專利名稱：油缸變幅吊臂及其線速度控制方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油缸變幅吊臂領(lǐng)域，具體而言，涉及一種油缸變幅吊臂及其線速度控制方法和裝置。
背景技術(shù)：
油缸變幅吊臂裝置的基本工作原理是油缸支撐在吊臂轉(zhuǎn)動鉸點附近，操縱者控制油缸伸縮，實現(xiàn)遠端吊臂頭部的上下變幅運動。因為吊臂長度根據(jù)每次實際工況的需求各不相同，所以在同樣的變幅伸縮量的控制下，吊臂頭部的重物表現(xiàn)出不同的線速度。目前，變幅的線速度控制與吊臂的長度無關(guān)，僅與油缸變幅手柄的開度成線性關(guān)系。為實施變幅最大線速度的控制，操縱者對當前工況的變幅速度需求進行判斷，然后通過顯示屏或操作面板輸入期望的變幅速度檔位，電子集成控制裝置根據(jù)變幅檔位對變幅比例閥的最大開口進行限制，從而實現(xiàn)對變幅的最大線速度的限制。但是，在現(xiàn)有技術(shù)情況下， 變幅比例閥的最大開口無法同時兼顧長吊臂與短吊臂工況。如果比例閥的最大電流設(shè)置的偏大，這樣在長臂進行變幅操作時，吊臂遠端頭部重物的運動速度過快，操縱性差，有安全隱患；設(shè)置偏小，短臂時重物運動過慢，工作效率低。為解決以上矛盾，目前的技術(shù)方案是操作人員人為地輸入期望的變幅檔位，來調(diào)整變幅最高線速度的限制。但因為檔位分段有限， 且沒有和臂長關(guān)聯(lián)，存在控制不精細，手動修改較為繁瑣的缺點。針對相關(guān)技術(shù)中油缸變幅吊臂的線速度無法自動控制的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種油缸變幅吊臂及其線速度控制方法和裝置，以解決油缸變幅吊臂的線速度無法自動控制的問題。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種油缸變幅吊臂的線速度控制方法。根據(jù)本發(fā)明的油缸變幅吊臂的線速度控制方法包括檢測吊臂的仰角、仰角的變化趨勢和吊臂的長度；獲取吊臂的最大線速度；根據(jù)吊臂的仰角、仰角的變化趨勢、吊臂的長度和吊臂的最大線速度計算油缸比例閥的第一輸出電流；以及采用第一輸出電流控制吊臂的線速度。進一步地，計算油缸比例閥的第一輸出電流包括根據(jù)吊臂的仰角和仰角的變化趨勢計算第一時間，其中，第一時間為油缸在比例閥的額定最大開口下完成吊臂1°變幅所需要的油量變化時間；根據(jù)吊臂的長度和最大線速度計算第二時間，其中，第二時間為吊臂完成1°變幅所需的時間；根據(jù)第一時間和第二時間計算第一開度系數(shù)，其中，第一開度系數(shù)為油缸的比例閥的最大開度系數(shù)；以及根據(jù)第一開度系數(shù)計算油缸的比例閥的第一輸出電流。進一步地，第一時間通過以下公式來得到
Δ T1 = I QJ+「％ I *60/Q0其中，ΔΤ1為第一時間，單位為秒，QO為油缸的比例閥的額定最大開口下的通油量，單位為升/分，％為油缸在吊臂仰角為j度時油缸的充油量，單位為升，Qp1為油缸在吊臂仰角為j度前1度時油缸的充油量，單位為升，其中，QO在油缸為有桿腔控制通油和無桿腔控制通油時取值不同，Qj和Qj+1在油缸為有桿腔控制通油和無桿腔控制通油時計算方法不同。進一步地，在油缸為無桿腔控制通油時，采用以下公式計算油缸的充油量y = arctg(Hl/Ll)β = arctg(H2/L2)α = j* Ji/180+Y-β
權(quán)利要求
1.一種油缸變幅吊臂的線速度控制方法，其特征在于包括檢測所述吊臂的仰角、所述仰角的變化趨勢和所述吊臂的長度； 獲取所述吊臂的最大線速度；根據(jù)所述吊臂的仰角、所述仰角的變化趨勢、所述吊臂的長度和所述吊臂的最大線速度計算所述油缸比例閥的第一輸出電流；以及采用所述第一輸出電流控制所述吊臂的線速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，計算所述第一輸出電流包括根據(jù)所述吊臂的仰角和所述仰角的變化趨勢計算第一時間，其中，所述第一時間為所述油缸在比例閥的額定最大開口下完成所述吊臂1°變幅所需要的油量變化時間；根據(jù)所述吊臂的長度和最大線速度計算第二時間，其中，所述第二時間為所述吊臂完成1°變幅所需的時間；根據(jù)所述第一時間和所述第二時間計算第一開度系數(shù)，其中，所述第一開度系數(shù)為所述油缸的比例閥的最大開度系數(shù)；以及根據(jù)所述第一開度系數(shù)計算所述油缸的比例閥的第一輸出電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一時間通過以下公式來得到 AT1 = I Qjtl-Qj I *60/Q0其中，AT1為所述第一時間，單位為秒，QO為所述油缸的比例閥的額定最大開口下的通油量，單位為升/分，為所述油缸在所述吊臂仰角為j度時所述油缸的充油量，單位為升， QJ+1為所述油缸在所述吊臂仰角為j度前1度時所述油缸的充油量，單位為升，其中，QO在所述油缸為有桿腔控制通油和無桿腔控制通油時取值不同，Qj和Qj+1在所述油缸為所述有桿腔控制通油和所述無桿腔控制通油時計算方法不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在所述油缸為所述無桿腔控制通油時，采用以下公式計算所述油缸的充油量
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在所述油缸為有桿腔控制通油時，采用以下公式計算所述油缸的充油量Y= arctg(Hl/Ll) β = arctg(H2/L2)
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二時間通過以下公式來得到 ω = vfflax*103/LΛΤ2 = 1* Ji / (ω*180)其中，△ T2為所述第二時間，單位為秒，Vmax為所述吊臂的最大線速度，單位為米/秒， L為所述吊臂的長度，單位為毫米，ω為所述最大線速度對應的最大角速度，單位為弧度/秒。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一開度系數(shù)通過以下公式來得到 Kmax= ΔΤ1/ΔΤ2其中，Kmax為所述第一開度系數(shù)，且KmaxS 1，ΔΤ1為所述第一時間，單位為秒，ΔΤ2為所述第二時間，單位為秒。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一輸出電流通過以下公式來得到 T =K ^fT -T ) +T丄 outllvmax ^ max 丄 min/ 丄 min其中，I。utl為所述油缸的比例閥的第一輸出電流，Kmax為所述第一開度系數(shù)，Ifflax為所述油缸的比例閥的最大控制電流，Imin為所述油缸的比例閥的最小控制電流，各電流的單位均為毫安。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括獲取所述油缸的第二開度系數(shù)，其中，所述第二開度系數(shù)為用戶通過油缸變幅手柄輸入的比例閥的開度系數(shù)；根據(jù)所述第二開度系數(shù)計算所述油缸的比例閥的第二輸出電流； 比較所述第一輸出電流與所述第二輸出電流；以及當所述第一輸出電流大于或等于所述第二輸出電流時，采用所述第二輸出電流控制所述油缸變幅吊臂的線速度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二輸出電流通過以下方法來得到Iout2 Kjoystick* (Imax ^min^ +Imin其中，所述I。ut2為所述油缸的比例閥的第二輸出電流，所述K>ysti。k為第二開度系數(shù)，所述Imax為所述油缸的比例閥的最大控制電流，所述Imin為所述油缸的比例閥的最小控制電流，所述各電流的單位均為毫安。
11.一種油缸變幅吊臂的線速度控制裝置，其特征在于包括檢測模塊，用于檢測所述吊臂的仰角和所述仰角的變化趨勢和所述吊臂的長度； 第一獲取模塊，用于獲取所述吊臂的最大線速度；第一計算模塊，用于根據(jù)所述吊臂的仰角、所述仰角的變化趨勢、所述吊臂的長度和所述吊臂的最大線速度計算所述油缸比例閥的第一輸出電流；以及控制模塊，用于采用所述第一輸出電流控制所述吊臂的線速度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述第一計算模塊包括第一計算子模塊，用于根據(jù)所述吊臂的仰角和所述仰角的變化趨勢計算第一時間，其中，所述第一時間為所述油缸在比例閥的額定最大開口下完成所述吊臂1°變幅所需要的油量變化時間；第二計算子模塊，用于根據(jù)所述吊臂的長度和最大線速度計算第二時間，其中，所述第二時間為所述吊臂完成1°變幅所需的時間；第三計算子模塊，用于根據(jù)所述第一時間和所述第二時間計算第一開度系數(shù)，其中，所述第一開度系數(shù)為所述油缸的比例閥的最大開度系數(shù)；以及第四計算子模塊，用于根據(jù)所述第一開度系數(shù)計算所述油缸的比例閥的第一輸出電流。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于， 所述裝置還包括第二獲取模塊，用于獲取所述油缸的第二開度系數(shù)，其中，所述第二開度系數(shù)為用戶通過油缸變幅手柄輸入的比例閥的開度系數(shù)；第二計算模塊，用于根據(jù)所述第二開度系數(shù)計算所述油缸的比例閥的第二輸出電流；以及比較模塊，用于比較所述第一輸出電流與所述第二輸出電流，所述控制模塊還用于在所述第一輸出電流大于或等于所述第二輸出電流時，采用所述第二輸出電流控制所述油缸變幅吊臂的線速度。
14.一種油缸變幅吊臂，包括權(quán)利要求11至13任一項所述的油缸變幅吊臂的線速度控制裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的油缸變幅吊臂，其特征在于，還包括變幅限速使能開關(guān)， 其中，所述油缸變幅吊臂的線速度控制裝置還用于當所述變幅限速使能開關(guān)閉合時，控制所述吊臂的線速度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種油缸變幅吊臂及其線速度控制方法和裝置。該油缸變幅吊臂的線速度控制方法包括檢測吊臂的仰角、仰角的變化趨勢和吊臂的長度；獲取吊臂的最大線速度；根據(jù)吊臂的仰角、仰角的變化趨勢、吊臂的長度和吊臂的最大線速度計算油缸比例閥的第一輸出電流；以及采用第一輸出電流控制吊臂的線速度。通過本發(fā)明，能夠?qū)τ透鬃兎醣鄣木€速度進行自動控制。
文檔編號B66C23/82GK102502432SQ20111029639
公開日2012年6月20日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者劉權(quán), 劉永贊, 胡奇飛, 蔣應龍, 詹純新, 郭紀梅 申請人:中聯(lián)重科股份有限公司