CN108018896A - 挖掘机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括利用液压泵所生成的工作油动作的动臂缸和摆动电机挖掘机，本发明的实施例的挖掘机包括：动臂操作部，其产生用于使所述动臂缸动作的先导信号；摆动操作部，其产生用于使所述摆动电机动作的先导信号；主控阀，其包括调节供应至所述摆动电机的工作油的摆动阀芯和摆动阀芯帽，该摆动阀芯帽分别连接至所述摆动阀芯的两端，并接受所述摆动操作部传递的先导信号来使所述摆动阀芯在行程移动；以及装车模式选择阀，其将所述动臂操作部的先导信号选择性地传递至所述摆动阀芯帽来部分地抵消所述摆动操作部的先导信号对所述摆动阀芯产生的影响，从而选择性地限制所述摆动阀芯的最大行程来调节供应至所述摆动电机的工作油。

Description

挖掘机
技术领域
本发明涉及一种挖掘机，尤其涉及一种具有动臂和上部回转体的挖掘机。
背景技术
通常，挖掘机作为在土木、建筑，工程现场进行挖土的挖掘作业、搬运沙土的装载作业、将建筑物解体的破碎作业、整理底面的停止作业等作业的工程机械，由起装备的移动作用的行走体、搭载于行走体且360度旋转的上部回转体以及作业装置构成。
此外，挖掘机包括：用于行走的行走电机、用于上部回转体摆动(swing)的摆动电机以及用于作业装置的动臂缸、斗杆缸、铲斗缸以及可选缸等驱动装置。另外，这些驱动装置由从液压泵供应的工作油驱动。
此外，挖掘机具有包括用于控制前述各种驱动装置的控制杆、操作杆或脚踏板等的操作部。
然而，当挖掘机执行搬运沙土的装载作业，即当执行向搬运车辆的装车作业时，多数情况下持续执行单纯的反复作业。尤其，上部回转体以90度以下的角度范围摆动(swing)来为装车反复使动使臂上升至最大高度再下降的作业的情况较多。当执行这种作业时，相较于上部回转体的旋转速度，动臂上升速度需要更快，不仅使得作业者操作操作部来反复执行使上部回转体的旋转速度缓慢的同时快速操作动臂上升的过程不方便，还成为加重作业者的疲劳度的原因。
发明内容
技术课题
本发明的实施例提供一种能够容易控制装车作业的执行的挖掘机。
解决课题的方案
根据本发明的实施例，一种挖掘机，包括利用液压泵所生成的工作油动作的动臂缸和摆动电机，其包括：动臂操作部，其产生用于使所述动臂缸动作的先导信号；摆动操作部，其产生用于使所述摆动电机动作的先导信号；主控阀，其包括调节供应至所述摆动电机的工作油的摆动阀芯和摆动阀芯帽，该摆动阀芯帽分别连接于所述摆动阀芯的两端，并接受所述摆动操作部传递的先导信号来使所述摆动阀芯在行程(stroke)移动；以及装车模式选择阀，其将所述动臂操作部的先导信号选择性地传递至所述摆动阀芯帽来部分地抵消所述摆动操作部的先导信号对所述摆动阀芯产生的影响，从而选择性地限制所述摆动阀芯的最大行程来调节供应至所述摆动电机的工作油。
若所述装车模式选择阀被打开(on)，则可以随着所述动臂操作部的先导信号传递至所述摆动阀芯帽限制所述摆动阀芯的移动，从而所述摆动阀芯减少供应至所述摆动电机的工作油的油量。
此外，若所述装车模式选择阀被打开(on)，则可以在动臂通过所述动臂缸到达最高高度的期间，所述摆动电机使上部回转体以90度以下旋转。
所述挖掘机还可以包括：单向阀，其设置于连接所述装车模式选择阀和所述摆动阀芯帽的路径上，并限制为使在所述动臂操作部产生的先导信号仅向所述摆动阀芯帽方向移动。
所述挖掘机还可以包括：装车模式选择开关，其用于操作所述装车模式选择阀。
所述摆动阀芯帽可以包括：第一区域，其接收所述摆动操作部的先导信号；第二区域，其接收所述动臂操作部的先导信号；以及活塞，其能够往复运动地设置于所述第一区域与所述第二区域之间，并可变地调节所述第一区域和所述第二区域的大小。
若所述活塞移动使得所述第一区域的大小增大，则所述摆动阀芯的最大行程可以增加，且若所述第二区域的大小增大，则所述摆动阀芯的最大行程可以减小。
所述摆动阀芯帽还可以包括限制所述活塞的移动来防止所述第一区域减小至已设定的大小以下的第一限位器和限制所述活塞的移动来防止所述第二区域减小至已设定的大小以下的第二限位器中的一个以上。
所述摆动阀芯帽还可以包括弹性部件，其设置于所述第一区域内，并向所述第一区域增大的方向对所述活塞弹性加压。
所述装车模式选择阀可以内置有第一孔口和直径大于所述第一孔口的第二孔口。另外，若所述动臂操作部的先导信号通过所述装车模式选择阀的所述第一孔口传递至所述摆动阀芯帽，则所述挖掘机可以以第一装车模式动作，若所述动臂操作部的先导信号通过所述装车模式选择阀的所述第二孔口传递至所述摆动阀芯帽，则所述挖掘机可以以第二装车模式动作。
在所述挖掘机，可以在所述第一装车模式下，在动臂通过所述动臂缸到达最高高度的期间，所述摆动电机使上部回转体以90度以下旋转；可以在所述第二装车模式下，在动臂通过所述动臂缸达到最高高度的期间，所述摆动电机使上部回转体以超过90度且180度以下旋转。
发明效果
根据本发明的实施例，挖掘机能够容易地控制装车作业执行。
附图说明
图1是用于使用于本发明的第一实施例的挖掘机的摆动阀芯工作的液压回路图。
图2是示出图1的摆动阀芯的动作状态的液压回路图。
图3是示出图1的摆动阀芯的各动作状态下的相对于摆动阀芯行程的动臂上升先导信号的图表。
图4是用于使用于本发明的第二实施例的挖掘机的摆动阀芯工作的液压回路图。
图5是示出图4的摆动阀芯的动作状态的液压回路图。
图6、图7分别是示出对实验例的各时间的旋回速度和动臂上升速度进行比较的图表和示出各时间的先导信号的压力的图表。
图8、图9分别是示出对比较例的各时间的旋回速度和动臂上升速度进行比较的图表和示出各时间的先导信号的压力的图表。
符号说明
101、102－挖掘机，210－动臂操作部，220－摆动操作部，250－装车模式选择开关，501、502－装车模式选择阀，510－第一孔口，520－第二孔口，570－单向阀，700－主控阀，720－摆动阀芯，750－摆动阀芯帽，751－第一区域，752－第二区域，755－活塞，758－弹性部件，7591－第一限位器，7592－第二限位器。
具体实施方式
下面参考附图对本发明的实施例进行详细说明，以便本发明所属技术领域中的一般的技术人员容易实施本发明。本发明可以以多种不同形态实现，并不限于此处所说明的实施例。
此外，在各实施例中，对于具有相同构成的构成要素使用相同的符号，并代表性地在第一实施例中进行说明，而在其他实施例中仅对与第一实施例不同的构成进行说明。
需要说明的是，这些附图是概略性的，并没有实际缩尺图示。为图示的清晰和方便起见，图中部分结构的相对尺寸及比例在大小上被夸大或缩小地图示，其任意尺寸均只是示例性的，而不是限定性的。另外，对于出现在两个以上图中的相同结构物、要素或部件，为体现相似的特征，使用相同的参照符号。
本发明的实施例具体示出了本发明的理想的实施例。其结果是，可以预想到图解的多种变形。因此，实施例不限于所图示区域的规定形态，例如也包括因制造引起的形态的变形。
下面参照图1对本发明的第一实施例的挖掘机101进行说明。另外，虽然未图示，在本发明的第一实施例中，挖掘机101包括由液压泵所生成的工作油动作的动臂缸和摆动电机。动臂缸用于使动臂动作，摆动电机用于使上部回转体旋回。
如图1所示，本发明的第一实施例的挖掘机101包括：动臂操作部210、摆动操作部220、主控阀700以及装车模式选择阀501。
此外，本发明的第一实施例的挖掘机101还可以包括装车模式选择开关250。
动臂操作部210产生用于使动臂缸动作的先导信号，摆动操作部220产生用于使摆动电机动作的先导信号。
此外，动臂操作部210和摆动操作部220以作业者能够操作的方式设置于挖掘机101的驾驶室内部，且可以以控制杆、操作杆或脚踏板(pedal)等形态设置。
此外，由动臂操作部210和摆动操作部220产生的先导信号可以以由先导用泵供应的先导信号用工作油的压力传递或以电信号传递。
主控阀(main control valve，MCV)700将液压泵所生成的工作油分配置各种行走装置和作业装置，并控制工作油的供应。
具体地，主控阀700包括包括摆动阀芯720在内的多个控制阀芯。从而，主控阀700控制对摆动电机和其他多个液压驱动器的工作油的供应。摆动阀芯720调节由液压泵生成并供应至摆动电机的工作油。
另外，主控阀700还包括摆动阀芯帽750，其分别连接至摆动阀芯720的两端，并接受摆动操作部220传递的先导信号来使摆动阀芯720在行程(stroke)移动。
例如，在摆动阀芯帽750可以设置有电子比例减压阀(electronic
proportional pressure reducing valve，EPPRV)，且根据电子比例减压阀的开闭程度，以工作油的压力传递的先导信号施加于摆动阀芯720的压力不同，而摆动阀芯720将利用先导信号所施加的压力双向移动。
此外，除了主控阀700中包括的摆动阀芯720外，多个控制阀芯也可以以与前述摆动阀芯720相同的原理动作。
装车模式选择阀501可以由作业者选择性地打开(on)或关闭(off)。装车模式选择阀501设置于连接动臂操作部210和摆动阀芯帽750的路径上。亦即，装车模式选择阀501可以将动臂操作部210的先导信号选择性地传递至摆动阀芯帽750。
如此，若由装车模式选择阀501将动臂操作部210的先导信号选择性地传递至摆动阀芯帽750，则会部分地抵消摆动操作部220的先导信号对摆动阀芯720产生的影响，从而可以选择性地限制摆动阀芯720的最大行程来阶段性地调节供应至摆动电机的工作油。
具体地，如图2所示，若装车模式选择阀501被打开(on)，随着动臂操作部210的先导信号传递至摆动阀芯帽750限制摆动阀芯720的移动，即限制最大行程，因而即使摆动操作部220以最大值产生先导信号，摆动阀芯720也会相较于装车模式选择阀被关闭(off)的状态减少供应至摆动电机的工作油的油量，以使上部回转体的摆动速度减慢。
此时，在动臂操作部210产生的先导信号的压力越大，摆动阀芯720的最大行程可以越小。
尤其，在本发明的第一实施例中，若装车模式选择阀501被打开(on)，则在动臂通过动臂缸到达最高高度的期间，摆动电机可以设定为使上部回转体以90度以下旋转。
具体地，在本发明的第一实施例中，摆动阀芯帽750包括：第一区域751，其接收摆动操作部220的先导信号；第二区域752，其接收动臂操作部210的先导信号；以及活塞755，其能够往复运动地设置于第一区域751与第二区域752之间，并可变地调节第一区域751和第二区域752的大小。
活塞755根据施加至第二区域752的动臂操作部210的先导信号的压力的大小移动。另外，若随着活塞755的移动，第一区域751的大小增大，则摆动阀芯720的最大行程增加，若第二区域752的大小增大，则摆动阀芯720的最大行程减小。
另外，摆动阀芯帽750还可以包括限制活塞755的移动来防止第一区域571减小至已设定的大小以下的第一限位器7591和限制活塞755的移动来防止第二区域752减小至已设定的大小以下的第二限位器7592中的一个以上。若第一区域751减小至必要以上，则会过度限制摆动阀芯720的最大行程，因而第一限位器7591防止该情况发生。此外，若第二区域752过度减小，则即使装车模式选择阀501被打开(on)，也将难以使在动臂操作部210产生的先导信号施加至摆动阀芯帽750。因此，利用第二限位器7592确保最起码的第二区域752，从而装车模式选择阀501被打开(on)时能够使在动臂操作部210产生的先导信号容易施加至摆动阀芯帽750的第二区域752。
亦即，上述第一区域751和第二区域752的已设定的大小可以根据挖掘机101的种类和作业环境多样化地设定。
此外，在本发明的第一实施例中，摆动阀芯帽750还可以包括设置于第一区域751内，并向第一区域751增大的方向对活塞755弹性加压的弹性部件758。
弹性部件758可以调节相较于施加至第二区域752的动臂操作部210的先导信号的施加至第一区域751的摆动操作部220的先导信号的相对影响力的大小。
此外，若装车模式选择阀501被关闭(off)使得原本施加至第二区域752的动臂操作部210的先导信号中断，则弹性部件758可以推活塞755以稳定地恢复摆动阀芯720的最大行程。
弹性部件758的弹性力，即弹簧常数可以根据挖掘机101的种类和作业环境多样化地设定。此外，在摆动阀芯720中内置有弹簧的情况下，可以运用摆动阀芯720中内置的弹簧，而无需在摆动阀芯帽750使用另外的弹性部件758。
单向阀570设置于连接装车模式选择阀501和摆动阀芯帽750的路径上，并限制为使在动臂操作部210产生的先导信号仅向摆动阀芯帽750方向移动，而不能向动臂操作部210或其他方向逆流。
装车模式选择开关250为操作装车模式选择阀501而设置。亦即，作业者可以利用装车模式选择开关250操作装车模式选择阀501。但是，不限于本发明的第一实施例所前述的内容，装车模式选择阀501可以以公知的多种方法接收并切换信号。
利用这样的构成，本发明的第一实施例的挖掘机101能够容易控制反复性的装车作业的执行。
具体地，如图3所示，若打开装车模式选择阀501，则摆动阀芯720的最大行程减小。
因此，作业者无需将动臂操作部210运行为最大值，而将摆动操作部220微细调节为非最大值的中间值，可同时以最大值操作动臂操作部210和摆动操作部220作，从而容易执行反复性的装车作业。
尤其，根据本发明的第一实施例，可以容易反复执行上部回转体以90度以下的角度范围摆动(swing)来为装车使动臂上升至最大高度再下降的作业。
作业者只能在上部回转体要以90度以下的角度范围摆动(swing)来执行装车作业的情况下，打开(on)装车模式选择阀501，而在其余作业环境下，可以关闭(off)装车模式选择阀502来阻止动臂操作部210的先导信号不必要地对摆动阀芯720产生影响。
此外，由于能够根据限制摆动阀芯720的最大行程的程度来调节上部回转体的摆动速度，也可以按照装车作业所执行的作业环境，调节由装车模式选择阀501限制摆动阀芯720的最大行程的程度。
下面参照图4、图5对本发明的第二实施例进行说明。
如图4所示，在本发明的第二实施例的挖掘机102中，装车模式选择阀502内置有第一孔口510和直径大于第一孔口510的第二孔口520。另外，若所述装车模式选择阀502关闭(off)，则动臂操作部210的先导信号通过第一孔口510传递至摆动阀芯帽750，若装车模式选择阀502被打开(on)，则动臂操作部210的先导信号通过第二孔口520传递至摆动阀芯帽750。
当装车模式选择阀502为关闭(off)状态时，因直径小的第一孔口510，动臂操作部的先导信号几乎不会对摆动阀芯帽750产生影响。
然而，如图5所示，若装车模式选择阀502被打开(on)，则因直径相对大的第二孔口520，动臂操作部210的先导信号将对摆动阀芯帽750产生影响，且限制摆动阀芯720的最大行程。
第一孔口510和第二孔口520的规格可以根据挖掘机102的种类和作业环境多样化地设定。
此外，虽然图3、图4中未图示，与第一实施例相同地，在第二实施例中摆动阀芯帽750也同样可以包括第一限位器7591或第二限位器7592中的一个以上。
利用这样的构成，本发明的第二实施例的挖掘机102也能够容易控制反复性的装车作业的执行。
此外，在本发明的第二实施例可以以多种方法变形而实施。
例如，当装车模式选择阀502内置有第一孔口510和直径大于第一孔口510的第二孔口520时，若动臂操作部210的先导信号通过装车模式选择阀502的第一孔口510传递至摆动阀芯帽750，则挖掘机102可以以第一装车模式动作，若动臂操作部210的先导信号通过装车模式选择阀502的第二孔口520传递至摆动阀芯帽，则挖掘机102可以以第二装车模式动作。
另外，在挖掘机102，在第一装车模式下动臂通过动臂缸达到最高高度的期间，摆动电机可以使上部回转体以90度以下旋转，在第二装车模式下动臂通过动臂缸到达最高高度的期间，摆动电机可以使上部回转体以超过90度且180度以下旋转。
亦即，根据本发明的第二实施例的变形例，作业者能够利用装车模式选择开关250选择装车模式选择阀502的位置，来选择90度装车作业和180度装车作业中的一个作业，并按照作业环境容易执行装车作业。
下面参照图6至图9对比根据本发明的第一实施例适用装车模式选择阀501的实验例和未适用装车模式选择阀501的比较例，并进行说明。
此外，实验例又区分为挖掘机的铲斗空着的实验例1和铲斗中装有重量物的实验例2。图6示出实验例1，图7示出实验例2。
比较例也区分为铲斗空着的比较例1和铲斗中装有重量物的比较例2。图8示出比较例1，图9示出比较例2。
如图6至图9所示，可以确认到即使动臂操作部210和摆动操作部220以最大值产生先导信号，即将先导工作油的压力产生为最大，就动臂上升速度而言，实验例1和实验例2相较于比较例1和比较例2没有大的差异，而就摆动速度而言，实验例1和实验例2相较于比较例1和比较例2减小至一半左右。
如此，根据本发明的第一实施例，即在适用并打开(on)装车模式选择阀501的情况下，即使以最大值操作操作作为动臂操作部210和摆动操作部220的控制杆也能调节上部回转体的摆动速度，因而作业者能够容易执行反复性的装车作业。
此外，可以确认到由于能够根据限制摆动阀芯720的最大行程的程度调节上部回转体的摆动速度，可以按照装车作业所执行的作业环境调节由装车模式选择阀501限制摆动阀芯720的最大行程的程度。
尽管上面参照附图对本发明的实施例进行了说明，本发明所属领域的技术人员可以理解在不改变本发明的技术思想或必需特征的前提下，可以以其他具体形态实施本发明。
因此，以上说所描述的实施例在各方面应理解为是示例性的，而不是限定性的，上述详细说明的本发明的范围将由后述权利要求书体现，从权利要求书的意义、范围以及其等价概念中导出的所有变更或变形的形态应解释为落入本发明的范围。

Claims (11)

1.一种挖掘机，包括利用液压泵所生成的工作油动作的动臂缸和摆动电机，其特征在于，包括：
动臂操作部，其产生用于使所述动臂缸动作的先导信号；
摆动操作部，其产生用于使所述摆动电机动作的先导信号；
主控阀，其包括调节供应至所述摆动电机的工作油的摆动阀芯和摆动阀芯帽，该摆动阀芯帽分别连接于所述摆动阀芯的两端，并接受所述摆动操作部传递的先导信号来使所述摆动阀芯在行程移动；以及
装车模式选择阀，其将所述动臂操作部的先导信号选择性地传递至所述摆动阀芯帽来部分地抵消所述摆动操作部的先导信号对所述摆动阀芯产生的影响，从而选择性地限制所述摆动阀芯的最大行程来调节供应至所述摆动电机的工作油。
2.根据权利要求1所述的挖掘机，其特征在于，
若所述装车模式选择阀被打开，则随着所述动臂操作部的先导信号传递至所述摆动阀芯帽限制所述摆动阀芯的移动，从而所述摆动阀芯减少供应至所述摆动电机的工作油的油量。
3.根据权利要求1所述的挖掘机，其特征在于，
若所述装车模式选择阀被打开，则在动臂通过所述动臂缸到达最高高度的期间，所述摆动电机使上部回转体以90度以下旋转。
4.根据权利要求1所述的挖掘机，其特征在于，还包括：
单向阀，其设置于连接所述装车模式选择阀和所述摆动阀芯帽的路径上，并限制为使在所述动臂操作部产生的先导信号仅向所述摆动阀芯帽方向移动。
5.根据权利要求1所述的挖掘机，其特征在于，还包括：
装车模式选择开关，其用于操作所述装车模式选择阀。
6.根据权利要求1所述的挖掘机，其特征在于，
所述摆动阀芯帽包括：
第一区域，其接收所述摆动操作部的先导信号；
第二区域，其接收所述动臂操作部的先导信号；以及
活塞，其能够往复运动地设置于所述第一区域与所述第二区域之间，并可变地调节所述第一区域和所述第二区域的大小。
7.根据权利要求6所述的挖掘机，其特征在于，
若所述活塞移动使得所述第一区域的大小增大，则所述摆动阀芯的最大行程增加，且若所述第二区域的大小增大，则所述摆动阀芯的最大行程减小。
8.根据权利要求6所述的挖掘机，其特征在于，
所述摆动阀芯帽还包括限制所述活塞的移动来防止所述第一区域减小至已设定的大小以下的第一限位器和限制所述活塞的移动来防止所述第二区域减小至已设定的大小以下的第二限位器中的一个以上。
9.根据权利要求6所述的挖掘机，其特征在于，
所述摆动阀芯帽还包括弹性部件，其设置于所述第一区域内，并向所述第一区域增大的方向对所述活塞弹性加压。
10.根据权利要求1所述的挖掘机，其特征在于，
所述装车模式选择阀内置有第一孔口和直径大于所述第一孔口的第二孔口，
若所述动臂操作部的先导信号通过所述装车模式选择阀的所述第一孔口传递至所述摆动阀芯帽，则所述挖掘机以第一装车模式动作，
若所述动臂操作部的先导信号通过所述装车模式选择阀的所述第二孔口传递至所述摆动阀芯帽，则所述挖掘机以第二装车模式动作。
11.根据权利要求10所述的挖掘机，其特征在于，
在所述第一装车模式下，在动臂通过所述动臂缸到达最高高度的期间，所述摆动电机使上部回转体以90度以下旋转；
在所述第二装车模式下，在动臂通过所述动臂缸达到最高高度的期间，所述摆动电机使上部回转体以超过90度且180度以下旋转。
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