CN103511093A - 用于机器油门控制的弹性装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于机器油门控制的弹性装置，所述弹性装置的第一端用于与油门控制手柄固定连接，所述弹性装置的第二端用于同时与油门控制脚踏板的摇臂以及油门控制杆铰接，其中，移动油门控制手柄，弹性装置拉动油门控制杆控制油门变化，实现机器变速；移动油门控制踏板，摇臂推动油门控制杆控制机器减速或刹车，弹性装置变形吸收部分来自脚踏板的拉力，使通过弹性装置施加到油门控制手柄的拉力小于锁定油门控制手柄的力，以保持在移动脚踏板时油门控制手柄不动。

Description

用于机器油门控制的弹性装置
技术领域
本发明涉及一种用于机器油门控制的弹性装置，更为具体地，涉及一种手油门和脚油门通过同一线路控制的油门控制系统的弹性装置。本发明进一步涉及具有该弹性装置的机器以及机器的发动机油门的控制方法。
背景技术
用于建筑工程行业的机器、例如推土机等、通常配备有动力输出装置如发动机为机器的运行提供动力，发动机也可以同时为机器的工作工具提供动力，以完成特定的工作需求。机器在运行或者工作过程中，根据工况要求，需要调整发动机功率，发动机的功率通常通过油门控制发动机燃料供应量来实现。油门控制系统通常包括手油门控制手柄系统和脚油门控制系统，手油门控制系统通常控制机器的速度变化，脚油门控制系统控制机器的减速和刹车，两种系统相互独立，存在的问题有制造成本相对高，结构复杂，故障率高。由于机器结构和操纵性能的变化，希望找到一种结构简单，操作方便，制造成本低的油门控制系统。
发明内容
本发明公开了一种用于机器油门控制的弹性装置，所述弹性装置的第一端用于与油门控制手柄固定连接，所述弹性装置的第二端用于同时与油门控制脚踏板的摇臂以及油门控制杆铰接，其中，移动油门控制手柄，弹性装置拉动油门控制杆控制油门变化，实现机器变速；移动油门控制踏板，摇臂推动油门控制杆控制机器减速或刹车，弹性装置变形吸收部分来自脚踏板的拉力，使通过弹性装置施加到油门控制手柄的拉力小于锁定油门控制手柄的力，以保持在移动脚踏板时油门控制手柄不动。
本发明进一步公开了一种机器,包括：工作站；布置在所述工作站中的油门控制手柄；布置在工作站中并与摇臂铰接的油门控制踏板；弹性装置，弹性装置的第一端与油门控制手柄连接，所述弹性装置的第二端用于同时与油门控制脚踏板的摇臂以及油门控制杆铰接；以及油门控制杆，所述油门控制杆与摇臂和弹性装置的第二端同时铰接。其中，移动油门控制手柄，通过弹性装置拉动油门控制杆控制油门大小；移动油门控制踏板，通过摇臂推动油门控制杆，减速或刹车；移动油门控制踏板而通过摇臂推动油门控制杆并拉动弹性装置时，弹性装置变形吸收部分来自脚踏板的拉力，使通过弹性装置施加到油门控制手柄的拉力小于锁定油门控制手柄的力，以保持在移动脚踏板时油门控制手柄不动。
本发明还公开了一种机器油门的控制方法，包括：移动油门控制手柄，通过与油门控制手柄相连的弹性装置拉动油门控制杆，控制油门大小，并实现抬高油门踏板；踏下油门控制踏板，通过与油门控制踏板铰接的摇臂推动油门控制杆移动，减速或刹车，其中，移动油门控制踏板带动摇臂推动油门控制杆时，弹性装置吸收部分来自脚踏板的拉力，使施加到油门控制手柄的拉力小于锁定所述油门控制手柄的力，以保持在移动脚踏板时油门控制手柄不动。
附图说明
图1是根据本发明一种实施例的一种具有油门控制系统的机器的侧视示意图，显示了油门控制装置在机器中的布置位置。
图2根据本发明一种实施例的机器的油门控制装置的透视图。
图3是图2中的油门控制装置的另一个方向的透视图。
图4是根据本发明一种实施例的弹性装置的断面图，显示了拉动手油门控制手柄时弹性装置中弹簧的状态。
图5是图4中的踏下油门控制脚踏板时弹性装置中弹簧的状态。
具体实施方式
图1显示了一种示例性的机器100，例如履带式推土机，机器100可以具有机架101，机架101上安装有机罩102，在机罩102中可以安装有发动机和冷却装置（未显示），机罩102起到保护发动机和冷却装置的作用，并保持机器美观。机架101上同时安装容纳和保护机器操作者的驾驶室103，驾驶室103中安装有工作站104。在机器100的下部安装有机器的行走装置105，如履带，在机器100的前部通过连接架106和油缸固定连接有工作工具107，如推铲。其中油缸可以包括在横向与机器连接并控制工作工具107沿横向左右摆动一定角度的油缸108和在纵向与机器100连接并控制工作工具107沿纵向上下摆动一定角度的油缸109。机器100也可以是执行与特定行业（例如采矿、建筑、农业、林业等）相关的操作并在各种作业环境（例如建筑场地、矿场、林场和发电厂等）中工作的任何其它类型的机器。例如机器可以是可移动的，例如为卡车、轮式装载机、平地机等。
进一步如图1和图2所示，在工作站103和发动机之间布置有油门控制装置200。油门控制装置200包括布置在工作站104中的油门控制手柄201，通常油门控制手柄201配备有锁定装置，通过棘轮和棘爪的啮合，可以实现在油门行程范围内锁定油门控制手柄进行位置定位。拉线202的第一端与油门控制手柄201的下端连接，拉线202可以是包有塑料保护套的金属丝或者其他连接材料。为防止拉线布置和移动时与机器的其他部件发生干涉。在机器上固定有拉线导向环203或者导向扣，导向环203可以是金属环或者塑料环，通过螺栓可拆卸地固定在机器如车架或者其他安装框架或者部件上，拉线202穿过导向环203以对拉线202的移动进行导向，避免干涉或者磨损拉线。拉线202的第二端与第二连杆208的第一端连接，第二连杆208的第二端与弹性装置301连接。在工作站104固定连接有脚踏支架601和摇臂支架602，脚踏支架601和摇臂支架602可以固定连接到形成在驾驶室103内部的支架或部件上。脚踏板205与脚踏支架601枢转连接，摇臂206与摇臂支架602枢转连接，脚踏板205和摇臂206通过第三连杆204交接，摇臂206同时与弹性装置301和油门控制杆207铰接。
进一步如图2和图3所示，在机器100的机架、其他框架或者部件上通过支架210安装有转动连接的摆杆209，其中摆杆209的第一端与支架210铰接，摆杆209的第二端同时与第二连杆208的第二端和弹性装置301铰接。进一步在机器100的机架101、其他框架或者部件上可以安装导向板501，导向板501上形成有对第二连杆208进行导向的导向槽502，第二连杆208穿过导向槽502，由此对第二连杆208的移动进行导向，避免移动干涉而影响力传递。当然，在导向板501上可以形成导向口，第二连杆208可以穿过导向口对第二连杆进行导向。
参照图4和图5，弹性装置301可包括管状的壳体302，管状的壳体302可以是圆管型或者是其他截面形状的中空管。壳体302的第一端303与第一连杆304固定连接。伸缩杆401的第二端403形成有挡板404并伸入壳体302中，在伸缩杆401的挡板404和壳体302的第二端305之间套装有弹簧306。第一连杆304的第二端与第二连杆208的第二端和摆杆209的第二端铰接，从而将壳体302与油门控制手柄202连接起来。伸缩杆401的第一端402与摇臂206和油门控制杆207同时铰接。
弹性装置301在油门控制装置中的连接方向可以与上述具体实施例相反，即第一连杆304与摇臂206铰接和油门控制杆207铰接，伸缩杆401与摆杆209铰接，也可以实现弹性装置301的作用。在结构允许的情况下，可以省去拉线202和第二连杆208，即控制手柄201直接与弹性装置301连接。弹性装置301也可以是弹簧。当弹性装置是弹簧时，弹簧的一端可以与控制手柄201连接，而另一端可以与摇臂206和油门控制杆207铰接，当然，弹簧也可以通过连杆或其他结构分别与控制手柄201和摇臂206连接。
工业适用性
本发明的机器油门的控制装置可以适用于各种机器，如履带式推土机，轮式装载机、平地机、垃圾压实机等。
在机器采用图1和图2所示的油门控制装置的情况下，当需要改变机器运行速度时，在油门行程范围内移动油门控制手柄201，油门控制手柄201带动拉线202和第二连杆208拉动弹性装置301的第一连杆304，如图4所示，第一连杆304拉动与其固定连接的壳体302，壳体302的第二端305按压弹簧306的第二端307，弹簧306变形并将力传递到弹簧的第一端308，弹簧306的第一端308沿箭头A方向推动伸缩杆401的挡板404，形成对伸缩杆401沿箭头A方向的拉力，伸缩杆401的所受的拉力部分分配给摇臂206，带动摇臂206和脚踏板205上行摆动，部分传递给油门控制杆207，控制油门控制杆207移动，进而调节油门的大小，控制发动机的输出，控制机器的运行速度。如图5所示，当需要减速或刹车时，踩下移动脚踏板205，脚踏板205带动摇臂206推动油门控制杆207，摇臂206同时拉动伸缩杆401，伸缩杆401端部的挡板404按压弹簧306的第二端308，弹簧306变形吸收部分外力并将剩余的力传递到弹簧的第一端307，弹簧第一端307沿箭头B方向推动壳体的第二端305，形成对壳体302沿箭头B方向的拉力，壳体302拉动与其相连的第一连杆304，从而进一步形成对第二连杆208和拉线202的拉力，拉力最终传递到锁定的油门控制手柄201。当脚踏板205不受外力时,弹性装置301恢复原来长度,脚踏板205和摇臂恢复到原来的位置。
上述换档变速过程中，移动油门控制手柄201需要的外力小，传递到弹性装置301的力小,弹簧306被伸缩杆401端部的挡板404压缩发生的变形很小,弹簧306的弹性变形可以忽略不计，所以通过操纵油门控制手柄201可方便地控制油门的大小。当踩下脚踏板205时,摇臂206推动油门控制杆207的同时也拉动弹性装置301的伸缩杆401，施加到弹性装置301的伸缩杆401的力通过伸缩杆端部的挡板404压缩弹簧306的第二端308，弹簧306变形吸收大部分力，剩余的力通过弹簧306的第一端307推动壳体302的第二端305形成对第一连杆304的拉力，该拉力通过第二连杆208和拉线202传递给控制手柄201，最终施加到油门控制手柄201上的力小于锁定油门控制手柄201的力，因此在踩踏油门控制脚踏板205时不会移动油门控制手柄201，由此实现手油门和脚油门采用同一根控制线路完成控制。
弹性装置301在采用与图1和图2所示的相反的方向连接到油门控制装置情况下，即弹性装置301的第一连杆304与油门控制杆207和摇臂206同时铰接，弹性装置301的伸缩杆401的第一端402与第二连杆208和摆杆209铰接，在采用此种结构情况下，当需要改变机器运行速度时，在油门行程范围内移动油门控制手柄201，油门控制手柄201带动拉线202和第二连杆208拉动弹性装置301的伸缩杆401，如图5所示，伸缩杆401端部的挡板404按压弹簧306的第二端308，弹簧306变形吸收部分外力并将剩余的力传递到弹簧的第一端307，弹簧第一端307沿箭头B方向推动壳体的第二端305，形成对壳体302沿箭头B方向的拉力，壳体302拉动与其相连的第一连杆304，第一连杆304所受的拉力部分分配给摇臂206，带动摇臂206和脚踏板205上行摆动，部分传递给油门控制杆207，控制油门控制杆207移动，进而调节油门的大小，控制发动机的输出，控制机器的运行速度。当需要减速或刹车时，踩下移动脚踏板205，脚踏板205带动摇臂206推动油门控制杆207，摇臂206同时拉动第一连杆304，如图4所示，第一连杆304拉动与其固定连接的壳体302，壳体302的第二端305按压弹簧306的第二端307，弹簧306变形并将力传递到弹簧的第一端308，弹簧306的第一端308沿箭头A方向推动伸缩杆401的挡板404，形成对伸缩杆401沿箭头A方向的拉力，伸缩杆401进一步拉动第二连杆208和拉线202，拉力最终传递到锁定的油门控制手柄201。当脚踏板205不受外力时,弹性装置301恢复原来长度,脚踏板205和摇臂恢复到原来的位置。和图2和图3所示的油门换档装置的操作原理类似，上述换档变速过程中，移动油门控制手柄201需要的外力小，传递到弹性装置301的力小,弹簧306被伸缩杆401端部的挡板404压缩发生的变形很小,弹簧306的弹性变形可以忽略不计，所以通过操纵油门控制手柄201可方便地控制油门的大小。当踩下脚踏板205时,摇臂206推动油门控制杆207的同时也拉动弹性装置301的第一连杆304，第一连杆304拉动与其连接的壳体302，壳体302的第二端305按压弹簧306的第二端307，弹簧306变形吸收大部分力并将并将剩余的力传递到弹簧的第一端308，形成对伸缩杆401的拉力，该拉力通过第二连杆208和拉线202传递给油门控制手柄201，最终施加到油门控制手柄201上的力小于锁定油门控制手柄201的力，因此在踩踏油门控制脚踏板205时不会移动油门控制手柄201，由此实现手油门和脚油门采用同一根控制线路完成控制。
上述通过油门控制手柄201和脚踏板205控制油门的过程中，当移动控制手柄201或者踩下脚踏板205而使整个油门控制装置移动时，由于弹性装置301的伸缩杆401与摇臂206铰接、弹性装置301的第一连杆304与摆杆209铰接，因此弹性装置301可以在这两个铰接点之间摆动，控制弹性装置301的摆动方向，避免摆动干涉和部件磨损，同时可以现实各部件之间的力传递。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制发明，对本领域的技术人员而言，可以在不偏离本发明的范围的情况下对本发明的装置做出多种改良和变型。本领域的技术人员通过考虑本说明书中公开的内容也可得到其它实施例。本说明书和示例仅应被视为示例性的，本发明的真实范围由所附权利要求以及等同方案限定。

Claims (16)

1.一种用于机器油门控制的弹性装置，所述弹性装置的第一端用于与油门控制手柄固定连接，所述弹性装置的第二端用于同时与油门控制脚踏板的摇臂以及油门控制杆铰接，
其中，移动油门控制手柄，弹性装置拉动油门控制杆控制油门变化，实现机器变速；移动油门控制踏板，摇臂推动油门控制杆控制机器减速或刹车，弹性装置变形吸收部分来自脚踏板的拉力，使通过弹性装置施加到油门控制手柄的拉力小于锁定油门控制手柄的力，以保持在移动脚踏板时油门控制手柄不动。
2.根据权利要求1所述的用于机器油门控制的弹性装置，其特征在于，所述弹性装置包括：
具有第一端和第二端的管状外壳，
伸缩杆，所述伸缩杆的第二端形成有挡板并自所述管状外壳的第二端伸入管状壳体中；
弹簧，所述弹簧套装在所述伸缩杆上并布置在所述管状外壳的第二端和伸缩杆的挡板之间。
3.根据权利要求2所述的用于机器油门控制的弹性装置，其特征在于，还包括第一连杆，所述第一连杆与所述管状外壳的第一端固定连接。
4.一种机器,包括
工作站，
布置在所述工作站中的油门控制手柄；
布置在工作站中并与摇臂铰接的油门控制脚踏板；
弹性装置，弹性装置的第一端与油门控制手柄连接，所述弹性装置的第二端用于同时与油门控制脚踏板的摇臂以及油门控制杆铰接；以及
油门控制杆，所述油门控制杆与摇臂和弹性装置的第二端同时铰接；
其中，移动控制手柄，通过弹性装置拉动油门控制杆控制油门大小；移动油门控制踏板，通过摇臂推动油门控制杆，减速或刹车；移动油门控制踏板而通过摇臂推动油门控制杆并拉动弹性装置时，弹性装置变形吸收部分来自脚踏板的拉力，使通过弹性装置施加到油门控制手柄的拉力小于锁定油门控制手柄的力，以保持在移动脚踏板时油门控制手柄不动。
5.根据权利要求4所述的机器，其特征在于，所述控制手柄通过拉线与所述弹性装置连接。
6.根据权利要求4所述的机器，其特征在于，所述弹性装置是弹簧。
7.根据权利要求4所述的机器，其特征在于，所述弹性装置包括：
具有第一端和第二端的管状外壳，
伸缩杆，所述伸缩杆的第二端形成有挡板并自所述管状外壳的第二端伸入管状壳体中；
弹簧，所述弹簧套装在所述伸缩杆上并布置在所述管状外壳的第二端和伸缩杆的挡板之间。
8.根据权利要求4所述的机器，其特征在于，还包括第一连杆，所述第一连杆与所述管状外壳的第一端固定连接。
9.根据权利要求4所述的机器，其特征在于，还包括拉线、第二连杆和摆杆，其中所述摆杆的第一端与所述机器可摆动连接；所述拉线的第一端与所述油门控制手柄连接，所述第二连杆的第一端同时与所述拉线的第二端连接，所述第二连杆的第二端同时与所述摆杆的第二端和所述弹性装置连接。
10.根据权利要求9所述的机器，其特征在于，还包括第一连杆，所述第一连杆的第一端与所述管状外壳的第一端固定连接，所述第一连杆的第二端与所述第二连杆的第二端和摆杆的第二端同时铰接。
11.根据权利要求9所述的机器，其特征在于，还包括与机器固定连接的导向板，所述导向板上形成有对所述第二连杆进行导向的导向口或者导向槽，所述第二连杆穿过所述导向口或者导向槽。
12.一种机器油门的控制方法，包括：
移动油门控制手柄，通过与油门控制手柄相连的弹性装置拉动油门控制杆，控制油门大小，并实现抬高油门踏板；踏下油门控制踏板，通过与油门控制踏板铰接的摇臂推动油门控制杆移动，减速或刹车，其中，移动油门控制踏板带动摇臂推动油门控制杆时，弹性装置吸收部分来自脚踏板的拉力，使施加到油门控制手柄的拉力小于锁定所述油门控制手柄的力，以保持在移动脚踏板时油门控制手柄不动。
13.根据权利要求12所述的机器油门的控制方法，其特征在于，所述弹性装置包括：
具有第一端和第二端的管状外壳，
伸缩杆，所述伸缩杆的第二端形成有挡板并自所述管状外壳的第二端伸入管状壳体中；
弹簧，所述弹簧套装在所述伸缩杆上并布置在所述管状外壳的第二端和伸缩杆的挡板之间；
其中，移动所述油门控制手柄时，弹性装置的弹簧受力变形吸收部分拉力，并进一步将剩余的拉力传递给油门控制杆，从而控制杆控制油门的大小；移动脚踏板时，摇臂推动油门控制杆控制减速和刹车的同时拉动弹性装置，弹性装置的弹簧受力变形吸收部分拉力，弹性装置进一步将剩余的拉力通过拉线传递给锁定的油门控制手柄。
14.根据权利要求12所述的机器油门的控制方法，其特征在于，所述弹性装置
还包括第一连杆，所述第一连杆与所述外壳的第一端固定连接。
15.根据权利要求14所述的机器油门的控制方法，其特征在于，还包括拉线、第二连杆和摆杆，其中所述摆杆的第一端与所述机器可摆动连接；所述拉线的第一端与所述油门控制手柄连接，所述第二连杆的第一端与所述拉线的第二端连接，所述第二连杆的第二端同时与所述摆杆的第二端和所述第一连杆的第二端铰接，所述伸缩杆的第二端与所述摇臂和所述油门控制杆铰接；其中在移动油门控制手柄或者脚踏板时，所述弹性装置在所述第一连杆与所述摆杆的铰接点和所述伸缩杆与所述摇臂的铰接点之间摆动。
16.根据权利要求14所述的机器油门的控制方法，还包括与机器固定连接的导向板，所述导向板上形成有导向口或者导向槽，所述第二连杆穿过所述导向口或者导向槽。
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