油缸组件和高空作业机械的制作方法

1.本发明属于工程机械领域，具体地，涉及一种高空作业机械和油缸组件。


背景技术：

2.高空作业机械的基本作业要求是保持车身水平，在此前提下执行一切作业动作；而在作业时保持姿态稳定，这就要求与作业姿态保持及作业安全紧密相关的臂架机构、支腿机构有足够的自锁或自保护功能。因此，与保持车身水平相关的支腿机构的自保护装置的能力，在为高空作业机械的作业安全保障方面具有极其重要的作用。
3.在支腿机构的自保护研究方面，有部分研究是通过设置在支腿上的行程开关来检测支腿油缸是否伸出或缩回到位，以此来判断支腿是否正确支撑(即软腿判断)，并由电控系统校核支腿支撑状态之后，根据支腿达到的实际安全条件对臂架动作做相应的限制。也有部分研究是通过给下车控制阀组设置机械式锁止装置来实现上下车动作互锁，从而作业人员在上车工作(例如臂架起升)时，电控系统自动切断下车支腿的控制，防止地面无关人员误操作支腿动作导致车身倾斜而发生倾覆危险。
4.上述研究都存在普遍的缺陷，例如只能被动检测支腿软腿问题，针对软腿情况发生后的保护措施不够，而且目前的液压式上下车互锁方案中需要设置较多的电磁阀，机械式互锁需要设置复杂的机械与控制装置，操作不便、成本相对较高。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种油缸组件和高空作业机械，具有更强的油缸软腿保护功能，整车具备更实质、可靠的防倾翻保护能力。
6.为实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种油缸组件，包括：
7.主油缸，包括主油缸缸筒和主油缸活塞杆；
8.油缸套筒，套装于所述主油缸外并包括伸缩嵌套的外套筒和内套筒，所述外套筒固定连接所述主油缸缸筒，所述内套筒与所述主油缸活塞杆固定相连且同步伸缩，所述外套筒和所述内套筒的筒周壁上贯穿设置有制动销孔；和
9.安全销装置，包括安全销和安全销驱动机构，所述安全销驱动机构用于驱动所述安全销插入或脱离所述制动销孔。
10.在一些实施方式中，所述制动销孔包括外套筒筒壁销孔和沿所述内套筒的轴向依次间隔布置的多个内套筒筒壁销孔，所述安全销的末端穿过所述外套筒筒壁销孔抵靠于所述内套筒的筒周壁上或插入所述内套筒筒壁销孔中；
11.其中，所述安全销上形成有端部导向斜面，所述内套筒伸出时，所述内套筒筒壁销孔的孔壁抵压所述端部导向斜面以将所述安全销向外推出。
12.在一些实施方式中，所述安全销驱动机构为液压油缸并包括与所述安全销相连的活塞杆组件和设置在无杆腔并用于弹性推出所述活塞杆组件的预压弹簧组件。
13.在一些实施方式中，各个所述内套筒筒壁销孔的轴向长度l相同，所述内套筒回缩
所述轴向长度l的回缩时间t1满足：t1＝(2l/g)
1/2
，g为自由落体加速度；所述活塞杆组件和所述安全销的质量和为m且伸缩阻力为f，所述预压弹簧组件的弹簧刚度为k且弹簧预压缩量为x，所述安全销越过所述内套筒的筒周壁的壁厚t插入所述内套筒筒壁销孔的时间t2满足：t2＝[2mt/(kx-f)]
1/2
；其中，t2＜t1。
[0014]
在一些实施方式中，所述安全销驱动机构的有杆腔与所述主油缸的有杆腔相互连通。
[0015]
在一些实施方式中，任意相邻的所述内套筒筒壁销孔之间的销孔轴向间距为h，所述销孔轴向间距h与所述轴向长度l之和不大于设备防倾翻安全运行值。
[0016]
在一些实施方式中，所述安全销包括：
[0017]
销轴驱动端，与所述安全销驱动机构相连；
[0018]
插销端，用于插入所述制动销孔中；和
[0019]
销轴铰接点，位于所述安全销上的所述安全销驱动端与所述插销端之间并用于将所述安全销铰接安装至所述外套筒的筒周壁上。
[0020]
在一些实施方式中，所述安全销驱动机构的缸筒端安装于所述外套筒的筒周壁上且活塞杆端枢转连接所述销轴驱动端。
[0021]
根据本发明的另一方面，还提供了高空作业机械，所述高空作业机械的至少部分的垂直支腿油缸为根据本发明上述的油缸组件。
[0022]
在一些实施方式中，所述高空作业机械的液压系统包括：
[0023]
主泵，通过泵送油路向所述液压系统泵送系统压力油；
[0024]
臂架控制系统，包括臂架控制阀；
[0025]
支腿控制系统，包括支腿控制阀；以及
[0026]
供油换向阀，设置在所述泵送油路中并用于将泵送的所述系统压力油择一地切换供给至所述臂架控制阀或所述支腿控制阀。
[0027]
在一些实施方式中，所述供油换向阀设有主回油口、与所述主泵相连的主进油口、与所述支腿控制阀相连的支腿供油油口以及与所述臂架控制阀相连的臂架供油油口，所述供油换向阀为电磁换向阀并包括用于控制切换至第一切换位的第一电磁铁和用于控制切换至第二切换位的第二电磁铁，在所述第一切换位，所述主进油口与所述支腿供油油口连通且所述臂架供油油口与所述主回油口连通，在所述第二切换位，所述主进油口与所述臂架供油油口连通且所述支腿供油油口与所述主回油口连通。
[0028]
在一些实施方式中，所述供油换向阀还包括使所述主进油口与所述主回油口连通且所述支腿供油油口和臂架供油油口均截止的中间截止位。
[0029]
在一些实施方式中，所述高空作业机械的电控系统设置为在所述第二电磁铁的线圈得电时，使得所述第一电磁铁的线圈保持失电。
[0030]
在一些实施方式中，所述支腿控制阀包括动作方向换向阀，所述动作方向换向阀的进油口与所述供油换向阀的所述支腿供油油口相连，所述动作方向换向阀的第一工作油口连接有支腿油缸无杆腔油路，所述动作方向换向阀的第二工作油口连接有支腿油缸有杆腔油路，所述高空作业机械的垂直支腿油缸和水平支腿油缸的各自无杆腔均连接所述支腿油缸无杆腔油路，所述垂直支腿油缸和水平支腿油缸的各自有杆腔均连接所述支腿油缸有杆腔油路。
[0031]
在一些实施方式中，所述高空作业机械包括多组支腿油缸，每组所述支腿油缸包括所述垂直支腿油缸和所述水平支腿油缸，所述支腿油缸无杆腔油路中设有与多组所述支腿油缸一一对应设置的多个油缸切换阀，所述油缸切换阀用于将对应组的所述支腿油缸中的所述垂直支腿油缸或所述水平支腿油缸的无杆腔与所述支腿油缸无杆腔油路连通。
[0032]
在一些实施方式中，在各组所述支腿油缸中，所述水平支腿油缸的无杆腔通过水平支腿油缸无杆腔油路与对应的所述油缸切换阀的工作油口相连，并且所述水平支腿油缸无杆腔油路通过低压溢流阀连接回油油路。
[0033]
在一些实施方式中，所述水平支腿油缸设有液压锁。
[0034]
在一些实施方式中，所述安全销驱动机构为液压油缸且有杆腔与所述支腿油缸有杆腔油路连通，并且所述安全销驱动机构的有杆腔通过节流阀连接回油油路。
[0035]
在本发明的油缸组件和高空作业机械中，油缸组件在主油缸外增设了油缸套筒和安全销装置，在主油缸活塞杆软腿回缩时，安全销装置可适时插入油缸套筒的制动销孔中，从而阻止主油缸活塞杆的继续回缩，实现了油缸软腿保护功能。高空作业机械的液压系统采用了供油换向阀和油缸组件的机械、液压结合方式，使设备具有更实质的、更可靠的防倾翻保护能力。
[0036]
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0037]
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0038]
图1为根据本发明的一种实施方式的油缸组件的结构示意图，其中的安全销处于未完全插入制动销孔的状态；
[0039]
图2为图1中的虚线圆圈部分的局部放大图；
[0040]
图3为图1中使用的安全销装置的结构示意图；
[0041]
图4展示了图1所示的油缸组件中的安全销处于完全插入制动销孔的状态；
[0042]
图5为根据本发明的另一种实施方式的油缸组件的结构示意图；
[0043]
图6为根据本发明的具体实施方式的高空作业机械的液压系统原理图；
[0044]
图7局部放大地展示了图6中的支腿控制阀的内部结构。
[0045]
附图标记说明
[0046]
100
ꢀꢀꢀꢀ
主泵
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
200
ꢀꢀ
支腿控制阀
[0047]
300
ꢀꢀꢀꢀ
臂架控制阀
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
400
ꢀꢀ
供油换向阀
[0048]
500
ꢀꢀꢀꢀ
垂直支腿油缸
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
600
ꢀꢀ
水平支腿油缸
[0049]
700
ꢀꢀꢀꢀ
变幅油缸
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
800
ꢀꢀ
伸缩油缸
[0050]
900
ꢀꢀꢀꢀ
转台回转马达
[0051]
201
ꢀꢀꢀꢀ
动作方向换向阀
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
202
ꢀꢀ
油缸切换阀
[0052]
203
ꢀꢀꢀꢀ
液压锁
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
204
ꢀꢀ
低压溢流阀
[0053]
205
ꢀꢀꢀꢀ
节流阀
[0054]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
主油缸缸筒
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2ꢀꢀꢀꢀ
主油缸活塞杆
[0055]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
外套筒
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ4ꢀꢀꢀꢀ
内套筒
[0056]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
安全销
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ6ꢀꢀꢀꢀ
安全销驱动机构
[0057]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
外套筒筒壁销孔
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ8ꢀꢀꢀꢀ
内套筒筒壁销孔
[0058]
51
ꢀꢀꢀꢀꢀ
销轴铰接点
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
52
ꢀꢀꢀ
端部导向斜面
[0059]
53
ꢀꢀꢀꢀꢀ
插销端
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
61
ꢀꢀꢀ
活塞杆组件
[0060]
62
ꢀꢀꢀꢀꢀ
预压弹簧组件
[0061]
p0
ꢀꢀꢀꢀꢀ
主进油口
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
t0
ꢀꢀ
主回油口
[0062]
c1
ꢀꢀꢀꢀꢀ
支腿供油油口
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
c2
ꢀꢀꢀ
臂架供油油口
[0063]aꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一电磁铁
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第二电磁铁
[0064]
d1
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一工作油口
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
d2
ꢀꢀꢀ
第二工作油口
[0065]
p1
ꢀꢀꢀꢀꢀ
泵送油路
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
t1
ꢀꢀꢀ
回油油路
[0066]
l1
ꢀꢀꢀꢀꢀ
支腿油缸无杆腔油路
ꢀꢀ
l2
ꢀꢀꢀ
支腿油缸有杆腔油路
[0067]
l11
ꢀꢀ
垂直支腿油缸无杆腔油路 l12
ꢀꢀ
水平支腿油缸无杆腔油路
具体实施方式
[0068]
以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0069]
下面参考附图描述根据本发明的油缸组件和高空作业机械。
[0070]
在高空作业机械中，油缸或油缸阀存在内泄漏的情况下会产生支腿软腿现象，现有技术大多只能被动检测垂直支腿是否软腿，而且在支腿软腿时臂架作业范围受限较大，甚至可能无法作业，设备的安全性与使用效率均受到较大的影响。尤其是，一旦作业过程中突然出现垂直支腿软腿，现有技术难以通过有效的手段阻止垂直支腿缩回，此情况下无法防止车辆倾覆，对操作人员或作业人员生命安全与车辆安全不能形成有效的保护。
[0071]
有鉴于此，本发明针对性地提供了一种新型的油缸组件。如图1至图4所示，在一种实施方式中，该油缸组件包括：
[0072]
主油缸，包括主油缸缸筒1和主油缸活塞杆2；
[0073]
油缸套筒，套装于主油缸外并包括伸缩嵌套的外套筒3和内套筒4，外套筒3固定连接主油缸缸筒1，内套筒4与主油缸活塞杆2固定相连且同步伸缩，外套筒3和内套筒4的筒周壁上贯穿设置有制动销孔；和
[0074]
安全销装置，包括安全销5和安全销驱动机构6，安全销驱动机构6用于驱动安全销5插入或脱离制动销孔。
[0075]
可见，在本发明的油缸组件中，增设了与主油缸的活塞杆和缸筒分别同步的内、外套筒，并增设了安全销装置，以适时地锁止内外套筒之间的相对轴向滑动，从而相应地锁止主油缸的伸出或回缩。这样，一旦发生主油缸软腿现象时，可通过安全销装置锁止内外套筒来达到锁止主油缸的目的，从而有效地阻止支腿油缸缩回。
[0076]
其中，主油缸可以是任何类型的油缸，但尤其适合作为支腿系统的垂直支腿油缸使用。这样，可通过被动检测是否软腿的方式，来驱动安全销装置进行锁止动作，以锁止主油缸。需要说明的是，在作为支腿系统的油缸组件使用时，安全销驱动机构6一般采用液压驱动、气压驱动或电控驱动，以下实施方式中的安全销驱动机构6均为液压油缸，这样更便于一体化液压控制，但并不限于此。此外，在图1所示的实施方式中，主油缸缸筒1、主油缸活
塞杆2、外套筒3和内套筒4为同轴设置，外套筒3通过轴向端部的横向销轴与主油缸缸筒1相连，内套筒4则在伸出端与主油缸活塞杆2形成一体的固定连接。同样的，内外套筒与主油缸的连接方式、布置方式等均不限于此。
[0077]
进一步地，在增设内外套筒及安全销装置后，为实现主动检测适应软腿现象并能够进行主动性应对措施，在图1、图2所示的实施方式中，对插销结构进行了机械式优化设计。具体地，制动销孔包括外套筒筒壁销孔7和沿内套筒4的轴向依次间隔布置的多个内套筒筒壁销孔8，这样安全销5可在一旦油缸活塞杆2回缩时，可尽快地插入最近的内套筒筒壁销孔8中。为尽快完成插入销孔的动作，参见图2，在非锁止状态下，安全销可预处于未完全插入制动销孔的状态，即安全销5的末端穿过外套筒筒壁销孔7抵靠于内套筒4的筒周壁上，从而在油缸活塞杆2回缩时可尽快插入内套筒筒壁销孔8中，如图4所示。
[0078]
如图3所示，安全销驱动机构6采用液压油缸形式并包括与安全销5相连的活塞杆组件61和设置在无杆腔并用于弹性推出活塞杆组件61的预压弹簧组件62。通过预压弹簧组件62给安全销5以弹性预压力，从而可半插入制动销孔中(即滞留在外套筒筒壁销孔7中)，弹性抵压于内套筒4的筒周壁上，再视机完全插入制动销孔中。
[0079]
需要说明的是，安全销装置不能妨碍主油缸的活塞杆伸出动作。为此，如图2至图5中，安全销5上均形成有端部导向斜面52，内套筒4伸出时，内套筒筒壁销孔8的孔壁抵压端部导向斜面52以将安全销5向外推出。各图中的油缸活塞杆2均向下伸出，因而安全销5的端部导向斜面52均在销轴末端适应性地设计为倾斜向下的斜顶面。
[0080]
参见图1、图2，多个内套筒筒壁销孔8沿内套筒4的轴向依次等间隔布置，其中各个内套筒筒壁销孔8的轴向长度l相同，任意相邻的内套筒筒壁销孔8之间的销孔轴向间距为h，内套筒4的筒周壁的壁厚为t。需要注意的是，销孔轴向间距h与轴向长度l之和应不大于设备防倾翻安全运行值，即相应的允许的支腿缩回长度。具体地，可根据国家标准或行业标准等规定的设备防倾翻安全允许值以及安全销及支腿材料等确定。
[0081]
忽略支腿摩擦力，将油缸活塞杆2缩回看作自由落体运动(由于有摩擦力、流体阻力等因素，实际支腿缩回加速度低于自由落体加速度)，自由落体加速度值g＝10m/s2，根据位移计算公式l＝gt2/2，内套筒4回缩轴向长度l的回缩时间t1满足：t1＝(2l/g)
1/2
。
[0082]
活塞杆组件61的质量为m且伸缩阻力为f，预压弹簧组件62的弹簧刚度为k且弹簧预压缩量为x，预压弹簧组件62给安全销5施加的弹性预压力f＝kx；活塞杆组件61和安全销5的质量和为m且伸缩阻力为f(可实测确定)，则活塞杆组件61和安全销5的运动加速度为：a＝(f-f)/m＝(kx-f)/m；这样，安全销5越过内套筒4的筒周壁的壁厚t插入内套筒筒壁销孔8的时间t2满足：t2＝(2t/a)
1/2
＝[2mt/(kx-f)]
1/2
。
[0083]
因此，为了确保主油缸可靠锁止，并考虑安全销5、油缸材料强度方面的因素，安全销5需要伸入制动销孔内一定长度。安全销5及时、正确插入制动销孔需要做到两点，一是制动销孔的尺寸大于安全销5的截面尺寸，二是各个相关参数(包括弹簧刚度k、活塞杆组件61和安全销5的质量和m、弹簧预压缩量x以及销孔的轴向长度l)的设置需要保证前述的安全销插入时间小于内套筒4回缩轴向长度l的回缩时间，即t2＜t1。
[0084]
当安全销驱动机构6与主油缸均采用液压驱动时，安全销驱动机构6的有杆腔可与主油缸的有杆腔相互连通。这样，主油缸的油缸活塞杆2伸出时，由于安全销5形成有端部导向斜面52，与油缸活塞杆2同步伸出的内套筒4上的内套筒筒壁销孔8的孔壁会抵压端部导
向斜面52以将安全销5向外推出，从而不妨碍油缸活塞杆2伸出。而且在主油缸的油缸活塞杆2伸出时，主油缸的有杆腔和安全销驱动机构6的有杆腔均可回油。当主油缸的有杆腔和安全销驱动机构6的有杆腔均通入高压油，驱使主油缸的油缸活塞杆2回缩时，也将驱使安全销驱动机构6的活塞杆组件61回缩并压缩预压弹簧组件62，安全销5主动回缩，安全销装置也不妨碍主油缸的油缸活塞杆2的主动回缩。在主油缸的油缸活塞杆2被动回缩时，主油缸的有杆腔和安全销驱动机构6的有杆腔均为低压油，连接回油油路，此时不妨碍安全销5在安全销驱动机构6的预压弹簧组件62的弹性力作用下推出，以锁止油缸组件。
[0085]
在图1至图4的实施方式中，安全销装置横置，即安全销5沿径向插入套筒油缸内。在图5所示的另一实施方式中，采用了杠杆式安全销，能够在一定程度上提高安全销动作速度。
[0086]
参见图5，该安全销5包括：
[0087]
销轴驱动端，与安全销驱动机构6相连；
[0088]
插销端53，用于插入制动销孔中；和
[0089]
销轴铰接点51，位于安全销5上的安全销驱动端与插销端53之间并用于将安全销5铰接安装至外套筒3的筒周壁上。
[0090]
其中，安全销5为长杠杆，端部为插入制动销孔的插销端53，端部导向斜面52形成在插销端53上，安全销5的中部可铰接在外套筒3的筒周壁上。这样，通过杠杆原理，安全销驱动机构6的较小的驱动力即可驱动安全销5的插销端53移动，而且可放大移动距离，提高反应速度。
[0091]
在图5中，作为示例，安全销驱动机构6的缸筒端安装于外套筒3的筒周壁上且活塞杆端枢转连接销轴驱动端。这样，安全销装置与主油缸、油缸套筒一体组装，构成结构更紧凑、而非部件离散的油缸组件。
[0092]
在上述油缸组件的基础上，本发明还公开了一种高空作业机械，高空作业机械的至少部分的垂直支腿油缸500为上述的油缸组件。换言之，带有锁止功能的油缸组件可作为垂直支腿油缸使用，以在产生软腿现象时能够及时进行锁止动作，提升高空作业机械的安全可靠性。
[0093]
如图6、图7所示，作为示例，高空作业机械的液压系统包括：
[0094]
主泵100，通过泵送油路p1向液压系统泵送系统压力油；
[0095]
臂架控制系统，包括臂架控制阀300；
[0096]
支腿控制系统，包括支腿控制阀200；以及
[0097]
供油换向阀400，设置在泵送油路p1中并用于将泵送的系统压力油择一地切换供给至臂架控制阀300或支腿控制阀200。
[0098]
为实现上下车动作互锁，本发明的高空作业机械的液压系统在在泵送油路p1中设置了供油换向阀400，以将系统压力油切换导流至上车或下车。这样，在作业人员进行上车操作时，如图6中控制变幅油缸700、伸缩油缸800或转台回转马达900工作时，通过供油换向阀400将系统压力油导向臂架控制系统，自动切断对下车的支腿控制系统的压力油供应，防止地面无关人员误操作支腿动作，而导致车身倾斜而发生倾覆危险等等。可比较地，目前的液压式上下车互锁方案中都需要设置较多的电磁阀，或者采用机械式互锁，则需要设置复杂的机械与控制装置，成本相对较高且不简便。
[0099]
在图6、图7中，作为示例，供油换向阀400为三位四通换向阀，但并不限于此。其中，供油换向阀400设有主回油口t0、与主泵100相连的主进油口p0、与支腿控制阀200相连的支腿供油油口c1以及与臂架控制阀300相连的臂架供油油口c2；供油换向阀400为电磁换向阀并包括用于控制切换至第一切换位的第一电磁铁a和用于控制切换至第二切换位的第二电磁铁b，在第一切换位，主进油口p0与支腿供油油口c1连通且臂架供油油口c2与主回油口t0连通，在第二切换位，主进油口p0与臂架供油油口c2连通且支腿供油油口c1与主回油口t0连通。
[0100]
这样，高空作业机械的电控系统可设置为在第二电磁铁b的线圈得电时，使得第一电磁铁a的线圈保持失电。即，当支腿已正常打开并正确支撑，同时电控系统收到支腿行程开关传递的工作正常的信号，此时若操作臂架动作，则电控系统使供油换向阀400的第二电磁铁b的线圈得电，主泵100输出油液流向上车的臂架控制阀300，支腿控制阀200进油油路与回油油路t1连通。当臂架处于工作位置时，电控系统仅允许第二电磁铁b的线圈可以得电，臂架工作状态下，第一电磁铁a的线圈任何时候都不能得电，防止下车支腿误动作而导致倾翻。
[0101]
当电控系统判断臂架处于收藏位置时，允许下车支腿动作，此时若操作支腿动作，则电控系统使供油换向阀400的第一电磁铁a得电，主泵100输出油液流向支腿控制系统，臂架控制阀300的进油油路与回油油路连通，臂架控制阀300没有油液输入，防止在支腿打开并正确支撑的情况下臂架动作幅度超限导致倾翻。
[0102]
特别地，供油换向阀400还包括使主进油口p0与主回油口t0连通且支腿供油油口c1和臂架供油油口c2均截止的中间截止位，如图7所示。这种具有m型机能卸荷的供油换向阀40，在设备待机时，液压系统通过供油换向阀400的中间截止位卸荷，主泵100输出的系统压力油通过泵送油路p1、供油换向阀400流回油箱。
[0103]
供油换向阀400可单独存在，也可集成至支腿控制阀200内。高空作业机械一般包括多组支腿油缸，例如图6所示的4组，每组支腿油缸包括垂直支腿油缸500和水平支腿油缸600。
[0104]
支腿控制阀200包括动作方向换向阀201，用于控制驱动各个支腿油缸的伸出或回收。在图6、图7中，动作方向换向阀201的进油口与供油换向阀400的支腿供油油口c1相连，动作方向换向阀201的第一工作油口d1连接有支腿油缸无杆腔油路l1，动作方向换向阀201的第二工作油口d2连接有支腿油缸有杆腔油路l2，高空作业机械的垂直支腿油缸500和水平支腿油缸600的各自无杆腔均连接支腿油缸无杆腔油路l1，垂直支腿油缸500和水平支腿油缸600的各自有杆腔均连接支腿油缸有杆腔油路l2。
[0105]
进一步地，支腿油缸无杆腔油路l1中还设有与多组支腿油缸一一对应设置的多个油缸切换阀202，油缸切换阀202用于将对应组的支腿油缸中的垂直支腿油缸500或水平支腿油缸600的无杆腔与支腿油缸无杆腔油路l1连通。换言之，油缸切换阀202用于将支腿油缸无杆腔油路l1选择性地导通至垂直支腿油缸500的有杆腔或水平支腿油缸600的有杆腔，即通过油缸切换阀202将支腿油缸无杆腔油路l1择一地通过垂直支腿油缸无杆腔油路l11导向垂直支腿油缸500的无杆腔或者通过水平支腿油缸无杆腔油路l12导向水平支腿油缸600的无杆腔。
[0106]
图6所示的垂直支腿油缸500采用具有安全销装置的油缸组件。当安全销装置采用
液压驱动时，如图6所示，安全销驱动机构6的有杆腔与支腿油缸有杆腔油路l2连通，并且安全销驱动机构6的有杆腔通过节流阀205连接回油油路t1。安全销驱动机构6的无杆腔也直接回油。
[0107]
下文以图6所示的垂直支腿油缸500为例，其余垂直支腿油缸的工作原理类似。需要控制垂直支腿油缸500伸出时，支腿控制阀200中的动作方向换向阀201切换至将系统压力油导向设有油缸切换阀202的支腿油缸无杆腔油路l1，再通过油缸切换阀202选择垂直支腿油缸500，将压力油通过垂直支腿油缸无杆腔油路l11导流至垂直支腿油缸500的无杆腔，以推出活塞杆，实现垂直支腿油缸500的伸出。此时，系统压力油通过供油换向阀400、动作方向换向阀201、油缸切换阀202、液压锁203进入垂直支腿油缸500的无杆腔，垂直支腿油缸500伸出，垂直支腿油缸500的有杆腔油液通过支腿油缸有杆腔油路l2、动作方向换向阀201流向回油油路t1。
[0108]
此时，参照图1、图2，垂直支腿油缸500内的内套筒4沿安全销5的端部导向斜面52向下移动，安全销5向左移动，安全销驱动机构6的活塞杆组件61在安全销5的推动下压缩预压弹簧组件62。同时垂直支腿油缸500的有杆腔油液回油，在回油油路t1的背压作用下，部分油液进入安全销驱动机构6的有杆腔，少量油液通过节流阀205流回油箱，大部分油液通过支腿油缸有杆腔油路l2、动作方向换向阀201流回油箱。安全销驱动机构6无杆腔的油液则通过回油管流回油箱。
[0109]
当高空作业机械的上车臂架处于工作状态时，垂直支腿伸出，此时电控系统锁止下车动作，供油换向阀400只能在中间截止位与a位切换，液压系统不给支腿控制系统供油，垂直支腿油缸500在液压锁203的锁止作用下保压锁定，既不能伸出也不能缩回。
[0110]
若液压锁203或垂直支腿油缸11发生内泄漏、破裂等意外故障，支腿将不能保持支撑，在设备自重作用下垂直支腿产生缩回动作。此时安全销驱动机构6在其内部的预压弹簧组件62的弹簧力作用下，推动活塞杆组件61并带动安全销5插入垂直支腿的内套筒4上的内套筒筒壁销孔8，阻止内套筒4的持续缩回动作，实现垂直支腿油缸软腿保护，防止设备出现倾翻危险。
[0111]
若需控制垂直支腿油缸缩回时，支腿控制阀200中的油缸切换阀202切换至b位，系统压力油通过动作方向换向阀201、支腿油缸有杆腔油路l2，同时流入安全销驱动机构6的有杆腔与垂直支腿油缸500的有杆腔，使安全销驱动机构6与垂直支腿油缸500缩回，安全销驱动机构6的无杆腔油液通过回油管流回油箱，垂直支腿油缸500的无杆腔油液通过液压锁203、油缸切换阀202、动作方向换向阀201流回油箱。
[0112]
由于安全销驱动机构6中的预压弹簧组件62的预压弹簧力远小于垂直支腿油缸500回收所需的力，因此安全销驱动机构6的活塞杆组件61将先于垂直支腿油缸500缩回，此时支腿的安全销5在垂直支腿缩回动作之前退出制动销孔以解锁，垂直支腿即可自由缩回。
[0113]
此外，不仅垂直支腿油缸500设有液压锁203，水平支腿油缸600也设有液压锁203。水平支腿油缸600的无杆腔通过水平支腿油缸无杆腔油路l12与对应的油缸切换阀202的工作油口相连，并且水平支腿油缸无杆腔油路l12通过低压溢流阀204连接回油油路t1，这样可防止水平支腿油缸过载弯曲的低压溢流阀，避免共用系统安全阀。
[0114]
具体地，实际使用时，支腿控制阀200即使中位是o型机能，也存在内泄漏液压元件的共性，不能保证水平支腿油缸600在设备行走或运输状态下能保持在缩回位置，为了防止
水平支腿油缸600伸出导致意外碰撞使支腿受损，在水平支腿油缸上也设置了液压锁203，对四个水平支腿油缸600的有杆腔油液进行锁止，只有在支腿控制阀200控制水平支腿油缸600伸出时，液压锁203才打开。
[0115]
水平支腿油缸600的工作力以及所需的压力较小，为了控制重量一般采用细长的油缸，但系统压力一般较高，若水平支腿油缸600连接的水平支腿油缸无杆腔油路l12共用系统安全阀，在水平支腿伸出过程中遇到意外阻碍时，可能导致水平支腿油缸600过载而弯曲，或者导致支腿结构件变形，因此在每一路水平支腿油缸无杆腔油路l12设置低压溢流阀204作为安全阀。设置液压锁203与低压溢流阀204均为了防止支腿结构件及油缸受到意外受损，特别是支腿结构件微裂纹一类的隐形损伤，隐形损伤不易察觉，最终会对设备支腿安全与防倾翻功能造成较大影响。
[0116]
在本发明中，采用机械、液压结合的方式，实现了设备垂直支腿软腿保护功能，不仅具有现有支腿软腿检测方案所能实现的功能，还使设备具有更实质的、更可靠的防倾翻保护能力；支腿水平油缸油路设置液压锁和溢流阀，液压锁用于防止水平支腿意外伸出受损，溢流阀用于防止水平支腿伸出时意外受阻导致支腿结构件受损及防止水平支腿油缸过载弯曲，降低支腿损伤导致设备倾翻的可能。此外，液压系统中采用三位四通电磁换向阀，较现有技术中采用多个阀的方式，在经济上、工作可靠性、维护性方面均具有较大的优势，以更简洁的方式实现上下车控制互锁。
[0117]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0118]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0119]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0120]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0121]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不
必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0122]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。