CN110409545A - 挖掘机行走机构保护装置、行走机构保护方法及挖掘机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种挖掘机行走机构保护装置、行走机构保护方法及挖掘机，涉及挖掘装置技术领域，挖掘机包括用于驱动挖掘机行驶的行走马达，以及用于制动行走马达的制动执行机构；挖掘机行走机构保护装置包括：安装于行走马达主油口的压力传感器，压力传感器用于检测行走马达的制动载荷；分别连接压力传感器和制动执行机构的控制器，控制器用于在制动载荷超过预设极限值时控制制动执行机构解除对行走马达的制动，本发明提供的挖掘机行走机构保护装置可以降低现有技术中挖掘机行走机构过载损坏的风险。

Description

挖掘机行走机构保护装置、行走机构保护方法及挖掘机

技术领域

本发明涉及挖掘装置技术领域，尤其是涉及一种挖掘机行走机构保护装置、行走机构保护方法及挖掘机。

背景技术

挖掘机使用过程中，挖掘机使用者常会在挖掘机上搭载自制属具，从而使挖掘机以较大挖掘力施工。请参见图3，沿挖掘机的行走方向，挖掘机在施工时属具对被挖掘物作用力的为F，被挖掘物对属具的反作用力为F`，挖掘机的制动力(即挖掘机与地面的摩擦力)为Fa，作用力平衡关系可表述为F＝|F`+Fa|，其中制动力Fa随挖掘力F增大而增大，当挖掘机被用于超负荷挖掘时，制动载荷存在过载风险，极易造成挖掘机的行走机构损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种挖掘机行走机构保护装置、行走机构保护方法及挖掘机，以降低现有技术中挖掘机行走机构过载损坏的风险。

第一方面，本发明提供的挖掘机行走机构保护装置，所述挖掘机包括用于驱动所述挖掘机行驶的行走马达，以及用于制动所述行走马达的制动执行机构；所述挖掘机行走机构保护装置包括：安装于所述行走马达主油口的压力传感器，所述压力传感器用于检测所述行走马达的制动载荷；分别连接所述压力传感器和所述制动执行机构的控制器，所述控制器用于在所述制动载荷超过预设极限值时控制所述制动执行机构解除对所述行走马达的制动。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述行走马达具有第一油口和第二油口，所述压力传感器包括：用于检测所述第一油口油压的第一子传感器，以及用于检测所述第二油口油压的第二子传感器；所述第一子传感器和所述第二子传感器分别与所述控制器连接。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述制动执行机构具有制动解除腔和用于制动所述行走马达的制动片，所述制动片活动连接于马达缸体；所述制动解除腔内部油压增大以驱动所述制动片解除对所述马达缸体的制动作用。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述制动执行机构包括连接所述控制器的电磁阀，所述电磁阀的第一阀口连通液泵，所述电磁阀的第二阀口连通所述制动解除腔。

第二方面，本发明提供的行走机构保护方法，包括：检测行走马达的制动载荷；当所述制动载荷超过预设极限值时，控制制动执行机构解除对所述行走马达的制动。

结合第二方面，本发明提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述行走机构保护方法包括：分别检测所述行走马达的第一油口处的第一油压值和第二油口处的第二油压值；当所述第一油压值或所述第二油压值大于预设压力值时，则判定为所述制动载荷超过预设极限值。

结合第二方面的第一种可能的实施方式，本发明提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述预设压力值采用如下公式计算：其中：P为预设压力值，单位MPa；T_max为挖掘机减速器的额定扭矩，单位N·m；T_m为所述行走马达的制动力矩，单位N·m；n为挖掘机减速器的减速比；π为圆周率，取值采用3.14；V为所述行走马达的排量，单位cc/rev。

结合第二方面，本发明提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述行走机构保护方法还包括：检测行走状态；在无行走动作，且所述制动载荷小于等于预设极限值时，控制所述制动执行机构制动所述行走马达。

结合第二方面的第三种可能的实施方式，本发明提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述行走机构保护方法还包括：在有行走动作时，控制所述制动执行机构解除对所述行走马达的制动。

第三方面，本发明提供的挖掘机设有第一方面提供的挖掘机行走机构保护装置。

本发明实施例带来了以下有益效果：采用挖掘机包括用于驱动挖掘机行驶的行走马达，以及用于制动行走马达的制动执行机构。挖掘机行走机构保护装置包括：安装于行走马达主油口的压力传感器，以及分别连接压力传感器和制动执行机构的控制器的方式，通过压力传感器检测行走马达的制动载荷，从而在制动载荷超过预设极限值时通过控制器控制制动执行机构解除对行走马达的制动，进而避免机行走机构过载损坏。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的挖掘机行走机构保护装置的示意图；

图2为本发明实施例提供的挖掘机行走机构保护装置的制动执行机构的示意图；

图3为本发明实施例提供的挖掘机的受力示意图。

图标：1-行走马达；101-第一油口；102-第二油口；11-马达壳体；12-马达缸体；2-制动执行机构；201-制动解除腔；21-制动片；211-第一片体；212-第二片体；22-电磁阀；3-压力传感器；31-第一子传感器；32-第二子传感器；4-控制器；5-液泵；6-回转接头；7-多路阀组件。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1所示，本发明实施例提供的挖掘机行走机构保护装置，挖掘机包括用于驱动挖掘机行驶的行走马达1，以及用于制动行走马达1的制动执行机构2；挖掘机行走机构保护装置包括：安装于行走马达1主油口的压力传感器3，压力传感器3用于检测行走马达1的制动载荷；分别连接压力传感器3和制动执行机构2的控制器4，控制器4用于在制动载荷超过预设极限值时控制制动执行机构2解除对行走马达1的制动。

具体地，挖掘机施工时，行走机构具有行进的运动趋势，且承受制动力作用，行走马达1主油口处的油压随制动力的增大而增大，通过压力传感器3检测行走马达1主油口处的油压，当压力传感器3的检测示数大于预设压力值时，则判断为制动载荷超过预设极限值，此时通过控制器4控制制动执行机构2解除对行走马达1的制动，挖掘机在挖掘力的反作用力的作用下移动，通过卸载行走马达1内的油压，可以避免行走机构因承受过大的制动力而造成损坏。

在本发明实施例中，行走马达1具有第一油口101和第二油口102，压力传感器3包括：用于检测第一油口101油压的第一子传感器31，以及用于检测第二油口102油压的第二子传感器32；第一子传感器31和第二子传感器32分别与控制器4连接。

具体的，当油液自第一油口101流入行走马达1的内腔，并经第二油口102回油时，行走马达1的转子在油液驱动作用下旋转，从而可驱动行走机构运行。挖掘机施工时，挖掘力的反作用力作用于挖掘机，并使挖掘机具有行进的运动趋势，进而使得行走马达1的转子具有旋转趋势，从而第一油口101处的油压和第二油口102处的油压分别在转子的作用下增大或减小。需要说明的是，行走机构承受的作用力包括地面与行走机构之间的摩擦力，以及行走机构内部传动件之间的作用力。当行走机构承受的作用力过大时，行走机构存在因作用力过大而损坏的风险。在转子的反拖作用下，第一油口101处的油压和第二油口102处的油压其一增大，则另一处油压则减小。若第一油口101处的油压或第二油口102处的油压大于预设压力值时，此时行走机构承受较大的作用力；通过控制器4控制制动执行机构2解除对行走马达1的制动，从而使行走机构可以在外力作用下移动，进而可以减小行走机构的受力，降低行走机构因受力过载而损坏的风险。

如图1和图2所示，制动执行机构2具有制动解除腔201和用于制动行走马达1的制动片21，制动片21活动连接于马达缸体12；制动解除腔201内部油压增大以驱动制动片21解除对马达缸体12的制动作用。

具体的，制动片21包括第一片体211和第二片体212，第一片体211连接马达壳体11，第二片体212连接马达缸体12，且第二片体212可沿行走马达1的轴向滑动；第一片体211与第二片体212相对的端面设有相互适配的接合部，通过接合部可增大第一片体211和第二片体212之间的摩擦力，从而锁止马达缸体12的旋转，达到对行走马达1制动的目的。制动力过载时，控制制动解除腔201内油压升高以驱动第二片体212向背离第一片体211的方向移动，进而使第一片体211和第二片体212之间产生间隙，从而解除行走马达1的制动，可以避免在制动状态下因行走马达1的转子转动而造成制动片21磨损。

进一步的，制动执行机构2包括连接控制器4的电磁阀22，电磁阀22的第一阀口连通液泵5，电磁阀22的第二阀口连通制动解除腔201。

具体的，电磁阀22可采用电磁换向阀，控制器4根据压力传感器3的检测值控制电磁换向阀；当压力传感器3的检测值大于预设压力值时，控制器4控制电磁换向阀通电以使第一阀口连通第二阀口，进而油液在液泵5的驱动作用下进入制动解除腔201，第一片体211与第二片体212分离，行走马达1的制动解除。当压力传感器3的检测值小于等于预设压力值时，控制器4控制电磁换向阀断电，第一阀口与第二阀口相互隔离，在此条件下挖掘机可在施工过程中维持制动状态。

进一步的，液泵5连通多路阀组件7，多路阀组件7包括用于控制挖掘机挖掘作业和转向等动作的多路换向阀。

此外，电磁阀22与行走马达1之间设有回转接头6，回转接头6可在挖掘机中增加一路油液通路，即通过回转接头6连通液泵5和制动解除腔201。

进一步的，行走机构包括第一行走组件和第二行走组件，第一行走组件和第二行走组件分别配置为驱动挖掘机的左右行进机构，且第一行走组件和第二行走组件均包括行走马达1，两个行走马达1分别通过压力传感器3检测油压，从而控制器4可通过比较压力传感器3的检测值和预设压力值的大小判断行走马达1是否压力过载，即当压力传感器3的检测值大于预设压力值时，则判断为行走马达1的压力过载，并由控制器4控制电磁阀22连通液泵5和制动解除腔201，进而使制动解除腔201内油压升高以解除行走马达1的制动。

实施例二

如图1和图2所示，本发明实施例提供的行走机构保护方法，包括：检测行走马达1的制动载荷；当制动载荷超过预设极限值时，控制制动执行机构2解除对行走马达1的制动。

具体地，行走机构保护方法采用实施例一提供的挖掘机行走机构保护装置，通过压力传感器3检测行走马达1主油口处的油压，当行走马达1主油口处的油压大于预设压力值时，则判断为制动载荷超过预设极限值，此时控制器4控制电磁阀22开启，液泵5将油液输入制动解除腔201以解除行走马达1的制动。

在本发明实施例中，行走机构保护方法包括：分别检测行走马达1的第一油口101处的第一油压值和第二油口102处的第二油压值；当第一油压值或第二油压值大于预设压力值时，则判定为制动载荷超过预设极限值。

如图1和图3所示，当行走马达1的制动解除时，挖掘机的制动力Fa(即挖掘机与地面的摩擦力)减小，被挖掘物对属具的反作用力F`驱动挖掘机沿地面移动，通过解除制动避免挖掘机在超负荷挖掘过程中造成制动状态的行走机构外力过载，从而可以实现对行走机构的保护。

预设压力值采用如下公式计算：其中：P为预设压力值，单位MPa；T_max为挖掘机减速器的额定扭矩，单位N·m；T_m为行走马达1的制动力矩，单位N·m；n为挖掘机减速器的减速比；π为圆周率，取值采用3.14；V为行走马达1的排量，单位cc/rev。行走马达1的压力计算可采用如下公式：其中D为行走驱动轮节圆直径，单位mm；P₁为行走马达1主油口处的油压，单位Pa；制动状态下，挖掘力F越大，行走马达1主油口处的油压P₁越大，通过压力传感器3检测行走马达1主油口处的油压P₁，并在P₁>P时控制解除行走马达1的制动，从而避免在挖掘机超负荷运作时行走机构因受力过载而损坏。

进一步的，行走机构保护方法还包括：检测行走状态；在无行走动作，且制动载荷小于等于预设极限值时，控制制动执行机构2制动行走马达1。当挖掘机停止且制动时，若制动载荷小于等于预设极限值，行走马达1保持制动状态，从而确保挖掘机可在制动状态下进行挖掘施工。

此外，行走机构保护方法还包括：在有行走动作时，控制制动执行机构2解除对行走马达1的制动。当挖掘机主动行走时，即在挖掘机自停止状态切换至行驶状态时，控制器4控制制动执行机构2解除对行走马达1的制动。

实施例三

如图1所示，本发明实施例提供的挖掘机设有实施例一提供的挖掘机行走机构保护装置。通过压力传感器3检测行走马达1主油口处的油压，当行走马达1主油口处的油压大于预设压力值时，则判断为制动载荷超过预设极限值，此时控制器4控制制动执行机构2解除对行走马达1的制动，从而使挖掘机可在外力作用下移动，进而可以避免制动状态下因挖掘力过大而造成行走机构过载损坏。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种挖掘机行走机构保护装置，所述挖掘机包括用于驱动所述挖掘机行驶的行走马达，以及用于制动所述行走马达的制动执行机构；其特征在于，所述挖掘机行走机构保护装置包括：

安装于所述行走马达主油口的压力传感器，所述压力传感器用于检测所述行走马达的制动载荷；

分别连接所述压力传感器和所述制动执行机构的控制器，所述控制器用于在所述制动载荷超过预设极限值时控制所述制动执行机构解除对所述行走马达的制动。

2.根据权利要求1所述的挖掘机行走机构保护装置，其特征在于，所述行走马达具有第一油口和第二油口，所述压力传感器包括：安装于所述第一油口，并用于检测所述第一油口油压的第一子传感器；以及安装于所述第二油口，并用于检测所述第二油口油压的第二子传感器；

所述第一子传感器和所述第二子传感器分别与所述控制器连接。

3.根据权利要求1所述的挖掘机行走机构保护装置，其特征在于，所述制动执行机构具有制动解除腔和用于制动所述行走马达的制动片，所述制动片活动连接于马达缸体；

所述制动解除腔内部油压增大以驱动所述制动片解除对所述马达缸体的制动作用。

4.根据权利要求3所述的挖掘机行走机构保护装置，其特征在于，所述制动执行机构包括连接所述控制器的电磁阀，所述电磁阀的第一阀口连通液泵，所述电磁阀的第二阀口连通所述制动解除腔。

5.一种行走机构保护方法，其特征在于，包括：

检测行走马达的制动载荷；

当所述制动载荷超过预设极限值时，控制制动执行机构解除对所述行走马达的制动。

6.根据权利要求5所述的行走机构保护方法，其特征在于，所述行走机构保护方法包括：

分别检测所述行走马达的第一油口处的第一油压值和第二油口处的第二油压值；

当所述第一油压值或所述第二油压值大于预设压力值时，则判定为所述制动载荷超过预设极限值。

7.根据权利要求6所述的行走机构保护方法，其特征在于，所述预设压力值采用如下公式计算：其中：P为预设压力值，单位MPa；T_max为挖掘机减速器的额定扭矩，单位N·m；T_m为所述行走马达的制动力矩，单位N·m；n为挖掘机减速器的减速比；π为圆周率，取值采用3.14；V为所述行走马达的排量，单位cc/rev。

8.根据权利要求5所述的行走机构保护方法，其特征在于，所述行走机构保护方法还包括：

检测行走状态；

在无行走动作，且所述制动载荷小于等于预设极限值时，控制所述制动执行机构制动所述行走马达。

9.根据权利要求8所述的行走机构保护方法，其特征在于，所述行走机构保护方法还包括：

在有行走动作时，控制所述制动执行机构解除对所述行走马达的制动。

10.一种挖掘机，其特征在于，所述挖掘机设有如权利要求1-4任一项所述的挖掘机行走机构保护装置。