伸缩马达液压系统和云梯消防车的制作方法

1.本发明属于高空作业机械领域，具体地，涉及一种伸缩马达液压系统和云梯消防车。


背景技术：

2.为保证人员安全和满足法规政策要求，云梯消防车等高空作业机械应严格保持于安全工作范围内动作。当接近梯架运动的极限位置时，梯架的动作应减速，当达到安全工作范围极限时，梯架应自动停止向危险方向动作，梯架停止运动后不应向危险方向动作，而且无需通过操作任何附加开关，梯架可向安全方向动作。
3.现有技术的云梯消防车在控制伸缩梯架到位止动的方式上主要有电气控制和机械限位控制方案。电气方案主要通过整车电气系统和专设的位置传感器等，检测梯架是否超出安全范围，从而判断是否通过电气程序实施保护，这种保护依赖传感器精度和控制程序数据的传输可靠性。机械限位方案是通过梯架上的限位块将梯架限制在安全范围之内，在梯架到达止动位时，限位块之间的撞击会对梯架强度产生影响。


技术实现要素：

4.针对现有技术的上述缺陷或不足，本发明提供了一种伸缩马达液压系统和云梯消防车，能够锁止可靠、高精度地控制梯架安全伸缩。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种伸缩马达液压系统，所述伸缩马达液压系统包括：
6.伸缩液压马达，包括两侧的第一马达进油口和第二马达进油口；
7.换向控制阀，包括一侧的换向阀进油口和换向阀回油口以及另一侧的第一工作油口和第二工作油口，所述换向阀进油口连接有阀前泵送油路，所述第一工作油口与所述第一马达进油口之间连接有第一马达工作油路，所述第二工作油口与所述第二马达进油口之间连接有第二马达工作油路；
8.压力补偿阀，包括补偿阀回油口、与所述阀前泵送油路相连的补偿阀进油口以及连接有负载反馈油路的负载反馈油口，所述压力补偿阀为并联连接于所述阀前泵送油路的常闭阀且所述补偿阀进油口与所述负载反馈油口之间的压差恒定，所述负载反馈油口的油压为零时能够导通所述补偿阀进油口与补偿阀回油口；
9.梭阀，包括与所述第一马达工作油路相连的第一比较油口、与所述第二马达工作油路相连的第二比较油口以及与所述负载反馈油路相连的梭阀出油口；以及
10.行程限位阀，用于开关控制所述第二比较油口回油且一端回油，另一端连接所述第二比较油口。
11.在一些实施方式中，所述伸缩马达液压系统还包括液压马达制动器，所述负载反馈油路连接至所述液压马达制动器的有杆腔。
12.在一些实施方式中，所述行程限位阀为两位两通的常闭式开关阀。
13.在一些实施方式中，所述行程限位阀包括用于阀芯换位的触发式阀芯换向杆。
14.在一些实施方式中，所述换向控制阀为四位三通的电比例换向阀。
15.在一些实施方式中，所述伸缩马达液压系统还包括油箱，所述补偿阀回油口、所述换向阀回油口和所述行程限位阀的限位阀回油口均连接至所述油箱。
16.此外，本发明还提供了一种云梯消防车，包括梯架本体和伸缩式连接于梯架本体的末节梯架，以及根据本发明上述的伸缩马达液压系统；其中，当所述第一马达进油口回油且第二马达进油口进油时，所述伸缩液压马达能够驱动所述末节梯架从所述梯架本体伸出。
17.在一些实施方式中，所述梯架本体设有所述行程限位阀，所述末节梯架设有限位导轨，在所述末节梯架的设定伸出极限位置，所述限位导轨能够压靠触发所述行程限位阀。
18.在一些实施方式中，所述行程限位阀的端部设有用于阀芯换位的触发式阀芯换向杆，所述限位导轨设有用于压靠所述触发式阀芯换向杆的导向压接斜面。
19.在一些实施方式中，所述云梯消防车还包括控制器和位置触发元件，所述位置触发元件设置为在所述末节梯架伸出至所述设定伸出极限位置而被触发，所述控制器被配置为接收所述位置触发元件的触发信号并控制所述换向控制阀切换至截止位和/或控制所述行程限位阀切换至导通位。
20.本发明的伸缩马达液压系统和云梯消防车中，采用了梯架伸缩末端液压锁止通用技术，在第二马达进油口进油驱动伸缩液压马达旋转并带动末节梯架伸出，直至末节梯架到达伸出极限位置时，将触发行程限位阀，通过梭阀使得第二马达进油口回油，压力补偿阀的负载反馈油口的油压趋零，进而压力补偿阀由常闭状态转为导通状态，导通补偿阀进油口与补偿阀回油口，使得阀前泵送油路的绝大部分压力油通过压力补偿阀回油，流向换向控制阀的压力油可忽略，从而切断了伸缩液压马达继续旋转的动力源，保证了梯架在安全工作范围内正常伸缩动作，而超出安全极限位置后将立即直接切断梯架伸出动力源，从而停止伸缩动作。这种控制方式精度高，止动时不会对梯架产生冲击而且不影响梯架反向缩回动作。
21.有关本发明的其他优点以及优选实施方式的技术效果，将在下文的具体实施方式中进一步说明。
附图说明
22.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
23.图1为根据本发明的具体实施方式的云梯消防车的伸缩梯架的局部结构示意图；
24.图2图示了末节梯架从梯架本体伸出的状态示意图；
25.图3展示了限位导轨与行程限位阀之间的接触触发状态；和
26.图4为根据本发明的具体实施方式的伸缩马达液压系统的原理图。
27.附图标记说明
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伸缩液压马达
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换向控制阀
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压力补偿阀
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梭阀
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行程限位阀
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限位导轨
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油箱
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液压马达制动器
[0032]
10
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末节梯架
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20
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梯架本体
[0033]
51
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阀芯换向杆
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61
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导向压接斜面
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第一工作油口
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第二工作油口
[0035]
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第一马达进油口
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b1
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第二马达进油口
[0036]
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换向阀进油口
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换向阀回油口
[0037]
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补偿阀进油口
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补偿阀回油口
[0038]
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负载反馈油口
[0039]
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第一比较油口
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第二比较油口
具体实施方式
[0040]
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。
[0041]
下面参考附图描述本发明的伸缩马达液压系统、伸缩梯架和云梯消防车。
[0042]
如图1、图2所示的云梯消防车中，末节梯架10伸缩式连接于梯架本体20以从中伸出或回缩。当末节梯架10伸出至极限位置时，应当有效阻止梯架的继续伸出，以保持于安全工作范围内动作。采用电气控制止动方式，其原理是例如通过拉线传感器传回伸长数据，通过程序控制手段，在极限位置处强制上车多路阀的控制伸出或回缩方向的电磁铁失电。采用机械限位方案，则一般是在梯架末端采用机械限位止动，其原理是在梯架之间设置机械挡块，在极限位置处，梯架之间的挡块相互接触，阻挡梯架继续运动。前者的梯架末端电气控制止动方式，其缺点是因为可靠性受到电气元件可靠性，控制程序准确性的制约。而且电气控制止动不能限制上车多路阀的手动操作，人工操作仍有风险。后者的机械限位止动方式，其缺点是为了正常范围内挡块的通过性，挡块设计的重叠尺寸并不大。加上梯架自身挠性变形，在目前限定的液压压力驱动下，极有可能越过挡块。
[0043]
有鉴于此，本发明提出了梯架伸缩末端的液压锁止通用技术，公开了一种伸缩马达液压系统。如图4所示的具体实施方式中，伸缩马达液压系统包括：
[0044]
伸缩液压马达1，包括两侧的第一马达进油口a1和第二马达进油口b1；
[0045]
换向控制阀2，包括一侧的换向阀进油口p0和换向阀回油口c0以及另一侧的第一工作油口a和第二工作油口b，换向阀进油口p0连接有阀前泵送油路，第一工作油口a与第一马达进油口a1之间连接有第一马达工作油路，第二工作油口b与第二马达进油口b1之间连接有第二马达工作油路；
[0046]
压力补偿阀3，包括补偿阀回油口l、与阀前泵送油路相连的补偿阀进油口p以及连接有负载反馈油路的负载反馈油口ls，压力补偿阀3为并联连接于阀前泵送油路的常闭阀且补偿阀进油口p与负载反馈油口ls之间的压差恒定，负载反馈油口ls的油压为零时能够导通补偿阀进油口p与补偿阀回油口l；
[0047]
梭阀4，包括与第一马达工作油路相连的第一比较油口lsa、与第二马达工作油路相连的第二比较油口lsb以及与负载反馈油路相连的梭阀4出油口；以及
[0048]
行程限位阀5，用于开关控制第二比较油口lsb回油且一端回油，另一端连接第二比较油口lsb。
[0049]
在本发明的伸缩马达液压系统中，不同于电控方式或机械限位方式，采用液压锁止方式，旨在从源头切断动力，使得梯架不能继续运动而超出安全范围，保证梯架在安全工作范围内正常伸缩动作，或者超出安全极限位置立即直接切断梯架伸出动力源，从而停止伸缩动作。这种控制方式精度高，控制可靠性更高，止动时不会对梯架产生冲击，而且不影响梯架反向缩回动作。
[0050]
具体而言，伸缩液压马达1正反转分别驱动末节梯架10从梯架本体20中伸出或回缩。在本实施方式中，第二马达进油口b1进压力油且第一马达进油口a1回油时，驱动末节梯架10伸出，反之第一马达进油口a1进压力油且第二马达进油口b1回油时，驱动末节梯架10回缩。
[0051]
增设的梭阀4的两个比较油口，即第一比较油口lsa、第二比较油口lsb分别连接第一马达进油口a1、第二马达进油口b1，从而将进油端的马达进油口的压力油导出至负载反馈油路，即负载反馈油口ls。同时，行程限位阀5用于开关控制第二比较油口lsb回油，换言之，使得伸缩液压马达1的进油端油口回油，从而伸缩液压马达1停止动作。
[0052]
增设的压力补偿阀3并联连接于阀前泵送油路，通过负载反馈油口ls控制其阀芯开口。在伸缩液压马达1正常工作时，压力补偿阀3处于常闭状态，即补偿阀进油口p与补偿阀回油口l截止，从而阀前泵送油路的泵送压力油几乎全部流向换向控制阀2，驱动伸缩液压马达1正常工作，不影响马达回路。压力补偿阀3仅作为溢流安全阀，阀前泵送油路的多余流量通过压力补偿阀3旁通回油箱7，因此在增设压力补偿阀3后，不需要再搭配溢流阀。
[0053]
图4所示的压力补偿阀3中，补偿阀进油口p与负载反馈油口ls压力差维持恒定。当负载反馈油口ls的压力降至0mpa时，补偿阀进油口p与负载反馈油口ls的压力差消失，压力补偿阀3从常闭状态转为导通状态，将补偿阀进油口p和补偿阀回油口l导通并与油箱7接通，补偿阀进油口p的压力为0mpa。阀前泵送油路的泵送压力油将几乎全部分流，通过压力补偿阀3回油箱7，流向换向控制阀2的压力油极少，从而促使伸缩液压马达1停止工作。
[0054]
本领域技术人员能够理解的是，压力补偿阀3为市面常见阀体类型，为本领域技术人员所熟知，因而在此不再具体展开阐述其内部结构和组成。在图示的实施方式中，行程限位阀5采用两位两通的常闭式开关阀，换向控制阀2为四位三通的电比例换向阀，补偿阀回油口l、换向阀回油口c0和行程限位阀5的限位阀回油口均连接至油箱7。当然本发明不限于此，行程限位阀5、换向控制阀2的阀位都可根据需要进行设计，伸缩马达液压系统的进油回油也不限于液压泵泵送或直接回油箱，也可连接于其他液压系统的相应油路中。
[0055]
在图4中，伸缩马达液压系统还包括用于对伸缩液压马达1制动的液压马达制动器8，负载反馈油路连接至液压马达制动器8的有杆腔。这样，在伸缩液压马达1正常工作时，伸缩液压马达1的进油口压力油的油压较大，通过梭阀4导流至负载反馈油路、液压马达制动器8的有杆腔，从而抵抗液压马达制动器8的无杆腔弹簧力，使液压马达制动器8不起制动作用。一旦伸缩液压马达1的两端油口都低压回油时，则显然液压马达制动器8对伸缩液压马达1起制动作用，从而伸缩液压马达1不仅失去液压动力，而且被制动，换言之，末端梯架10不仅无动力继续伸出，而且被动力锁止。
[0056]
以上通过增设的压力补偿阀3、梭阀4及其连接油路，使得能够控制阀前泵送油路的压力油流向伸缩液压马达1的换向控制阀2或者回油箱7，从而可在末节梯架10伸出至极限位置后，触发行程限位阀5，从而可截断伸缩液压马达1的液压动力。
[0057]
上述伸缩马达液压系统可应用于云梯消防车中，云梯消防车包括梯架本体20和伸缩式连接于梯架本体20的末节梯架10；其中，当第一马达进油口a1回油且第二马达进油口b1进油时，伸缩液压马达1能够驱动末节梯架10从梯架本体20伸出。
[0058]
其中，为实现末节梯架10伸出至极限位置的可靠触发，如图3所示的一种实施方式中，行程限位阀5采用了用于阀芯换位的触发式阀芯换向杆51，触发式阀芯换向杆51被按压时，可切换阀位，切换至图3所示的行程限位阀5的右导通位，进而使得第二马达进油口b1的压力油回油箱7。
[0059]
具体安装时，行程限位阀5可固定设置在梯架本体20上，末节梯架10可设有限位导轨6，限位导轨6跟随末节梯架10伸缩。在末节梯架10的设定伸出极限位置，限位导轨6能够压靠触发行程限位阀5。特别地，限位导轨6可设有用于压靠触发式阀芯换向杆51的导向压接斜面61，从而能够平稳可靠地渐进式按压触发式阀芯换向杆51。
[0060]
其中，行程限位阀5可自动复位，未接触限位导轨6时，保持自身油路关闭，系统可正常操作。行程限位阀5接触限位导轨6后，可卸荷梭阀4的第二比较油口lsb，达到立即关闭油源的功能，阻止第二马达进油口b1的进油驱动伸缩液压马达1正转(即梯架伸出方向)，同时会使得液压马达制动器8制动，从而可靠锁止伸缩液压马达1。但是，行程限位阀5仅卸荷第二比较油口lsb、第二马达进油口b1的压力，而反向的第一比较油口第lsa、一马达进油口a1因梭阀4的原因，不受影响。可以正常通过第一马达进油口a1进油，驱动伸缩液压马达1反转(即梯架缩回方向)。
[0061]
除了机械式触发之外，可替代的，行程限位阀5也可采用电磁触发方式，例如包括用于切换阀位的电磁铁，云梯消防车还包括控制器和位置触发元件，位置触发元件设置为在末节梯架10伸出至设定伸出极限位置而被触发，控制器被配置为接收位置触发元件的触发信号并控制换向控制阀2切换至截止位和/或控制行程限位阀5切换至导通位，这样可结合电气控制、液压控制和机械触发控制，实现多重保险，控制可靠性更高。此外，本发明也可在末节梯架10的极限伸出位置设置挡块等，均在本发明的保护范围之内。
[0062]
综上，末节梯架10伸出到位后，限位导轨6接触到行程限位阀5，控制油路接通油箱7直接切断梯架伸出动力源，对比电气控制止动需要传感器传输数据更加直接，对比梯架末端机械限位止动需要限位块阻挡而言，本发明控制方式更加安全。
[0063]
需要说明的是，本发明中的换向控制阀2采用电比例换向阀，但也不限于此，也不限操作形式，不管人工强制操作还是电控程序操作都适用。当末节梯架10的伸出止动完成后，末节梯架10的回缩方向的操作不受影响，梯架在不需人工复位操作即可操作梯架缩回。
[0064]
在本发明的描述中，需要理解的是，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。
[0065]
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。
[0066]
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。
[0067]
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。