CN1070975C - 用于液压挖掘机的自动行进速度控制装置 - Google Patents

Abstract

用于液压挖掘机的一种自动行进速度控制装置，包括：压强检测器，用于检测变量活塞泵的出口处的工作液体的压强，以产生一个压强信号；位置检测器，用于检测方向控制阀的当前位置，以产生一个位置信号；以及，一个电子控制器，它响应于该压强信号和位置信号，用于判定检测的压强是否大于预定的基准值且检测的位置是否不是中间位置。该电子控制器适于在判定的结果为肯定时向一个电磁阀提供激活信号。

Description

用于液压挖掘机的自动行进速度控制装置

本发明涉及用于移动建筑设备的液压控制系统，且更具体地说，是涉及一种用于液压挖掘机的自动行进速度控制装置；该液压挖掘机能够根据在一个变量活塞泵的出口处的流体压强，以自动的方式改变液压行进马达的速度。

传统的液压挖掘机包括：一个运动底盘、一个安装在该底盘上的上摆动架，用于改变在一个水平平面中的运动；一个被保持在上摆动架的前面的吊杆，用于在有限的范围内进行纵向角运动；以及，一个借助连接臂并通过枢轴安装在吊杆的远端上的吊斗。底盘向前和向后的运动，是借助液压行进马达来实现的。上摆动框架能够借助液压摆动马达而沿着顺时针或逆时针的方向摆动，从而使吊杆响应于一个液压吊杆筒的伸出或缩回而在纵向平面中作枢轴运动。行进马达、摆动马达、吊杆筒和吊斗筒的致动，可以采用液压控制系统，而受到适当的控制，以使挖掘机能够进行诸如行进、挖土、挖掘等等的工作。

众所周知，液压行进马达的转动方向和速度，可以借助一个行进速度控制装置而得到控制一该行进速度控制装置由用于液压挖掘机的液压控制系统的一部分构成。具体地说，经过一个行进马达的一个第一致动端口将工作液体引入其中，造成了行进马达的向前转动，而通过一个第二致动端口的引入，则造成了它的相反转动。该行进马达带有一个旋转斜板，其倾斜角可以借助一个伺服筒而得到调节。将一部分工作液体提供到伺服缸的一个第一腔中，使旋转斜板的倾斜角增大，从而使行进马达能够转得更快。相反，如果使工作液体流入到伺服缸的一个第二腔中，旋转斜板的倾斜角将减小，使得行进马达的转速减小但力矩增大。

就本发明人所知，图1所示的行进速度控制装置已经被广泛地应用于液压挖掘机领域。从图1可见，先有技术的行进速度控制装置包括受到一个发动机12的驱动以排放工作液体的变量活塞泵10和用于产生控制液体的辅助泵14。一个方向控制阀16起着控制工作液体的流动方向的作用，该工作液体将被提供到液压行进马达18。行进马达18带有旋转斜板18a，后者的倾斜角由伺服缸20调节，而伺服缸20又接收来自变量活塞泵10的工作液体。倾斜角越大，行进马达18转动得越快，反之亦然。伺服缸20的运动，以这样的方式受到倾斜角控制阀22的控制，即当后者处于图1所示的一个第一位置时，伺服缸20向旋转斜板18a移动，从而减小其倾斜角。在倾斜角控制阀22关断以处于第二位置时，则伺服缸20缩回，以增大倾斜角。一个电磁阀24和一个按钮开关26，被用来在第一和第二位置之间切换倾斜角控制阀22。按下按钮开关26，将使电磁阀24受到激励，从而使控制液体能够从辅助泵14被送进到倾斜角控制阀22，从而使后者处于第二位置，以增大旋转斜板18a的倾斜角，并因而增大行进马达18的转速。对电磁阀24的去激励，将通过释放按钮开关26而得到实现。

借助上述的先有技术行进速度控制装置，操作者每次改变挖掘机的行进速度时，都需要按下或释放按钮开关。换言之，按钮开关应该被按下以使行进马达18转动得更快，且当要使行进马达的速度减小时(例如当需要较大的力矩以爬坡时，或者通过处于行进道路上的障碍物时)，按钮开关需要被释放。按钮开关26的频繁按下和释放，将使挖掘机驾驶员感觉不方便，而且是非常艰难的。

因此，本发明的主要目的，是提供一种用于挖掘机的自动行进速度控制装置，它能够根据在挖掘机的行进过程中加在其上的外部负载，以自动的方式来改变挖掘机的行进速度。

考虑到这种目的，本发明提供了一种用于液压挖掘机的自动行进速度控制装置，它包括：变量活塞泵，用于产生加压工作液体；辅助泵，它适合于产生控制液体；液压行进马达，它能够在工作液体的驱动下转动，以产生挖掘机驱动力，该行进马达具有一个旋转斜板、一个第一致动端口和一个第二致动端口；设置在变量活塞泵与行进马达之间的第一方向控制阀，该第一阀能够从一个中间位置移动到第一和第二操作位置，以使变量活塞泵与行进马达的第一和第二致动端口之一相连通；一个伺服缸，它与旋转斜板相连，以相对于其伸出和缩回，该伺服缸具有用于引入工作液体的第一和第二腔；设置在变量活塞泵与伺服缸之间的第二方向控制阀，该第二阀具有使工作液体能够进入伺服缸的第一腔的第一位置和使工作液体能够进入第二腔的第二位置；能够在一个被动位置与一个主动位置之间移动的电磁阀，在该被动位置控制液体不能被提供到第二方向控制阀，而在该主动位置控制液体被引向第二方向控制阀以使其进入第二位置；以及，用于检测工作液体的压强的装置和用于检测第一方向控制阀的位置的装置，以及响应于上述检测装置的激励装置，当工作液体的压强超过了预定的基准值且第一方向控制阀处于第一和第二操作位置之一时，对电磁阀进行激励以减小旋转斜板的倾斜角和行进马达的转速。

从以下结合附图对最佳实施例的详细描述，本发明的上述和其他目的、特征和优点，将变得显而易见。

图1是现有技术的液压挖掘机行进速度控制装置的流体压强管线图；

图2显示了本发明的自动行进速度控制装置，它以完全自动的方式提高和降低行进速度。

现在参见图2，其中所示的用于液压挖掘机的自动行进速度控制装置，包括用于产生加压工作液体的变量活塞泵30和用于产生控制液体的辅助泵32，这两个泵都受到发动机34的转动驱动。应该理解的是，变量活塞泵30产生的工作液体的压强，随着加在挖掘机上的外部负载的大小而改变。由于用于以负载相关的方式来调节变量活塞泵30的工作液体压强即液体排放量的装置，是本领域的技术人员所熟知的，因此在此为了简单起见，将不显示和给出这种压强调节装置(例如负载检测阀)。

一个液压行进马达36，有选择地经过一个主供应管线38而与变量活塞泵30、向前转动管线40和向后转动管线42相联，从而使其能够沿着向前或向后的方向受到工作液体的转动驱动，从而使挖掘机移动。液压行进马达36带有旋转斜板36a-其倾斜角是可调节的、与向前转动管线40相耦合的第一致动端口36b和与向后转动管线42相连的第二致动端口36c。

在变量活塞泵30与液压行进马达36之间，以可移动的方式，设置有一个第一方向控制阀44，其位置能够由挖掘机的操作者或驾驶者手动地移动。第一方向控制阀44有三个位置，即：图1中所示的中间位置，在此变量活塞泵30与行进马达36断开，而工作液体被排放到一个液体罐46；一个第一操作位置，在此变量活塞泵30与行进马达36的第一致动端口36b相连通；以及，一个第二操作位置，在此变量活塞泵30与行进马达36的第二致动端口36c相连通。

一个伺服缸48与行进马达36的旋转斜板36a相连，并具有第一和第二腔48a、48b-其每一个都适合于经过一个第一控制管线50或一个第二控制管线52来接收工作液体。在工作液体被引入第一腔48a的情况下，伺服缸48缩回而离开行进马达36的旋转斜板36a，从而增大旋转斜板36a的倾斜角，从而使行进马达36能够以较小的力矩快速转动。相反地，如果工作液体被允许进入第二腔48b，则伺服缸48将伸向行进马达36的旋转斜板36a，从而使旋转斜板36a的倾斜角减小，从而使行进马达36以较大的力矩和较小的转速转动。一对节流孔54、56，用于阻滞工作液体至伺服缸48的第一和第二腔48a、48b的引入和从后者的排放，以避免伺服缸48的突然或不利的移动。

伺服缸48的缩回和伸出，可以采用位于变量活塞泵30与伺服缸48之间的第二方向控制阀58，来进行控制。即，第二方向控制阀58保持在图2所示的第一位置，从而使工作液体进入伺服缸48的第一腔48a，使得旋转斜板36a的倾斜角增大。当辅助泵32产生的控制液体将压强加在第二方向控制阀58的一端上时，后者移向一个第二位置，而在该第二位置伺服缸48的第二腔48b与变量活塞泵30相连通，使旋转斜板36a的倾斜角减小，从而减小行进马达36的转速。

采用了一个电磁阀60来控制第二方向控制阀58的位置。电磁阀60位于辅助泵32与第二方向控制阀58之间，并具有一个被动的去激励位置和一个主动的激励位置；在该被动去激励位置，控制液体被排放到液体罐46，而不被送到第二方向控制阀58；而在该主动激励位置，控制液体经过一个上游引导管线62和一个下游引导管线64而被提供到第二方向控制阀58，以将第二方向控制阀58移到第二位置。

电磁阀60的位置，由一个电子控制器66控制，而后者保持与一个压强检测器68和一个位置检测器70的电连接。压强检测器68用来检测主供应管线38中-即在变量活塞泵30的出口处-的工作液体的压强，以将一个压强信号送到电子控制器66。类似地，位置检测器70被用来检测第一方向控制阀44的当前位置，以把一个位置信号提供给电子控制器66。

应该注意到，辅助泵32可以有选择地经过一个分流管线72而与液体罐46相连通，而分流管线72通过第一方向控制阀44。当第一方向控制阀44处于第一和第二操作位置之一时，分流管线72被关断，且当第一方向控制阀44处于中间位置时，分流管线72被打开。作为分流管线72被关断的结果，分流管线72中的引导压强上升到一个排放压强以上，响应于此，位置检测器70将产生一个位置信号，而该位置信号表示第一方向控制阀44处于第一和第二操作位置中的一个，即挖掘机正在向前或向后行进。

响应于该压强信号和位置信号，电子控制器66将判定检测压强是否大于预定的基准值且检测的位置是否不在中间位置。如果判定的结果是肯定的，则电子控制器66将向电磁阀60提供一个激活信号，以使其受到激励而处于主动位置。其结果，第二方向控制阀58被移到第二位置，从而使伺服缸48能够伸出，以减小旋转斜板36a的倾斜角，从而减小行进马达36的转速。其结果是，行进马达36以较小的速度和较大的力矩向前或向后转动，这有助于挖掘机爬坡并越过其前面的障碍物。如果判定的结果是否定的，特别是在检测到的压强低于预定的基准值时，电子控制器66去除对电磁阀60的激励，以增大行进马达36的转速，从而使挖掘机能够以更快的速度行进。

所希望的，是将一个模式选择开关74加到电子控制器66上，以使驾驶者能够选择一个手动速度移动模式或一个自动速度移动模式。当按下模式选择开关74时，使得能够在挖掘机的整个工作过程中执行该自动速度移动模式，且当释放模式选择开关74时，能够将自动速度移动模式变换到手动模式。

虽然已经结合最佳实施例对本发明进行了描述，但对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在不脱离如权利要求书限定的本发明的精神和范围的前提下，可以进行许多改变和修正。

Claims (6)

1．用于液压挖掘机的自动行进速度控制装置，包括：

变量活塞泵，用于产生加压工作液体；

辅助泵，用于产生控制液体；

液压行进马达，它受到该工作液体的驱动以产生一个挖掘机驱动力，该行进马达具有一个旋转斜板、一个第一致动端口和一个第二致动端口；

位于变量活塞泵与行进马达之间的一个第一方向控制阀，该第一阀能够从一个中间位置移到第一和第二操作位置，以使变量活塞泵与行进马达的第一和第二致动端口中的一个相连通；

伺服缸，它与旋转斜板相连，用于相对于旋转斜板伸出和缩回，该伺服缸具有用于引入工作液体的第一和第二腔；

位于变量活塞泵与伺服缸之间的第二方向控制阀，该第二阀具有一个第一位置和一个第二位置，该第一位置使得工作液体能够进入伺服缸的第一腔，且该第二位置使该工作液体能够进入第二腔；

能够在一个被动位置与一个主动位置之间移动的电磁阀，该被动位置禁止控制液体被提供到第二方向控制阀，且该主动位置使控制液体流向第二方向控制阀以使后者处于第二位置；

用于检测工作液体的压强的装置和用于检测第一方向控制阀的位置的装置；

响应于上述检测装置的激励装置，用于当工作液体压强超过了预定的基准值且第一方向控制阀处于第一和第二操作位置中的一个时，激励电磁阀以减小旋转斜板的倾斜角和行进马达的转速。

2．根据权利要求1的用于液压挖掘机的自动行进速度控制装置，其中检测装置包括一个压强检测器和一个位置检测器，该压强检测器用于检测变量活塞泵的出口处的工作液体压强以产生一个压强信号，而该位置检测器用于检测第一方向控制阀的当前位置以产生一个位置信号。

3．根据权利要求2的用于液压挖掘机的自动行进速度控制装置，其中激励装置包括一个电子控制器，该电子控制器响应于压强信号和位置信号，以判定检测的压强是否大于预定的基准值且检测的位置是否不是中间位置，并用于在判定结果为肯定的时向电磁阀提供一个激活信号以使其受到激励。

4．根据权利要求3的用于液压挖掘机的自动行进速度控制装置，其中辅助泵经过一个通过第一方向控制阀的分流管线而与一个液体罐相连通，且其中该分流管线当第一方向控制阀处于第一和第二操作位置中的一个时被关断。

5．根据权利要求4的用于液压挖掘机的自动行进速度控制装置，其中位置检测器与该分流管线相连，以当分流管线中的控制液体的压强被保持在一个排放压强以上时，产生一个位置信号-该位置信号表示第一方向控制阀处于第一和第二操作位置中的一个。

6．根据权利要求1至5中任一权利要求的用于液压挖掘机的自动行进速度控制装置，进一步包括一个模式选择开关，当该模式选择开关被按下时能够执行一个自动行进速度改变模式，且当模式选择开关被释放时，自动行进速度改变模式被变换到手动改变模式。

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