阅读说明：本技术 一种节能型高空作业车上下车互锁系统及其控制方法 (Energy-saving type high-altitude operation vehicle getting-on and getting-off interlocking system and control method thereof ) 是由 商晓恒 李根文 曹丹 满军 崔腾霞 张宇 于 2021-09-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种节能型高空作业车上下车互锁系统,包括泵组,泵组的出油口与上下车切换阀的进油口连接,上下车切换阀的上位出油口和下位出油口分布与上车控制多路阀组的进油口和支腿控制多路阀组的进油口连接,上车控制多路阀组的总油路上串联有上车电磁卸荷阀,上车控制多路阀组与上车执行元件连接,支腿控制多路阀组与下车执行元件连接；还包括上车控制器和下车控制器,下车控制器与四个垂直支腿压实检测开关连接,上车控制器连有臂体落回检测开关。本发明还公开一种节能型高空作业车上下车互锁系统的控制方法。本发明的一种节能型高空作业车上下车互锁系统及其控制方法,能够实现对阀组的节能控制和自动完成上下车互锁功能。(The invention discloses an energy-saving type upper and lower car interlocking system of an overhead working truck, which comprises a pump set, wherein an oil outlet of the pump set is connected with an oil inlet of an upper and lower car switching valve, an upper oil outlet and a lower oil outlet of the upper and lower car switching valve are respectively connected with an oil inlet of an upper car control multi-way valve bank and an oil inlet of a landing leg control multi-way valve bank, an upper car electromagnetic unloading valve is connected in series with a total oil path of the upper car control multi-way valve bank, the upper car control multi-way valve bank is connected with an upper car execution element, and the landing leg control multi-way valve bank is connected with a lower car execution element; the device is characterized by further comprising a vehicle loading controller and a vehicle unloading controller, wherein the vehicle unloading controller is connected with the four vertical supporting leg compaction detection switches, and the vehicle loading controller is connected with an arm body falling detection switch. The invention also discloses a control method of the energy-saving type high-altitude operation vehicle getting-on and getting-off interlocking system. The energy-saving type upper-altitude operation vehicle getting-on and getting-off interlocking system and the control method thereof can realize energy-saving control of the valve group and automatically complete the getting-on and getting-off interlocking function.)

一种节能型高空作业车上下车互锁系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种节能型高空作业车上下车互锁系统及其控制方法，属于工程机械技术领域。

背景技术

高空作业车作为典型的高空载人作业装置，其操作的安全性、稳定性是最基本的要求，其中上下车互锁功能作为重要的安全措施几乎是每台高空作业车的必备功能。高空作业车上车是指转台及以上装置，包括转台结构、臂体结构，以及工作斗结构，下车是指副车架、支腿及底盘部分。上下车互锁是指当上车臂体离开臂支架后，下车支腿控制阀组被锁止，禁止下车支腿操作；下车支腿未完全支撑到位时，上车控制阀组被锁定，禁止上车臂体操作。该逻辑一般由装置于车辆上的控制器来完成，并由控制器来控制支腿锁止阀和上车电磁卸荷阀的通断。传统的控制模式是，上车臂体离开臂支架后，控制器驱动下车支腿锁止阀带电，进行支腿动作锁止，且同时驱动上车卸荷阀带电，解锁上车臂体动作。由于高空作业车电控系统一般都是从底盘蓄电池直接取电，且操作人员操作习惯是将上车臂体伸展至作业位置后，长时间熄火作业。这就使得底盘蓄电池电量因支腿锁止阀和上车卸荷阀长时间带电而大量消耗，并且得不到及时的发电补充，导致蓄电池亏电故障。

针对上下车互锁功能，相关技术人员做了大量工作：专利CN105288909A公开了一种具有双重保护的举高消防车上下车自动互锁装置，该方案上车部分通过控制液压先导卸荷阀组实现对臂体动作的限制，下车部分采用机械互锁限制板和自复位气缸来实现支腿部分动作的限制。另外再通过位置传感器的检测结果及控制器逻辑运算后，分别驱动上车液压先导卸荷阀和下车自复位气缸来实现上下车互锁功能。该方案存在以下问题：技术过于复杂、对结构件加工精度要求较高、装配困难，而且当上车臂体离开臂支架后，下车气缸需持续保持通电才能实现对下车支腿动作的锁定，对蓄电池电量消耗极大。

专利CN110985464A公开了一种高空作业车上下车自动互锁控制系统及其控制方法。该方案通过两组常闭型两位两通电磁阀来分别对上车臂体动作和下车支腿动作进行限制，加上一组上下车切换阀来实现上下车流量的手动切换。该方案存在以下问题：当系统上电后，若上车臂体持续维持在臂支架上，则支腿卸荷阀会持续保持通电，电量消耗较大；另外，当支腿伸出，臂体离开臂支架后，若系统电源因为故障而导致断电，此时就无法强制收回支腿，导致车辆只能长时间占用现场作业道路，存在较大的安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种能够避免支腿锁止阀和上车卸荷阀长时间带电而大量消耗底盘蓄电池电量，实现对阀组的节能控制，同时结构简单，系统能够自动完成上下车互锁功能的节能型高空作业车上下车互锁系统及其控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种节能型高空作业车上下车互锁系统，包括泵组，所述泵组的出油口与上下车切换阀的进油口连接，所述上下车切换阀的进油口油路处安装有压力开关，所述上下车切换阀的上位出油口和下位出油口分布与上车控制多路阀组的进油口和支腿控制多路阀组的进油口连接，所述上车控制多路阀组的总油路上串联有上车电磁卸荷阀，所述上车控制多路阀组的转台回转阀的驱动口、臂体变幅阀的驱动口和臂体伸缩阀的驱动口分别与上车执行元件的转台回转马达、变幅油缸和伸缩油缸连接，所述支腿控制多路阀组的支腿伸缩控制阀和四组垂直/水平支腿选择阀的驱动口与下车执行元件的四组垂直支腿伸缩油缸和四组水平支腿伸缩油缸连接，所述支腿伸缩控制阀的回油路上串联有支腿锁止阀；还包括通过CAN总线相连的上车控制器和下车控制器，所述下车控制器通过DI点与四个垂直支腿压实检测开关和所述压力开关连接，四个所述垂直支腿压实检测开关分别设置在四个所述垂直支腿油缸的液压锁上方，所述上车控制器连有臂体落回检测开关，所述上车控制器分别与转台回转阀、臂体变幅阀和臂体伸缩阀、上车电磁卸荷阀和支腿锁止阀连接。

所述上车电磁卸荷阀为常闭型两位两通电磁阀，所述支腿锁止阀为常开型两位两通电磁阀。

所述下车控制器设置在所述支腿控制多路阀组附近的副车架上，所述上车控制器设置在上车转台部分。

一种所述节能型高空作业车上下车互锁系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S01，先将上车电磁卸荷阀和支腿锁止阀设置在处于失电状态；

S02，操作人员将上下车切换阀打到下位，支腿控制多路阀组获得油源，操作支腿阀杆，使四个水平支腿和四个垂直支腿都处于全伸状态；

S03，下车控制器通过DI点采集四个垂直支腿压实检测开关的检测信号，并将采集到的信号通过CAN总线传送给上车控制器；

S04，当上车控制器判断只要有一个垂直支腿压实检测开关未检测到信号后，上车控制器控制上车电磁卸荷阀持续保持失电状态，切断上车控制多路服组的油路，锁定上车动作；当上车控制器判断四个垂直支腿压实检测开关全部检测到信号后，上车控制器控制上车电磁卸荷阀得电，此时把上下车切换阀打到上位，上车控制器控制多路阀组获得油源，可以操作上车动作；

S05，上车控制器接受臂体落回检测开关的检测信号，当臂体落回检测开关检测到上车臂体离开臂支架时，上车控制器控制支腿锁止阀得电，切断支腿多路阀组处油路，将下车动作进行锁定。

S03中，下车控制器通过DI点采集液压系统上压力开关的检测信号，当压力开关检测到系统的压力值超过系统设定压力值时判断压力开关导通，否则判断压力开关处于断开状态。

S05中，若压力开关导通，则上车控制器的PWM端口以100％的占空比对支腿锁止阀进行驱动输出，若压力开关处于断开状态，则控制器PWM端口以40％的占空比对支腿锁止阀进行驱动来维持阀芯的关闭状态。

S04中，当上车控制器判断四个垂直支腿压实检测开关全部检测到信号时，若压力开关导通，则上车控制器的PWM端口以100％的占空比对上车电磁卸荷阀进行驱动输出，若压力开关处于断开状态，则上车控制器的PWM端口以40％的占空比对上车电磁卸荷阀进行驱动来保持阀芯的导通状态。

本发明的有益效果：本发明提供的一种节能型高空作业车上下车互锁系统及其控制方法，上下车切换阀的进油口油路处安装有压力开关，压力开关导通，即可判断为有液压动作输出，低于该值压力开关断开则判断无液压动作输出，当臂体离开臂支架需要锁定支腿锁止阀时，若压力开关处于断开状态，则上车控制器PWM端口仅需以40％的占空比对支腿锁止阀进行驱动即可维持阀芯的关闭状态；当垂直支腿全部压实，上车动作解锁时，若压力开关5处于断开状态，则控制器PWM端口仅需以40％的占空比对上车电磁卸荷阀2进行驱动即可保持阀芯的导通状态，能够实现高空作业车的上下车互锁功能，而且可以降低电磁阀的电能消耗，实现对电磁阀的节能控制。

附图说明

图1是本发明一种节能型高空作业车上下车互锁系统的液压原理图；

图2是本发明一种节能型高空作业车上下车互锁系统的电气原理图。

图中附图标记如下：1-泵组；2-上车电磁卸荷阀；3-上车控制多路阀组；4-上车执行元件；5-压力开关；6-上下车切换阀；7-支腿锁止阀；8-下车执行元件和9-支腿控制多路阀组。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明公开一种节能型高空作业车上下车互锁系统，该液压系统包括泵组1、上车电磁卸荷阀2、上车控制多路阀组3、上车执行元件4、压力开关5、上下车切换阀6、支腿锁止阀7、下车执行元件8和支腿控制多路阀组9。

其中，泵组1的出油口与上下车切换阀6的进油口连接，为整套液压系统提供油源。上下车切换阀6的上位出油口与上车控制多路阀组3的进油口连接，为上车动作提供油源。上下车切换阀6的下位出油口与支腿控制多路阀组9的进油口连接，为支腿动作提供油源。

压力开关5安装在上下车切换阀6的进油口油路处，用于测量液压系统总油路的压力，并与设定压力值作比较，将测量结果转换成电信号发送给下车控制器。

上车控制多路阀组3进油口与上下车切换阀6的上位出油口连接，上车控制多路阀组3有三组驱动口，分别与相应的上车执行元件4连接，其阀芯开口大小受上车控制器控制。上车执行元件4包括转台回转马达、变幅油缸和伸缩油缸，直接与上车控制多路阀组3的驱动口连接。

上车电磁卸荷阀2为常闭型两位两通电磁阀，串联在上车控制多路阀组3的总油路上，失电时，切断上车部分油路，用于对上车油路进行卸荷控制。支腿控制多路阀组9包括支腿伸缩控制阀、四组垂直/水平支腿选择阀。支腿伸缩控制阀组9的进油口与上下车切换阀6下位出油口连接，其驱动口直接与下车执行元件8连接。下车执行元件8包括4组垂直支腿伸缩油缸和4组水平支腿伸缩油缸，直接与下车支腿多路阀组9的驱动口连接。支腿锁止阀7为常开型两位两通电磁阀，串联在支腿伸缩控制阀的回油路上，得电时，切断支腿部分油路。

如图2所示，本发明的电气系统部分包括下车控制器、4个垂直支腿压实检测开关、上车控制器和臂体落回检测开关。

下车控制器设置在下车多路阀组附近的副车架上，通过DI点采集4个垂直支腿压实检测信号和液压系统上压力开关5的检测信号，并将采集到的信号，通过CAN总线传送给上车控制器进行逻辑运算，根据上车控制器传送过来的指令，来驱动支腿锁止阀7的通断。

垂直支腿压实检测开关设置在垂直支腿油缸液压锁上方，垂直支腿油缸处于压实状态时，触发开关闭合。

上车控制器为该系统主控制器，设置在上车转台部分，用于采集臂体落回检测开关的信号，同时根据下车控制器传送过来的信息，进行逻辑运算，来驱动上车电磁卸荷阀的通断。

本发明的工作原理及过程如下：操作开始时，上车臂体落在臂支架上。上车电磁卸荷阀2和支腿锁止阀7都处于失电状态。操作人员将上下车切换阀6打到下位，支腿控制多路阀组9获得油源。操作支腿阀杆，使四个水平支腿和四个垂直支腿都处于全伸状态。只要有1个垂直支腿压实检测开关未检测到信号，上车电磁卸荷阀2将持续保持失电状态，切断上车控制多路服组3的油路，锁定上车动作；只有四个垂直支腿压实检测开关全部检测到信号后，上车电磁卸荷阀2得电，此时把上下车切换阀6打到上位，上车控制多路阀组3获得油源，可以操作上车动作。当臂体落回检测开关检测到上车臂体离开臂支架，支腿锁止阀7得电，切断支腿多路阀组9处油路，将下车动作进行锁定，此时即使把上下车切换阀6打到下位，支腿也无法进行操作，如此就实现了高空作业车上下车的自动互锁功能。

本发明的创新点为：1)在液压总油路上设置压力开关5，将其检测压力值预设为40bar，系统压力超过40bar，压力开关导通，即可判断为有液压动作输出，低于该值压力开关断开则判断无液压动作输出；2)上车电磁卸荷阀2和支腿锁止阀7均由控制器的PWM端口进行控制，当臂体离开臂支架需要锁定支腿锁止阀7时，判断压力开关5的通断状态，若压力开关5导通，则控制器PWM端口以100％的占空比对支腿锁止阀7进行驱动输出，若压力开关5处于断开状态，则控制器PWM端口仅需以40％的占空比对支腿锁止阀7进行驱动即可维持阀芯的关闭状态；3)当垂直支腿全部压实，上车动作解锁时，判断压力开关5的通断状态，若压力开关5导通，则控制器PWM端口将以100％的占空比对上车电磁卸荷阀2进行驱动输出，若压力开关5处于断开状态，则控制器PWM端口仅需以40％的占空比对上车电磁卸荷阀2进行驱动即可保持阀芯的导通状态。该方案不仅可以实现高空作业车的上下车互锁功能，而且可以降低电磁阀的电能消耗，实现对电磁阀的节能控制。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。