CN102730060A - 工程机械行走方向控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工程机械行走方向控制系统及方法。其中，工程机械行走方向控制系统包括：角度检测装置，用于检测转台相对于底盘的回转角度；控制器，其输入端与角度检测装置相连接，其信号输出端用于发出依据回转角度确定的换向信号；电磁换向阀，与控制器的信号输出端相连接，并且该电磁换向阀安装在该工程机械主阀的先导油路上，用于在换向信号驱动下控制工程机械的先导油换向。本发明在工程机械主阀的先导油路上安装了电磁换向阀，并根据转台的回转角度自动控制电磁换向阀换向，使转台在任何回转角度时，工程机械相对于驾驶员的行走方向均和脚踏板的操作方向相一致，驾驶员在作业时不需要考虑转台的回转角度，易于操作。

Description

工程机械行走方向控制系统及方法

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种工程机械行走方向控制系统及方法。

背景技术

目前，挖掘机的行走一般采用液压驱动，其结构如图1所示，该液压驱动系统主要包括脚踏先导伺服阀1’和主阀2’。其中，脚踏先导伺服阀1’的第一工作油口a1与主阀2’的第一先导油口a4相连通，第二工作油口b1与主阀2’的第二先导油口b4相连通。挖掘机的脚踏板（图中未示出）与脚踏先导伺服阀1’相连，工作人员通过控制脚踏板的踩踏方向来控制先导油的流动方向，进而控制挖掘机的行走方向。一般而言，当脚踏板处于中间位置时，第一工作油口a1和第二工作油口b1断开，此时挖掘机处于停止状态；当脚踏板向前踩踏时，第一工作油口a1和第二工作油口b1连通，并且，先导油从第一工作油口a1流经主阀2’的先导油路后，从第二工作油口b1流出，此时，挖掘机处于前进状态；当脚踏板向后踩踏时，第一工作油口a1和第二工作油口b1连通，并且，先导油从第二工作油口b1流经主阀2’的先导油路后，从第一工作油口a1流出，此时挖掘机处于后退状态。

综上可知，脚踏板处于前进状态时，挖掘机向前行走，脚踏板处于后退状态时，挖掘机向后行走。然而，挖掘机在工作过程中，转台会不断的回转，当转台回转至180度即面向挖掘机的后方时，若脚踏板处于前进状态，挖掘机相对驾驶员来说则向后行走；若脚踏板处于后退状态，挖掘机相对驾驶员来说则向前行走。这就需要操作人员在操作之前，要先判断转台的回转角度，再根据回转角度确定脚踏板的实际踩踏方向。该种操作增加了驾驶员的操作难度，容易出现事故。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种工程机械行走方向控制系统及方法，以解决现有工程机械的转台转向工程机械后方时工作人员难于操作的问题。

一个方面，本发明提供了一种工程机械行走方向控制系统，该系统包括：角度检测装置，用于检测转台相对于底盘的回转角度；控制器，其信号输入端与角度检测装置相连接，其信号输出端用于发出依据回转角度确定的换向信号；电磁换向阀，与控制器的信号输出端相连接，并且该电磁换向阀安装在该工程机械主阀的先导油路上，用于在换向信号驱动下控制工程机械的先导油换向。

进一步地，在上述控制系统中，控制器的不换向条件为：回转角度小于等于90度；控制器的换向条件为：回转角度大于90度且小于270度。

进一步地，在上述控制系统中，角度检测装置包括：半圆环形的检测带，安装于转台的底面，并且，检测带与转台同轴布置；色标传感器，安装于底盘，色标传感器用于检测检测带。

进一步地，在上述控制系统中，角度检测装置为角度传感器。

进一步地，在上述控制系统中，角度检测装置为电位器。

进一步地，上述控制系统还包括：控制开关，连接在控制器和电磁换向阀之间。

进一步地，上述控制系统还包括：显示装置，与控制器相连接，用于接收并显示转台的回转角度。

本发明中的行走方向控制系统使转台在任何回转角度时，工程机械相对于驾驶员的行走方向均和脚踏板的操作方向相一致，驾驶员在作业时不需要考虑转台的回转角度，易于操作。

另一方面，本发明还提供了一种工程机械行走方向控制方法，包括：角度检测步骤，检测工程机械转台相对于底盘的回转角度；行走方向控制步骤，根据回转角度控制电磁换向阀换向，电磁换向阀预先安装于工程机械主阀先导油路中。

进一步地，上述方法中的行走方向控制步骤进一步包括：转台相对于底盘的回转角度小于等于90度时，电磁换向阀不换向；转台相对于底盘回转角度大于90度且小于270度时，电磁换向阀换向。

由于该控制方法与上述工程机械行走方向控制系统原理相似，所以该控制方法具有上述控制系统的所有效果。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有挖掘机液压驱动系统的结构示意图；

图2为本发明挖掘机行走方向控制系统实施例中，液压管路结构示意图；

图3为本发明挖掘机行走方向控制系统实施例中，转台与底盘的连接示意图；

图4为本发明挖掘机行走方向控制系统实施例的结构示意图；

图5为本发明挖掘机行走方向控制系统实施例，半圆环形检测带的安装位置示意图；

图6为本发明挖掘机行走方向控制系统实施例，色标传感器的安装位置示意图；

图7为本发明挖掘机行走方向控制系统实施例，控制开关的安装位置示意图；

图8为本发明挖掘机行走方向控制方法实施例的流程图。

附图标记说明：

1    角度检测装置

2    控制器

3    控制开关

4     电磁换向阀

5     主阀

6     脚踏先导伺服阀

7     转台

8     底盘

9     回转支撑

91    回转支撑内圈

92    回转支撑外圈

10    色标传感器

11    显示装置

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

控制系统实施例：

参见图2-图7，图中示出了本发明工程机械行走方向控制系统的优选实施例，下面以该实施例用于挖掘机为例，对其具体结构进行详细说明。如图所示，该实施例包括电磁换向阀4、角度检测装置1和控制器2。其中，角度检测装置1用于检测转台7相对于底盘8的回转角度；控制器2的信号输入端与角度检测装置1相连接，其信号输出端用于发出依据该回转角度确定的换向信号；电磁换向阀4与控制器2的信号输出端相连接，并且该电磁换向阀4安装在该挖掘机主阀的先导油路上，用于在该换向信号驱动下控制挖掘机的先导油换向。

具体地，主阀5的第一先导油口a4、第二先导油口b4通过电磁换向阀4与脚踏先导伺服阀6的第一工作油口a1、第二工作油口b1相连。其中，电磁换向阀4可以选择两位四通电磁换向阀。脚踏板（图中未示出）与脚踏先导伺服阀6相连接，脚踏板的踩踏方向可以控制先导油的流向，进而控制挖掘机的行走方向。同时，电磁换向阀4也可以控制先导油的流向，当电磁换向阀4不换向时，先导油的流向与脚踏板的控制方向相同，当电磁换向阀4换向时，先导油的流向与脚踏板的控制方向相反。

需要说明的是：角度检测装置1检测的转台7相对于底盘8的回转角度，实际上是转台7相对于初始位置的回转角度，该初始位置为转台7未转动即面向挖掘机正前方时的位置。

控制器2的不换向条件为：回转角度小于等于90度。控制器2的换向条件为：回转角度大于90度且小于270度。本实施例的行走方向控制系统，可以根据转台的回转角度自动控制电磁换向阀4换向，使挖掘机相对于驾驶员的行走方向与脚踏板的实际操作方向相一致，驾驶员操作时无需考虑转台的回转角度，简单方便。

当然，控制电磁换向阀4换向的回转角度并不限于90至270度，具体角度范围可以根据现场调试来确定，本发明对换向的回转角度范围不做限定。

参见图2，本领域人应当理解，挖掘机一般有左右两套行走执行机构，主阀5控制两套行走机构行走，上面以其中一套行走机构为例对该控制系统进行说明。另一套行走机构的控制系统与上述相同，本发明在此不再赘述。

优选地，参见3、图5和图6，角度检测装置包括半圆环形的检测带12和色标传感器12。

参见附图及结合相关技术可知，转台7和底盘8通过回转支撑9相连接，其中，转台7安装于回转支撑外圈92，底盘8安装于回转支撑内圈91，色标传感器12固定安装于回转支撑内圈91，检测带12安装于转台7靠近回转支撑的底面71。

图5所示为检测带12在转台7上的安装位置示意图，图6所示为色标传感器12在底盘8上的安装位置示意图。图5中Y轴所示的位置为转台7的初始位置，此时，转台7未转动，本实施例中的转台7的回转角度为相对于Y轴正向的回转角度。检测带12与转台7同轴布置，并且，相对于转台7的初始位置对称。色标传感器10用于检测检测带12，色标传感器10安装于底盘8，并且其位置与半圆环形检测带12所在的圆环与转台7初始位置的交点相对应。其中，检测带12可以为喷涂于转台7底面的黑色检测带，也可以为半圆环形的黑色结构安装在转台7上。

转台7转动时，检测带12随着转台7一起转动，色标传感器10在底盘8上固定不动，当回转角度小于90度时，色标传感器10可以检测到检测带11，此时，电磁换向阀4不换向；当回转角度大于90度且小于270度时，色标传感器10检测不到检测带12，此时，电磁换向阀4换向，该角度检测装置结构简单，易于实现。

当然，检测带和色标传感器的组合只是获取回转角度的一种结构，其他任何能够检测角度的装置，比如角度传感器、电位传感器等均能满足本发明的要求，本发明对角度检测装置的具体结构不做限定。

优选地，本实施例控制系统还进一步包括显示装置11，与控制器2相连接，用于接收并显示转台7的回转角度，以便于驾驶员随时了解转台7与底盘8的相对位置。

优选地，本实施控制系统还可以进一步控制开关3，连接在控制器2和电磁换向阀4之间，控制开关3断开时，可以切断该控制系统，驾驶员和调试员可以根据自己的需要来操作该开关。

本实施例中的控制系统使挖掘机相对于驾驶员的实际行走方向与脚踏板的控制方向相一致，即脚踏板前进操作时，挖掘机相对于驾驶员向前行走，脚踏板后退操作时，挖掘机相对于驾驶员向后行走，行走方向与转台的回转角度无关。该控制系统降低了驾驶员的操作难度，减小了事故率。

控制方法实施例：

以挖掘机为例，对本发明工程机械行走方向控制方法的优选实施例作进一步说明。参见图8，本实施例包括：角度检测步骤S1，检测挖掘机转台相对底盘的回转角度；行走方向控制步骤S2，根据回转角度控制电磁换向阀换向，电磁换向阀预先安装于挖掘机主阀先导油路中。本实施例根据回转角度自动控制电磁换向阀换向，电磁换向阀换向时可以改变挖掘机主阀先导油的流向，进而改变挖掘机的行走方向，使驾驶员在操作时，不需要考虑转台的回转角度。

其中，行走方向控制步骤进一步包括：当转台相对于底盘的回转角度小于等于90度时，电磁换向阀4不换向，此时，挖掘机的行走方向与脚踏板的控制方向相同；当转台相对于底盘回转角度大于90度且小于270度时，电磁换向阀4换向，此时，挖掘机的行走方向和脚踏板的控制方向相反。本实施例控制方法可以根据转台的回转角度自动改变脚踏板的方向控制指令，使驾驶员操作时不需要再考虑转台的实际回转角度，简单方便。

针对本发明需要说明如下两点：

1）转台7相对于底盘8的回转角度，实际上是转台7相对于初始位置的回转角度，该初始位置为转台7未转动即面向挖掘机正前方时的位置；

2）控制电磁换向阀4不换向的回转角度范围不限于小于等于90度，换向的回转角度范围也不限于90至270度，具体角度范围可以根据现场调试来确定，本发明对该回转角度的具体范围不做限定。

下面再对本发明实施例作进一步说明：

挖掘机中的转台和底盘通过回转支撑相连接，并且，转台安装在回转支撑外圈上，底盘安装在回转支撑内圈上，在转台靠近回转支撑的底面安装检测带，在回转支撑内圈固定安装色标传感器，色标传感器用于检测检测带，进而获得转台相对于底盘的回转角度。当转台相对于底盘的回转角度小于等于90度时，电磁换向阀4不换向，此时，挖掘机的实际行走方向与脚踏板的控制方向相同；当转台相对于底盘回转角度大于90度且小于270度时，电磁换向阀4换向，此时，挖掘机的实际行走方向与脚踏板的控制方向相反。

本实施例控制方法原理与上述控制系统实施例相似，相关之处参照控制系统实施例即可，本实施例在此不再赘述。

由于本实施例与控制系统实施例原理相似，所以本实施例具有控制系统实施例的所有效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

Claims (10)

1.一种工程机械行走方向控制系统，其特征在于，包括：

角度检测装置（1），用于检测转台（7）相对于底盘（8）的回转角度；

控制器（2），其信号输入端与所述角度检测装置（1）相连接，其信号输出端用于发出依据所述回转角度确定的换向信号；

电磁换向阀（4），与所述控制器（2）的所述信号输出端相连接，并且该电磁换向阀（4）安装在该工程机械主阀的先导油路上，用于在所述换向信号驱动下控制工程机械的先导油换向。

2.根据权利要求1所述的工程机械行走方向控制系统，其特征在于，

所述控制器（2）的不换向条件为：所述回转角度小于等于90度。

所述控制器（2）的换向条件为：所述回转角度大于90度且小于270度。

3.根据权利要求1所述的工程机械行走方向控制系统，其特征在于，所述角度检测装置包括：

半圆环形的检测带（12），安装于所述转台（7）的底面，并且，所述检测带（12）与所述转台（7）同轴布置；

色标传感器（10），安装于所述底盘（8），所述色标传感器（10）用于检测所述检测带（12）。

4.根据权利要求1所述的工程机械行走方向控制系统，其特征在于，所述角度检测装置（1）为角度传感器。

5.根据权利要求1所述的工程机械行走方向控制系统，其特征在于，所述角度检测装置（1）为电位器。

6.根据权利要求1至权利要求5所述的工程机械行走方向控制系统，其特征在于，该控制系统还包括：控制开关（3），连接在所述控制器（2）和所述电磁换向阀（4）之间。

7.根据权利要求1至权利要求5所述的工程机械行走方向控制系统，其特征在于，该控制系统还包括：显示装置（11），与所述控制器（2）相连接，用于接收并显示所述转台的回转角度。

8.根据权利要求7所述的工程机械行走方向控制系统，其特征在于，所述工程机械为挖掘机。

9.一种工程机械行走方向控制方法，其特征在于，包括：

角度检测步骤，检测工程机械转台相对于底盘的回转角度；

行走方向控制步骤，根据所述回转角度控制电磁换向阀换向，所述电磁换向阀预先安装于工程机械主阀先导油路中。

10.根据权利要求9所述的工程机械行走方向控制方法，其特征在于，所述行走方向控制步骤进一步包括：

所述转台相对于所述底盘的回转角度小于等于90度时，所述电磁换向阀不换向；

所述转台相对于所述底盘回转角度大于90度且小于270度时，所述电磁换向阀换向。

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