车辆底盘的调平方法及系统的利记博彩app
【专利摘要】本发明涉及采矿设备的自动控制领域，特别涉及一种车辆底盘的调平方法及系统。本发明的车辆底盘的调平方法包括顺序执行的伸展过程、夯实过程、调平过程和抬升过程。在调平过程中，根据水平传感器检测到的倾斜角度来确定主调液压油缸和辅调液压油缸，对主调液压油缸进行主动调节使其抬升，同时对被动液压油缸进行被动补偿以使其夯实地面。本发明解决了现有技术中车辆底盘调平精度低且容易出现虚腿现象的技术问题。
【专利说明】车辆底盘的调平方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及采矿设备的自动控制领域，特别涉及一种车辆底盘的调平方法及系统。
【背景技术】
[0002]采矿设备，特别是地下轮式铰接底盘的台车，在作业前对车辆底盘的水平较准都是采用人工手动的方法进行调节。具体方法为，参照图1，操作人员先将车辆底盘前部的两个伸缩油缸伸展开，然后手动操作与各条支腿对应的各个液压油缸的抬升，在抬升的过程中根据车辆底盘上安装的水平仪所显示的倾斜角度，不断地调节相应的液压油缸来完成车身的调平，直至液压油缸达到所需的高度。该方法麻烦费时，且调平精度也较低。
[0003]在其它领域应用的工程车辆的调平方法大多也是采用上述人工操作的方法进行的。也有部分工程车辆采用自动操作的方法，即在操作过程中，通过水平传感器来监测车身的倾角，通过逻辑运算和数据处理对相应的液压油缸进行自动调节。 [0004]但无论在人工操作还是自动操作的方法中，按照现有的调平方法，都容易出现虚腿现象。即在工程车辆的支腿超过3个时，由于3个点可以确定一个平面，因此在操作的过程中会出现某个或者某几个支腿不着地、或者虽然着地但不受力的情况，即虚腿现象。虚腿现象严重时会导致车辆倾斜甚至侧翻的后果。
[0005]现有技术中解决虚腿现象的方案，是在支腿上增加测力传感器来测量支腿的反作用力，根据水平传感器和测力传感器的信号，进行复杂的逻辑运算来解决虚腿问题。这种方法不但成本较高，其计算方法也较为复杂繁琐。
【发明内容】
[0006]为了解决现有技术中车辆底盘调平的精度低且容易出现虚腿现象的技术问题，本发明提供了一种车辆底盘的调平方法，该方法包括调平过程，所述调平过程包括在基准平面上预设相互垂直的两个坐标轴X轴和Y轴，检测所述车辆底盘相对于所述基准平面的X轴倾斜角度a和Y轴倾斜角度b，当未满足Ial≤Θ且Ibl ( Θ的条件时，执行如下步骤，其中Θ为预定角度:S1.根据a和b的值并基于预设的对照表确定车身最低的部位所对应的支腿，并将与该支腿对应的液压油缸确定为主调液压油缸，将与其他支腿对应的液压油缸确定为辅调液压油缸；S2.向所述主调液压油缸的无杆腔补油使得所述主调液压油缸升高，并且在所述主调液压油缸升高期间，如果所述辅调液压油缸的无杆腔的油压小于第一预定压力，则向所述辅调液压油缸的无杆腔补油直至所述辅调液压油缸的无杆腔的油压升高至所述第一预定压力；S3.重复SI~S2，直到检测到的a和b的值满足|a| < Θ且
b| ≤Θ。
[0007]进一步地，该方法还包括在所述调平过程之前执行的夯实过程:分别向每个液压油缸的无杆腔补油，直到每个所述液压油缸的无杆腔的油压均达到第二预定压力。
[0008]进一步地，该方法还包括在所述夯实过程之前执行的伸展过程:启动设置于所述车辆底盘前部的伸缩油缸，使得所述伸缩油缸伸展至预定伸展位置。
[0009]进一步地，该方法还包括在所述调平过程之后执行的抬升过程:分别向每个液压油缸的无杆腔补油并控制液压油的流速以使得每个所述液压油缸同步抬升至预定抬升位置。
[0010]本发明还提供了一种车辆底盘的调平系统，包括液压控制系统、多个支腿及与各支腿分别对应的液压油缸、分别通过液压锁与各所述液压油缸相连以使得所述液压油缸连接至所述液压控制系统的多个第一电磁换向阀、以及固定设置于所述车辆底盘上的用于检测所述车辆底盘相对于预设有X轴和Y轴的基准平面的X轴倾斜角度a和Y轴倾斜角度b的双轴水平传感器，该调平系统还包括控制器和减压阀，所述控制器包括控制单元、确定单元、以及与所述控制单元通信的外部接口单元和驱动单元，其中，所述外部接口单元配置为获取所述双轴水平传感器输出的X轴倾斜角度a和Y轴倾斜角度b并传送给所述控制单元；所述确定单元配置为在确定a和b的值未满足|a| < Θ且|b| ( Θ的条件时，根据a和b的值并基于预定的对照表确定车身最低的部位所对应的支腿，并将与该支腿对应的液压油缸确定为主调液压油缸，将与其他支腿对应的液压油缸确定为辅调液压油缸；所述驱动单元配置为控制与所述主调液压油缸相连的第一电磁换向阀得电以使得所述液压控制系统向所述主调液压油缸的无杆腔补油从而所述主调液压油缸升高，直至所述双轴水平传感器检测到的a和b的值满足|a| < Θ且|b| ( Θ ;所述减压阀通过多个单向阀分别连接到各所述液压油缸的无杆腔，所述减压阀的输出压力被配置为第一预定压力以使得当所述辅调液压油缸的无杆腔的油压小于所述第一预定压力时，所述液压控制系统通过所述减压阀向所述辅调液压油缸的无杆腔补油直至所述辅调液压油缸的无杆腔的油压升高至所述第一预定压力。
[0011]进一步地，所述调平系统还包括第二电磁换向阀和第一节流阀，所述控制单元进一步被配置为当检测到的a和b的值未满足Ial < Θ且Ibl ( Θ的条件，通过所述驱动单元控制所述第二电磁换向阀得电，以使得液压油能够通过所述第一节流阀进入所述减压阀的输入端。
[0012]进一步地，所述调平系统还包括第三电磁换向阀和第二节流阀，所述控制单元进一步被配置为当所述调平系统被配置为精调模式时，通过所述驱动单元控制所述第三电磁换向阀得电，以使得液压油能够通过所述第二节流阀进入所述液压控制系统。
[0013]进一步地，所述调平系统还包括分别用于检测各所述液压油缸的无杆腔的油压的多个压力传感器，所述压力传感器被配置为当其检测的所述液压油缸的无杆腔的油压大于或等于第二预定压力时，通过所述外部接口单元输出压力传感信号至所述控制单元；所述控制单元配置为:当所述调平系统被配置为执行夯实过程时，通过所述驱动单元控制所述第一电磁换向阀得电，以使得所述液压控制系统能够向所述液压油缸的无杆腔补油；当接收到所述压力传感信号之后，通过所述驱动单元控制与发送该压力传感信号的所述压力传感器对应的所述液压油缸连接的所述第一电磁换向阀失电，以使得所述液压控制系统停止向与所述对应的液压油缸的无杆腔补油。
[0014]进一步地，所述调平系统还包括:设置于每个所述第一电磁换向阀的前端的压力补偿阀；分别用于检测各所述液压油缸的抬升位置的多个第一位移传感器，所述第一位移传感器被配置为当其检测到对应的所述液压油缸抬升至预定抬升位置时，通过所述外部接口单元分别输出第一位移传感信号至所述控制单元；所述控制单元进一步被配置为:当所述调平系统被配置为执行抬升过程时，通过所述驱动单元控制所述第一电磁换向阀得电，以使得所述液压控制系统能够向所述液压油缸的无杆腔补油；当接收到所述第一位移传感信号之后，通过所述驱动单元控制各所述第一电磁换向阀失电，以使得所述液压控制系统停止向各所述液压油缸的无杆腔补油。
[0015]进一步地，所述调平系统还包括:对称设置于所述车辆底盘前部的第一和第二伸缩油缸，以及分别通过液压锁与所述第一和第二伸缩油缸相连以使得所述第一和第二伸缩油缸连接至所述液压控制系统的第四和第五电磁换向阀；分别用于检测所述第一和第二伸缩油缸的伸展位置的两个第二位移传感器，所述第二位移传感器被配置为当所述第一或第二伸缩油缸伸展至预定伸展位置时，通过所述外部接口单元输出第二位移传感信号至所述控制单元；所述控制单元进一步被配置为:当所述调平系统被配置为执行伸展过程时，通过所述驱动单元控制所述第四和第五电磁换向阀得电，以使得所述液压控制系统能够向所述第一和第二伸缩油缸的无杆腔补油；当接收到所述第二位移传感信号之后，通过所述驱动单元控制与所述第二位移传感器对应的所述第一或第二伸缩油缸连接的所述第四或第五电磁换向阀失电，以使得所述液压控制系统停止向所述第一或第二伸缩油缸的无杆腔补油。
[0016]本发明提供的车辆底盘的调平方法和系统，对比于现有技术，其有益效果在于:
[0017]I)本发明通过控制器的自动调节，比人工操作的精度大大提高；
[0018]2)伸展过程可以增加整个调平过程中车身的稳定性；
[0019]3)夯实过程保证了四个支腿充分着地夯实，从而避免了调平过程中无法调平、车辆侧翻等现象；
[0020]4)区分主调液压油缸和辅调液压油缸，控制主调液压油缸抬升的同时对辅调液压油缸的无杆腔补油，可有效地避免在调平过程中出现虚腿现象；
[0021]5)压力补偿阀的设置，保证在抬升过程中四个支腿的抬升是同步的；
[0022]6)本发明使用的零部件成本较低，方法逻辑简单易于实现。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为液压油缸和伸缩油缸的位置示意图；
[0024]图2(a)为车辆底盘向X轴负方向的转向角小于40度时的液压油缸和伸缩油缸的位置示意图；
[0025]图2(b)为车辆底盘向X轴正方向的转向角小于40度时的液压油缸和伸缩油缸的位置示意图；
[0026]图3为本发明的车辆底盘的调平方法的优选的实施方式的示意图；
[0027]图4为本发明的车辆底盘的调平系统的优选的实施方式的结构示意图；
[0028]图5为本发明的车辆底盘的调平系统的优选的实施方式的连接示意图。
[0029]主要附图标记说明:
[0030]I单向阀 2减压阀 3第一节流阀
[0031]4第二节流阀5压力补偿阀【具体实施方式】
[0032]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明的车辆底盘的调平方法及系统作进一步的详细描述，但不作为对本发明的限定。
[0033]参照图4和图5，分别是本发明的车辆底盘的调平系统的优选的实施方式的结构示意图和连接示意图。在该优选的实施方式中，本发明的车辆底盘的调平系统包括:
[0034]液压控制系统、与支腿对应的四个液压油缸C201?C204、对称设置于车辆底盘前部能够沿水平方向伸缩的第一伸缩油缸C205和第二伸缩油缸C206、固定设置于车辆底盘上用于检测预设于基准平面上的X轴和Y轴方向上的倾斜角度a和b的双轴水平传感器；
[0035]分别通过液压锁与液压油缸C201?C204相连以使得液压油缸C201?C204连接至液压控制系统的四个第一电磁换向阀Y401?Y404(优选为三位四通电磁换向阀)、分别通过液压锁与伸缩油缸C205、C206相连以使得伸缩油缸C205、C206连接至液压控制系统的第四电磁换向阀Υ405和第五电磁换向阀Υ406 (优选为三位四通电磁换向阀)；
[0036]分别用于检测液压油缸C201?C204的无杆腔的油压的四个压力传感器BlOl?Β104、分别用于检测液压油缸Υ401?Υ404的抬升位置的四个第一位移传感器S201?S204、分别用于检测伸缩油缸C205、C206的伸展位置的两个第二位移传感器S205和第六位移传感器S206 ；
[0037]用于调节辅调液压油缸的减压阀2、第二电磁换向阀Υ407和第一节流阀3、用于控制精调模式的第三电磁换向阀Υ408和第二节流阀4、设置于第一电磁换向阀Υ401?Υ404的前端以保持阀口液压油的流量相同的四个压力补偿阀5 ；
[0038]用于控制调平系统工作的控制器，包括控制单元、确定单元、以及与控制单元和确定单元通信的外部接口单元和驱动单元。
[0039]参照图3，本发明的车辆底盘的调平方法的优选的实施方式包括顺序执行的四个过程:伸展过程、夯实过程、调平过程和抬升过程。
[0040]伸展过程将两个伸缩油缸打开，以增加车身的稳定性。具体过程为:控制单元通过驱动单元控制第四电磁换向阀Υ405和第五电磁换向阀Υ406得电，以使得液压控制系统开始向第一伸缩油缸C205和第二伸缩油缸C206的无杆腔补油，从而使得伸缩油缸C205、C206沿水平方向伸展；当第一伸缩油缸C205或第二伸缩油缸C206伸展至预定伸展位置时，对应的第二位移传感器S205或S206通过外部接口单元输出第二位移传感信号至控制单元；控制单元接收到第二位移传感信号之后，通过驱动单元控制与第二位移传感器S205或S206对应的第一伸缩油缸C205或第二伸缩油缸C206连接的第四电磁换向阀Υ405或第五电磁换向阀Υ406失电，以使得液压控制系统停止向第一伸缩油缸C205或第二伸缩油缸C206的无杆腔补油。当两个伸缩油缸C205、C206均伸展到预定伸展位置时，伸展过程完成。
[0041]为了保证每个液压油缸C201?C204都充分着地夯实，从而避免在调平过程中出现无法调平或车辆侧翻等现象，在调平过程前优选地执行夯实过程。夯实过程具体为:控制单元通过驱动单元控制第一电磁换向阀Υ401?Υ404得电，以使得液压控制系统开始向液压油缸C201?C204的无杆腔补油，支腿着地后其液压油缸C201?C204的无杆腔的油压会不断升高；当压力传感器BlOl?Β104检测到对应的液压油缸C201?C204的无杆腔的油压大于或等于第二预定压力时，通过外部接口单元输出压力传感信号至控制单元；当控制单元接收到压力传感信号之后，通过驱动单元控制与压力传感器BlOl?Β104对应的液压油缸C201~C204连接的第一电磁换向阀Y401~Y404失电，以使得液压控制系统停止向对应的液压油缸C201~C204的无杆腔补油。当四个液压油缸C201~C204的无杆腔的油压均达到第二预定压力时，夯实过程完成。其中，第二预定压力可以根据经验或实际测量值来设置。
[0042]在调平过程中，控制单元通过外部接口单元获取双轴水平传感器输出的倾斜角度a和b，当检测到不满足|a| ≤ Θ且|b| ≤Θ时，确定单元通过预设的对照表，例如表1，来确定主调液压油缸和辅调液压油缸，即，车身最低的部位所对应的支腿对应的液压油缸确定为主调液压油缸，其他支腿对应的液压油缸确定为辅调液压油缸。然后通过驱动单元控制第二电磁换向阀Y407得电，以使得液压油能够通过第一节流阀3进入减压阀2的输入端；控制单元通过驱动单元控制与主调液压油缸相连的第一电磁换向阀Y401或Y402或Y403或Y404得电以使得液压控制系统向主调液压油缸的无杆腔补油；同时由于减压阀2的输出压力被配置为第一预定压力，因此当辅调液压油缸的无杆腔的油压即支腿的反作用力小于第一预定压力时，液压控制系统即通过减压阀2向辅调液压油缸的无杆腔补油；控制单元控制该系统不断地重复上述步骤，直至控制单元检测到满足|a| < Θ且|b| < Θ，控制单元通过驱动单元控制第二电磁换向阀Y407失电，调平过程完成。其中，第一预定压力根据经验和实验结果来确定。
[0043]表1主调和辅调液压油缸的确定规则
[0044]
【权利要求】
1.一种车辆底盘的调平方法，该方法包括调平过程，所述调平过程包括在基准平面上预设相互垂直的两个坐标轴X轴和Y轴，检测所述车辆底盘相对于所述基准平面的X轴倾斜角度a和Y轴倾斜角度b，当未满足Ial < Θ且Ibl ( Θ的条件时，执行如下步骤，其中Θ为预定角度: S1.根据a和b的值并基于预设的对照表确定车身最低的部位所对应的支腿，并将与该支腿对应的液压油缸确定为主调液压油缸，将与其他支腿对应的液压油缸确定为辅调液压油缸； S2.向所述主调液压油缸的无杆腔补油使得所述主调液压油缸升高，并且在所述主调液压油缸升高期间，如果所述辅调液压油缸的无杆腔的油压小于第一预定压力，则向所述辅调液压油缸的无杆腔补油直至所述辅调液压油缸的无杆腔的油压升高至所述第一预定压力； S3.重复S1~S2，直到检测到的a和b的值满足|a |≤Θ且| b |≤Θ。
2.根据权利要求1所述的车辆底盘的调平方法，其特征在于，该方法还包括在所述调平过程之前执行的夯实过程:分别向每个液压油缸的无杆腔补油，直到每个所述液压油缸的无杆腔的油压均达到第二预定压力。
3.根据权利要求2所述的车辆底盘的调平方法，其特征在于，该方法还包括在所述夯实过程之前执行的伸展过程:启动设置于所述车辆底盘前部的伸缩油缸，使得所述伸缩油缸伸展至预定伸展位置。
4.根据权利要求1所述的车辆底盘的调平方法，其特征在于，该方法还包括在所述调平过程之后执行的抬升过程:分别向每个液压油缸的无杆腔补油并控制液压油的流速以使得每个所述液压油缸同步抬升至预定抬升位置。
5.一种车辆底盘的调平系统，包括液压控制系统、多个支腿及与各支腿分别对应的液压油缸、分别通过液压锁与各所述液压油缸相连以使得所述液压油缸连接至所述液压控制系统的多个第一电磁换向阀、以及固定设置于所述车辆底盘上的用于检测所述车辆底盘相对于预设有X轴和Y轴的基准平面的X轴倾斜角度a和Y轴倾斜角度b的双轴水平传感器，其特征在于，该调平系统还包括控制器和减压阀，所述控制器包括控制单元、确定单元、以及与所述控制单元通信的外部接口单元和驱动单元，其中， 所述外部接口单元配置为获取所述双轴水平传感器输出的X轴倾斜角度a和Y轴倾斜角度b并传送给所述控制单元； 所述确定单元配置为在确定a和b的值未满足|a| < Θ且|b| ( Θ的条件时，根据a和b的值并基于预定的对照表确定车身最低的部位所对应的支腿，并将与该支腿对应的液压油缸确定为主调液压油缸，将与其他支腿对应的液压油缸确定为辅调液压油缸； 所述驱动单元配置为控制与所述主调液压油缸相连的第一电磁换向阀得电以使得所述液压控制系统向所述主调液压油缸的无杆腔补油从而所述主调液压油缸升高，直至所述双轴水平传感器检测到的a和b的值满足|a| < Θ且|b| < Θ ; 所述减压阀通过多个单向阀分别连接到各所述液压油缸的无杆腔，所述减压阀的输出压力被配置为第一预定压力以使得当所述辅调液压油缸的无杆腔的油压小于所述第一预定压力时，所述液压控制系统通过所述减压阀向所述辅调液压油缸的无杆腔补油直至所述辅调液压油缸的无杆腔的油压升高至所述第一预定压力。
6.根据权利要求5所述的车辆底盘的调平系统，其特征在于，所述调平系统还包括第二电磁换向阀和第一节流阀，所述控制单元进一步被配置为当检测到的a和b的值未满足a| < Θ且|b| ( Θ的条件，通过所述驱动单元控制所述第二电磁换向阀得电，以使得液压油能够通过所述第一节流阀进入所述减压阀的输入端。
7.根据权利要求5所述的车辆底盘的调平系统，其特征在于，所述调平系统还包括第三电磁换向阀和第二节流阀，所述控制单元进一步被配置为当所述调平系统被配置为精调模式时，通过所述驱动单元控制所述第三电磁换向阀得电，以使得液压油能够通过所述第二节流阀进入所述液压控制系统。
8.根据权利要求5所述的车辆底盘的调平系统，其特征在于， 所述调平系统还包括分别用于检测各所述液压油缸的无杆腔的油压的多个压力传感器，所述压力传感器被配置为当其检测的所述液压油缸的无杆腔的油压大于或等于第二预定压力时，通过所述外部接口单元输出压力传感信号至所述控制单元； 所述控制单元配置为:当所述调平系统被配置为执行夯实过程时，通过所述驱动单元控制所述第一电磁换向阀得电，以使得所述液压控制系统能够向所述液压油缸的无杆腔补油；当接收到所述压力传感信号之后，通过所述驱动单元控制与发送该压力传感信号的所述压力传感器对应的所述液压油缸连接的所述第一电磁换向阀失电，以使得所述液压控制系统停止向与所述对应的液压油缸的无杆腔补油。
9.根据权利要求5所述的车辆底盘的调平系统，其特征在于， 所述调平系统还包括: 设置于每个所述第一电磁换向阀的前端的压力补偿阀； 分别用于检测各所述液压油缸的抬升位置的多个第一位移传感器，所述第一位移传感器被配置为当其检测到对应的所述液压油缸抬升至预定抬升位置时，通过所述外部接口单元分别输出第一位移传感信号至所述控制单元； 所述控制单元进一步被配置为:当所述调平系统被配置为执行抬升过程时，通过所述驱动单元控制所述第一电磁换向阀得电，以使得所述液压控制系统能够向所述液压油缸的无杆腔补油；当接收到所述第一位移传感信号之后，通过所述驱动单元控制各所述第一电磁换向阀失电，以使得所述液压控制系统停止向各所述液压油缸的无杆腔补油。
10.根据权利要求5所述的车辆底盘的调平系统，其特征在于， 所述调平系统还包括: 对称设置于所述车辆底盘前部的第一和第二伸缩油缸，以及分别通过液压锁与所述第一和第二伸缩油缸相连以使得所述第一和第二伸缩油缸连接至所述液压控制系统的第四和第五电磁换向阀； 分别用于检测所述第一和第二伸缩油缸的伸展位置的两个第二位移传感器，所述第二位移传感器被配置为当所述第一或第二伸缩油缸伸展至预定伸展位置时，通过所述外部接口单元输出第二位移传感信号至所述控制单元； 所述控制单元进一步被配置为:当所述调平系统被配置为执行伸展过程时，通过所述驱动单元控制所述第四和第五电磁换向阀得电，以使得所述液压控制系统能够向所述第一和第二伸缩油缸的无杆腔补油；当接收到所述第二位移传感信号之后，通过所述驱动单元控制与所述第二位移传感器对应的所述第一或第二伸缩油缸连接的所述第四或第五电磁换向阀失电，以使得所 述液压控制系统停止向所述第一或第二伸缩油缸的无杆腔补油。
【文档编号】G05D3/00GK103963753SQ201410241041
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】李清泉, 贺兵 申请人:阿特拉斯科普柯(南京)建筑矿山设备有限公司