PDF《CWG250X 型擦窗机台车液压调平系统研究》

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7 年1月第33 卷第1期沈阳建筑大学学报(自然科学版)Journal of Shenyang Jianzhu University (Natural Science) Jan.

2017 Vol. 33? No.

1 收稿日期:2016 -

06 -

25 基金项目:国家自然科学基金项目 (51375317)?教育部 创新团队发展计划 滚动支持项目 ( IRT_ 15R45)?住房和城乡建设部科学技术计划项目(2015 - K3 - 009)?辽宁省高校创作团队支持 计划项目(LT2014011)?国家(地方)联合工程实验室开放基金项目(SJSC -

2015 - 1?SJSC -

2015 - 17) 作者简介:吴玉厚(1955―)?男?教授?博士研究生导师?主要从事工程机械方面研究. 文章编号:2095 - 1922(2017)01 -

0094 -

10 doi:10.

11717 / j. issn:2095 - 1922. 2017. 01.

12 CWG250X 型擦窗机台车液压调平系统研究 吴玉厚1 ?元东维1 ?张珂1 ?龙彦泽1 ?吴杰2 (1. 沈阳建筑大学机械工程学院?辽宁 沈阳 110168? 2. 申锡机械有限公司?江苏 无锡 214101) 摘要目的 研究液压自动调平系统的 PWM 脉宽调制控制的滞后性?解决轨道式擦 窗机行走时坡度变换调平的快速响应问题. 方法 借助数学分析法和 MATLAB 动态 系统可视化仿真技术?针对液压阀控制的基本特征建立数学模型和液压流量和位移 随时间变化的波动曲线. 结果 当PWM 的控制信号为高电平和低电平时?液压阀的 总体响应时间为 4. 5ms?PWM 脉宽调制技术对擦窗机台车进行调平时所产生的滞后 性不影响液压油缸的调平速度. 结论 自动调平控制系统能够很好地识别在爬坡过程 中的倾斜信号?具备反馈调节功能可以简单智能地实现调平?解决了擦窗机台车在行 走过程中手动调平精度低、耗时、耗力的问题?为擦窗机产品设计提供了参考. 关键词 擦窗机?液压调平?PWM 控制?液压阀 中图分类号 TU69 文献标志码 A Research on Hydraulic Level Adjusting System of CWG250X BMU Trolley WU Yuhou1 ?YUAN Dongwei1 ?ZHANG Ke1 ?LONG Yanze1 ?WU Jie2 (1. School of Mechanical Engineering?Shenyang Jianzhu University?Shenyang?China?110168? 2. Shenxi Machin~ ery Co. Ltd?Wuxi?China?214101) Abstract:The research aimed at investigating the hysteresis problem in the PWM pulse width mod~ ulation control to deal with the rapid adjustment of hydraulic automatic level adjusting system when the BMU trolley walking along the slope. Mathematical model and the wave curve of hy~ draulic flow and displacement were established for investigate the control characteristics of the hy~ draulic valve based on mathematical analysis and MATLAB dynamic visualization simulation tech~ nology. When the PWM control signal waschanged from high level to low level?the response time of hydraulic valve was 4. 5ms. Hysteresis generated by PWM has no impact to the level adjusting speed of hydraulic cylinder when the BMU trolley adjusting. The incline signal could be tracked by the automatic level adjusting control system during climbing process with feedback regulating? 第1期吴玉厚等:CWG250X 型擦窗机台车液压调平系统研究

95 which improved the low accuracy?time consuming and power consuming problems of manual level adjusting system and provided the reference to BMU design. Key words:BMU?hydraulic level adjusting?PMW control?hydraulic valve 擦窗机作为外墙维护和清洗的大型建筑 机械装置?近年来被高层建筑施工和维护时 广泛采用. 随着建筑行业发展?其需求量也与 日俱增. 擦窗机设计[1 - 3] 以安全性作为核心 内容?对于轨道式擦窗机?使擦窗机台车车载 平台在行走过程中保持水平是保证稳定性的 重要组成部分?因为立柱是吊臂与底盘连接 的纽带?其结构为箱体薄壁结构?垂直位于车 载平台. 在工作过程中要使其均匀受力?尽量 避免受到不均匀弯扭倾覆力矩?车载平台要 尽量一直处于水平状态进而保证立柱的稳定 性. 因此擦窗机台车的调平需要具有快速响 应特性. 关于结构的调平问题针对于不同机 械产品所采用的调平侧重点有很大差异. 黄 金侠[4] 在关于沥青混凝土摊铺机的自动调 平方式指出传感器的设置位置是调平过程中 的重要环节?传感器要精准的识别路面的不 平整程度?控制机身两侧的牵引装置上下移 动?使得熨平板的工作角度在合理的范围内? 保证摊铺路面的平整度?提高了公路的修建 质量. 崔海蓉[5] 关于自动调平系统的传感器 指出磁液水平传感器是一个崭新的研究方 向?将磁性液体作为敏感元件?通过磁性液体 随被测物体的相对于水平面的小角度流动? 使感应线圈发生自感变化?将非电量水平倾 角转化为可测电压量?揭示了影响磁性液体 水平传感器输出信号和灵敏度的因素和规 律. 液压自动调平系统[6 - 7] 在军事器械方面 应用较多?例如车载雷达就应用了此系统. 在 建筑机械领域中?液压自动调平技术应用较 少. 笔者将液压自动调平系统应用到擦窗机 项目中?针对于采用 PWM 脉宽调制技术对 液压缸控制响应时间方面进行深入研究?对 液压阀的阀芯和液压油的流量建立合理的数 学模型?并运用计算机动态仿真技术对液压 阀进行动态仿真?得出阀芯位移和流量随时 间的变化曲线及稳定时间?结果表明采用 PWM 脉宽调制技术对液压阀的控制的响应 时间较短?适合在工程实践中广泛应用.