安全冗余的分布式臂架阀组及其控制方法、液压系统、控制器和作业机械与流程

本发明涉及液压控制系统，具体地，涉及一种安全冗余的分布式臂架阀组及其控制方法、液压系统、控制器和作业机械。

背景技术：

1、在各种工程机械、农业机械、行走机械等作业机械中，液压阀作为作业机械中的液压传动控制中的关键元件，控制着各执行机构依照目标指令运行。但随着设备工作时长增加，运行在恶劣工况下，液压阀出现阀芯卡滞，动作不执行等现象，严重影响施工进度甚至引发安全事故。

2、现有技术中，液压控制系统中液压阀通常采用两侧加装应急手柄的方式，在阀芯卡滞，动作不执行时通过人为扳动手柄控制阀芯运动，进而控制执行机构运行。但在分布式液压系统中，液压阀通常与执行机构固定在一起，在作业机械工作期间，如混凝土泵车工作时，各臂架悬在半空，操作人员很难与臂架液压阀接触，进而无法通过手动应急手柄处理阀芯卡滞等突发问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种安全冗余的分布式臂架阀组及其控制方法、液压系统、控制器和作业机械，在臂架液压阀的阀芯卡滞故障情况下，无需操作人员与臂架液压阀接触，便可实现应急控制。

2、为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种安全冗余的分布式臂架阀组，包括：

3、第一主油路；

4、第二主油路；

5、换向阀，用于将所述第一主油路择一地连接进油油路和回油油路中的一者，并将所述第二主油路连接所述进油油路和所述回油油路中的另一者；

6、阀芯独立结构，所述阀芯独立结构设置于所述臂架上，所述阀芯独立结构包括第一主阀、第二主阀、第三主阀以及第四主阀，所述第一主阀的两端分别连接所述第一主油路和第一工作油口，所述第二主阀的两端分别连接所述第二主油路和所述第一工作油口，所述第三主阀的两端分别连接所述第一主油路和第二工作油口，所述第四主阀的两端分别连接所述第二主油路和所述第二工作油口。

7、在一些具体地实施方式中，还包括先导油路以及设置于所述臂架上的第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀，所述第一电磁阀的两端分别连接所述先导油路和所述第一主阀的先导控制端，所述第二电磁阀的两端分别连接所述先导油路和所述第二主阀的先导控制端，所述第三电磁阀的两端分别连接所述先导油路和所述第三主阀的先导控制端，所述第四电磁阀的两端分别连接所述先导油路和所述第四主阀的先导控制端。

8、在一些具体地实施方式中，还包括设置于所述臂架上的梭阀，所述梭阀的比较油口分别连接所述第一主油路和所述第二主油路，所述梭阀的出油口连接所述先导油路。

9、在一些具体地实施方式中，所述梭阀与所述先导油路之间设置有定值减压阀。

10、在一些具体地实施方式中，所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀和所述第四电磁阀均为电比例减压阀。

11、在一些具体地实施方式中，还包括先导回油油路以及设置于所述臂架上的第一溢流补油阀、第二溢流补油阀，所述第一溢流补油阀的两端分别连接所述第一工作油口和所述先导回油油路，所述第二溢流补油阀的两端分别连接所述第二工作油口和所述先导回油油路，所述先导回油油路连接油箱，所述定值减压阀、所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀和所述第四电磁阀各自的卸油口均连接所述先导回油油路。

12、在一些具体地实施方式中，所述第一主阀、所述第二主阀、所述第三主阀和所述第四主阀均为电比例流量控制阀。

13、在一些具体地实施方式中，还包括设置于所述臂架上的第一液控单向阀和第二液控单向阀，所述第一液控单向阀的单向截止端连接所述第一工作油口，所述第一液控单向阀的单向导通端分别连接所述第一主阀、所述第二主阀和所述第二液控单向阀的控制端，所述第二液控单向阀的单向截止端连接所述第二工作油口，所述第二液控单向阀的单向导通端分别连接所述第三主阀、所述第四主阀和所述第一液控单向阀的控制端。

14、在一些具体地实施方式中，所述换向阀为电磁换向阀。

15、本发明第二方面提供一种液压系统，包括：

16、上述安全冗余的分布式臂架阀组；

17、液压泵，与所述进油油路连接；

18、油箱，与所述回油油路连接；

19、执行机构，所述执行机构的进油口连接所述第一工作油口和所述第二工作油口中的一者，所述执行机构的回油口连接所述第一工作油口和所述第二工作油口中的另一者。

20、在一些具体地实施方式中，还包括电比例溢流阀，所述电比例溢流阀两端分别连接所述进油油路和油箱。

21、本发明第三方面提供一种上述安全冗余的分布式臂架阀组的控制方法，包括：

22、在所述阀芯独立结构正常的情况下，所述阀芯独立结构工作实现所述第一工作油口和所述第二工作油口的进油回油关系切换；

23、在所述第一主阀和/或所述第四主阀故障的情况下，控制所述第二主阀将所述第二主油路和所述第一工作油口连通，控制所述第三主阀将所述第一主油路和所述第二工作油口连通，所述换向阀实现所述第一工作油口和所述第二工作油口的进油回油关系切换；

24、在所述第二主阀和/或所述第三主阀故障的情况下，控制所述第一主阀将所述第一主油路和所述第一工作油口连通，控制所述第四主阀将所述第二主油路和所述第二工作油口连通，所述换向阀实现所述第一工作油口和所述第二工作油口的进油回油关系切换。

25、本发明第四方面提供一种控制器，被配置为执行上述安全冗余的分布式臂架阀组的控制方法。

26、本发明第五方面提供一种作业机械，包括臂架和上述安全冗余的分布式臂架阀组。

27、在一些具体地实施方式中，还包括主体，所述臂架安装于所述主体上，所述换向阀安装于所述主体上。

28、通过上述方案，本发明的有益效果如下：

29、本发明的阀芯独立机构设置有第一主阀、第二主阀、第三主阀和第四主阀，通过分别控制四个主阀的阀芯，从而形成双控制方案，以实现第一工作油口和第二工作油口的进油回油切换，控制执行机构执行不同动作指令，且当其中一组控制方案对应的主阀出现故障的情况下，例如阀芯卡滞而导致阀芯控制失效时，该组控制方案无法控制执行机构作业，此时可通过另一组控制方案对应的主阀控制执行机构正常作业，并能够配合换向阀进行执行机构的方向控制，另外，操作人员无需与臂架上的液压阀直接接触，只需要控制换向阀切换进油油路和回油油路便可实现应急控制，使得执行机构继续正常运行，不耽误作业进度，提升作业效率。

30、本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种安全冗余的分布式臂架阀组，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的安全冗余的分布式臂架阀组，其特征在于，还包括先导油路(300)以及设置于所述臂架上的第一电磁阀(5.1)、第二电磁阀(5.2)、第三电磁阀(5.3)和第四电磁阀(5.4)，所述第一电磁阀(5.1)的两端分别连接所述先导油路(300)和所述第一主阀(8)的先导控制端，所述第二电磁阀(5.2)的两端分别连接所述先导油路(300)和所述第二主阀(9)的先导控制端，所述第三电磁阀(5.3)的两端分别连接所述先导油路(300)和所述第三主阀(11)的先导控制端，所述第四电磁阀(5.4)的两端分别连接所述先导油路(300)和所述第四主阀(12)的先导控制端。

3.根据权利要求2所述的安全冗余的分布式臂架阀组，其特征在于，还包括设置于所述臂架上的梭阀(6)，所述梭阀(6)的比较油口分别连接所述第一主油路(100)和所述第二主油路(200)，所述梭阀(6)的出油口连接所述先导油路(300)。

4.根据权利要求3所述的安全冗余的分布式臂架阀组，其特征在于，所述梭阀(6)与所述先导油路(300)之间设置有定值减压阀(4)。

5.根据权利要求4所述的安全冗余的分布式臂架阀组，其特征在于，所述第一电磁阀(5.1)、所述第二电磁阀(5.2)、所述第三电磁阀(5.3)和所述第四电磁阀(5.4)均为电比例减压阀。

6.根据权利要求5所述的安全冗余的分布式臂架阀组，其特征在于，还包括先导回油油路(400)以及设置于所述臂架上的第一溢流补油阀(7.1)、第二溢流补油阀(7.2)，所述第一溢流补油阀(7.1)的两端分别连接所述第一工作油口和所述先导回油油路(400)，所述第二溢流补油阀(7.2)的两端分别连接所述第二工作油口和所述先导回油油路(400)，所述先导回油油路(400)连接油箱，所述定值减压阀(4)、所述第一电磁阀(5.1)、所述第二电磁阀(5.2)、所述第三电磁阀(5.3)和所述第四电磁阀(5.4)各自的卸油口均连接所述先导回油油路(400)。

7.根据权利要求1中任一项所述的安全冗余的分布式臂架阀组，其特征在于，所述第一主阀(8)、所述第二主阀(9)、所述第三主阀(11)和所述第四主阀(12)均为电比例流量控制阀。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的安全冗余的分布式臂架阀组，其特征在于，还包括设置于所述臂架上的第一液控单向阀(10.1)和第二液控单向阀(10.2)，所述第一液控单向阀(10.1)的单向截止端连接所述第一工作油口，所述第一液控单向阀(10.1)的单向导通端分别连接所述第一主阀(8)、所述第二主阀(9)和所述第二液控单向阀(10.2)的控制端，所述第二液控单向阀(10.2)的单向截止端连接所述第二工作油口，所述第二液控单向阀(10.2)的单向导通端分别连接所述第三主阀(11)、所述第四主阀(12)和所述第一液控单向阀(10.1)的控制端。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的安全冗余的分布式臂架阀组，其特征在于，所述换向阀(3)为电磁换向阀。

10.一种液压系统，其特征在于，包括：

11.根据权利要求10所述的液压系统，其特征在于，还包括电比例溢流阀(1)，所述电比例溢流阀(1)两端分别连接所述进油油路和油箱。

12.权利要求1-9中任一项所述的安全冗余的分布式臂架阀组的控制方法，其特征在于，包括：

13.一种控制器，其特征在于，被配置为执行根据权利要求12所述的安全冗余的分布式臂架阀组的控制方法。

14.一种作业机械，其特征在于，包括：

15.根据权利要求14所述的作业机械，其特征在于，还包括主体，所述臂架安装于所述主体上，所述换向阀(3)安装于所述主体上。

技术总结本发明涉及液压控制系统，提供一种安全冗余的分布式臂架阀组及其控制方法、液压系统、控制器和作业机械，阀组包括第一主油路、第二主油路、换向阀和设置于臂架上的阀芯独立结构，阀芯独立结构包括第一主阀、第二主阀、第三主阀和第四主阀，可通过两组主阀实现两个工作油口的进油回油关系切换，且在其中一组主阀发生故障的情况下，切换至另一组未故障的主阀以向两个工作油口进行供油和回油，并通过换向阀实现两个工作油口的进油回油关系切换，无需操作人员与臂架液压阀接触，便可实现应急控制，使得执行机构继续运行。技术研发人员：付玲,刘延斌,刘仁宇,尹莉,王维受保护的技术使用者：中联重科股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/16