專利名稱：用于旋轉(zhuǎn)施工機(jī)械的液壓控制系統(tǒng)的制作方法
用于旋轉(zhuǎn)施工機(jī)械的液壓控制系統(tǒng)
背景技術(shù)：
挖掘機(jī)為履帶式旋轉(zhuǎn)施工車輛，其包括支撐一對履帶組件的車盤和包括操作人員 支撐部分的上部結(jié)構(gòu)。該對履帶組件由馬達(dá)供給動(dòng)力，并由位于駕駛室中的操作人員控制。 車盤裝備有推土機(jī)刮鏟，其固定至也由操作人員控制的提升臂。釘在頂部結(jié)構(gòu)上的是包括 吊桿和懸臂的工具組件。工具組件包括鏟斗、破碎機(jī)或聯(lián)結(jié)至懸臂的其他附件，它們構(gòu)造為用于挖掘或開 溝。在操作中，推土機(jī)刮鏟用于平整路基、平地、回填、挖溝和常規(guī)推土工作。根據(jù)它相對于 吊桿和工具組件的位置，刮鏟可以用增加傾倒高度和挖掘深度。刮鏟還用作挖掘操作期間 的穩(wěn)定裝置。上部結(jié)構(gòu)可以通過旋轉(zhuǎn)而相對于車盤轉(zhuǎn)動(dòng)。從上部結(jié)構(gòu)傳遞至車盤的任何液壓力 通常行進(jìn)通過液壓旋轉(zhuǎn)體。例如，諸如向該對履帶組件供給動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)之類的移動(dòng)電動(dòng) 機(jī)和諸如位于車盤上的推土機(jī)刮鏟之類的工具會需要液壓力。通過上部結(jié)構(gòu)相對于車盤的 360度旋轉(zhuǎn)而使液壓流體行進(jìn)通過旋轉(zhuǎn)節(jié)是復(fù)雜的。由于行進(jìn)通過旋轉(zhuǎn)節(jié)的液壓連接牢固地接在旋轉(zhuǎn)節(jié)上的，向車盤增加新的液控部 件通常對每種形式的挖掘機(jī)都要求獨(dú)特的旋轉(zhuǎn)節(jié)設(shè)計(jì)和安裝。此外，每種新的液控部件的 每條新的液壓管線通常都要求在上部結(jié)構(gòu)中具有分立的控制機(jī)制。為每種形式的挖掘機(jī)構(gòu) 建和安裝獨(dú)特的旋轉(zhuǎn)節(jié)并增加分立的控制機(jī)制會對挖掘機(jī)的制造工藝帶來額外的費(fèi)用和 復(fù)雜性。上述討論僅僅提供一般的背景信息，而不是想用來幫助確定所要求保護(hù)的主題的 保護(hù)范圍。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于旋轉(zhuǎn)施工機(jī)械的液壓控制系統(tǒng)，包括至少一個(gè)液壓行進(jìn)電動(dòng)機(jī)、第一液 壓致動(dòng)裝置、第二液壓致動(dòng)裝置和液壓換向閥組件。所述至少一個(gè)液壓行進(jìn)電動(dòng)機(jī)構(gòu)造為 基于可變控制壓力信號以第一速度和第二速度移動(dòng)旋轉(zhuǎn)施工機(jī)械。第一液壓致動(dòng)裝置構(gòu)造 為致動(dòng)工具的第一功能。第二液壓致動(dòng)裝置構(gòu)造為致動(dòng)工具的第二功能。液壓換向閥組件 構(gòu)造為在所述第一液壓致動(dòng)裝置和所述第二液壓致動(dòng)裝置之間切換液壓力，同時(shí)使所述至 少一個(gè)液壓行進(jìn)電動(dòng)機(jī)的操作保持所述第一速度和所述第二速度中的一個(gè)。所述至少一 個(gè)液壓行進(jìn)電動(dòng)機(jī)、第二液壓致動(dòng)裝置和液壓換向閥組件都可以連接至旋轉(zhuǎn)施工車輛的車 盤，并且可以根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)施工車輛的控制箱產(chǎn)生所述可變控制壓力信號。通過閱讀接下來的詳細(xì)描述，這些和各種其他特征及優(yōu)點(diǎn)將是明顯的。該發(fā)明內(nèi) 容不是想要確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不是想要用來幫助確定所要 求保護(hù)的主題的保護(hù)范圍。所要求保護(hù)的主題不限于解決背景技術(shù)中提到的任何或所有不 足的實(shí)施方案。


圖1圖示出現(xiàn)有挖掘機(jī)的透視圖。圖2圖示出圖1中示出的挖掘機(jī)中的液壓控制系統(tǒng)的方塊示意圖。圖3圖示出一種實(shí)施方式中的挖掘機(jī)的透視圖。圖4圖示出在圖3中示出的挖掘機(jī)中實(shí)現(xiàn)的液壓控制系統(tǒng)的方塊示意圖。圖5圖示出在圖3中示出的挖掘機(jī)中實(shí)現(xiàn)的液壓控制系統(tǒng)的方塊示意圖。圖6圖示出在圖3中示出的挖掘機(jī)的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式本公開的實(shí)施方式描述了一種方式，用于修改現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)施工機(jī)械，以向車盤增 加其它液壓控制裝置，而不改變旋轉(zhuǎn)節(jié)本身，并且對該機(jī)械的上部結(jié)構(gòu)中的控制裝置的改 變最小。特別地，本公開的實(shí)施方式描述了如下方式，即多功能工具或器具可以在制造之后 增加至該機(jī)械的車盤，而不必改變旋轉(zhuǎn)節(jié)，并僅需要對控制裝置進(jìn)行最小的改變。例如，挖 掘機(jī)(旋轉(zhuǎn)施工機(jī)械類型的)可以被制造為具有聯(lián)接至車盤的單一功能工具。例如，常規(guī) 推土機(jī)刮鏟機(jī)包括舉起這一單一功能。然而，單一功能工具可以由多功能工具替換。例如， 側(cè)推式推土機(jī)刮鏟包括舉起功能以及傾斜功能。圖1圖示出現(xiàn)有技術(shù)緊湊型挖掘機(jī)100的透視圖。緊湊型挖掘機(jī)100包括車盤 104、包括操作人員支撐結(jié)構(gòu)108的上部結(jié)構(gòu)106和釘在上部結(jié)構(gòu)106上的主工具組件110。 主工具組件110包括吊桿112、臂體114和臂體安裝附件116。如圖1所示，臂體安裝附件116 為鏟斗。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會認(rèn)識到可以使用其它類型的附件，如破碎機(jī)或螺絲鉆。車盤104被構(gòu)造為支撐位于緊湊型挖掘機(jī)100左側(cè)和右側(cè)的一對履帶組件118。 每個(gè)履帶組件118包括圍繞鏈輪齒122(圖1中僅示出一個(gè)鏈輪齒)可轉(zhuǎn)動(dòng)的履帶120。每 個(gè)鏈輪齒122由移動(dòng)電動(dòng)機(jī)供給動(dòng)力，移動(dòng)電動(dòng)機(jī)通過操作人員支撐結(jié)構(gòu)108中適合的控 制裝置的操縱來控制。圖2圖示用于諸如挖掘機(jī)100的挖掘機(jī)的液壓控制系統(tǒng)130示意圖。某些旋轉(zhuǎn)施 工機(jī)械或挖掘機(jī)，如挖掘機(jī)100 (圖1)，利用控制信號133來改變向每個(gè)履帶組件118 (圖 1)的每個(gè)鏈輪齒122(圖1)供給動(dòng)力的液壓行進(jìn)電動(dòng)機(jī)132的速度。例如，每個(gè)履帶組件 118的每個(gè)液壓行進(jìn)電動(dòng)機(jī)132可以為雙速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)，其在第一和低速和第二或高速之 間切換?？刂菩盘?33由上部結(jié)構(gòu)106中的控制箱134產(chǎn)生。在這種配置中，控制信號133 在低壓(甚至可能零壓力)和高壓之間變化。例如，通過瞬間按壓操作桿上的按鈕，電動(dòng)機(jī) 132可以在兩種速度之間切換。該機(jī)械中的計(jì)算機(jī)或其他電子控制裝置從按鈕接收信號，并 改變控制箱或電磁閥的狀態(tài)，使得輸出控制壓力適當(dāng)為高或低。高或低控制壓力信號133 隨后傳遞至移動(dòng)電動(dòng)機(jī)132，以在第一和第二速度模式之間切換。返回參照圖1，緊湊型挖掘機(jī)100還包括輔助工具組件124。輔助工具組件124連 接至緊湊型挖掘機(jī)100的車盤104。輔助工具組件124包括提升臂組件126和操作工具或 器械128。提升臂組件126樞轉(zhuǎn)地連接至車盤104。液壓提升臂組件126被構(gòu)造為一旦由 一對液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)127致動(dòng)，則旋轉(zhuǎn)通過位于提升臂旋轉(zhuǎn)軸中間的拱。操作工具128為單 一功能工具。特別地，且如圖1所示，操作工具128為推土機(jī)刮鏟。然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，操作 工具128可以為其它類似的器具。在操作中，推土機(jī)刮鏟128用于平整路基、平地、回填、挖溝和常規(guī)推土工作。根據(jù)它相對于吊桿和工具組件的位置，刮鏟可以用增加傾倒高度和挖 掘深度。刮鏟還用作挖掘操作期間的穩(wěn)定裝置。通常，單一功能的推土機(jī)刮鏟受限于提升 臂組件126的運(yùn)動(dòng)范圍。參照圖2，液壓控制系統(tǒng)130圖示了用來操作連接至提升臂組件126的液壓執(zhí)行機(jī) 構(gòu)127的液壓技術(shù)(圖1)。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，某些旋轉(zhuǎn)施工機(jī)械或挖掘機(jī)包括與液壓移動(dòng)系統(tǒng) 分離的系統(tǒng)，用于操作連接至提升臂組件126的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)127。然而，在圖2中，這兩種 系統(tǒng)都示出為液壓控制系統(tǒng)130。液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)127工作，以采用上部結(jié)構(gòu)106的操作人員 支撐結(jié)構(gòu)108中的主控制閥135來控制操作工具128的抬升或高度。例如，提升臂組件126 的抬升或降低由操縱桿或控制桿控制，其中移動(dòng)操縱桿或控制桿來升起和降低刮鏟。此外， 液壓控制系統(tǒng)130還可以包括位于緊湊型挖掘機(jī)100的上部結(jié)構(gòu)106中的返回或回流液壓 箱 136。容納在挖掘機(jī)的上部結(jié)構(gòu)中(諸如容納在挖掘機(jī)100的上部結(jié)構(gòu)106)中的每個(gè) 液壓部件都通過流體密封的液壓旋轉(zhuǎn)體138連接至車盤，如車盤104。多個(gè)流體密封的旋轉(zhuǎn) 節(jié)連接裝置包括在液壓旋轉(zhuǎn)體138中，并設(shè)計(jì)為連接一組液壓管線。流體密封的旋轉(zhuǎn)節(jié)連 接裝置允許上部結(jié)構(gòu)106通過回轉(zhuǎn)軸承相對于車盤104以全360度旋轉(zhuǎn)。同時(shí)使用彈性軟 管或管道還可以提供流體密封的連接裝置，用來代替使用液壓旋轉(zhuǎn)體，彈性軟管或管道由 于不允許360度運(yùn)動(dòng)而提供了受限的旋轉(zhuǎn)。為了允許360度旋轉(zhuǎn)，流體密封的液壓旋轉(zhuǎn)體 用在旋轉(zhuǎn)施工機(jī)械，以提供橫跨連續(xù)可旋轉(zhuǎn)接口之上的多個(gè)液壓流體連接。當(dāng)在車盤中出現(xiàn)先前在挖掘機(jī)制造時(shí)未放到合適位置的其它的、單獨(dú)可控的液壓 管線的需求時(shí)，通常安裝不同的液壓旋轉(zhuǎn)體。例如，如果現(xiàn)有挖掘機(jī)中的單一功能工具用多 功能工具換出，不同的液壓旋轉(zhuǎn)體還安裝在現(xiàn)有的挖掘機(jī)中，以滿足分離可控液壓管線的 需求。雖然可以在制造時(shí)安裝更多的復(fù)雜液壓旋轉(zhuǎn)體，以滿足將來任何新的液壓流體管線， 這將要求制造多個(gè)不同形式的機(jī)械，這取決于將要添加至車盤的工具的類型。安裝不同的 液壓旋轉(zhuǎn)體費(fèi)力且艱難，并且使多種形式的機(jī)械增加制造過程中的復(fù)雜性和費(fèi)用。因此，下 述討論的實(shí)施方式修改挖掘機(jī)，以液壓控制代替單一功能工具的多功能工具，而不需要安 裝不同的液壓旋轉(zhuǎn)體。圖3圖示了一個(gè)實(shí)施方式的緊湊型挖掘機(jī)200的透視圖。與圖1的緊湊型挖掘機(jī) 100類似，挖掘機(jī)200包括車盤204、包括操作人員支撐結(jié)構(gòu)208的上部結(jié)構(gòu)206和釘在上 部結(jié)構(gòu)206上的主工具組件210。主工具組件210包括吊桿212、臂體214和臂體安裝附件 216。車盤204支撐位于緊湊型挖掘機(jī)200的左邊和右邊的一對履帶組件218。每個(gè)履 帶組件218包括圍繞鏈輪齒222 (在圖3僅示出了一個(gè)鏈輪齒)可旋轉(zhuǎn)的履帶220。每個(gè)鏈 輪齒222由通過操作人員支撐結(jié)構(gòu)208中的適合的控制裝置的操作控制的液壓行進(jìn)電動(dòng)機(jī) 供給動(dòng)力。緊湊型挖掘機(jī)200還包括輔助工具組件224。輔助工具組件224連接到緊湊型挖 掘機(jī)200的車盤204。輔助工具組件224包括操作工具或操作元件228。在圖3的實(shí)施例 中，操作工具228為多功能工具替代了圖1中所示的單一功能工具128。如同操作工具128， 操作工具228可以利用第一致動(dòng)裝置227 (例如，一對提升臂液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu))實(shí)現(xiàn)單一功能 操作工具的功能。在圖3所述的實(shí)施例中，提升臂組件226樞軸地連接到車盤204上。提升臂組件226構(gòu)造為一旦由第一致動(dòng)裝置或提升臂液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)對227致動(dòng)，則旋轉(zhuǎn)通過 位于提升臂旋轉(zhuǎn)軸中間的拱。然而，除了該第一功能以外，操作工具228還能實(shí)現(xiàn)更多的功能。例如，輔助工具 組件224進(jìn)一步地包括第二致動(dòng)裝置229。在圖3中，第二致動(dòng)裝置229為傾斜液壓致動(dòng) 器。在工具228是傾斜推土機(jī)刮鏟228的實(shí)施方式中，傾斜液壓致動(dòng)器229可以使刮鏟228 向一側(cè)傾斜，這就為操作工具228提供了比推土機(jī)刮鏟128的功能更多的功能性。這種側(cè) 面運(yùn)動(dòng)在圖3中示出。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，除了圖3中所示的傾斜推土機(jī)刮鏟之外，具有至少第一致動(dòng)裝置和 第二致動(dòng)裝置的其他類型的多功能操作工具可以連接到車盤204上，用于挖掘。例如，傾斜 清掃工具可以附加到車盤204上。連接到車盤204的第一致動(dòng)裝置可以利用液壓力來調(diào)節(jié) 清掃工具相對于該側(cè)的清掃角度。連接到車盤204的第二致動(dòng)裝置可以利用液壓力來旋轉(zhuǎn) 清掃器。在另一個(gè)例子中，鏟車附件可以連接至車盤204。連接至車盤204的第一致動(dòng)裝置 可以利用液壓力調(diào)節(jié)耙子的高度。連接至車盤204的第二致動(dòng)裝置可以利用液壓力調(diào)節(jié)耙 子相對于水平方向的角度。圖4圖示了用于一種實(shí)施方式中的旋轉(zhuǎn)施工機(jī)械或挖掘機(jī)200 (圖3)的液壓控制 系統(tǒng)230的示意圖。為了允許多功能工具連接到輔助工具組件224(圖3)而不必安裝不同 的液壓旋轉(zhuǎn)體，如上所述，液壓換向閥組件240安裝在挖掘機(jī)200的液壓控制系統(tǒng)230里。 更具體地，液壓換向閥組件240安裝在挖掘機(jī)200的車盤204上，并由可變壓力控制信號 233控制。液壓換向閥組件240可以用來切換在諸如輔助工具組件224上的抬升致動(dòng)裝置 227之類的第一致動(dòng)裝置227 (圖3)和諸如連接至輔助工具組件224的傾斜制動(dòng)裝置229 之類的第二致動(dòng)裝置229之間的液壓力。液壓換向閥組件240包括一組壓力啟動(dòng)閥246、252和258，其可操作的連接到控制 壓力信號線233，并且閥246和252連接到液壓力供給管線242和243用以向操作工具228 的第一致動(dòng)裝置227和第二致動(dòng)裝置229供給動(dòng)力(圖3)。每個(gè)壓力啟動(dòng)閥246、252和 258具有用于可變控制壓力信號線233的進(jìn)口 247、253、259。每一個(gè)壓力啟動(dòng)閥246和252 具有用于從挖掘機(jī)200的上部結(jié)構(gòu)206中的主控制閥235 (圖3)上延伸的液壓力供給管道 242和243中的一個(gè)的進(jìn)口 248和254。每個(gè)壓力啟動(dòng)閥246和252具有兩個(gè)出口 249、250 和255、256，用于將液壓力分別發(fā)送至第一致動(dòng)裝置227和第二致動(dòng)裝置229。圖5圖示出圖4中示出的液壓控制系統(tǒng)230的更基礎(chǔ)的方塊示意圖。利用可變控 制壓力信號233，換向閥組件240工作以切換第一致動(dòng)裝置227和第二致動(dòng)裝置229之間 的液壓力。為了實(shí)現(xiàn)該功能，控制壓力信號233由控制箱或可變電磁閥234產(chǎn)生。在一種 實(shí)施方式中，可變電磁閥234由源于控制器266的脈寬調(diào)制(PWM)信號264控制，該控制器 266由位于上部結(jié)構(gòu)206中的操作人員經(jīng)由操縱桿按鈕262啟動(dòng)。在一種實(shí)施方式中，可變控制壓力信號233在第一壓力水平或低壓(P0)、第二壓 力水平或中間壓力(Pl)和第三壓力水平或高壓(P2)之間變化?？勺兊目刂茐毫π盘?33 通過液壓旋轉(zhuǎn)體238從上部結(jié)構(gòu)206傳遞到車盤204，并隨后連接到液壓換向閥組件240。 返回參照圖4，在液壓換向閥組件240中，可變控制壓力信號233發(fā)送到行進(jìn)電動(dòng)機(jī)壓力啟 動(dòng)閥258和一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器壓力啟動(dòng)閥246和252。在一種實(shí)施方式中，壓力啟動(dòng)閥246、 252和258可以是具有壓力控制彈簧的閥，其中彈簧的剛度決定了閥從一種狀態(tài)切換到另一種狀態(tài)所處的壓力。在一種實(shí)施方式中，該對致動(dòng)器壓力啟動(dòng)閥246和252響應(yīng)于第一中間水平壓力 Pfflidl (即，第一壓力水平Ptl和第二壓力水平P1之間的壓力)，并基于可變控制壓力信號的水 平，用于將來自主控制閥235的液壓力連接至操作工具228的第一致動(dòng)裝置227或第二致 動(dòng)裝置229 (圖3)。當(dāng)控制壓力信號處于小于第一中間水平壓力Pmidl的壓力時(shí)，如處于第一 壓力水平Pq時(shí)，來自主控制閥235的液壓力由致動(dòng)器壓力啟動(dòng)閥246和252發(fā)送到第二致 動(dòng)裝置229。當(dāng)控制壓力信號處于大于第一中間水平壓力Pmidl的壓力時(shí)，如處于第二壓力 水平P1或第三壓力水平P2時(shí)，來自主控制閥235的液壓力由致動(dòng)器壓力啟動(dòng)閥246和252 發(fā)送到第一致動(dòng)裝置227。在另一個(gè)實(shí)施方式中，行進(jìn)電動(dòng)機(jī)壓力啟動(dòng)閥258的輸出260響應(yīng)于第二中間水 平壓力Pmid2(即，第二壓力水平P1和第三壓力水平P2之間的壓力)而打開，并且隨后從液壓 換向閥組件240發(fā)送至行進(jìn)電動(dòng)機(jī)232。因此，處于低于第二中間水平壓力Pmid2的水平的 控制壓力信號使位于車盤204中的行進(jìn)電動(dòng)機(jī)232處于第一或低速模式，當(dāng)控制壓力信號 處于高于第二中間水平壓力Pmid2的水平時(shí)，使行進(jìn)電動(dòng)機(jī)232處于第二或高速模式。如前所述，在圖3-5所示的實(shí)施方式中，第一致動(dòng)裝置227包括一對用于升高和降 低操作工具228的抬升致動(dòng)器227，而第二致動(dòng)裝置229包括用于使操作工具傾斜的傾斜致 動(dòng)器229。在圖4中示出的實(shí)施方式中，該對致動(dòng)器壓力啟動(dòng)閥252中的一個(gè)連接到每個(gè)致 動(dòng)器227和229的基底側(cè)279和271，而該對致動(dòng)器壓力啟動(dòng)閥中的另一個(gè)246連接到每個(gè) 致動(dòng)器227和229的活塞桿側(cè)272和273。當(dāng)考慮第一壓力水平或低壓(Ptl)時(shí)，控制信號的第二壓力水平或中間壓力(P1)和 第三壓力水平或高壓(P2)以及用于啟動(dòng)壓力啟動(dòng)閥246、252和258的閾值，也就是說，所述 第一中間水平壓力Pmidl位于Pq和P1之間且所述第二中間水平壓力Pmid2位于P1和P2之間， 可以構(gòu)建出下表 在一種實(shí)施方式中，例如通過持續(xù)至少0. 5秒鐘向下按壓操縱桿按鈕262啟動(dòng)模式3。只要操縱桿按鈕262保持向下按壓，挖掘機(jī)200(圖3)的液壓控制系統(tǒng)230 (圖4和 5)就會保持在模式3。當(dāng)處于模式3時(shí)，操縱桿261的運(yùn)動(dòng)啟動(dòng)第二致動(dòng)裝置229 (如，改 變推土機(jī)刮鏟228 (圖3)的角度)。當(dāng)挖掘機(jī)的液壓控制系統(tǒng)230檢測到持續(xù)按鈕按壓多 余0. 5秒鐘時(shí)，控制器經(jīng)由PWM向控制箱234(圖4和圖5)發(fā)送合適的信號，以切換控制壓 力P。。如果換向閥組件240(圖4和5)中的行進(jìn)電動(dòng)機(jī)和致動(dòng)器壓力啟動(dòng)閥246、252和 258 (圖4)做出反應(yīng)，則該控制壓力水平使行進(jìn)電動(dòng)機(jī)232(圖4和5)處于低速，并將液壓 力傳遞到第二致動(dòng)裝置229 (圖4和5)。操縱桿按鈕262的釋放使控制壓力信號返回模式 1。當(dāng)按鈕被瞬間按壓(如，低于0.5秒鐘)或釋放時(shí)，該系統(tǒng)在模式1和2之間切換。 在模式1中，該機(jī)器的控制器266經(jīng)由PWM向控制箱234發(fā)送信號，以將控制壓力設(shè)于第二 壓力水平P:。在該中間壓力P1處，致動(dòng)器壓力啟動(dòng)閥246和252將液壓力發(fā)送到第一致動(dòng) 裝置227 (如，啟動(dòng)抬升致動(dòng)器以抬升或降低推土機(jī)刮鏟228)，同時(shí)行進(jìn)電動(dòng)機(jī)壓力啟動(dòng)閥 258向行進(jìn)電動(dòng)機(jī)232發(fā)送信號，以變?yōu)榈退?。?dāng)從模式1切換到模式2時(shí)，由于在模式1和模式2中壓力大于第一中間水平壓 力Pmidl，致動(dòng)器壓力啟動(dòng)閥246和252保持在相同的狀態(tài)。因此，在模式2中，第一致動(dòng)裝 置227被連續(xù)地供給動(dòng)力。在模式1和模式2中，操縱桿的運(yùn)動(dòng)使第一致動(dòng)裝置227引起 推土機(jī)刮鏟228或其他類型的工具上下移動(dòng)。在模式2中，壓力為被充分提高(即，高于第 二中間水平壓力Pmid2)的第三壓力水平P2,以將行進(jìn)電動(dòng)機(jī)232從第一速度改變到第二速 度。在一種實(shí)施方式中，雙速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)232從第一速度切換到第二速度所處的壓力可以 小于第三壓力水平P2,但直到控制壓力信號233大于第二中間壓力水平Pmid2之前電動(dòng)機(jī)速 度都不會改變，因?yàn)樾羞M(jìn)電動(dòng)機(jī)壓力啟動(dòng)閥258不將控制壓力信號233傳送至電動(dòng)機(jī)232， 直到達(dá)到第二中間壓力水平Pmid2 (如，直到控制壓力233設(shè)置為第三壓力水平P2)。在每種情況中，操縱桿按鈕262的位置由計(jì)算機(jī)或其他電子控制儀器266監(jiān)控，其 將按鈕信號轉(zhuǎn)化成PWM信號，其使控制壓力閥箱234產(chǎn)生合適的控制壓力信號233 (圖4和 5)。在圖4所示的實(shí)施方式中，換向閥組件240還包括與傾斜致動(dòng)器229的液壓力管 線連線的一個(gè)或多個(gè)安全閥276和278，位于基底271和活塞桿側(cè)273中的任一個(gè)或二者 處。這些安全閥276和278被構(gòu)造為響應(yīng)于超過閾值壓力的壓力而釋放液壓管線中的壓力。 在一個(gè)實(shí)施例中，閾值壓力設(shè)為4000psi。在4000psi時(shí)，安全閥276和278將打開，以釋放 管線中的液壓力，該液壓力由推土機(jī)刮鏟或其他工具228撞擊障礙物引起，該液壓力在傾 斜致動(dòng)器229上產(chǎn)生壓力。一旦打開安全閥276或278，一些剩余的液壓流體發(fā)送到返回罐 或液壓罐236 (圖4)。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將會是明顯的，并且將參照圖6進(jìn)行討論。 圖6圖示了挖掘機(jī)200的某些在其他方式中不可見的部件的側(cè)視圖。如上所述，控制系統(tǒng) 230包括上部結(jié)構(gòu)206和車盤204上的部件。上部結(jié)構(gòu)206的部件包括具有操縱桿按鈕262 的操縱桿261、控制器266、主控制閥235和控制閥或閥箱234。將上部結(jié)構(gòu)206連接到車盤 204的是旋轉(zhuǎn)節(jié)軸承237。旋轉(zhuǎn)節(jié)軸承237允許上部結(jié)構(gòu)206相對于車盤204旋轉(zhuǎn)。從上 部結(jié)構(gòu)206傳遞到車盤204的液壓力通過液壓旋轉(zhuǎn)體238進(jìn)行發(fā)送。車盤204上的部件包 括液壓換向閥組件240、抬升致動(dòng)器227、傾斜致動(dòng)器229、行進(jìn)電動(dòng)機(jī)232和推土機(jī)刮鏟或其他類型的工具228。挖掘機(jī)200中的液壓控制系統(tǒng)230(同樣示于圖4和5中)可以用來單獨(dú)控制控 制車盤204上的其他液壓部件。在挖掘機(jī)200的上部結(jié)構(gòu)206中，可以修改電動(dòng)控制裝置， 以實(shí)現(xiàn)操縱桿按鈕262的連續(xù)按壓，并將合適的PWM信號264 (圖5)傳遞至控制壓力閥箱 234以相應(yīng)地改變控制壓力。在車盤204中，可以安裝液壓換向閥組件240，使得控制壓力 信號233 (圖4和5)通過液壓換向閥組件240傳遞并且隨后連接到行進(jìn)電動(dòng)機(jī)232以及抬 升和傾斜致動(dòng)器227和229。如前所述，使用多元控制信號以利用現(xiàn)有的液壓旋轉(zhuǎn)體238控制車盤上204的幾 種不同的液壓缸的方法，可以歸納到除圖3和6所示的推土機(jī)刮鏟之外的其他工具。在一 種實(shí)施方式中，可以添加六向推土機(jī)刮鏟，以便在第一模式中，來自主控制閥235的液壓力 控制調(diào)節(jié)推土機(jī)刮鏟的角度的致動(dòng)器，并且在第二模式中，液壓力調(diào)整推土機(jī)刮鏟的擺動(dòng)。 在另一個(gè)實(shí)施方式中，鏟車附件可以添加到車盤204上，使得在第一模式中，來自主控制閥 235的液壓力控制致動(dòng)器，以調(diào)節(jié)叉子的高度，并且在第二模式中，來自主控制閥235的液 壓力控制致動(dòng)器以調(diào)節(jié)叉子相對于水平方向的角度。本領(lǐng)域技術(shù)人員還將認(rèn)識到，上述討論的液壓系統(tǒng)的原理可以用來提供更大程度 的多路技術(shù)，以使得多于兩個(gè)的獨(dú)立功能可以用單個(gè)控制信號和液壓力管線進(jìn)行操作?；?于可變壓力控制信號的水平，增加更寬范圍的中間壓力控制閥允許三個(gè)或多個(gè)液壓裝置被 獨(dú)立地控制。為了實(shí)現(xiàn)這種附加的控制水平，要求中間壓力控制閥具有高度靈敏性和具有 窄壓力范圍的響應(yīng)度，以產(chǎn)生所需要的更寬的壓力“帶寬”。此外，具有精確地產(chǎn)生壓力控制 信號并將其通過旋轉(zhuǎn)節(jié)238傳遞到換向閥240中的能力。雖然已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施方式描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會認(rèn)識到，在不偏 離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以在形式和細(xì)節(jié)方面進(jìn)行改變。
權(quán)利要求
一種用于旋轉(zhuǎn)施工機(jī)械的液壓控制系統(tǒng)，包括至少一個(gè)液壓行進(jìn)電動(dòng)機(jī)，構(gòu)造為基于可變控制壓力信號以第一速度和第二速度移動(dòng)該旋轉(zhuǎn)施工機(jī)械；第一液壓致動(dòng)裝置，構(gòu)造為致動(dòng)工具的第一功能；第二液壓致動(dòng)裝置，構(gòu)造為致動(dòng)工具的第二功能；和液壓換向閥組件，構(gòu)造為在所述第一液壓致動(dòng)裝置和所述第二液壓致動(dòng)裝置之間切換液壓力，同時(shí)使所述至少一個(gè)液壓行進(jìn)電動(dòng)機(jī)的操作保持所述第一速度和所述第二速度中的一個(gè)，該液壓換向閥組件耦接至所述可變控制壓力信號，并構(gòu)造為基于所述可變控制壓力信號的水平切換所述液壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓控制系統(tǒng)，其中所述液壓換向閥組件包括一對致動(dòng)器 壓力啟動(dòng)閥，該對致動(dòng)器壓力啟動(dòng)閥響應(yīng)于所述可變控制壓力信號的在第一壓力水平(P。) 和第二壓力水平(P1)之間的第一中間水平控制壓力(Pmidl),所述致動(dòng)器壓力啟動(dòng)閥構(gòu)造為 一旦接收到大于所述第一中間水平控制壓力(Pmidl)的控制壓力就將液壓力從所述第二液 壓致動(dòng)裝置切換到所述第一液壓致動(dòng)裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓控制系統(tǒng)，其中所述液壓換向閥組件包括行進(jìn)電動(dòng)機(jī) 壓力啟動(dòng)閥，所述行進(jìn)電動(dòng)機(jī)壓力啟動(dòng)閥響應(yīng)于所述可變控制壓力信號的位于所述第二壓 力水平(P1)和第三壓力水平(P2)之間的第二中間水平控制壓力(Pmid2),所述行進(jìn)電動(dòng)機(jī)壓 力啟動(dòng)閥構(gòu)造為一旦接收到大于所述第二中間水平控制壓力(Pmid2)的控制壓力就將所述 至少一個(gè)液壓行進(jìn)電動(dòng)機(jī)從以所述第一速度運(yùn)轉(zhuǎn)改變到以所述第二速度運(yùn)轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液壓控制系統(tǒng)，其中當(dāng)控制壓力處于所述第一壓力水平 (P0)或所述第二壓力水平(P1)時(shí)，所述至少一個(gè)液壓行進(jìn)電動(dòng)機(jī)以所述第一速度運(yùn)轉(zhuǎn)，并 且其中，當(dāng)控制壓力處于所述第三壓力水平(P2)時(shí)，所述至少一個(gè)液壓行進(jìn)電動(dòng)機(jī)以所述 第二速度運(yùn)轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓控制系統(tǒng)，其中所述液壓換向閥組件還包括連接到在 所述致動(dòng)器壓力啟動(dòng)閥和所述第二致動(dòng)裝置之間延伸的液壓管線的一對安全閥，該對安全 閥構(gòu)造為響應(yīng)于超過閾值壓力的壓力而釋放所述液壓管線中的壓力。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓控制系統(tǒng)，其中所述控制壓力信號由控制箱中的可變 電磁閥產(chǎn)生，所述可變電磁閥由源自控制器的信號控制，該控制器連接至可由操作人員操 作的操縱桿按鈕。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓控制系統(tǒng)，其中所述第一致動(dòng)裝置操作，用于通過致動(dòng) 連接至所述操作工具的提升臂組件來抬升和降低所述操作工具。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液壓控制系統(tǒng)，其中所述第二致動(dòng)裝置操作，用于通過將所 述操作工具致動(dòng)成相對于所述提升臂組件成角度來使所述操作工具傾斜。
9.一種旋轉(zhuǎn)施工車輛，包括上部結(jié)構(gòu)，包括主工具組件，該上部結(jié)構(gòu)構(gòu)造為產(chǎn)生可變控制壓力信號；車盤，包括一對可轉(zhuǎn)動(dòng)履帶組件，每個(gè)履帶組件由可以以第一速度和第二速度運(yùn)轉(zhuǎn)的液壓行進(jìn)電 動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)；輔助工具組件，具有由所述可變控制壓力信號控制的多功能操作工具，采用第一液壓2致動(dòng)裝置可操作所述操作工具的第一功能，并且采用第二液壓致動(dòng)裝置可操作所述操作工 具的第二功能；旋轉(zhuǎn)節(jié)，將所述上部結(jié)構(gòu)連接到所述車盤，該旋轉(zhuǎn)節(jié)構(gòu)造為允許所述上部結(jié)構(gòu)相對于 所述車盤旋轉(zhuǎn)，并容納液壓管線和在所述上部結(jié)構(gòu)和所述車盤之間延伸的用于所述可變控 制壓力信號的線路；和液壓換向閥組件，容納在所述車盤中，并構(gòu)造為在所述第一液壓致動(dòng)裝置和所述第二 液壓致動(dòng)裝置之間切換液壓力，同時(shí)使每個(gè)液壓行進(jìn)電動(dòng)機(jī)的操作保持所述第一速度和所 述第二速度中的一個(gè)，該液壓換向閥組件耦接至所述控制壓力信號，并構(gòu)造為基于所述可 變控制壓力信號的水平切換所述液壓力。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的旋轉(zhuǎn)施工車輛，其中所述換向閥組件包括一對致動(dòng)器壓力 啟動(dòng)閥，該對致動(dòng)器壓力啟動(dòng)閥響應(yīng)于所述可變控制壓力信號的在第一壓力水平(Ptl)和第 二壓力水平(P1)之間的第一中間水平控制壓力(Pmidl),所述致動(dòng)器壓力啟動(dòng)閥構(gòu)造為一旦 接收到大于所述第一中間水平控制壓力(Pmidl)的控制壓力就將液壓力從所述第二液壓致 動(dòng)裝置切換到所述第一液壓致動(dòng)裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的旋轉(zhuǎn)施工車輛，其中所述液壓換向閥組件包括行進(jìn)電動(dòng) 機(jī)壓力啟動(dòng)閥，所述行進(jìn)電動(dòng)機(jī)壓力啟動(dòng)閥響應(yīng)于所述可變控制壓力信號的位于所述第二 壓力水平(P1)和第三壓力水平(P2)之間的第二中間水平控制壓力(Pmid2),所述行進(jìn)電動(dòng)機(jī) 壓力啟動(dòng)閥構(gòu)造為一旦接收到大于所述第二中間水平控制壓力(Pmid2)的控制壓力就將所 述至少一個(gè)液壓行進(jìn)電動(dòng)機(jī)從以所述第一速度運(yùn)轉(zhuǎn)改變到以所述第二速度運(yùn)轉(zhuǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的旋轉(zhuǎn)施工車輛，其中當(dāng)控制壓力處于所述可變控制壓力 信號的所述第一壓力水平(Ptl)或所述第二壓力水平(P1)時(shí)，所述液壓行進(jìn)電動(dòng)機(jī)以所述第 一速度運(yùn)轉(zhuǎn)，并且其中，當(dāng)控制壓力處于所述第三壓力水平(P2)時(shí)，所述液壓行進(jìn)電動(dòng)機(jī)以 所述第二速度運(yùn)轉(zhuǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的旋轉(zhuǎn)施工車輛，其中所述液壓換向閥組件還包括連接到 在所述致動(dòng)器壓力啟動(dòng)閥和所述第二致動(dòng)裝置之間延伸的液壓管線的一對安全閥，該對安 全閥構(gòu)造為響應(yīng)于超過閾值壓力的壓力而釋放所述液壓管線中的壓力。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的旋轉(zhuǎn)施工車輛，其中所述控制壓力信號由控制箱中的可變 電磁閥產(chǎn)生，所述可變電磁閥由源自控制器的信號控制，該控制器連接至可由在所述上部 結(jié)構(gòu)的操作人員支撐部分中的操作人員操作的操縱桿按鈕。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的旋轉(zhuǎn)施工車輛，其中所述第一致動(dòng)裝置操作，用于通過致 動(dòng)連接至所述多功能操作工具的提升臂組件來抬升和降低所述操作工具。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的旋轉(zhuǎn)施工車輛，其中所述第二致動(dòng)裝置操作，用于通過將 所述多功能操作工具致動(dòng)成相對于所述提升臂組件成角度來使所述多功能操作工具傾斜。
17.一種將操作車盤上的單一功能操作工具的挖掘機(jī)改進(jìn)為操作所述車盤上的多功能 操作工具的方法，該方法包括步驟提供挖掘機(jī)，該挖掘機(jī)包括上部結(jié)構(gòu)；車盤；液壓旋轉(zhuǎn)體，將所述上部結(jié)構(gòu)可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到所述車盤，并容納在所述上部結(jié)構(gòu)和所述車盤之間延伸的液壓連接； 一對液壓行進(jìn)電動(dòng)機(jī)； 連接至所述車盤的多功能操作工具；第一液壓致動(dòng)裝置，構(gòu)造為操作所述多功能操作工具的第一功能； 第二液壓致動(dòng)裝置，構(gòu)造為操作所述多功能操作工具的第二功能； 在所述車盤中安裝液壓換向閥組件，所述液壓換向閥組件構(gòu)造為在所述第一液壓致動(dòng) 裝置和所述第二液壓致動(dòng)裝置之間切換液壓力，同時(shí)使每個(gè)液壓行進(jìn)電動(dòng)機(jī)的操作保持所 述第一速度和所述第二速度中的一個(gè)，該液壓換向閥組件耦接至來自所述上部結(jié)構(gòu)的可變 控制壓力信號，并構(gòu)造為基于所述可變控制壓力信號的水平切換所述液壓力；以及 改變所述上部結(jié)構(gòu)中的控制裝置，以與所述液壓換向閥組件一致。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述液壓換向閥組件包括一對致動(dòng)器壓力啟 動(dòng)閥，該對致動(dòng)器壓力啟動(dòng)閥響應(yīng)于所述可變控制壓力信號的在第一壓力水平(Ptl)和第二 壓力水平(P1)之間的第一中間水平控制壓力(Pmidl),所述致動(dòng)器壓力啟動(dòng)閥構(gòu)造為一旦接 收到大于所述第一中間水平控制壓力(Pmidl)的控制壓力就將液壓力從所述第二液壓致動(dòng) 裝置切換到所述第一液壓致動(dòng)裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述液壓換向閥組件包括行進(jìn)電動(dòng)機(jī)壓力啟 動(dòng)閥，所述行進(jìn)電動(dòng)機(jī)壓力啟動(dòng)閥響應(yīng)于所述可變控制壓力信號的位于所述第二壓力水平 (P1)和第三壓力水平(P2)之間的第二中間水平控制壓力(Pmid2),所述行進(jìn)電動(dòng)機(jī)壓力啟動(dòng) 閥構(gòu)造為一旦接收到大于所述第二中間水平控制壓力(Pmid2)的控制壓力就將所述至少一 個(gè)液壓行進(jìn)電動(dòng)機(jī)從以所述第一速度運(yùn)轉(zhuǎn)改變到以所述第二速度運(yùn)轉(zhuǎn)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中改變所述上部結(jié)構(gòu)中的控制裝置，以與所述液 壓換向閥組件一致的步驟包括改變所述上部結(jié)構(gòu)中的所述控制裝置，使得控制壓力的第一、第二和第三模式能夠發(fā) 送至所述換向閥組件；其中，在所述第一模式中，設(shè)置第二控制壓力水平(P1),且因此啟動(dòng)所述致動(dòng)器壓力啟 動(dòng)閥，以將液壓力發(fā)送至第一致動(dòng)裝置，并將所述液壓電動(dòng)機(jī)保持在第一速度；其中，當(dāng)在所述第一模式和第二模式之間切換時(shí)，設(shè)置第三控制壓力水平(P2)，且因此 啟動(dòng)所述行進(jìn)電動(dòng)機(jī)壓力啟動(dòng)閥，以將所述液壓力發(fā)送至所述行進(jìn)電動(dòng)機(jī)，以將所述行進(jìn) 電動(dòng)機(jī)從所述第一速度改變至所述第二速度，同時(shí)所述致動(dòng)器壓力啟動(dòng)閥保持啟動(dòng)，并且 保持將液壓力發(fā)送至所述第一致動(dòng)裝置；以及其中，當(dāng)在所述第一模式和第三模式之間切換時(shí)，設(shè)置第一控制壓力水平(Ptl)，且因此 使所述致動(dòng)器壓力啟動(dòng)閥不啟動(dòng)，并將液壓力發(fā)送至所述第二致動(dòng)裝置，和將所述液壓電 動(dòng)機(jī)保持在所述第一速度。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于旋轉(zhuǎn)施工機(jī)械(200)的液壓控制系統(tǒng)(230)，包括至少一個(gè)液壓行進(jìn)電動(dòng)機(jī)(232)、第一液壓致動(dòng)裝置(227)、第二液壓致動(dòng)裝置(229)以及液壓換向閥組件(240)。至少一個(gè)液壓行進(jìn)電動(dòng)機(jī)(232)構(gòu)造為基于可變控制壓力信號(233)以第一行進(jìn)速度和第二行進(jìn)速度移動(dòng)該旋轉(zhuǎn)施工機(jī)械(200)。第一液壓致動(dòng)裝置(227)構(gòu)造為致動(dòng)工具(228)的第一功能。第二液壓致動(dòng)裝置(229)構(gòu)造為致動(dòng)工具(228)的第二功能。液壓換向閥組件(240)構(gòu)造為在所述第一液壓致動(dòng)裝置(227)和所述第二液壓致動(dòng)裝置(229)之間切換液壓力，同時(shí)使至少一個(gè)液壓行進(jìn)電動(dòng)機(jī)(232)的操作保持所述第一速度和所述第二速度中的一個(gè)。
文檔編號E02F9/22GK101918647SQ200880102917
公開日2010年12月15日 申請日期2008年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月13日
發(fā)明者詹姆士·M·布羅伊爾, 邁克爾·D·維瑟, 阿爾文·A·利貝爾 申請人:克拉克設(shè)備公司