CN105569102A - 工作机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种工作机，其包括：基部组件，包括地面接合结构；底盘，连接到地面接合结构；上部结构，连接到底盘；工作臂，安装到上部结构；连接器，将底盘连接到上部结构；以及驱动装置，位于基部组件中，用于移动地面接合结构以在使用中推进工作机。

Description

工作机

技术领域

本发明涉及一种工作机。

背景技术

已知各种类型的工作机。这些机器典型地用于移土操作(例如，挖沟、平土和装载)和物料搬运(例如，将混凝料堆积在沟槽中、提升物料并将物料定位在高架平台上)。

尽管诸如发动机、变速箱、液压泵和底盘等一些部件可跨越不同的机器类型共享，但这些机器典型地由专门针对一种类型的机器而设计的一组子配件制成。

已知机器的示例包括如下：

回转挖掘机(slewexcavators)包括可相对于底盘以无限制方式旋转的上部结构。上部结构包括：工作臂装置，用于操作诸如铲斗等附件，以进行上面列出的类型的作业操作；原动机(primemover)，诸如柴油内燃发动机、液压泵；和操作者驾驶室。原动机驱动液压泵，从而提供加压流体以操作工作臂装置，也为位于底盘中的一个或多个液压马达提供动力，上述液压马达被用于选择性地驱动两个环状履带或者四个轮(或双轮构造中的八个轮)，用以推动挖掘机。

回转环可旋转地连接上部结构和底盘，中心旋转接合装置能够使液压流体从上部结构中的泵传送到液压马达，然后回到上部结构，而不论上部结构和底盘的相对位置如何。如果回转挖掘机使用履带来推进，那么可以通过有区别地驱动底盘的相对两侧上的履带来实现转向。如果回转挖掘机使用轮来推进，那么转向装置用于两个或四个轮，而且在底盘中需要用于此的单独的液压控制。

回转挖掘机适用的尺寸范围非常大。微型挖掘机、小型挖掘机和中型挖掘机跨越从约750kg到约12000kg的运行重量(operatingweight)范围，而且值得注意的是，它们典型地具有工作臂装置，该工作臂装置通过使用连接到上部结构的“主梁(kingpost)”而能够围绕大体上竖向的轴线、相对于上部结构枢转。一般而言，小型挖掘机和中型挖掘机具有约1200kg以上的重量。运行重量超过约12000kg的大型挖掘机常常被称为“A型框架”挖掘机，并典型地具有工作臂装置，该工作臂装置关于竖向轴线固定，并因此仅可与上部结构一起回转。由于较小的挖掘机被期望在更狭小的空间中作业并有能力围绕两个相互偏离的轴线回转，所以微型挖掘机、小型挖掘机和中型挖掘机更适合于例如接近诸如墙等障碍物进行挖沟。

工作臂装置通常包括枢转地连接到挖斗的动臂(boom)。可用的若干种类型的动臂包括：三节动臂，具有两个可枢转连接节；单节动臂(monoboom)，常由单个的大致弯曲的结构制成。挖斗枢转地连接到动臂，用于诸如铲斗等附件的安装架设置在挖斗上。液压缸被设置成使动臂、挖斗和安装架相对于彼此移动，以便执行期望的作业操作。

由于最大速度低以及履带式挖掘机的金属履带对铺面道路造成的损毁，履带式挖掘机不能以其自身的推进力行进显著距离。然而，履带式挖掘机的履带提高了挖掘机的稳定性。轮式挖掘机能够以较高速度(典型地高达40kph)“路上行走”，且不会明显损坏铺面道路的表面。然而，工作臂组件在路上行走期间不可避免地延伸到上部结构的前方，这会影响行驶质量和前方视野。当进行作业操作时，充气轮胎提供的平台稳定性相比于履带要差，所以附加的稳定器腿可被展开以增加稳定性。

由于原动机、液压泵、液压油箱等位于上部结构，所以所有类型的回转挖掘机的重心都相当高。同时，这些部件可被定位成用作对作业操作期间产生的力的平衡力，封装限制可能迫使这样的定位是次优的，而且例如也可限制视线越过机器的后部。

挖掘机一般用于诸如挖掘等作业。然而，如果期望进行诸如装载等作业，必须使用可替换类型的机器。已知能够进行提升作业的机器，且这些机器具有多种样式。在通常被称为“伸缩臂叉装车”或“伸缩臂叉车”的一种样式中，上部结构和底盘相对于彼此固定，呈两个或多个部分伸缩动臂形式的中心工作臂延伸到机器的前后。动臂围绕水平轴线朝向机器的后端枢转，附件可拆卸地安装到动臂的前端，且可围绕第二个不同的水平轴线枢转。常用的附件包括货叉和铲子。伸缩臂叉车可被用于一般的提升作业(例如，将混凝料从储料堆转移到施工场地的所需位置)和诸如将建筑材料吊装到高架平台上的吊装作业。

伸缩臂叉车典型地具有位于两个推进轴上的四个轮，一个轴或两个轴是可转向和驱动的。原动机(典型地为柴油内燃发动机)可位于偏移到前轮与后轮之间的机器的一侧的舱(pod)中且通过静液压或机械传动连接到轮。操作者驾驶室常常位于动臂的相对于原动机的另一侧，且在轮之间相对较低。根据机器的预期应用，机器可设有能够展开的稳定器腿。

伸缩臂叉车的子设备将驾驶室和动臂安装在可旋转的上部结构上，从而以额外的重量和更大的高度为代价，结合吊装作业与回转作业。由于这些机器主要用于吊装，而不是装载，所以它们具有比传统的伸缩臂叉车更长的轴距，以容纳更长的动臂，从而影响了可操纵性。而且，由于吊装相比于挖掘而言，朝向机器附近地面的视线不是那么关键，所以视线相当差。

对于一些提升作业而言，尤其是对于重负载的提升作业，使用吊车比伸缩臂叉车更合适。机动吊车通常设置在轮式或履带式基座上。动臂(常为伸缩式动臂)可枢转地安装到该基座。起重机、钢丝绳或者链条以及滑盘被连接到该动臂，并用于将物料从一个位置移动到另一位置。用于吊车的安全规程通常比用于伸缩臂叉车的安全规程更严格。

在一些备选的作业操作中，工人可能需要进入升高的工作区域，在这样的情况下可使用机动高空作业平台(MEWP)。MEWP通常具有轮式基座，并且具有连接到其上的工作臂。该工作臂承载供工人使用的平台。该工作臂例如可以是剪刀式升降机或者可伸展式或关节式动臂。由于MEWP的使用涉及在升高的平面处工作，因此与之前描述的工作机相比，针对MEWP也有着不同的技术和安全性要求。

又一种备选的工作机是自动倾卸卡车(也称为自卸车)。自动倾卸卡车常用于将物料从一个位置运输到另一位置(例如，来自挖掘机铲斗的大量负载物)。自动倾卸卡车具有倾翻车身(dumpbody)或者箱形底座，该倾翻车身或者箱形底座是可枢转的，以允许倾翻车身的容载物被卸载。倾翻机构(通常由一个或多个液压缸致动，并且在某些情况下由缸和杠杆装置致动)用于使倾翻车身倾翻。

如以上那些用于不同的作业应用的多种不同机械的研发成本是很高的。而且，将生产线从一种类型的工作机转换为另一种类型的工作机的成本和时间延迟也是很可观的。此外，用于这些工作机的大的组件可能在一个地点被制造，并且被运输相当远的距离而到达供组装的第二个地点。由于这些组件体积大且形状(不规则)的缘故，使得为运输而进行的包装效率低下，因此运输成本会较高。

就使用给定量的燃料所承担的作业操作的量而言，还期望工作机在操作中变得更加高效。这可以是原动机、传动装置、动力传动系统和液压系统的燃料效率的作用，也可以因为诸如可见性差等次要因素，可见性差意味着操作者需要不必要地频繁复位工作机，以便观察作业操作，或以慢得多的状态实施操作，从而影响效率。

申请人已经认识到，能够提高具有流体静压驱动的工作机的效率的一个方面在于控制发动机油门。

传统上，当进行挖掘操作且车辆本身不动时使用手油门(手动节流阀)。工作机的发动机被设定在相对高的转速(例如2000rpm)，使得充足的高压力液压流体从液压泵被供给到液压缸，用以快速且以充足的功率执行作业操作。然而，如果在作业操作过程中工作机要被重新定位，则手油门应被减小至零，并使用脚油门来更精细地控制发动机转速，使得将流体供给到流体静压驱动装置的液压泵的操作不致过快和过猛(若驱动装置在高的发动机转速下被接合，这可能是不安全的)。在重新定位之后，需将发动机转速重设为作业操作所需的发动机转速。这就使得此类作业操作被延迟，因此是低效和不理想的。

发明内容

本发明的第一方案提供了一种工作机，其包括：基部组件，包括地面接合结构；底盘，连接到地面接合结构；上部结构，连接到底盘；工作臂，安装到上部结构；连接器，将底盘连接到上部结构；以及驱动装置，位于基部组件中，用于移动地面接合结构以在使用中推进工作机。

在一个实施例中，驱动器装置的大部分被定位在与上部结构的下界限一致的水平面之下。

在一个实施例中，基部组件包括电子控制单元(ECU)，用于控制驱动装置和/或地面接合结构。

在一个实施例中，该ECU配置成用以在使用中控制上部结构功能。该ECU可简单地被编程或“快闪”写入以根据待适配的上部结构改变该上部结构功能。

在一个实施例中，该ECU控制上部结构的液压功能。

在一个实施例中，该ECU控制工作臂的操作。

在一个实施例中，ECU设置在上部结构中。这种ECU可被编程有控制功能对于一些或全部的上部结构功能。上部结构中的该ECU可与基部组件中的ECU连通以便执行某些功能。

在一个实施例中，驱动装置包括原动机和传动装置。

在一个实施例中，传动装置包括液压泵和液压马达。

在一个实施例中，邻近该原动机安装有热交换器和冷却风扇，并且热交换器和冷却风扇被布置为使该风扇的旋转轴线基本上平行于工作机的前后方向。

有利的是，这改善了工作机的基部组件的封装性和冷却性。

在一个实施例中，原动机的大部分位于与轮的上界限一致的水平面一致的水平面的下方。

有利地，通过将原动机和传动装置容纳在底盘之内并将原动机的大部分定位在与轮的上界限一致的水平面之下，可见性被进一步提升。在传统的工作机中，原动机常常被容纳在上部结构中，但是这对工作机的操作者的视线造成障碍。将原动机移动到工作机上的较低位置使得原动机或者原动机的一部分远离操作者的视线而移动。

在一个实施例中，原动机被定位在前轴与后轴之间。

有利地，这改善工作机的封装性。

在一个实施例中，原动机沿相对工作机的前后方向的横向方向被安装。

在一个实施例中，原动机大体上垂直于工作机的前后方向被安装。

在一个实施例中，原动机是包括活塞的往复式发动机，该发动机被安装成使得活塞具有直立定向。

在一个实施例中，工作机包括燃料箱，该燃料箱被定位在沿工作机的前后方向延伸的轴线的一侧，原动机被定位在沿工作机的前后方向延伸的轴线的另一侧。

在一个实施例中，工作机包括液压流体箱，该液压流体箱被定位在沿工作机的前后方向延伸的轴线的一侧，原动机被定位在沿工作机的前后方向延伸的轴线的另一侧。

在一个实施例中，连接器是旋转连接器，以允许上部结构相对于底盘的旋转。

在一个实施例中，旋转连接器是回转环。

在一个实施例中，上部结构能相对于底盘旋转至少180°。

在一个实施例中，通过使用电动马达，上部结构相对于底盘可旋转。

在一个实施例中，通过使用液压马达，上部结构相对于底盘可旋转。

在一个实施例中，上部结构与底盘之间的旋转连接器包括旋转接合装置，该旋转接合装置被构造成，使电信号和/或液压流体能够被传送到所述上部结构，而不受所述上部结构相对于所述底盘的位置的影响。

在一个实施例中，工作臂使用主梁装置安装到上部结构，以便相对于上部结构围绕竖直轴枢转。工作臂可为挖掘机的工作臂(动臂)，其与挖斗臂一起操作，该挖斗臂具有诸如安装于其上的铲斗的附件。

工作臂围绕大致直立轴线相对于上部结构可旋转的设置有利地进一步改善工作机的可见性以及使用者在大范围操作期间的可见性。例如，当机器正在障碍物(例如墙)附近挖掘时，驾驶室、上部结构和工作臂可相对于彼此旋转使得工作臂位于机器的前面但是偏向一侧，从而允许靠近墙壁挖掘，而且驾驶室可转向待挖掘的区域以改善挖掘作业的可见性。

在一个实施例中，液压油缸用于使工作臂围绕大致直立轴线相对于上部结构旋转。

在一个实施例中，工作臂是液压致动的，且控制阀设置在上部结构中，用于控制流到工作臂的流体。

在一个实施例中，工作臂可旋转地安装到上部结构，以围绕大致水平轴线上下可移动。

在一个实施例中，工作臂包括可旋转地安装到上部结构的驾驶室，优选地通过旋转连接件可旋转，其中上部结构围绕第一大致直立轴线可旋转，驾驶室围绕第二大致直立轴线可旋转。

优选地，本发明的驾驶室和上部结构可相对于彼此旋转，用以在受限的工作空间最佳地工作并改善可见性。例如，当工作机在路上行驶时，驾驶室和上部结构可相对于彼此旋转，以便将工作臂定位到工作机的后面，从而为操作者提供前方道路的改善的视野。

在一个实施例中，驾驶室相对于上部结构的旋转轴线与上部结构相对于底盘的旋转轴线一致。

在一个实施例中，驾驶室相对于上部结构的旋转轴线偏离上部结构相对于底盘的旋转轴线。

在一个实施例中，驾驶室能相对于上部结构旋转至少180°。

在一个实施例中，通过使用电动马达，驾驶室相对于上部结构可旋转。

在一个实施例中，通过使用液压马达，驾驶室相对于上部结构可旋转。

在一个实施例中，上部结构与驾驶室之间的旋转连接件包括用于使得软管和/或电缆形成从上部结构到驾驶室的路线的机构，该机构被构造成允许软管和/或电缆被卷绕或退绕以适应驾驶室相对于上部结构的位置。

在一个实施例中，工作臂被安装到上部结构，处于上部结构的沿长度方向的一端且大体上位于上部结构的沿宽度方向的中心处。

底盘在前后方向上可比上部结构长。驾驶室的宽度可在安装到前轴的一对车轮的各个车轮的外侧之间的距离的三分之一到三分之二之间。驾驶室的宽度可在安装到前轴的一对车轮的各个车轮的外侧之间的距离的三分之一到二分之一之间。上部结构的宽度可大体上等于或小于底盘的宽度。上部结构的长度可大体上等于底盘的长度的二分之一到四分之三。

在一个实施例中，对于坐在驾驶室中的身高185cm的操作者，越过机器的右手后方角落的视线角是在水平面之下至少30°，更优选地为水平面之下至少45°。

在一个实施例中，工作机至少是紧凑尾部摆动式挖掘机(compacttailswingexcavator)，优选地，其中工作机是零尾摆动式挖掘机(zerotailswingexcavator)。

在一个实施例中，地面接合结构包括前轴和后轴，且至少两个轮安装到前轴和后轴中的每一个上。

在一个实施例中，前轴和后轴配置成用于至少两轮转向。

在一个实施例中，前轴和后轴配置成用于四轮转向。

在一个实施例中，工作机配置成用于四轮驱动。

在一个实施例中，前轴和后轴之间的间隔在2.0m到3.5m的范围内，更优选地在2.0m到2.7m的范围内。

在一个实施例中，驱动装置是液压驱动装置。

在一个实施例中，传动装置包括：由原动机驱动的液压泵；第一高速液压马达，其从该液压泵被供给液压流体以驱动该第一轴，以使该工作机在两轮驱动的第一操作模式下能够以相对高的速度被驱动；以及第二相对低速马达，其从该液压泵被供给液压流体从而以相对低的速度驱动该第二轴。

这可能是提供高速2WD路上行走模式操作以及低速高牵引4WD场地模式操作的有效的方式。

在一个实施例中，高速马达具有例如0至255cm³的相对高的每转排量。

在一个实施例中，第一液压泵以及第一液压马达和第二液压马达被安装在底盘中。

在一个实施例中，底盘至少部分地由金属板材形成，以限定至少三个侧面被包围的空间。

在一个实施例中，底盘还包括：用于线性致动器的第一端的安装架，其中用于线性致动器的第一端的安装架设置在该空间内，使得所述线性致动器至少部分地被容置在所述空间之内。

在一个实施例中，线性致动器被配置成延伸穿过所述底盘的侧面中的开口。

在一个实施例中，工作机包括用于连接到作业工具的联动装置。

在一个实施例中，作业工具是稳定器腿装置。

在一个实施例中，作业工具是推土铲装置。

在一个实施例中，作业工具是三点联动装置。

在一个实施例中，作业工具使用可拆卸的连锁机构连接到底盘。

在一个实施例中，连接器沿前后方向和沿横向基本上居中地安装到底盘。

将该连接器居中地安置到底盘，还能够提高基部组件的多功能性，因为连接器允许安装到上部结构的多个特征(例如驾驶室)被居中地安置到底盘或者取决于机械功能性而从中心被偏置一定程度。

在一个实施例中，底盘包括主底架和至少一个附属底架。

在一个实施例中，主底架包括：安装装置，用以在其上安装上部结构；以及安装接口，用以在其上安装所述附属底架。

在一个实施例中，该附属底架还包括致动器，用以执行一作业功能。

在一个实施例中，致动器被容置在附属底架之内。

在一个实施例中，侧舱(sidepod)被安装到主底架，该侧舱包括驱动装置，该驱动装置包括原动机。

在一个实施例中，主底架还包括ECU。

在一个实施例中，主底架或附属底架包括用于轴的安装架。

在一个实施例中，工作机包括配重组件，该配重组件包括具有质量的配重以平衡工作臂，该配重包括安装装置以供在其上安装热交换器，且限定具有入口和出口的空气流路，以使热交换器安装在安装装置上时空气能够流过热交换器。

有益地，这样提供了一种热交换器的紧凑封装。这样的设置可减少工作机的总体重量。而且，这样的设置使对视野的影响最小化，并可使机器的外延量最小化。其还可保护热交换器不受冲击损伤。

在一个实施例中，热交换器被安装到该安装装置。

在一个实施例中，安装装置构造为使得热交换器被四侧包围。

有益地，这样还为热交换器单元提供保护以免损伤。而且，由于对流作用，这样可增强流过热交换器的气流。

在一个实施例中，配重被构造为以贯通的管道的形式限定空气流路。

在一个实施例中，风扇被安装与热交换器结合。

在一个实施例中，配重组件还包括格栅，其中格栅被安装为靠近配重的上表面。

有益地，这样可防止碎屑落入管道中。

在一个实施例中，安装装置包括多个螺纹孔。

在一个实施例中，配重形成为单个一体部件，例如铸铁或铸钢部件。

在一个实施例中，热交换器是空气调节系统的冷凝器。

在一个实施例中，其中风扇被构造为驱动空气经过入口、经过冷凝器、到达出口。

在一个实施例中，上部结构的与工作臂相对的位置中安装有配重。

在一个实施例中，工作臂是伸缩动臂。

在一个实施例中，工作臂是起重臂。

在一个实施例中，工作臂是剪刀式升降机。

在一个实施例中，其中，工作臂是倾倒平台，例如倾卸体。

本发明的第二方案提供一种工作机，其包括：基部组件，包括地面接合结构；底盘，连接到地面接合结构；驱动装置，用于移动地面接合结构以在使用中推进所述基部组件以及连接的上部结构，其中，驱动装置包括原动机和传动装置，且驱动装置被容置在底盘之内，该底盘包括主底架和附属底架，主底架包括用于将主底架连接到上部结构的连接器，该上部结构安装工作臂和安装接口以在其上安装附属底架，其中，用于控制驱动装置和/或地面接合结构的电子控制单元(ECU)被容置在主底架中。

应理解的是，本发明的第一方案的实施例中的任一个可与第二方案结合使用。

本发明的第三方案提供一种工作机，其包括：基部组件，包括地面接合结构；底盘，连接到地面接合结构；驱动装置，用于移动地面接合结构以在使用中推进该基部组件和连接的上部结构，其中，驱动装置包括原动机和传动装置，且驱动装置被容置在底盘之内，该底盘包括主底架和附属底架，主底架包括用于将主底架连接到上部结构的连接器，该上部结构安装工作臂和安装接口以在其上安装附属底架，其中，电子控制单元(ECU)用于控制驱动装置和/或地面接合结构，附属底架至少部分地由金属板材形成，以限定至少三个侧面被包围的空间，该附属底架还包括：线性致动器、用于轴的安装架和用于线性致动器的第一端的安装架，其中用于线性致动器的第一端的安装架设置在该空间内，使得所述线性致动器至少部分地被容置在所述空间之内。

应理解的是，本发明的第一方案的实施例中的任一个可与第三方案结合使用。

本发明的第四方案提供一种工作机，其包括：地面接合结构；底盘，连接到地面接合结构；上部结构，可旋转地安装到底盘，以便可围绕第一大致直立轴线相对于底盘旋转；操作者驾驶室，可旋转地安装在上部结构上，以便可围绕第二大致直立轴线相对于上部结构旋转；工作臂，可旋转地安装到上部结构，以便围绕大致水平轴线上下移动；配重组件，包括具有质量的配重以平衡工作臂，该配重包括安装装置以供在其上安装热交换器，且限定具有入口和出口的空气流路，以使热交换器安装在安装装置上时空气能够流过热交换器；以及驱动装置，用于移动地面接合结构以推进工作机，驱动装置包括原动机和传动装置；其中，原动机和传动装置被容置在底盘之内，且原动机被定位在与上部结构的下界限一致的水平面之下。

应理解的是，本发明的第一方案的实施例中的任一个可与第四方案结合使用。

本发明的第五实施例提供一种工作机，其包括：地面接合结构；底盘，连接到地面接合结构；上部结构，可旋转地安装到底盘，以便可围绕第一大致直立轴线相对于底盘旋转；其中底盘至少部分地由金属板材形成，以限定至少三个侧面被包围的内部空间，底盘包括：线性致动器、用于轴的安装架和用于线性致动器的第一端的安装架，其中用于线性致动器的第一端的安装架设置在空间内，使得所述线性致动器至少部分地被容置在所述空间之内；操作者驾驶室，可旋转地安装在上部结构上，以便可围绕第二大致直立轴线相对于上部结构旋转；工作臂，可旋转地安装到上部结构，以便围绕大致水平轴线上下移动；配重组件，包括具有质量的配重以平衡工作臂，该配重包括安装装置以供在其上安装热交换器，且限定具有入口和出口的空气流路，以使热交换器安装在安装装置上时空气能够流过热交换器；以及驱动装置，用于移动地面接合结构以推进工作机，驱动装置包括原动机和传动装置；其中，原动机和传动装置被容纳在底盘之内，且原动机被定位在与上部结构的下界限一致的水平面之下。

应理解的是，本发明的第一方案的实施例中的任一个可与第五方案结合使用。

本发明的第六实施例提供了一种制造工作机的方法，该工作机包括：基部组件，包括地面接合结构；底盘，连接到地面接合结构；驱动装置，用于移动地面接合结构以在使用中推进基部组件和所连接的上部结构，其中，驱动装置包括原动机和传动装置，且驱动装置被容置在底盘之内，该方法包括以下步骤：设置大体上标准的主底架；将第一附属底架和/或第二附属底架连接到主底架，以便形成工作机的底盘；将具有所需类型的工作臂的上部结构连接到基部组件。

在一个实施例中，上部结构经由主底架被安装到底盘。

在一个实施例中，用于控制驱动装置和/或地面接合结构的电子控制单元(ECU)被容置在主底架中。

在一个实施例中，该方法可包括对ECU进行编程，从而以适合于连接到该基部组件的那种类型的上部结构的方式操作基部组件和/或上部结构和/或工作臂。

在一个实施例中，该方法可包括在上部结构中设置辅助ECU，该辅助ECU配置成能与基部组件的ECU通信，从而以适合于连接到该基部组件的那种类型的上部结构的方式控制基部组件的操作。

在一个实施例中，第一附属底架包括合适的稳定器腿或推土铲装置。

在一个实施例中，第二附属底架包括合适的稳定器腿或推土铲装置。

在一个实施例中，该工作臂是挖掘机臂、伸缩臂、吊车臂、起重臂、可伸长杆柱(extensiblemast)、和/或剪刀式升降机中的一者。

本发明的第七方案提供一种工作机，其包括：基部组件，包括地面接合结构；底盘，连接到地面接合结构；上部结构，连接到底盘；挖掘机工作臂，安装到上部结构；旋转连接器，将底盘连接到上部结构，以允许上部结构围绕大致竖直轴线相对于底盘回转；驱动装置包括位于基部组件中的原动机，用于移动地面接合结构，以在使用中推进工作机，其中工作臂可围绕大致竖直轴线相对于上部结构回转。

在一个实施例中，地面接合结构包括至少四个轮，其中至少两个优选地可转向。

工作机可以是运行重量介于约6至12公吨之间的中型挖掘机，或该工作机可以是运行重量介于1.2至6公吨之间的小型挖掘机。

应理解的是，本发明的第一方案的实施例中的任一个可与第七方案结合使用。

附图说明

现在将仅以例举方式参照附图来描述本发明的多个实施例，在附图中：

图1是根据本发明一实施例的工作机的侧视图；

图2是图1的机器的平面图；

图3是图1的机器的底盘的平面图；

图4图1的工作机的液压和电子控制系统的示意图；

图5是根据本发明的第二实施例的工作机的侧视图；

图6是图5的工作机的平面图；

图7是图5的工作机的正视图；

图8是在偏置挖掘位置的图5的工作机的侧视图；

图9是图8的工作机的正视图；

图10是图8的工作机的平面图；

图11是在路上行走位置的图5的工作机的侧视图；

图12是图11的工作机的平面图；

图13是图11的工作机的正视图；

图14是图11的工作机的后视图；

图15是示出根据本发明一个实施例的工作机的操作的流程图；

图16是根据本发明另一实施例的控制系统的简化的示意图；

图17是根据本发明的实施例的配重组件的等距视图；

图18是根据本发明的替代性实施例的配重组件的示意性后视图；

图19是根据本发明的替代性实施例的配重组件的示意性侧视图；

图20是根据本发明的替代性实施例的配重组件的示意性等距视图；

图21是根据本发明的替代性实施例的配重组件的示意性等距视图；

图22是根据本发明的另一实施例的工作机的侧视图；

图23是根据本发明的另一实施例的工作机的侧视图；

图24是根据本发明一实施例的主底架的等距视图；

图25是根据本发明一实施例的附属底架的等距视图；

图26是根据本发明一实施例的附属底架的等距视图；

图27是根据本发明一实施例的工作机的侧视图；

图28是根据本发明的一实施例的工作机的一部分的局部切除的等距视图；

图29是根据本发明的一实施例的工作机的一部分的局部切除的等距视图；

图30是根据本发明的一实施例的工作机的侧视图；

图31是图30的工作机的液压和电子控制系统的示意图；

图32是根据本发明的实施例的工作机的侧视图；

图33是图32的工作机的液压及电子控制系统的示意图

图34是根据本发明的实施例的工作机的侧视图；

图35是根据本发明一实施例的制造两种不同的工作机的方法的流程图。

图36是根据本发明的实施例的工作机的后视图；以及

图37是图36的工作机的平面图。

具体实施方式

总体设计

参照图1、图2和图3，其以一定程度的简化方式阐示了根据本发明一实施例的工作机10。在本实施例中，该工作机可被认为是中型(midi)挖掘机(运行重量介于约6至12公吨之间)。在其它实施例中，该工作机可以是小型挖掘机(运行重量介于1.2至6公吨之间)。该机器包括基部组件11，该基部组件11包括底盘12。上部结构14通过呈回转环16形式的回转机构联接到基部组件的底盘。在本实施例中，回转环16允许上部结构相对于底盘12无限制地旋转。驾驶室30被安装到上部结构，操作者能够通过该驾驶室操作该工作机。工作臂装置40可旋转的安装到该上部结构，并用以执行挖掘操作。

底盘

该底盘由一对相隔开的底架纵梁(chassisrail，车架轨道)18a和18b形成，这对底架纵梁前后延伸且通常(但并非总是)相互平行，或者基本上平行。这些纵梁提供了底盘12的大部分强度。该底盘连接到一地面接合结构，在该实施例中，该地面接合结构包括：第一驱动轴20a和第二驱动轴20b，安装到底架纵梁18a、18b；以及多个轮，可旋转地附接到各个轴端。在该实施例中，第二驱动轴20b相对于底架纵梁18a、18b被固定，而第一驱动轴20a能够铰接，从而即便在地面不平的情况下，这些轮也能够保持与地面接触。这些轮19a、19b、19c、19d通常设有越野充气轮胎。连接到两个轴20a、20b的这些轮19a、19b、19c、19d能通过转向毂17a、17b、17c、17d而转向。该实施例中，轴距为2.65m，其通常的范围为2.0m至3.5m。

为了(方便描述)本申请的目的，前后方向A被定义为与底架纵梁18a、18b的方向基本平行的方向。大体直立方向U被定义为当工作机处于水平地面上时基本直立的方向。大体横向方向L被定义为当工作机处于水平地面上时基本上水平且基本上垂直于前后方向A的方向。

在该实施例中，推土铲装置22可枢转地固定到底架纵梁18a和18b的一端，该推土铲装置可通过液压缸21利用已知的装置来升降，并且还当进行挖掘时通过将邻近的轮抬离地面而起到该工作机的稳定器的作用，但在其它实施例中可以不设置该装置。

稳定器腿装置24可枢转地安装到底架纵梁18a和18b的相反一端，该稳定器腿装置也可通过液压缸23利用已知的装置来升降，但在其它实施例中可以省去该装置。

驱动器

现在参照图3，与已知挖掘机相反，包括原动机和传动装置的驱动器装置被容纳在底盘12中。在本实施例中，原动机是柴油内燃发动机64。发动机64被安装到沿前后方向居中地延伸穿过底盘的轴线B的一侧。发动机64被安装成垂直于轴线B，即发动机的曲轴的旋转轴线R垂直于沿前后方向的轴线B。发动机64还被定向成使得发动机的活塞沿大体上直立方向U延伸。

热交换器66和冷却风扇68被容纳在邻近发动机64的底盘中。冷却风扇68被定向为使得风扇的旋转轴线Q沿前后方向A延伸，尽管该冷却风扇在其他实施例中可被不同地定向。

将燃料供给提供到发动机64的燃料箱70被定位在轴线B的相对于发动机的另一侧。液压箱72邻近燃料箱70设置在轴线B的相对于发动机的另一侧。

发动机64、热交换器66、冷却风扇68、燃料箱70和液压箱72全部被容纳在轴20a和20b之间的区域。如图1所示，发动机64被定位在与上部结构14的下界限一致的水平面之下。其实发动机64的大部分、在本实施例中的整个发动机64被定位在与轮19a、19b、19c、19d的上界限一致的水平面Q之下。在本实施例中，大部分的热交换器66、冷却风扇68、燃料箱70和液压箱72在与轮19a、19b、19c、19d的上界限一致的水平面Q之下。

参照图4，在本实施例中该传动装置是静液压式传动装置。该传动装置包括一高压斜盘式(swashplatetype，制流板型)液压传动泵75b以及相关联的充注泵(chargepump，供给泵)75a。该传动泵(transmissionpump，输送泵)进而能够选择性地驱动两个液压马达76、77。传动泵75b具有通常为约350-450巴(35-45MPa)的工作压力。

发动机64被配置成用以驱动充注泵75a和传动泵75b。泵75a、75b被配置成用以根据需要从液压流体箱72抽取液压流体并将其经由专用的馈给及回流软管供给到液压马达76、77(即上述流动是基本封闭的环，但液压流体根据需要被从箱72抽取或返回)。在本实施例中，液压马达76被布置为朝向推土铲装置22。发动机64、液压泵74和液压马达77被布置为朝向稳定器装置24。

第一液压马达76是高速斜盘式马达，其具有大的排量范围，例如0至255cm³/转，并沿正常的行进方向驱动前轴20a。马达76的输出朝向前方并经由较短的驱动轴78和差速器(图中未示出)驱动第一轴20a。第二液压马达77是相对低速的斜盘式马达，其具有较小的排量范围，例如0至125cm³/转。低速马达77连接到第二驱动轴80以经由第二差速器(图中未示出)驱动第二(后)轴20b。

在其它一些实施例中，单个液压马达可以提供到前轴和后轴两者的驱动，这通常借助两轮驱动/四轮驱动选择器来进行，该选择器操作一离合器来断开/接合到一个轴的驱动。

充注泵75a和传动泵75b被邻近发动机64布置，且被定向成使得从发动机到泵的输入与从发动机到泵的输出轴向对齐。

现已发现，如上文所述的将驱动装置布置在底盘中，使得容置在上部结构中的部件数量减少，进而使得对于坐在工作机左手侧的操作者座椅中的身高185cm(百分之九十五的男性)的操作者而言，整个工作机的右手侧后角部的视线低于水平面的角度超过30°(在图1和图2的实施例中为33°)，而该尺寸的传统的中型挖掘机的该角度约为22°。这使得工作机周围被该上部结构的部分阻挡的地面大幅减小，从而改善了操纵工作机的视野。

将驱动装置布置在底盘中的另一个优点是，与驱动装置通常布置在上部结构中的传统的挖掘机相比，改善了发动机与驾驶室之间的噪声、振动和不平顺性(NVH)的隔离，从而改善了操作者的舒适性和安全性。此外，可在地面上进行对发动机，燃料箱，流体箱等部件的维修和续加燃料操作。

上部结构

上部结构14包括安装在回转环16上的结构平台26。如图所示，回转环16沿前后方向A和横向方向L大体上位于底盘12的中心，从而将上部结构14居中地安装到底盘。回转环16允许上部结构14围绕大致直立轴线Z相对于底盘旋转。

旋转接合装置85设置成位于回转环16的中心，并被构造成提供从底盘到上部结构的多个液压流体线路、返回液压流体线路、电信号线路(控制器局域网(CAN))，同时允许上部结构相对于底盘完整地旋转360°。这种旋转接合装置的构造在本领域中是已知的。

平台26供安装驾驶室30。驾驶室容纳操作者座椅和机器控制器。驾驶室经由旋转接合装置85安装到平台上，该旋转接合装置连接位于上部结构14与驾驶室之间的一条或多条电力电缆和/或一根或多根液压软管(图中未示出)。电缆和/或液压软管设有松弛部分以允许电缆/软管被卷绕或退绕，从而允许驾驶室相对于上部结构围绕大致直立轴线Y旋转。驾驶室30相对于上部结构14的旋转在本实施例中被限制为270°，但是可在180°到360°的范围内。将旋转限制为小于360°可允许使用简化的装置来确定电缆和/或软管到驾驶室的路线。可替代地，例如通过使用跟底盘与上部结构之间的旋转接合装置相似的旋转接合装置，旋转装置能被布置成允许完整地旋转360°。

上部结构14通过使用第一液压马达32而相对于底盘12旋转。驾驶室30通过使用第二液压马达(附图中不可见)而相对于上部结构14旋转，该第二液压马达位于操作者的座位之下。在可替换的实施例中，上部结构和/或驾驶室可通过使用电动马达而被旋转。

在本实施例中，轴线Y和Z被偏离(图5)，但在其他实施例中可能是一致的。

平台还安装了用于工作臂装置40的主梁28。主梁28的装置在本领域中是已知的，而且允许工作臂围绕大致直立轴线X以及围绕大致横向轴线W旋转。

上部结构14还包括配重34，该配重用于定位在上部结构的相对于主梁28的相对侧的工作臂装置。

在本实施例中，挖掘机可被认为是紧凑尾部摆动式(CTS)挖掘机，因为配重超过底盘的足迹延伸最少量。在其他实施例中，工作机可被构造为零尾摆动式(ZTS)挖掘机，其中在任何位置配重也不会突出超过底盘的足迹。

液压供给

在图4所示的该实施例中，发动机64还另外驱动一低压的主液压泵74，该液压泵与充注泵75a和传动泵75b接连设置。在该实施例中，该主液压泵具有约250-300巴(25-30MPa)的工作压力，且同样是可变排量的类型。

主泵74将液压流体经由上部结构14中的关联的阀(其分别以与下述的液压缸的附图标记相同的数字加后缀“a”来标示)供给到用以操作工作臂装置液压缸50、52、54、60、62，经由导向馈给阀(pilotfeedvalve)83供给到回转制动器(slewbrake)32b，以及供给到辅助液压流体源以供特定的附加装置使用，如供抓取装置等(图中未示出)使用。主泵74还经由底盘中的稳定器/推土器阀79向推土铲和稳定器装置的液压缸21，23进行供给。然而，在一些备选实施例中，可使用单个泵来将液压流体供给到马达和液压缸。该主泵74还用来提供用于空调93的液压流体，如图4所示。

在该实施例中，发动机还驱动用于转向系统的单独的泵74’、用以驱动冷却风扇马达69b的风扇泵69a以及用于驻车制动器31b的驻车制动阀31a。这些泵在该实施例中为齿轮泵，其能在约200巴(20MPa)的低压下工作而无需ECU控制。

此外，充注泵75a另外将液压流体供给到轴锁定阀33a，该轴锁定阀选择性地阻止前轴20a的铰接。

工作臂

本实施例的工作臂装置40是挖掘机臂装置。该工作臂装置包括三节动臂42，该动臂可枢转地连接到挖斗44。三节动臂42包括第一部段46，该第一部段可枢转地连接到第二部段48。液压缸50被设置为用以使动臂42的第一部段46绕大体横向的轴线W相对于主梁28升降。另一个液压缸52被设置为用以使动臂42的第二部段48绕大体横向的轴线T相对于动臂的第一部段枢转。再一个液压缸54被设置为用以使挖斗44绕大体横向的轴线S相对于动臂42旋转。安装架56被设置为用以将一附加装置可枢转地安装到挖斗44，在本实施例中该附加装置是铲斗58。液压缸60被设置为用以使该附加装置相对于挖斗44旋转。然而在其它一些实施例中，也可使用动臂缸装置(例如双缸)。

图2中最清楚地展示了又一个液压缸62被设置为用以使工作臂装置40绕大体直立的轴线X旋转(摆动/回转)。使用液压缸装置来旋转工作臂装置使工作机10的制造和操作得以简化。

可旋转驾驶室

参照图5到图14，其示出了可替换工作机10’，相似部分用相同的数字加上后缀“’”来表示。在该实施例中，容纳操作者的座椅和机器控制器的驾驶室30’可旋转地安装到上部结构14’。驾驶室30’经由旋转装置32’安装到平台上，该旋转装置连接位于上部结构14’与驾驶室之间的一条或多条电力电缆和/或一根或多根液压软管(图中未示出)。电缆和/或液压软管设有松弛部分以允许电缆/软管被卷绕或退绕，从而允许驾驶室相对于上部结构围绕大致直立轴线Y旋转。驾驶室30’相对于上部结构14’的旋转在本实施例中被限制为270°，但是可在180°到360°的范围内。将旋转限制为小于360°可允许使用简化的装置来确定电缆和/或软管到驾驶室的路线。可替代地，例如通过使用跟底盘与上部结构之间的旋转接合装置相似的旋转接合装置，旋转装置能被布置成允许完整地旋转360°。在该实施例中，工作机10’设置有单马达76’。

上部结构14’通过使用第一液压马达32’而相对于底盘12’旋转。驾驶室30’通过使用第二液压马达(附图中不可见)而相对于上部结构14’旋转，该第二液压马达位于操作者的座位之下。在可替换的实施例中，上部结构和/或驾驶室可通过使用电动马达而被旋转。

在本实施例中，轴线Y和Z被偏离，但在其他实施例中可能是一致的。

平台还安装了用于工作臂装置40’的主梁28’。主梁28’的装置在本领域中是已知的，而且允许工作臂围绕大致直立轴线X以及围绕大致横向轴线W旋转。

上部结构14’还包括配重34’，该配重用于定位在上部结构的相对于主梁28’的相对侧的工作臂装置。

在如图5到图7所示的直挖位置，配重34’位于驾驶室30’的后面以优化平衡效果；在图11到图14中示出的路上行走位置，配重34’位于驾驶室30’的前面。

在本实施例中，配重34’在最靠近驾驶室的区域具有曲线轮廓。驾驶室的后面36’和驾驶室的前面38’各自具有与配重的曲线轮廓互补的曲线轮廓。所述互补的曲线轮廓以特别紧凑的方式适应驾驶室相对于上部结构14’的旋转。配重从平台26’向上突出的距离是驾驶室30’的高度的1/4到1/3。已经发现，这样的高度使得操作者跨越一系列作业模式的视线上受到的障碍非常有限。即，在如图5到图7所示的直挖位置，当越过其肩部观察时，操作者的视线被改善；而且当操作者面向前方时在驾驶室的每个横向侧面，操作者的视线也同样好。

在本实施例中，挖掘机可被认为是紧凑尾部摆动式(CTS)挖掘机，因为配重超过底盘的足迹延伸最少量。在其他实施例中，工作机可被构造为零尾摆动式(ZTS)挖掘机，其中在任何位置配重也不会突出超过底盘的足迹。

驾驶室30’相对于上部结构14’可旋转、上部结构相对于底盘12’可旋转以及工作臂装置40’相对于上部结构可旋转的设置，允许工作机的所述部件相对于彼此旋转，使得相比于现有技术的相似类型的工作机而言，操作者具有改善的可见性，且也使工作机能够在有限的空间内工作。

将发动机容纳在底盘中，与容纳在更传统的位置的上部结构14’中相比，改善了使用者的可见性。将发动机定位在底盘中而不是定位在例如上部结构中，并将大部分的发动机定位在水平面Q之下，意味着发动机不会对操作者的视线造成障碍或至少是小得多的障碍。因此，对于身高185cm(95％的男性)的操作者而言，当坐在操作者座椅上时，其越过机器的右手后方角落的视线角α(图5)为水平面之下的至少30°(相比之下，该尺寸的传统中型挖掘机约为20°)，但是对于中心放置的驾驶室，该视线角典型地大于对于图1和图2所示的偏置驾驶室的视线角，例如超过35°，但是更典型地超过40°甚至50°。这导致被部分的上部结构所掩盖的、机器附近的地面区域显著减少，从而改善操纵机器的可见性。在本实施例中，驱动装置已经被布置成紧凑地容纳在底盘里，这使得底盘的宽度、长度和高度减到最小以进一步改善使用者的可见性。

在可替换的实施例中，如图36和图37所示，工作机通常以10”表示，并且相似部分用与图5相同的标号加上后缀”表示。在该实施例中，通过提供配重34”和带有倾斜表面64”的上部结构篷/车体9”实现对视线角β改善。由于该倾斜表面64”，对于使用者，视线角β得到改善。

在图36和图37所示的偏置驾驶室装置中，该视线角β还通过合并在配重34”的相对侧的倾斜表面64a”、64b”以便在后视图中限定梯形而被改善，此处相对的倾斜表面是不对称的。从图36和图37中可以看出，定位在工作机10’的与驾驶室30”相同侧的配重34”的倾斜表面64a”具有比配重34”的相对侧的倾斜表面更陡峭的倾斜面。配重34”的不对称布置确保了当原动机和驱动装置已被布置成紧密地容纳在底盘12”之内时，容纳在配重和上部结构的车体之内的其余的系统(例如，空调冷凝器、液压系统)可被最佳地封装，所以，使用者对机器的左面、右面和后面的视线角被最大化，同时机器的稳定性得以保持。可见，在图36和图37的机器中，倾斜侧面是凸面，因此斜面的角度是变化的。因此，如本文所限定的这些倾斜面的角度应该看作是在倾斜面或倾斜部分的中点的角度。

如附图所示，本发明提供紧凑的工作机，发动机和传动装置的位置有助于实现所述紧凑性。参照图5到图7，可见上部结构14’约为底盘12’的长度的3/4。然而，上部结构的宽度大体上等于底盘的宽度。在最宽处测量，驾驶室30’约为底盘12’的宽度的1/2；在最长处测量，约为上部结构14’的长度的3/4。已经发现，工作机的所描述的尺寸进一步提高了可见性，而且还提供了能够在有限空间作业的多功能机。

直挖作业

参照图5到图7，如果操作者想要进行直挖，驾驶室30’围绕直立轴线Y旋转，使得操作者面对大致朝向推土铲装置22’的方向。上部结构14’围绕直立轴线Z旋转，使得工作臂装置40’仅从轴线B轻微地偏移，且使得配重34’位于驾驶室后面，操作者可沿着工作臂的侧面向下观察例如被挖掘的沟槽。液压油缸62’随后按照要求延伸或缩回，以围绕直立轴线X旋转工作臂装置，使得工作臂大体上平行于轴线B。在该位置，操作者面向工作臂装置40’坐着，且具有针对需要挖掘的区域的良好可见性。此外，如果操作是线性挖沟操作，则一旦沟槽的一部分被挖掘，则工作机可通过逆动(reversing)而简单地复位。

为了增加稳定性，稳定器装置24’可被展开以接合地面。如果需要进一步的稳定性，推土铲装置22’可被延伸以接合地面，并将前轴20a’的轮19a’、19b’升离地面。

根据进行挖掘作业的需要，液压油缸52’、54’、60’随后可被用于使动臂42’的第一节段和第二节段相对于彼此枢转，使挖斗44’相对于动臂42’枢转，和/或使铲斗58’相对于挖斗枢转。

如图5中可见，工作机10’的构造使操作者能够具有被挖掘区域的良好可见性。

偏置挖掘作业

参照图8到图10，示出了挖掘的偏置模式。例如，如果工作机10’被用于挖掘靠近墙的沟槽，该类型的挖掘可被使用。在这种作业模式中，驾驶室30’可被旋转成面向推土铲22’被定位的端部，但垂直于轴线B，使得操作者面向待挖掘的沟槽。上部结构旋转，使得配重34’位于驾驶室30’的后面但是偏移到一侧，工作臂装置40’位于驾驶室30’的前面但是偏移到驾驶室的一侧。

液压油缸62’随后被缩回以旋转工作臂装置40’，从而沿前后方向延伸。如果需要，稳定器装置24’和可选的推土装置22’被延伸，用以增加稳定性。液压油缸50’、52’、54’和60’随后被操作成移动工作臂装置40’来挖掘沟槽。而且，挖掘作业之后的复位可以通过工作机的简单逆动来实现。

路上行走作业

参照图11到图14，如果操作者想要例如在路上驱动工作机10’一段显著的距离(即，“路上行走”作业)，则驾驶室30’旋转为使操作者面对大致朝向稳定器装置24’的方向。上部结构14’旋转，使得配重34’位于驾驶室的前面，工作臂装置40’位于驾驶室的后面。

液压油缸50’、52’、54’和60’被延伸为将工作臂装置40’折叠成紧凑的构造。

将工作臂装置40’定位在驾驶室30’的后面、配重34’的高度小以及发动机在底盘内的位置都确保在行驶期间操作者的视野最佳化。

如描述的作业模式所证明的，本发明的工作机使操作者能够在有限空间中进行许多不同作业任务并具有改善的可见性。

工作机控制

参照图1到图4，在驾驶室30中提供了多种工作机控制输入。在该实施例中，这些输入(除了转向和制动之外)经由CAN总线被以电气方式传输到一个或多个上部结构的电子控制单元(ECU)86，该ECU结合有合适的微处理器和存储器等，用以解译(interpret)上述输入到各个不同的阀的信号，来控制工作臂等部件的运动，和/或结合有另外的一个或多个底盘ECU87，以便最终控制底盘中的液压功能，包括稳定器/推土器阀79、风扇马达69b、驻车制动器阀31a、轴锁定阀33a、主泵74、传动泵75b、转向模式阀97。

在一些备选实施例中，ECU可仅设置在基部组件中(例如容置在底盘中)，而来自工作机输入控制的信号可直接被发送到底盘中的ECU87，而不是经由上部结构中的ECU86。用于这种布置方式的电连接可从控制输入(controlinput)经由回转环和旋转联接装置连接到ECU87。

这些控制输入包括：控制杆88，用以控制工作臂40的操作；开关89，用于多种辅助功能；手油门90，用以设定用于作业操作的发动机转速；脚油门91，用以动态地设定用于路上行走/操纵的发动机转速；以及前进挡/空挡/倒挡(FNR)选择器92，用以沿期望的方向进行驱动。

由于转向及制动的安全攸关性，制动和转向被制动踏板94和联接到方向盘(图未示)的转向阀95以液压方式控制。液压流体馈给从专用的转向泵74'经由旋转联接部85和转向优先阀(steerpriorityvalve，定压阀)96，以此确保根据需要将合适的液压流体提供到制动踏板94/转向阀95。

转向阀95随后对底盘12中的转向模式阀97进行馈给，该转向模式阀经由穿过旋转联接部的另一个馈给，对工作机是在四轮转向模式(越野)下操作、两轮转向模式(公路)下操作还是在吊车转向(驾驶)模式下工作进行控制。该转向模式阀随后根据选定的模式将液压流体馈给到合适的转向缸98。

制动踏板94还经由一个穿过旋转联接部的馈给将流体供给到位于轮端的行车制动器99。一个单独的液压流体馈给在(一个或多个)上部结构ECU86和(一个或多个)底盘ECU87的控制下，从风扇泵69a对驻车制动器阀31a以及风扇马达69b和轴锁定阀33a进行供给。

在其它一些实施例中，假如一合适的容错水平被内置到系统中，则制动和转向可经由电子控制而生效。

高速的路上行走操作

当图1到图4所示的工作机10(或图5的机器，如果适于具有高速马达和低速马达)在路上进行操作时或者例如在平整/硬质的表面上进行操纵时，工作机10的运动速度要优先于牵引力或转矩。因此，在两轮驱动的第一操作模式，车辆操作者在2WD/4WD选择器(图未示)上选择2WD(模式)，向合适的上部结构ECU86发信号，这进而经由底盘ECU87向传动泵75b发信号以使液压流体能够流向高速马达76。

然后，操作者通过FNR选择器92选择前进或后退，该信号以相似的方式被供给至传动泵75b，以沿正确的流动方向引导液压流体流过该传动泵，从而使高速马达76运转，进而使轮19a、19b沿期望的方向转动。

操作者随后利用脚油门91设定发动机转速，进而驱动传动泵75b以期望的速度运转。底盘ECU87控制泵75b的制流角度(swashangle，斜盘角度)和高速马达76，使高速马达76旋转以及第一轴20a上的轮19a、19b从动旋转。

通常，这使得(工作机)能够以约40km/h的最大速度行进。

低速操作

为实现低速、较高转矩、较高牵引力操纵，通常在野外场所(如施工场地)，操作者通过2WD/4WD选择器选择第二、四轮驱动操作模式。这种选择进而向上部结构ECU86发信号，该上部结构ECU则经由底盘ECU87向传动泵75b发信号，以允许液压流体既流向高速马达76、也流向低速马达77。

然后，操作者通过FNR选择器92选择前进或后退，该信号以相似的方式被供给至传动泵75b，以决定液压流体流入高速马达76和低速马达77的方向。

操作者随后利用脚油门91设定发动机转速，进而驱动传动泵75b以期望的速度运转。底盘ECU87优选控制泵75b的制流角度和高速马达76，最终使高速马达76和低速马达77旋转并且以一致的速度驱动第一轴20a和第二轴20b上的轮19a、19b、19c、19d。

通常，这种操作模式提供了用于野外操作的较低的最大速度，例如10km/h或更低。

高速操作和低速操作还可应用于下面描述的其他工作机。

作业操作期间的重新定位

在诸如挖沟或平整等作业操作期间，操作者将手油门置于非零位置，以设定一期望的发动机转速，用以在一合适的操作速度下进行操作。

在此情况下，ECU86被编程，以对工作机10的驱动进行有差别地控制。随着手油门90被置于非零位置，来自脚油门9的输入被ECU86解译为轮速需求信号(demandsignal，指令信号)，而非发动机转速需求信号。这构成了传动装置的第二操作模式，此模式可被称作“场地模式”或“挖掘模式”。

参照图15的流程图，为实现上述功能，上部结构ECU86同时解译和监控手油门信号HT％和脚油门信号FT％，如果HT％大于零，则进入场地模式。在此模式下，手油门继续提供发动机转速需求信号(即，以传统方式按比例控制发动机转速)，将发动机转速需求设定在期望水平，并且将其保持在该水平(除非有操作者进一步介入)。然而，脚油门现在按比例控制传动泵75b的排量，而不是在手油门设定的水平之上继续控制发动机转速。在高压斜盘式泵中，这是通过利用例如合适的控制电磁阀(图未示)控制泵的制流角度来实现的。

由此，为实施缓慢的向前重新定位的操作，当发动机转速被设定为适于在手油门90上实施作业操作的水平时，操作者在FNR选择器92上选择“向前”并轻踏脚油门91。此操作被上部结构ECU86解译，并经由底盘ECU87传递到控制电磁阀(图未示)来造成泵的制流角度的轻微变化，产生相对低的前行速度(尽管传动泵75b的运转速度高)，从而使工作机在操纵过程中能够被安全地控制。以更大的量踏下脚油门将导致前行速度提高。然而，鉴于这种模式通常发生在空间有限的场地，且需要保证场地附近的其它人员及机械的安全，速度上限优选被以电子方式设定在比如20km/h。

为了在脚油门需求量与轮速之间形成基本线性的关系，使其与施加到驱动装置的负载无关，可设置合适的轮、传动装置或地面速度传感器，以在闭环方式中在泵制流角度方面向较低的ECU87提供反馈。根据所选择的是2WD还是4WD，将液压流体供给到高速或低速马达76、77之一或两者。

在其它一些实施例中，可在到高速马达76的馈给或回流线路中设置另外的电磁比例流量控制阀，或者对高速马达的旁通线路提供合适的流动控制。

作为这种布置方式的结果，操作者能够在作业操作期间或多个作业操作之间迅速和安全地重新定位工作机，而无需调节手油门90。

在另一实施例中，如图16所示，设置另外的场地/公路选择器输入部89’，例如合适的转换开关、按钮或控制屏图标，而不使用在图15的实施例中行使此功能的手油门。

在此实施例中，传动装置利用与第一实施例类似的原理来进行操作。当选择器处于公路模式时，脚油门91以传统方式(即通过发动机转速)控制路上速度。在此实施例中，对手油门的输入在公路模式中被忽略。

当选择了场地模式时，利用手油门90的开度(level，位置)的位置来设定直至最大场地极限安全速度(例如第一实施例中的20km/h)的最大速度，以及设定适用于所执行的作业操作的发动机转速。由此，对于需要更精细的控制、且因此发动机转速较低的作业操作而言，其最大行进速度要低于那些需要更大的液压动力(例如更大的铲斗撕扯力)及更高的发动机转速的作业操作。

在此模式下，脚油门91可选地借助在实际轮速或地面速度方面的闭环反馈再度控制传动泵75b的制流角度以控制轮速，以使得踏下脚油门的量与轮速/地面速度之间尽可能成线性关系。

尽管上文的描述涉及的是具有布置在底盘中的原动机、泵、马达和燃料箱的挖掘机，但应理解的是，这种布置方式可适用于将原动机等部件布置在上部结构中的传统的挖掘机，以及适用于其它具有对一个、两个或多个马达的液压驱动装置的工作机，如某些伸缩臂叉车，滑移转向式装载机等。对于某些这类工作机而言，这种模式可具有如下进一步的益处：其使得在执行作业操作的同时，能够更精细地控制轮速。例如在平整作业中使用前铲斗，或者在从铲斗倾卸的同时向前缓慢行进时，这一点可能是有益的。

在某些实施例中，在该系统中可结合有互锁装置，例如用来防止在稳定器腿24/推土铲22下降的同时驱动被传递给车轮，或者在工作臂处于特定位置时限制行进速度。

还应理解的是，尽管已经参照图1和图2的实施例描述高速操作和低速操作以及站点和路上行走节流模式，但对于图5到图14所示的实施例或下面更详细描述的工作机的操作大体上也相同。

配重组件

参照图17，更详细地说明包括配重1334的配重组件1350。

配重1334具有大致彼此平行的上表面1358和下表面1360、构造为位于贴靠驾驶室1330的后壁36的竖直前表面1362、和距离驾驶室最远的点处的斜表面1364。因此，配重1334在侧视图中呈大致直角梯形。由于斜表面1364也呈曲面，所以配重1334在平面图中限定了一段圆，并且在该实施例打算用于与Z偏置固定驾驶室实施例一起使用。

这样的曲面形状用于在上部结构的全部旋转范围中使上部结构相对于底盘的外延最小化，使得工作机可被认为是紧凑尾部摆动式(CTS，compacttailswing)或零尾摆动式(ZTS，zerotailswing)挖掘机。

在该实施例，配重1334的前表面1362构造有用于紧凑配合抵靠在驾驶室1330的后部的凹部1363，并且该凹部延伸过配重1334的大致一半宽度，且在图中配重的凹部示出为位于贴靠图17中的驾驶室。配重1334从平台1326向上突出，突出的距离为驾驶室1330的1/4到1/3的高度。已证实这一高度在作业模式的范围上对驾驶员视线的阻碍有限。即是说，驾驶员在转头观看时的视线被改善。

在该实施例中，配重1334被铸造成单个部件，并通过使用适当的芯部作为铸造过程的一部分，配重1334被生产为限定从中贯通的空气流路1372且限定安装装置1376。配重组件1350包括配重1334、空气调节单元的冷凝器1352、双电风扇1354和风扇安装框架1356。在替代性实施例中，风扇1354可以是液压动力。

在该实施例中，空气流路限定管道1372，管道1372形成为穿过配重1334并限定入口和出口。管道1372限定穿过配重1334的两个区域，第一区域1374在入口处呈大致矩形以符合冷凝器1352的形状，而第二区域1376比第一区域窄以便提供安装面1378。在该实施例中，安装面被设置为突台1378的形状，突台1378处于在两个区域之间的围绕管道内部四周延伸的交界处。第一区域1374大致垂直于下表面1360延伸，且延伸的距离大致等于冷凝器1352、风扇1354和安装框架1356系统的高度。

在该实施例中，突台1378包括位于突台四角的四个螺纹孔1380，用于将冷凝器1352安装在其上。冷凝器1352还包括位于冷凝器的矩形形状限定的四角处的四个孔1355。安装框架1356还包括四个孔1357，这些孔1357被构造为在冷凝器与框架进行组装时与冷凝器1352的孔1355对齐。

配重组件可按如下组装：将电风扇1354固定到安装框架1356，形成风扇和框架组件，然后将冷凝器1352插入框架，以便将安装框架1356的孔1357与冷凝器1352的孔1355对齐。然后经由四个弹性体安装件1384将安装框架1356和冷凝器1352固定到突台1378的螺纹孔1380。

格栅1382被固定到配重1350的上表面1358以防止碎屑落入管道1372，但是构造为使充足的空气能够从中流过。在该实施例中，电风扇1354被构造为驱动空气流过位于下表面1360附近的入口，并流过冷凝器1352和管道1372，且流过位于配重1334的上表面1358处的出口。

参照图18、图19、图20和图21，其中示出了替代性实施例的配重的简化示意图。

图18示出一种配重，其中冷凝器、风扇和风扇安装件(未示出)被安装到配重的上表面1458，该图相比图17的对应部件的附图标记前缀了“14”。仅对不同处进行详细论述。管道1472形成为穿过配重1434并具有两个区域。第一区域1474呈大致矩形，而第二区域1476较窄，从而在两个区域之间的交界处限定突台1478。格栅(未示出)也可被安装在配重上方以进行保护。

图19示出一种配重，其中冷凝器、风扇和风扇安装件被安装到配重的倾斜曲面，该图中的对应部件的附图标记比图16中的大100。仅对不同处进行详细论述。管道1572形成为穿过配重1534并具有两个区域。第一区域1574呈大致矩形，而第二区域1576较窄，从而在两个区域之间的交界处限定突台1578。第一区域1574大致垂直于曲面1564延伸。管道1572延伸到配重1534的斜面1564中且构造为延伸成大体L形而穿过配重，并且在配重的上表面1558上提供出口。

图20示出根据本发明的替代性实施例的配重，该图中的对应部件的附图标记比图19中的大100。配重1634在平面图中呈大体U形，从而在配重的一侧上限定通道1688，而非限定出前述实施例中的被包围的管道。在该实施例中，冷凝器(未示出)将被配重1634的三个侧面围绕。在该实施例中，安装装置1678设置为围绕通道1688的三个内表面延伸的突台的形式。冷凝器则能够安装到突台1678的下侧。通道1688的顶侧和/或开放侧可被格栅(未示出)覆盖。配重上可固定有保护板(未示出)以保护冷凝器等不受冲击损伤。

图21示出根据本发明的替代性实施例的配重组件，该图中的对应部件的附图标记比图20中的大100。该装置类似于图20，只是安装装置1778由通道1788的相对两侧上的凹部1786来设置。在该实施例中，冷凝器(未示出)大致水平地插入配重1734中，并可用紧固件(未示出)适当保持。

在如图5和图14所示的替代性实施例中，配重在最接近驾驶室的区域呈曲面轮廓。驾驶室的前表面和后表面均呈与配重的曲面轮廓互补的曲面轮廓，以使驾驶室能够旋转。互补的曲面轮廓容许驾驶室相对于上部结构以特别紧凑的方式旋转到360°，且这样的配重也可适于使用上述装置中的一个安装冷凝器。

配重组件1350、1450、1550、1650、1750适于与本发明的工作机10、110、510、910、1010、1210中的任何一个以及其他工作机一起使用。

模块化底盘组件

参照图22和图23，其以一定程度简化的形式示出了根据本发明一实施例的工作机510。本实施例的驱动装置可被认为基本上与上文描述的相同，并且该驱动装置被容置在底盘组件512中。

底盘组件512包括主底架526，该主底架具有安装装置532，以便通过回转环516将上部结构514安装在该主底架上，从而使上部结构相对于底盘旋转。在其它一些实施例中，安装装置532可配置成使得上部结构的取向相对于底盘512被固定。主底架526包括前端和后端以及在两者之间延伸的两个侧板537，并且这两个侧板537充当底架纵梁的一部分。前端和后端各自具有安装接口534，用以将附属底架528安装在其上。安装接口534由位于前表面和后表面的每个角部处的凸缘上的三个孔(不可见)构成，以将附属底架528借助螺栓535或其它合适的紧固件安装在其上。主底架526的侧板537由钢板制造，并且具有合适的切口(不可见)以使驱动转轴、软管等能够经过。在其它实施例中，安装接口534可包括一个表面，该表面适用于将附属底架528焊接到主底架526的表面(见下面的图24到图26)。

附属底架528具有前端和后端以及在前端与后端之间纵向延伸的两个侧板518’，安装接口536位于附属底架528的前端或后端之一处。每个附属底架528的安装接口536呈具有三个孔的凸缘的形式，这些孔与主底架526的孔534互补。在其它实施例中，孔的数量可根据需要改变，并且这些孔还可设置在主底架和附属底架的顶边缘和/或底边缘上横向延伸的凸缘上。

附属底架528具有稳定器腿装置524或推土铲装置522，它们被可枢转地安装到附属底架528的与安装接口536相反的一端。稳定器腿装置524或推土铲装置522能够分别利用已知的装置通过液压缸523、521升高和降低。当进行挖掘作业时，推土铲装置522还可通过将相邻的轮抬离地面而充当工作机510的稳定器。

每个附属底架528均连接到地面接合结构，在该实施例中，该地面接合结构包括安装到附属底架的驱动轴520a和520b之一以及可旋转地附接到每个轴端部的轮519。附属底架528的前端与后端之间的长度可被选择为与工作机510的功能相适合。图22示出了两个短的附属底架528，其使得工作机510具有相对较短的长度和较短的轴距，这对于需要较小的转弯半径并且在狭窄的空间中工作的工作机(如挖掘机)是合适的。相反地，图23示出了具有两个长的附属底架528’的工作机510，其使得工作机具有长的轴距，如此可更适合于需要更稳定的底盘的工作机，如吊车(crane)或旋转式伸缩臂叉车(rotatingtelehandler)。在其它实施例中，可使用长附属底架和短附属底架的结合。

参照图24、图25和图26，其示出了另一种备选的主底架626和附属底架728。主底架626由两个金属侧板637、638以及焊接到上述侧板的顶边缘的顶板660制成。顶板660包括安装装置632，该安装装置呈基本上位于顶板的中心的回转环的形式。主底架626还包括两个端板662，这两个端板绕上角部弯曲并且焊接到侧板637、638。端板662延伸以与顶板660的边缘相遇，以限定用于传动装置部件的大体矩形的空间。

主底架626包括由端板662限定的两个安装接口634。在该实施例中，安装表面634配置成使得如图24和图25所示的附属底架728被提供为能够符合主底架626的安装表面并且之后被焊接到其上。

主底架626在每个侧表面637中具有由附图标记642指代的凹部，其被配置成使来自发动机(未示出)的输出能够传递到主底架。侧表面638还在其表面上具有多个穿孔，用于将其中容置发动机的侧舱的辅助部件或结构部件安装到主底架上，或者使管道或电缆能穿过其中。

参照图25，附属底架728具有总体由附图标记736指代的安装装置，该安装装置被形成为与主底架626的对应的安装装置634(如图24中所示)的形状相符，并且被焊接到其上。

附属底架包括设置在与安装装置736相反的表面的最低点处的两个臂安装装置748a和748b。臂安装装置748a和748b均呈一对轴向对齐的孔的形式，这对孔使稳定器腿装置、推土铲装置等部件能够被可枢转地安装到附属底架728上，以便被安装到枢轴770的液压缸(未示出)致动而执行作业功能。

附属底架728具有凹部750，该凹部限定一颠倒的U形通道，该通道横向延伸通过其侧表面，并被配置成使驱动轴(未示出)能被安装到该底架。在该实施例中，附属底架728包括在该附属底架的侧表面之间延伸的第一安装框架764和第二安装框架(不可见)。在该实施例中，这些安装框架被焊接到附属底架728的内侧。驱动轴经由在第一安装框架与第二安装框架之间延伸的枢转构件(未示出)被固定到附属底架728，这种布置方式使驱动轴能够具有有限的铰接，从而即使在地面不平时也能够使轮与保持地面接触。

参照图26，其示出了另一种备选的附属底架828。图中对应的部件的附图标记的数字比图25中的大100，并且在此仅讨论不同之处。附属底架828的金属框架与图25中描绘的基本相同。在该实施例中，板866被焊接到附属底架的两侧，以便将该板沿着凹部850固定。板866在每一端包括多个孔868，以便能够附接驱动轴(未示出)，从而将驱动轴相对于附属底架828固定，并且防止枢接(articulation，枢转)。

稳定器/推土器联动装置

参照图27、图28和图29，其示出了另一种备选的工作机1010。本实施例的驱动装置可被认为基本上与以上描述的任一驱动装置大体相同，图10中相应的部件的附图标记在图22和图23中的附图标记的数字上加前缀“10”，并且在此仅讨论其不同之处。

在图27和图28中所示的实施例中，呈液压缸1021、1023形式的线性致动器在底盘中被底盘的至少三个侧面包围，其中上述至少三个侧面中的一个基本上处于该空间上方，即处于底盘的与组装后的工作机中的上部结构基本上相对的一侧。这能够在图10中看到。然而，在图11和图12中底盘的该上表面已被移除，以示出这些致动器。在所示的实施例中，液压缸安装在附属底架1028中，并且从附属底架中的开口延伸出，以便分别通过联动装置1004致动推土铲装置1022或者稳定器腿装置1024。能够看到的是，除了连接到不同的臂之外，两个联动装置1004基本上是相同的，并且包括大体L形的操作杆(lever)1005，该操作杆可枢转地安装到位于形成“L”形的两个臂的顶点处的附属底架1028上。“L”的一个自由端可枢转地连接到液压缸1021、1023，且另一自由端可枢转地连接到联杆臂(linkarm)1006的一端。联杆臂1006的第二端可枢转地连接到推土铲1022或者稳定器腿1024。该联动装置将缸1021、1023的大体水平的延伸和收缩(运动)有效地转化成推土铲或稳定器腿的大体竖直的弓形运动。

如图29中所示，当安装推土铲装置1022时，设置另一基本线性的联动装置1007。该联动装置1007在与L形操作杆1005的顶点相同的枢轴点处被可枢转地安装到附属底架。联动装置1007还在与联杆臂1006相同的枢轴点处被可枢转地连接到推土铲1022或者稳定器腿1024。该联动装置1007在运动期间使推土铲1022保持直立的方向。

将上述多个液压缸设置在附属底架1028中，使底盘的整体尺寸最小化，并且可提高操作员的可见性。此外，该装置将向液压缸提供保护而使其免于损坏。

提供一种适用于各种不同工作机(如吊车(见下文)、伸缩臂叉车(见下文)或者挖掘机)中的、基本上相同的主底架，可以减少部件的数量，并且使一条生产线能够生产多种机械，从而降低了成本。如果在不同的地点制造和组装的话，通过使主底架和附属底架的运输更为高效，这种模块化的装置同样可以节省成本，因为如果分成上文所述那样的多个组件，则能够将更多的底架封装到给定的体积中以供运输。

提供除了驱动轴安装架之外基本上相同的附属底架，可以为制造成本较低的底盘部件提供规模经济性。。

伸缩臂叉车

现在参照图30和图31，其以简化形式示出了一种备选的工作机110。在该实施例中，该工作机可被认为是伸缩臂叉车(也称为伸缩臂叉装车，具体而言为旋转伸缩臂叉装车)。工作机110具有与图1到图4的工作机10相似的基部组件111(虽然在该实施例中，其具有较长的轴距以增强稳定性)，但是上部结构114、工作臂装置140和驾驶室130是不同的。

在本实施例中，上部结构114经由如之前描述的回转环116和旋转接合部(未示出)安装到底盘112，使得上部结构114和工作臂装置140能够相对于底盘112旋转。

上部机构114安装有驾驶室130，该驾驶室沿横向L偏置到底盘112的一侧。驾驶室130被定位成沿当工作机处于路上行走的位置时的前后方向A朝向上部结构114的前部。上部结构114安装有工作臂装置140，该工作臂装置沿横向L居中或者接近居中，并且沿当工作机110处于路上行走的位置时的前后方向朝向上部结构114的后部。

在本实施例中，工作臂装置140包括伸缩动臂142。一附加装置能够可移除地附接到动臂142的自由端。在本实施例中，该附加装置是一组托板叉158。当伸缩动臂142处于其最低位置时，例如当开始从地面上加载物品时，动臂相对于地面(即，若工作机处于水平的地面上时在水平面之下)成约4°的角度。该上部结构提供的配重大于为工作机10提供的配重，使得工作机110相对于工作机10具有更大的装载能力。

液压系统的设计型式与图4中所描绘的用于图1和图2的工作机10的液压系统相似。与图4相似的特征所使用的附图标记为图5中的附图标记加上前缀“11”，现在仅讨论其不同之处。

在该实施例中，传动装置包括单个传动马达1176’，该传动马达能够被传动泵1175b选择性地驱动。因此，充注泵1175a和传动泵1175b配置成按需要从液压箱1172抽取流体，以将该流体供给到传动马达1176’。在其它一些实施例中，可在与图12类似的布置型式中设置两个液压马达。

在该实施例中，主泵1174将液压流体从液压箱1172供给到液压缸1151、1153、1155，用以通过上部结构114中的相关联的阀来操作工作臂装置140，这些阀由相同的附图标记加上后缀“a”指代，并且主泵还将液压流体供给到供特定的附加装置(未示出)所使用的单个辅助液压流体供给装置。主泵1174能够将液压流体选择性地供给到液压缸1151而以伸缩方式使动臂142伸展或缩回，并且能够通过将液压流体选择性地供给到左、右升降缸(提升缸)1153而控制动臂142的提升。除此之外，能够通过液压缸1155的倾斜而调整叉158的倾斜角。

在本实施例中，通过主泵1174将液压流体供给到回转马达1132，上部结构114能相对于底盘旋转。但是，在一些备选实施例中，上部结构114可相对于底盘112被固定，或者设有回转缸，该回转缸提供较为有限的回转动作的范围，而不是由马达1132所提供的整个360°的范围。

基部组件111与前文所述的基部组件11的不同之处在于，其在底盘112的前部和后部都包括稳定器装置124。在装载操作之前，稳定器装置124的稳定器腿能够被降下，以将轮19a、19b、19c、19d抬离地面。

工作机110的液压和电子控制系统配置成与工作机10的系统不同。这种不同配置的一个原因是上述备选的工作臂装置140。在本实施例中，上部结构114的主控制阀所馈给的缸与工作机10不同，即，主控制阀对用于提升/降低该伸缩动臂的缸、伸展该动臂的缸、以及使叉附加装置(附加的叉装置)158倾翻/挤入的缸进行供给。

如本领域技术人员所理解的，伸缩臂叉车的技术和安全要求与挖掘机的不同。在本实施例中，与图1的工作机10类似的是，ECU1186设置在上部结构114中，用以控制工作臂的运动等。ECU1186将信号传输到底盘112中的ECU1187，以控制底盘中的液压功能，其包括稳定器阀1179、风扇马达1169a、驻车制动器阀1131a、轴锁定阀1133a、主泵1174、传动泵1175b以及转向模式阀1197。这包括对来自操作员室130的输入进行映射，以使其对应于上部结构14的正确功能，例如，一个输入被映射到主控制阀的特定阀开口，以便通过升降阀1153a和升降缸1153来控制动臂142的升高/降低的操作之一，通过伸展阀1151a和动臂伸展缸1151使动臂142伸展，或者通过倾斜阀1155a和倾斜缸1155使叉附加装置158倾翻/挤入。而且，为了满足针对伸缩臂叉车上的不同的安全性要求，可能需要不同的安全协议。

在一个备选实施例中，可在底盘中设置单个的ECU。在这一实施例中，在制造时，可以通过例如对ECU进行“快闪(flashing)”写入而对ECU1187编程，使其具有多种不同的特征，以便按照与当ECU设置在上部结构114中时相似的方式，(使伸缩臂叉车)作为伸缩臂叉车而非作为例如挖掘机而被正确操作。

吊车

现在参照图32和图33，示出并以某种程度上简化的形式再次示出了一种备选的工作机1210。在该实施例中，该工作机可被认为是吊车。工作机1210具有与图30的工作机110相似的驾驶室1230和基部组件1211，但是工作臂装置1240是不同的。

在该实施例中，液压控制系统和与图30的工作机110相关的图31中所描绘的相似，虽然该控制系统并不设有液压缸来提供工作装置(工作附件)的倾斜功能。

当连接的上部结构1214具有吊车工作臂1240时，动臂1242和上部结构可与图30的伸缩臂叉车装置的相似。然而，在该实施例中，动臂1242可被水平地定位在其最低的位置，而不是以一定角度朝向地面，因为不再需要可枢转地安装在该动臂的端部的附加装置以使其能够接触地面。

而且，马达1257可设置在动臂1242的后部内或者接近动臂1242的后部以驱动起重机，这种布置方式提高了吊车1240的提升能力和前向稳定性。在本实施例中，起重机包括钢丝绳1201和绞盘1202。在该实施例中，主泵1274将液压流体从液压箱1272供给到液压马达1257，以使绞盘1202进行缠绕。绞盘1202设置在动臂1242的基部。钩1258设置在钢丝绳1201的自由端并且悬挂在动臂1242的前端，其中该钩能够连接到待提升的物件，并且通过绞盘1202的绕入或绕出而被升高和降低。

在所示出的实施例中，基部组件具有四个稳定器腿1224，这些稳定器腿连接到该基部上并且借助稳定器液压缸1223被降下。在提升作业期间，稳定器腿1224充分地延伸以将基部组件的轮1219a、1219b、1219c、1219d抬离地面。ECU可配置成包括多个安全特征，以防止进行提升操作，直到工作机1210被固定以便执行该操作。例如，ECU可配置成根据吊车的安全标准，检查例如在吊车1240的(提升)操作被允许之前，稳定器腿1224是否被充分地降下，以及控制旋转、提升等。

现在参照图34，其示出了另一种备选的工作机910，在该实施例中，工作机是吊车。工作机910具有与图22和图23的工作机510相似的底盘组件912，并且具有长的附属底架。图中的对应部件的附图标记的第一个数字是以“9”代替了图22和图23中的“5”，并且在此仅讨论其不同之处。

上部结构914经由如前文所描述的回转环916安装到底盘912，使得该上部结构和工作臂装置940能够相对于底盘旋转。

连接的上部结构914具有呈伸缩动臂形式的吊车工作臂940，如所示，该吊车工作臂可被水平地定位在其最低位置。在本实施例中，该起重机包括缆绳901和绞盘902，其中该绞盘设置在动臂的基部处。将马达957和绞盘902安置在动臂940的与前部相反的后部，提高了吊车的提升能力和向前稳定性。

在这样的实施例中，底盘912上连接有四个稳定器腿924，并且在提升作业期间，该稳定器腿充分地延伸以将底盘的轮919抬离地面。

MEWP

在另一替代性的实施例中，上部结构上可以不安装驾驶室，并且工作臂可以是在其自由端安装有平台的剪刀式升降机或者伸缩动臂，以形成高空作业平台(MEWP)。当工作臂是伸缩动臂时，上部结构可以回转，但是当工作臂是剪刀式升降机时，上部结构可相对于底盘固定。再者，与之前的描述相似的是，底盘中的ECU将被编程(例如，通过对ECU进行快闪写入，或者通过ECU从上部结构中的ECU接收信号)以便根据适用的情况伸展/缩回、提升/降低或者旋转动臂，或者伸展/缩回剪刀式臂，并且还执行合适的操作协议以满足MEWP的安全性要求。

自卸卡车

在再一实施例中，该工作机可以是自卸卡车。在这一实施例中，上部结构被固定地安装到底盘，使得上部结构不能相对于底盘旋转。工作臂是利用一个或多个液压缸倾倒的倾翻机构/倾翻车身，并且在一些实施例中，工作臂是联接到杠杆装置的一个或多个液压缸。

生产过程

有利的是，工作机10、110、510、910、1010、1210之间的基部组件11、111、511、911、1011、1211的共性(commonality，通用性)能够减少生产时间和成本，例如，这种共性减少了制造两个或更多个不同的工作机所需的库存部件的变化。由于使单个生产线能够生产多种类型的工作机，这种共性还降低了设立用于多种工作机的生产线的资本成本。

在某些特定实施例中，基部组件11、111、511、911、1011、1211可能以具有副底架的中心主底架的形式被提供，该副底架被设置为安装在主底架的前后两端之一者或两者处的单独的子组件(在图22、图23、图27和图34的底架中由分割该底架的竖直线示意性地示出)。在这些实施例中，一单个ECU与发动机、传动泵及主泵一起被设置在主底架中。有利的是，这些工作机之间的主底架的共性能够进一步有利于使用一个生产线以模块化方式生产多种工作机的变型或类型，且因此具有成本效益。可根据所需的功能(即推土臂、稳定器腿装置、两轮转向、四轮转向，等等)或者所需的底盘长度/整体长度而选择这种变化的附属底架。

除了如稳定器和推土器等容易互换的部件之外，或者除了不同的附属底架(以提供不同的轴距和/或整体长度)之外，挖掘机10的基部组件11、伸缩臂叉车的基部组件111以及吊车1210的基部组件1211基本上是相同的。这就意味着不具有稳定器和/或推土铲装置或主底架的基部组件可被以连续方式制造(当维持和需求的条件允许时)，并且例如从制造挖掘机到制造伸缩臂叉车、再到制造吊车的改变不需要或仅需要最少的工具更换或组件更换。

一旦底盘被制造和组装后，即能够将地面接合结构连接到底盘(或者地面接合结构可能已被组装到附属底架上)。参照图35，在步骤200，将组装后的底架提供到组装线。然后在步骤202，将地面接合结构连接到底盘。

在步骤204，依据所制造的工作机的类型，将与图1到图3中任一个附图所示的(上部结构)相似的、安装有驾驶室和工作臂的上部结构连接到底盘的回转环。然后，该上部结构能够连接到底盘，并且该上部结构可附接有驾驶室和工作臂装置，或者可在上部结构与底盘连接之后再添加如工作臂和驾驶室之类的特征。

随后在步骤206，依据所组装的工作机的类型，将稳定器装置和/或推土铲装置连接到底盘。附送的互锁装置可设置在底盘和稳定器和/或推土铲装置上，以简化底盘的连接，并且在制造时、或者以本领域中的可选的方式提供可互换性。

在一些备选实施例中，该底盘可设置成如上文所述的具有附属底架的中心主底架的形式，该附属底架安装在所述主底架的前后两端的每一端处。在该实施例中，附属底架的范围被设定为每一个均具有不同的附加装置，如推土铲、稳定器臂等等，并且因此在步骤206，将所需的附属底架安装到主底架。

如上文所描述的，在一些实施例中，上部结构将具有与其关联的ECU，而在另一些实施例中，仅在工作机的基部中提供和安置一单个ECU。图35的判定框208指示了该步骤。

如果具有与上部结构关联的ECU，则基部组件中的ECU配置成能与上部结构中的ECU通信，使得基部组件能够以与连接到其上的上部结构相适合的方式而被操作。这由方法步骤210指示。

如果并不存在与上部结构关联的ECU，则基部组件中的ECU配置成用以控制基部组件，并且在很多实施例中还控制连接到该基部组件上的上部结构、驾驶室和/或工作臂。这由方法步骤212指示。

如本领域技术人员应理解的是，所描述的方法的步骤可按另一种的顺序来执行。例如，在上部结构连接到底盘之后附接稳定器/推土器装置，并且/或者地面接合结构可在工作机的其余部分被组装之后被连接到底盘，或者例如轴可与底盘进行组装，而轮可在生产中的较晚的阶段被添加。

变型

尽管上文已经参考一个或多个优选的实施例描述了本发明，但应该理解的是，在没有背离随附权利要求书中所限定的本发明的范围的情况下，可做出多种改变或变型。

虽然本发明是在多种特定的工作机设计型式(本发明对于该设计型式而言特别有利)的背景下进行描述的，但本发明如果应用在在更多传统的工作机中如传统的轮式回转挖掘机(发动机和液压泵设置在其上部结构中)或者具有静液压传动装置的伸缩臂叉车、越野起重机等等，也可以获得本发明的某些特定的优点。另外，在其它一些实施例中，原动机可位于主底架或附属底架中，而不是侧舱中。

在一备选实施例中，主底架可具有用于轴、液压缸、以及推土铲装置和稳定器腿装置两者之一、或者牵引式液压三点联动装置的安装架。在该实施例中，主底架可配置成用以将仅一个附属的组件安装到主底架。

例如，上部结构可具有控制经由回转环传递或者直接传递到主控制阀传递的液压功能的导向控制装置，而不是利用CAN总线(来控制)。

在低速操作模式下，液压流体的压力和/或流动可被引导至高速马达和低速马达77、76，以便将动力的平衡转移到每个马达。例如工作机通过使用合适的传感器感测到一个轴上的牵引力损失，则作为响应，可将液压流分流至另一轴。

上述低速和/或高速马达可直接连接到其所驱动的每个轴，或者可以是一对高速马达分别驱动一个轴上的每个轮，而(一对)低速马达(分别驱动)第二轴上的每个轮。

在其它一些实施例中，可使用另一备选的传动装置，如传统的变速箱、换档变速箱和/或变矩器变速箱。还可使用其它备选的原动机(例如电动机)以替代内燃机或者与内燃机协同操作。

尽管在一个实施例中，阐示了由主泵提供用于导向馈给阀的液压流体，并从而为液压缸和马达提供液压流体，但在其它一些实施例中，可由充注泵和传动泵向导向馈给阀进行供给。

在其它一些实施例中，主泵、充注泵和传动泵可被平行(并列)地驱动，而不是例如经由锥形齿轮箱被接连地驱动，并且可设置一离合器机构来断开对泵的驱动(如果对特定的操作而言不需要此驱动)。

本发明还适用于履带车辆和那些具有由两个相互铰接的、用于转向的部分(它们均具有固定的车轴)形成的车身的车辆。

在这里描述的实施例中，发动机被布置成垂直于轴线B，以减小本实施例的发动机和传动装置的封装尺寸，但本发明的优点也能在这样一些备选实施例中获得：在这些备选实施例中，发动机可被布置在备选的横向位置，例如在相对于轴线B(沿顺时针方向衡量)的30°与70°角之间。

在这里描述的实施例中，发动机被布置成使得活塞的纵轴线被基本直立地定位，但在一些备选实施例中，这些活塞可以其它备选的方式定位，例如这些活塞可以呈基本上水平的取向。在另一些备选实施例中，原动机可以不是柴油机，例如该发动机可以是汽油机。

本发明的燃料箱、液压流体箱、热交换器、风扇和发动机的布置方式是有利的，因为该布置方式具有紧凑的性质，但本发明的优点也能在这样一些备选实施例中获得：在这些备选实施例中，这些部件可布置在另外的不同位置，例如燃料箱和液压流体箱可以不布置在上述多个轴之间。

可借助除非零位置之外的方式来进入与脚油门相关的重新定位模式：其可能是预定的更高设定值(例如高于1500rpm)。在另外一些实施例中，可从工作机的一个或多个工作臂的使用来感测作业操作，或者在某些情况下，如果座位被旋转为面向工作臂，而不是面向与路上驾驶相关的另一不同方向，则会进入操作者就坐位置，以便从公路模式切换到场地模式。

场地模式与公路模式之间的切换还可使其它工作机系统(诸如提供给操作者的任何显示装置上的布局图、液压功能等等)能工作或不能工作。

底盘ECU87(而非上部结构ECU86)可包括逻辑模块，用以在重新定位模式下解译脚油门91的需求信号和控制流向马达的油。

所描述的挖掘机包括挖斗和三节动臂，但在可替换的实施例中，动臂可在连接处仅被铰接到上部结构和挖斗。在另一可替换实施例中，动臂的节段或挖斗可以是可伸缩的。

工作机可使用手动液压控制器或电动液压控制器来进行操作。

在另一备选实施例中，主底架可配置成在其前端和后端各限定一凹部(例如，通过设有呈相对的C形梁形式的多个底架纵梁)。这些构件可配置成使得一子组件能够被插入到主底架中的凹部中，并且被可释放地固定到主底架。在本实施例中，该子组件可以是稳定器腿装置、推土臂装置、三点联动装置等等。在另一些备选实施例中，该子组件还可以将一驱动轴安装到主底架，其中该轴可以(或者可以不)与图26和图26中描绘的相似的方式相对于子组件固定。

在其它实施例中，配重可经由多个互补部分形成，当这些部分堆叠并固定在一起时，构成限定贯通的空气流路和安装装置的配重。

在本发明中，工作机可被认为是中型挖掘机。在其它实施例中，配重组件可适配到其它工作机，例如伸缩臂叉车、装载机或起重机。

在其它实施例中，配重上可固定有不同形式的热交换器，例如用于冷却发电机、变速箱、转向装置或液压系统的散热器。而且，配重上可固定有一个以上热交换器。

在其它实施例中，用于热交换器的安装装置可以呈不同形式，例如在管道的相对两侧上设置突台且每个突台中均设置两个螺纹孔，或者在管道的四角均设置突出表面且每个突台中均包括螺纹孔。

在本实施例中，两个轴上的轮均是可转向的(即该工作机被配置成适于四轮转向)，但在备选的实施例中，可能仅一个轴上的轮是可转向的(即该工作机被配置成适于两轮转向)。

Claims (20)

1.一种工作机，包括：

基部组件，包括地面接合结构；

底盘，连接到所述地面接合结构；

上部结构，连接到所述底盘；

工作臂，安装到所述上部结构；

连接器，将所述底盘连接到所述上部结构；以及

驱动装置，位于所述基部组件中，用于移动所述地面接合结构以在使用中推进所述工作机。

2.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述工作臂通过使用主梁装置被安装到所述上部结构，以便围绕竖向轴线相对于所述上部结构枢转；优选地，其中，所述主梁邻接所述工作机的前面。

3.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述上部结构包括车体部，所述车体部具有第一有角度的周边表面，该角度在水平面之下大于0°且小于90°，可选地为10°到80°，优选地为30°到60°。

4.根据权利要求3所述的工作机，其中，所述工作机在偏离所述上部结构的中心的位置具有驾驶室，且所述第一有角度的周边表面在所述工作机的远离所述驾驶室的一侧。

5.根据权利要求3所述的工作机，其中，所述上部结构包括第二有角度的周边表面，所述第二有角度的周边表面被定位在所述上部结构相对于所述第一有角度的上表面的相对侧，第二表面的角度在水平面之下大于0°且小于90°。

6.根据权利要求5所述的工作机，其中，所述第一有角度的周边表面和所述第二有角度的周边表面的角度不同，优选地，其中第一表面在水平面之下的角度小于第二平面在水平面之下的角度。

7.根据权利要求3所述的工作机，还包括配重，其中，所述配重形成所述第一有角度的周边表面和/或所述第二有角度的周边表面的至少一部分。

8.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述工作机具有驾驶室并具有越过所述工作机的右手后方角落的视线角，对于坐在所述驾驶室中的身高185cm的操作者而言，所述视线角为水平面之下的至少30°，更优选地为水平面之下的至少40°。

9.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述基部组件包括电子控制单元(ECU)用于控制所述驱动装置和/或所述地面接合结构。

10.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述地面接合结构包括前轴和后轴以及安装到所述前轴和所述后轴中的每一个上的至少两个轮，而且其中，所述驱动装置包括原动机和传动装置，且所述原动机的大部分被定位在与所述轮的上界限一致的水平面之下。

11.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述连接器是旋转连接器，以允许所述上部结构相对于所述底盘旋转；优选地，其中，位于所述上部结构与所述底盘之间的所述旋转连接器包括旋转接合装置，所述旋转接合装置被构造成，使电信号和/或液压流体能够被传送到所述上部结构，而不受所述上部结构相对于所述底盘的位置的影响。

12.根据权利要求1所述的工作机，包括操作员的驾驶室，所述驾驶室优选地通过旋转连接件能旋转地，安装在所述上部结构上，其中，所述上部结构能围绕第一大致直立轴线旋转且所述操作员的驾驶室能围绕第二大致直立轴线旋转。

13.根据权利要求10所述的工作机，其中，该传动装置包括：由该原动机驱动的液压泵；第一高速液压马达，其从该液压泵被供给液压流体以驱动该第一轴，使该工作机能够以相对高的速度被驱动；以及第二相对低速马达，其从该液压泵被供给液压流体，从而以相对低的速度驱动该第二轴。

14.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述底盘至少部分地由金属板材形成，以限定至少三个侧面被包围的空间，优选地，其中所述至少三个侧面的一个大体上位于所述空间的上方。

15.根据权利要求14所述的工作机，其中，所述底盘还包括位于该空间中的、用于线性致动器的第一端的安装架，使得所述线性致动器至少部分地被容置在所述空间之内，优选地，其中所述线性致动器被配置成延伸穿过所述底盘的侧面中的开口。

16.根据权利要求1所述的工作机，还包括用于连接到作业工具的联动装置，优选地，其中所述联动装置被配置成用以将所述致动器的基本上水平的运动转化成所述作业工具的基本上竖直的弓形运动。

17.根据权利要求1所述的工作机，其中，所述底盘包括主底架和至少一个附属底架。

18.根据权利要求17所述的工作机，其中，所述主底架包括：安装装置，以在所述主底架上安装上部结构；以及安装接口，以在所述主底架上安装所述附属底架。

19.根据权利要求17所述的工作机，其中，所述附属底架还包括致动器，以执行作业功能，其中，所述致动器被容置在所述附属底架之内。

20.根据权利要求17所述的工作机，其中，侧舱被安装到所述主底架，所述侧舱包括驱动装置，所述驱动装置包括原动机。