21的全縮。它的優(yōu)勢是可以借助基本臂17上的長度角度 傳感器5自帶的巻纜4傳導(dǎo)信號，減少電氣元件和最大化利用資源。
如圖7所示，第二位置檢測開關(guān)27帶有安裝附件29，該安裝附件29將 第二位置檢測開關(guān)27固定在末級臂21上。同時，在次末級臂20上還安裝有 定位;險測體28，末級臂21全縮到次末級臂20里時，第二位置4全測開關(guān)27 和定位檢測體28的距離可通過第二位置檢測開關(guān)27安裝到安裝附件29的深
度來調(diào)節(jié)，以適應(yīng)精確定位，從而克服第二位置檢測開關(guān)27在伸縮臂3，沒
回縮到位時提前發(fā)出信號或回縮到位后不發(fā)信號的問題。 .
在本發(fā)明中，操縱桿8優(yōu)選設(shè)計為電比例手柄，其電氣輸出信號和控制 單元31的輸入口相連。
本發(fā)明中，位置檢測開關(guān)組的安裝位置還可釆取另一種方式將第一位 置檢測開關(guān)26和第二位置檢測開關(guān)27分別安裝在第一伸縮缸23和第二伸縮 缸24上。其原理是第一伸縮缸23、第二伸縮缸24與伸縮臂架3是聯(lián)動的， 第一位置檢測開關(guān)26、第二位置檢測開關(guān)27所檢測到的第一伸縮缸23、第 二伸縮缸24位置信號，可換算為伸縮臂架3的位置信號。也就是說，采集第 一伸縮缸23的全伸和第二伸縮缸24的全縮信號，就可計算并控制電f茲閥組 的驅(qū)動電壓，從而實現(xiàn)對伸縮臂3，的動作進(jìn)行自動控制。
本發(fā)明還可作進(jìn)一步的改進(jìn)，即控制單元31輸出信號為脈寬調(diào)制碼 (PWM)。控制單元31實時響應(yīng)操縱桿8的傾斜度，通過實時比對其零位信 號，計算出操縱桿8輸出信號的幅度值。對應(yīng)不同的幅度值，控制單元31 產(chǎn)生不同占空比例的PWM驅(qū)動電壓，驅(qū)動第一電萬茲比例換向閥35、第二電 磁比例換向閥36,從而調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過泵40所供入的壓力油的流量大小， 決定第一伸縮缸23、第二伸縮缸24伸縮動作的快慢，控制伸縮臂3，的伸縮 運動速度。在控制伸縮臂3，的伸縮運動速度時，優(yōu)選方式是使伸縮臂3，的伸 縮運動速度和操縱桿8的推度對應(yīng)推度小時伸縮運動速度慢，推度大時伸 縮運動速度快?？梢?，控制單元31不^f旦對第一電^f茲比例換向閥35、第二電 磁比例換向閥36得電邏輯進(jìn)行控制，而且對它們的開度也進(jìn)行了控制，從而 適應(yīng)了操縱者對動作的預(yù)期。
本發(fā)明的工程機(jī)械伸縮臂架的操控裝置，引入伸縮臂架3伸縮動作的自 動化4企測裝置，并釆取了多級安全保護(hù)措施，從而，對起重臂提供了更全面 的保護(hù)。
起重機(jī)、吊運機(jī)等工程機(jī)械，其用途及臂數(shù)常有較大的差別，但其伸縮 臂架的結(jié)構(gòu)及工作原理與汽車起重才M目同，在此不再贅述。上述本發(fā)明的具 體實施方式，僅以一種具有五節(jié)臂的汽車起重機(jī)伸縮臂架為例進(jìn)行闡述，而 未對其他用途或臂數(shù)的工程機(jī)械進(jìn)行討論，但這并非意味著對本發(fā)明適應(yīng)范
圍的限制。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤 飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種工程機(jī)械伸縮臂架的操控裝置，包括操縱桿、第一電磁比例換向閥、第二電磁比例換向閥、第一電磁開關(guān)換向閥、第二電磁開關(guān)換向閥、第一伸縮缸、第二伸縮缸、進(jìn)油支路、泵，其特征在于，還包括第一位置檢測開關(guān)，位于伸縮臂架上，可檢測伸縮臂的全伸；第二位置檢測開關(guān)，位于伸縮臂架上，可檢測伸縮臂的全縮；控制單元，所述控制單元的輸入端口分別與所述操縱桿的電氣信號輸出端口及所述第一位置檢測開關(guān)、第二位置檢測開關(guān)相連；所述控制單元的輸出端口與所述第一電磁比例換向閥、第二電磁比例換向閥、第一電磁開關(guān)換向閥、第二電磁開關(guān)換向閥的輸入端口相連；所述控制單元實時響應(yīng)操縱桿及第一位置檢測開關(guān)、第二位置檢測開關(guān)發(fā)出的各路輸入信號，按照預(yù)定的電磁閥組得、失電邏輯，計算并實時提供第一電磁比例換向閥、第二電磁比例換向閥、第一電磁開關(guān)換向閥、第二電磁開關(guān)換向閥的驅(qū)動電壓，以決定所述第一伸縮缸、第二伸縮缸的伸縮動作及順序。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述工程機(jī)械伸縮臂架的操控裝置，其特征在于所 述預(yù)定的電磁閥組得、失電邏輯為伸縮臂伸出時，第一電磁比例換向閥得電 且第二電磁比例換向閥失電，并且，當(dāng)?shù)谝浑姶砰_關(guān)換向閥得電且第二電磁開關(guān)換向閥失電時第一伸縮缸動作，當(dāng)?shù)谝浑姶砰_關(guān)換向閥失電且第二電磁開關(guān) 換向閥得電時第二伸縮缸動作；伸縮臂縮回時，第一電磁比例換向閥失電且第 二電磁比例換向閥得電，并且，當(dāng)?shù)谝浑姶砰_關(guān)換向闊失電且笫二電磁開關(guān)換 向閥得電時第二伸縮缸動作，當(dāng)?shù)?一電磁開關(guān)換向閥得電且第二電磁開關(guān)換向 閥失電時第一伸縮缸動作。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述工程機(jī)械伸縮臂架的操控裝置，其特征在于所 述預(yù)定的電磁閥組得、失電邏輯為伸縮臂伸出時，第一電磁比例換向閥得電 且第二電磁比例換向閥失電，并且，當(dāng)?shù)谝浑姶砰_關(guān)換向閥失電且第二電磁開 關(guān)換向閥得電時第一伸縮缸動作，當(dāng)?shù)谝浑姶砰_關(guān)換向閥得電且第二電磁開關(guān) 換向閥失電時第二伸縮缸動作；伸縮臂縮回時，第一電磁比例換向閥失電且第 二電磁比例換向閥得電，并且，當(dāng)?shù)谝浑姶砰_關(guān)換向閥得電且第二電磁開關(guān)換 向閥失電時第二伸縮缸動作，當(dāng)?shù)谝浑姶砰_關(guān)換向閥失電且第二電磁開關(guān)換向 閥得電時第一伸縮缸動作。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述工程機(jī)械伸縮臂架的操控裝置，其特征在于所 述第一位置檢測開關(guān)設(shè)置于在基本臂接近末端的位置上；所述第二位置檢測開 關(guān)設(shè)置于伸縮臂上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述工程機(jī)械伸縮臂架的操控裝置，其特征在于所 述控制單元由信號接收掃描裝置、伸縮安全裝置、信號發(fā)生器依次連接組成； 所述信號接收掃描裝置輸入端口還接入安全保護(hù)信號；所述伸縮安全裝置按照 預(yù)定的安全準(zhǔn)則，實時響應(yīng)所述安全保護(hù)信號，計算并控制所述信號發(fā)生器輸 出各路信號。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的工程機(jī)械伸縮臂架的操控設(shè)備，其特征在于 所述信號發(fā)生器上連接有報警器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述工程機(jī)械伸縮臂架的操控裝置，其特征在于，所 述安全保護(hù)信號為以下單獨或組合方式之一的數(shù)據(jù)第一壓力傳感器的輸出壓 力數(shù)據(jù)，所述第一壓力傳感器安裝在進(jìn)油支路上；長度角度傳感器輸出的長度 和角度數(shù)據(jù)，所述長度角度傳感器安裝在伸縮臂架上；外圍力矩計算單元輸出 的^c吊物體重量數(shù)據(jù)，所述外圍力矩計算單元的輸入端與安裝在變幅油缸上的 第二壓力傳感器相連，所述外圍力矩計算單元的輸出端通過數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)與所述控制單元及所述長度角度傳感器相連。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的工程機(jī)械伸縮臂架的操控裝置，其特征在于 所述長度角度傳感器安裝在基本臂上。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的工程機(jī)械伸縮臂架的操控裝置，其特征在于 所述長度角度傳感器附帶有彈簧巻纜；所述巻纜中有可傳導(dǎo)電信號的電纜組。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的工程機(jī)械伸縮臂架的操控裝置，其特征在于 所述長度角度傳感器包含角度傳感器，所述角度傳感器為測地學(xué)的角度傳感 器。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的工程機(jī)械伸縮臂架的操控裝置，其特征在于 所述第二位置檢測開關(guān)安裝在末級臂上。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的工程機(jī)械伸縮臂架的操控裝置，其特征在于: 所述第二位置檢測開關(guān)帶有安裝附件，該安裝附件將所述第二位置檢測開關(guān)固 定在末級伸縮臂上。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的工程機(jī)械伸縮臂架的操控裝置，其特征在于在次末級伸縮臂上安裝有定位檢測體，該定位檢測體與所述第二位置檢測開關(guān) 的距離，通過所述第二位置檢測開關(guān)安裝在所述安裝附件中的深度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
14、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的工程機(jī)械伸縮臂架的操控裝置，其特征在于 所述第 一位置檢測開關(guān)為非接觸式開關(guān)。
15、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的工程機(jī)械伸縮臂架的操控裝置，其特征在于 所述第二位置;f全測開關(guān)為非接觸式開關(guān)。
16、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工程機(jī)械伸縮臂架的操控裝置，其特征在于 所述操縱桿為電比例手柄。
17、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的工程機(jī)械伸縮臂架的操控裝置，其特征在于 所述第一位置^r測開關(guān)安裝在所述第一伸縮缸上；所述第二位置#全測開關(guān)安裝 在所述第二伸縮缸上。
18、 根據(jù)權(quán)利要求1-17任一項所述工程機(jī)械伸縮臂架的操控裝置，其特 征在于所述控制單元可輸出脈寬調(diào)制信號。
全文摘要
本發(fā)明公開一種工程機(jī)械伸縮臂架的操控裝置，包括第一位置檢測開關(guān)，位于伸縮臂架上，可檢測伸縮臂的全伸；第二位置檢測開關(guān)，位于伸縮臂架上，可檢測伸縮臂的全縮；控制單元，所述控制單元的輸入端口分別與操縱桿的電氣信號輸出端口及第一位置檢測開關(guān)、第二位置檢測開關(guān)相連；所述控制單元的輸出端口與電磁閥組的輸入端口相連；所述控制單元實時響應(yīng)操縱桿及第一位置檢測開關(guān)、第二位置檢測開關(guān)發(fā)出的各路輸入信號，按照預(yù)定的電磁閥組得、失電邏輯，計算并實時提供電磁閥組的驅(qū)動電壓，以決定所述第一伸縮缸、第二伸縮缸的伸縮動作及順序。本發(fā)明的工程機(jī)械伸縮臂架的操控裝置，自動化程度高、操作簡便、安全、可靠。
文檔編號B66C23/00GK101172563SQ200710195859
公開日2008年5月7日 申請日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者冉隆強(qiáng), 唐修俊, 李勝華 申請人:三一重工股份有限公司