工作栏旋转控制系统及设计方法、高空作业平台与流程

本发明属于高空作业平台，尤其涉及一种工作栏旋转控制系统及设计方法、高空作业平台。

背景技术：

1、高空作业平台的工作栏旋转使其更具灵活性，旋转速度又决定着产品的平稳性和工作效率，因此，工作栏旋转控制是产品性能的重要指标。高空作业平台的工作栏旋转所需求的流量一般小于1l，控制相对困难，目前主要采用入口流量控制方式实现工作栏旋转的速度控制，如图1和图2所示。图1主要采用在入口使用定流量阀方式控制入口流量大小，再通过摆动油缸前后使用阻尼共同控制旋转速度；图2主要采用比例阀方式控制入口流量，摆动油缸前后也加入阻尼进行工作栏旋转控制。

2、图1和图2的控制方式虽然能较好的实现工作栏旋转控制，但是由于摆动油缸的需求流量小，且工作栏旋转过程中存在轻微倾斜导致摆动过程的摩擦力增大，因此，常存在旋转启动和旋转过程的旋转不连续现象。图1使用定流量阀控制入口流量，能较好的实现小流量控制，但该控制方式在旋转过程中仍存在旋转不连续现象。为解决旋转不连续现象，常更换更小的阻尼进行匹配控制，然而该方式会极大地提高系统压力，导致能耗高等问题。采用图2的控制方式，其调节范围广、速度可调，但在摆动油缸的小流量下，比例阀控制性能差，需加入阻尼进行配合控制，然而也存在系统能耗高等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种工作栏旋转控制系统及设计方法、高空作业平台，以解决工作栏摆动需求流量小导致控制精度低的问题，以及摆动过程中旋转不连续现象。

2、本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种工作栏旋转控制系统，包括液压油箱、回油箱、油泵、定流量机构、换向阀、梭阀、平衡阀、卸荷阀以及摆动油缸；所述油泵的入口与所述液压油箱连接，所述油泵的出口通过所述定流量机构与所述换向阀的第一口连接，所述换向阀的第二口和第三口分别与所述平衡阀连接，所述平衡阀与所述摆动油缸连接；所述换向阀的第二口还通过梭阀与所述换向阀的第三口连接，所述换向阀的第四口与所述回油箱连接，所述梭阀还与所述卸荷阀的控制口连接，所述卸荷阀的第一口与所述油泵的出口连接，所述卸荷阀的第二口与所述回油箱连接；

3、所述换向阀的第二口还通过第一阻尼孔与所述换向阀的第三口连接；所述定流量机构的输出流量等于第一阻尼孔流量、摆动油缸需求流量以及预留流量之和。

4、进一步地，所述定流量机构为定流量阀，或所述定流量机构为比例阀和补偿器，或所述定流量机构为可变节流阀和补偿器，或所述定流量机构为第二阻尼孔和补偿器；

5、当定流量机构为比例阀和补偿器时，所述补偿器的第一口与所述油泵的出口连接，所述补偿器的第二口通过比例阀与所述换向阀的第一口连接，所述补偿器的第三口与所述换向阀的第一口连接；

6、当定流量机构为可变节流阀和补偿器时，所述补偿器的第一口与所述油泵的出口连接，所述补偿器的第二口通过可变节流阀与所述换向阀的第一口连接，所述补偿器的第三口与所述换向阀的第一口连接；

7、当定流量机构为第二阻尼孔和补偿器时，所述补偿器的第一口与所述油泵的出口连接，所述补偿器的第二口通过第二阻尼孔与所述换向阀的第一口连接，所述补偿器的第三口与所述换向阀的第一口连接。

8、进一步地，所述第一阻尼孔替换成节流阀，或所述第一阻尼孔替换成比例阀，或所述第一阻尼孔替换成两个串联的定流量阀，或所述第一阻尼孔替换成可变节流阀和补偿器；

9、当第一阻尼孔替换成可变节流阀和补偿器时，所述换向阀的第二口依次通过所述补偿器的第一口和第二口、可变节流阀与所述换向阀的第三口连接，所述补偿器的第三口与所述换向阀的第三口连接。

10、进一步地，所述第一阻尼孔的直径为0.4～1mm。

11、进一步地，所述控制系统还包括溢流阀，所述溢流阀的两端分别与所述油泵的出口、回油箱连接。

12、基于同一构思，本发明还提供一种如上所述工作栏旋转控制系统的设计方法，包括：

13、根据摆动油缸的排量和工作栏旋转时间确定摆动油缸需求流量；

14、根据第一阻尼孔的规格确定第一阻尼孔流量；

15、根据所述摆动油缸需求流量、第一阻尼孔流量和预留流量计算定流量机构的输出流量；

16、根据所述定流量机构的输出流量确定所述定流量机构的规格；

17、根据规格确定的第一阻尼孔和定流量机构设计所述的工作栏旋转控制系统。

18、进一步地，所述第一阻尼孔流量的计算公式为：

19、

20、其中，qp表示第一阻尼孔流量，c表示流量系数，ap表示第一阻尼孔的面积，δp表示第一阻尼孔的进出口压差，ρ表示流体密度。

21、进一步地，所述预留流量根据流量损失来设定，或者所述预留流量等于工作栏最大旋转速度所对应的摆动油缸需求流量与工作栏最小旋转速度所对应的摆动油缸需求流量的差值。

22、基于同一构思，本发明还提供一种高空作业平台，所述平台包括如上所述的工作栏旋转控制系统。

23、有益效果

24、与现有技术相比，本发明的优点在于：

25、本发明在换向阀的第二口与第三口之间增设旁通的阻尼孔，通过旁通的阻尼孔和预留流量来提高定流量机构的输出流量(即入口流量)，提高了入口流量控制范围，更易于实现小流量控制；定流量机构的输出流量由阻尼孔流量、摆动油缸需求流量和预留流量来确定，再结合旁通的阻尼孔能够实现小流量的精确控制，提高了小流量控制精度；通过配置合适的入口流量和旁通控制方式，有效降低了能耗，节约了成本，提高了产品竞争力；在冲击较大时，旁通的阻尼孔能够吸收冲击，有效解决了工作栏旋转不连续的问题。

技术特征：

1.一种工作栏旋转控制系统，包括液压油箱、回油箱、油泵、定流量机构、换向阀、梭阀、平衡阀、卸荷阀以及摆动油缸；所述油泵的入口与所述液压油箱连接，所述油泵的出口通过所述定流量机构与所述换向阀的第一口连接，所述换向阀的第二口和第三口分别与所述平衡阀连接，所述平衡阀与所述摆动油缸连接；所述换向阀的第二口还通过梭阀与所述换向阀的第三口连接，所述换向阀的第四口与所述回油箱连接，所述梭阀还与所述卸荷阀的控制口连接，所述卸荷阀的第一口与所述油泵的出口连接，所述卸荷阀的第二口与所述回油箱连接；其特征在于：

2.根据权利要求1所述的工作栏旋转控制系统，其特征在于：所述定流量机构为定流量阀，或所述定流量机构为比例阀和补偿器，或所述定流量机构为可变节流阀和补偿器，或所述定流量机构为第二阻尼孔和补偿器；

3.根据权利要求1所述的工作栏旋转控制系统，其特征在于：所述第一阻尼孔替换成节流阀，或所述第一阻尼孔替换成比例阀，或所述第一阻尼孔替换成两个串联的定流量阀，或所述第一阻尼孔替换成可变节流阀和补偿器；

4.根据权利要求1所述的工作栏旋转控制系统，其特征在于：所述第一阻尼孔的直径为0.4～1mm。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的工作栏旋转控制系统，其特征在于：所述控制系统还包括溢流阀，所述溢流阀的两端分别与所述油泵的出口、回油箱连接。

6.一种如权利要求1～5中任一项所述工作栏旋转控制系统的设计方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述工作栏旋转控制系统的设计方法，其特征在于，所述第一阻尼孔流量的计算公式为：

8.根据权利要求6或7所述工作栏旋转控制系统的设计方法，其特征在于，所述预留流量根据流量损失来设定，或者所述预留流量等于工作栏最大旋转速度所对应的摆动油缸需求流量与工作栏最小旋转速度所对应的摆动油缸需求流量的差值。

9.一种高空作业平台，其特征在于：所述平台包括如权利要求1～5中任一项所述的工作栏旋转控制系统。

技术总结本发明公开了一种工作栏旋转控制系统及设计方法、高空作业平台，所述控制系统液压油箱、回油箱、油泵、定流量机构、换向阀、梭阀、平衡阀、卸荷阀以及摆动油缸；油泵通过定流量机构与换向阀的第一口连接，换向阀的第二口和第三口分别与平衡阀连接；换向阀的第二口还通过梭阀与换向阀的第三口连接，梭阀还与卸荷阀的控制口连接，卸荷阀的第一口与油泵的出口连接，卸荷阀的第二口与回油箱连接；换向阀的第二口还通过第一阻尼孔与换向阀的第三口连接；定流量机构的输出流量等于第一阻尼孔流量、摆动油缸需求流量以及预留流量之和。本发明能够实现小流量的精确控制，有效解决了工作栏旋转不连续的问题。技术研发人员：刘国良,吴安根,石伟,张宇效受保护的技术使用者：湖南星邦智能装备股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10