CN112922071A - 一种回转机构限位系统及作业机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种回转机构限位系统及作业机械，涉及机械设备领域，回转机构限位系统包括限位装置和液压装置，液压装置包括回转马达、多路阀、油箱、换向阀、先导阀、主泵和先导泵，主泵的油口通过主工作油路与多路阀的第一油口连通，先导泵的第一油口通过先导油路与先导阀的第一油口连通；先导阀的第二油口与换向阀的第一油口连通，先导阀的第三油口与换向阀的第二油口连通；换向阀的第三油口与多路阀的左回转先导油口连通。通过感应件与换向阀配合省去了各种自控制阀，减少了系统的元件数量，降低了生产成本，方便用户进行操作；通过控制器、感应件以及换向阀配合实现了智能化控制，实现了零碰撞，最大化延长了元件的使用寿命。

Description

一种回转机构限位系统及作业机械

技术领域

本发明涉及机械设备领域，尤其涉及一种回转机构限位系统及作业机械。

背景技术

为了满足挖掘机上车不同角度灵活作业，挖掘机上车一般都设计成360°无线回转。但在某些工况下，出于对作业安全方面的考虑，会要求挖掘机在作业时不可以全周回转。只能在某一扇形面内工作。在这种背景下，如果没有任何回转限制措施，只靠驾驶员主动操控，是很难满足安全要求的。

虽然目前市面也出现了一些带有限位装置的挖掘机，但是这些挖掘机的限位装置存在结构复杂，生产成本高以及操作不便的问题。

发明内容

本发明提供一种回转机构限位系统及作业机械，用以解决现有的限位装置存在结构复杂，生产成本高以及操作不便的问题。

本发明提供一种回转机构限位系统，包括：

限位装置，包括：设置于回转支承内圈的感应开关和设置于回转支承外圈的感应件；

液压装置，包括：回转马达、多路阀、油箱、换向阀、先导阀、主泵和先导泵，所述主泵的油口通过主工作油路与所述多路阀的第一油口连通，所述先导泵的第一油口通过先导油路与所述先导阀的第一油口连通；所述先导阀的第二油口与所述换向阀的第一油口连通，所述先导阀的第三油口与所述换向阀的第二油口连通；所述换向阀的第三油口与所述多路阀的左回转先导油口连通，所述换向阀的第四油口与所述多路阀的右回转先导油口连通，所述换向阀与所述感应开关电连接；所述多路阀的左回转主油口与所述回转马达的第一油口连通，所述多路阀的右回转主油口与所述回转马达的第二油口连通，所述多路阀的第二油口、所述回转马达的第三油口、所述换向阀的第五油口、所述先导泵的第二油口、所述先导阀的第四油口共同连接所述油箱。

根据本发明提供一种的回转机构限位系统，所述限位装置还包括：

内挡块，设置于回转支承外圈；

外挡块，设置于回转支承内圈，适于与所述内挡块配合限定所述回转支承外圈转动的最大角度。

根据本发明提供一种的回转机构限位系统，所述限位装置包括两个所述内挡块和两个所述外挡块，两个所述内挡块关于所述感应件对称布置，两个所述外挡块关于所述回转支承内圈的圆心对称布置。

根据本发明提供一种的回转机构限位系统，还包括：

控制器，所述控制器分别与所述感应开关、所述换向阀电连接。

根据本发明提供一种的回转机构限位系统，所述换向阀为三位五通电磁换向阀。

根据本发明提供一种的回转机构限位系统，所述先导阀为手柄先导阀。

根据本发明提供一种的回转机构限位系统，所述回转马达内置有制动装置。

根据本发明提供一种的回转机构限位系统，所述感应开关为接近开关，所述感应件为金属块。

本发明还提供一种作业机械，包括车体，还包括如上所述的回转机构限位系统。

根据本发明提供一种的作业机械，所述作业机械为挖掘机。

本发明提供的回转机构限位系统，通过感应件与换向阀配合省去了各种自控制阀，减少了系统的元件数量，降低了生产成本，方便用户进行操作；通过控制器、感应件以及换向阀配合实现了智能化控制，实现了零碰撞，最大化延长了元件的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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例，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是本发明提供的限位装置的结构示意图；

图2是本发明提供的液压装置的结构示意图；

图3是本发明提供的液压装置处于第一种状态时的结构示意图；

图4是本发明提供的液压装置处于第二种状态时的结构示意图；

图5是本发明提供的液压装置处于第三种状态时的结构示意图；

图6是本发明提供的液压装置处于第四种状态时的结构示意图。

附图标记：10、感应开关；20、感应件；30、回转马达；40、多路阀；50、油箱；60、三位五通电磁换向阀；70、手柄先导阀；80、先导泵；90、内挡块；100、外挡块；110、回转支承外圈；120、回转支承内圈；130、主工作油路；140、先导油路；150、主泵。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中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作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。

下面结合图1至图6描述本发明的回转机构限位系统及作业机械。

如图1和图2所示，回转机构限位系统包括限位装置和液压装置，限位装置包括设置于回转支承内圈120的感应开关10和设置于回转支承外圈110的感应件20。

液压装置包括回转马达30、多路阀40、油箱50、换向阀、先导阀、主泵150和先导泵80，主泵150的油口通过主工作油路130与多路阀40的第一油口连通，先导泵80的第一油口通过先导油路140与先导阀的第一油口连通。先导阀的第二油口与换向阀的第一油口连通，先导阀的第三油口与换向阀的第二油口连通。换向阀的第三油口与多路阀40的左回转先导油口连通，换向阀的第四油口与多路阀40的右回转先导油口连通，换向阀与感应开关10电连接。多路阀40的左回转主油口与回转马达30的第一油口连通，多路阀40的右回转主油口与回转马达30的第二油口连通，多路阀40的第二油口、回转马达30的第三油口、换向阀的第五油口、先导泵80的第二油口、先导阀的第四油口共同连接油箱50。

在回转支承外圈110转动过程中，当感应件20靠近感应开关10时，感应开关10反馈信号给控制器或者直接控制换向阀的线路通断，换向阀动作，控制回转先导油液路逻辑通断，进行液动制动，液动制动的尾声阶段，机械制动才会介入。本发明提供的回转机构限位系统，通过感应件20与换向阀配合省去了各种自控制阀，减少了系统的元件数量，降低了生产成本，方便用户进行操作；通过控制器、感应件20以及换向阀配合实现了智能化控制，实现了零碰撞，最大化延长了元件的使用寿命。

根据本发明的实施例，限位装置还包括内挡块90和外挡块100，内挡块90设置于回转支承外圈110，外挡块100设置于回转支承内圈120，外挡块100适于与内挡块90配合限定回转支承外圈110转动的最大角度。

在本发明的一个实施例，限位装置包括两个内挡块90和两个外挡块100，两个内挡块90关于感应件20对称布置，两个外挡块100关于回转支承内圈120的圆心对称布置。感应开关10为接近开关，感应件20为金属块，当接近开关靠近金属块时，接近开关会产生电流信号作为反馈信号，从而控制换向阀的线路通断。

根据本发明的实施例，回转机构限位系统包括控制器，控制器分别与感应开关10、换向阀电连接。

根据本发明的实施例，换向阀为三位五通电磁换向阀60，三位五通电磁换向阀60的结构简单，极易形成基于三位五通电磁换向阀60的液压回路来实现限位功能的量产方案，具有良好的市场价值。

根据本发明的实施例，先导阀为手柄先导阀70。

根据本发明的实施例，回转马达30内置有制动装置。

如图1和图2所示，根据本发明的实施例，回转机构限位系统包括限位装置、液压装置和控制器，限位装置包括设置于回转支承内圈120的接近开关、设置于回转支承外圈110的感应件20、两个内挡块90和两个外挡块100，两个内挡块90关于感应件20对称布置，两个外挡块100关于回转支承内圈120的圆心对称布置。感应件20为金属块，控制器分别与感应开关10、换向阀电连接。当金属块靠近接近开关时，接近开关产生电流信号作为反馈信号，并将反馈信号发送至控制器，控制器控制换向阀的线路通断。

液压装置包括回转马达30、多路阀40、油箱50、三位五通电磁换向阀60、手柄先导阀70、主泵150和先导泵80，主泵150的油口通过主工作油路130与多路阀40的第一油口连通，先导泵80的第一油口通过先导油路140与手柄先导阀70的第一油口连通。手柄先导阀70的第二油口与三位五通电磁换向阀60的第一油口连通，手柄先导阀70的第三油口与三位五通电磁换向阀60的第二油口连通。三位五通电磁换向阀60的第三油口与多路阀40的左回转先导油口连通，三位五通电磁换向阀60的第四油口与多路阀40的右回转先导油口连通，三位五通电磁换向阀60与感应开关10电连接。多路阀40的左回转主油口与回转马达30的第一油口连通，多路阀40的右回转主油口与回转马达30的第二油口连通，多路阀40的第二油口、回转马达30的第三油口、三位五通电磁换向阀60的第五油口、先导泵80的第二油口、手柄先导阀70的第四油口共同连接油箱50。

如图2、图3、图4和图5所示，回转机构限位系统的工作原理如下：

图2、图3、图4、图5分别代表一个回转限位动作周期的四个环节。

以向左回转为例，如图3所示，回转机构启动，并稳步向左运转。此时三位五通电磁换向阀60的阀芯处于初始中位，2个工作油道处于接通状态。先导泵80通过手柄先导阀70的第二油口给三位五通电磁换向阀60的第一油口P1(后续均称为P1口)供油，油液通过阀内通道中箭头指示的流向，从三位五通电磁换向阀60的第三油口A(后续均称为A口)供给多路阀40的左回转先导油口。同时多路阀40的右回转先导油口的油液依次通过三位五通电磁换向阀60的第四油口B(后续均称为B口)、阀内流道、三位五通电磁换向阀60的第二油口P2(后续均称为P2口)、手柄先导阀70返回油箱50，此时多路阀40的右回转先导油口处于泄荷状态。这样，回转机构限位系统就处于回转启动和稳步运转的状态了。

当上车向左回转至感应件20触及接近开关时，接近开关被触发。通过直接或间接(通过控制器)的方式同步控制上述三位五通电磁换向阀60的左侧开关电磁铁DT01动作(图中黑色实圈表示有动作，黑色空心圆圈表示无动作)。如图4所示，阀芯被推动右移，阀芯的左位机能进入工作位。P1口至A口的通道被关闭，同时，A口通过其左侧的环形沟槽和阀芯的中心通道与三位五通电磁换向阀60的第五油口T(后续均称为T口)连通。三位五通电磁换向阀60的B口继续保持与三位五通电磁换向阀60的P2口连通。如图示箭头流向指示，三位五通电磁换向阀60的P1口油液被截断，多路阀40的左回转先导油口通过A口与T口导通，处于泄压状态。同时，多路阀40的右回转先导油口的状态和上阶段图3状态相同，处于泄压状态。这样回转过程中触及接近开关时，回转机构就会因为上述逻辑动作触发的多路阀40的主阀芯的回位行为，触发回转马达30自身的行车制动机制。通过回转马达30对回转机构进行动态制动，如果接近开关换成具有位置传感功能的相关传感器，通过控制器的智能化控制，根据挖掘机当前实际工作时的档位状态，合理设置接近开关与机械强制制动的外挡块100之间的弧长距离，可以使系统匹配完美，使得机械限位机构介入时，上下车相对回转速度基本为零，即消除暴力碰撞现象。同时如图所示，A口通过阀芯中心通道回油的油液，有部分向左分流供给给左侧弹簧腔a，使其免于产生吸空的问题。同时右侧弹簧腔b的油液需要泄油，同样中心通道从T口一起泄油。

在上一阶段，回转机构停止在限位位置时，如果想回转返回，即开始向右回转。如图5所示，此时是向右启动回转的阶段，三位五通电磁换向阀60的左侧开关电磁铁DT01继续保持得电状态。三位五通电磁换向阀60的工作位仍然处于左位，阀内通道连通情况和上一阶段相同，A口与P1口的通道被关闭，A口与T口连通，B口与P2口连通。此时司机通过对手柄先导阀70的操控，先导泵80通过手柄先导阀70给三位五通电磁换向阀60的P2口供油。油液通过内部箭头所示的通道从B口给多路阀40的右回转先导油口供油。多路阀40的左回转先导油口与上阶段一样，通过三位五通电磁换向阀60的A口与T口的连通进行泄油状态。这样，系统就开始回转返回动作。

当回转支承外圈110的感应件20驶离回转支承内圈120上的接近开关时，三位五通电磁换向阀60的左侧开关电磁铁DT01失电，三位五通电磁换向阀60的阀芯恢复中位状态。如图6所示，P1口恢复与A口连通，P2口与B口连通。手柄先导阀70继续通过P2口与B口连通，给多路阀40的右回转先导油口供油。多路阀40的右回转先导油口的油液通过A口至P1口，再通过手柄先导阀70泄油。这样，和上一阶段即回转返回启动瞬间相比，回转先导信号的供油侧仍然不变，回油侧的回油路径经过一次转变，由从换向阀回油变为从手柄先导阀70回油，但功能效果不变，这样就实现了回转机构从某侧限位停止状态的回转返回动作。

本发明还提供一种作业机械，包括车体，还包括上述任一项实施例所述的回转机构限位系统。

在本发明的一个实施例，作业机械为挖掘机。

最后应说明的是：以上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精神和范围。

Claims (10)

1.一种回转机构限位系统，其特征在于，包括：

限位装置，包括：设置于回转支承内圈的感应开关和设置于回转支承外圈的感应件；

液压装置，包括：回转马达、多路阀、油箱、换向阀、先导阀、主泵和先导泵，所述主泵的油口通过主工作油路与所述多路阀的第一油口连通，所述先导泵的第一油口通过先导油路与所述先导阀的第一油口连通；所述先导阀的第二油口与所述换向阀的第一油口连通，所述先导阀的第三油口与所述换向阀的第二油口连通；所述换向阀的第三油口与所述多路阀的左回转先导油口连通，所述换向阀的第四油口与所述多路阀的右回转先导油口连通，所述换向阀与所述感应开关电连接；所述多路阀的左回转主油口与所述回转马达的第一油口连通，所述多路阀的右回转主油口与所述回转马达的第二油口连通，所述多路阀的第二油口、所述回转马达的第三油口、所述换向阀的第五油口、所述先导泵的第二油口、所述先导阀的第四油口共同连接所述油箱。

2.根据权利要求1所述的回转机构限位系统，其特征在于，所述限位装置还包括：

内挡块，设置于回转支承外圈；

外挡块，设置于回转支承内圈，适于与所述内挡块配合限定所述回转支承外圈转动的最大角度。

3.根据权利要求2所述的回转机构限位系统，其特征在于，所述限位装置包括两个所述内挡块和两个所述外挡块，两个所述内挡块关于所述感应件对称布置，两个所述外挡块关于所述回转支承内圈的圆心对称布置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的回转机构限位系统，其特征在于，还包括：

控制器，所述控制器分别与所述感应开关、所述换向阀电连接。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的回转机构限位系统，其特征在于，所述换向阀为三位五通电磁换向阀。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的回转机构限位系统，其特征在于，所述先导阀为手柄先导阀。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的回转机构限位系统，其特征在于，所述回转马达内置有制动装置。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的回转机构限位系统，其特征在于，所述感应开关为接近开关，所述感应件为金属块。

9.一种作业机械，包括车体，其特征在于，还包括权利要求1至8中任一项所述的回转机构限位系统。

10.根据权利要求9所述的作业机械，其特征在于，所述作业机械为挖掘机。

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