起重機的制作方法

本發明涉及工程機械領域，具體而言，涉及一種起重機。

背景技術：

如圖1所示，起重機包括車體10、可轉動地安裝在車體10上的回轉部20、連接在回轉部10上的吊臂30和用于驅動吊臂30所懸掛的重物升降的卷揚機構40。

回轉部10能夠以豎直的軸線為轉動中心轉動。吊臂30的第一端通過水平設置的鉸接軸與回轉部10連接。因此，吊臂30既能夠隨回轉部10以豎直的軸線為轉動中心轉動，也能夠相對于回轉部10以水平的軸線為轉動中心轉動。

吊臂30的第二端設置有滑輪。卷揚機構40包括卷軸和纏繞在卷軸上的鋼絲繩。鋼絲繩由卷軸延伸至吊臂30的第二端、并繞過滑輪后連接吊鉤。卷軸收放鋼絲繩的過程中，鋼絲繩驅動吊鉤升降。

起重機還包括用于驅動回轉部10轉動的液壓系統。液壓系統包括泵和由泵驅動的液壓馬達。液壓馬達用于驅動回轉部20轉動。

現有技術中，部分起重機的液壓系統為閉環系統，閉環系統是指：泵輸出的具有壓力的流體輸送至液壓馬達，以驅動液壓馬達轉動；液壓馬達所排出的流體輸送回泵。

在起重機吊起重物的過程中，有可能會存在連接重物的鋼絲繩與吊臂30不能在同一豎直的平面內的情況，在此種情況下，重物施加在吊臂上的力具有使吊臂30偏轉的分力，該分力有可能會導致起重器傾翻。

為了解決上述分力所產生的問題，起重機的回轉部20設置為具有自由回轉功能，也即吊臂30在上述的分力的作用下能夠帶動回轉部20繞豎直的轉動中心轉動，以使連接重物的鋼絲繩和吊臂30在同一豎直的平面內，從而消除上述的分力。

但是，上述的吊臂30帶動回轉部20轉動的過程中，回轉部20運動的沖擊較大也容易影響起重機的平衡。

技術實現要素：

本發明旨在提供一種起重機，以改善現有技術中存在的吊臂在帶動回轉部轉動的過程中沖擊較大的問題。

根據本發明實施例的一個方面，本發明提供了一種起重機，包括回轉部、安裝在回轉部上的吊臂和用于驅動回轉部轉動的液壓系統，可選地，液壓系統包括：

泵，用于提供具有壓力的液壓流體；

執行元件，能夠在液壓流體的作用下驅動回轉部轉動；以及

壓力控制部，用于緩沖執行元件在吊臂的帶動下轉動時所排出的液壓流體的壓力變化。

可選地，執行元件包括液壓馬達。

可選地，壓力控制部包括第一壓力控制部件，第一壓力控制部件用于降低執行元件在回轉部的作用下排出的液壓流體的壓力。

可選地，

執行元件包括第一流體口和第二流體口，第一流體口和第二流體口中的一個用于輸出執行元件在回轉部的作用下排出的液壓流體，另一個用于引入執行元件排出的液壓流體，

液壓系統還包括流體管路，流體管路的第一端與第一流體口連通，流體管路的第二端與第二流體口連通，

第一壓力控制部件設置在流體管路中。

可選地，第一壓力控制部件包括第一阻尼部件。

可選地，

液壓系統還包括控制閥，用于控制執行元件能否在回轉部的作用下排出液壓流體，以控制吊臂能否帶動回轉部轉動，控制閥具有用于引入控制其開關狀態的液壓流體的第一控制流體口；

壓力控制部包括第二壓力控制部件，第二壓力控制部件用于降低第一控制流體口引入的液壓流體的壓力，以減緩控制閥狀態轉換速度。

可選地，第二壓力控制部件包括第二阻尼部件。

可選地，

執行元件包括第一流體口和第二流體口，第一流體口和第二流體口中的一個用于輸出執行元件在回轉部的作用下排出的液壓流體，另一個用于引入執行元件排出的液壓流體，

液壓系統還包括流體管路，流體管路的第一端與第一流體口連通，流體管路的第二端與第二流體口連通，

控制閥設置在流體管路中。

可選地，液壓系統還包括緩沖閥，緩沖閥用于降低流經其的液壓流體的壓力，緩沖閥具有用于引入液壓流體的第一工作口和用于輸出緩沖后的液壓流體的第二工作口，緩沖閥的第二工作口能夠與控制閥的第一控制流體口連通。

可選地，液壓系統還包括連接緩沖閥的第二工作口與控制閥的第一控制流體口的連接管路，第二壓力控制部件設置在連接管路中。

可選地，還包括制動器，制動器具有阻止執行元件運動的第一狀態和允許執行元件運動的第二狀態，起重機還包括用于檢測制動器的狀態的檢測部件。

可選地，制動器包括缸體、設置在缸體內的活塞桿和與活塞桿連接的制動件，制動件用于阻止執行元件運動，缸體具有能夠引入液壓流體的腔室，以驅動制動件移動而改變制動器的狀態，檢測部件包括用于檢測腔室內的液壓流體的壓力的壓力傳感器。

應用本申請的技術方案，液壓系統具有壓力控制部，壓力控制部用于減緩執行元件在回轉部的作用下排出的液壓流體的壓力突變，以以緩沖所述回轉部在所述吊臂的驅動下轉動過程中的沖擊。改善了現有技術中存在的吊臂在帶動回轉部轉動的過程中沖擊較大的問題。

通過以下參照附圖對本發明的示例性實施例的詳細描述，本發明的其它特征及其優點將會變得清楚。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1示出了現有技術的起重機的結構示意圖；

圖2示出了本發明的實施例的起重機的液壓系統的結構示意圖；

圖3示出了本發明的實施例的液壓系統的控制閥的結構示意圖；以及

圖4示出了本發明的實施例的液壓系統的緩沖閥組的結構示意圖。

圖中：1、泵；2、執行元件；21、第一流體口；22、第二流體口；3、第一壓力控制部件；4、控制閥；41、第一工作口；42、第二工作口；43、第一控制流體口；44、回流口；45、第一閥；451、第一工作口；452、第二工作口；453、第二控制流體口；46、第二閥；461、第一工作口；462、第二工作口；463、第三工作口；464、第三控制流體口；47、第三閥；471、第一工作口；472、第二工作口；473、第三工作口；48、梭閥；481、第一進口；482、第二進口；483、出口；5、緩沖閥；51、第一工作口；52、第二工作口；53、回流口；54、蓄能器；55、第四閥；551、第一工作口；552、第二工作口；553、第三工作口；56、第一單向節流閥；57、第二單向節流閥；6、檢測部件；7、制動器；8、第二壓力控制部件。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本發明及其應用或使用的任何限制。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

本實施例的起重機包括回轉部、用于承載回轉部的承載部例如車體、連接在回轉部上的吊臂以及用于驅動回轉部轉動的液壓系統。

圖2示出了本實施例的起重機的液壓系統的結構示意圖。如圖2所示，本實施例的液壓系統包括：泵1，用于提供具有壓力的液壓流體；執行元件2，能夠在液壓流體的作用下驅動回轉部轉動，吊臂也能夠帶動回轉部轉動，從而使執行元件2在回轉部的作用下排出流體；以及第一壓力控制部件3，用于控制執行元件2在吊臂的帶動下轉動時排出的流體的壓力。

本實施例中，在吊臂與連接重物的鋼絲繩不在同一豎直平面內時，重物施加在吊臂上的力能夠使吊臂轉動，吊臂轉動帶動回轉部轉動，回轉部轉動時驅動執行元件2運動，執行元件2運動的過程中排出液壓流體，設置第一壓力控制部件3控制執行元件2排出的液壓流體的壓力，可以控制吊臂運動過程中的沖擊，使得吊臂的自由回轉更加平穩。

本實施例中，第一壓力控制部件3包括第一阻尼部件。當然第一壓力控制部件3還可以包括壓力控制閥。

本實施例中，用于驅動回轉部轉動的執行元件2包括液壓馬達，當然，執行元件2還可以包括液壓缸。液壓缸的活塞桿與回轉部連接以驅動回轉部轉動。

本實施例中。執行元件2包括第一流體口21和第二流體口22。

本實施例中，泵1具有第一泵口和第二泵口，其中第一泵口和執行元件2的第一流體口21連通，第二泵口和執行元件2的第二流體口22連通。

泵1的第一泵口能夠輸出液壓流體，以驅動執行元件2正轉，執行元件2轉動的過程中排出的液壓流體輸送至泵1的第二泵口。

泵1的第二泵口能夠輸出液壓流體，以驅動執行元件2反轉，執行元件2轉動的過程中排出的液壓流體輸送至泵1的第一泵口。

在回轉部在吊臂的作用下轉動的過程中，回轉部能夠促使執行元件2排出液壓流體。第一流體口21和第二流體口22中，一個用于輸出執行元件2在回轉部的作用下排出的液壓流體，另一個能夠與第一流體口21連通，以引入執行元件2在回轉部的作用下排出的液壓流體。

液壓系統還包括用于連通第一流體口21和第二流體口22的流體管路。上述的第一壓力控制部件3設置在流體管路中。

液壓系統還包括設置在第一管路中的控制閥4，控制閥4用于控制第一流體口21和第二流體口22是否連通。控制閥4用于控制執行元件2能否在回轉部的作用下排出液壓流體，以控制吊臂能否帶動回轉部轉動。

控制閥4具有與第一流體口21連通的第一工作口41、與第二流體口22連通的第二工作口42和用于引入控制控制閥4開關狀態的液壓流體的第一控制流體口43。控制閥4還包括用于連通液壓系統的回油箱的回流口44。

液壓系統還包括包括第二壓力控制部件8，第二壓力控制部件8用于降低第一控制流體口43引入的液壓流體的壓力，以減緩控制閥4狀態轉換速度。從而減緩控制閥4的開啟速度，使得回轉部在吊臂的驅動下轉動的更加平穩。

本實施例中，第二壓力控制部件8包括第二阻尼部件。第二壓力控制部件8還可以包括壓力控制閥。

圖3示出了本實施例的控制閥4的結構示意圖，結合圖2和圖3所示，本實施例的控制閥4包括第一閥45和用于降低第一閥45的開閉狀態轉換速度的調節部。

第一閥45具有與第一流體口21連通的第一工作口451、與第二流體口22連通的第二工作口452和用于控制第一閥開閉的第二控制流體口453。

第一閥45的第一工作口451與控制閥4的第一工作口41連通，第一閥45的第二工作口452與控制閥4的第二工作口42連通。

調節部與第二控制流體口453連通，用以降低第一閥45的開閉狀態轉換的速度。

調節部包括第二閥46，第二閥46用于控制第二控制流體口453是否引入具有壓力的液壓流體以控制第一閥45的開閉，第二閥46具有用于控制第二閥46的開閉狀態的第三控制流體口464。

第二閥46還具有與第一閥45的第二控制流體口453連通的第一工作口461、與回油箱連通的第二工作口462和用于引入具有壓力的液壓流體的第三工作口463，第二閥46具有第一狀態和第二狀態，

第二閥46在第一狀態時，第二閥46的第一工作口461和第二閥46的第二工作口462導通，

第二閥46在第二狀態時，第二閥46的第一工作口461和第二閥46的第三工作口463導通。

第二閥46在第一狀態之間切換實現第一閥45的第二控制流體口453是否引入液壓流體，從而實現對第一閥45的開關狀態的控制。

第二閥46的第三控制流體口464與控制閥4的第一控制流體口43連通。第一控制流體口43引入的液壓流體用于輸送至第三控制流體口464，以控制第二閥46的開關狀態。

第二壓力控制部件8能夠降低第三控制流體口464引入的流體的壓力，以減緩第二閥46狀態轉換的速度。

控制閥4還包括第三閥47，第三閥47用于控制第二閥46是否能夠引入用于控制第一閥45開閉的具有壓力的流體。

第三閥47包括用于改變第三閥47的閥芯位置的電磁部。

第三閥47具有與第二閥46的第三工作口463連通的第一工作口471、用于引入具有壓力的液壓流體的第二工作口472和與回油箱連通的第三工作口473，第三閥具有第一狀態和第二狀態。

第三閥47在第一狀態時，第三閥47的第一工作口471和第三閥47的第二工作口472導通。

第三閥47在第二狀態時，第三閥47的第一工作口471和第三閥47的第三工作口473導通。

控制閥4的第一工作口41和/或第二工作口42能夠與第三閥47的第二工作口472連通，以向第三閥47的第二工作口472輸送具有壓力的液壓流體。

參見圖2所示，控制閥4的第一工作口41和第二工作口42能夠分別與執行元件2的第一流體口21和第二流體口22連通，也能夠分別與泵1的第一泵口和第二泵口連通，以引入具有壓力的流體。

本實施例中，控制閥4還包括梭閥48，梭閥48具有與控制閥4第一工作口41連通的第一進口481、與控制閥4的第二工作口42連通的第二進口482和與第三閥47的第二工作口472連通的出口483。

控制閥4的第一工作口41或第二工作口42將具有壓力的液壓流體輸送至第三閥47的第二工作口472。

在第三閥47的電磁部得電時，第三閥47處于第一狀態，第三閥47的第一工作口471和第三閥47的第二工作口472導通。

第二閥46的第三控制流體口464接通具有壓力的液壓流體時，第二閥46處于第二狀態，第二閥46的第一工作口461和第二閥46的第三工作口463導通。因此，控制閥4的第一工作口41或第二工作口42引入的具有壓力的液壓流體依次通過梭閥48、第三閥47和第二閥46進入到第一閥45的第二控制流體口，以控制第一閥45的開閉，從而控制執行元件2的第一流體口21和第二流體口22是否能夠直接連通。

本實施例中，液壓系統還包括緩沖閥5，緩沖閥5用于降低流經其的液壓流體的壓力，緩沖閥具有用于引入液壓流體的第一工作口51和用于輸出緩沖后的液壓流體的第二工作口52，緩沖閥5的第二工作口52能夠與控制閥4的第一控制流體口43連通。

液壓系統還包括連接緩沖閥5的第二工作口52與控制閥4的第一控制流體口43的連接管路，第二壓力控制部件8設置在連接管路中。

圖4示出了本實施例的緩沖閥的結構示意圖。結合圖2和圖4所示，緩沖閥5具有用于連通回油箱的回流口53、蓄能器54和第四閥55。

第四閥55具有第一工作口551、第二工作口552和第三工作口553。其中，第四閥55的第一工作口551和緩沖閥5的第一工作口51連通，第四閥55的第一工作口551用于引入具有壓力的流體。第四閥55的第二工作口552與緩沖閥5的第二工作口52連通，第四閥55的第二工作口552也與蓄能器54連通。第四閥55的第三工作口553與液壓系統的回油箱連通。

緩沖閥5還包括第一單向節流閥56，第一單向節流閥56設置在第四閥55的第二工作口552與蓄能器之間，用于降低進入蓄能器的液壓流體的壓力。

緩沖閥5還包括第二單向節流閥57，第二單向節流閥57設置在第四閥55的第三工作口553和緩沖閥5的回流口53之間，用于降低由第四閥55的第三工作口553流向回流口53之間的液壓流體的壓力。

在第四閥55的第一狀態，第四閥55的第一工作口551與第四閥55的第二工作口552連通，以將具有壓力的液壓流體同時向蓄能器54和緩沖閥5的第二工作口52輸送。因蓄能器54能夠容納部分的液壓流體，使得緩沖閥5的第二工作口52輸出的液壓流體的壓力減小。

在第四閥55的第二狀態，第四閥55的第二工作口552與第四閥55的第三工作口553連通。

本實施例中，起重機還包括制動器7，制動器7具有阻止執行元件2運動的第一狀態和允許執行元件2運動的第二狀態，起重機還包括用于檢測制動器7的狀態的檢測部件6，以用于判斷液壓系統的故障類型。

制動器7包括缸體、設置在缸體內的活塞桿和與活塞桿連接的制動件，制動件用于阻止執行元件2運動，缸體具有能夠引入液壓流體的腔室，以驅動制動件移動而改變制動器7的狀態，檢測部件6包括用于檢測腔室內的液壓流體的壓力的壓力傳感器。

本實施例中，向缸體的腔室中輸入液壓流體能夠驅動活塞桿沿第一方向移動，制動器7還包括用于驅動上述的活塞桿沿第二方向移動的彈性驅動部。第二方向與第一方向相反。可選地，彈性驅動部包括彈簧。

當第四閥55轉換為第二狀態時，彈性驅動部能夠驅動活塞桿沿第二方向移動，缸體的腔室內的液壓流體向緩沖閥5的第二工作口52回流，此時蓄能器54中的液壓流體和缸體的腔室內的液壓流體均依次第四閥55的第二工作口552、第四閥55的第三工作口553和第二單向節流閥57流向回油箱。由于，蓄能器54中的液壓流體和腔室內的液壓流體經同一路徑流向回油箱，使得缸體的腔室內的液壓流體的回流更加平穩。

可選地，第一方向為制動件遠離執行元件2的方向，制動件隨活塞桿沿第一方向移動能夠解除執行元件2的制動。制動件隨活塞桿沿第二方向移動，以靠近執行元件2來阻止執行元件2運動。

缸體的腔室與上述的緩沖閥5的第二工作口52連通，利用緩沖閥5緩沖后的液壓流體驅動制動器7的活塞桿移動，能夠使得制動器的狀態轉換平穩，從而使得執行元件2的啟停均能更加平穩。

本實施例的起重機具有以下的技術效果：

1、液壓系統具有壓力控制部，壓力控制部用于減緩執行元件2在回轉部的作用下排出的液壓流體的壓力突變，以以緩沖所述回轉部在所述吊臂的驅動下轉動過程中的沖擊。改善了現有技術中存在的吊臂在帶動回轉部轉動的過程中沖擊較大的問題。

2、壓力控制部包括第一壓力控制部件3和第二壓力控制部件8。第一壓力控制部件3用于降低所述執行元件2在所述回轉部的作用下排出的液壓流體的壓力。第二壓力控制部件8用于所述第二壓力控制部件8用于降低所述第一控制流體口43引入的液壓流體的壓力，以減緩所述控制閥4狀態轉換速度。

3、利用壓力傳感器檢測制動器7的缸體的腔室內的液壓流體的壓力，以用于診斷液壓系統中的故障。

如果利用泵1驅動執行元件2而無動作，且壓力傳感器有信號輸出(即缸體的腔室內有壓力)，那么故障可能是制動器7沒有開啟，或者泵1的電磁閥沒有正常輸入電流，或者是泵1的先導阻尼堵塞。

如果利用泵1驅動執行元件2而無動作，且壓力傳感器無信號輸出(即缸體的腔室內無壓力)，說明可能是緩沖閥5的第四閥55故障，或者是用來打開制動器7的先導壓力不夠。

以往的液壓系統在回轉出現故障時，例如回轉沒有動作，無法直接判斷是哪一個元件出現故障。在馬達制動器處設置壓力繼電器可以反應出真實的制動器狀態，實現硬件故障診斷的目的。

為了使得起重機的回轉部的啟動和停止更加的平穩。本實施例還公開了一種起重機的控制方法：

上述的控制方法包括回轉部啟動步驟：啟動步驟包括：

步驟一，解除執行元件的致動；

步驟二，逐漸增大驅動執行元件運動的液壓流體的壓力。

具體的啟動步驟為：

首先緩沖閥5先得電，以使緩沖閥5的第二工作口52向制動器7輸送液壓流體來解除執行元件2的制動。可以選地，可以設置控制泵1的排量的手柄電流上升至50mA時，緩沖閥5得電。

然后，手柄電流上升至一定值時，泵1的電磁閥開始得電，隨后手柄電流進一步增大以使泵1的排量逐步增大，以使執行元件2運動來驅動回轉部回轉。

在利用制動器7制動回轉部時，雖然設置了緩沖閥5，但是在回轉部的轉動慣量較大的工況下，緩沖閥5所產生的效果有限，因此必須在控制方法上增加制動緩沖功能，以回轉緩沖閥5實現緩沖功能。

在利用制動器7制動回轉部時，卷揚制動器不能立刻關閉，否則很可能發生沖擊甚至整車晃動。因此卷揚制動器須延時關閉。根據回轉時臂長和吊重量制定不同的制動器延時策略，保證在不同的工況下都具有很好的緩沖效果。

具體控制策略如下：回轉逐漸停止過程中，手柄電流輸出減小至小于150mA時，調取起重機工況參數，計算其回轉阻力矩為M,計算X＝M/370000，X值小于0.1s時，制動器延時0.1s關閉，大于0.1s時制動器延時0.6×Xs關閉。根據不同的工況參數采取不同的制動器控制策略，如果回轉阻力矩較大，相應的增加制動器延伸關閉的時間，有效的保證了不同工況下，回轉結構回轉停止的平穩性。

回轉部停止轉動后，如果壓力傳感器仍然有信號輸出，表明制動器7的缸體的腔室內還存在壓力油，仍然處于打開狀態，此時可以判斷是緩沖閥出現故障。

回轉部自由回轉(回轉部在吊臂的帶動下轉動)時，控制閥4的第三閥47和緩沖閥5的第四閥55必須都得電。第四閥55得電使制動器7的開啟以為執行元件2的解除制。

第四閥55得電同時給控制閥4的第一控制流體口43提供先導壓力油，同時由于第三閥47得電，保證了控制閥4的開啟，從而使得執行元件2的第一流體口21和第二流體口22導通，以使回轉部能夠在吊臂的帶動下轉動。

在使回轉部能夠在吊臂的帶動下自由回轉開始時，為了保證自由回轉開始時回轉平穩性，控制閥4的第三閥47先得電，延時0.2s后，第四閥55得電，以使控制閥4先于緩沖閥5開啟，也即在自由回轉開始前，制動器7接觸對執行元件2的制動。有利于提高自由回轉開始時回轉機構的平穩性。

進一步地，控制閥4先于緩沖閥5，能夠使經緩沖閥5緩沖后的液壓流體驅動控制閥4打開，使得控制閥的開啟更加平穩。

如果緩沖閥5先于控制閥4開啟，那么緩沖閥5開啟后，制動器7解除對執行元件2的制動，同時控制閥4的第一控制流體口43通入液壓流體，導致控制閥4通入能夠驅動控制閥4開啟的液壓流體，一旦控制閥4的第三閥47得電，控制閥4馬上開啟，執行元件的第一流體口21和第二流體口22直接導通，則會導致自由回轉開啟的不夠平穩。

以上所述僅為本發明的示例性實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。