负载敏感系统以及高空作业平台的制作方法

1.本发明涉及液压系统领域，具体涉及一种负载敏感系统以及高空作业平台。


背景技术：

2.在系列臂式高空产品中应用的闭中心式负载敏感系统中，通过使用带ls反馈液压信号的集成式螺纹插装阀组或多路阀、带ls控制功能的液控负载敏感变量泵(液控泵)以及连接两者之间的液压管路来组成ls负载敏感系统，以达到节能的控制目的。
3.在上述系统中，ls压力反馈信号的稳定性及响应及时性是决定系统性能的关键因素，ls反馈信号通常都需要经过较长管路反馈至液控负载敏感变量泵(液控泵)。
4.发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：由于存在长管路压损影响、管路内液压油液弹性模量受融入的空气含量的影响、液压油液的粘度受油温及环境温度的影响等综合影响因素，使系统很难保证输出的快速响应性、平稳性及精准性，容易导致系统的压力流量输出不稳定，带来执行机构出现的响应滞后、抖动等问题。


技术实现要素：

5.本发明提出一种负载敏感系统以及高空作业平台，用以提升系统输出的响应性、平稳性及精准控制性能。
6.本发明实施例提供了一种负载敏感系统，包括：
7.负载敏感变量泵，包括出油口；
8.电比例溢流阀，与所述负载敏感变量泵连接，以控制所述负载敏感变量泵的压力和排量；
9.进油油路，与所述负载敏感变量泵的出油口连通；
10.回油油路；
11.执行机构，设置于所述进油油路和所述出油油路之间；
12.主换向阀，包括进油口和负载反馈口；所述主换向阀设置于所述进油油路、所述出油油路和所述执行机构之间；
13.阀后压力补偿器，与所述主换向阀连通，且位于所述主换向阀的下游；
14.ls油路；
15.回油油路；
16.ls加载控制阀，与所述ls油路以及所述回油油路连接，以控制ls压力的加载及卸荷；
17.第一压力检测元件，被构造为检测所述进油油路的压力；
18.第二压力检测元件，被构造为检测所述主换向阀的负载反馈口的压力；以及
19.控制器，与所述第一压力检测元件、所述第二压力检测元件以及所述电比例溢流阀均电连接；所述控制器被构造为根据所述一压力检测元件、所述第二压力检测元件检测到的压力的差值，控制所述电比例溢流阀的开度，以控制所述负载敏感变量泵的出油口的
压力和排量。
20.在一些实施例中，所述ls加载控制阀包括：
21.第一油口，与所述阀后压力补偿器的出油口连通，且与所述第二压力检测元件连通；以及
22.第二油口，与所述主换向阀的出油口连通，且与回油油路连通；
23.其中，当所述ls加载控制阀处于第一阀位，所述ls加载控制阀所在的支路断开；当所述ls加载控制阀处于第二阀位，所述ls加载控制阀所在的支路导通，所述进油油路和所述回油油路连通。
24.在一些实施例中，所述执行机构包括：变幅油缸总成、伸缩油缸总成以及回转总成；
25.所述变幅油缸总成、所述伸缩油缸总成以及所述回转总成并列布置于所述进油油路和所述回油油路之间；所述变幅油缸总成、所述伸缩油缸总成以及所述回转总成各自对应设置有一个所述主换向阀和一个所述阀后压力补偿器。
26.在一些实施例中，负载敏感系统还包括：
27.梭阀，与各个所述主换向阀的负载反馈油口均连通，所述梭阀被构造为将各个所述主换向阀的负载反馈油口的最大压力作为所述负载敏感系统的负载反馈压力。
28.在一些实施例中，当所述负载敏感系统处于待机状态，所述主换向阀和所述ls加载控制阀均处于断电状态，所述负载敏感变量泵的工作压力小于预设值。
29.在一些实施例中，所述预设值为0.5mpa。
30.在一些实施例中，当所述执行机构处于工作状态，所述ls加载控制阀处于得电状态，所述主换向阀处于第一阀位，此时，所述控制器被构造为根据所述第一压力检测元件、所述第二压力检测元件检测到的压力差值对所述电比例溢流阀进行实时动态调整，以使得所述主换向阀的进油口的压力和所述主换向阀的负载反馈口的压力的差值为设定值。
31.在一些实施例中，所述设定值是可实时调节的。
32.在一些实施例中，ls加载控制阀为电磁阀。
33.本发明实施例还提供一种高空作业平台，包括本发明任一技术方案所提供的负载敏感系统。
34.上述技术方案提供的负载敏感系统，提供一种基于负载敏感变量泵、以及阀后补偿can总线多路阀的负载敏感系统，取消了相关技术中的ls负载反馈油路，采用电压力信号进行反馈控制，使系统输出的响应性、平稳性及精准控制性能得到大幅提升。同时解决了阀前补偿系统面临的流量饱和问题，具有优异的抗流量饱和控制效果。
附图说明
35.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例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：
36.图1为本发明实施例提供的负载敏感系统的结构示意图。
37.附图标记：
38.1、负载敏感变量泵；2、电比例溢流阀；3、进油油路；4、回油油路；5、执行机构；6、主换向阀；7、阀后压力补偿器；8、ls加载控制阀；9、第一压力检测元件；10、第二压力检测元
件；12、高压滤油器；13、吸油滤油器；14、溢流阀；15、减压阀；16、回油滤油器；17、平台控制阀组；18、ls油路；
39.11、出油口；
40.51、变幅油缸总成；52、伸缩油缸总成；53、回转总成；
41.61、进油口；62、负载反馈口；
42.81、第一油口；82、第二油口。
具体实施方式
43.下面结合图1对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。
44.发明人经过研究发现：现有的高空作业平台液压系统，在输出的精准控制性、系统的节能性等综合方面做到的典型系统代表为由液控负载敏感变量泵(液控泵)和阀前补偿器组成的ls负载敏感系统。当复合动作操作系统流量饱和后，该液压系统只能通过控制程序进行电子流量分享解决流量饱和问题，抗流量饱和控制逻辑需要预先进行流量计算及分配，控制过程具有一定的局限性和复杂性，控制效果不理想。同时，阀前压力补偿器的压力设定值为固定压差，无法改变，在不同的阀芯位移阀口开度及阀前压差能够得到充分补偿的前提情况下，输出的流量具有一定的确定性及精准性，但这种确定性及精准性会受长管路油液的粘温特性、压损特性的影响，当实际压差低于补偿器的预设压差时，阀前补偿的can总线多路阀将无法进行精准的流量输出控制。为此，本发明提出一种负载敏感系统。
45.本发明实施例提供的负载敏感系统，包括负载敏感变量泵1、电比例溢流阀2、进油油路3、回油油路4、执行机构5、主换向阀6、阀后压力补偿器7、ls加载控制阀8、第一压力检测元件9、第二压力检测元件10、ls油路18以及控制器。负载敏感变量泵1包括出油口11以及电比例溢流阀2。进油油路3与负载敏感变量泵1的出油口11连通。执行机构5设置于进油油路3和出油油路之间。主换向阀6包括进油口61和负载反馈口62。主换向阀6设置于进油油路3、出油油路和执行机构5之间。阀后压力补偿器7与主换向阀6连通，且位于主换向阀6的下游。ls加载控制阀8具体采用电磁阀。ls加载控制阀8与ls油路18及回油油路4连接，以控制ls压力的加载或卸荷。ls油路18用于反馈负载压力。回油油路4用于实现系统回油。第一压力检测元件9被构造为检测进油油路3的压力。第二压力检测元件10被构造为检测主换向阀6的负载反馈口62的压力。控制器与第一压力检测元件9、第二压力检测元件10以及电比例溢流阀2均电连接。控制器被构造为根据一压力检测元件、第二压力检测元件10检测到的压力的差值，控制电比例溢流阀2的开度，以控制负载敏感变量泵1的出油口11的压力和排量。
46.负载敏感变量泵1具体采用电控泵。负载敏感变量泵1采用电比例溢流阀2控制。电比例溢流阀2的控制信号来自于控制器。控制器采集第一压力检测元件9、第二压力检测元件10检测到的油压，根据两者的油压差值控制电比例溢流阀2的开度。通过电比例溢流阀2的开度来控制负载敏感变量泵1的压力和排量。
47.沿着油液的流动方向来描述，负载敏感变量泵1的上游连通有吸油滤油器13。负载敏感变量泵1的下游设置有高压滤油器12。高压滤油器12采用已有结构。进油油路3位于高压滤油器12的下游。
48.主换向阀6的进油口61与进油油路3连通。第一压力检测元件9直接与进油油路3连通，以检测主换向阀6的进油口61的压力。第一压力检测元件9比如为压力传感器。
49.根据执行元件的动作需要，主换向阀6有多种可选的结构形式，在一些实施例中，主换向阀6采用三位六通换向阀。以图1所示，主换向阀6的第一阀位用于实现执行机构5的一种动作，比如伸出；主换向阀6的第二阀位用于实现执行机构5的另一种动作，比如回缩。主换向阀6可以采用电比例控制、液压先导控制、can总线控制等，本发明实施例中采用的是can总线控制形式。
50.阀后压力补偿器7设置在主换向阀6的出油口11处，阀后压力补偿器7用于将主换向阀6的出口压力为主换向阀6的负载反馈口62的压力。
51.负载敏感系统可以包括多个主换向阀6和多个阀后压力补偿器7。主换向阀6和阀后压力补偿器7一一对应地布置。所有的主换向阀6、所有的阀后压力补偿器7及can总线模块共同构成can总线多路阀。can总线模块包括电子线路板、霍尔位移传感器、插头及壳体等，can总线多路阀还包括溢流阀14、减压阀15等。
52.采用阀后压力补偿器7，使得负载敏感系统的can总线多路阀可由电控程序进行动态实时预设调整，压差的稳定性及可控性得到大幅提升，压差的稳定性可保证can总线多路阀流量输出的精准控制，压差的动态调整可控性，可与阀口的开度进行实时动态匹配，进一步提升系统的节能性。采用阀后补偿的can总线多路阀，复合动作流量饱和工况下，各工作联的压差可自动调整，复合动作情况下具有优异的抗流量饱和控制效果。复合动作是指多个执行机构5同时动作。
53.在一些实施例中，执行机构5包括变幅油缸总成51、伸缩油缸总成52以及回转总成53。变幅油缸总成51、伸缩油缸总成52以及回转总成53并列布置于进油油路3和回油油路4之间；变幅油缸总成51、伸缩油缸总成52以及回转总成53各自对应设置有一个主换向阀6和一个阀后压力补偿器7。变幅油缸总成51、伸缩油缸总成52以及回转总成53中的至少两个同时动作，此时称为复合动作。回油油路4通过回油滤油器16将油液输送至油箱。
54.在一些实施例中，ls加载控制阀8包括第一油口81和第二油口82。第一油口81与阀后压力补偿器7的出油口11连通，且与第二压力检测元件10连通。第二油口82与主换向阀6的出油口11连通，且与回油油路4连通。其中，当ls加载控制阀8处于第一阀位，ls加载控制阀8所在的支路断开；当ls加载控制阀8处于第二阀位，ls加载控制阀8所在的支路导通，进油油路3和回油油路4连通。ls加载控制阀8起到使得进油油路3和出油油路断开、导通的作用。当进油油路3和出油油路导通时，没有压力会反馈至第二压力检测元件10。当进油油路3和出油油路断开时，主换向阀6的负载反馈口62的压力可以正常反馈至第二压力检测元件10。
55.在一些实施例中，负载敏感系统还包括梭阀(图未示出)，梭阀与各个主换向阀6的负载反馈油口均连通，梭阀被构造为将各个主换向阀6的负载反馈油口的最大压力作为负载敏感系统的负载反馈压力。can总线多路阀的最后一个工作联的主换向阀6、及阀后压力补偿器7与平台控制阀阀组17连接，以对平台控制阀油路进行控制。
56.上述技术方案提供的负载敏感系统，不再需要ls压力反馈油路，主换向阀6的进油口61的油压由第一压力检测元件9检测，主换向阀6的负载反馈口62的压力则由第二压力检测元件10检测。通过第一压力检测元件9和第二压力检测元件10检测到的压力差值(简称为“压差”)，可以准确控制负载敏感变量泵1的出口压力和排量。
57.在一些实施例中，设定值是可实时调节的。
58.在负载敏感系统处于待机状态时，负载敏感系统的所有的电磁阀均不得电，主换向阀6显然也不得电。此时，无电压力信号反馈至负载敏感变量泵1，负载敏感变量泵1工作在接近于零压(小于预设值，预设值比如为0.5mpa，预设值是设定的待命压力)小流量(仅用来维持系统泄漏)的状态下，提升了负载敏感系统待命工况下的节能性。
59.参见图1，在一些实施例中，当执行机构5处于工作状态，ls加载控制阀8处于得电状态，主换向阀6处于第一阀位，即图1所示的上位。此时，控制器被构造为根据第一压力检测元件9、第二压力检测元件10检测到的压力差值对电比例溢流阀2进行实时动态调整，以使得主换向阀6的进油口61的压力和主换向阀6的负载反馈口62的压力的差值为设定值。
60.当执行机构5需要动作时，即执行机构5处于工作状态，比如臂架变幅起动作，ls加载控制阀8得电，主换向阀6在先导油路控制压力作用下换向至第一阀位，ls负载压力通过第二压力传感器转换为电压力信号，并反馈至负载敏感变量泵1，系统同步通过第一压力检测元件9检测进入到主换向阀6的进油口61的压力，通过pid算法对负载敏感变量泵1内的电比例溢流阀2进行实时动态控制调整，确保负载敏感变量泵1输出至主换向阀6的进油口61(p口)的压力与负载反馈口62(ls口)之间的压差δp。δp为主换向阀6的进油口61(p口)与负载反馈口62(ls口)的压差，即第一压力检测元件9和第二压力检测元件10检测到的压力的差值，控制器可由控制程序、根据需求对δp进行实时动态预设调整。
61.通过匹配不同的主换向阀6的阀口开度，实现了智能对应can总线多路阀内不同的流量特性曲线，大幅提升can总线多路阀的输出可控性。
62.在系统的某一个设定的δp值下，该δp是一个稳定不变的差值，不受负载敏感变量泵1的出口至主换向阀6的进油口61之间的管路、高压滤油器等元件的压损及液压油液粘度、弹性模型的影响，大幅提升了can总线多路阀的输出精控性，使其在某一预设值下保持恒定的状态向系统供油。
63.以执行机构5为变幅油缸总成51为例：液压油通过高压滤油器后先到达can总线多路阀内部的主换向阀6的第一阀位上位，经过该主换向阀6的阀后压力补偿器7后，再次进入该主换向阀6，并经主换向阀6的第一阀位进入変幅油缸总成的无杆腔，臂架変幅油缸活塞杆伸出，臂架做変幅起举升动作。
64.本发明实施例还提供一种高空作业平台，包括本发明任一技术方案所提供的负载敏感系统。
65.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。
66.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种负载敏感系统，其特征在于，包括：负载敏感变量泵(1)，包括出油口(11)；电比例溢流阀(2)，与所述负载敏感变量泵(1)连接，以控制所述负载敏感变量泵(1)的压力和排量；进油油路(3)，与所述负载敏感变量泵(1)的出油口(11)连通；回油油路(4)；执行机构(5)，设置于所述进油油路(3)和所述出油油路之间；主换向阀(6)，包括进油口(61)和负载反馈口(62)；所述主换向阀(6)设置于所述进油油路(3)、所述出油油路和所述执行机构(5)之间；阀后压力补偿器(7)，与所述主换向阀(6)连通，且位于所述主换向阀(6)的下游；ls油路(18)；ls加载控制阀(8)，与所述ls油路(18)以及所述回油油路(4)连接，以控制ls压力的加载及卸荷；第一压力检测元件(9)，被构造为检测所述进油油路(3)的压力；第二压力检测元件(10)，被构造为检测所述主换向阀(6)的负载反馈口(62)的压力；以及控制器，与所述第一压力检测元件(9)、所述第二压力检测元件(10)以及所述电比例溢流阀(2)均电连接；所述控制器被构造为根据所述一压力检测元件、所述第二压力检测元件(10)检测到的压力的差值，控制所述电比例溢流阀(2)的开度，以控制所述负载敏感变量泵(1)的出油口(11)的压力和排量。2.根据权利要求1所述的负载敏感系统，其特征在于，所述ls加载控制阀(8)包括：第一油口(81)，与所述阀后压力补偿器(7)的出油口(11)连通，且与所述第二压力检测元件(10)连通；以及第二油口(82)，与所述主换向阀(6)的出油口(11)连通，且与回油油路(4)连通；其中，当所述ls加载控制阀(8)处于第一阀位，所述ls加载控制阀(8)所在的支路断开；当所述ls加载控制阀(8)处于第二阀位，所述ls加载控制阀(8)所在的支路导通，所述进油油路(3)和所述回油油路(4)连通。3.根据权利要求1所述的负载敏感系统，其特征在于，所述执行机构(5)包括：变幅油缸总成(51)、伸缩油缸总成(52)以及回转总成(53)；所述变幅油缸总成(51)、所述伸缩油缸总成(52)以及所述回转总成(53)并列布置于所述进油油路(3)和所述回油油路(4)之间；所述变幅油缸总成(51)、所述伸缩油缸总成(52)以及所述回转总成(53)各自对应设置有一个所述主换向阀(6)和一个所述阀后压力补偿器(7)。4.根据权利要求3所述的负载敏感系统，其特征在于，还包括：梭阀，与各个所述主换向阀(6)的负载反馈油口均连通，所述梭阀被构造为将各个所述主换向阀(6)的负载反馈油口的最大压力作为所述负载敏感系统的负载反馈压力。5.根据权利要求1所述的负载敏感系统，其特征在于，当所述负载敏感系统处于待机状态，所述主换向阀(6)和所述ls加载控制阀(8)均处于断电状态，所述负载敏感变量泵(1)的工作压力小于预设值。
6.根据权利要求5所述的负载敏感系统，其特征在于，所述预设值为0.5mpa。7.根据权利要求1所述的负载敏感系统，其特征在于，当所述执行机构(5)处于工作状态，所述ls加载控制阀(8)处于得电状态，所述主换向阀(6)处于第一阀位，此时，所述控制器被构造为根据所述第一压力检测元件(9)、所述第二压力检测元件(10)检测到的压力差值对所述电比例溢流阀(2)进行实时动态调整，以使得所述主换向阀(6)的进油口(61)的压力和所述主换向阀(6)的负载反馈口(62)的压力的差值为设定值。8.根据权利要求7所述的负载敏感系统，其特征在于，所述设定值是可实时调节的。9.根据权利要求1所述的负载敏感系统，其特征在于，所述ls加载控制阀(8)为电磁阀。10.一种高空作业平台，其特征在于，包括权利要求1～9任一所述的负载敏感系统。

技术总结
本发明公开了一种负载敏感系统以及高空作业平台，涉及液压系统领域，用以提升系统输出的响应性。该负载敏感系统包括：负载敏感变量泵，包括出油口。电比例溢流阀，与负载敏感变量泵连接。进油油路，与负载敏感变量泵的出油口连通。执行机构，设于进油油路和出油油路之间。主换向阀，包括进油口和负载反馈口；主换向阀设于进油油路、出油油路和执行机构之间。阀后压力补偿器，与主换向阀连通。Ls加载控制阀，与Ls油路及回油油路连接。第一压力检测元件检测主换向阀的进油口压力。第二压力检测元件检测负载反馈口的压力。控制器与第一、第二压力检测元件及电比例溢流阀均电连接，以根据检测到的压力的差值，控制电比例溢流阀的开度。控制电比例溢流阀的开度。控制电比例溢流阀的开度。


技术研发人员：张红飞 靳翠军 程婷 陈思瑶
受保护的技术使用者：徐工消防安全装备有限公司
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/8/5