CN105209693B - 具有用于旋转馈通的锁定装置的移动式挖掘机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移动式挖掘机(10)，其中，如果底盘(16)的第一纵向轴线(60)和上部结构(14)的第二纵向轴线(62)之间的角度(α)在预定角度范围内，那么上部结构(14)相对于底盘(16)以可旋转地固定的方式固定。角度检测装置可配置为检测角度(α)。锁定装置可以配置为，如果角度(α)在预定角度范围内，那么锁定装置相对于底盘(16)以可旋转地固定的方式固定上部结构(14)。

Description

具有用于旋转馈通的锁定装置的移动式挖掘机

技术领域

本发明涉及一种具有用于旋转接头的锁定装置的移动式挖掘机，尤其是在上部结构与底盘之间的角度处于预定角度范围内的情况下。

背景技术

移动式挖掘机是通常包括两个轮轴并且配置成使得其能够在公路上行驶的作业机器。移动式挖掘机，也称为轮式挖掘机，通常包括全轮驱动系统。移动式挖掘机还通常设置有静液压驱动，所述静液压驱动包括主动力源，例如内燃机；以及具有液压泵和液压马达的液压系统，并且所述液压系统连接至所述内燃机。

移动式挖掘机可包括底盘；以可旋转的方式紧固到底盘的上部结构；将底盘以可旋转的方式紧固到上部结构的旋转接头，例如转环；布置在上部结构上的移动式挖掘机驾驶员的操作员站；以及运行设备，驾驶员使用所述运行设备能够执行所需任务。在上部结构旋转紧固布置在底盘的帮助下，驾驶员有可能执行围绕移动式挖掘机整个圆周区域的任务。

为了使移动式挖掘机能够在公路上安全行驶，依法需要当在公路上行驶时上部结构以及运行设备都固定在安全位置。关于上部结构，例如依法需要上部结构相对于底盘的纵向轴线平行对齐，并且有必要将上部结构相对于底盘固定在该位置。

迄今众所周知，为了旋转或确切地说摆动上部结构至所需位置，然后便通过利用螺栓或其它合适的锁定装置将上部结构相对于底盘以可旋转地固定的方式固定。在这种情况下，设置有凹槽且所述凹槽接收螺栓，并且因此使上部结构相对于底盘以可旋转地固定的方式固定。

例如，US6010018A公开了一种用于利用销的旋转接头的液压锁定机构。由于至少一个销能够插入位于相对侧面的相应孔中，旋转接头以及因此上部结构能够以可旋转地固定的方式锁定且与上部结构相对于底盘的角度大小无关。

此外，JP3727789B2、JP2000-291027A、JP4923534B2和JP2007-284170A公开了用于锁定旋转接头以使移动式挖掘机的上部结构相对于底盘固定的装置。

本发明至少部分涉及改善或克服现有系统的一个或多个方面。

发明内容

根据本发明的一个方面，移动式挖掘机可包括具有第一纵向轴线的底盘，和以可旋转的方式紧固至底盘且包括第二纵向轴线的上部结构。移动式挖掘机还可包括角度检测装置，角度检测装置配置成检测第一纵向轴线和第二纵向轴线之间的角度。移动式挖掘机还可包括锁定装置，锁定装置配置成，如果角度检测装置检测到的角度处于预定角度范围内，那么所述锁定装置启动用于相对于底盘以可旋转地固定的方式固定上部结构。

根据本发明的另一个方面，公开了一种用于相对于具有第一纵向轴线的底盘锁定移动式挖掘机上部结构的方法。上部结构可包括第二纵向轴线并且可以以可旋转的方式紧固至底盘。公开的方法可包括如下步骤：检测第一纵向轴线和第二纵向轴线之间的角度；确定并监测所检测到的角度是否处于预定角度范围内；以及如果检测到的角度处于预定角度范围内，那么相对于底盘锁定上部结构。

在一些实施例中，角度检测装置可以是磁性角度传感器，磁性角度传感器检测第一纵向轴线和第二纵向轴线之间的角度。磁性角度传感器可包括以可旋转地固定的方式紧固至可旋转地固定的底盘上的永久磁体，以及紧固至可旋转的上部结构的霍尔传感器，并且所述霍尔传感器与永久磁体相互作用。

通过以下的说明和附图，本发明的其它特征和方面清晰可见。

附图说明

图1是公开的示例性移动式挖掘机的示意图；

图2是图1所示的移动式挖掘机的平面示意图，其中上部结构相对于底盘旋转；

图3是包括角度检测装置的旋转接头的示意图；

图4是示出了用于相对于底盘锁定上部结构的示例性方法的流程图；以及

图5是示出了用于相对于底盘锁定上部结构的另一示例性方法的流程图。

具体实施方式

以下是本发明的示例性实施例的详细描述。本文所描述以及在附图中示出的示例性实施例意在教导本发明的原理，使本领域技术人员能够在多种不同环境以及针对不同的应用实施和使用本发明。因此，这些示例性实施例不旨在，也不应被认为是专利保护范围的限制性描述。而是，专利保护的范围应当由所附的权利要求书限定。

本发明可以至少部分基于以下认知：有可能借助紧固到移动式挖掘机的旋转接头上的角度检测装置来检测上部结构和底盘之间的角度，使得移动式挖掘机的驾驶员可以相对于底盘将上部结构旋转或更确切地说摆动进入所需且正确位置，然后固定上部结构使得移动式挖掘机能够以符合法律的方式在公路上行驶。因此，在相对于底盘调节上部结构的正确位置的过程期间，驾驶员可以借助角度检测装置来支撑。根据规范，正确位置是上部结构在行驶方向上基本与底盘平行对齐的位置。

此外，本发明可以至少部分基于以下认知：在第一实例中的驾驶员致动能够位于移动式挖掘机的操作员站中的启动装置，并且由此，一旦到达以上提及的位置，驾驶员就会被支撑。如果驾驶员相对于底盘旋转或摆动上部结构并且如果上部结构相对于底盘移动到正确位置，那么驾驶员通过布置在操作员站上的显示器接到通知，例如视觉信号，所述显示器指示上部结构相对于底盘的正确位置。

此外，本发明可以至少部分基于以下认知：如果在启动装置已经启动后，上部结构已经旋转至所需且正确位置，那么上部结构相对于底盘以可旋转地固定的方式被锁定。锁定上部结构的过程可以例如借助锁定装置(，比如摆动制动器)自动执行。

下面将参照附图来描述示例性移动式挖掘机并且移动式挖掘机可配备有本文公开的角度检测装置和锁定装置。

在图1中示出了移动式挖掘机10形式的建筑机器。移动式挖掘机10包括动力源，比如例如，内燃机12。此外，移动式挖掘机10包括以可旋转的方式附接到底盘16的上部结构14。上部结构14以可旋转的方式通过转环或旋转接头15紧固到底盘16。

移动式挖掘机10包括牵引系统18，例如以其可以被驱动的方式附接到底盘16的多个车轮。另外，移动式挖掘机10包括操作设备，比如作业装置20，以及可从中操作作业装置20的操作员站22。图1中示出的移动式挖掘机10可以是任何类型的移动式挖掘机。

此外，移动式挖掘机10可以包括驾驶室升降机构(未明确在附图中示出)，所述驾驶室升降机构配置为相对于上部结构14和底盘16升高和降低操作室。驾驶室升降装置可以是，例如，液压致动升降装置。

牵引系统18可以是，例如，包括第一组车轮24和第二组车轮26的牵引装置(见图1)。可以操控车轮组24、26中的至少一个。移动式挖掘机10可以包括全轮驱动。

作业装置20可以是任何类型的已知作业工具或器具并且可以包括，例如，铲子、铲斗、吊钩、液压锤、旋转刷，或钳子。

如图1中所示，作业装置20包括动臂28、斗杆30，和附接到斗杆30端部的作业工具32。动臂28可枢转地附接到上部结构14。动臂致动器34附接到上部结构14和动臂28上，使得通过操作动臂致动器34可以升高和降低动臂28的远端36。

动臂28的远端36还可以横向移动。在举例示出的实施例中，动臂28可以通过上部结构14的旋转而相对于底盘16围绕轴线38转动，并且因此可以横向运动。

斗杆30在近端42处可枢转地安装在动臂28上。斗杆致动器44附接到动臂28和斗杆30上，使得斗杆致动器44的操作引起斗杆30相对于动臂28像折叠刀一样移出和移入。这意味着通过操作斗杆致动器44，斗杆30的远端46可以更远离底盘16并且更靠近上部结构14移动。

作业工具32附接到斗杆30的远端46。虽然作业工具32在图1中示出为铲斗48，但是作业工具32可以是任何已知的作业工具。作业工具32可枢转地安装在斗杆30的远端46上。作业工具致动器50安装在斗杆30和作业工具32上，使得作业工具致动器50的操作引起作业工具32相对于斗杆30枢转。

如图1中所示，操作员站22是驾驶室并且可附接到上部结构14或与其一体地形成。操作员站22包括座位52、第一转向装置(比如例如，方向盘54)、显示器55，以及至少一个手动操作的作业设备控制装置56(比如例如，操纵杆)。方向盘54连接到轮轴25和27上，使得通过操作方向盘54可以影响移动式挖掘机10的直行移动。

图1所示的移动式挖掘机10还包括由内燃机12供应能量的静液压驱动系统。静液压驱动系统以已知的方式附接至移动式挖掘机10，并且包括进行移动式挖掘机10的牵引驱动的液压马达和液压泵。为了清楚说明的目的，静液压驱动系统未在附图中示出。

还如图1所示，操作员站22还包括支持不同的启动装置(例如按钮和控制杆)的致动模块。例如，静液压驱动系统的功能可通过致动模块进行控制。此外，例如，启动装置58可位于致动模块上。

此外，移动式挖掘机10配置为液压致动的移动式挖掘机。因此，动臂致动器34、斗杆致动器44和作业工具致动器50配置成使用加压提供的液压介质实现运转，并且所述液压介质来源于液压系统。控制移动式挖掘机10的主要功能的液压系统在附图中没有明确地示出。然而，熟悉本领域的技术人员将会认识到以何种方式使液压系统的布置发挥作用，例如，内燃机12驱动在预定压力下加压液压介质的液压泵，以及电子控制单元64可配置成以如下方式控制液压流，使得驾驶员需要和要求的功能能够得以实施。

电子控制单元64可以位于移动式挖掘机10上任何适当的位置。电子控制单元64可接收电子信号，可以处理以及将电子信号传输至移动式挖掘机10的部件，以控制移动式挖掘机10的不同功能。

电子控制单元64还可以包括时间检测装置66，时间检测装置66配置成记录和寄存不同的时间和时间段。参见图4和图5，进一步描述了时间检测装置66。

还如图1示意性地所示，移动式挖掘机10包括锁定装置76，锁定装置76配置成锁定上部结构14相对于底盘16的旋转。可以向锁定装置76供应加压提供的液压介质，并且所述液压介质可阻止上部结构14的旋转。

参见图2，示出了图1所示的移动式挖掘机10的平面图，其中为了便于更好地说明，仅仅示出了基本部件。因此，例如图2中仅仅示出了作业装置20的动臂28。

从图2可以看出，底盘16包括与移动式挖掘机10的行驶方向(参见图2中的箭头A)基本平行的第一纵向轴线60。上部结构14包括第二纵向轴线62，第二纵向轴线62基本上从上部结构14的后端延伸至上部结构14的前端。在一些实施例中，如果动臂28例如可能在中心附接在上部结构14上以使得动臂28能够枢转，那么第二纵向轴线62也能够延伸穿过动臂28(参见图2)。在大多数情况下，第一纵向轴线60和第二纵向轴线62相交于旋转点P，旋转点P还示出了轴线38与第一纵向轴线60和第二纵向轴线62的相交处。如图2所示，第一纵向轴线60和第二纵向轴线62分别在中心延伸穿过底盘16和上部结构14。

图2所示的角α在第一纵向轴线60与第二纵向轴线62之间延伸。角α可以是第一纵向轴线60与第二纵向轴线62之间的锐角，或是邻近所述锐角的角。

如图2所示，上部结构14相对于底盘16旋转，从而产生角α(图2中第一纵向轴线60与第二纵向轴线62之间的锐角)，并且在图2所示的位置处，角α不等于零。如果移动式挖掘机10将要在公路上行驶，那么依法需要第一纵向轴线60和第二纵向轴62基本上相互平行，并且上部结构14在该位置处相对于底盘16以可旋转地固定的方式固定。换句话说，在这种情况下有必要将角α假设为近似为零的值。

可以通过角度检测装置70(参见图3)检测角α，并且所述装置位于旋转接头15上。角度检测装置70可以是例如磁性角度传感器且所述角度传感器的测量原理基于所谓的霍尔效应。永久磁体位于底盘16上可旋转地固定的一侧，而霍尔传感器位于可旋转的上部结构14上。由于上部结构14相对于底盘16的旋转，因此，永久磁体与霍尔传感器的相互作用产生了电压信号且能够将所述电压信号提供至控制单元(在附图中未明确地示出)，并且所述控制单元由此能够根据电压信号检测和确定对应角度。控制单元可以例如参考将产生的电流信号与对应角度关联的可用表，或者所述控制单元可以参考计算值。举例来说，霍尔传感器产生的电压信号能够达到约0.5V至4.5V的值，而该值对应于0°至360°的角。

参考图3，更详细地示意性示出了移动式挖掘机10的旋转接头15。图3中示意性示出了旋转接头15，因此仅示出了相关部件。旋转接头15由转盘齿轮(未示出)驱动，因此上部结构14可围绕轴线38相对于底盘16旋转。此外，设置了能够在上部结构14与底盘16之间提供液压系统和电子系统的液压和电动旋转接头部件80。

在这种情况下，第一液压部件82为液压介质提供多个管道以实现上部结构14与底盘16之间的连通。第一液压部件82通过紧固件83以可旋转地固定的方式紧固至底盘16。

此外，电动旋转接头部件80包括第二液压部件84，第二液压部件84紧固至可旋转的上部结构14，并且可以与上部结构14一起旋转，或者更确定地说一起枢转，并且可以在第一液压部件82与上部结构14之间传送液压介质。

电动旋转接头部件80还包括以可旋转地固定的方式紧固至底盘16的第一电子部件86和通过紧固装置90紧固至上部结构14的第二电子部件88，并且角度检测装置70位于所述第二电子部件中。如上面已经提到的，角度检测装置70包括永久磁体和霍尔传感器，所述永久磁体可附接到例如可旋转地固定的第一电子部件86，所述霍尔传感器可以例如紧固至可旋转的第二电子部件88。

紧固装置90包括长度改变杆92，长度改变杆92可以包括其第一端上的第一角接头94以及其第二端上的第二角接头96。第一角接头94紧固至位于可旋转的第二电子部件88的外周周围的法兰89，而第二角接头96由紧固装置98(例如，紧固板)紧固至上部结构14。

在上部结构14相对于底盘16旋转的情况下，旋转可传递到紧固至上部结构14并且可相对于第一电子部件86旋转的第二电子部件88。电流得以产生，并且由此通过旋转的霍尔传感器生成电子信号，其中，所述霍尔传感器在附接到第一电子部件86的可旋转地固定的永久磁体的磁场中与第二电子部件88一起旋转。控制单元可基于供应到控制单元的电子信号来确定上部结构14与底盘16之间的角度α。

紧固装置90配置为将第二电子部件88固定至上部结构14。因此，例如可以防止电动旋转接头部件80围绕轴线38倾斜。

进一步参照图1，值得注意的是，致动模块还可包括启动装置58，其位于例如致动模块上的操作员站22中并且可以通过移动式挖掘机10的驾驶员来启动。启动装置58可例如是致动模块上的按钮或控制杆。

启动装置58配置为通过驾驶员启动或停用，因此启动装置58处于启动状态或处于停用状态。如果启动装置58处于启动状态(换句话说，驾驶员已经例如通过按下相应按钮启动了启动装置58)，那么由此连续地检测、确定并监测角度α。一旦角度α随后在预定角度范围内(例如，在约-5°至+5°，特别地约-2°至+2°，优选地-1°至+1°的角度范围内)，上部结构14那么通过锁定装置76相对于底盘16以可旋转地固定的方式锁定，使得上部结构14相对于底盘16的旋转被阻止。以上提及的预定角度范围可例如以这样一种方式建立：0°的角度定义了在上部结构14在行驶方向上放置在平行于底盘16的位置的情况下所产生的角度。

关于角度范围，值得注意的是，所述角度范围是围绕所需锁定位置定义的角度范围。例如，所需锁定位置如下位置：上部结构14基本上平行于底盘16对齐，使得第一纵向轴线60和第二纵向轴线62基本上彼此平行并且因此包括相对于彼此的约0°的角度。

然而，如果启动装置58处于停用状态，那么因此实际上检测并确定了角度α，然而，如果角度α在预定角度范围内，那么上部结构14相对于底盘16不会受到阻挡。

相对于底盘16锁定上部结构14的过程通过锁定装置76以液压方式实现。向锁定装置76供应加压液压介质，从而阻止上部结构14相对于底盘16的旋转。锁定装置76(例如，移动式挖掘机10的转盘制动器)可包括已知的多盘制动器。出于致动锁定装置76的目的，液压介质的压力必须大于预定压力值，以便克服弹力，并且因此可以致动锁定装置76。在液压系统发生故障的情况下，弹力起到安全装置的作用。在这种情况下，弹力意味着如果液压系统发生故障，那么锁定装置76保持启动。

时间检测装置66配置为检测角度保持周期。角度保持周期描述了其中角度α位于预定角度范围内的时间周期。换言之，一旦角度α进入预定角度范围，时间检测装置66便开始检测并确定角度保持周期的过程。如果角度α处于预定角度范围内达预定保持周期(例如，1秒、2秒、3秒或以上)，那么锁定装置76仅将上部结构14锁定于所需位置中。1秒、2秒、3秒或以上的预定保持周期仅是示例性的，因此任何其它保持周期也有可能。在角度α进入预定角度范围内之后，时间检测装置66检测并确定保持周期，并将此角度保持周期与预定保持周期进行比较以用于监测角度保持周期的目的，意味着检测角度α处于预定角度范围内的时间长度。

因此，如果上部结构14位于所需位置达到预定保持周期，那么确保上部结构14仅相对于底盘16固定在所需位置。借助于使用预定保持周期来监测角度保持周期的过程，可以例如在上部结构14相对于底盘16旋转过快的情况下，防止上部结构14被固定，并因此可防止旋转上部结构14的突然制动。此外，使用角度保持周期确保上部结构14不再旋转或者确切地说摆动，因此在较大摆动速度的情况下可防止对锁定装置76的损害。

工业实用性

参考图1至图5，尤其是关于图4和图5，将详细描述移动式挖掘机10在公路上移动的情况下，相对于底盘16锁定上部结构14的示例性控制方法。

关于图4，描述相对于底盘16锁定上部结构14的第一方法。首先，检测移动式挖掘机10是否已开通或关断，换言之，检测并确定移动式挖掘机10的点火装置是否已启动。如果已启动点火装置，那么方法前进到步骤100。如果未启动点火装置，换言之，移动式挖掘机10被关断，因此终止方法。

如果检测到已启动点火装置，那么示例性方法前进至步骤110，其中确定驾驶员是否已经启动致动模块上的启动装置58。如果驾驶员想用移动式挖掘机10在公路上行进，那么驾驶员必须将上部结构14移动到相对于底盘16基本上平行的位置，换言之，底盘16的第一纵向轴线60与上部结构14的第二纵向轴线62之间的角度α必须处于预定角度范围内。

然而，如果驾驶员想要使用作业装置20在工地上执行另一工作，那么驾驶员因此并不致动启动装置58，并且可以进一步相对于底盘16旋转上部结构14，且可以执行所需任务。

如果在步骤110中确定启动装置58未被致动且因此处于停用状态下，那么方法因此停留在步骤110(参见图4中步骤110处的循环)。

然而，如果检测到驾驶员已经致动启动装置58且因此将所述启动装置58切换到启动状态，那么方法前进到步骤120，其中驾驶员旋转上部结构14使得角度α处于预定角度范围内，且上部结构14接着基本上平行于底盘16对齐。在步骤120中进一步检测调整周期。调整周期描述了其中驾驶员试图将上部结构14旋转到正确位置的时间周期。调整周期开始于启动装置58已被致动之后。

在一些实施例中，在启动装置58的致动期间，通过电子控制单元64自动实施上部结构14的旋转过程，以便将上部结构14旋转到所需锁定位置，从而支持驾驶员找到上部结构14相对于底盘16的正确位置。

在步骤130中检测、确定并监测角度α，以便确定角度α是否仍在预定角度范围内。如果角度α尚未在预定角度范围内，那么方法因此进行到步骤135，其中查询是否已经超出将上部结构14移动到适当位置的调整周期。如果上部结构14在最长调整周期内没有移动到所需的基本上平行位置，那么启动装置58因此自动切换到停用状态，并且方法返回到步骤110。例如，调整周期达到大约10秒。然而，在一些实施例中，调整周期可以达到少于或多于10秒。

然而，如果在步骤135中确定仍然没有超出最长调整周期，那么方法返回到步骤130。这个循环持续到角度α进入预定角度范围或者直到超出上述调整周期为止。

如果在步骤130中确定角度α已经进入预定角度范围，那么方法前进到步骤140，其中对角度保持周期进行检测或记录。角度保持周期是其中角度α处于预定角度范围内的时间周期。

在步骤150中，对角度保持周期是否已超出预定保持周期例如1秒、2秒、3秒或以上进行比较。如果在步骤150中确定角度保持周期尚未超出预定保持周期，那么方法停留在步骤150(参见步骤150处的循环)。

然而，如果检测并确定角度保持周期已超出预定保持周期，那么方法移动到步骤160，其中锁定装置76自动启动，并由此阻止上部结构14相对于底盘16的旋转。此外，作业装置20还可以同时被停用并被阻止，使得无法再移动和使用作业装置20。

如果启动锁定装置76而阻止作业装置20，那么方法前进到步骤170，其中检测并确定驾驶员是否已经停用启动装置58。只要启动装置58处于启动状态，换言之，只要驾驶员不停用启动装置58，方法便停留在步骤170(参见图4中的步骤150中的循环)。

然而，如果在步骤170中检测到启动装置58已经被驾驶员切换到停用状态，换言之，驾驶员已经按下致动模块上的按钮且所述驾驶员例如返回到建筑工地，并且希望执行所需任务，那么方法前进到步骤180，其中释放锁定装置76并解锁作业装置20。因此，驾驶员可以再次相对于底盘16旋转上部结构14，并且可以根据需要使用作业装置20。

在一些实施例中，在旋转进入所需锁定位置期间，驾驶员可由于以下事实而获得额外支持：如果控制单元确定角度α正逐渐接近预定角度范围，那么旋转用液压系统部分地被切断。这样例如可以防止驾驶员旋转上部结构14太快并超过预定角度范围。

此外，可以根据角度α随时间的变化来确定上部结构14的旋转速度(也称为“摆动速度”)。在旋转进入预定角度范围期间，如果上部结构14的摆动速度高于预定摆动速度阈值，那么锁定装置76不会被启动，从而防止上部结构14突然制动。

此外，可在显示器55上设置视觉显示功能供驾驶员使用。在启动装置58被启动的情况下，用于指示根据图4的调整过程的符号以一种颜色(例如，以黄色)点亮，从而指示角度α仍在预定角度范围之外。

如果角度α进入预定角度范围，那么符号颜色变为例如绿色，并且所述颜色指示角度α处于预定角度范围中。如果角度α停留在预定角度范围内达预定角度保持周期(角度保持周期＞预定保持周期；参见图4中的步骤150)并且如果启动锁定装置76，那么额外的符号因此被添加到指示锁定装置76的启动状态的照亮绿色符号处。

在故障的情况下，例如如果角度α在启动装置58及锁定装置76的启动状态期间离开预定角度范围，那么上述符号可以将它的颜色变为例如红色，从而指示故障已发生并且角度α处于预定角度范围之外。

关于图5，示出了移动式挖掘机10在公路上移动的情况下，相对于底盘16锁定上部结构14的另一个示例性控制方法。

在图5中，步骤200、210和220分别对应于图4的步骤100、110和120。具体而言，如果驾驶员想使用作业装置20在工地上执行另一工作，那么驾驶员因此并不致动启动装置58，并且可以进一步相对于底盘16旋转上部结构14且可执行所需任务。

如果在步骤210中确定启动装置58不被致动且因此处于停用状态，那么方法因此停留在步骤210(参见图5中的步骤210处的循环)。

然而，如果检测到驾驶员已经致动启动装置58且因此将启动装置58切换到启动状态，那么方法前进到步骤220，其中驾驶员旋转上部结构14使得角度α处于预定角度范围内且上部结构14接着基本上平行于底盘16对齐。在步骤220，检测并记录调整周期。如参考图4所解释的，调整周期描述了其中驾驶员试图将上部结构14旋转到正确位置的时间周期。调整周期开始于启动装置58已被致动之后。

然后，在步骤225，通过例如附接到上部结构14或底盘16的已知摆动速度传感器(图中未示出)检测上部结构14相对于底盘16的实际摆动速度。例如，也可以基于角度α随时间的变化来确定摆动速度。

在一些实施例中，在启动装置58的致动期间，通过电子控制单元64自动实施上部结构14的旋转过程，以便将上部结构14旋转到所需锁定位置，从而支持驾驶员找到上部结构14相对于底盘16的正确位置。

在检测到摆动速度后，该方法进行到步骤230，其中检测到的摆动速度与预定摆动速度阈值进行比较。如果检测到的摆动速度高于预定摆动速度阈值，那么方法进行到步骤235，其中查询是否已超出用于将上部结构14移动到正确位置中的调整周期。如果上部结构14在最长调整周期内没有移动进入所需的基本上平行位置，那么启动装置58因此自动切换到停用状态，并且方法返回到步骤210。例如，调整周期可以达到大约15秒。然而，在一些实施例中，调整周期可以达到少于或多于15秒。

预定摆动速度阈值可以，例如，在大约1rpm至大约4rpm的范围内。在一些实施例中，预定摆动速度阈值可以是，例如，大约2rpm。

然而，如果在步骤235中，确定仍然没有超过最长调整周期，那么方法返回到步骤225和230。此循环一直持续，直到检测到的摆动速度低于预定摆动速度阈值，或直到超过上述调整周期为止。

然而，如果在步骤235中，确定检测并确定的摆动速度低于预定摆动速度阈值，那么方法进行到步骤240。在步骤240，通过角度检测装置70检测角度d。然后，在步骤250中，确定并监测角度d是否在预定角度范围。如果角度α尚未在预定角度范围，那么方法返回到步骤225和230，其中再次检测摆动速度是否仍然低于预定摆动速度阈值，以及是否还没有超过最长调整周期。

然而，如果在步骤250检测并确定角度α现处于预定角度范围内，那么方法进行到步骤260，其中，锁定装置76自动启动，并且由此阻止上部结构14相对于底盘16的旋转。此外，作业装置20还可以同时被停用，并且被阻止使得作业装置20无法再被移动或利用。

如果锁定装置76被启动，并且作业装置20被阻止，那么方法进行到步骤270，其中检测并确定驾驶员是否已经停用启动装置58。只要启动装置58处于启动状态，换言之，只要驾驶员不停用启动装置58，方法就仍然停留在步骤270(见图4中的步骤250中的循环)。

然而，如果在步骤270中检测到，启动装置58已经被驾驶员切换到停用状态，换言之，驾驶员已经按下驱动模块上的按钮，且所述驾驶员，例如，返回到建筑工地，并且希望执行所需任务，那么方法进行到步骤280，其中释放锁定装置76，并解锁作业装置20。因此，驾驶员可以相对于底盘16再次旋转上部结构14，并且可以按照需要使用作业装置20。

在一些实施例中，由于如果控制单元确定角度α正逐渐接近预定角度范围，那么旋转用液压系统部分地被切断的事实，在旋转进入所需锁定位置期间，驾驶员可以获得额外支持。这样，例如，可以防止驾驶员旋转上部结构14太快并超过预定角度范围。

此外，可以根据角度α随时间的变化，确定上部结构14的摆动速度。如果在旋转进入预定角度范围期间上部结构14的摆动速度大于阈值，那么锁定装置76不会被启动，从而防止上部结构14突然制动。

在一些实施例中，预定角度范围可以是预定角度值。在这种情况下，当检测到的角度α独立于上部结构14相对于底盘的旋转方向超过预定角度值时，锁定装置76可以将上部结构14自动锁定到底盘16。

尽管本文已经描述了本发明的优选实施例，但在不偏离下列权利要求书范围的情况下可以包括其改进和修正。

Claims (19)

1.一种移动式挖掘机(10)，其包括：

具有第一纵向轴线(60)的底盘(16)；

上部结构(14)，其以可旋转的方式紧固到所述底盘(16)并且具有第二纵向轴线(62)；

角度检测装置(70)，其配置成检测所述第一纵向轴线(60)和所述第二纵向轴线(62)之间的角度(α)；及

锁定装置(76)，其配置成，如果所述角度检测装置(70)检测到的所述角度(α)处于预定角度范围内，那么所述锁定装置(76)启动以用于相对于所述底盘(16)以旋转固定的方式固定所述上部结构(14)。

2.根据权利要求1所述的移动式挖掘机(10)，其中所述角度检测装置是磁性角度传感器(70)。

3.根据权利要求1或2所述的移动式挖掘机(10)，其还包括启动装置(58)，所述启动装置(58)配置成通过所述移动式挖掘机(10)的驾驶员致动，并切换到启动状态或停用状态，所述启动装置(58)配置成：

在所述启动状态下，如果由所述角度检测装置(70)检测到的所述角度(α)处于所述预定角度范围内，那么使所述锁定装置(76)相对于所述底盘(16)以旋转固定的方式固定所述上部结构(14)，以及

在所述停用状态下，如果由所述角度检测装置(70)检测到的所述角度(α)处于所述预定角度范围内，那么使所述锁定装置(76)不会相对于所述底盘(16)固定所述上部结构(14)。

4.根据权利要求3所述的移动式挖掘机(10)，其还包括电子控制单元(64)，所述电子控制单元(64)配置为从所述角度检测装置(70)接收指示所述第一纵向轴线(60)和所述第二纵向轴线(62)之间的角度(α)的信号并且接收指示所述启动装置(58)的所述状态的信号，所述电子控制单元(64)还配置为以这样的一种方式控制所述锁定装置(76)，即如果所述检测到的角度(α)处于所述预定角度范围内并且所述启动装置(58)处于所述启动状态，那么所述上部结构(14)相对于所述底盘(16)以旋转固定的方式被固定。

5.根据权利要求4所述的移动式挖掘机(10)，其中所述角度检测装置(70)和所述锁定装置(76)布置在旋转接头(15)上，所述旋转接头(15)将所述上部结构(14)以可旋转的方式紧固到所述底盘(16)。

6.根据权利要求1或2所述的移动式挖掘机(10)，其还包括时间检测装置(66)，所述时间检测装置(66)配置为检测角度保持周期，所述角度保持周期描述了其中所述角度(α)在所述预定角度范围内的时间段。

7.根据权利要求6所述的移动式挖掘机(10)，其中所述时间检测装置(66)还配置为检测调整周期，所述调整周期描述了其中所述启动装置(58)处于所述启动状态并且所述角度(α)仍然不在所述预定角度范围内的时间段。

8.根据权利要求6所述的移动式挖掘机(10)，其中所述锁定装置(76)配置为，如果由所述角度检测装置(70)检测到的所述角度(α)在所述预定角度范围内并且由所述时间检测装置(66)检测到的所述角度保持周期超过预定保持周期，那么所述锁定装置(76)相对于所述底盘(16)以旋转固定的方式固定所述上部结构(14)。

9.根据权利要求7所述的移动式挖掘机(10)，其中所述预定保持周期达到1秒、2秒、3秒或更长。

10.根据权利要求1或2所述的移动式挖掘机(10)，其还包括摆动速度传感器，所述摆动速度传感器配置为检测所述上部结构(14)相对于所述底盘(16)的摆动速度。

11.根据权利要求10所述的移动式挖掘机(10)，其中所述锁定装置(76)配置为，如果由所述角度检测装置(70)检测到的所述角度(α)在所述预定角度范围内并且由所述摆动速度传感器检测到的所述摆动速度低于预定摆动速度阈值，那么所述锁定装置(76)相对于所述底盘(16)以旋转固定的方式固定所述上部结构(14)。

12.根据权利要求11中任一项所述的移动式挖掘机(10)，其中所述预定摆动速度阈值为1rpm至4rpm。

13.根据权利要求12所述的移动式挖掘机(10)，其中所述预定摆动速度阈值大约为2rpm。

14.根据权利要求1或2所述的移动式挖掘机(10)，其还包括旋转接头(15)和紧固装置(90)，所述旋转接头(15)以可旋转的方式将所述上部结构(14)紧固到所述底盘(16)，所述紧固装置(90)配置为将所述角度检测装置(70)紧固到所述上部结构(14)。

15.根据权利要求14所述的移动式挖掘机(10)，其中所述紧固装置(90)包括具有第一角接头(94)的长度改变杆(92)，所述第一角接头(94)位于所述杆(92)的第一端并且将所述杆(92)紧固到所述角度检测装置(70)，所述紧固装置(90)还包括第二角接头(96)，所述第二角接头(96)位于所述杆(92)的第二端并且将所述杆(92)紧固到所述上部结构(14)。

16.一种用于锁定以可旋转的方式紧固到移动式挖掘机(10)的底盘(16)的上部结构(14)的方法，所述底盘(16)具有第一纵向轴线(60)并且所述上部结构具有第二纵向轴线(62)，所述方法包括以下步骤：

检测所述第一纵向轴线(60)和所述第二纵向轴线(62)之间的角度(α)；

监测所述检测到的角度(α)是否在预定角度范围内；以及

如果所述检测到的角度(α)在所述预定角度范围内，那么相对于所述底盘(16)锁定所述上部结构(14)。

17.根据权利要求16所述的方法，其还包括以下步骤：

致动配置为由驾驶员启动或停用的启动装置(58)，

查询是否已致动所述启动装置(58)，以及

如果已致动所述启动装置(58)，那么实施根据权利要求15所述的步骤。

18.根据权利要求16或17所述的方法，其还包括如下步骤：检测角度保持周期，所述角度保持周期描述了其中所述角度(α)在所述预定角度范围内的时间段，其中仅在所述检测到的角度保持周期超过预定角度保持周期的情况下，才执行相对于所述底盘(16)锁定所述上部结构(14)的过程。

19.根据权利要求16或17所述的方法，其还包括如下步骤：检测所述上部结构(14)相对于所述底盘(16)的摆动速度，其中，仅当所述检测到的摆动速度低于预定摆动速度阈值时，才实施相对于所述底盘(16)锁定所述上部结构(14)。