[发明专利]支腿式工程机械、支腿控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体而言，涉及支腿式工程机械、支腿控制系统及方法。

背景技术

支腿式工程机械被广泛应用于各种施工现场，其在行走或施工的过程中，需要通过升降四条支腿来达到调整机身高度的目的。根据施工的要求，支腿式工程机械的四条支腿中，左前支腿和右前支腿可独立控制，后面两条支腿可同步控制(可参见图1)。

目前，支腿式工程机械在施工的过程中，可设定左前支腿和右前支腿的高度，在机身左右两侧设置传感器来检测支腿高度，通过控制器自动调节左前支腿、右前支腿来控制机身高度，以达到工程机械的工作要求。而当后支腿过高或过低时，需手动调节后支腿，以控制设备尾部的高度，保持机身平衡。

在施工完成之后，随工况的不同而产生了左、右前支腿手动单独升降和同步升降的要求。但因为机身重心位置、左右支腿摩擦力不同等原因，所以在手动调节前支腿同步升降时又无法达到两腿支腿同步升降的要求。且因为三个控制点单独开环控制，因此可能出现机身左右倾斜、支腿悬空现象，甚至发生倾翻的危险。因此，需要采取措施来根据工况要求使左右、前后支腿在某一允许范围内同步升降，且防止设备倾翻。

目前相关技术中有一种利用倾角传感器控制支腿水平的方法。当倾角传感器检测到支腿倾斜角度大于预定值时，开启或关闭部分开关阀，使某一支腿伸出或缩回。该方法被用于静止式支腿调平，在调节时，支腿可伸出或缩回，调节至水平后支腿不再运动。如果将该方法用于移动式工程机械支腿控制，会因调节滞后等问题而产生左右前支腿振荡升降的现象，无法有效地解决同步升降问题，可能出现机身左右倾斜、支腿悬空现象，甚至发生倾翻的危险。

因此，需要一种支腿控制技术，能够解决支腿式工程机械的支腿在应用时出现的支腿不能同步升降以及需手动调节后支腿来保证机身平衡的问题。

发明内容

考虑到上述背景技术，本发明的一个目的是提供一种支腿控制系统，能够保证支腿的同步升降，避免振荡升降的现象。

根据本发明的一个方面，提供了一种支腿控制系统，包括：控制器、电磁比例阀和倾角传感器，其中，所述电磁比例阀设置于支腿式工程机械的支腿的油路上，所述倾角传感器获取所述支腿式工程机械的倾斜角度，所述控制器连接至所述倾角传感器和所述电磁比例阀，根据所述倾角传感器获取的倾斜角度调整与相应支腿对应的电磁比例阀的通电电流，调节所述相应支腿的升降速度。

电磁比例阀的通电电流与支腿升降速度呈线性关系，电流越大，支腿的升降速度越大。在相应支腿的油路上设置电磁比例阀，通过该电磁比例阀可以调节液压油的油量，进而调节支腿的升降速度。控制器根据反馈的倾斜角度，可以判断出支腿式工程机械的某支腿过高，结合PID算法输出模拟控制量，基于该模拟控制量进而调节相应支腿的电磁比例阀的通电电流来调节该支腿的升降速度，以保证支腿的同步升降(在上升过程中相关支腿同步上升或在下降过程中相关支腿同步下降，避免了振荡上升或振荡下降的问题)。

在上述技术方案中，优选地，所述倾角传感器为双轴倾角传感器，具有纵向信号和横向信号，所述纵向信号用于检测所述支腿式工程机械的前后支腿之间的高度差，所述横向信号用于检测所述支腿式工程机械的左前支腿和右前支腿之间的高度差。

通过该双轴倾角传感器可以判断出四条支腿的高低状态，进而调节四条支腿的升降速度，从前后方向和左右方向均可以保证机身的平衡。

在上述任一技术方案中，优选地，所述倾角传感器设置于所述左前支腿和所述右前支腿之间。

当然，针对不同的支腿式工程机械，倾角传感器还可以设置在相应合适的位置，以能准确获取支腿式工程机械的支腿高度。当支腿式工程机械为路面冷铣刨机，可以将该倾角传感器安装在接料机上方。

在上述任一技术方案中，优选地，所述控制器用于在根据所述双轴倾角传感器的横向信号判断出所述支腿式工程机械的左前支腿和右前支腿具有高度差时，若所述左前支腿和所述右前支腿处于上升状态，则减少与较高支腿相对应的电磁比例阀的通电电流，降低所述较高支腿的上升速度，和/或增大与较低支腿相对应的电磁比例阀的通电电流，提高所述较低支腿的上升速度，以及若所述左前支腿和所述右前支腿处于下降状态，则减少与较低支腿相对应的电磁比例阀的通电电流，降低所述较低支腿的下降速度，和/或增大与较高支腿相对应的电磁比例阀的通电电流，提高所述较高支腿的下降速度。