[发明专利]致动器组件、工程机械及其臂架控制装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体涉及一种致动器组件、工程机械及其臂架控制装置和方法。

背景技术

目前，工程机械的臂架电液控制系统大部分为开环控制系统。操作人员通过手动操作遥控器的摇杆来控制油缸的运动方向和运动速度，油缸是否运动到位则通过操作人员的视觉来判断。这种控制系统结构简单，但是操作人员一般只能同时控制一节或两节臂同时动作，而对于多节臂架(四～七节臂)的系统来说，要想控制臂架末端运动到指定位置，其操作过程繁琐且位置调节时间较长，而且当操作距离较远或操作视线受阻时，就更难以保证臂架控制的顺利完成，这必然会影响施工效率。

在现有技术中，小部分臂架电液控制系统为闭环控制系统，这多见于智能臂架控制系统。这种控制系统时在开环系统的基础上加入了检测与反馈环节。在这种控制系统中，一般采用倾角传感器或位移传感器来检测各节臂的实际位置，实现臂架位置的闭环控制。由于能准确控制各节臂的位置，易于实现多节臂的协调动作、随动控制、计算机控制自动布料、臂架一键展收等功能，因此者中系统一般用于智能臂架控制系统中。这种闭环控制系统通常是一键操作或臂架末端的随动操作，操作简单，能极大提高施工效率，促进臂架系统控制的自动化与智能化。但是这种系统结构复杂，并且由于臂架系统的长管道、比例阀死区、油缸摩擦、臂架振动及臂架变形等诸多非线性因素的影响，电气控制程序设计、调试与维护难度大，较难实现。因而，这种臂架闭环控制系统普遍存在系统稳定性差、控制精度不高等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种致动器组件、工程机械及其臂架控制装置和方法，所述臂架控制装置能够精确控制臂架移动至期望位置。

为了实现上述目的，本发明提供一种致动器组件，该致动器组件包括致动器，所述致动器组件还包括：电机；控制阀组，连接于电机；以及机械反馈机构，分别与所述控制阀组和所述致动器的活塞连接，所述控制阀组在所述电机和所述机械反馈机构的驱动下动作以控制驱动介质在存储箱与所述致动器的腔体之间流动，以使得所述致动器的活塞产生运动，以及在所述活塞运动至设定位置时关闭所述存储箱与所述致动器之间的油路以禁止所述驱动介质在所述存储箱与所述致动器的腔体之间流动。

相应地，本发明还提供一种用于工程机械的臂架控制装置，该臂架控制装置包括：接收装置，用于接收关于各个臂节的控制信息，该臂节装配有根据上述致动器组件；以及控制装置，与所述接收装置和所述电机连接，根据所述控制信息得出所述电机所需的控制脉冲数量和控制脉冲频率，以驱动所述致动器中的活塞运动至设定位置。

相应地，本发明还提供一种工程机械，该工程机械包括：上述致动器组件；以及上述臂架控制装置。

相应地，本发明还提供一种用于工程机械的臂架控制方法，该臂架控制方法包括：接收关于各个臂节的控制信息，所述臂节装配有上述致动器组件；以及根据所述控制信息得出所述电机所需的控制脉冲数量和控制脉冲频率，以驱动所述致动器中的活塞运动至设定位置

通过上述技术方案，根据各个臂节的控制信息得出电机所需的控制脉冲数量和控制脉冲频率，驱动具有机械反馈机构的致动器中的活塞运动至设定位置，以使得臂架准确移动至预期位置。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明提供的用于工程机械的臂架控制系统的结构框图；

图2是根据本发明一种实施方式的用于工程机械的臂架控制系统的结构示意图；

图3是根据本发明一种实施方式的油缸的结构示意图；

图4a、4b、4c是根据本发明一种实施方式的油缸中换向阀阀芯部分的放大图，其中图4a是换向阀阀芯未发生移动、第二阀口A和第一阀口B闭合的示意图，4b是在滚珠丝杠为双向滚珠丝杠的情况下，换向阀阀芯右移、第二阀口A和第一阀口B打开的示意图，图4c是在滚珠丝杠为同向向滚珠丝杠的情况下，换向阀阀芯左移、第二阀口A和第一阀口B打开的示意图；以及

图5是根据本发明一种实施方式的油缸中的平衡阀的结构示意图。

附图标记说明

1   第一臂节            2    第二臂节

3   第三臂节            4    第四臂节