一种高空作业平台转向系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种高空作业平台转向系统及控制方法，其包括转向油缸组；还包括液压源、转向角度传感器组、转向油缸控制回路、压力选择与反馈回路、模式选择器以及转向控制手柄；本发明专利技术实现了高空作业平台的多模式转向，缩小了转弯半径，使其在狭窄场地转向更加灵活；锁定了转向油缸的大腔压力、小腔压力，增强了转向油缸的刚度，提高了转向系统抵抗路面冲击力的能力；通过液压源恒压状态和负载敏感状态的切换，实现了输出流量与负载所需流量的适配，降低了系统能量损耗的同时保证了系统的响应速度，具有良好的操控性；通过三位四通比例电磁阀与压力补偿阀配合，实现了转向油缸伸缩速度的控制，提高了转向精度。

A Steering System and Control Method for High Altitude Work Platform

The invention relates to a steering system and control method of an altitude working platform, which includes a steering cylinder group, a hydraulic source, a steering angle sensor group, a steering cylinder control loop, a pressure selection and feedback loop, a mode selector and a steering control handle; the invention realizes a multi-mode steering of an altitude working platform, reduces the turning radius and makes it turn in a narrow field. The direction is more flexible; the large and small chamber pressure of the steering cylinder are locked, which enhances the rigidity of the steering cylinder and improves the ability of the steering system to resist the impact of the road surface; through the switch between the constant pressure state of the hydraulic source and the load sensitive state, the output flow and the flow required by the load are adapted, the energy loss of the system is reduced and the response speed of the system is guaranteed. Good maneuverability; through the cooperation of three-four-way proportional solenoid valve and pressure compensation valve, the control of the expansion speed of the steering cylinder is realized, and the steering accuracy is improved.

【技术实现步骤摘要】
一种高空作业平台转向系统及控制方法
本专利技术涉及一种转向系统及控制方法，尤其是一种高空作业平台转向系统及控制方法，属于高空作业平台转向的

技术介绍
高空作业平台主要的工作场合是工地、车间及道路旁等。工作时，需要将工作人员、工具、材料等通过平台举升至指定的空中位置，进行各种安装、维修等工作业，是一种特殊的高空作业设备。由于工作场地的特殊性，往往需要在狭小的空间、崎岖不平路面实现行走、转向等，这就对其转向系统提出了更高的要求。多模式转向技术是提高高空作业平台弯道通过能力、机动灵活性的关键技术。现有技术中高空作业平台有两个车桥，四个轮胎(每个车桥上两个，与汽车一样)。如图1所示，以左转为例进行介绍系统的工作：转向手柄向左动作后，开关换向阀102的Y1a得电，油箱中的液压油经过过滤器100进入齿轮泵101后输出，经过开关换向阀102进入第一转向油缸103的大腔和第二转向油缸104的小腔，第一转向油缸103伸出，第二转向油缸104缩短；同时第一转向油缸103的小腔和第二转向油缸104大腔的油液经过开关换向阀102流回油箱；同时，通过梭阀105将开关换向阀102的A、B口中较高一侧的压力反馈至分流阀106的弹簧腔，使开关换向阀102前后压差恒定。上述转向系统中，齿轮泵101为定量泵，齿轮泵101输出恒定的油液，分流阀106的作用是调节三位四通开关换向阀102的前后压差，根据转向流量需求，分走一部分流量。对于第一转向油缸103以及第二转向油缸104，第一转向油缸103的大腔与第二转向油缸104的小腔连接，第一转向油缸103的小腔与第二转向油缸104的大腔连接，采用所述连接后，第一转向油缸103伸长的同时，第二转向油缸104缩短，或者第二转向油缸104伸长的同时，第一转向油缸103缩短。通过开关换向阀102切换油路，实现向左转向还是向右转向；转向时，通过分流阀106使三位四通开关换向阀102的阀前阀后压差恒定，这样通过三位四通开关换向阀102的流量基本恒定，保证不同负载下转向速度基本一致；不转向时，分流阀106的弹簧腔的压力经过阻尼回油箱，齿轮泵101通过分流阀106处于卸荷状态。两个轮子转向角间关系通过转向梯形四连杆结构来约束。上述转向系统中，仅有一种转向模式，转弯半径较大，且转向速度不可调节，在很多狭窄场合，转向困难，使用不便。由于是通过分流阀106调节三位四通开关换向阀102前后压力差，在弹簧预紧力不变的情况下，转向的速度恒定，无法调节，而且当车辆行驶在凸凹不平的路面或松软路面上时，不转向的车桥会出现转向角度不受控的现象。导致上述不受控的主要原因是：开关换向阀102采用三位四通阀，当开关换向阀102处于中位时，转向油缸中的高压油会通过梭阀105、开关换向阀102的中位(Y型机能)泄掉，使得行驶中未转向的车桥转向油缸两腔的压力很低，这使得转向油缸抵抗负载变化的能力较差，从而导致转向系统在路面负载作用下被动运动而不受控制。同时，系统的节能性不够高，部分流量未进入执行机构(转向油缸)而是通过分流阀106回了油箱。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种高空作业平台转向系统及控制方法，其结构紧凑，具有多种转向模式，缩小了转弯半径，能有效实现高空作业平台的转向与控制，同时，确保转向过程中不受负载影响，提高了高空作业平台转向精度、稳定性和节能性。按照本专利技术提供的技术方案，所述高空作业平台转向系统，包括用于驱动所述高空作业平台转向的转向油缸组；还包括用于提供压力油的液压源、用于获取高空作业平台每个轮胎当前转向角度的转向角度传感器组、用于控制转向油缸伸缩状态的转向油缸控制回路、用于反馈负载压力的压力选择与反馈回路、用于选择高空作业平台行走模式的模式选择器以及用于操作控制高空作业平台转向的转向控制手柄；所述转向油缸组内的任一转向油缸与转向油缸控制回路、压力选择与反馈回路呈一一对应连接，转向油缸组内的转向油缸通过压力选择与反馈回路、转向油缸控制回路与液压源对应连接配合；所述液压源、转向油缸控制回路、转向角度传感器组、模式选择器以及转向控制手柄与转向控制器电连接；通过转向控制手柄能向转向控制器输入所需的转向信息，转向控制器根据所接收的转向信息能使得液压源处于恒压状态或负载敏感状态，当液压源处于负载敏感状态时，液压源根据压力选择与反馈回路反馈的压力自动调整排量，以输出与负载所需相适配的流量；通过模式选择器能向转向控制器传输所选择的行走模式信息，通过转向角度传感器组能获取每个轮胎的当前转向角度信息；在接收到转向信息、行走模式信息以及每个轮胎的当前转向角度信息后，转向控制器能确定每个轮胎的目标转向角度信息，并根据所述目标转向角度信息通过转向油缸控制回路控制相应转向油缸的伸缩状态，以通过相应转向油缸的伸缩状态驱动对应轮胎转向至目标转向角度，并通过转向油缸控制回路能锁定转向油缸的大腔压力与小腔压力；通过压力选择与反馈回路将负载压力反馈至液压源，液压源根据负载压力自动调整排量，以输出与负载所需相适配的流量，并通过转向油缸控制回路与压力选择与反馈回路配合能稳定进入相应转向油缸的流量。通过转向油缸组能驱动两可转向车桥上的轮胎转向，所述转向油缸组包括用于驱动前左轮胎转向的前左转向油缸、用于驱动前右轮胎转向的前右转向油缸、用于驱动后左轮胎转向的后左转向油缸以及用于驱动后右轮胎转向的后右转向油缸；转向控制器还与环境温度传感器电连接，在转向控制器内设置环境温度阈值，通过环境温度传感器检测的当前环境温度低于环境温度阈值时，转向控制器使得液压源始终处于恒压状态；通过环境温度传感器检测的当前环境温度高于环境温度阈值时，转向控制器根据转向控制手柄的转向信息，使得液压源处于恒压状态或负载敏感状态。所述液压源包括负载敏感泵以及与所述负载敏感泵配合的二位二通电磁阀，所述二位二通电磁阀与转向控制器电连接，负载敏感泵的吸油口通过吸油过滤器能吸取油箱内的油液，负载敏感泵的出口通过高压过滤器与第四单向阀的进口连接，第四单向阀的出口连接与转向油缸控制回路连接，且负载敏感泵的出口与二位二通电磁阀的进口连接，二位二通电磁阀的出口与负载敏感泵的压力反馈口连接。所述转向油缸控制回路包括三位四通比例电磁阀以及与所述三位四通比例电磁阀的P口连接的压力补偿阀，所述三位四通比例电磁阀的A口与第一液控单向阀的进口以及第二液控单向阀的控制口连接，三位四通比例电磁阀的B口与第一液控单向阀的控制口以及第二液控单向阀的进口连接，第一液控单向阀的出口与转向油缸的大腔连接，第二液控单向阀的出口与转向油缸的小腔连接，所述三位四通比例电磁阀的T口与回油总管连接，压力补偿阀的进口与液压源的出口连接。所述压力选择与反馈回路包括与三位四通比例电磁阀的A口、B口适配连接的梭阀，所述梭阀的出口与压力补偿阀的弹簧腔以及第三单向阀的进口连接，第三单向阀的出口与液压源的压力反馈口连接。第一液控单向阀的出口、转向油缸的大腔与第一溢流阀的进口连接，第二液控单向阀的出口、转向油缸的小腔与第二溢流阀的进口连接，所述第一溢流阀、第二溢流阀的出口与油箱连接。所述液压源还包括通过直流电机驱动的辅助泵，所述辅助泵的吸油口与油箱连接，辅助泵的出口与第五单向阀的进口连接，第五单向阀的出口与转向油缸控制回路连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高空作业平台转向系统，包括用于驱动所述高空作业平台转向的转向油缸组；其特征是：还包括用于提供压力油的液压源、用于获取高空作业平台每个轮胎当前转向角度的转向角度传感器组(26)、用于控制转向油缸伸缩状态的转向油缸控制回路、用于反馈负载压力的压力选择与反馈回路、用于选择高空作业平台行走模式的模式选择器(22)以及用于操作控制高空作业平台转向的转向控制手柄(23)；所述转向油缸组内的任一转向油缸与转向油缸控制回路、压力选择与反馈回路呈一一对应连接，转向油缸组内的转向油缸通过压力选择与反馈回路、转向油缸控制回路与液压源对应连接配合；所述液压源、转向油缸控制回路、转向角度传感器组(26)、模式选择器(22)以及转向控制手柄(23)与转向控制器(21)电连接；通过转向控制手柄(23)能向转向控制器(21)输入所需的转向信息，转向控制器(21)根据所接收的转向信息能使得液压源处于恒压状态或负载敏感状态，当液压源处于负载敏感状态时，液压源根据压力选择与反馈回路反馈的压力自动调整排量，以输出与负载所需相适配的流量；通过模式选择器(22)能向转向控制器(21)传输所选择的行走模式信息，通过转向角度传感器组(26)能获取每个轮胎的当前转向角度信息；在接收到转向信息、行走模式信息以及每个轮胎的当前转向角度信息后，转向控制器(21)能确定每个轮胎的目标转向角度信息，并根据所述目标转向角度信息通过转向油缸控制回路控制相应转向油缸的伸缩状态，以通过相应转向油缸的伸缩状态驱动对应轮胎转向至目标转向角度，并通过转向油缸控制回路能锁定转向油缸的大腔压力与小腔压力；通过压力选择与反馈回路将负载压力反馈至液压源，液压源根据负载压力自动调整排量，以输出与负载所需相适配的流量，并通过转向油缸控制回路与压力选择与反馈回路配合能稳定进入相应转向油缸的流量。...

【技术特征摘要】
1.一种高空作业平台转向系统，包括用于驱动所述高空作业平台转向的转向油缸组；其特征是：还包括用于提供压力油的液压源、用于获取高空作业平台每个轮胎当前转向角度的转向角度传感器组(26)、用于控制转向油缸伸缩状态的转向油缸控制回路、用于反馈负载压力的压力选择与反馈回路、用于选择高空作业平台行走模式的模式选择器(22)以及用于操作控制高空作业平台转向的转向控制手柄(23)；所述转向油缸组内的任一转向油缸与转向油缸控制回路、压力选择与反馈回路呈一一对应连接，转向油缸组内的转向油缸通过压力选择与反馈回路、转向油缸控制回路与液压源对应连接配合；所述液压源、转向油缸控制回路、转向角度传感器组(26)、模式选择器(22)以及转向控制手柄(23)与转向控制器(21)电连接；通过转向控制手柄(23)能向转向控制器(21)输入所需的转向信息，转向控制器(21)根据所接收的转向信息能使得液压源处于恒压状态或负载敏感状态，当液压源处于负载敏感状态时，液压源根据压力选择与反馈回路反馈的压力自动调整排量，以输出与负载所需相适配的流量；通过模式选择器(22)能向转向控制器(21)传输所选择的行走模式信息，通过转向角度传感器组(26)能获取每个轮胎的当前转向角度信息；在接收到转向信息、行走模式信息以及每个轮胎的当前转向角度信息后，转向控制器(21)能确定每个轮胎的目标转向角度信息，并根据所述目标转向角度信息通过转向油缸控制回路控制相应转向油缸的伸缩状态，以通过相应转向油缸的伸缩状态驱动对应轮胎转向至目标转向角度，并通过转向油缸控制回路能锁定转向油缸的大腔压力与小腔压力；通过压力选择与反馈回路将负载压力反馈至液压源，液压源根据负载压力自动调整排量，以输出与负载所需相适配的流量，并通过转向油缸控制回路与压力选择与反馈回路配合能稳定进入相应转向油缸的流量。2.根据权利要求1所述的高空作业平台转向系统，其特征是：通过转向油缸组能驱动两可转向车桥上的轮胎转向，所述转向油缸组包括用于驱动前左轮胎转向的前左转向油缸(8)、用于驱动前右轮胎转向的前右转向油缸(9)、用于驱动后左轮胎转向的后左转向油缸(19)以及用于驱动后右轮胎转向的后右转向油缸(20)；转向控制器(21)还与环境温度传感器(25)电连接，在转向控制器(21)内设置环境温度阈值，通过环境温度传感器(25)检测的当前环境温度低于环境温度阈值时，转向控制器(21)使得液压源始终处于恒压状态；通过环境温度传感器(25)检测的当前环境温度高于环境温度阈值时，转向控制器(21)根据转向控制手柄(23)的转向信息，使得液压源处于恒压状态或负载敏感状态。3.根据权利要求1或2所述的高空作业平台的转向系统，其特征是：所述液压源包括负载敏感泵(2)以及与所述负载敏感泵(2)配合的二位二通电磁阀(15)，所述二位二通电磁阀(15)与转向控制器(21)电连接，负载敏感泵(2)的吸油口通过吸油过滤器(1)能吸取油箱(18)内的油液，负载敏感泵(2)的出口通过高压过滤器(3)与第四单向阀(14)的进口连接，第四单向阀(14)的出口连接与转向油缸控制回路连接，且负载敏感泵(2)的出口与二位二通电磁阀(15)的进口连接，二位二通电磁阀(15)的出口与负载敏感泵(2)的压力反馈口连接。4.根据权利要求1所述的高空作业平台的转向系统，其特征是：所述转向油缸控制回路包括三位四通比例电磁阀(5)以及与所述三位四通比例电磁阀(5)的P口连接的压力补偿阀(4)，所述三位四通比例电磁阀(5)的A口与第一液控单向阀(6)的进口以及第二液控单向阀(10)的控制口连接，三位四通比例电磁阀(5)的B口与第一液控单向阀(6)的控制口以及第二液控单向阀(10)的进口连接，第一液控单向阀(6)的出口与转向油缸的大腔连接，第二液控单向阀(10)的出口与转向油缸的小腔连接，所述三位四通比例电磁阀(5)的T口与回...

【专利技术属性】
技术研发人员：臧其亮，张海燕，付红，仇文宁，李文杰，史俊青，戚豹，徐志鹏，徐新斌，贺建华，黄勇，崔洁，国芳，周婷，
申请(专利权)人：江苏建筑职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32