一种强夯机夯锤下放系统的制作方法

1.本实用新型涉及强夯机技术领域，特别涉及一种强夯机夯锤下放系统。


背景技术：

2.众所周知，强夯机，是一种利用夯锤高落差将夯锤的势能转化为动能以便对松土进行压实的机器。强夯机的工作过程是将夯锤起升至设定高度，通过脱钩装置将夯锤释放，夯锤自由落体夯击地面。随着强夯机的广泛应用，强夯机朝着超高能级与多功能的方向发展，提高使用安全性与操作舒适性尤为重要。
3.虽然强夯机大部分的工作时间都是在夯锤到达指定高度后，引发脱钩装置动作使夯锤脱钩，夯锤与钢丝绳分离自由落体夯击地面。但是脱钩装置故障在实际使用过程中常有发生，司机需配合刹车利用夯锤的重力将夯锤与钢丝绳一起下放至地面。下放过程中由于夯锤重量大，下落速度快，利用刹车很难平稳的下放夯锤，极易引发事故。
4.目前，针对现有的强夯机，其夯锤的下放方式大多采用夯锤自由落体的方式，配合人工操作刹车对夯锤减速，将夯锤下放至地面；一些大吨位强夯机具有分动箱倒挡功能，带夯锤下放时，将分动箱切换为倒转档位，利用发动机的牵引力加大夯锤下放时的阻力，减缓夯锤下放速度，同时配合人工刹车将夯锤下放至地面。这两种夯锤下放方式一种仅利用刹车对夯锤进行减速，将夯锤下放至地面的叫做无动力下放，另外一种下放是分动箱挂倒挡利用发动机牵引力与刹车配合完成下放，叫做动力下放。
5.随着施工要求的发展，强夯机正朝着更高能级与多功能机型发展。夯锤的重量会越来越大，更多施工环节需要强夯机具有吊装功能。将夯锤平稳下放不但是安全所需更是强夯机需要的必要功能，所以强夯机夯锤动力下放功能的完善与优化是形势所趋。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供一种强夯机夯锤下放系统，能够提升稳定下放的夯锤吨位，还可以控制夯锤在安全速度内平稳下放，减少刹车的使用频率，提高刹车片的使用寿命降低使用成本，保护发动机不会超速运行，避免动力下放时对发动机的损坏。
7.为实现上述目的，本实用新型提供一种强夯机夯锤下放系统，包括：控制器和与控制器相连的ecu和分动箱，ecu安装于发动机，用以当夯锤执行下放操作时将发动机设置为怠速，发动机设有排气制动阀，用以当夯锤处于加速下降状态时打开，以增加发动机的转矩；控制器还连接有刹车系统，用以当排气制动阀打开、夯锤仍然处于加速下降状态且夯锤的当前速度大于安全速度时开启，以使夯锤平稳放置地面。
8.可选地，控制器连接有转速传感器，转速传感器用以检测卷扬机的转速。
9.可选地，控制器通过电液比例阀和刹车系统相连。
10.可选地，还包括连接于控制器和ecu的仪表，仪表设有档位按钮，通过触发档位按钮，以使夯锤执行下放操作。
11.可选地，仪表通过can总线连接控制器和ecu。
12.可选地，仪表设有显示屏，用以显示发动机的运行数据和/或夯锤的下降速度。
13.可选地，还包括和分动箱相连的离合手柄，离合手柄用以控制分动箱的动力连接和断开。
14.可选地，还包括驾驶室，驾驶室中设有仪表和离合手柄。
15.相对于上述背景技术，本实用新型提供的强夯机夯锤下放系统，包括：控制器、ecu、分动箱、排气制动阀、刹车系统和发动机，ecu、排气制动阀两者安装于发动机，控制器连接ecu、分动箱、刹车系统和排气制动阀；ecu用以控制动机处于怠速状态，当排气制动阀打开时，则能够增加发动机的转矩，刹车系统能够对夯锤的下放速度进一步降低，以使夯锤平稳放置地面。
16.可以看出，当夯锤开始下放时，通过分动箱挂倒挡，并将发动机设置为怠速，从而可增加夯锤下放时的阻力，减缓下放速度保持夯锤稳定下放，提高安全性；若夯锤重量过大，发动机牵引力无法保持夯锤稳定下放，会根据夯锤下落速度打开发动机的排气制动阀，以增加增加发动机的转矩，即增加夯锤下放阻力，进一步提高使用安全性；当打开排气制动阀后，如果夯锤仍处于加速下落时，则通过刹车系统进行减速，确保夯锤稳定下放至地面。由此可见，本技术可根据夯锤重量大小控制夯锤下落的速度，保证夯锤平稳下放，具有良好的安全性且操作简单，易维护；倘若夯锤的重量不大，可以仅通过发动机牵引力即可实现平稳下放，节能高效，刹车系统的使用频率低，刹车片使用寿命明显提高，降低使用成本。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型实施例所提供的强夯机的电气原理图；
19.图2为本实用新型实施例所提供的强夯机夯锤下放系统的工作流程图。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
22.本技术实施例提供的强夯机夯锤下放系统，参考说明书附图1所示，包括仪表7、控制器1、ecu(发动机控制单元)2、分动箱3、转速传感器5、电液比例阀6和排气制动阀4；其中，ecu(发动机控制单元)2和分动箱3两者连接控制器1，ecu2安装于发动机，用以当夯锤执行下放操作时将发动机设置为怠速。
23.发动机设有排气制动阀4，排气制动阀4用以当夯锤处于加速下降状态时打开，以增加发动机的转矩；也即，当夯锤执行下放操作时，可以将分动箱切换为倒挡，并通过ecu2
将发动机设置为怠速，这样一来，在分动箱反转和利用发动机牵引力带动卷扬转动的前提下，夯锤开始下放，且夯锤的下落处于非自由落体状态。
24.倘若此时夯锤处于加速下降状态时，则可将排气制动阀4打开，增加发动机的转矩，进一步提升对夯锤的下降阻力。
25.控制器1还连接有刹车系统，刹车系统的具体设置方式可参考现有技术，本文中利用控制器1开启刹车系统。当排气制动阀4打开后，夯锤仍然处于加速下降状态且夯锤的当前速度大于安全速度时，可以通过控制器1开启刹车系统，以使夯锤平稳放置地面。
26.进一步来说，仪表7可以安装在驾驶中，并通过can总线连接于控制器1和ecu2，仪表7用于显示整车和发动机数据；转速检测板可安装在主卷扬上，转速传感器5通过检测转速检测板，将信号传输至控制器1，控制器1将脉冲信号转换为主卷扬的实际转速，通过计算转换为夯锤的速度，控制器1通过总线信号传输至仪表7，仪表7上可以显示夯锤的实际速度。控制器1连接分动箱3和排气制动阀4，排气制动阀4开启后可以增加夯锤下落时的阻力；排气制动阀4打开后，控制器1读取夯锤下落速度，若夯锤仍处于加速状态，刹车装置工作，实现夯锤减速，达到夯锤平稳下放至地面的目的。
27.针对具有电液比例阀6的刹车系统，控制器1可以输出用以控制电液比例阀开启的电流信号，通过电液比例阀6的开启，以启动刹车系统。当然，针对其他类型的刹车系统，还可采用其他方式控制其开启和关闭，本文不再展开。
28.位于驾驶室中的仪表7还可设有档位按钮，通过触发档位按钮，以使夯锤执行下放操作，也即，驾驶人员位于驾驶室中，通过对档位按钮的触发，即可控制夯锤开启下降模式。
29.结合上文记载，仪表7还可设有显示屏，利用显示屏能够显示发动机的运行数据和/或夯锤的下降速度，以便驾驶人员及时观察夯锤的下落情况。
30.强夯机夯锤下放系统还包括和分动箱3相连的离合手柄，离合手柄用以控制分动箱3的动力连接和断开；也就是说，在夯锤开始下降之前，可通过人工触发离合手柄，以使分动箱3保持倒挡状态，从而对夯锤提供下降阻力，其中，分动箱3和离合手柄的具体设置方式均可参考现有技术，本文对此并未做出实质性改进。
31.针对强夯机夯锤下放系统的具体运行过程，可参考说明书附图2所示：
32.步骤s10，开始；
33.步骤s20，切换为下放模式；
34.在这里，执行步骤s20的前提是：夯锤由地面提升至指定高度，夯锤未脱钩且静止处于空中；
35.步骤s30，分动箱切换为倒挡；
36.在这一步骤中，操作人员可以通过离合手柄等部件将离合器处于结合状态，也即确保分动箱的反转作用力作用在夯锤上，此时分动箱切换为倒挡，并且通过ecu将发动机设置为怠速。
37.步骤s40，夯锤开始下放；
38.也就是说，在分动箱反转和利用发动机牵引力带动卷扬转动的前提下，夯锤开始下放，且夯锤的下落处于非自由落体状态。
39.步骤s50，转速传感器检测出卷筒的转轴速度v1；控制器计算夯锤的下降速度v2；
40.简言之，该步骤用于计算获取夯锤下放后的下降速度；在这里，采用的是首先获取
卷筒的转轴速度v1，再根据转轴速度v1计算得到夯锤的下降速度v2；显然，卷筒和夯锤通过钢丝绳连接，通过转轴速度v1和相关的尺寸参数即可计算得到夯锤的下降速度v2。
41.当然，针对夯锤的下降速度v2，还可以采用其他方式获知，例如设置转速传感器等直接读出夯锤的下降速度v2，本文不再展开。
42.步骤s60，判断夯锤是否处于加速状态；
43.判断的方式是通过实时得到的夯锤的下降速度v2，通过计算得到夯锤的加速度，从而可以判断出夯锤是否处于加速状态。
44.若判断出夯锤处于加速状态，则执行步骤s70，若判断出夯锤处于匀速状态，则执行步骤s120，即按照当前状态控制夯锤下落，也就是保持分动箱的倒挡状态，且发动机处于怠速状态。
45.针对步骤s70，打开排气制动阀，
46.也即，当根据所述下降速度判断出所述夯锤处于加速状态时，可控制发动机的排气制动阀打开，以增加所述发动机的转矩；此时，分动箱仍然处于倒挡状态，且发动机处于怠速状态。
47.步骤s80，判断夯锤是否仍处于加速状态，或夯锤的当前速度是否大于安全速度v3；
48.如果此时夯锤处于匀速状态，并且夯锤的当前速度小于等于安全速度v3，则表明此时夯锤的下落安全，可以按照当前状态下放夯锤，即进入步骤s120。
49.如果此时夯锤依旧处于加速状态，或者夯锤的当前速度大于安全速度v3，则表明此时夯锤的下落并不安全，需要再额外增加阻力，执行步骤s90；
50.步骤s90，启动刹车系统；
51.也就是说，在分动箱仍然处于倒挡状态，且发动机处于怠速状态的前提下，发动机的排气制动阀打开，并且启动刹车系统，相当于采用四种操作共同控制夯锤的下落速度，以使所述夯锤平稳放置地面。
52.除此之外，在上述步骤s90启动刹车系统之后，还包括：
53.判断所述夯锤在启动所述刹车系统之后的速度是否小于等于所述发动机在怠速状态时所对应的卷筒速度；
54.若是，控制所述刹车系统关闭，并重复执行所述判断当所述排气制动阀打开后所述夯锤是否仍处于加速状态，且所述夯锤的当前速度是否大于安全速度的步骤；
55.若否，控制所述刹车系统保持开启。
56.继续参考说明书附图2所示，步骤s100中，判断夯锤在启动刹车系统之后的速度是否小于等于发动机在怠速状态时所对应的卷筒速度；
57.也就是说，在采用上述四种操作共同控制夯锤的下落速度之后，判断此时的夯锤速度是否小于等于发动机在怠速状态时所对应的卷筒速度v4，若是，则表明刹车系统所起的作用较大，可以控制刹车系统停止，即执行步骤s111，然后再执行步骤s80，若否，则表明刹车系统需要继续开启，保持刹车系统的工作，也即执行步骤s110。
58.本文的夯锤下放方法，还包括：
59.当根据所述下降速度判断出所述夯锤处于匀速状态时，控制所述夯锤按照当前状态下放；也即上述步骤s60和步骤s120。
60.当所述排气制动阀打开后所述夯锤处于匀速状态，且所述夯锤的当前速度小于等于安全速度时，控制所述夯锤按照当前状态下放，也即上述步骤s80和步骤s120。
61.针对s90启动刹车系统的步骤，考虑到刹车系统往往是由电液比例阀控制的，由此步骤s90可具体为：
62.输出用以控制电液比例阀开启的电流信号，通过所述电液比例阀的开启，以启动刹车系统。
63.在步骤s120之后，则退出下放模式，即步骤s130，步骤s140则为结束。
64.综上可知，本文提供的夯锤下放方法，倘若夯锤的重量不大于发动机的牵引力，夯锤下落处于匀速运动状态，可操作油门控制夯锤下落速度将夯锤平稳放至地面，即步骤s60和步骤s120。
65.夯锤在下放过程中，转速传感器检测卷筒的转轴速度v1发送至控制器，控制器计算出夯锤的下降速度v2并显示于智能仪表上，控制器中设定安全速度v3。当通过控制器或是认为判定出夯锤处于加速下落状态时，则打开排气制动阀，增加发动机的牵引力，使夯锤下落阻力增大，同时保持控制发动机控制单元(ecu)限制油门为怠速状态，防止误操作加大油门导致夯锤下放速度增加。排气制动系统开启后，控制器判定夯锤速度为匀速下落状态，则夯锤将以此速度平稳下放至地面。
66.若排气制动阀打开后，仍然判定夯锤仍以加速运动下落，当夯锤实际下落速度大于安全速度v3时，控制器保持排气制动阀的打开与油门限制状态，同时输出电流信号控制电液比例阀打开，使刹车系统动作，夯锤下落速度减慢；当夯锤速度减慢至发动机在怠速状态时所对应的卷筒速度v4时，控制器停止输出电流信号，刹车系统松开。夯锤继续下落过程中，按上述操作自动循环，保证夯锤在安全速度范围内平稳下放至地面。
67.以上对本实用新型所提供的强夯机夯锤下放系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。