电液比例控制装置 【技术领域】
本发明涉及一种电液比例控制装置，尤其是一种主要用于多路阀或其它具有类似特征的液压工作装置，如装载机、推土机、挖掘机等工程机械工作机构的操纵控制的电液比例控制装置。
背景技术
工程机械的工作机构如：装载机和推土机的动臂和铲斗、挖掘机的挖掘斗等，都是由液压系统驱动的。目前一部分工程机械的工作装置采用液压先导比例控制装置。这种装置存在以下不足：1、操纵装置与主控多路阀之间由许多很长的液压管路进行连接，限制了操纵装置在驾驶室的安装位置，不利于驾驶室的合理布置；2、由于操纵装置与主控多路阀之间由许多油管连接，无法实现遥控改装，在执行高危任务时尤显不足；3、内装于操纵装置中的先导阀完全是机械结构，无法进行产品升级或对功能进行扩展。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种输出可以编程的电比例控制信号，可以根据实际工作装置的操纵控制要求进行编程，并进行一般的或特殊的控制，主要用于多路阀或其它具有类似特征的液压工作装置，如装载机、推土机、挖掘机等工程机械工作机构地操纵控制的电液比例控制装置。
本发明包括可编程电比例操纵装置和电液比例先导模块，可编程电比例操纵装置用于输出可编程的电比例控制信号，可编程电比例操纵装置的可编程电比例控制信号输出端由控制电缆接电液比例先导模块，电液比例先导模块的先导控制液流输出端通过油管外接工作装置。
可编程电比例操纵装置可设有架体、传感器、电磁铁、微动开关、手柄、感应片、吸铁和主控制器。传感器、电磁铁和手柄设于架体上，用于判断手柄转动方向的微动开关设于手柄的转动轴两侧：另一个用于控制电磁铁通电与断电的微动开关设于电磁铁的下部；感应片设于传感器下方的滑动梁上，通过手柄旋转带动滑动梁的移动以改变感应片与传感器之间的距离；吸铁设于电磁铁下方的滑动梁上，通过手柄旋转带动滑动梁的移动以改变吸铁与电磁铁底部之间重合的位置；传感器的电信号输出端接主控制器，主控制器的输出端接电液比例先导模块。所说的可编程电比例操纵装置设2套。
所说的传感器可选用电感式或其他可输出位移或角度信号的传感器。主控制器可采用通用PLC或专用控制器(根据控制要求而设计的电路板)。
液压比例先导模块可设有电磁比例压力阀、两个三位四通阀、两位阀、通油管路集成块、通油管接头和底座。用于将电磁阀之间的通油管路集中在一起的通油管路集成块设于底座上，电磁比例压力阀、三位四通阀和两位阀设于通油管路集成块的周边；通油管接头设于通油管路集成块的上方，通油管接头分别由液压管路外接工作装置的多路阀、压力油管、回油管以及工作装置的浮动控制口。
所说的两位阀可选用两位二通阀或两位四通阀，液压比例先导模块设置于工作装置多路阀的附近。
与已有的液压先导比例控制装置相比，由于可编程电比例操纵装置内置的传感器将操作者对不同手柄的操作方向和角度转换为电信号，经主控制器输出对应的控制信号，控制信号经控制电缆对电液比例先导模块进行控制，而这一环节为电信号，因此可编程电比例操纵装置可以随意安装在驾驶室的任何位置，也可以将该装置与主机分离，采用长电缆或无线连接，实现线控或遥控。同时本发明具有操纵控制上的柔性，可以根据工作装置的操纵控制需要，改变主控制器的控制程序，以适应特殊的需要；可以进一步为装载机或其它工程机械整机的智能化开发奠定技术基础。
【附图说明】
图1为本发明的结构框图。
图2为本发明实施例的原理图。
图3为本发明实施例的可编程电比例操纵装置的结构原理图。
图4为本发明实施例的可编程电比例操纵装置的结构示意图。
图5为本发明实施例的电液比例先导模块的结构示意图。
图6为本发明实施例的电液比例先导模块的用于将电磁阀之间的通油管路集中在一起的通油管路集成块结构示意图。
【具体实施方式】
以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明包括可编程电比例操纵装置1和电液比例先导模块3，可编程电比例操纵装置1用于输出可编程的电比例控制信号，可编程电比例操纵装置1的可编程电比例控制信号输出端由控制电缆2接电液比例先导模块3，电液比例先导模块3的先导控制液流输出端通过油管外接工作装置5的主控多路阀4。可编程电比例操纵装置1内置的传感器将操作者对不同手柄的操作方向和角度转换为电信号，经主控制器输出对应的控制信号，控制信号经控制电缆2对电液比例先导模块3进行控制。电液比例先导模块3依据控制信号输出先导控制液流，通过油管控制多路阀4，多路阀4再输出功率液流驱动工作装置5。反馈电缆6则将工作装置5所处的位置以电信号的方式，反馈到可编程电比例操纵装置1，使操纵装置的操纵手柄自动回到中位。
在图2中，上部是电液比例先导模块的原理图。电液比例先导模块由一个精密电磁比例压力阀33、两个三位四通阀31和一个两位二通阀32(也可用两位四通阀)组成。其工作过程是：操纵手柄输出的与方向有关的电信号控制三位四通电磁阀31的接通位置，操纵手柄输出的与角度变化有关的电信号控制电磁比例压力阀33输出的控制液流的压力大小，从通油管螺纹接头a1、b1和a2、b2输出控制液流到多路阀的对应控制口，实现对工作装置的控制。其中压力油输入口P接入压力油，T口为回油口，F控制口用于辅助控制，如装载机工作装置的浮动位置控制。三位四通阀采用直流湿式电磁铁，Y式中位，板式安装。二位二通阀也采用直流湿式电磁铁，O式中位，板式安装，弹簧复位。电磁比例压力阀采用直流直控式，板式安装。右下部为可编程电比例操纵装置1，参见图3，4，可编程电比例操纵装置由两套结构相同的部件组成，单个部件的结构参见图3，整个装置的完整结构参见图4。单个部件由架体10、位移传感器11、三个微动开关12～14、电磁铁15、手柄16、手柄支架17、感应片18、吸铁19、滑动梁20、底座21和主控制器等组成。位移传感器11安装在手柄支架17的上梁左侧，感应片18安装于位移传感器11正下方的滑动梁20上，电磁铁15安装在手柄支架17上梁的右侧，吸铁19安装于电磁铁15正下方的滑动梁20上，在手柄支架上梁的中部转动轴的两侧安装有两个用于判断手柄转动方向的微动开关12、13，在电磁铁的下部安装有一个用于控制电磁铁通电和断电的微动开关14。其工作过程是：搬动手柄16时，由微动开关12、13检测手柄旋转方向并输出对应的信号，手柄旋转时带动滑动梁20上下移动，引起感应片18与位移传感器11之间发生距离变化，通过位移传感器检测距离的变化并转换成对应的比例电信号，这些信号输入主控制器，经主控制器对这些信号处理后输出给电液比例先导模块，其中与手柄旋转方向有关的电信号控制电液比例先导模块中三位四通阀的接通位置，与手柄旋转角度有关的电信号控制电液比例先导模块中电磁比例阀输出压力控制流的压力大小，从而实现对多路阀的控制。当手柄旋转到极限位置时，触动电磁铁通断电微动开关发出通电信号，在极限位置时吸铁通过滑动梁的带动移动到与电磁铁的底部重合的位置，电磁铁通过吸合吸铁将手柄保持在极限位置，直到工作装置的到位信号反馈到主控制器时，电磁铁断电，手柄返回中位。主控制器可以采用通用PLC或专用电路板，安装在该装置的附近。
如图5，6所示，电液比例先导模块由以下部件组成：一个精密电磁比例压力阀33、两个三位四通阀31、一个两位四通阀32、用于将电磁阀之间的通油管路集中在一起的通油管路集成块34、底座35和7个通油管螺纹接头等组成。集成块34(参见图6)为专门设计的金属制品，用于将电磁阀之间的通油管路集成在一起，集成块34设于底座35上。所有的电磁阀都是板式安装，通过螺钉与集成块上的螺纹孔连接。电磁比例压力阀33竖直安装在集成块34的左侧；两个三位四通阀31横向并排安装在集成块34的前侧，两位四通阀32竖直安装在集成块34的右侧；a1、b1、a2、b2、P、T、F为通油管螺纹接头，一端为锥螺纹管嘴，另一端为直螺纹管嘴，通过锥螺纹管嘴与集成块顶面上的锥螺纹孔连接，所有部件最后通过集成块34连接在底座35上。在图5中，a1、b1和a2、b2输出控制液流，通过液压管路连接到工作装置中多路阀的阀芯控制对应输入口，P口通入压力油，T口通回油管，F口通工作装置的浮动控制口。该模块通过底座安装在工作装置多路阀的附近。通油管接头设于通油管路集成块的上方，通油管接头分别由液压管路外接工作装置的多路阀、压力油管、回油管以及工作装置的浮动控制口。
所说的两位阀可选用两位二通阀或两位四通阀，液压比例先导模块设置于工作装置多路阀的附近。