臂架式高空作业平台的工作液压系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种工程机械设备的工作液压系统，特别涉及一种臂架式高空作业平台的工作液压系统，属于工程机械技术领域。


背景技术：

2.高空作业平台作为一种高空作业机械设备已经快速成为高空作业中使用非常频繁的机械。随着国家技术革新以及现代化法律法规的健全，新时期对高空作业提出更为严格和规范的指导方针。高空作业机械已经成为重要登高设备被应用于不同工况的场景。
3.高空作业平台是用于辅助高空作业的设备，因此高空作业平台的平稳性能是非常重要的性能指标。但是追求高空作业平台的平稳性会影响设备的作业效率，因此在高空作业平台需要综合考虑平稳性和作业效率的平衡问题。对于高空作业平台的臂架的控制需要考虑平稳性问题，对于转向系统和平台作业系统的控制需要考虑作业效率问题。
4.对于臂架、转向系统和平台作业系统的控制都是通过工作液压系统实现，考虑臂架的控制平稳性通常采用负载敏感系统控制，考虑转向系统和平台作业系统的作业效率通常采用恒压系统控制。
5.目前常见的高空作业平台的工作液压系统都是采用的开式变量泵，但是控制方式有负载敏感控制和恒压控制两种。
6.对于负载敏感控制是开式变量泵与负载敏感阀结合的方式，通过负载敏感阀使得变量泵会根据负载的大小输出对应的流量压力，可以实现较好的平稳性，并具有较好的节能性；但是由于控制转向及平台动作的管路较长，负载反馈信号有延时，因此会造成整机在做上述动作时反应慢，影响工作效率。
7.对于恒压控制是开式变量泵与普通主控阀结合的方式，普通主控阀提供的压力是恒定的，能够实现执行机构的快速响应，但是会影响执行机构的平稳性。
8.由于臂架式高空作业平台结构上的特性，变量泵输出的油液到执行机构的平台传输距离过长，如采用负载敏感控制，负载反馈信号不灵敏，响应速度低，但一直采用恒压控制模式，整个系统能量消耗过大，并且平稳性较差。
9.目前的解决方法是操作人员通过经验人工调节主控阀上各工况时的流量，并通过加装电比例阀、电比例手柄以及油缸内设有缓冲套对流量进行控制，已减少冲击。此方法通过人工调节会增加操作人员的工作压力，对操作人员有较高要求，同时会增加整机的成本。
10.平台工作模块在作业时处于高空作业状态，因此需要同时考虑控制系统的响应速度和平稳性问题，平台工作模块的执行机构在运动至极限位置时会与限位装置发生碰撞进而产生冲击，由于高空作业平台臂展较长，该冲击会被放大，进而影响平台上工作人员的操作感受，甚至会产生安全隐患。


技术实现要素：

11.发明目的：本实用新型的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种可以满足
臂架式高空作业平台对于平稳性和响应速度要求的臂架式高空作业平台的工作液压系统。
12.技术方案：一种臂架式高空作业平台的工作液压系统，包括负载敏感变量泵总成、主控阀、臂架工作模块、转向工作模块和平台工作模块，所述负载敏感变量泵总成通过主控阀分别与臂架工作模块、转向工作模块和平台工作模块连接；
13.所述负载敏感变量泵总成包括变量泵、负载敏感阀、排量调节阀和排量调节油缸，所述负载敏感阀通过排量调节阀控制排量调节油缸的伸缩，所述排量调节油缸与变量泵的排量调节装置连接；
14.所述负载敏感变量泵总成的负载敏感阀与主控阀之间设有切换阀总成，所述切换阀总成将主控阀的输入端油路或反馈压力油路与负载敏感阀的控制油路连接。
15.本实用新型通过切换阀总成可以满足臂架式高空作业平台对于平稳性和响应速度要求，当臂架工作模块工作时，将主控阀的反馈压力油路与负载敏感阀的控制油路连接，实现负载敏感系统控制达到臂架举升平稳以及节能的效果；当转向工作模块或平台工作模块工作时，将主控阀的输入端油路与负载敏感阀的控制油路连接实现恒压系统控制转向工作模块或平台工作模块，达到响应速度快，提高作业效率的效果。
16.优选项，为了实现负载敏感系统与恒压系统之间的切换，所述切换阀总成包括第一电磁阀和第二电磁阀；
17.所述第一电磁阀的进油口与主控阀的反馈压力油路连接，所述第一电磁阀的出油口与负载敏感阀的控制油路连接；所述第二电磁阀的进油口与主控阀的输入端油路，所述第二电磁阀的出油口与负载敏感阀的控制油路连接；所述第一电磁阀的出油口和第二电磁阀的出油口连接负载敏感阀同一侧的控制油路。
18.优选项，为了进一步实现负载敏感系统与恒压系统之间的切换，所述负载敏感阀和排量调节阀为两位三通液控阀；
19.所述负载敏感阀同一侧的两个油口分别与主控阀的输入端油路和油箱连接，另一侧的油口与排量调节阀连接；负载敏感阀上腔的控制油路与主控阀的输入端油路连接，负载敏感阀下腔的控制油路与切换阀总成的输出油路连接，负载敏感阀下腔内设有复位弹簧；当下腔控制油路的压力加上复位弹簧的力大于上腔控制油路的压力时，负载敏感阀处于下位；当下腔控制油路的压力加上复位弹簧的力小于上腔控制油路的压力时，负载敏感阀处于上位；下位时连通排量调节阀与油箱，上位时连通排量调节阀与主控阀的输入端油路；
20.所述排量调节阀同一侧的两个油口分别与主控阀的输入端油路和负载敏感阀连接，另一侧的油口与排量调节油缸连接；排量调节阀上腔的控制油路与主控阀的输入端油路连接，排量调节阀下腔内设有调压弹簧；当调压弹簧的力大于上腔控制油路的压力时，排量调节阀处于下位，当调压弹簧的力小于上腔控制油路的压力时，排量调节阀处于上位；下位时连通排量调节油缸与负载敏感阀，上位时连通排量调节油缸与主控阀的输入端油路。
21.优选项，为了避免平台工作模块的执行机构在运动至极限位置时与限位装置发生碰撞产生冲击，所述切换阀总成还包括电比例溢流阀和蓄能器；所述第一电磁阀为两位三通电磁阀，第二电磁阀为两位两通电磁阀，所述第一电磁阀的两个进油口分别连接主控阀的反馈压力油路和蓄能器连接，所述第一电磁阀的出油口与负载敏感阀的控制油路连接；所述第二电磁阀的进油口与主控阀的输入端油路，所述第二电磁阀的出油口与负载敏感阀
的控制油路连接；所述第一电磁阀的出油口和第二电磁阀的出油口连接负载敏感阀同一侧的控制油路；所述负载敏感阀的控制油路与电比例溢流阀进油口连接，所述电比例溢流阀的出油口与油箱连接；
22.所述平台工作模块包括执行机构和极限位置度传感器，所述极限位置度传感器测量执行机构距极限装置的剩余量，所述极限位置度传感器分别控制第二电磁阀的通断和电比例溢流阀的溢流压力。
23.优选项，为了实现快速精确的降速控制，所述电比例溢流阀的最高压力值不小于排量调节阀调压弹簧的设定值。
24.一种臂架式高空作业平台的工作液压系统的控制方法，通过控制主控阀、第一电磁阀和第二电磁阀实现待速模式、负载敏感模式和恒压模式之间的切换，控制方法如下：
25.待速模式：主控阀所有阀体处于中位时，主控阀切断臂架工作模块、转向工作模块和平台工作模块的油路，主控阀的输入端油路压力升高，主控阀的输入端油路压力作用于排量调节阀上腔，克服调压弹簧的弹力使得排量调节阀处于上位，排量调节阀处于上位时连通排量调节油缸与主控阀的输入端油路，变量泵输出的高压油液进入排量调节油缸的大腔，排量调节油缸推动排量调节装置减小变量泵的排量至最小排量；
26.负载敏感模式：当主控阀中控制臂架工作模块的油路连通时，所述第一电磁阀和第二电磁阀均不得电，通过第一电磁阀连通主控阀的反馈压力油路与负载敏感阀的控制油路，通过第二电磁阀切断主控阀的输入端油路与负载敏感阀的控制油路之间的连接；臂架工作模块的负载反馈信号通过主控阀的反馈压力油路传递至负载敏感阀的控制油路，变量泵排量根据臂架工作模块的负载反馈信号调节；
27.恒压模式：当主控阀中控制转向工作模块或平台工作模块的油路连通时，所述第一电磁阀和第二电磁阀均得电，通过第一电磁阀切断主控阀的反馈压力油路与负载敏感阀的控制油路之间的连接，通过第二电磁阀连通主控阀的输入端油路与负载敏感阀的控制油路；负载敏感阀的上腔与下腔同时接入主控阀的输入端油路，在复位弹簧的作用下负载敏感阀处于下位，排量调节阀连通排量调节油缸与油箱，变量泵的排量调节装置处于自由状态。
28.优选项，为了实现恒压降速模式的控制方法避免极限位置的冲击，通过极限位置度传感器分别控制第二电磁阀的通断和电比例溢流阀的溢流压力实现恒压模式下的恒压降速模式，控制方法如下：
29.当平台工作模块的执行机构运动至极限位置度传感器初始位置时，所述第二电磁阀失电，切断主控阀的输入端油路与负载敏感阀的控制油路之间的连接；所述第一电磁阀得电，蓄能器接入负载敏感阀的控制油路；
30.当执行机构运动继续向极限位置移动时，极限位置度传感器逐渐达到最大行程位置，电比例溢流阀的溢流压力随着执行机构运动逐渐减小；蓄能器给负载敏感阀的控制油路提供压力，蓄能器的压力值随着电比例溢流阀的溢流压力值变小，负载敏感阀逐渐由下位向上位切换，变量泵的排量逐渐减小，平台工作模块的执行机构运动速度逐渐降低直至停止。
31.有益效果：本实用新型通过切换阀总成可以满足臂架式高空作业平台对于平稳性和响应速度要求，当臂架工作模块工作时，将主控阀的反馈压力油路与负载敏感阀的控制
油路连接，实现负载敏感系统控制达到臂架举升平稳以及节能的效果；当转向工作模块或平台工作模块工作时，将主控阀的输入端油路与负载敏感阀的控制油路连接实现恒压系统控制转向工作模块或平台工作模块，达到响应速度快，提高作业效率的效果；通过在平台工作模块的执行机构上设置极限位置度传感器，根据极限位置度传感器的信号控制第二电磁阀的通断和电比例溢流阀的溢流压力实现恒压模式下的恒压降速模式，避免平台工作模块的执行机构在运动至极限位置时与限位装置发生碰撞产生冲击。
附图说明
32.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。
33.图1为本实用新型的液压原理图；
34.图2为本实用新型负载敏感变量泵总成的液压原理图；
35.图3为本实用新型切换阀总成的液压原理图。
具体实施方式
36.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。
37.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
38.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
39.如图1和2所示，一种臂架式高空作业平台的工作液压系统，包括负载敏感变量泵总成1、主控阀2、臂架工作模块3、转向工作模块4和平台工作模块5，所述负载敏感变量泵总成1通过主控阀2分别与臂架工作模块3、转向工作模块4和平台工作模块5连接；其特征在于：
40.所述负载敏感变量泵总成1包括变量泵11、负载敏感阀12、排量调节阀13和排量调节油缸14，所述负载敏感阀12通过排量调节阀13控制排量调节油缸14的伸缩，所述排量调节油缸14与变量泵11的排量调节装置连接；
41.所述负载敏感变量泵总成1的负载敏感阀12与主控阀2之间设有切换阀总成6，所
述切换阀总成6将主控阀2的输入端油路或反馈压力油路与负载敏感阀12的控制油路连接。
42.本实用新型通过切换阀总成6可以满足臂架式高空作业平台对于平稳性和响应速度要求，当臂架工作模块3工作时，将主控阀2的反馈压力油路与负载敏感阀12的控制油路连接，实现负载敏感系统控制达到臂架举升平稳以及节能的效果；当转向工作模块4或平台工作模块5工作时，将主控阀2的输入端油路与负载敏感阀12的控制油路连接实现恒压系统控制转向工作模块4或平台工作模块5，达到响应速度快，提高作业效率的效果。
43.如图2所示，为了实现负载敏感系统与恒压系统之间的切换，所述切换阀总成6包括第一电磁阀61和第二电磁阀62；
44.所述第一电磁阀61的进油口与主控阀2的反馈压力油路连接，所述第一电磁阀61的出油口与负载敏感阀12的控制油路连接；所述第二电磁阀62的进油口与主控阀2的输入端油路，所述第二电磁阀62的出油口与负载敏感阀12的控制油路连接；所述第一电磁阀61的出油口和第二电磁阀62的出油口连接负载敏感阀12同一侧的控制油路。
45.如图3所示，为了进一步实现负载敏感系统与恒压系统之间的切换，所述负载敏感阀12和排量调节阀13为两位三通液控阀；
46.所述负载敏感阀12同一侧的两个油口分别与主控阀2的输入端油路和油箱连接，另一侧的油口与排量调节阀13连接；负载敏感阀12上腔的控制油路与主控阀2的输入端油路连接，负载敏感阀12下腔的控制油路与切换阀总成6的输出油路连接，负载敏感阀12下腔内设有复位弹簧；当下腔控制油路的压力加上复位弹簧的力大于上腔控制油路的压力时，负载敏感阀12处于下位；当下腔控制油路的压力加上复位弹簧的力小于上腔控制油路的压力时，负载敏感阀12处于上位；下位时连通排量调节阀13与油箱，上位时连通排量调节阀13与主控阀2的输入端油路；
47.所述排量调节阀13同一侧的两个油口分别与主控阀2的输入端油路和负载敏感阀12连接，另一侧的油口与排量调节油缸14连接；排量调节阀13上腔的控制油路与主控阀2的输入端油路连接，排量调节阀13下腔内设有调压弹簧；当调压弹簧的力大于上腔控制油路的压力时，排量调节阀13处于下位，当调压弹簧的力小于上腔控制油路的压力时，排量调节阀13处于上位；下位时连通排量调节油缸14与负载敏感阀12，上位时连通排量调节油缸14与主控阀2的输入端油路。
48.如图1所示，为了避免平台工作模块5的执行机构51在运动至极限位置时与限位装置发生碰撞产生冲击，所述切换阀总成6还包括电比例溢流阀63和蓄能器64；所述第一电磁阀61为两位三通电磁阀，第二电磁阀62为两位两通电磁阀，所述第一电磁阀61的两个进油口分别连接主控阀2的反馈压力油路和蓄能器64连接，所述第一电磁阀61的出油口与负载敏感阀12的控制油路连接；所述第二电磁阀62的进油口与主控阀2的输入端油路，所述第二电磁阀62的出油口与负载敏感阀12的控制油路连接；所述第一电磁阀61的出油口和第二电磁阀62的出油口连接负载敏感阀12同一侧的控制油路；所述负载敏感阀12的控制油路与电比例溢流阀63进油口连接，所述电比例溢流阀63的出油口与油箱连接；
49.所述平台工作模块5包括执行机构51和极限位置度传感器52，所述极限位置度传感器52测量执行机构51距极限装置的剩余量，所述极限位置度传感器52分别控制第二电磁阀62的通断和电比例溢流阀63的溢流压力。
50.为了实现快速精确的降速控制，所述电比例溢流阀63的最高压力值不小于排量调
节阀13调压弹簧的设定值。
51.臂架式高空作业平台的工作液压系统的控制方法，其特征在于，通过控制主控阀2、第一电磁阀61和第二电磁阀62实现待速模式、负载敏感模式和恒压模式之间的切换，控制方法如下：
52.待速模式：主控阀2所有阀体处于中位时，主控阀2切断臂架工作模块3、转向工作模块4和平台工作模块5的油路，主控阀2的输入端油路压力升高，主控阀2的输入端油路压力作用于排量调节阀13上腔，克服调压弹簧的弹力使得排量调节阀13处于上位，排量调节阀13处于上位时连通排量调节油缸14与主控阀2的输入端油路，变量泵11输出的高压油液进入排量调节油缸14的大腔，排量调节油缸14推动排量调节装置减小变量泵11的排量至最小排量；此时变量泵11输出流量仅满足自身泄漏，变量泵11将维持在最小排量最大压力的高压待命状态；
53.负载敏感模式：当主控阀2中控制臂架工作模块3的油路连通时，所述第一电磁阀61和第二电磁阀62均不得电，通过第一电磁阀61连通主控阀2的反馈压力油路与负载敏感阀12的控制油路，通过第二电磁阀62切断主控阀2的输入端油路与负载敏感阀12的控制油路之间的连接；臂架工作模块3的负载反馈信号通过主控阀2的反馈压力油路传递至负载敏感阀12的控制油路，变量泵11排量根据臂架工作模块3的负载反馈信号调节；
54.恒压模式：当主控阀2中控制转向工作模块4或平台工作模块5的油路连通时，所述第一电磁阀61和第二电磁阀62均得电，通过第一电磁阀61切断主控阀2的反馈压力油路与负载敏感阀12的控制油路之间的连接，通过第二电磁阀62连通主控阀2的输入端油路与负载敏感阀12的控制油路；负载敏感阀12的上腔与下腔同时接入主控阀2的输入端油路，在复位弹簧的作用下负载敏感阀12处于下位，排量调节阀13连通排量调节油缸14与油箱，变量泵11的排量调节装置处于自由状态。
55.变量泵11最大输出流量大于转向工作模块4和平台工作模块5所需求的流量，系统不会出现流量饱和状态出现，此时系统压力油在满足转向工作模块4和平台工作模块5的动作时，多余的油液会使系统中的压力逐渐升高，直至达到排量调节阀13的调压弹簧设定值，压力油作用于排量调节油缸14大腔减小变量泵11的输出流量，当变量泵11的输出流量减小至无法满足动作需求时，系统压力将会降低至低于排量调节阀13的调压弹簧设定值，此时排量调节油缸14大腔接回油箱，在调压弹簧力的作用下，变量泵11将再次进入一个排量增大的工作循环模式，在此状态下，变量泵11的工作状态处于一个实时动态变化的过程，变量泵11将以排量调节阀13的调压弹簧设定压力值进行工作，且稳定输出转向工作模块4和平台工作模块5所需的流量，此时系统为恒压控制模式。
56.一种臂架式高空作业平台的工作液压系统的控制方法，通过极限位置度传感器52分别控制第二电磁阀62的通断和电比例溢流阀63的溢流压力实现恒压模式下的恒压降速模式，控制方法如下：
57.当平台工作模块5的执行机构51运动至极限位置度传感器52初始位置时，所述第二电磁阀62失电，切断主控阀2的输入端油路与负载敏感阀12的控制油路之间的连接；所述第一电磁阀61得电，蓄能器64接入负载敏感阀12的控制油路；
58.当执行机构51运动继续向极限位置移动时，极限位置度传感器52逐渐达到最大行程位置，电比例溢流阀63的溢流压力随着执行机构51运动逐渐减小；蓄能器64给负载敏感
阀12的控制油路提供压力，蓄能器64的压力值随着电比例溢流阀63的溢流压力值变小，负载敏感阀12逐渐由下位向上位切换，变量泵11的排量逐渐减小，平台工作模块5的执行机构51运动速度逐渐降低直至停止。
59.为了实现恒压降速模式的控制方法避免极限位置的冲击，通过极限位置度传感器52分别控制第二电磁阀62的通断和电比例溢流阀63的溢流压力实现恒压模式下的恒压降速模式，控制方法如下：
60.当平台工作模块5的执行机构51运动至极限位置度传感器52初始位置时，所述第二电磁阀62失电，切断主控阀2的输入端油路与负载敏感阀12的控制油路之间的连接；所述第一电磁阀61得电，蓄能器64接入负载敏感阀12的控制油路；
61.当执行机构51运动继续向极限位置移动时，极限位置度传感器52逐渐达到最大行程位置，电比例溢流阀63的溢流压力随着执行机构51运动逐渐减小；蓄能器64给负载敏感阀12的控制油路提供压力，蓄能器64的压力值随着电比例溢流阀63的溢流压力值变小，负载敏感阀12逐渐由下位向上位切换，变量泵11的排量逐渐减小，平台工作模块5的执行机构51运动速度逐渐降低直至停止。
62.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
63.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。