一種高適應(yīng)性支腿觸地支撐判定裝置及方法
【專利摘要】一種高適應(yīng)性支腿觸地支撐判定裝置及方法，包括主控制器、電源、左前支腿壓力傳感器、右前支腿壓力傳感器、左后支腿壓力傳感器、右后支腿壓力傳感器、比例溢流閥、比例流量閥、左前支腿伸換向閥、左前支腿收換向閥、右前支腿伸換向閥、右前支腿收換向閥、左后支腿伸換向閥、左后支腿收換向閥、右后支腿伸換向閥、右前支腿收換向閥、液壓泵源，本發(fā)明的高適應(yīng)性支腿觸地支撐判定裝置及方法不受油缸加工誤差、液壓介質(zhì)、環(huán)境溫度等因素的影響，而且成本低。
【專利說明】一種高適應(yīng)性支腿觸地支撐判定裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種液壓控制系統(tǒng)及方法，特別是涉及一種應(yīng)用于判定特種車支腿觸地支撐可靠性的裝置及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]展車控制是特種車輛的重要控制功能，在特種車輛到達(dá)預(yù)定地點(diǎn)后，控制液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)支腿伸出、觸地支撐，以便于執(zhí)行后續(xù)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)支腿可靠觸地是保證后續(xù)一系列動(dòng)作平穩(wěn)性的基礎(chǔ)，以往廣泛采用通過識別支腿油缸無桿腔絕對壓力值及監(jiān)測支腿伸出長度等方法來判斷支腿的觸地狀態(tài)。
[0003]采用識別支腿油缸無桿腔絕對壓力值的方式，如圖2所示為用于控制支腿伸、收的支腿油缸的結(jié)構(gòu)示意圖，包括壓力傳感器1、支腿油缸2、無桿腔3、油缸密封圈4、測壓接頭5、有桿腔6、單向節(jié)流閥7、液壓鎖8和電磁換向閥9 ;壓力傳感器I用于采集支腿無桿腔的壓力值，單向節(jié)流閥7用于支腿回收時(shí)平衡發(fā)射車負(fù)載，一經(jīng)調(diào)定閥口開度，無需控制，液壓鎖8用于當(dāng)車輛調(diào)平后，支腿換向閥關(guān)閉時(shí)，通過鎖止支腿的位置以保持車輛的調(diào)平精度，電磁換向閥9用于實(shí)現(xiàn)對支腿的伸、收控制，壓力傳感器I實(shí)時(shí)采集某支腿無桿腔絕對壓力值，并與控制策略中該支腿的觸地壓力預(yù)設(shè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)解算對比，當(dāng)支腿壓力達(dá)到觸地壓力時(shí)，認(rèn)為支腿完成觸地動(dòng)作。此方式優(yōu)點(diǎn)為成本較低且適應(yīng)復(fù)雜路面情況，但存在以下三個(gè)問題:
[0004]1、受油缸加工誤差影響大:
[0005]油缸活塞桿密封圈與油缸內(nèi)壁間的摩擦力因油缸加工的差異性而存在不同，故同一批次車輛可能存在不同的支腿觸地壓力參數(shù)，且當(dāng)支腿長時(shí)間使用后，油缸內(nèi)壁由于磨損使摩擦力變小，導(dǎo)致初始設(shè)定的觸地壓力參數(shù)不適用，需重新測試設(shè)定，使支腿觸地壓力參數(shù)設(shè)置具有一定的不確定性；
[0006]2、受液壓介質(zhì)影響大:
[0007]特種車輛產(chǎn)品常用的液壓介質(zhì)有10號航空、15號、32號、46號抗磨等多個(gè)品種的液壓油，由于液壓油的粘度不同，采用不同液壓油導(dǎo)致在相同負(fù)載下支腿壓力存在差異，進(jìn)而支腿觸地壓力參數(shù)也存在離散性；
[0008]3、受環(huán)境溫度影響大:
[0009]環(huán)境溫度的變化導(dǎo)致液壓油粘度變化，對支腿壓力造成影響。
[0010]利用支腿伸出長度判斷觸地的方式，通過測試計(jì)算，預(yù)先設(shè)定某一支腿觸地時(shí)的伸出長度，實(shí)時(shí)采集支腿位移，當(dāng)支腿位移達(dá)到設(shè)定值時(shí)，認(rèn)為支腿完成觸地動(dòng)作。此方式的優(yōu)點(diǎn)為適用于對支腿伸出長度有要求的情況，但由于需使用位移傳感器，成本較高，且在復(fù)雜路面情況下可能存在虛腿現(xiàn)象。
[0011]因此需要一種成本低，不受油缸加工誤差影響，不受液壓介質(zhì)影響，不受環(huán)境溫度影響的新的判斷支腿觸地狀態(tài)的方法。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是提供一種高適應(yīng)性支腿觸地支撐判定裝置及方法，用于解決上述技術(shù)問題。
[0013]一種高適應(yīng)性支腿觸地支撐判定裝置及方法，包括主控制器、電源、左前支腿壓力傳感器、右前支腿壓力傳感器、左后支腿壓力傳感器、右后支腿壓力傳感器、比例溢流閥、t匕例流量閥、左前支腿伸換向閥、左前支腿收換向閥、右前支腿伸換向閥、右前支腿收換向閥、左后支腿伸換向閥、左后支腿收換向閥、右后支腿伸換向閥、右前支腿收換向閥、液壓泵源。
[0014]電源連接主控制器的電源輸入端；左前支腿壓力傳感器、右前支腿壓力傳感器、左后支腿壓力傳感器和右前后支腿壓力傳感器的信號輸出端連接主控制器相應(yīng)的信號輸入端；比例溢流閥、比例流量閥、左前支腿伸換向閥、左前支腿收換向閥、右前支腿伸換向閥、右前支腿收換向閥、左后支腿伸換向閥、左后支腿收換向閥、右后支腿伸換向閥、右后支腿收換向閥和液壓泵源的信號輸入端連接主控制器相應(yīng)的控制信號輸出端。
[0015]電源米用蓄電池，輸出電壓為24V,用于給系統(tǒng)供電；
[0016]左前支腿壓力傳感器用于采集左前支腿無桿腔的壓力，并將采集數(shù)據(jù)反饋給主控制器；右前支腿壓力傳感器用于采集右前支腿無桿腔的壓力，并將采集的數(shù)據(jù)反饋給主控制器；左后支腿壓力傳感器用于采集左后支腿無桿腔的壓力，并將采集的數(shù)據(jù)反饋給主控制器；右前后支腿壓力傳感器用于采集右后支腿無桿腔的壓力，并將采集的數(shù)據(jù)反饋給主控制器；左前支腿伸換向閥、左前支腿收換向閥、右前支腿伸換向閥、右前支腿收換向閥、左后支腿伸換向閥、左后支腿收換向閥、右后支腿伸換向閥和右后支腿收換向閥分別用于控制相應(yīng)的支腿的伸、收動(dòng)作；液壓泵源為支腿的伸、收動(dòng)作提供動(dòng)力。
[0017]四個(gè)壓力傳感器輸出4?20mA電流信號，分別安裝在車輛四個(gè)支腿無桿腔液壓管路中，用于測量無桿腔壓力；
[0018]比例溢流閥通過調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)壓力控制液壓系統(tǒng)最大驅(qū)動(dòng)力；
[0019]比例流量閥通過調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)流量控制支腿伸收動(dòng)作速度；
[0020]支腿電磁換向閥為三位四通閥，用于控制支腿伸收動(dòng)作方向；
[0021]泵源電磁換向閥為兩位兩通閥，用于控制泵源油路的通斷；
[0022]利用高適應(yīng)性支腿觸地支撐判斷裝置的控制方法包括以下步驟:
[0023]S1、打開液壓泵源提供初始系統(tǒng)壓力；
[0024]S2、開啟各支腿伸換向閥，設(shè)定單位時(shí)間流量；
[0025]S3、通過各支腿壓力傳感器采集的支腿無桿腔實(shí)時(shí)壓力變化值判斷支腿所處狀態(tài)；
[0026]S4、通過支腿所處狀態(tài)時(shí)長判斷各支腿可靠動(dòng)作；
[0027]S5、當(dāng)各支腿可靠觸地時(shí)，關(guān)閉各支腿伸換向閥，關(guān)斷泵源油路，并標(biāo)定系統(tǒng)壓力，
泵源流量。
[0028]所述步驟SI中通過比例溢流閥將液壓系統(tǒng)壓力設(shè)定為IOPa ；
[0029]所述步驟S2中通過比例流量閥將液壓系統(tǒng)流量設(shè)定為40L/min ；
[0030]所述步驟S3中具體為:伸支腿后，再延時(shí)30秒，之后每0.1秒記錄一次支腿壓力，判斷是否已經(jīng)記錄10組支腿壓力數(shù)據(jù)，如果不夠10組支腿壓力數(shù)據(jù)，則繼續(xù)判斷，如果已經(jīng)保存夠10組支腿壓力數(shù)據(jù)，則計(jì)算并保存10組支腿壓力數(shù)據(jù)的平均值作為支腿空行程壓力值；
[0031]所述步驟S4具體為:判斷支腿的實(shí)時(shí)壓力與支腿空行程壓力的差值是否大于壓力設(shè)定值，如果支腿的實(shí)時(shí)壓力與支腿空行程壓力的差值不大于壓力設(shè)定值則繼續(xù)判斷，如果大于支腿的實(shí)時(shí)壓力與支腿空行程壓力的差值大于壓力設(shè)定值則進(jìn)入步驟SlO ；
[0032]所述步驟S5具體為:關(guān)閉伸支腿換向閥；通過比例流量閥將液壓系統(tǒng)流量設(shè)定為OL/min ;通過比例溢流閥將液壓系統(tǒng)壓力設(shè)定為OPa ;結(jié)束支腿觸地支撐判斷控制。
[0033]左前支腿、右前支腿、左后支腿、右后支腿的相對壓力設(shè)定值Λ PA、Λ PB、Λ PC、APD的計(jì)算式為:
【權(quán)利要求】
1.一種高適應(yīng)性支腿觸地支撐判定裝置，其特征在于包括主控制器(Μ)、電源(P)、左前支腿壓力傳感器(Α)、右前支腿壓力傳感器(B)、左后支腿壓力傳感器(C)、右后支腿壓力傳感器(D)、比例溢流閥(Y)、比例流量閥(L)、左前支腿伸換向閥(a)、左前支腿收換向閥(b )、右前支腿伸換向閥(c )、右前支腿收換向閥(d)、左后支腿伸換向閥(e )、左后支腿收換向閥(f)、右后支腿伸換向閥(j)、右前支腿收換向閥(h)、液壓泵源(i); 電源(P)連接主控制器(M)的電源輸入端；左前支腿壓力傳感器(A)、右前支腿壓力傳感器(B)、左后支腿壓力傳感器(C)和右前后支腿壓力傳感器(D)的信號輸出端連接主控制器(M)的信號輸入端；比例溢流閥(Y)、比例流量閥(L)、左前支腿伸換向閥(a)、左前支腿收換向閥(b )、右前支腿伸換向閥(c )、右前支腿收換向閥(d)、左后支腿伸換向閥(e )、左后支腿收換向閥(f)、右后支腿伸換向閥(g)、右后支腿收換向閥(h)和液壓泵源(i)的信號輸入端連接主控制器(M)的控制信號輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高適應(yīng)性支腿觸地支撐判斷裝置，其特征在于，所述電源(P)采用蓄電池，輸出電壓為24V，用于給系統(tǒng)供電； 所述左前支腿壓力傳感器(A)用于采集左前支腿無桿腔的壓力，并將采集數(shù)據(jù)反饋給主控制器(M);右前支腿壓力傳感器(B)用于采集右前支腿無桿腔的壓力，并將采集的數(shù)據(jù)反饋給主控制器(M);左后支腿壓力傳感器(C)用于采集左后支腿無桿腔的壓力，并將采集的數(shù)據(jù)反饋給主控制器(M);右前后支腿壓力傳感器(D)用于采集右后支腿無桿腔的壓力，并將采集的數(shù)據(jù)反饋給主控制器(M);左前支腿伸換向閥(a)、左前支腿收換向閥(b)、右前支腿伸換向閥(c )、右前支 腿收換向閥(d)、左后支腿伸換向閥(e )、左后支腿收換向閥(f )、右后支腿伸換向閥(g)和右后支腿收換向閥(h)分別用于控制相應(yīng)的支腿的伸、收動(dòng)作；液壓泵源(i)為支腿的伸、收動(dòng)作提供動(dòng)力； 比例溢流閥(Y)通過調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)壓力控制液壓系統(tǒng)最大驅(qū)動(dòng)力；比例流量閥(L)通過調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)流量控制支腿伸收動(dòng)作速度；支腿電磁換向閥為三位四通閥，用于控制支腿伸收動(dòng)作方向；泵源電磁換向閥為兩位兩通閥，用于控制泵源油路的通斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高適應(yīng)性支腿觸地支撐判斷裝置，其特征在于，四個(gè)壓力傳感器輸出4~20mA電流信號，分別安裝在車輛四個(gè)支腿無桿腔液壓管路中，用于測量無桿腔壓力。
4.利用權(quán)利要求1至3任一所述的高適應(yīng)性支腿觸地支撐判斷裝置的控制方法包括以下步驟: 51、打開液壓栗源提供初始系統(tǒng)壓力； 52、開啟各支腿伸換向閥，設(shè)定單位時(shí)間流量； 53、通過各支腿壓力傳感器采集的支腿無桿腔實(shí)時(shí)壓力變化值判斷支腿所處狀態(tài)； 54、通過支腿所處狀態(tài)時(shí)長判斷各支腿可靠動(dòng)作； 55、當(dāng)各支腿可靠觸地時(shí)，關(guān)閉各支腿伸換向閥，關(guān)斷泵源油路，并標(biāo)定系統(tǒng)壓力，泵源流量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高適應(yīng)性支腿觸地支撐判斷裝置的控制方法，其特征在于，所述步驟SI中通過比例溢流閥將液壓系統(tǒng)壓力設(shè)定為IOPa ； 所述步驟S2中通過比例流量閥將液壓系統(tǒng)流量設(shè)定為40L/min ； 所述步驟S3中具體為:伸支腿后，再延時(shí)30秒，之后每0.1秒記錄一次支腿壓力，判斷是否已經(jīng)記錄10組支腿壓力數(shù)據(jù)，如果不夠10組支腿壓力數(shù)據(jù)，則繼續(xù)判斷，如果已經(jīng)保存夠10組支腿壓力數(shù)據(jù)，則計(jì)算并保存10組支腿壓力數(shù)據(jù)的平均值作為支腿空行程壓力值； 所述步驟S4具體為:判斷支腿的實(shí)時(shí)壓力與支腿空行程壓力的差值是否大于壓力設(shè)定值，如果支腿的實(shí)時(shí)壓力與支腿空行程壓力的差值不大于壓力設(shè)定值則繼續(xù)判斷，如果大于支腿的實(shí)時(shí)壓力與支腿空行程壓力的差值大于壓力設(shè)定值則進(jìn)入步驟Sio ； 所述步驟S5具體為:關(guān)閉伸支腿換向閥；通過比例流量閥將液壓系統(tǒng)流量設(shè)定為OL/min ;通過比例溢流閥將液壓系統(tǒng)壓力設(shè)定為OPa ;結(jié)束支腿觸地支撐判斷控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高適應(yīng)性支腿觸地支撐判斷裝置的控制方法，其特征在于，左前支腿、右前支腿、左后支腿、右后支腿的相對壓力設(shè)定值△ PA、△ PB、△ PC、APD的計(jì)算式為:
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高適應(yīng)性支腿觸地支撐判斷裝置的控制方法，其特征在于，四支腿伸出后，為避免支腿開始動(dòng)作時(shí)系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定所帶來的干擾，步驟S5延時(shí)30秒。
【文檔編號】B60S9/10GK103950434SQ201410113843
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】王志勇, 王小軍, 張士軍, 鄧季賢, 黃媛媛, 劉云秋, 劉海陽 申請人:北京航天發(fā)射技術(shù)研究所, 中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院