一種高適應性支腿觸地支撐判定裝置及方法
2023-10-30 01:16:52 3
一種高適應性支腿觸地支撐判定裝置及方法
【專利摘要】一種高適應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、左後支腿壓力傳感器、右後支腿壓力傳感器、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、左後支腿伸換向閥、左後支腿收換向閥、右後支腿伸換向閥、右前支腿收換向閥、液壓泵源，本發明的高適應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、環境溫度等因素的影響，而且成本低。
【專利說明】一種高適應性支腿觸地支撐判定裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種液壓控制系統及方法，特別是涉及一種應用於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】
[0002]展車控制是特種車輛的重要控制功能，在特種車輛到達預定地點後，控制液壓系統實現支腿伸出、觸地支撐，以便於執行後續動作，實現支腿可靠觸地是保證後續一系列動作平穩性的基礎，以往廣泛採用通過識別支腿油缸無杆腔絕對壓力值及監測支腿伸出長度等方法來判斷支腿的觸地狀態。
[0003]採用識別支腿油缸無杆腔絕對壓力值的方式，如圖2所示為用於控制支腿伸、收的支腿油缸的結構示意圖，包括壓力傳感器1、支腿油缸2、無杆腔3、油缸密封圈4、測壓接頭5、有杆腔6、單向節流閥7、液壓鎖8和電磁換向閥9 ;壓力傳感器I用於採集支腿無杆腔的壓力值，單向節流閥7用於支腿回收時平衡發射車負載，一經調定閥口開度，無需控制，液壓鎖8用於當車輛調平後，支腿換向閥關閉時，通過鎖止支腿的位置以保持車輛的調平精度，電磁換向閥9用於實現對支腿的伸、收控制，壓力傳感器I實時採集某支腿無杆腔絕對壓力值，並與控制策略中該支腿的觸地壓力預設值進行實時解算對比，當支腿壓力達到觸地壓力時，認為支腿完成觸地動作。此方式優點為成本較低且適應複雜路面情況，但存在以下三個問題:
[0004]1、受油缸加工誤差影響大:
[0005]油缸活塞杆密封圈與油缸內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，且當支腿長時間使用後，油缸內壁由於磨損使摩擦力變小，導致初始設定的觸地壓力參數不適用，需重新測試設定，使支腿觸地壓力參數設置具有一定的不確定性；
[0006]2、受液壓介質影響大:
[0007]特種車輛產品常用的液壓介質有10號航空、15號、32號、46號抗磨等多個品種的液壓油，由於液壓油的粘度不同，採用不同液壓油導致在相同負載下支腿壓力存在差異，進而支腿觸地壓力參數也存在離散性；
[0008]3、受環境溫度影響大:
[0009]環境溫度的變化導致液壓油粘度變化，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，通過測試計算，預先設定某一支腿觸地時的伸出長度，實時採集支腿位移，當支腿位移達到設定值時，認為支腿完成觸地動作。此方式的優點為適用於對支腿伸出長度有要求的情況，但由於需使用位移傳感器，成本較高，且在複雜路面情況下可能存在虛腿現象。
[0011]因此需要一種成本低，不受油缸加工誤差影響，不受液壓介質影響，不受環境溫度影響的新的判斷支腿觸地狀態的方法。
【發明內容】
[0012]本發明的目的是提供一種高適應性支腿觸地支撐判定裝置及方法，用於解決上述技術問題。
[0013]一種高適應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、左後支腿壓力傳感器、右後支腿壓力傳感器、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、左後支腿伸換向閥、左後支腿收換向閥、右後支腿伸換向閥、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、左後支腿壓力傳感器和右前後支腿壓力傳感器的信號輸出端連接主控制器相應的信號輸入端；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、左後支腿伸換向閥、左後支腿收換向閥、右後支腿伸換向閥、右後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的控制信號輸出端。
[0015]電源米用蓄電池，輸出電壓為24V,用於給系統供電；
[0016]左前支腿壓力傳感器用於採集左前支腿無杆腔的壓力，並將採集數據反饋給主控制器；右前支腿壓力傳感器用於採集右前支腿無杆腔的壓力，並將採集的數據反饋給主控制器；左後支腿壓力傳感器用於採集左後支腿無杆腔的壓力，並將採集的數據反饋給主控制器；右前後支腿壓力傳感器用於採集右後支腿無杆腔的壓力，並將採集的數據反饋給主控制器；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、左後支腿伸換向閥、左後支腿收換向閥、右後支腿伸換向閥和右後支腿收換向閥分別用於控制相應的支腿的伸、收動作；液壓泵源為支腿的伸、收動作提供動力。
[0017]四個壓力傳感器輸出4?20mA電流信號，分別安裝在車輛四個支腿無杆腔液壓管路中，用於測量無杆腔壓力；
[0018]比例溢流閥通過調節液壓系統壓力控制液壓系統最大驅動力；
[0019]比例流量閥通過調節液壓系統流量控制支腿伸收動作速度；
[0020]支腿電磁換向閥為三位四通閥，用於控制支腿伸收動作方向；
[0021]泵源電磁換向閥為兩位兩通閥，用於控制泵源油路的通斷；
[0022]利用高適應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壓力；
[0024]S2、開啟各支腿伸換向閥，設定單位時間流量；
[0025]S3、通過各支腿壓力傳感器採集的支腿無杆腔實時壓力變化值判斷支腿所處狀態；
[0026]S4、通過支腿所處狀態時長判斷各支腿可靠動作；
[0027]S5、當各支腿可靠觸地時，關閉各支腿伸換向閥，關斷泵源油路，並標定系統壓力，
泵源流量。
[0028]所述步驟SI中通過比例溢流閥將液壓系統壓力設定為IOPa ；
[0029]所述步驟S2中通過比例流量閥將液壓系統流量設定為40L/min ；
[0030]所述步驟S3中具體為:伸支腿後，再延時30秒，之後每0.1秒記錄一次支腿壓力，判斷是否已經記錄10組支腿壓力數據，如果不夠10組支腿壓力數據，則繼續判斷，如果已經保存夠10組支腿壓力數據，則計算並保存10組支腿壓力數據的平均值作為支腿空行程壓力值；
[0031]所述步驟S4具體為:判斷支腿的實時壓力與支腿空行程壓力的差值是否大於壓力設定值，如果支腿的實時壓力與支腿空行程壓力的差值不大於壓力設定值則繼續判斷，如果大於支腿的實時壓力與支腿空行程壓力的差值大於壓力設定值則進入步驟SlO ；
[0032]所述步驟S5具體為:關閉伸支腿換向閥；通過比例流量閥將液壓系統流量設定為OL/min ;通過比例溢流閥將液壓系統壓力設定為OPa ;結束支腿觸地支撐判斷控制。
[0033]左前支腿、右前支腿、左後支腿、右後支腿的相對壓力設定值Λ PA、Λ PB、Λ PC、APD的計算式為:
【權利要求】
1.一種高適應性支腿觸地支撐判定裝置，其特徵在於包括主控制器(Μ)、電源(P)、左前支腿壓力傳感器(Α)、右前支腿壓力傳感器(B)、左後支腿壓力傳感器(C)、右後支腿壓力傳感器(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)、左後支腿伸換向閥(e )、左後支腿收換向閥(f)、右後支腿伸換向閥(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)、左後支腿壓力傳感器(C)和右前後支腿壓力傳感器(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)、左後支腿伸換向閥(e )、左後支腿收換向閥(f)、右後支腿伸換向閥(g)、右後支腿收換向閥(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.根據權利要求1所述的高適應性支腿觸地支撐判斷裝置，其特徵在於，所述電源(P)採用蓄電池，輸出電壓為24V，用於給系統供電； 所述左前支腿壓力傳感器(A)用於採集左前支腿無杆腔的壓力，並將採集數據反饋給主控制器(M);右前支腿壓力傳感器(B)用於採集右前支腿無杆腔的壓力，並將採集的數據反饋給主控制器(M);左後支腿壓力傳感器(C)用於採集左後支腿無杆腔的壓力，並將採集的數據反饋給主控制器(M);右前後支腿壓力傳感器(D)用於採集右後支腿無杆腔的壓力，並將採集的數據反饋給主控制器(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)、左後支腿伸換向閥(e )、左後支腿收換向閥(f )、右後支腿伸換向閥(g)和右後支腿收換向閥(h)分別用於控制相應的支腿的伸、收動作；液壓泵源(i)為支腿的伸、收動作提供動力； 比例溢流閥(Y)通過調節液壓系統壓力控制液壓系統最大驅動力；比例流量閥(L)通過調節液壓系統流量控制支腿伸收動作速度；支腿電磁換向閥為三位四通閥，用於控制支腿伸收動作方向；泵源電磁換向閥為兩位兩通閥，用於控制泵源油路的通斷。
3.根據權利要求2所述的高適應性支腿觸地支撐判斷裝置，其特徵在於，四個壓力傳感器輸出4~20mA電流信號，分別安裝在車輛四個支腿無杆腔液壓管路中，用於測量無杆腔壓力。
4.利用權利要求1至3任一所述的高適應性支腿觸地支撐判斷裝置的控制方法包括以下步驟: 51、打開液壓慄源提供初始系統壓力； 52、開啟各支腿伸換向閥，設定單位時間流量； 53、通過各支腿壓力傳感器採集的支腿無杆腔實時壓力變化值判斷支腿所處狀態； 54、通過支腿所處狀態時長判斷各支腿可靠動作； 55、當各支腿可靠觸地時，關閉各支腿伸換向閥，關斷泵源油路，並標定系統壓力，泵源流量。
5.根據權利要求4所述的高適應性支腿觸地支撐判斷裝置的控制方法，其特徵在於，所述步驟SI中通過比例溢流閥將液壓系統壓力設定為IOPa ； 所述步驟S2中通過比例流量閥將液壓系統流量設定為40L/min ； 所述步驟S3中具體為:伸支腿後，再延時30秒，之後每0.1秒記錄一次支腿壓力，判斷是否已經記錄10組支腿壓力數據，如果不夠10組支腿壓力數據，則繼續判斷，如果已經保存夠10組支腿壓力數據，則計算並保存10組支腿壓力數據的平均值作為支腿空行程壓力值； 所述步驟S4具體為:判斷支腿的實時壓力與支腿空行程壓力的差值是否大於壓力設定值，如果支腿的實時壓力與支腿空行程壓力的差值不大於壓力設定值則繼續判斷，如果大於支腿的實時壓力與支腿空行程壓力的差值大於壓力設定值則進入步驟Sio ； 所述步驟S5具體為:關閉伸支腿換向閥；通過比例流量閥將液壓系統流量設定為OL/min ;通過比例溢流閥將液壓系統壓力設定為OPa ;結束支腿觸地支撐判斷控制。
6.根據權利要求5所述的高適應性支腿觸地支撐判斷裝置的控制方法，其特徵在於，左前支腿、右前支腿、左後支腿、右後支腿的相對壓力設定值△ PA、△ PB、△ PC、APD的計算式為:
7.根據權利要求5所述的高適應性支腿觸地支撐判斷裝置的控制方法，其特徵在於，四支腿伸出後，為避免支腿開始動作時系統壓力不穩定所帶來的幹擾，步驟S5延時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 優先權日:2014年3月25日
【發明者】王志勇, 王小軍, 張士軍, 鄧季賢, 黃媛媛, 劉雲秋, 劉海陽 申請人:北京航天發射技術研究所, 中國運載火箭技術研究院