CN104271838A - 电动液压致动的喷枪 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于喷雾器的电动液压致动系统，所述电动液压致动系统包括液压系统、液压致动器、电动致动器和喷雾器。液压系统用于对液压流体加压。液压致动器由液压系统驱动。电动致动器控制由液压系统驱动的液压致动器的致动。喷雾器由液压致动器启动。

Description

电动液压致动的喷枪

背景技术

本公开大致涉及划线系统，诸如那些用于在道路和田径场上涂敷喷漆标线的划线系统。更具体地，本公开涉及用于自推进式划线系统的启动系统(activation system)。

划线系统通常包括推车，所述推车包括驱动泵的燃气发动机。泵由设置在推车上的容器提供液体，诸如涂料，并且向安装的喷嘴供应加压流体以朝地面排放。常规的划线系统包括由操作员推动的后走式推车，操作员同时通过安装到推车的把手的操纵杆来操作喷嘴。这种把手通常包括一对固定的手柄，所述手柄用于定向位于推车的前部的旋转安装的轮。这些把手要求操作员手动地致动喷嘴以确定每条标线的长度和标线之间的间隔，同时物理地推动和旋转整个系统。

划线推车可以由附接到推车的后部，例如附接到球窝式拖挂装置联接器的自推进式拖车推动。每个拖车包括与泵发动机分离的用于驱动静液力推进系统的气动发动机。操作员坐在拖车上并且抓住推车的把手。静液力推进系统通常通过脚踏板操作，从而操作员的手能够自由操作推车的喷嘴操纵杆。为了便于涂划直线标线，前部旋转安装的轮可以被锁定以保证推车的直线移动。推车和拖车之间的在拖挂装置联接器处的枢转点仍然允许通过相对于拖车“摆动”推车来实现系统的转向。这些系统减少了操作员疲劳，但是仍然要求操作员在涂敷标线时进行判断，并且这些系统较笨重并且难以操作。

常规的划线系统利用压缩空气来致动喷嘴。利用压缩空气的喷嘴对于启动操作反应缓慢。因此，启动和实际的喷雾过程之间的延迟可能导致标线的长度发生改变。另外，压缩空气的产生需要对空气压缩机供电，而所述空气压缩机增加了划线系统的重量、成本和复杂性。

当前需要不断地增加划线系统产生的标线的连贯性和精确性，同时减少操作员疲劳。

发明内容

本公开涉及用于喷雾器，例如那些可以与自推进式划线系统一起使用的喷雾器，的电动液压致动系统。电动液压致动系统包括液压系统、液压致动器、电动致动器和喷雾器。液压系统用于对液压流体加压。液压致动器由液压系统驱动。电动致动器控制由液压系统驱动的液压致动器的致动。喷雾器由液压致动器启动。

附图说明

图1A是使用本公开的电动液压致动系统的车载(stand-on)划线系统的透视正视图。

图1B是图1A的车载划线系统的俯视图，示出了液压系统和与电动液压致动系统结合使用的涂料系统。

图2是与电动液压致动系统相互连接的图1A和1B的车载划线系统的液压系统和涂料系统的示意图。

图3A和3B分别是图1A和1B的车载划线系统的后部和前部透视图，其中液压系统和涂料系统的一些部分被移除以示出电动液压致动系统。

图4A和4B分别是图3A和3B的电动液压致动系统的透视图和分解图，示出了连接到液压致动器和电动致动器的集管。

图5是图4B的致动系统的分解图，示出了从集管分解出的液压活塞和电动柱塞。

具体实施方式

图1A是使用本公开的电动液压致动系统的车载划线系统10的透视正视图。图1B是图1A的车载划线系统10的俯视图，示出了驾驶系统12、底盘14、发动机16、液压系统18和涂料系统19。驾驶系统12额外地包括前进和反向速度控制装置。涂料系统19包括流体泵20、流体容器21、喷枪22A和22B、致动器23(图2)、螺线管24(图2)和控制器25。驾驶系统12包括把手26、速度杆28、转向缆索30A和30B、复位装置(centering device)32和对准系统34。驾驶系统12连接到驱动轮36A和36B(图1B)和转向轮38。液压系统18包括泵40、马达42(图2)和贮存器44(图1B)。图1A和1B将被同时讨论。

驱动轮36A和36B和转向轮38被安装到底盘14以支撑划线系统10，并且允许划线系统10在液压系统18的动力下滚动。驱动轮36A和36B连接到一个或多个液压马达42(图2)，所述液压马达42从泵40接收驱动流体动力，泵40由发动机16驱动。速度杆28通过缆索46对泵40进行调节，以控制从贮存器44(图1B)到马达42(图2)的流体流。因此，在一个实施例中，液压系统18用作静液力推进系统。

转向轮38经由缆索30A和30B连接到驾驶系统12的把手26，以使转向轮38相对于底盘14旋转。缆索30A和30B由把手26的旋转进行推和拉。当把手26不承受旋转力时，复位装置32将转向轮38拉至正中方向。对准系统34调节复位装置32的位置，以允许驾驶系统12的调整，例如其可以用于适应缆索30A和30B的拉伸或轮38的磨损。

发动机16向液压系统18的泵40提供动力，所述液压系统驱动两个轮36A和36B以及涂料系统19。流体泵20接收来自流体容器21的未加压的流体，诸如涂料，并且向喷枪22A和22B提供加压的流体。在一个实施例中，流体泵20包括液压操作的双动式活塞泵。喷枪22A和22B由接收来自液压系统18的加压液压流体的液压致动器23(图2)机械地操作。液压致动器23牵拉缆索48A和48B以启动喷枪22A和22B。液压致动器23由螺线管24(图2)驱动，螺线管24以电子方式受控于控制器25。液压致动器23和螺线管24形成本公开的电动液压启动系统的一部分。

控制器25包括计算机系统，所述计算机系统被构造成基于操作员输入通过螺线管24来操作喷枪22A和22B。例如，车载划线系统10被构造成用于通过使用喷枪22A和22B来涂划来自容器21的流体的两条平行的标线。当喷枪22A和22B中的任一者或两者都被控制器25控制而操作时，可以涂划一条标线或两条标线。控制器25同样可以控制标线使之成为连续的或间断的。如果标线按照操作员的要求被间断地涂划，则控制器25通过控制每次喷枪被启动的时间长度来控制每条标线的长度和标线之间的间距。在控制器25上设定期望的参数(例如单标线、双标线、标线长度、间距长度)之后，车载划线系统10的操作员通过按下按钮49经由控制器25来启动喷枪22A和22B。

图2是与驾驶系统12和致动系统52相互连接的图1A和1B中的车载划线系统10的液压系统18和涂料系统19的示意图。液压系统18和涂料系统19由发动机16联合地操作。在一个实施例中，发动机16包括燃气式内燃机。发动机16通过由皮带和滑轮构成的系统(未示出)向泵40提供直接的机械输入。然而，液压系统18可以包括由发动机16驱动的多个泵。例如，第一液压泵可以向马达42提供输入，同时第二泵可以向流体泵20提供输入，这两个泵都通过使用来自贮存器44的流体来操作。泵40从贮存器44抽取液压流体并且直接地向泵20以及经由阀50向马达42提供加压流体。泵40和泵20将液压流体直接返回到贮存器44，同时阀50将流体再循环至马达42。

在一个实施例中，发动机16、泵40、马达42、贮存器44、轮36A和36B以及阀50组成静液力系统，这在本领域是已知的。虽然图2仅示出一个马达42，但是每个驱动轮36A和36B都可以设置有由泵40驱动的专属马达。例如，动力轮36A连接到马达42A，如图3A所示。马达42被构造成用于向轮36A和36B提供向前和向后的动力。具体地，液压系统18通过使用本领域已知的具有泵40的换向阀50通过改变穿过马达42的流体流向以使马达42的方向反向。

泵40(或系统18内的其他泵)额外地直接向接收来自容器21的流体的流体泵20提供流体动力。泵40对来自容器21的流体加压并且将加压的流体泵送到喷枪22A和22B。在一个实施例中，泵20包括活塞泵，诸如可从明尼苏达州明尼阿波利斯市的Graco公司(Graco Inc.)购买的4-Ball型活塞泵。喷枪22A和22B是由操纵杆驱动的、连接到缆索48A和48B的喷嘴。缆索48A和48B由致动器23机械地拉动。致动器23包括液压缸，该液压缸被加压以移动活塞。致动器23使用从泵40和20之间引出的高压液压流体。例如，入口软管53A向致动器23提供高压流体，同时出口软管53B将低压流体返回到贮存器44。致动器23通过使用电动螺线管24启动，所述螺线管24由控制器25驱动和启动。致动器23和电动螺线管24组成本公开的电动液压致动系统。控制器25包括按钮49(图1A和1B)，或一些其它形式的启动开关，按钮49将来自控制器25的信号发送到螺线管24以开始启动致动器23，从而导致流体从喷枪22A和22B排出。如图1A和1B所示，按钮49被方便地定位在驾驶系统12中。

驾驶系统12包括把手26和速度杆28(图1A和1B)，并且向阀50和转向轮38提供直接的机械输入。具体地，缆索30A和30B从把手26延伸到转向轮38，同时缆索46在速度杆28和泵40上的阀50之间延伸。

返回到图1A和1B，为将标线涂划到诸如人行道或田径场，静液力系统被接合以向驱动轮36A和36B提供动力。因此，车载划线系统10沿将被涂划标线的表面滚动。随着车载划线系统10移动，操作员利用驾驶系统12来控制车载划线系统10的速度和方向。一旦操作员将车载划线系统10放置到将被喷涂标线的位置，控制器25启动涂料系统19。驾驶系统12允许操作员通过易于使用的、直观的控制装置控制涂料系统19的启动、车载划线系统10的速度、和车载划线系统10的方向。具体地，按钮49连接到控制器25，控制器25操作螺线管24以控制致动器23以及在喷枪22A和22B处分配涂料，如图3A-5所示。

图3A和3B分别是图1A和1B的车载划线系统10的后部透视图和前部透视图，其中液压系统18(图1A)和涂料系统19(图1A)的一些部分被移除以示出电动液压致动系统52。致动系统52包括集管54、支架56、螺线管57和致动器58。图3A和3B将同时加以讨论。

底盘14提供安装有车载划线系统10的各种系统和轮36A、36B以及38的框架。在示出的实施例中，底盘14通过将矩形管弯曲成直线形状而制成。驱动轮36A和36B被安装成接近底盘14的后端部。在一个实施例中，驱动轮36A和36B被直接安装到马达42(图2)的轴上。例如，动力轮36A可以安装到马达42A的轴上，如图3A所示。在其它的实施例中，驱动轮36A和36B可以安装到从底盘14延伸并且通过齿轮系统连接到马达42的主轴上。

把手26和速度杆28被安装到立柱62上，立柱62通过框架64连接到底盘14。框架64提供用于安装平台60(图1B)的结构，车载划线系统10的操作员可以站在平台60上。在一个实施例中，立柱62从连接到框架64的突桩67可伸缩地延伸，从而把手26相对于平台60的高度可以被调节。因此，操作员位于立柱62后面的驱动轮36A和36B的上方，在适当的位置抓住把手26。

立柱62提供用于把手26的枢转点63。枢转点63沿着轴线A1延伸，轴线A1大致垂直于底盘14的平面并且垂直于轴线A2延伸，其中驱动轮36A和36B沿着轴线A2旋转。车载划线系统10的操作员可以绕轴线A1旋转把手26以经由缆索30A和30B控制转向轮38的位置。速度杆28在枢转点66处连接到把手26。枢转点66沿着轴线A3延伸，轴线A3大致平行于底盘14的平面并且垂直于轴线A2延伸。缆索46从速度杆28延伸到阀50，阀50控制液压泵40向液压马达42(图2)的输出。速度杆28在相对方向上的旋转导致车载划线系统10的向前移动或倒退移动。例如，速度杆28从中心(如图示)在逆时针方向上绕轴线A3的旋转使得阀50在导致车载划线系统10的向前移动的方向上将液压流体输送穿过马达42，然而，速度杆28从中心(如图示)在顺时针方向上绕轴线A3的旋转使得阀50在导致车载划线系统10的向后移动的方向上将液压流体输送穿过马达42。

把手26额外提供了用于安装按钮49的便利的位置。按钮49电连接到控制器25(图1B和2)以操作涂料系统19(图1A)，涂料系统19包括泵20和喷枪22A和22B。按钮49被定位成使车载划线系统10的操作员不必将手从把手26上移除即可启动涂料系统19的操作。具体地，操作员可以在控制器25中设置涂料系统19的参数并且随后，在驱动车载划线系统10在期望位置行进的同时，通过按钮49来操作喷枪22A和22B(图1A)。致动系统52通过使用致动器58和螺线管57提供喷枪22A和22B的迅速的开-关操作。致动器58由液压系统18液压地驱动，并且螺线管57经由控制器25被电力地控制以操作致动器58。致动器58和螺线管57通过使用集管54和支架56安装到框架64，这将更详细地参照图4A-5来讨论。

图4A和4B分别是图3A和3B的电动液压致动系统52的透视图和分解图，示出了集管54、支架56、螺线管57A和57B和致动器58A和58B。致动系统52还包括缆索48A和48B、入口软管53A、出口软管53B、联接器70A和70B、和缆索管道72A和72B。图4A和4B将被一同讨论。

集管54在便于被液压系统18和涂料系统19接入的位置安装到车载划线系统10(图1A)的框架64(图3A)。支架56通过使用紧固件73连接到集管54。软管53A和53B被联接到连接液压流体泵40和涂料泵20的液压流体管线。入口软管53A连接到高压进送管线，并且出口软管53B连接到低压返回管线。螺线管57A和57B连接到集管54，以与在入口软管53A和出口软管53B之间穿过的液压流体相互作用。类似地，致动器58A和58B连接到集管54，从而活塞74A和74B(图4B)与液压流体相互作用。

联接器70A和70B连接到活塞74A和74B，并且包括多个螺栓，所述螺栓使能每个活塞74A和74B都连接到用于启动多个涂料喷枪的多个联接机构。例如，联接器70A通过紧固件75A连接到活塞74A，并且联接器70A包括双头螺栓76A和76B。眼槽78A套接双头螺栓76B，并且夹具80B将眼槽78A固定到联接器70A。眼槽78A连接到延伸缆索，所述延伸缆索延伸通过支架56中的开口以穿过缆索导管72A。缆索48A直接地连接到喷枪22A(图1A)。缆索导管72A包括带螺纹的双头螺栓，所述带螺纹的双头螺栓允许其长度方向上进行轴向调节，从而改变缆索48A的拉紧和松弛状态。第二眼槽和缆索组件可以连接到双头螺栓76A和额外的喷枪，使得活塞74A可以同时致动两个喷枪。夹具80A和80B允许在单喷枪操作和双喷枪操作之间的快速转换。通过使用联接器70A和70B的所有双头螺栓，致动系统52能够致动多达四个喷枪。

活塞74A和74B通过液压流体压力相对于集管54滑进和滑出。保护罩81A和81B被设置在活塞74A和74B上方以向它们提供对于灰尘、污垢、碎屑等的防护。活塞74A和74B包括工作面(land)，所述工作面与加压液压流体相互作用以基于螺线管57A和57B的位置可选择地向上或向下驱动活塞74A和74B。例如，当螺线管57A不被激励，柱塞被定位在集管54中，从而来自入口软管53A的高压液压流体被传送到活塞74A的第一端部，并且活塞74A被向下推动(参照图4A和4B)从而不移动缆索48A。当螺线管57A被激励时，柱塞被重新定位在集管54中，以将来自入口软管53A的高压液压流体传送到活塞74A的第二端部，从而活塞74A被向上推动(参照图4A和4B)以向缆索48A施加拉伸力，从而启动喷枪22A。只要泵40(图2)正在运转，液压流体就会持续地移动通过集管54，并且并且液压流体经由出口软管53B返回到贮存器。缆索管道72A和72B可以被调节以在缆索48A和48B中提供适当大小的预张力，从而致动系统52能够提供喷枪22A和22B的快速启动。

图5是图4B的致动系统52的分解图，示出了从集管54分解出的液压致动器58A和电动螺线管57A。为清楚起见，液压致动器58B和电动螺线管57B(图4A和4B)未在图5中示出。螺线管57A包括线圈82A、壳体83A和滑阀84A。液压致动器58A包括活塞74A、壳体86A、工作面(land)88A和工作面90A。

螺线管57A的壳体83A被螺纹接合至集管54中的插口92A内，以在入口软管53A和出口软管53B之间使流体路径(未示出)交叉。壳体83A包括允许液压流体穿过壳体83A的各种孔。滑阀84A被插入壳体83A中，并且线圈82A被定位在滑阀84A周围。线圈82A例如可通过插口94A处的电连接连接到控制器25(图2)从而被电激励，以移动滑阀84A，这在本领域是已知的。滑阀84A因而移动以覆盖和露出壳体83A中的各种孔。随着滑阀84A移动，致动器58A的活塞74A经由液压流体穿过集管54的流动而被移动。

致动器58A的壳体86A被螺纹连接至集管54中的插口(未示出)内。活塞74A延伸穿过壳体86A以在第一端部96处与集管54内的流体路径交叉。活塞74A的第二端部98延伸到集管54外，以便于连接到联接器70A(图4B)。工作面88A防止液压流体流出壳体86A。然而，活塞74A在壳体86A中自由移动。

对于描述的实施例而言，当滑阀84A处于下方的位置(完全地插入到集管54中)时，高压液压流体在工作面90A处被引导至第一端部96，以经由液压流体穿过壳体83A中适当的孔的这种通过动作迫使活塞74A向下移动。因此，缆索48A(图4B)保持充分松弛以不启动喷枪22A(图1A)。螺线管57A可以包括弹簧以将滑阀84A偏置到下方的位置，例如，处于未启动状态。当适当的电信号被提供到插口94A时，线圈82A被激励以在壳体83A中移动滑阀84A，露出壳体83A中的各种孔。因此，当滑阀84A处于上方的位置(从集管54抽出)时，高压液压流体被引导至工作面88A的下侧以经由液压流体穿过壳体83A中适当的孔的这种通过动作来迫使活塞74A向上移动。因此，缆索48A被置于拉伸状态，并且被移动以机械地开动操纵杆，控制穿过喷枪22A中的阀的流体的流动。

对于螺线管57A的激励和未激励状态二者，高压液压流体都被引导至活塞74A。致动系统52不依赖于集管54中的压降来停止在喷枪22A处分配。相反地，致动系统52主动地在两个方向上移动活塞74A。因此，活塞74A快速响应两个状态，这导致由控制器25对划线过程的精确的和准确的控制。通过使启动过程自动化，控制器25和致动系统52额外地增加了划线过程的精确性和准确性，而在常规的现有技术的系统中，所述启动过程是手动控制的。此外，致动系统52被结合到划线系统内的液压系统中，从而减少了对用于涂料系统的额外的专用构件(诸如空气压缩机)的需求。按钮49(图1A)提供了当需要激励螺线管57A和57B以开始涂划操作时用户友好的用于操纵控制器25的手段。

尽管已经参照示例性实施例(多个实施例)描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解在没有脱离本发明的范围的情况下可以进行各种改变并且等同物可以替代本发明的元件。另外，在没有脱离本发明的实质范围的情况下可以进行许多修改以使得具体的位置或材料适应本发明的教导。因此，预期本发明不受限于公开的具体实施例(多个实施例)，但是本发明将包括落入随附权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (20)

1.一种用于喷雾器的电动液压致动系统，所述电动液压致动系统包括：

液压系统，所述液压系统用于对液压流体加压；

液压致动器，所述液压致动器由液压系统驱动；

电动致动器，所述电动致动器控制由液压系统驱动的液压致动器的致动；和

喷枪，所述喷枪由液压致动器致动。

2.根据权利要求1所述的电动液压致动系统，进一步地包括：

液压流体集管，所述液压流体集管连接液压致动器和电动致动器；

其中所述电动致动器控制液压流体从液压系统到液压致动器的流动。

3.根据权利要求2所述的电动液压致动系统，其中所述液压致动器包括从液压流体集管延伸的活塞。

4.根据权利要求3所述的电动液压致动系统，进一步地包括：

联接装置，所述联接装置将活塞连接到喷枪。

5.根据权利要求3所述的电动液压致动系统，进一步地包括：

联接器，所述联接器用于将多个喷枪连接到所述活塞。

6.根据权利要求3所述的电动液压致动系统，其中所述电动致动器包括具有线圈和滑阀的螺线管，其中所述滑阀延伸到所述液压流体集管中。

7.根据权利要求6所述的电动液压致动系统，其中所述液压致动器包括双向致动器，并且所述滑阀控制流至所述活塞的相反的端部的液压流体流。

8.根据权利要求1所述的电动液压致动系统，进一步地包括：

流体泵，所述流体泵由所述液压系统驱动，其中所述流体泵向所述喷枪提供加压流体。

9.根据权利要求1所述的电动液压致动系统，进一步地包括：

可编程的控制器，所述可编程的控制器与电动致动器通信，该控制器包括用于启动电动致动器的开关。

10.根据权利要求1所述的电动液压致动系统，进一步地包括：

额外的液压致动器，所述额外的液压致动器由所述液压系统驱动；

额外的电动致动器，所述额外的电动致动器控制由所述液压系统驱动的液压致动器的致动；和

额外的喷枪，所述额外的喷枪由所述额外的液压致动器致动。

11.一种划线系统，包括：

底盘；

轮，所述轮安装到底盘；

喷雾系统，所述喷雾系统安装在底盘上；

液压系统，所述液压系统安装在底盘上，其中所述液压系统驱动所述轮和喷雾系统；和

致动系统，所述致动系统连接到喷雾系统，所述致动系统包括：

活塞，所述活塞由所述液压系统驱动以使喷雾系统排料；

和

电动阀，所述电动阀控制所述活塞的操作。

12.根据权利要求11所述的划线系统，其中所述液压系统包括：

液压泵，所述液压泵用于对液压流体加压；和

液压马达，所述液压马达用于驱动所述轮。

13.根据权利要求12所述的划线系统，其中所述喷雾系统包括：

液泵，所述液泵由液压流体驱动；和

喷雾器，所述喷雾器接收来自液泵的加压液体。

其中所述活塞控制喷枪的致动。

14.根据权利要求11所述的划线系统，其中所述电动阀控制通往所述活塞的液压流体的流动。

15.根据权利要求14所述的划线系统，其中：

所述致动系统进一步包括连接活塞和电动阀的集管；并且

所述电动阀包括：

柱塞，所述柱塞延伸进入所述集管，以控制至活塞的流动；

和

电线圈，所述电线圈用于致动所述柱塞。

16.根据权利要求15所述的划线系统，进一步地包括：

控制器，所述控制器连接到电线圈；和

开关，所述开关连接到能够向电线圈发送信号的所述控制器。

17.根据权利要求15所述的划线系统，其中所述活塞由所述液压系统在第一方向和第二方向上驱动。

18.一种致动系统，包括：

流体集管；

液压致动器，所述液压致动器安装到流体集管并且具有从流体集管延伸的活塞；

电动致动器，所述电动致动器连接到流体集管并且具有控制穿过集管至活塞的流体流的柱塞；

联接装置，所述联接装置延伸自活塞；和

喷枪，所述喷枪连接到所述联接装置。

19.根据权利要求18所述的致动系统，其中所述柱塞控制流体流以在电动致动器被启动时在第一方向上移动活塞，并且在电动致动器未被启动时在第二方向上移动活塞。

20.根据权利要求18所述的致动系统，进一步地包括：

流体泵，所述流体泵向喷枪提供加压流体；和

液压泵，所述液压泵向所述流体泵和所述液压致动器提供加压的液压流体。