專利名稱：支腿式工程機(jī)械、支腿控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，具體而言，涉及支腿式工程機(jī)械、支腿控制系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
支腿式工程機(jī)械被廣泛應(yīng)用于各種施工現(xiàn)場，其在行走或施工的過程中，需要通過升降四條支腿來達(dá)到調(diào)整機(jī)身高度的目的。根據(jù)施工的要求，支腿式工程機(jī)械的四條支腿中，左前支腿和右前支腿可獨(dú)立控制，后面兩條支腿可同步控制(可參見圖I)。目前，支腿式工程機(jī)械在施工的過程中，可設(shè)定左前支腿和右前支腿的高度，在機(jī)身左右兩側(cè)設(shè)置傳感器來檢測支腿高度，通過控制器自動調(diào)節(jié)左前支腿、右前支腿來控制機(jī)身高度，以達(dá)到工程機(jī)械的工作要求。而當(dāng)后支腿過高或過低時，需手動調(diào)節(jié)后支腿，以控制設(shè)備尾部的高度，保持機(jī)身平衡。在施工完成之后，隨工況的不同而產(chǎn)生了左、右前支腿手動單獨(dú)升降和同步升降的要求。但因?yàn)闄C(jī)身重心位置、左右支腿摩擦力不同等原因，所以在手動調(diào)節(jié)前支腿同步升降時又無法達(dá)到兩腿支腿同步升降的要求。且因?yàn)槿齻€控制點(diǎn)單獨(dú)開環(huán)控制，因此可能出現(xiàn)機(jī)身左右傾斜、支腿懸空現(xiàn)象，甚至發(fā)生傾翻的危險。因此，需要采取措施來根據(jù)工況要求使左右、前后支腿在某一允許范圍內(nèi)同步升降，且防止設(shè)備傾翻。目前相關(guān)技術(shù)中有一種利用傾角傳感器控制支腿水平的方法。當(dāng)傾角傳感器檢測到支腿傾斜角度大于預(yù)定值時，開啟或關(guān)閉部分開關(guān)閥，使某一支腿伸出或縮回。該方法被用于靜止式支腿調(diào)平，在調(diào)節(jié)時，支腿可伸出或縮回，調(diào)節(jié)至水平后支腿不再運(yùn)動。如果將該方法用于移動式工程機(jī)械支腿控制，會因調(diào)節(jié)滯后等問題而產(chǎn)生左右前支腿振蕩升降的現(xiàn)象，無法有效地解決同步升降問題，可能出現(xiàn)機(jī)身左右傾斜、支腿懸空現(xiàn)象，甚至發(fā)生傾翻的危險。因此，需要一種支腿控制技術(shù)，能夠解決支腿式工程機(jī)械的支腿在應(yīng)用時出現(xiàn)的支腿不能同步升降以及需手動調(diào)節(jié)后支腿來保證機(jī)身平衡的問題。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述背景技術(shù)，本發(fā)明的一個目的是提供一種支腿控制系統(tǒng)，能夠保證支腿的同步升降，避免振蕩升降的現(xiàn)象。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種支腿控制系統(tǒng)，包括控制器、電磁比例閥和傾角傳感器，其中，所述電磁比例閥設(shè)置于支腿式工程機(jī)械的支腿的油路上，所述傾角傳感器獲取所述支腿式工程機(jī)械的傾斜角度，所述控制器連接至所述傾角傳感器和所述電磁比例閥，根據(jù)所述傾角傳感器獲取的傾斜角度調(diào)整與相應(yīng)支腿對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，調(diào)節(jié)所述相應(yīng)支腿的升降速度。電磁比例閥的通電電流與支腿升降速度呈線性關(guān)系，電流越大，支腿的升降速度越大。在相應(yīng)支腿的油路上設(shè)置電磁比例閥，通過該電磁比例閥可以調(diào)節(jié)液壓油的油量，進(jìn)而調(diào)節(jié)支腿的升降速度。控制器根據(jù)反饋的傾斜角度，可以判斷出支腿式工程機(jī)械的某支腿過高，結(jié)合PID算法輸出模擬控制量，基于該模擬控制量進(jìn)而調(diào)節(jié)相應(yīng)支腿的電磁比例閥的通電電流來調(diào)節(jié)該支腿的升降速度，以保證支腿的同步升降(在上升過程中相關(guān)支腿同步上升或在下降過程中相關(guān)支腿同步下降，避免了振蕩上升或振蕩下降的問題)。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述傾角傳感器為雙軸傾角傳感器，具有縱向信號和橫向信號，所述縱向信號用于檢測所述支腿式工程機(jī)械的前后支腿之間的高度差，所述橫向信號用于檢測所述支腿式工程機(jī)械的左前支腿和右前支腿之間的高度差。通過該雙軸傾角傳感器可以判斷出四條支腿的高低狀態(tài)，進(jìn)而調(diào)節(jié)四條支腿的升降速度，從前后方向和左右方向均可以保證機(jī)身的平衡。在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述傾角傳感器設(shè)置于所述左前支腿和所述右前支腿之間。當(dāng)然，針對不同的支腿式工程機(jī)械，傾角傳感器還可以設(shè)置在相應(yīng)合適的位置，以能準(zhǔn)確獲取支腿式工程機(jī)械的支腿高度。當(dāng)支腿式工程機(jī)械為路面冷銑刨機(jī)，可以將該傾角傳感器安裝在接料機(jī)上方。在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述控制器用于在根據(jù)所述雙軸傾角傳感器的橫向信號判斷出所述支腿式工程機(jī)械的左前支腿和右前支腿具有高度差時，若所述左前支腿和所述右前支腿處于上升狀態(tài)，則減少與較高支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低所述較高支腿的上升速度，和/或增大與較低支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，提高所述較低支腿的上升速度，以及若所述左前支腿和所述右前支腿處于下降狀態(tài)，則減少與較低支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低所述較低支腿的下降速度，和/或增大與較高支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，提高所述較高支腿的下降速度。該技術(shù)方案詳細(xì)說明了具體控制過程，在具體應(yīng)用時，例如在手動狀態(tài)下，若使左前支腿和右前支腿上升時出現(xiàn)左右腿的高度不一致的情況，則減少與較高支腿相應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低較高支腿的上升速度，當(dāng)然也可以增加較低支腿相應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，增加較低支腿的上升速度，所需調(diào)節(jié)的量可以根據(jù)獲取的傾斜角度計(jì)算得到。同理，若使左前支腿和右前支腿下降時出現(xiàn)左右腿的高度不一致的情況，則可以減少與較低支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低較低支腿的下降速度，或者增加與 較高支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，增加較高支腿的下降速度。在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述支腿式工程機(jī)械的兩后支腿共用一個電磁比例閥，所述控制器還用于在根據(jù)所述雙軸傾角傳感器的縱向信號判斷出所述支腿式工程機(jī)械的前后支腿之間具有高度差時，若前支腿處于上升狀態(tài)且后支腿比前支腿高，則減少與所述后支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低所述后支腿的上升速度，和/或增大與所述前支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，提高所述前支腿的上升速度，以及若所述前支腿處于下降狀態(tài)且后支腿比前支腿低，則減少與所述后支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低所述后支腿的下降速度，和/或增大與所述前支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，提高前支腿的下降速度。除了在手動時對左右支腿的調(diào)節(jié)之外，還可以在自動狀態(tài)下對后支腿進(jìn)行調(diào)節(jié)，具體調(diào)節(jié)過程與調(diào)節(jié)左右支腿的過程類似，保證機(jī)身的前后平衡。
在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述控制器還用于在所述傾角傳感器檢測出的傾斜角度大于等于預(yù)設(shè)角 度值時，將與處于上升狀態(tài)且高度最高的支腿或處于下降狀態(tài)且高度最低的支腿對應(yīng)支腿的電磁比例閥的電流調(diào)整為零，禁止所述處于上升狀態(tài)且高度最高的支腿或處于下降狀態(tài)且高度最低的支腿的動作。如果對支腿式工程機(jī)械的支腿進(jìn)行調(diào)節(jié)后，機(jī)身仍具有一定的傾斜角度，并且即將達(dá)到設(shè)定的角度值，即機(jī)身并沒有得到平衡調(diào)節(jié)，此時說明該支腿式工程機(jī)械的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題，并不是簡單的支腿高度不平衡的問題，需采用相應(yīng)措施，禁止相應(yīng)支腿的動作，防止支腿式工程機(jī)械的傾翻危險。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，在支腿式工程機(jī)械的支腿油路上設(shè)置電磁比例閥，通過調(diào)節(jié)電磁比例閥的通電電流的大小，來調(diào)節(jié)相應(yīng)支腿的升降速度，進(jìn)而調(diào)節(jié)支腿的同步升降，能夠避免振蕩升降的問題；該支腿控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)涉及簡單，操作方便，生成成本較低；且能夠消除支腿懸空、機(jī)身傾翻的安全隱患。本發(fā)明的另一目的是提供一種具有該支腿控制系統(tǒng)的支腿式工程機(jī)械，能夠保證支腿式工程機(jī)械的支腿同步升降，避免振蕩升降的現(xiàn)象。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種支腿式工程機(jī)械，包括如上述任一技術(shù)方案中所描述的支腿控制系統(tǒng)。本發(fā)明的又一目的是提供一種支腿控制方法，能夠保證支腿式工程機(jī)械的支腿同步升降，避免振蕩升降的現(xiàn)象。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，還提供了一種支腿控制方法，包括以下步驟獲取支腿式工程機(jī)械的傾斜角度；根據(jù)所述傾斜角度調(diào)整與相應(yīng)支腿對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，調(diào)節(jié)所述相應(yīng)支腿的升降速度。電磁比例閥的通電電流與支腿升降速度呈線性關(guān)系，電流越大，則支腿的升降速度越大。在相應(yīng)支腿的油路上設(shè)置電磁比例閥，通過該電磁比例閥可以調(diào)節(jié)液壓油的油量，進(jìn)而調(diào)節(jié)支腿的升降速度。根據(jù)反饋的傾斜角度，可以判斷出支腿式工程機(jī)械的某支腿過高，進(jìn)而調(diào)節(jié)相應(yīng)支腿的電磁比例閥的通電電流來調(diào)節(jié)該支腿的升降速度，以保證支腿的同步升降。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在所述支腿式工程機(jī)械的左前支腿和右前支腿之間設(shè)置傾角傳感器，獲取所述傾斜角度。當(dāng)然，針對不同的支腿式工程機(jī)械，傾角傳感器還可以設(shè)置在相應(yīng)合適的位置，以能準(zhǔn)確獲取支腿式工程機(jī)械的支腿高度。當(dāng)支腿式工程機(jī)械為路面冷銑刨機(jī)，可以將該傾角傳感器安裝在接料機(jī)上方。在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述傾角傳感器為雙軸傾角傳感器，通過所述雙軸傾角傳感器的橫向信號檢測所述支腿式工程機(jī)械的左前支腿和右前支腿之間的高度差，以及通過所述傾角傳感器的縱向信號檢測所述支腿式工程機(jī)械的前后支腿之間的高度差。通過該雙軸傾角傳感器可以判斷出四條支腿的高低狀態(tài)，進(jìn)而調(diào)節(jié)四條支腿的升降速度，從前后方向和左右方向均可以保證機(jī)身的平衡。在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地,在根據(jù)所述雙軸傾角傳感器的橫向信號判斷出所述支腿式工程機(jī)械的左前支腿和右前支腿具有高度差時，若所述左前支腿和所述右前支腿處于上升狀態(tài)，則減少與較高支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低所述較高支腿的上升速度，和/或增大與較低支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，提高所述較低支腿的上升速度，以及若所述左前支腿和所述右前支腿處于下降狀態(tài)，則減少與較低支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低所述較低支腿的下降速度，和/或增大與較高支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，提高所述較高支腿的下降速度。該技 方案詳細(xì)說明了具體控制過程，在具體應(yīng)用時，例如在手動狀態(tài)下，若使左前支腿和右前支腿上升時出現(xiàn)左右腿的高度不一致的情況，則減少與較高支腿相應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低較高支腿的上升速度，當(dāng)然也可以增加較低支腿相應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，增加較低支腿的上升速度，所需調(diào)節(jié)的量可以根據(jù)獲取的傾斜角度計(jì)算得到。同理，若使左前支腿和右前支腿下降時出現(xiàn)左右腿的高度不一致的情況，則可以減少與較低支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低較低支腿的下降速度，或者增加與較高支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，增加較高支腿的下降速度。在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在根據(jù)所述雙軸傾角傳感器的縱向信號判斷出所述支腿式工程機(jī)械的前后支腿之間具有高度差時，若所述前支腿處于上升狀態(tài)且后支腿比前支腿高，則減少與所述后支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低所述后支腿的上升速度，和/或增大與所述前支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，提高所述前支腿的上升速度，以及若所述前支腿處于下降狀態(tài)且后支腿比前支腿低，則減少與所述后支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低所述后支腿的下降速度，和/或增大與所述前支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，提高前支腿的下降速度。除了在手動時對左右支腿的調(diào)節(jié)之外，還可以在自動狀態(tài)下對后支腿進(jìn)行調(diào)節(jié)，具體調(diào)節(jié)過程與調(diào)節(jié)左右支腿的過程類似，保證機(jī)身的前后平衡。在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，若所述傾角傳感器檢測出的傾斜角度大于等于預(yù)設(shè)角度值，則將所述與處于上升狀態(tài)且高度最高的支腿或處于下降狀態(tài)且高度最低的支腿對應(yīng)的電磁比例閥的電流調(diào)整為零，禁止所述處于上升狀態(tài)且高度最高的支腿或處于下降狀態(tài)且高度最低的支腿的動作。如果對支腿式工程機(jī)械的支腿進(jìn)行調(diào)節(jié)后，機(jī)身仍具有一定的傾斜角度，并且即將達(dá)到設(shè)定的角度值，即機(jī)身并沒有得到平衡調(diào)節(jié)，此時說明該支腿式工程機(jī)械的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題，并不是簡單的支腿高度不平衡的問題，需采用相應(yīng)措施，禁止相應(yīng)支腿的動作，防止支腿式工程機(jī)械的傾翻危險。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，在支腿式工程機(jī)械的支腿油路上設(shè)置電磁比例閥，通過調(diào)節(jié)電磁比例閥的通電電流的大小，來調(diào)節(jié)相應(yīng)支腿的升降速度，進(jìn)而調(diào)節(jié)支腿的同步升降，能夠避免振蕩升降的問題；該支腿控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)涉及簡單，操作方便，生成成本較低；且能夠消除支腿懸空、機(jī)身傾翻的安全隱患。


圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的支腿式工程機(jī)械的支腿油路的示意圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的支腿控制系統(tǒng)的示意圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的支腿控制方法的流程圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的支腿控制方法的流程圖。
圖I至圖2中附圖標(biāo)記與部件名稱之間的對應(yīng)關(guān)系為102控制器；104比例閥；110支腿；106傾角傳感器；202左前腿；204右前腿；206后腿。
具體實(shí)施例方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。 在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實(shí)施，因此，本發(fā)明并不限于下面公開的具體實(shí)施例的限制。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。首先結(jié)合圖I和圖2詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的支腿控制系統(tǒng)。圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的支腿式工程機(jī)械的支腿油路的示意圖，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的支腿控制系統(tǒng)的示意圖。如圖I所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的支腿控制系統(tǒng)，包括控制器102、電磁比例閥104和傾角傳感器106，其中，所述電磁比例閥104設(shè)置于支腿式工程機(jī)械的支腿110的油路上，所述傾角傳感器106獲取所述支腿式工程機(jī)械的傾斜角度，所述控制器102連接至所述傾角傳感器106和所述電磁比例閥104，根據(jù)所述傾角傳感器106獲取的傾斜角度調(diào)整與相應(yīng)支腿對應(yīng)的電磁比例閥104的通電電流，調(diào)節(jié)所述相應(yīng)支腿的升降速度。如圖2所示，支腿式工程機(jī)械具有四條支腿，分別是左前支腿202、右前支腿204和兩條后腿206。在相應(yīng)支腿的油路上設(shè)置電磁比例閥，如圖中所示，左前支腿202的油路上設(shè)置有第一電磁比例閥7Y6，在右前支腿204的油路上設(shè)置第二電磁比例閥7Y5，在后腿206的油路上設(shè)置第三電磁比例閥7Y4，該第三電磁比例閥7Y4同時控制兩條后腿206的油路。電磁比例閥104的通電電流與支腿110的升降速度呈線性關(guān)系，電流越大，支腿110的升降速度越大。在相應(yīng)支腿的油路上設(shè)置電磁比例閥104，通過該電磁比例閥104可以調(diào)節(jié)液壓油的油量，進(jìn)而調(diào)節(jié)支腿110的升降速度?？刂破?02根據(jù)反饋的傾斜角度，可以判斷出支腿式工程機(jī)械的某支腿過高，結(jié)合PID算法輸出模擬控制量，基于該模擬控制量進(jìn)而調(diào)節(jié)相應(yīng)支腿的電磁比例閥104的通電電流來調(diào)節(jié)該支腿的升降速度，以保證支腿的同步升降(在上升過程中相關(guān)支腿同步上升或在下降過程中相關(guān)支腿同步下降，避免了振蕩上升或振蕩下降的問題)。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述傾角傳感器104為雙軸傾角傳感器，具有縱向信號和橫向信號，所述縱向信號用于檢測所述支腿式工程機(jī)械的前后支腿之間的高度差，所述橫向信號用于檢測所述支腿式工程機(jī)械的左前支腿202和右前支腿204之間的高度差。通過該雙軸傾角傳感器可以判斷出四條支腿的高低狀態(tài)，進(jìn)而調(diào)節(jié)四條支腿的升降速度，從前后方向和左右方向均可以保證機(jī)身的平衡。優(yōu)選地，所述傾角傳感器104設(shè)置于所述左前支腿和所述右前支腿之間。當(dāng)然，針對不同的支腿式工程機(jī)械，傾角傳感器106還可以設(shè)置在相應(yīng)合適的位置，以能準(zhǔn)確獲取支腿式工程機(jī)械的支腿高度。當(dāng)支腿式工程機(jī)械為路面冷銑刨機(jī)，可以將該傾角傳感器106安裝在接料機(jī)上方。
在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述控制器102還用于在根據(jù)所述雙軸傾角傳感器106的橫向信號判斷出所述支腿式工程機(jī)械的左前支腿202和右前支腿204具有高度差時，若所述左前支腿202和所述右前支腿204處于上升狀態(tài)，則減少與較高支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低所述較高支腿的上升速度，和/或增大與較低支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，提高所述較低支腿的上升速度，以及若所述左前支腿202和所述右前支腿204處于下降狀態(tài)，則減少與較低支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低所述較低支腿的下降速度，和/或增大與較高支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，提高所述較高支腿的下降速度。該技術(shù)方案詳細(xì)說明了具體控制過程，在具體應(yīng)用時，例如在手動狀態(tài)下，若使左前支腿202和右前支腿204上升時出現(xiàn)左右腿的高度不一致的情況，則減少與較高支腿相應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低較高支腿的上升速度，當(dāng)然也可以增加較低支腿相應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，增加較低支腿的上升速度，所需調(diào)節(jié)的量可以根據(jù)獲取的傾斜角度計(jì)算得到。同理，若使左前支腿202和右前支腿204下降時出現(xiàn)左右腿的高度不一致的情況，則可以減少與較低支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低較低支腿的下降速度，或者增加與較高支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，增加較高支腿的下降速度。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述支腿式工程機(jī)械的兩后支腿共用一個電磁比例閥7Y4，所述控制器102還用于在根據(jù)所述雙軸傾角傳感器106的縱向信號判斷出所述支腿式工程機(jī)械的前后支腿之間具有高度差時，若前支腿處于上升狀態(tài)且后支腿206比前支腿較高，則減少與所述后支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低所述后支腿206的上升速度，和/或增大與所述前支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，提高所述前支腿的上升速度，以及若所述前支腿處于下降狀態(tài)且后支腿比前支腿低，則減少與所述后支腿206相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低所述后支腿的下降速度，和/或增大與所述前支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，提高前支腿的下降速度。除了在手動時對左右支腿的調(diào)節(jié)之外，還可以在自動狀態(tài)下對后支腿進(jìn)行調(diào)節(jié)，具體調(diào)節(jié)過程與調(diào)節(jié)左右支腿的過程類似，保證機(jī)身的前后平衡。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述控制器102還用于在所述傾角傳感器106檢測出的傾斜角度大于等于預(yù)設(shè)角度值時，將所述與處于上升狀態(tài)且高度最高的支腿或處于下降狀態(tài)且高度最低的支腿對應(yīng)的電磁比例閥104的電流調(diào)整為零，禁止所述相應(yīng)處于上升狀態(tài)且高度最高的支腿或處于下降狀態(tài)且高度最低的支腿的動作。如果對支腿式工程機(jī)械的支腿進(jìn)行調(diào)節(jié)后，仍可以獲取傾斜角度，并且即將達(dá)到設(shè)定的角度值，即機(jī)身并沒有得到平衡調(diào)節(jié)，此時說明該支腿式工程機(jī)械的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題，并不是簡單的支腿高度不平衡的問題，需采用相應(yīng)措施，禁止相應(yīng)支腿的動作，防止支腿式工程機(jī)械的傾翻危險。因此，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，以支腿式工程機(jī)械中的銑刨機(jī)為例，在其處于手動狀態(tài)時，傾角傳感器106的橫向信號進(jìn)入控制器102。因?yàn)殡姶疟壤y104的通電電流與支腿110的升降速度成線性關(guān)系，所以當(dāng)控制器根據(jù)橫向信號判斷出機(jī)身傾斜時，可根據(jù)傾斜角度和工況改變某個電磁比例閥的通電電流，進(jìn)而改變某支腿的升降速度。
例如在支腿下降時，如果左前支腿過高，則減小右前支腿的電磁比例閥的通電電流，降低右前支腿的下降速度。如此達(dá)到左右支腿升降速度一致，同步升降的目的。在自動狀態(tài)時，傾角傳感器106的橫向信號可以不參與前支腿的升降控制，允許機(jī)身左右可以在一定范圍內(nèi)傾斜。傾角傳感器106的縱向信號進(jìn)入控制器102后，根據(jù)支腿控制算法(控制原理與前置退控制原理相同)，使后支腿跟隨前支腿運(yùn)動，保持前后支腿的同步升降。另外，在傾斜角度達(dá)到某一設(shè)定值時，需根據(jù)工況禁止高邊或低邊支腿的升降動作，使機(jī)身保持在某一角度范圍內(nèi)。例如，在上升時，左前支 腿過高導(dǎo)致橫向信號等于或大于允許值，則禁止左前支腿上升，防止傾翻。防傾翻程序需設(shè)定一傾斜角度值2，該值大于傾斜角度值I (允許值)，反映機(jī)身傾翻臨界值。也就是說，在兩支腿平衡升降時(即無傾斜角度)，左右支腿升降電流不變。若是上升狀態(tài)，且左前支腿偏高(為左前支腿速度過快造成)，則降低左前支腿的上升電流(右前支腿不變)，以逐漸達(dá)到左右支腿高度一致的目的。此時，若傾斜角度到達(dá)某一值(此事發(fā)生則說明機(jī)械結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題，需禁止繼續(xù)工作)，則控制左前支腿上升電流為0，禁止左前支腿動作(此時右支腿仍在上升，仍可在一定時間內(nèi)達(dá)到平衡)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的支腿式工程機(jī)械，包括如上述實(shí)施例中所描述的支腿控制系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，在支腿式工程機(jī)械的支腿油路上設(shè)置電磁比例閥，通過調(diào)節(jié)電磁比例閥的通電電流的大小，來調(diào)節(jié)相應(yīng)支腿的升降速度，進(jìn)而調(diào)節(jié)支腿的同步升降，能夠避免振蕩升降的問題；該支腿控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)涉及簡單，操作方便，生成成本較低；且能夠消除支腿懸空、機(jī)身傾翻的安全隱患。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)該理解，該支腿式工程機(jī)械包括但不限于大型路面冷銑刨機(jī)、起重機(jī)、泵車。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的支腿控制方法的流程圖。如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的支腿控制方法，包括以下步驟步驟302，獲取支腿式工程機(jī)械的傾斜角度；步驟304，根據(jù)所述傾斜角度調(diào)整與相應(yīng)支腿對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，調(diào)節(jié)所述相應(yīng)支腿的升降速度。電磁比例閥的通電電流與支腿升降速度呈線性關(guān)系，電流越大，則支腿的升降速度越大。在相應(yīng)支腿的油路上設(shè)置電磁比例閥，通過該電磁比例閥可以調(diào)節(jié)液壓油的油量，進(jìn)而調(diào)節(jié)支腿的升降速度。根據(jù)反饋的傾斜角度，可以判斷出支腿式工程機(jī)械的某支腿過高，進(jìn)而調(diào)節(jié)相應(yīng)支腿的電磁比例閥的通電電流來調(diào)節(jié)該支腿的升降速度，以保證支腿的同步升降。具體所需調(diào)節(jié)的電流量，可根據(jù)PID算法和獲取的傾斜角度計(jì)算得到。優(yōu)選地，所述步驟302還包括在所述支腿式工程機(jī)械的左前支腿和右前支腿之間設(shè)置傾角傳感器，獲取所述傾斜角度。當(dāng)然，針對不同的支腿式工程機(jī)械，傾角傳感器還可以設(shè)置在相應(yīng)合適的位置，以能準(zhǔn)確獲取支腿式工程機(jī)械的支腿高度。當(dāng)支腿式工程機(jī)械為路面冷銑刨機(jī)，可以將該傾角傳感器安裝在接料機(jī)上方。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述傾角傳感器為雙軸傾角傳感器，通過所述雙軸傾角傳感器的橫向信號檢測所述支腿式工程機(jī)械的左前支腿和右前支腿之間的高度差，以及通過所述傾角傳感器的縱向信號檢測所述支腿式工程機(jī)械的前后支腿之間的高度差。通過該雙軸傾角傳感器可以判斷出四條支腿的高低狀態(tài)，進(jìn)而調(diào)節(jié)四條支腿的升降速度，從前后方向和左右方向均可以保證機(jī)身的平衡。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地 ，在根據(jù)所述雙軸傾角傳感器的橫向信號判斷出所述支腿式工程機(jī)械的左前支腿和右前支腿具有高度差時，若所述左前支腿和所述右前支腿處于上升狀態(tài)，則減少與較高支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低所述較高支腿的上升速度，和/或增大與較低支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，提高所述較低支腿的上升速度，以及若所述左前支腿和所述右前支腿處于下降狀態(tài)，則減少與較低支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低所述較低支腿的下降速度，和/或增大與較高支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，提高所述較高支腿的下降速度。該技術(shù)方案詳細(xì)說明了具體控制過程，在具體應(yīng)用時，例如在手動狀態(tài)下，若使左前支腿和右前支腿上升時出現(xiàn)左右腿的高度不一致的情況，則減少與較高支腿相應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低較高支腿的上升速度，當(dāng)然也可以增加較低支腿相應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，增加較低支腿的上升速度，所需調(diào)節(jié)的量可以根據(jù)獲取的傾斜角度計(jì)算得到。同理，若使左前支腿和右前支腿下降時出現(xiàn)左右腿的高度不一致的情況，則可以減少與較低支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低較低支腿的下降速度，或者增加與較高支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，增加較高支腿的下降速度。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在根據(jù)所述雙軸傾角傳感器的縱向信號判斷出所述支腿式工程機(jī)械的前后支腿之間具有高度差時，若所述前支腿處于上升狀態(tài)且后支腿比前支腿高，則減少與所述后支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低所述后支腿的上升速度，和/或增大與所述前支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，提高所述前支腿的上升速度，以及若所述前支腿處于下降狀態(tài)且后支腿比前支腿低，則減少與所述后支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低所述后支腿的下降速度，和/或增大與所述前支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，提高前支腿的下降速度。除了在手動時對左右支腿的調(diào)節(jié)之外，還可以在自動狀態(tài)下對后支腿進(jìn)行調(diào)節(jié)，具體調(diào)節(jié)過程與調(diào)節(jié)左右支腿的過程類似，保證機(jī)身的前后平衡。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，若所述傾角傳感器檢測出的傾斜角度繼續(xù)上升到預(yù)設(shè)角度值，則將所述與處于上升狀態(tài)且高度最高的支腿或處于下降狀態(tài)且高度最低的支腿對應(yīng)的電磁比例閥的電流調(diào)整為零，禁止所述處于上升狀態(tài)且高度最高的支腿或處于下降狀態(tài)且高度最低的支腿的動作。如果對支腿式工程機(jī)械的支腿進(jìn)行調(diào)節(jié)后，仍可以獲取傾斜角度，并且即將達(dá)到設(shè)定的角度值，即機(jī)身并沒有得到平衡調(diào)節(jié)，此時說明該支腿式工程機(jī)械的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題，并不是簡單的支腿高度不平衡的問題，需采用相應(yīng)措施，禁止相應(yīng)支腿的動作，防止支腿式工程機(jī)械的傾翻危險。下面結(jié)合圖4進(jìn)一步說明根據(jù)本發(fā)明的支腿控制方法。如圖4所示，在步驟402，設(shè)備運(yùn)行時判斷機(jī)身是否傾斜，可以通過傾角傳感器來獲取機(jī)身的傾斜角度，若出現(xiàn)傾斜，則進(jìn)入步驟404，若沒有出現(xiàn)傾斜，則繼續(xù)檢測判斷。在步驟404，判斷支腿處于上升狀態(tài)和下降狀態(tài)，若處于上升狀態(tài)，則進(jìn)入步驟406，若處于下降狀態(tài)，則進(jìn)入步驟412。在步驟406，根據(jù)傾角傳感器的橫向信號判斷出左前支腿過高還是右前支腿過高，若左前支腿過高，則進(jìn)入步驟408，降低與左前支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的上升電流，否則，進(jìn)入步驟410，降低與右前支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的上升電流。在步驟412，根據(jù)傾角傳感器的橫向信號判斷出左前支腿過高還是右前支腿過高，若左前支腿過高，則進(jìn)入步驟414，降低與右前支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的下降電流，否則，進(jìn)入步驟416，降低與左前支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的下降電流。上述流程是針對左右前支腿的平衡，應(yīng)該理解，前后支腿的升降速度的調(diào)節(jié)方法與上述流程類似，此時需要根據(jù)傾角傳感器的縱向信號來進(jìn)行判斷前腿過高還是后退過聞。以上結(jié)合附圖詳細(xì)說明了根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明在支腿式工程機(jī)械的支腿油路上設(shè)置電磁比例閥，通過調(diào)節(jié)電磁比例閥的通電電流的大小，來調(diào)節(jié)相應(yīng)支腿的升降速度，進(jìn)而調(diào)節(jié)支腿的同步升降；能夠避免振蕩升降的問題；該支腿控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)涉及簡單，操作方便，生成成本較低；且能夠消除支腿懸空、機(jī)身傾翻的安全隱患。在本發(fā)明中，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對 重要性。術(shù)語“多個”指兩個或兩個以上，除非另有明確的限定。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種支腿控制系統(tǒng)，其特征在于，包括控制器、電磁比例閥和傾角傳感器，其中，所述電磁比例閥設(shè)置干支腿式工程機(jī)械的支腿的油路上，所述傾角傳感器獲取所述支腿式エ程機(jī)械的傾斜角度，所述控制器連接至所述傾角傳感器和所述電磁比例閥，根據(jù)所述傾角傳感器獲取的傾斜角度調(diào)整與相應(yīng)支腿對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，調(diào)節(jié)所述相應(yīng)支腿的升降速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的支腿控制系統(tǒng)，其特征在于，所述傾角傳感器為雙軸傾角傳感器，具有縱向信號和橫向信號，所述縱向信號用于檢測所述支腿式工程機(jī)械的前后支腿之間的高度差，所述橫向信號用于檢測所述支腿式工程機(jī)械的左前支腿和右前支腿之間的高度差。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的支腿控制系統(tǒng)，其特征在干，所述傾角傳感器設(shè)置于所述左前支腿和所述右前支腿之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的支腿控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器用于在根據(jù)所述雙軸傾角傳感器的橫向信號判斷出所述支腿式工程機(jī)械的左前支腿和右前支腿具有高度差時，若所述左前支腿和所述右前支腿處于上升狀態(tài)，則減少與較高支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低所述較高支腿的上升速度，和/或増大與較低支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，提高所述較低支腿的上升速度，以及若所述左前支腿和所述右前支腿處于下降狀態(tài)，則減少與較低支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低所述較低支腿的下降速度，和/或増大與較高支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，提高所述較高支腿的下降速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的支腿控制系統(tǒng)，其特征在于，所述支腿式工程機(jī)械的兩后支腿共用一個電磁比例閥，所述控制器還用于在根據(jù)所述雙軸傾角傳感器的縱向信號判斷出所述支腿式工程機(jī)械的前后支腿之間具有高度差時，若前支腿處于上升狀態(tài)且后支腿比前支腿高，則減少與所述后支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低所述后支腿的上升速度，和/或増大與所述前支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，提高所述前支腿的上升速度，以及若所述前支腿處于下降狀態(tài)且后支腿比前支腿低，則減少與所述后支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低所述后支腿的下降速度，和/或増大與所述前支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，提高前支腿的下降速度。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的支腿控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器還用于在所述傾角傳感器檢測出的傾斜角度大于等于預(yù)設(shè)角度值時，將與處于上升狀態(tài)且高度最高的支腿或處于下降狀態(tài)且高度最低的支腿對應(yīng)的電磁比例閥的電流調(diào)整為零，禁止所述處于上升狀態(tài)且高度最高的支腿或處于下降狀態(tài)且高度最低的支腿的動作。
7.一種支腿式工程機(jī)械，其特征在于，包括如權(quán)利要求I至6中任一項(xiàng)所述的支腿控制系統(tǒng)。
8.ー種支腿控制方法，其特征在于，包括以下步驟 獲取支腿式工程機(jī)械的傾斜角度； 根據(jù)所述傾斜角度調(diào)整與相應(yīng)支腿對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，調(diào)節(jié)所述相應(yīng)支腿的升降速度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的支腿控制方法，其特征在于，在所述支腿式工程機(jī)械的左前支腿和右前支腿之間設(shè)置傾角傳感器，獲取所述傾斜角度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的支腿 控制方法，其特征在于，所述傾角傳感器為雙軸傾角傳感器，通過所述雙軸傾角傳感器的橫向信號檢測所述支腿式工程機(jī)械的左前支腿和右前支腿之間的高度差，以及通過所述傾角傳感器的縱向信號檢測所述支腿式工程機(jī)械的前后支腿之間的高度差。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的支腿控制方法，其特征在于，在根據(jù)所述雙軸傾角傳感器的橫向信號判斷出所述支腿式工程機(jī)械的左前支腿和右前支腿具有高度差時，若所述左前支腿和所述右前支腿處于上升狀態(tài)，則減少與較高支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低所述較高支腿的上升速度，和/或増大與較低支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，提高所述較低支腿的上升速度，以及若所述左前支腿和所述右前支腿處于下降狀態(tài)，則減少與較低支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低所述較低支腿的下降速度，和/或增大與較高支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，提高所述較高支腿的下降速度。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的支腿控制方法，其特征在于，在根據(jù)所述雙軸傾角傳感器的縱向信號判斷出所述支腿式工程機(jī)械的前后支腿之間具有高度差時，若前支腿處于上升狀態(tài)且后支腿比前支腿高，則減少與所述后支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低所述后支腿的上升速度，和/或増大與所述前支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，提高所述前支腿的上升速度，以及若所述前支腿處于下降狀態(tài)且所述后支腿比前支腿低，則減少與所述后支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，降低所述后支腿的下降速度，和/或増大與所述前支腿相對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，提高前支腿的下降速度。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至12中任一項(xiàng)所述的支腿控制方法，其特征在于，若所述傾角傳感器檢測出的傾斜角度大于等于預(yù)設(shè)角度值，則將與處于上升狀態(tài)且高度最高的支腿或處于下降狀態(tài)且高度最低的支腿對應(yīng)的電磁比例閥的電流調(diào)整為零，禁止所述處于上升狀態(tài)且高度最高的支腿或處于下降狀態(tài)且高度最低的支腿的動作。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種支腿控制系統(tǒng)，包括控制器、電磁比例閥和傾角傳感器，其中，所述電磁比例閥設(shè)置于支腿式工程機(jī)械的支腿的油路上，所述傾角傳感器獲取所述支腿式工程機(jī)械的傾斜角度，所述控制器連接至所述傾角傳感器和所述電磁比例閥，根據(jù)所述傾角傳感器獲取的傾斜角度調(diào)整與相應(yīng)支腿對應(yīng)的電磁比例閥的通電電流，調(diào)節(jié)所述相應(yīng)支腿的升降速度。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，可以實(shí)現(xiàn)支腿式工程機(jī)械的左前支腿和右前支腿的升降速度一致，并且后支腿也能夠跟隨前支腿進(jìn)行自動升降，保持機(jī)身的平衡。本發(fā)明還提供了一種支腿式工程機(jī)械和一種支腿控制方法。
文檔編號B60S9/10GK102632872SQ201210109839
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)明者吳緒成, 羅東志, 陶源 申請人:三一重工股份有限公司