环卫设备的液压控制系统和环卫设备 |
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| 申请号 | CN201710420651.X | 申请日 | 2017-06-07 | 公开(公告)号 | CN107255093A | 公开(公告)日 | 2017-10-17 |
| 申请人 | 徐州徐工环境技术有限公司; | 发明人 | 程磊; 单龙; 张凯; 孙进; 刘美荣; 许海川; 温玉霜; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开一种环卫设备的液压控制系统和环卫设备。液压控制系统包括 液压 泵 、控制 阀 组和用于驱动环卫设备的清扫单元升降的 液压缸 。清扫单元具有下降状态、上升状态和浮动状态，在下降状态， 控制阀 组控制进油口与第一工作油口连通；在上升状态，控制阀组控制进油口与第二工作油口连通；在浮动状态，控制阀组控制进油口与第二工作油口连通且在第二 工作腔 的体积变化时调节第二工作油口的油液压 力 至压力设定值，当第二工作油口的油液压力为压力设定值时，液压缸对清扫单元施加的作用力等于清扫单元的重力与地面对清扫单元的 支撑 力的差值。本发明的环卫设备的清扫单元与地面似离未离，降低了清扫单元的磨损速度且能够吸拾大颗粒物和越障。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种环卫设备的液压控制系统，所述液压控制系统包括液压泵、控制阀组和用于驱动所述环卫设备的清扫单元升降的液压缸，所述液压缸具有第一工作腔和第二工作腔，所述第一工作腔进油时驱动所述清扫单元下降，所述第二工作腔进油时驱动所述清扫单元上升，所述控制阀组具有进油口、第一工作油口、第二工作油口和排油口，所述进油口和所述液压泵的出油口连接，所述第一工作油口与所述第一工作腔连通，所述第二工作油口与所述第二工作腔连通，其特征在于，所述清扫单元具有下降状态、上升状态和浮动状态，在所述下降状态，所述控制阀组控制所述进油口与所述第一工作油口连通；在所述上升状态，所述控制阀组控制所述进油口与所述第二工作油口连通；在所述浮动状态，所述控制阀组控制所述进油口与所述第二工作油口连通且在所述第二工作腔的体积变化时调节所述第二工作油口的油液压力至压力设定值，当所述第二工作油口的油液压力为所述压力设定值时，所述液压缸对所述清扫单元施加的作用力等于所述清扫单元的重力与地面对所述清扫单元的支撑力的差值。 |
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| 说明书全文 | 环卫设备的液压控制系统和环卫设备技术领域背景技术[0002] 目前我国城市道路清扫作为大规模实行机械化作业，近十年来，道路清扫车辆及装配已向集成化、环保化、人性化方向发展，由单一的作业功能向一体化智能化功能发展。但现有道路清扫车辆的清扫、吸拾机构普遍采用液压缸或气缸来执行机构的下降和摆出动作并通过弹簧对机构的牵拉来实现避障功能，难以实现自平衡工作。并且由于上述方式的弹簧是固定不变的，其拉力也不可调整，当清扫、吸拾机构遇到较大垃圾时，无法有效起升吸拾、清扫或越过。同时，现有清扫机构的重力和地面的支撑力，双向施加到扫刷上，当调整不到位时，会造成扫刷与地面接触力加大，增加扫刷的磨损速度。 发明内容[0003] 本发明的目的在于提供一种环卫设备的液压控制系统和环卫设备，以使环卫设备的清扫单元实现自平衡工作。 [0004] 本发明第一方面提供一种环卫设备的液压控制系统，所述液压控制系统包括液压泵、控制阀组和用于驱动所述环卫设备的清扫单元升降的液压缸，所述液压缸具有第一工作腔和第二工作腔，所述第一工作腔进油时驱动所述清扫单元下降，所述第二工作腔进油时驱动所述清扫单元上升，所述控制阀组具有进油口、第一工作油口、第二工作油口和排油口，所述进油口和所述液压泵的出油口连接，所述第一工作油口与所述第一工作腔连通，所述第二工作油口与所述第二工作腔连通，所述清扫单元具有下降状态、上升状态和浮动状态，在所述下降状态，所述控制阀组控制所述进油口与所述第一工作油口连通；在所述上升状态，所述控制阀组控制所述进油口与所述第二工作油口连通；在所述浮动状态，所述控制阀组控制所述进油口与所述第二工作油口连通且在所述第二工作腔的体积变化时调节所述第二工作油口的油液压力至压力设定值，当所述第二工作油口的油液压力为所述压力设定值时，所述液压缸对所述清扫单元施加的作用力等于所述清扫单元的重力与地面对所述清扫单元的支撑力的差值。 [0005] 进一步地，所述控制阀组包括调压阀，所述调压阀设置于所述进油口和所述第二工作油口之间以在所述浮动状态调节所述第二工作油口的油液压力。 [0006] 进一步地，所述控制阀组包括换向阀，所述换向阀具有第一油口、第二油口、第三油口和第四油口，所述换向阀的第一油口通过所述调压阀与所述进油口连接，所述换向阀的第二油口与所述第一工作油口连接，所述换向阀的第三油口与所述第二工作油口连接，所述换向阀的第四油口与所述排油口连接，所述换向阀具有第一工作位置和第二工作位置，在所述第一工作位置，所述换向阀的第一油口与所述换向阀的第三油口连通，所述换向阀的第二油口与所述换向阀的第四油口连通，在所述第二工作位置，所述换向阀的第一油口与所述换向阀的第二油口连通，所述换向阀的第三油口与所述换向阀的第四油口连通。 [0007] 进一步地，所述调压阀包括第一油口和第二油口，所述调压阀的第一油口与所述进油口连接，所述调压阀的第二油口与所述第二工作油口连接，在所述清扫单元处于所述下降状态或所述上升状态时，所述调压阀的第二油口的油液压力等于所述调压阀的第一油口的油液压力；在所述清扫单元处于浮动状态时，所述调压阀调节所述调压阀的第二油口的油液压力至所述压力设定值。 [0008] 进一步地，所述调压阀还包括第一压力端和第二压力端，所述第一压力端为压力控制端，所述第二压力端与所述第二工作油口之间的油路具有连通状态和断开状态，在所述清扫单元处于所述下降状态或所述上升状态时，所述第二压力端与所述第二工作油口之间的油路断开，所述调压阀的第一油口与所述第二油口全压连通；在所述清扫单元处于所述浮动状态时，所述第二压力端与所述第二工作油口之间的油路连通，所述调压阀的第一油口与所述第二油口形成压力隔离效果，第二油口压力为调压阀设定压力。 [0009] 进一步地，所述控制阀组还包括通断控制阀，所述通断控制阀设置于所述调压阀的第二压力端与所述第二工作油口之间的油路上以控制所述调压阀的第二压力端与所述第二工作油口之间油路的通断。 [0010] 进一步地，所述环卫设备的液压控制系统包括用于对应驱动至少一个清扫单元的至少一个所述液压缸和与所述至少一个液压缸对应设置的至少一个控制阀组。 [0011] 进一步地，所述液压控制系统还包括悬停控制阀，所述悬停控制阀设置于所述第二工作腔与所述第二工作油口之间以用于控制所述清扫单元悬停于某一位置。 [0012] 进一步地，所述悬停控制阀具有第一油口和第二油口，所述悬停控制阀的第一油口与所述第二工作油口连接，所述悬停控制阀的第二油口与所述第二工作腔连接，所述悬停控制阀具有第一工作位置和第二工作位置，在所述第一工作位置，油液能够单方向地从所述第一油口流向所述第二油口；在所述第二工作位置，油液至少能够从所述第二油口流向所述第一油口。 [0013] 本发明第二方面提供一种环卫设备，包括如本发明第一方面任一项提供的环卫设备的液压控制系统。 [0014] 基于本发明提供的环卫设备的液压控制系统和环卫设备，液压控制系统包括液压泵、控制阀组和用于驱动环卫设备的清扫单元升降的液压缸，液压缸具有第一工作腔和第二工作腔，第一工作腔进油时驱动清扫单元下降，第二工作腔进油时驱动清扫单元上升，控制阀组具有进油口、第一工作油口、第二工作油口和排油口，进油口和液压泵的出油口连接，第一工作油口与第一工作腔连通，第二工作油口与第二工作腔连通，清扫单元具有下降状态、上升状态和浮动状态，在下降状态，控制阀组控制进油口与第一工作油口连通；在上升状态，控制阀组控制进油口与第二工作油口连通；在浮动状态，控制阀组控制进油口与第二工作油口连通且在第二工作腔的体积变化时调节第二工作油口的油液压力至压力设定值，当第二工作油口的油液压力为压力设定值时，液压缸对清扫单元施加的作用力等于清扫单元的重力与地面对清扫单元的支撑力的差值。本发明的液压控制系统在自平衡作业时，要求控制阀组对清扫单元的反作用力最大为宜，此时清扫单元平衡至与地面似离未离的状态，平衡才能发挥最佳效果。同时也降低了清扫单元的磨损速度。 附图说明[0016] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中： [0017] 图1为本发明实施例的环卫设备的液压控制系统的结构示意图。 具体实施方式[0018] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0019] 除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。 [0020] 为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。 [0021] 本发明实施例的环卫设备的液压控制系统包括液压泵、控制阀组和用于驱动环卫设备的清扫单元升降的液压缸。液压缸具有第一工作腔和第二工作腔，第一工作腔进油时驱动清扫单元下降，第二工作腔进油时驱动清扫单元上升。控制阀组具有进油口、第一工作油口、第二工作油口和排油口。进油口和液压泵的出油口连接，第一工作油口与第一工作腔连通，第二工作油口与第二工作腔连通。清扫单元具有下降状态、上升状态和浮动状态，在下降状态，控制阀组控制进油口与第一工作油口连通；在上升状态，控制阀组控制进油口与第二工作油口连通；在浮动状态，控制阀组控制进油口与第二工作油口连通且在第二工作腔的体积变化时调节第二工作油口的油液压力至压力设定值，当第二工作油口的油液压力为压力设定值时，液压缸对清扫单元施加的作用力等于清扫单元的重力与地面对清扫单元的支撑力的差值。 [0022] 本发明实施例的环卫设备的液压控制系统的控制阀组在清扫作业施工前控制进油口与第一工作油口连通以使清扫单元处于下降状态实现清扫单元的下降；在清扫作业施工中控制进油口与第二工作油口连通且将第二工作油口的油液压力调节至压力设定值，当第二工作油口的油液压力为压力设定值时，液压缸对清扫单元施加的作用力等于清扫单元的重力与地面对清扫单元的支撑力的差值，由于地面对清扫单元的支撑力与清扫单元的触地压力为作用力与反作用力，因此此时清扫单元可实现自平衡。当清扫单元遇到起伏路面或高于路面的障碍物时，由于路面或障碍物对清扫单元的反作用力增大使清扫单元上浮，此时第二工作腔的油液压力变小，也就是说第二工作油口的油液压力变小，此时控制阀组将对第二工作油口进行补油以增大第二工作油口的油液压力。当清扫单元通过起伏路面或越过障碍物后，由于路面或障碍物对清扫单元的反作用力恢复初始值使清扫单元下沉，此时第二工作腔的压力将大于压力设定值，控制阀组将控制多余的油液进行泄油以使第二工作腔的油液压力回到压力设定值。在清扫作业施工后，控制阀组控制进油口与第二工作油口连通以使清扫单元处于上升状态以实现清扫单元的上升。 [0023] 本发明实施例的液压控制系统在自平衡作业时，要求控制阀组对清扫单元的反作用力最大为宜，此时清扫单元平衡至与地面似离未离的状态，平衡才能发挥最佳效果。同时也降低了清扫单元的磨损速度。当本发明实施例的环卫设备的清扫单元遇到起伏路面或者较大的障碍物时，路面或障碍物对清扫单元的反作用力加大而使清扫单元上浮，因此本发明实施例的环卫设备具有越障和吸拾大颗粒物的功能。 [0024] 需要说明的，压力设定值根据不同的清扫单元为不同的数值，需要根据环卫设备的具体清扫单元的重力以及路面的工况来设定。 [0025] 下面将根据图1对本发明一具体实施例的环卫设备的液压控制系统的结构进行详细说明。 [0026] 在本实施例中，清扫单元包括扫刷机构和吸拾机构，因此如图1 所示，液压控制系统包括用于驱动扫刷机构升降的扫刷驱动液压缸6 和用于驱动吸拾机构升降的吸拾驱动液压缸8。本实施例的液压控制系统包括用于控制扫刷机构动作的第一控制阀组3和用于控制吸拾机构动作的第二控制阀组4。由于第一控制阀组3和第二控制阀组4 的结构基本相同，下面将主要介绍第一控制阀组3的具体结构，第二控制阀组4的结构和各个结构的作用及效果可参照第一控制阀组3 的描述。 [0027] 液压泵2的进油口通过过滤器9和油箱1连接，液压泵2的出油口与第一控制阀组3和第二控制阀组4连接以为第一控制阀组3和第二控制阀组4供油。 [0028] 如图1所示，第一控制阀组3包括进油口P、第一工作油口A、第二工作油口B和排油口T。进油口P与液压泵2的出油口连接。第一工作油口A与扫刷驱动液压缸6的无杆腔连接，第二工作油口与扫刷驱动液压缸6的有杆腔连接。 [0029] 优选地，第一控制阀组包括调压阀33。调压阀33设置于进油口 P和第二工作油口B之间以在浮动状态调节第二工作油口B的油液压力。 [0030] 在本实施例中，调压阀33为减压阀。调压阀包括第一油口和第二油口，调压阀的第一油口与进油口P连接，调压阀的第二油口与第二工作油口B连接，在扫刷机构处于下降状态或上升状态时，调压阀的第二油口的油液压力等于调压阀的第一油口的油液压力。也就是说，在扫刷机构处于下降状态或上升状态时，调压阀33不发挥其调压作用，其第一油口和第二油口之间处于全通状态。而在清扫单元处于浮动状态时，调压阀的第一油口和第二油口形成压力隔离效果，第二油口压力为调压阀的设定压力。 [0031] 具体在本实施例中，调压阀33为减压阀，其将通过节流元件或阀门开度来对第二油口的油液压力进行调节以使其降低到压力设定值。 [0032] 具体地，如图1所示，调压阀包括第一压力端和第二压力端，调压阀在其调压状态时通过比较第二压力端和第一压力端的压力值来调节阀门的开度。第一压力端为压力控制端。具体在本实施例中为弹簧控制端，当然也可以为电磁等控制端，可以通过调节弹簧的预压缩量来调节弹簧控制端的压力。第二压力端与第二工作油口之间的油路具有连通状态和断开状态，在扫刷机构处于下降状态或上升状态时，第二压力端与第二工作油口之间的油路断开，调压阀的第一油口与第二油口全压连通。在扫刷机构处于浮动状态时，第二压力端与第二工作油口之间的油路连通，调压阀的第一油口与第二油口节流连通。当扫刷机构处于下降或上升状态时，此时调压阀无需调压，可以控制第二压力端与第二工作油口之间的油路断开，调压阀的第一油口将与第二油口全开，不发挥调压功能。在扫刷机构处于浮动状态时，此时调压阀需要发挥调压功能，因此控制第二压力端与第二工作油口之间的油路连通，此时调压阀将比较第二工作油口的油液压力与弹簧控制端的压力以控制阀口的开度进行降压。 [0033] 为了控制第二压力端与第二工作油口之间的油液的通断，如图1 所示，本实施例的控制阀组还包括通断控制阀32，通断控制阀32设置于调压阀的第二压力端与第二工作油口之间的油路上以控制调压阀的第二压力端与第二工作油口之间油路的通断。 [0034] 通断控制阀32具有第一工作位置和第二工作位置。当其处于第一工作位置时(图中所示的上位)，此时，第二工作油口的油液不能流通到调压阀33的第二压力端，调压阀不发挥调压功能。当其处于第二工作位置时(图中所示的下位)，此时，第二工作油口的油液流向调压阀33的第二压力端并与调压阀33的弹簧控制端的压力进行比较以发挥调压功能。本实施例的液压控制系统通过在第二工作油口与调压阀33的第二压力端之间的油路上设置通断控制阀32以使调压阀 33在扫刷机构的不同状态下对其调压功能进行启动或断开，控制方式简单方便。 [0035] 如图1所示，第一控制阀组包括换向阀31。换向阀31具有第一油口、第二油口、第三油口和第四油口。换向阀31的第一油口通过调压阀33与进油口P连接，换向阀31的第二油口与第一工作油口A 连接，换向阀31的第三油口与第二工作油口B连接，换向阀31的第四油口与排油口T连接，换向阀31具有第一工作位置和第二工作位置，在第一工作位置，换向阀的第一油口与换向阀的第三油口连通，换向阀的第二油口与换向阀的第四油口连通，在第二工作位置，换向阀的第一油口与换向阀的第二油口连通，换向阀的第三油口与换向阀的第四油口连通。换向阀31的设置使得进油口P可选择地与扫刷驱动液压缸6的有杆腔或无杆腔连通以控制扫刷机构的下降或上升。 [0036] 优选地，本实施例的液压控制系统还包括悬停控制阀5。悬停控制阀5设置于第二工作腔(图示中的有杆腔)与第二工作油口(B) 之间以用于控制扫刷机构悬停于某一位置。 [0037] 悬停控制阀5具有第一油口和第二油口，悬停控制阀5的第一油口与第二工作油口连接，悬停控制阀5的第二油口与第二工作腔连接，悬停控制阀5具有第一工作位置和第二工作位置，在第一工作位置，油液能够单方向地从第一油口流向第二油口；在第二工作位置，油液至少能够从第二油口流向第一油口。 [0038] 优选地，本实施例的液压控制系统还包括设置于扫刷驱动液压缸 6的无杆腔的回油路上的节流阀34和设置于扫刷驱动液压缸6的有杆腔的回油路上的节流元件。因此本实施例的液压控制系统可以控制扫刷机构的上升或下降的速度。 [0040] 下面具体说明本实施例的液压控制系统的工作过程： [0041] 扫刷机构工作状态： [0042] 扫刷作业施工前，通过换向阀31、悬停控制阀5均得电处于右位工作，通断控制阀32失电处于上位工作。系统压力油经第一控制阀组3的P口进入，经换向阀31右位、调压阀 33、节流阀34由第一控制阀组3的A口输出至扫刷驱动液压缸6的无杆腔，扫刷驱动液压缸6的有杆腔的液压油经悬停控制阀5、第一控制阀组3的B口，由第一控制阀组的T口流回油箱 1，实现扫刷机构的快速下降。 [0043] 节流阀34的设置使得扫刷机构的下降速度可控。同样地，在扫刷机构的上升速度也可以由另一个节流阀来控制。 [0044] 扫刷作业施工中，通过换向阀31得电处于左位工作、悬停控制阀5得电处于右位工作，通断控制阀32得电处于下位工作。系统压力油经第一控制阀组3的P口进入，经换向阀31左位、调压阀33、节流元件由第一控制阀组3的B口输出至扫刷驱动液压缸14的有杆腔，扫刷驱动液压缸的无杆腔液压油流回油箱1。当调压阀33的第二油口的压力调定到一定值时，通过对扫刷机构施加反作用力来实现触地压力平衡。当扫刷机构的扫刷接触到地面，调压阀33对扫刷机构的反作用力与地面对扫刷机构的反作用力之和等于扫刷机构自重时，扫刷机构不再下降，从而实现扫刷机构触地压力自平衡功能。当扫刷机构遇到起伏路面或高于路面的障碍物时，由于路面或障碍物对扫刷机构的反作用力增大使扫刷机构上浮，此时调压阀33的第二油口的压力变小，将系统压力引入至扫刷机构液压缸有杆腔进行补充油液。当扫刷机构经过起伏路面或越过障碍物后，由于路面或障碍物对扫刷机构的反作用力恢复初始值使扫刷机构下沉，由于重力大于调压阀的第二油口给扫刷机构的反作用力，即调压阀的第二油口的压力大于压力设定值时，多余液压油从调压阀33的泄油口泄油回第一控制阀组的T口并流回油箱1。 [0045] 扫刷作业施工后，通过换向阀31得电处于左位工作，悬停控制阀5得电处于右位工作，通断控制阀32失电处于上位工作。系统压力油经第一控制阀组3的P口进入，经换向阀31左位、调压阀33、第一控制阀组3的B口输出至扫刷驱动液压缸6的有杆腔，扫刷驱动液压缸6的无杆腔液压油经第一控制阀组3的A口，由第一控制阀组的T口流回油箱1，实现扫刷机构快速提升。 [0046] 吸拾结构的工作过程与上述扫刷机构的工作过程相似，此处不再赘述。 [0047] 本实施例的环卫设备的液压控制系统在实现扫刷机构和吸拾机构触地压力自平衡作业的同时，兼备扫刷机构和吸拾机构全压力快速提升和下降功能。在自平衡作业时，要求调压阀对扫刷机构和吸拾机构的反作用力最大为宜，此时扫刷机构和吸拾机构平衡至与地面似离未离的状态，平衡才能发挥最佳效果。同时也降低了扫刷机构刷毛及吸拾机构滚轮的磨损速度。 |
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