CN107020949A - 具有合流差速和分流差速锁模块的静压驱动行走系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种静压驱动行走系统，包括多组动力单元，每组动力单元均包括高压进油管路、低压回油管路、驱动元件和执行元件，还包括由电磁换向阀、与动力单元个数相等的多个逻辑阀、控制油供油回路、以及卸油口等构成的合流差速和分流差速锁模块，多个逻辑阀与多组动力单元相连接、且每个逻辑阀的两个管路连接口分别与两组动力单元的高压进油管路或低压回油管路相连接，电磁换向阀的出油口与多个逻辑阀的控制口相连接，电磁阀的排油口与卸油口相连接。本申请实现车辆在正常行驶条件下多组动力单元的相应油路合流、以及车辆在通过打滑区域时多组动力单元的相应油路分流，满足车辆在正常行驶车辆按需差速、通过打滑区域时对差速锁定控制的不同要求。

Description

具有合流差速和分流差速锁模块的静压驱动行走系统

技术领域

本发明涉及一种静压驱动行走系统的控制技术，特别是涉及一种具有合流差速和分流差速锁模块的静压驱动行走系统。

背景技术

目前，行走移动设备必然存在着差速控制的问题，即行走移动设备在行走过程中，设备直线行驶、设备转弯行驶、及设备通过打滑区域的行驶控制问题。同时，行走移动设备的驱动方式目前主要有两种：机械传动驱动和静压驱动。对于机械传动驱动车辆的差速控制问题，一般是在驱动车桥的内部设置差速器，同时安装差速锁结构，从而满足上述相关的实际行驶要求。对于静压驱动车辆，车辆的行驶差速直接通过液压系统自动适应，同时使用转速传感器检测各驱动马达的转速，再通过PLC控制器控制驱动马达的转速，从而满足上述相关的实际行驶要求：当车辆直行时，左右两侧的车轮的转速保持一致；当车辆转弯时，位于外侧的车轮的转速要大于位于内侧的车轮的转速；当车辆通过打滑区域、轮胎发生打滑时，则转速传感器检测到打滑车轮的转速过高，PLC控制器控制该打滑车轮的驱动马达的斜盘摆角归零，实现车辆通过打滑区域。但是，这种液压系统自动适应的差速控制系统仍然存在控制复杂、成本高的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种具有合流差速和分流差速锁模块的静压驱动行走系统，其控制简单且准确，满足车辆直行、转弯、通过打滑区域的行驶要求。

为实现上述目的，本发明提供一种具有合流差速和分流差速锁模块的静压驱动行走系统，包括多组动力单元，每组动力单元均包括高压进油管路、低压回油管路、驱动元件和执行元件，还包括合流差速和分流差速锁模块，所述合流差速和分流差速锁模块包括电磁换向阀、与动力单元个数相等的多个逻辑阀、控制油供油回路、以及卸油口，多个逻辑阀与多组动力单元相连接、且每个逻辑阀的两个管路连接口分别与每组动力单元的高压进油管路或低压回油管路相连接，所述控制油供油回路用于将多组动力单元的高压进油管路和低压回油管路与电磁换向阀的进油口接通，电磁换向阀的出油口同时与多个逻辑阀的控制口相连接，电磁阀的排油口与所述卸油口相连接；当车辆正常行驶时，所述电磁换向阀断电，电磁换向阀的进油口与出油口断开、出油口与排油口接通，多个逻辑阀都开启，多组动力单元的高压进油管路和低压回油管路分别合流；当车辆通过打滑区域时，所述电磁换向阀通电，电磁换向阀的进油口与出油口接通、出油口与排油口断开，多个逻辑阀都关闭，多组动力单元的高压进油管路和低压回油管路分别分流。

上述静压驱动行走系统，通过合流差速和分流差速锁模块实现车辆在正常行驶条件下多组动力单元的相应油路合流、以及车辆在通过打滑区域时多组动力单元的相应油路分流，进而满足车辆在正常直线行驶、正常转弯自动差速行驶、通过打滑区域时对差速锁定控制的不同要求，其控制简单且准确，保证车辆行驶的安全性。

优选地，所述动力单元为二组，所述逻辑阀为两个，所述电磁换向阀为一个。

进一步地，所述控制油供油回路包括第一梭阀、第二梭阀和第三梭阀，所述第一梭阀的两个输入口分别与一组动力单元的高压进油管路和低压回油管路相连接，第二梭阀的两个输入口分别与另一组动力单元的高压进油管路和低压回油管路相连接，第三梭阀的两个输入口分别与第一梭阀的输出口和第二梭阀的输出口相连接，第三梭阀的输出口与所述电磁换向阀的进油口相连接。因此，当车辆通过打滑区域时，两组动力单元的两条高压进油管路和两条低压回油管路中，总有一条管路中的高压油会进入到电磁换向阀的进油口，可以实现两个逻辑阀的控制油压升高，从而顺利关闭两个逻辑阀，顺利实现两组动力单元的相应油路分流。

进一步地，还包括与动力单元个数相等的多个球阀，多个球阀与多组动力单元一一对应连接、且每个球阀的进口和出口分别与一组动力单元的高压进油管路和低压回油管路相连接。当车辆故障被牵引时，每组动力单元的高压进油管路和低压回油管路可通过安装在该组动力单元中的球阀相连通，进而实现该组动力单元中高压进油管路和低压回油管路的直接连通，降低车辆液压阻力，从而实现车辆在故障状态下被顺利牵引。

优选地，还包括与动力单元个数相等的多个压力变送器，用于分别检测相应动力单元的油压，为车辆故障检测与判断提供有力的数据支持。

上述实施例中，所述驱动元件为驱动泵，所述执行元件为包括至少一个液压马达的驱动马达组。

作为上述技术方案的进一步优选，所述车辆的驾驶室内设有控制开关，便于驾驶员按照需要来控制电磁换向阀的通电或断电。

作为上述技术方案的进一步优选，所述合流差速和分流差速锁模块为一组合集成单元，该组合集成单元整体连接入静压驱动行走系统中，从而可减少单个阀件及相关复杂管路的连接，减少合流差速和分流差速锁模块的安装占用空间，使其结构更加紧凑；同时，由于外部接口的较少，故相应地减少了泄漏点，便于检修和维护。

如上所述，本发明涉及的具有合流差速和分流差速锁模块的静压驱动行走系统，具有以下有益效果：

本申请通过设置合流差速和分流差速锁模块来实现车辆在正常行驶条件下多组动力单元的相应油路合流、以及车辆在通过打滑区域时多组动力单元的相应油路分流，进而满足车辆在正常直线行驶、正常转弯自动差速行驶、通过打滑区域时对差速锁定控制的不同要求，其控制简单且准确，保证车辆行驶的安全性。另外，当某一组动力单元出现故障时，通过接通电磁换向阀，隔离出现故障的动力单元，依靠其余一组或几组未出现故障的动力单元的驱动能力，实现车辆临时移动的目的。

附图说明

图1为本申请中静压驱动行走系统的一实施例。

图2为本申请中合流差速和分流差速锁模块在车辆正常行驶时的状态图。

图3为本申请中合流差速和分流差速锁模块在车辆通过打滑区域时的状态图。

图4为本申请中逻辑阀的结构示意图。

图5为本申请中梭阀的结构示意图。

元件标号说明

100 合流差速和分流差速锁模块

1 电磁换向阀

11 进油口

12 出油口

13 排油口

21 第一逻辑阀

22 第二逻辑阀

23 管路连接口

24 控制口

31 第一梭阀

32 第二梭阀

33 第三梭阀

34 输入口

35 输出口

41 第一压力变送器

42 第二压力变送器

51 第一球阀

52 第二球阀

6 卸油口

7 驱动泵

8 液压马达

91 第一高压进油管路

92 第一低压回油管路

93 第二高压进油管路

94 第二低压回油管路

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

本申请提供一种静压驱动行走系统，如图1所示，包括至少两组动力单元，每组动力单元均包括高压进油管路、低压回油管路、驱动元件和执行元件，所述驱动元件为驱动泵7，所述执行元件为包括至少一个液压马达8的驱动马达组。每组动力单元中，驱动泵7的出油口与高压进油管路的一端A1相连接，高压进油管路的另一端A2与多个液压马达8的进油口相连接，多个液压马达8的回油口与低压回油管路的一端B2相连接，低压回油管路的另一端B1与驱动泵7的回油口相连接。液压马达8用于驱动车轮，实现对车辆的静压驱动。

为满足车辆在正常直线行驶和正常转弯行驶时对差速的行驶要求、以及车辆在通过打滑区域时对差速锁的行驶要求，在上述静压驱动行走系统中设置合流差速和分流差速锁模块100。如图1至图3所示，所述合流差速和分流差速锁模块100包括二位三通的电磁换向阀1、与动力单元个数相等的多个逻辑阀、由多个梭阀构成的控制油供油回路、以及卸油口6，控制油供油回路用于向电磁换向阀1提供压力油，电磁换向阀1的开闭直接控制多个逻辑阀的开启和关闭，进而实现静压行驶驱动回路的合流和分流，以满足车辆在正常直线行驶和正常转弯行驶时对差速的行驶要求、以及车辆在通过打滑区域时对差速锁定控制的行驶要求。

本申请中，所述二位三通的电磁换向阀1、逻辑阀、以及梭阀的结构均属于现有技术，此处不再详细叙述。简单说，二位三通的电磁换向阀1设有进油口11、出油口12和排油口13，当电磁换向阀1断电时，则电磁换向阀1的进油口11与出油口12断开、出油口12与排油口13接通；当电磁换向阀1通电时，则电磁换向阀1的进油口11与出油口12接通、出油口12与排油口13断开。逻辑阀又称为锥阀，从工作原理看，相当于液控单向阀，如图4所示，包括两个管路连接口23和一个用于控制两个管路连接口23通断的控制口24，当控制口24处控制油压为零时，则逻辑阀为开启的状态，两个管路连接口23接通；当控制口24处控制油压升高到一定值时，则逻辑阀为关闭的状态，两个管路连接口23断开。如图5所示，梭阀包括两个不相连通的输入口34和一个输出口35，两个输入口34之间不连通、但可分别与输出口35接通。

为了更加清楚地描述本申请，以下举例一个具体实施例，该实施例中有两组动力单元，分别为第一动力单元和第二动力单元，如图1所示，每组动力单元的驱动马达组均包括两个液压马达8，相应地，逻辑阀为两个，分别为第一逻辑阀21和第二逻辑阀22，电磁换向阀1为一个。如图1所述，第一逻辑阀21的两个管路连接口23分别与第一动力单元的第一低压回油管路92和第二动力单元的第二低压回油管路94相连接，第二逻辑阀22的两个管路连接口23分别与第一动力单元的第一高压进油管路91和第二动力单元的第二高压进油管路93相连接，第一逻辑阀21的控制口24和第二逻辑阀22的控制口24都与电磁换向阀1的出油口12相连接，电磁阀的排油口13与合流差速和分流差速锁模块100的卸油口6相连接，所述控制油供油回路用于将第一动力单元的第一高压进油管路91和第一低压回油管路92、以及第二动力单元的第二高压进油管路93和第二低压回油管路94与电磁换向阀1的进油口11接通。

当车辆正常直线行驶或车辆正常转弯行驶时，所述电磁换向阀1断电，如图2所示，则电磁换向阀1的进油口11与出油口12断开、出油口12与排油口13接通，因此，第一逻辑阀21的控制口24和第二逻辑阀22的控制口24处的控制油压均为零，故第一逻辑阀21和第二逻辑阀22都开启，则第一低压回油管路92和第二低压回油管路94通过第一逻辑阀21合流，第一高压进油管路91和第二高压进油管路93通过第二逻辑阀22合流，以实现两组动力单元中各自驱动泵7的高压进油管路和低压回油管路分别合流，同时驱动所有连接的四个液压马达8，通过液压系统的自动适应功能，满足车辆正常直线行驶或车辆正常转弯行驶时差速行驶的要求。

当车辆通过打滑区域时，由于打滑区域的阻力较小，因此，通过打滑区域的相应车轮的转速增加，从而导致驱动的车轮将无法获得足够的动力，若两组动力单元仍然为合流状态，则车辆将无法继续行驶。此时，为了让车辆顺利通过打滑区域，控制所述电磁换向阀1通电，如图3所示，则电磁换向阀1的进油口11与出油口12接通、出油口12与排油口13断开，因此，第一高压进油管路91、第一低压回油管路92、第二高压进油管路93、第二低压回油管路94中的一路高压油经控制油供油回路进入电磁换向阀1的进油口11，从而使得第一逻辑阀21的控制口24和第二逻辑阀22的控制口24处的控制油压升高，第一逻辑阀21和第二逻辑阀22都关闭，因此，第一低压回油管路92和第二低压回油管路94断开、第一高压进油管路91和第二高压进油管路93断开，以实现两组动力单元的高压进油管路和低压回油管路分别分流，实现差速锁控制。因此，通过隔离打滑的车轮组，两组动力单元中，至少有一组动力单元的驱动泵7能够驱动该组动力单元中的驱动马达组，如第一动力单元中的驱动马达组所驱动的车轮打滑，则第二动力单元中的驱动马达组仍然具有足够的动力让车辆通过打滑区域。当车辆通过打滑区域后，电磁换向阀1断电，车辆按照正常行驶方式行驶，同时，第一逻辑阀21的控制口24和第二逻辑阀22的控制口24处的高压油经电磁换向阀1的排油口13排出至卸油口6，从而保证静压驱动行走系统正常行驶的稳定性。

进一步地，上述实施例中，如图2和图3所示，所述控制油供油回路由三个梭阀构成，分别为：第一梭阀31、第二梭阀32和第三梭阀33，所述第一梭阀31的两个输入口34分别与第一动力单元的第一高压进油管路91和第一低压回油管路92相连接，第二梭阀32的两个输入口34分别与第二动力单元的第二高压进油管路93和第二低压回油管路94相连接，第三梭阀33的两个输入口34分别与第一梭阀31的输出口35和第二梭阀32的输出口35相连接，第三梭阀33的输出口35与所述电磁换向阀1的进油口11相连接。因此，当车辆通过打滑区域时，第一进油管路91、第一回油管路92、第二进油管路93、第二回油管路94中的高压油能够按需进入电磁换向阀1中，用于驱动第一逻辑阀21和第二逻辑阀22关闭。

进一步地，如图2和图3所示，还包括两个球阀，分别为第一球阀51和第二球阀52，第一球阀51的进口与第一高压进油管路91相连接、出口与第一低压回油管路92相连接，第二球阀52的进口与第二高压进油管路93相连接、出口与第二低压回油管路94相连接。因此，当车辆故障被牵引时，同时接通第一球阀51和第二球阀52，第一动力单元的第一高压进油管路91和第一低压回油管路92处于连通状态，第二动力单元的第二高压进油管路93和第二低压回油管路94处于连通状态，因此，能够实现多个液压马达8的进油口和回油口的连通，从而实现车辆故障状态下无液压阻力被牵引，减少牵引力，同时还防止驱动管路及相应元件的损坏。

优选地，还包括两个压力变送器，分别为第一压力变送器41和第二压力变送器42，第一压力变送器41通过输油管连接至第一梭阀31的输出口，用于检测第一动力单元的油压；第二压力变送器42通过输油管连接至第二梭阀32的输出口，用于检测第二动力单元的油压，从而为静压驱动行走系统的故障检测与判断提供有力的数据支持，还可以给驾驶员是否需要接通或切断电磁换向阀提供判断依据。

本实施例中，所述车辆的驾驶室内设有控制开关，用于控制电磁换向阀1的通电或断电，便于驾驶员按照需要进行操作和控制。由电磁换向阀1、两个逻辑阀、三个梭阀构成的合流差速和分流差速锁模块100为一组合集成单元，从而减少了单个阀件及相关复杂管路的连接，减少其安装所需占用的空间，且结构紧凑。同时，还便于该组合集成单元整体连接入静压驱动行走系统中，且由于其外部接口少，故降低了整个模块的泄漏点，便于其检修及维护。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种具有合流差速和分流差速锁模块的静压驱动行走系统，包括多组动力单元，每组动力单元均包括高压进油管路、低压回油管路、驱动元件和执行元件，其特征在于：还包括合流差速和分流差速锁模块，所述合流差速和分流差速锁模块包括电磁换向阀、与动力单元个数相等的多个逻辑阀、控制油供油回路、以及卸油口，多个逻辑阀与多组动力单元相连接、且每个逻辑阀的两个管路连接口分别与每组动力单元的高压进油管路或低压回油管路相连接，所述控制油供油回路用于将多组动力单元的高压进油管路和低压回油管路与电磁换向阀的进油口接通，电磁换向阀的出油口同时与多个逻辑阀的控制口相连接，电磁阀的排油口与所述卸油口相连接；

当车辆正常行驶时，所述电磁换向阀断电，电磁换向阀的进油口与出油口断开、出油口与排油口接通，多个逻辑阀都开启，多组动力单元的高压进油管路和低压回油管路分别合流；

当车辆通过打滑区域时，所述电磁换向阀通电，电磁换向阀的进油口与出油口接通、出油口与排油口断开，多个逻辑阀都关闭，多组动力单元的高压进油管路和低压回油管路分别分流。

2.根据权利要求1所述的静压驱动行走系统，其特征在于：所述动力单元为二组，所述逻辑阀为两个，所述电磁换向阀为一个。

3.根据权利要求2所述的静压驱动行走系统，其特征在于：所述控制油供油回路包括第一梭阀、第二梭阀和第三梭阀，所述第一梭阀的两个输入口分别与一组动力单元的高压进油管路和低压回油管路相连接，第二梭阀的两个输入口分别与另一组动力单元的高压进油管路和低压回油管路相连接，第三梭阀的两个输入口分别与第一梭阀的输出口和第二梭阀的输出口相连接，第三梭阀的输出口与所述电磁换向阀的进油口相连接。

4.根据权利要求1所述的静压驱动行走系统，其特征在于：还包括与动力单元个数相等的多个球阀，多个球阀与多组动力单元一一对应连接、且每个球阀的进口和出口分别与一组动力单元的高压进油管路和低压回油管路相连接。

5.根据权利要求1所述的静压驱动行走系统，其特征在于：还包括与动力单元个数相等的多个压力变送器，用于分别检测多组动力单元的油压。

6.根据权利要求1所述的静压驱动行走系统，其特征在于：所述驱动元件为驱动泵，所述执行元件为包括至少一个液压马达的驱动马达组。

7.根据权利要求1所述的静压驱动行走系统，其特征在于：所述车辆的驾驶室内设有控制开关，用于控制电磁换向阀的通电或断电。

8.根据权利要求1-7任一项所述的静压驱动行走系统，其特征在于：所述合流差速和分流差速锁模块为一组合集成单元，该组合集成单元整体连接入静压驱动行走系统中。