属具控制液压系统及挖掘机的制作方法

1.本实用新型涉及挖掘机技术领域，尤其涉及一种属具控制液压系统及挖掘机。


背景技术：

2.液压挖掘机是一种多功能机械，广泛应用于建筑、交通运输、水电工程、农业生产、矿山开采、林业采伐以及现代化军事工程等行业的机械化施工中。常规液压挖掘机的使用工况一般为传统的铲斗挖掘和液压锤破碎。随着挖掘机的应用越来越广泛，为适应不同工况，满足多样的作业要求，需要安装不同的属具，从而实现一机多能，替代人工作业，提高作业效率。
3.随着各种属具的开发与应用，市场上出现了种类繁多的多功能挖掘机属具，其中具有开合和旋转功能的属具因其工作效率高，应用工况广而深受欢迎。目前市场上常见的属具一般采用液压油缸作为执行元件实现属具的开合功能，采用液压马达作为驱动元件实现属具的旋转功能。为了同时实现属具的开合和旋转，需要对挖掘机原车液压系统和管路进行改装。
4.在现有技术中，为了实现属具的开合和旋转功能，一般常采用三种方案：第一种是在主控阀备用联用于控制属具开合功能的情况下，可以通过增加额外的液压泵和液压阀组来控制属具的旋转；第二种是在原主控阀上增加集成式阀片来控制属具的旋转；第三种是更换新的主控阀总成。
5.但是在采用负载敏感控制的小型液压挖掘机上，整机结构紧凑，主控阀的安装空间受限，无法在原有主控阀上增加集成式阀片或是更换新的主控阀总成来实现属具旋转控制功能；另外增加液压泵和液压阀组的方案需要对原车系统和管路进行改造，安装复杂，改动大，且额外的液压泵和液压阀组由于整机上的安装空间有限，缺少合适的安装位置，无法在整机上安装。故现有的方案并不能很好满足属具的旋转控制要求。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种属具控制液压系统及挖掘机，能够实现属具的开合和旋转功能，且能够控制属具的旋转速度，且对原车液压系统改动小，与原车液压系统兼容。
7.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
8.属具控制液压系统，包括油箱、液压泵、主控阀、执行油缸、旋转控制阀组以及旋转马达，所述液压泵的进油口与所述油箱连通，所述液压泵的出油口同时与所述主控阀的进油口以及所述旋转控制阀组的进油口连通，所述主控阀的备用联的两个工作油口分别与所述执行油缸的有杆腔和无杆腔连通，所述旋转控制阀组的两个工作油口分别与所述旋转马达的两个油口连通，所述主控阀的控制压力口以及所述旋转控制阀组的控制压力口均与所述液压泵的控制压力口连通，所述旋转控制阀组被配置为控制所述旋转马达进行顺时针或逆时针旋转以及控制所述旋转马达的旋转速度。
9.作为属具控制液压系统的可选技术方案，所述旋转控制阀组包括换向阀和比例阀，所述液压泵的出油口与所述比例阀的进油口连通，所述比例阀的出油口与所述换向阀的进油口连通，所述换向阀的两个工作油口分别与所述旋转马达的两个油口连通。
10.作为属具控制液压系统的可选技术方案，所述换向阀和所述比例阀均为电磁阀，且所述换向阀和所述比例阀均与控制器电连接，所述控制器还与操作件电连接。
11.作为属具控制液压系统的可选技术方案，所述旋转控制阀组还包括压力补偿阀和节流阀，所述液压泵的出油口与所述压力补偿阀的进油口连通，所述压力补偿阀的出油口与所述比例阀的进油口连通，所述比例阀的出油口同时与所述换向阀的进油口和所述压力补偿阀的液控口连通，所述节流阀设置于所述比例阀的出油口与所述压力补偿阀的液控口的连通管路上。
12.作为属具控制液压系统的可选技术方案，所述旋转控制阀组还包括第一溢流阀和第二溢流阀，所述旋转马达的两个油口分别通过所述第一溢流阀和所述第二溢流阀与所述油箱连通。
13.作为属具控制液压系统的可选技术方案，所述旋转控制阀组还包括梭阀，所述旋转马达的两个油口通过所述梭阀与所述液压泵的控制压力口连通。
14.作为属具控制液压系统的可选技术方案，所述旋转控制阀组还包括单向阀，所述单向阀设置于所述梭阀与所述液压泵的控制压力口的连通管路上，所述单向阀被配置为由所述梭阀至所述液压泵的控制压力口的方向单向导通。
15.作为属具控制液压系统的可选技术方案，所述属具控制液压系统还包括电流传感器和显示器，所述电流传感器和所述显示器均与所述控制器电连接，所述电流传感器能够检测所述比例阀的控制电流，所述显示器能够显示所述旋转马达的旋转方向和旋转速度。
16.作为属具控制液压系统的可选技术方案，所述属具控制液压系统还包括警示灯和/或蜂鸣器，所述警示灯和/或所述蜂鸣器与所述控制器电连接。
17.挖掘机，包括如上任一方案所述的属具控制液压系统。
18.本实用新型的有益效果：
19.本实用新型实施例提供的属具控制液压系统，基于挖掘机负载敏感控制液压系统，在因安装空间受限而无法额外增加、改变液压泵和主控阀的情况下，通过增加旋转控制阀组成功实现属具的旋转控制功能，并且旋转控制阀组安装简便，对于原车液压系统的改动小，与原车液压系统完全兼容，实现了整机与同时具有开合和旋转功能的属具的匹配；另外旋转控制阀组不仅能够控制属具旋转，还能够控制属具的旋转速度，以满足不同属具的旋转速度要求。
附图说明
20.图1是本实用新型实施例提供的属具控制液压系统的原理示意图；
21.图2是本实用新型实施例中所涉及的旋转控制阀组的原理示意图。
22.图中：
23.1、油箱；2、液压泵；3、主控阀；301、备用联；4、旋转接头；5、执行油缸；
24.6、旋转控制阀组；601、比例阀；602、换向阀；603、压力补偿阀；604、节流阀；605、第一溢流阀；606、第二溢流阀；607、梭阀；608、单向阀；
25.7、旋转马达；8、控制器；9、操作件；10、电流传感器；11、显示器；12、t-box；13、警示灯；14、蜂鸣器。
具体实施方式
26.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
27.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
28.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定义和解释。
29.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
30.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
33.如图1和图2所示，本实用新型实施例提供一种属具控制液压系统，包括油箱1、液压泵2、主控阀3、执行油缸5、旋转控制阀组6以及旋转马达7，其中，液压泵2的进油口与油箱1连通，液压泵2的出油口同时与主控阀3的进油口以及旋转控制阀组6的进油口连通，主控阀3的备用联301的两个工作油口通过旋转接头4分别与执行油缸5的有杆腔和无杆腔连通，
旋转控制阀组6的两个工作油口分别与旋转马达7的两个油口连通，主控阀3的控制压力口以及旋转控制阀组6的控制压力口均与液压泵2的控制压力口连通，旋转控制阀组6被配置为控制旋转马达7进行顺时针或逆时针旋转以及控制旋转马达7的旋转速度。
34.本实用新型实施例提供的属具控制液压系统，基于挖掘机负载敏感控制液压系统，在因安装空间受限而无法额外增加、改变液压泵2和主控阀3的情况下，通过增加旋转控制阀组6成功实现属具的旋转控制功能，并且旋转控制阀组6安装简便，对于原车液压系统的改动小，与原车液压系统完全兼容，实现了整机与同时具有开合和旋转功能的属具的匹配；另外旋转控制阀组6不仅能够控制属具旋转，还能够控制属具的旋转速度，以满足不同属具的旋转速度要求。
35.具体地，旋转控制阀组6包括换向阀602和比例阀601，液压泵2的出油口与比例阀601的进油口连通，比例阀601的出油口与换向阀602的进油口连通，换向阀602的两个工作油口分别与旋转马达7的两个油口连通。换向阀602为方向控制元件，能够控制旋转马达7是进行顺时针旋转还是逆时针旋转，于本实施例中，换向阀602为三位四通换向阀，换向阀602的中位为停止位，左位和右位分别为顺时针旋转位和逆时针旋转位，当换向阀602处于中位时，旋转马达7不发生旋转，当换向阀602切换至左位时，旋转马达7进行顺时针旋转，当换向阀602切换至右位时，旋转马达7进行逆时针旋转。比例阀601为流量控制元件，通过调节比例阀601的阀芯开度，能够调节流经比例阀601的液压油的流量，从而调节旋转马达7的旋转速度。
36.于本实施例中，换向阀602和比例阀601均为电磁阀，且换向阀602和比例阀601均与控制器8电连接，控制器8还与操作件9电连接，操作件9为手柄或脚踏板。驾驶员操作手柄或脚踏板，手柄或脚踏板将信号发送给控制器8，控制器8根据接收到的信号输出相应的控制电流，比例阀601的电磁铁得电，并根据控制电流的大小调节阀芯开度，同时换向阀602的相应控制端的电磁铁得电，换向阀602切换至相应工作位，液压油通过比例阀601和换向阀602后进入旋转马达7，控制旋转马达7以一定的速度进行旋转。在需要改变属具旋转速度的情况下，操作者通过改变手柄或脚踏的操作幅度，控制器8根据手柄或脚踏的操作幅度输出相对应的电流值给比例阀601，比例阀601的电磁铁根据控制电流的大小调节阀芯的开度，阀芯开度增加，通过比例阀601的流量增加，属具旋转速度增加，阀芯开度减小，通过比例阀601的流量减小，属具旋转速度降低。通过调节比例阀601的工作电流可以调节属具旋转流量，从而实现属具旋转速度的无级调速。
37.旋转控制阀组6还包括压力补偿阀603和节流阀604，液压泵2的出油口与压力补偿阀603的进油口连通，压力补偿阀603的出油口与比例阀601的进油口连通，比例阀601的出油口同时与换向阀602的进油口和压力补偿阀603的液控口连通，节流阀604设置于比例阀601的出油口与压力补偿阀603的液控口的连通管路上。节流阀604和压力补偿阀603组合起到压力补偿作用，降低外界负载变化导致的压力变化，使属具的旋转更为平稳。
38.旋转控制阀组6还包括第一溢流阀605和第二溢流阀606，旋转马达7的两个油口分别通过第一溢流阀605和第二溢流阀606与油箱1连通。第一溢流阀605和第二溢流阀606分别实现属具顺时针旋转状态下和逆时针旋转状态下的高压溢流，保护旋转马达7，防止过高的压力对旋转马达7造成损坏。
39.旋转控制阀组6还包括梭阀607，旋转马达7的两个油口通过梭阀607与液压泵2的
控制压力口连通。梭阀607用于把旋转马达7顺时针旋转或逆时针旋转时的高压油传递至液压泵2的控制压力口，以实现负载敏感控制功能。优选地，旋转控制阀组6还包括单向阀608，单向阀608设置于梭阀607与液压泵2的控制压力口的连通管路上，单向阀608被配置为由梭阀607至液压泵2的控制压力口的方向单向导通。
40.本实施例提供的属具控制液压系统还包括电流传感器10和显示器11，电流传感器10和显示器11均与控制器8电连接，电流传感器10能够检测比例阀601的控制电流。控制器8能够接收手柄或脚踏板的操作状态，同时电流传感器10读取旋转控制阀组6中的比例阀601的控制电流，并将读取的数据发送至控制器8，控制器8根据收集到的反馈信息将属具的旋转方向和旋转速度显示在显示器11上，通过阅读显示屏相关信息，操作者能准确掌握属具的工作状态。优选地，本实施例提供的属具控制液压系统还包括t-box 12(telematics box，远程信息处理器)，t-box 12同时与控制器8和终端(手机或电脑等)电连接。通过设置t-box 12能够实现远程控制，当通过终端发出控制指令之后，t-box 12会对指令进行处理并发送给控制器8，控制器8在获取控制指令后会进行相应的控制，操作结果也会反馈至终端。实现了属具旋转的无人化调节，也更符合工程机械智能化、无人化的发展趋势。
41.本实施例提供的属具控制液压系统还包括警示灯13和/或蜂鸣器14，警示灯13和蜂鸣器14与控制器8电连接。在属具处于旋转状态时，控制器8能够控制警示灯13点亮和/或蜂鸣器14发出提示音，以提示操作者属具当前处于旋转状态。
42.本实用新型实施例提供的属具控制液压系统，基于挖掘机负载敏感控制液压系统，在因安装空间受限而无法额外增加、改变液压泵2和主控阀3情况下，通过增加旋转控制阀组6成功实现属具的旋转控制功能。旋转控制阀组6安装简便，对于原车液压系统的改动小，与原车液压系统完全兼容。旋转控制阀组6上的压力补偿阀603和节流阀604的应用降低了负载变化对属具旋转动作的影响，提升了属具旋转的平稳性。比例阀601的应用通过对属具的旋转流量进行调节从而实现对属具旋转速度的调节。属具单独进行旋转时，液压泵2可以根据控制压力的大小，调节输出流量做到按需供给，减少不必要流量损耗的同时也降低了挖掘机的能源损耗。在不同工况下，能根据属具的旋转流量要求，按需调节，避免因旋转流量过大导致旋转马达7超速，造成旋转马达7的损坏。
43.本实用新型实施例还提供一种挖掘机，包括如上所述的属具控制液压系统。
44.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。