具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1-图3描述本发明的自重落幅液压控制方法、系统及起重机。

本发明实施例提供一种自重落幅液压控制方法以实现均匀落幅的控制。如图1所示为本发明提供的自重落幅液压控制方法的流程示意图，该自重落幅液压控制方法包括步骤：

S100，按预设时间间隔获取变幅油缸的无杆腔的压力，根据所述无杆腔压力实时修正最大控制电流。

S200，获取电控手柄开度，根据修正后的最大控制电流和所述电控手柄开度确定控制电流；

S300，与所述无杆腔连通的变幅平衡阀根据所述控制电流调节其阀芯开度。

具体的，一定的电控手柄的开度对应一定的控制电流和一定的变幅平衡阀的开度。本发明实施例根据无杆腔的实时压力对最大控制电流进行实时修正，使得最大控制电流随着无杆腔的压力的变化而变化，即在无杆腔压力逐渐增大的过程中，将最大控制电流修正至随无杆腔压力的逐渐增大而逐渐减小；由于最大控制电流与手柄的开度呈对应关系，将修正后的最大控制电流乘以其开度值即为该开度值对应的控制电流，该开度值对应的控制电流也会随之减小，从而实现对电控手柄任一开度值对应的控制电流的实时修正。变幅平衡阀根据修正后的控制电流，调节其阀芯的开度以实现均匀落幅。此时电控手柄的不同开度对应不同的落幅速度。

本发明实施例提供的自重落幅液压系统，根据无杆腔的实时压力对最大控制电流进行实时修正，使最大控制电流随着无杆腔的压力的增大而逐渐减小，电控手柄的任一开度对应的控制电流也随之逐渐减小，从而使电控手柄的任一开度对应一个恒定的落幅速度，不需要通过人工实时调节电控手柄的开度来保证均匀落幅。操作时，只需确定需要的落幅速度并将电控手柄调节到对应的开度即可。在保证均匀落幅的情况下，还极大程度的简化了均匀落幅的操作，降低了操作难度。

其中，步骤S100中，所述根据所述无杆腔的压力实时修正最大控制电流，具体包括：

S110，根据所述无杆腔的压力和预设的最大落幅速度确定电流补偿系数；

S120，根据所述电流补偿系数实时修正所述最大控制电流。

在自重落幅液压系统中，在大臂重力作用下，无杆腔向变幅平衡阀回油，无杆腔的流量恒定即可保证落幅速度均匀。随着大臂角度的变小，无杆腔的压力逐渐增大。根据流量公式：

其中，Q为所述无杆腔的流量，C为流量系数，A为所述变幅平衡阀的过流面积，ρ为液压油的密度，P为无杆腔的压力。

可知，无杆腔压力逐渐增大时，要保证无杆腔流量的恒定，则需要减小变幅平衡阀的开度，进而需要减小控制电流。

其中，预设的最大落幅速度为根据实际作业需要人为设定的值，对应电控手柄最大开度对应的控制电流。本发明实施例以保证电控手柄在最大开度时的最大控制电流能够始终保证最大落幅速度恒定为目标，对最大控制电流进行实时修正。

具体的，实时修正的最大控制电流为：

其中，为第i时刻修正后的最大控制电流，为所述电控手柄开度最大时对应的原始最大控制电流，P_i为第i时刻获取的所述无杆腔的压力，K_i为第i时刻确定的电流补偿系数，1≤i≤n，i为正整数，在整个落幅过程中进行了n次无杆腔的压力的采集。

可通过压力传感器实时采集变幅油缸无杆腔的压力，根据该实时压力计算实时补偿系数，然后通过上述修正公式，在电控手柄最大开度对应的原始最大控制电流的基础上，根据无杆腔的实时压力值和实时补偿系数，对最大控制电流进行实时修正，得到随无杆腔压力逐渐增大而逐渐减小的最大控制电流，在此基础上，电控手柄最大开度时即可保证以设定的最大落幅速度均匀落幅，同理，手柄处于其他任一开度时可保证以小于最大落幅速度的一定速度均匀落幅。

其中，步骤S110中，所述根据所述无杆腔的压力和预设的最大落幅速度确定电流补偿系数，具体包括：

S111，分别根据当前时刻获取的所述无杆腔的压力P_i和上一时刻获取的所述无杆腔的压力P_i-1，确定当前时刻保持所述最大落幅速度所需的控制电流I_i以及上一时刻保持所述最大落幅速度所需的控制电流I_i-1。

S112，根据当前时刻获取的所述无杆腔的压力P_i、上一时刻获取的所述无杆腔的压力P_i-1、当前时刻保持所述最大落幅速度所需的控制电流I_i以及上一时刻保持所述最大落幅速度所需的控制电流I_i-1确定所述电流补偿系数。

每一时刻采集了无杆腔的压力后，根据该压力计算出该时刻保持最大落幅速度所需要的控制电流，并存储每一时刻的无杆腔的压力和对应的控制电流，以供下一时刻计算电流补偿系数时调用。

具体的，本发明实施例中，所述电流补偿系数为：第一时刻采集无杆腔压力之前的I₀和P₀分别为系统的初始控制电流和无杆腔的初始电压。每一时刻对最大控制电流进行修正时，采集当前时刻无杆腔的压力，并根据该压力计算出当前时刻保持最大落幅速度所需要的控制电流，同时获取上一时刻的无杆腔的压力和对应控制电流，根据上述公式计算每一时刻的电流补偿系数，即能够获得每一时刻修正后的最大控制电流。

其中，步骤S111中，分别根据当前时刻获取的所述无杆腔的压力P_i和上一时刻获取的所述无杆腔的压力P_i-1，确定当前时刻保持所述最大落幅速度所需的控制电流I_i以及上一时刻保持所述最大落幅速度所需的控制电流I_i-1，具体包括：

根据所述变幅油缸的尺寸和预设的最大落幅速度，确定所述无杆腔的最大流量需求；

根据流量公式以及所述变幅平衡阀的过流面积A与控制电流I的关系，确定当前时刻要保持所述最大落幅速度所需的控制电流I_i和上一时刻保持所述最大落幅速度所需的控制电流I_i-1；

其中，Q为所述无杆腔的流量，C为流量系数，A为所述变幅平衡阀的过流面积，ρ为液压油的密度，P为无杆腔的压力。

具体的，根据变幅平衡阀的阀芯位移-过流面积曲线以及变幅平衡阀的阀芯位移与控制电流关系，可确定变幅平衡阀的过流面积与控制电流的关系，即A＝κ·I，κ为过流面积系数，I为控制电流。则在无杆腔流量恒定的情况下，控制电流和无杆腔的压力存在确定关系。

其中，所述根据所述变幅油缸的尺寸和预设的最大落幅速度，确定所述无杆腔的最大流量需求，具体包括：

根据预设的最大落幅速度确定落幅时间；

根据所述变幅油缸的缸径、油缸行程以及所述落幅时间确定所述无杆腔的最大流量需求。

具体的，最大落幅速度对应无杆腔的最大流量；

其中，Q_m为无杆腔的最大流量，D为变幅油缸缸径，L为变幅油缸的行程，T为落幅时间。

本发明还提供一种自重落幅液压系统，如图2所示为本发明提供的自重落幅液压系统的结构示意图，所述自重落幅液压系统包括变幅油缸1、变幅平衡阀2、压力检测单元、电控手柄4和控制器5。变幅油缸1的有杆腔11与油箱6连通，变幅油缸1的无杆腔12与变幅平衡阀2的工作油口连通。压力检测单元用于检测变幅油缸1的无杆腔12的压力。变幅平衡阀2、压力检测单元和电控手柄4分别与控制器5相连。控制器5用于按预设时间间隔获取变幅油缸1的无杆腔12的压力，根据无杆腔12的压力实时修正最大控制电流；还用于获取电控手柄开度，根据修正后的最大控制电流和电控手柄开度确定控制电流。

其中，压力检测单元可以为压力传感器3。变幅平衡阀2可以为电比例平衡阀，电比例平衡阀直接与控制器5通信连接，直接接收控制器5输出的控制电流，根据控制电流调节阀芯开度。本发明实施例中，还包括作为先导阀的电比例减压阀8，电比例减压阀8与控制器5通信连接，电比例减压阀8的工作油口与变幅平衡阀2的先导油口相连通，控制器5将控制电流输送给电比例减压阀8，通过电比例减压阀8控制先导油以调节变幅平衡阀2的阀芯开度。

其中，本发明提供的自重落幅液压系统还包括电液比例换向阀7，如图2所示，电液比例换向阀7的一个工作油口与变幅平衡阀2的进油口相连通，变幅平衡阀2的先导油口和电液比例换向阀7的先导油口连通同一路先导油，例如，电比例减压阀8的工作油口分别与变幅平衡阀2与电液比例换向阀7的先导油口相连通。变幅油缸1、变幅平衡阀2和电液比例换向阀7的泄油口均与油箱6相连通。

本实施例提供的自重落幅液压系统在工作时，操作人员控制电控手柄4的开度。控制器5实时读取压力检测单元采集到的无杆腔12的压力值，并根据据该压力值实时修正最大控制电流。同时，控制器5读取电控手柄4的开度值，并根据电控手柄4的开度值和电控手柄4的最大控制电流计算控制电流，并向电比例减压阀8输出该控制电流。电比例减压阀8根据该控制电流调节变幅平衡阀2和电液比例换向阀7的开度，使起重臂在垂直方向匀速下落。其中，控制器5对最大控制电流的修正方法可参见上述实施例，在此不再赘述。

本发明还提供一种起重机，包括上述自重落幅液压系统。该其中即可以对最大控制电流进行实时修正，使的电控手柄的任一开度对应的控制电流随之得到修正，不需要通过人工实时调节电控手柄的开度来保证均匀落幅。电控手柄的任一开度对应一个恒定的落幅速度，操作时，只需要确定落幅速度并将电控手柄调节到对应的开度即可。在保证均匀落幅的情况下，还极大程度的简化了均匀落幅的操作。

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；而这些修改或者替换，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。