高度限定装置及挖掘机

摘要

一种高度限定装置及挖掘机，涉及挖掘机技术领域。该高度限定装置包括先导手柄、主阀以及动臂油缸，先导手柄分别通过抬升油路和下降油路与主阀连接并控制主阀工作位的切换，主阀与动臂油缸连接，动臂油缸的活塞杆用于与挖掘机的动臂连接，主阀用于给动臂油缸的无杆腔或有杆腔供油，以使动臂油缸驱动动臂抬升或者回缩；还包括比例电磁阀、高度检测器和控制器，比例电磁阀连接于先导手柄与主阀之间的抬升油路上，控制器分别与比例电磁阀和高度检测器电连接，高度检测器用于检测动臂的抬升高度并发送至控制器，控制器根据抬升高度与预设高度的比较结果控制比例电磁阀的通断。该高度限定装置能够有效改善动臂限高精度。

权利要求

1.一种高度限定装置，其特征在于，包括先导手柄、主阀以及动臂油缸，所述先导手柄分别通过抬升油路和下降油路与所述主阀连接并控制所述主阀工作位的切换，所述主阀与所述动臂油缸连接，所述动臂油缸的活塞杆用于与挖掘机的动臂连接，所述主阀用于给所述动臂油缸的无杆腔或有杆腔供油，以使所述动臂油缸驱动所述动臂抬升或者回缩；

所述高度限定装置还包括比例电磁阀、高度检测器和控制器，其中，所述比例电磁阀连接于所述先导手柄与所述主阀之间的抬升油路上，且所述高度检测器设于所述动臂的运动路径上，所述高度检测器为行程开关，且所述行程开关设置在所述动臂的上方，所述控制器通过所述行程开关与所述比例电磁阀电连接，在所述动臂抬升至预设高度时，所述动臂碰触到所述行程开关，使得所述行程开关断开，以使所述比例电磁阀处于断开状态，使所述动臂无法继续抬升动作。

2.根据权利要求1所述的高度限定装置，其特征在于，所述比例电磁阀为两位三通阀。

3.根据权利要求1所述的高度限定装置，其特征在于，所述主阀为三位四通阀，所述抬升油路和所述下降油路分别与所述主阀的第一工作位和第三工作位连通。

4.根据权利要求1所述的高度限定装置，其特征在于，所述高度限定装置还包括与控制器电连接的报警器，在所述抬升高度大于或等于预设高度的条件下，响应所述控制器的控制信号发出警报。

5.根据权利要求4所述的高度限定装置，其特征在于，所述报警器为声光报警器。

6.一种挖掘机，其特征在于，包括权利要求1至5中任意一项所述的高度限定装置，还包括挖掘机本体和动臂，所述动臂连接于所述挖掘机本体上，所述高度限定装置用于限制所述动臂相对所述挖掘机本体的抬升高度。

说明书

高度限定装置及挖掘机

技术领域

[0001] 本发明涉及挖掘机技术领域，具体而言，涉及一种高度限定装置、及挖掘机。

背景技术

[0002] 动臂是液压挖掘机工作装置的重要组成部分，液压挖掘机通过液压回路控制动臂摆动和挖斗转动来完成挖掘。随着人们对挖掘机功能要求的提高，需要在限定空间内完成挖掘。

[0003] 现有挖掘机动臂提升高度主要依靠操纵员目测控制，当操纵员目测动臂到达预定高度时，则对应停止动臂的继续抬升动作。然而，由于目测误差使得无法准确操控动臂的升缩行程，容易导致挖掘机动臂提升定位不精确，往往偏高或偏低。在实际应用场景中，以挖掘机作业于高铁附近为例，高铁轨道两侧多伴有电线，当挖掘机在高铁轨道附近作业时，一旦挖掘机动臂抬升高度过高时，将很容易导致挖掘机动臂距离带电母线或者线路的距离小于安全距离，从而有可能导致人身伤亡、设备跳闸、线路停运等安全事故发生。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种高度限定装置及挖掘机，该高度限定装置及挖掘机能够有效改善动臂限高精度，从而提高挖掘机的作业安全性。

[0005] 本发明的实施例是这样实现的：

[0006] 本发明的一方面，提供一种高度限定装置，该高度限定装置包括先导手柄、主阀以及动臂油缸，所述先导手柄分别通过抬升油路和下降油路与所述主阀连接并控制所述主阀工作位的切换，所述主阀与所述动臂油缸连接，所述动臂油缸的活塞杆用于与挖掘机的动臂连接，所述主阀用于给所述动臂油缸的无杆腔或有杆腔供油，以使所述动臂油缸驱动所述动臂抬升或者回缩；所述高度限定装置还包括比例电磁阀、高度检测器和控制器，其中，所述比例电磁阀连接于所述先导手柄与所述主阀之间的抬升油路上，所述控制器分别与所述比例电磁阀和所述高度检测器电连接，所述高度检测器用于检测所述动臂的抬升高度并发送至所述控制器，所述控制器根据所述抬升高度与预设高度的比较结果控制所述比例电磁阀的通断。该高度限定装置能够有效改善动臂限高精度，从而提高挖掘机的作业安全性。

[0007] 可选地，所述高度检测器为行程开关，所述控制器通过所述行程开关与所述比例电磁阀电连接，在所述动臂抬升至预设高度时，所述动臂作用于所述行程开关以控制所述行程开关断开。

[0008] 可选地，所述高度检测器为距离传感器。

[0009] 可选地，所述比例电磁阀为两位三通阀。

[0010] 可选地，所述主阀为三位四通阀，所述抬升油路和所述下降油路分别与所述主阀的第一工作位和第三工作位连通。

[0011] 可选地，所述高度限定装置还包括与控制器电连接的报警器，在所述抬升高度大于或等于预设高度的条件下，响应所述控制器的控制信号发出警报。

[0012] 可选地，所述报警器为声光报警器。

[0013] 本发明的另一方面，提供一种高度限定方法，该高度限定方法应用于上述的高度限定装置，所述方法包括：通过高度检测器检测挖掘机的动臂抬升高度；判断所述抬升高度是否大于或等于预设高度；若是，则控制连接于先导手柄与主阀之间的抬升油路上的比例电磁阀断开。该高度限定方法能够有效改善动臂限高精度，从而提高挖掘机的作业安全性。

[0014] 可选地，所述高度检测器采用红外线测距检测、超声波测距检测、激光测距检测或基于视觉采集的图像测距检测中的任意一种。

[0015] 本发明的又一方面，提供一种挖掘机，该挖掘机包括上述的高度限定装置，还包括挖掘机本体和动臂，所述动臂连接于所述挖掘机本体上，所述高度限定装置用于限制所述动臂相对所述挖掘机本体的抬升高度。该挖掘机能够有效改善动臂限高精度，从而提高挖掘机的作业安全性。

[0016] 本发明的有益效果包括：

[0017] 本实施例提供一种高度限定装置，该高度限定装置包括先导手柄、主阀以及动臂油缸，先导手柄分别通过抬升油路和下降油路与主阀连接并控制主阀工作位的切换，主阀与动臂油缸连接，动臂油缸的活塞杆用于与挖掘机的动臂连接，主阀用于给动臂油缸的无杆腔或有杆腔供油，以使动臂油缸驱动动臂抬升或者回缩；高度限定装置还包括比例电磁阀、高度检测器和控制器，其中，比例电磁阀连接于先导手柄与主阀之间的抬升油路上，控制器分别与比例电磁阀和高度检测器电连接，高度检测器用于检测动臂的抬升高度并发送至控制器，控制器根据抬升高度与预设高度的比较结果控制比例电磁阀的通断。在实际操作过程中，可通过高度检测器检测动臂的抬升高度，然后将该抬升高度反馈至控制器；控制器通过比较该抬升高度与预设高度，进而根据比较结果控制比例电磁阀的通路或者断路，从而使得动臂处于可以继续抬升或者无法抬升的状态。这样一来，该高度限定装置便能够有效改善动臂限高精度，从而提高挖掘机的作业安全性。

附图说明

[0018] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

[0019] 图1为本发明实施例提供的高度限定装置的结构示意图之一；

[0020] 图2为本发明实施例提供的高度限定装置的结构示意图之二；

[0021] 图3为本发明实施例提供的高度限定方法的流程图。

[0022] 图标：10‑先导手柄；11‑抬升油路；12‑下降油路；20‑主阀；30‑动臂油缸；31‑无杆腔；32‑有杆腔；40‑比例电磁阀；50‑高度检测器；60‑控制器；70‑报警器。

具体实施方式

[0023] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

[0024] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

[0025] 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。

[0026] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“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，或者是该发明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发明和简化描述，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发明的限制。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。

[0027] 此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

[0028] 在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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发明中的具体含义。

[0029] 请结合参照图1和图2，本实施例提供一种高度限定装置，该高度限定装置包括先导手柄10、主阀20以及动臂油缸30，先导手柄10分别通过抬升油路11和下降油路12与主阀20连接并控制主阀20工作位的切换，主阀20与动臂油缸30连接，动臂油缸30的活塞杆用于与挖掘机的动臂连接，主阀20用于给动臂油缸30的无杆腔31或有杆腔32供油，以使动臂油缸30驱动动臂抬升或者回缩；高度限定装置还包括比例电磁阀40、高度检测器50和控制器
60，其中，比例电磁阀40连接于先导手柄10与主阀20之间的抬升油路11上，控制器60分别与比例电磁阀40和高度检测器50电连接，高度检测器50用于检测动臂的抬升高度并发送至控制器60，控制器60根据抬升高度与预设高度的比较结果控制比例电磁阀40的通断。该高度限定装置能够有效改善动臂限高精度，从而提高挖掘机的作业安全性。

[0030] 需要说明的是，上述的先导手柄10即为先导手柄10阀，其基本工作原理本领域技术人员即可得知，在此不再细述。本实施例的先导手柄10分别控制抬升油路11或下降油路12的通路与断路(即先导手柄10选择性地与抬升油路11连通或者与下降油路12连通)，进而通过抬升油路11的导通或者下降油路12的导通，以控制主阀20工作位的切换。

[0031] 示例地，在本实施例中，请参照图1，本实施例通过先导手柄10与抬升油路11连通，进而控制主阀20的阀芯运动，以使主阀20的工作位进行切换(由初始的中位切换至下位)，这时，自主阀20进入的液压油可通过主阀20与动臂油缸30之间的进油油路供入动臂油缸30的无杆腔31，进而使得动臂油缸30的活塞杆伸出。由于本实施例的动臂油缸30的活塞杆与挖掘机的动臂连接，因此，便可以推动动臂进行抬升动作；同理，本实施例也可以通过先导手柄10与下降油路12连通，进而控制主阀20的阀芯运动，以使主阀20的工作位进行切换(由初始的中位切换至上位)，进而驱动动臂油缸30的活塞杆进行缩回动作，从而使得动臂下降。应理解，在正常升降过程中，动臂的抬升与回缩(即下降)便是可参照上述工作原理进行。

[0032] 上述比例电磁阀40设置于先导手柄10和主阀20之间的抬升油路11上，这样，可通过控制该比例电磁阀40的通断进而控制动臂的抬升动作。应理解，在本实施例中，上述比例电磁阀40处于常开状态，即该比例电磁阀40在正常情况下一直处于通路状态。

[0033] 还有，本实施例的高度检测器50设于动臂的运动路径上，这样，在动臂进行抬升或者下降操作时，高度检测器50均可以对应检测其高度的变化情况，从而反馈给控制器60，进而控制器60可根据动臂的运动情况控制比例电磁阀40的通路或者断路。

[0034] 示例地，高度检测器50可以检测动臂的抬升高度，然后将该抬升高度反馈给控制器60，控制器60通过比较该抬升高度与预设高度，进而根据比较结果控制比例电磁阀40的通路或者断路，从而使得动臂处于可以继续抬升或者无法抬升状态。

[0035] 例如，高度检测器50检测动臂的抬升高度，并将检测到的抬升高度发送至控制器60，控制器60比较该抬升高度与预设高度的大小，当该抬升高度大于或者等于预设高度时(一般情况下当该抬升高度等于预设高度时便可以得到反馈)，则控制器60控制比例电磁阀
40断开，进而使得抬升油路11被断开，使得动臂无法进行抬升(而动臂下降动作不受影响)，如此一来，可避免动臂抬升高度过高而造成安全隐患；反之，当该抬升高度小于预设高度时，则控制器60无需动作，动臂依然可以进行正常的抬升或者下降动作。

[0036] 应理解，上述的高度检测器50和比例电磁阀40分别是与控制器60电连接，以便于控制器60的电性控制。可选地，高度检测器50和比例电磁阀40也可以分别采用无线通讯连接，以使得高度限定装置的整体线路更加简洁。

[0037] 另外，需要说明的是，预设高度即为安全高度，此数值本领域技术人员可根据实际情况选择合理的数值。需要注意的是，该数值的选择应当为动臂在该工作环境内可抬升的最大高度。例如，当动臂在高铁附近作业时，由于高铁两侧附有电线，其应当根据电线的设置高度选择小于电线高度的任一合适高度为预设高度。

[0038] 本实施例提供一种高度限定装置，该高度限定装置包括先导手柄10、主阀20以及动臂油缸30，先导手柄10分别通过抬升油路11和下降油路12与主阀20连接并控制主阀20工作位的切换，主阀20与动臂油缸30连接，动臂油缸30的活塞杆用于与挖掘机的动臂连接，主阀20用于给动臂油缸30的无杆腔31或有杆腔32供油，以使动臂油缸30驱动动臂抬升或者回缩；高度限定装置还包括比例电磁阀40、高度检测器50和控制器60，其中，比例电磁阀40连接于先导手柄10与主阀20之间的抬升油路11上，控制器60分别与比例电磁阀40和高度检测器50电连接，高度检测器50用于检测动臂的抬升高度并发送至控制器60，控制器60根据抬升高度与预设高度的比较结果控制比例电磁阀40的通断。在实际操作过程中，可通过高度检测器50检测动臂的抬升高度，然后将该抬升高度反馈至控制器60；控制器60通过比较该抬升高度与预设高度，进而根据比较结果控制比例电磁阀40的通路或者断路，从而使得动臂处于可以继续抬升或者无法抬升的状态。这样一来，该高度限定装置便能够有效改善动臂限高精度，从而提高挖掘机的作业安全性。

[0039] 在本实施例中，可选地，高度检测器50可以为距离传感器。示例地，上述的高度检测器50可以采用红外线测距检测、超声波测距检测、激光测距检测或基于视觉采集的图像测距检测方式中的任意一种。

[0040] 当然，可选地，上述高度检测器50也可以为行程开关，控制器60通过行程开关与比例电磁阀40电连接，在动臂抬升至预设高度时，动臂作用于行程开关以控制行程开关断开。这样，当动臂的抬升高度等于或者大于预设高度时，则动臂在抬升的过程中则会触碰到行程开关，从而使得行程开关断开，对应地，行程开关的断开则会使得控制器60供给比例电磁阀40的使得比例电磁阀40保持通路的电信号断开，这样便可以使得比例电磁阀40处于断开状态，进而使得动臂无法得到抬升油路11的供油，而无法继续进行抬升动作。

[0041] 示例地，请参照图1所示，在本实施例中，该比例电磁阀40为两位三通阀。

[0042] 可选地，主阀20为三位四通阀，抬升油路11和下降油路12分别与主阀20的第一工作位和第三工作位连通。需要说明的是，此第一工作位即为图1所示的上位，第二工作位中位，而第三工作位为下位。抬升油路11和下降油路12分别与主阀20的第一工作位和第三工作位连通，可以用于推动主阀20的阀芯进行运动以切换工作位。

[0043] 另外，为了便于提升工作人员及时发现动臂的抬升高度状况，尤其是动臂处于危险位时的状况(即动臂已经到达或者超过预设高度)。请再结合参照图2，可选地，高度限定装置还包括与控制器60电连接的报警器70，在抬升高度大于或等于预设高度的条件下，响应控制器60的控制信号发出警报。

[0044] 即当在动臂的抬升高度大于或等于预设高度的条件下，控制器60则根据高度检测器50的反馈控制报警器70，此时报警器70将会响应控制器60的控制信号发出警报，以便于提示工作人员注意防护，以避免发生比例电磁阀40出现故障而导致动臂进行异常抬升。

[0045] 可选地，报警器70为声光报警器70、语音播报器等任意一种便于工作人员发现的设备。

[0046] 本发明的另一方面，提供一种高度限定方法，该高度限定方法应用于上述的高度限定装置。请结合参照图3，该方法包括：

[0047] S100、通过高度检测器50检测挖掘机的动臂抬升高度。

[0048] S100、判断抬升高度是否大于或等于预设高度。

[0049] 若是，则控制连接于先导手柄10与主阀20之间的抬升油路11上的比例电磁阀40断开。

[0050] 这样，在实际操作过程中，该高度限定方法可以通过高度检测器50先行检测动臂的抬升高度；然后再进行判断该抬升高度是否大于或等于预设高度；若是，则控制比例电磁阀40断开，从而使得供给动过臂油缸以使得动臂进行抬升的抬升油路11处于断路，如此便可以使得动臂处于无法抬升的状态。这样一来，该高度限定装置便能够有效改善动臂限高精度，从而提高挖掘机的作业安全性。

[0051] 需要说明的是，若抬升高度小于预设高度时，则无需进行操作；或者，也可以继续返回至S100、通过高度检测器50检测挖掘机的动臂抬升高度。

[0052] 可选地，该高度检测器50也可以为距离传感器或者行程开关。当为距离传感器时，则可以采用红外线测距检测、超声波测距检测、激光测距检测或基于视觉采集的图像测距检测中的任意一种检测方式。

[0053] 本发明的又一方面，提供一种挖掘机，该挖掘机包括上述的高度限定装置，还包括挖掘机本体和动臂，动臂连接于挖掘机本体上，高度限定装置用于限制动臂相对挖掘机本体的抬升高度。该挖掘机能够有效改善动臂限高精度，从而提高挖掘机的作业安全性。由于该高度限定装置的结构及其有益效果均已在前文做了详细阐述，因此，在此不再赘述。

[0054] 以上所述仅为本发明的可选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

[0055] 另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。