CN114738331A - 履带自动张紧装置、行走机构以及自动张紧控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程机械技术领域，提供一种履带自动张紧装置、行走机构以及自动张紧控制方法，履带自动张紧装置包括：电磁比例减压阀、电磁换向阀、电磁比例卸荷阀以及两个张紧油缸，电磁比例减压阀一端与油源泵连接，另一端与电磁换向阀相连接，电磁换向阀远离电磁比例减压阀一端连接有第一油路和第二油路，第一油路与张紧油缸的有杆腔相连接，第二油路与张紧油缸的无杆腔相连接；其中，还包括压力传感器和控制器，压力传感器一端与第二油路相连接，用于检测张紧油缸连接的张紧轮的张紧压力值，压力传感器、电磁换向阀以及电磁比例减压阀均与控制器相连接。根据外界不同冲击，控制器可以调整内部压力以进行适应，适应性更强。

Description

履带自动张紧装置、行走机构以及自动张紧控制方法

技术领域

本发明涉工程机械技术领域，尤其涉及一种履带自动张紧装置、行走机构以及自动张紧控制方法。

背景技术

履带行走装置，对应挖掘机、压路机和起重机等，具有牵引力大、接地比压低、爬坡能力强、转弯半径小等诸多优点，在工程机械领域得到了广泛应用。在履带张紧装置使用过程中，其预张紧力对履带行走性能的影响很大，预张紧力过大，则履带刚性太大，张紧装置起不到缓冲作用，同时会造成履带行走机械的内摩擦力的增加，导致传动效率低下以及履带的过度磨损；预张紧力太小则会造成履带松弛，起不到张紧作用，同时造成履带的振动和跳动，也会导致摩擦力的增加，使磨损增大。

现有的方案中大多采用弹簧张紧、液压蓄能器保压的液压张紧方式，该张紧方式需要人工频繁调整预张紧力，自动化程度低。

发明内容

本发明实施例提供一种履带自动张紧装置、行走机构以及自动张紧控制方法，用以解决现有技术中张紧机构自动化程度低，控制方法复杂的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供一种履带自动张紧装置，包括：

电磁比例减压阀、电磁换向阀、电磁比例卸荷阀以及两个张紧油缸，所述电磁比例减压阀一端与油源泵连接，另一端与所述电磁换向阀相连接，所述电磁换向阀远离所述电磁比例减压阀一端连接有第一油路和第二油路，所述第一油路与所述张紧油缸的有杆腔相连接，所述第二油路与所述张紧油缸的无杆腔相连接；其中，

还包括压力传感器和控制器，所述压力传感器一端与所述第二油路相连接，用于检测所述张紧油缸连接的张紧轮的张紧压力值，所述压力传感器、所述电磁换向阀以及所述电磁比例减压阀均与所述控制器相连接。

根据本发明一个实施例的履带自动张紧装置，还包括电磁比例卸荷阀，所述电磁比例卸荷阀一端与所述第二油路相连接，另一端与油箱相连接。

根据本发明一个实施例的履带自动张紧装置，所述电磁比例卸荷阀的压力值不低于1.5倍的所述电磁比例减压阀的压力值。

根据本发明一个实施例的履带自动张紧装置，所述第二油路上设有液控单向阀，所述液控单向阀与所述第一油路连通；

还包括蓄能器，与所述第二油路相连接。

第二方面，本发明实施例还提供一种履带行走机构，包括：机架；

上述的履带自动张紧装置，所述履带自动张紧装置安装于所述机架。

第三方面，本发明实施例还提供一种履带自动张紧控制方法，采用上述的履带行走机构，方法包括：

接收压力传感器发送的张紧压力值；

在所述张紧压力值不低于电磁比例减压阀额定压力值时，向电磁换向阀发送控制信号，通过调整向张紧油缸的进出油状态进而控制张紧轮的张紧压力值。

本发明实施例提供的履带自动张紧控制方法，所述在所述张紧压力值不低于电磁比例减压阀额定压力值时，还包括判断履带行走机构是否处于行走状态；

若处于行走状态，则输出需要张紧的指令；

若处于静止状态，则给出预设时间段的控制信号，然后进一步判断履带行走机构的运行状态。

本发明实施例提供的履带自动张紧控制方法，若所述控制信号结束后，所述张紧压力值不低于电磁比例减压阀额定压力值时，输出张紧完成的指令；

若所述张紧压力值低于电磁比例减压阀额定压力值时，则判断张紧压力值在预设时间段的状态。

本发明实施例提供的履带自动张紧控制方法，所述判断张紧压力值在预设时间段的状态，包括：

若张紧压力值在预设时间段内处于恒定状态，则对比张紧压力值和电磁比例减压阀额定压力值；

若张紧压力值在预设时间段内处于非恒定状态，则输出张紧泄漏指令。

本发明实施例提供的履带自动张紧控制方法，所述在所述张紧压力值不低于电磁比例减压阀额定压力值后，判断张紧压力值是否超过电磁比例卸荷阀的额定压力值；

当张紧压力值不低于电磁比例卸荷阀的额定压力值且超过预定时间时，发出是否切换手动模式的判断指令。

本发明实施例提供的履带自动张紧装置，采用控制器对电磁换向阀、电磁比例减压阀以及电磁比例卸荷阀进行控制，自动化程度高，保压张紧方式改为自动控制的方式，根据外界不同冲击，控制器均可以调整内部压力以进行适应，适应性更强，且解除张紧过程简单，大大节省了人力物力。

本发明实施例提供的履带行走机构，包括上述的自动张紧装置，所以具备上述自动张紧装置的有益效果，在此不做限定。

本发明实施例提供的履带自动张紧控制方法，采用上述的履带自动张紧装置，也具备履带自动张紧装置所具有的有益效果，在此不做限定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例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一简单地介绍，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为本发明实施例履带自动张紧装置的结构示意图；

图2为本发明控制器的控制流程图；

图3为本发明实施例油缸行程与压力配合示意图；

图4为本发明履带自动张紧控制方法流程图；

附图标记：

10、电磁比例减压阀；110、第一油路；120、第二油路；1210、液控单向阀；1220、蓄能器；

20、电磁换向阀；

30、电磁比例卸荷阀；

40、第一张紧油缸；

50、第二张紧油缸；510、张紧轮；

60、油源泵；

70、油箱；

80、压力传感器；

90、控制器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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实施例和简化描述，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实施例的限制。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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。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实施例中的具体含义。

下面结合图1，本发明提出保护一种履带自动张紧装置，包括电磁比例减压阀10、电磁换向阀20、电磁比例卸荷阀30以及两个张紧油缸，本申请以第一张紧油缸40和第二张紧油缸50为例进行说明。电磁比例减压阀10一端与油源泵60连接，另一端与电磁换向阀20相连接，电磁换向阀20远离电磁比例减压阀10一端连接有第一油路110和第二油路120，第一油路110与张紧油缸的有杆腔相连接，也即第一油路110与第一张紧油缸40和第二张紧油缸50的有杆腔相连接。第二油路120与张紧油缸的无杆腔连接，也即，第二油路120与第一张紧油缸40和第二张紧油缸50的无杆腔相连接。其中，还包括压力传感器80和控制器90，压力传感器80一端与第二油路120相连接，压力传感器80、电磁换向阀20以及电磁比例减压阀10均与控制器90相连接。

还包括电磁比例卸荷阀30，电磁比例卸荷阀30一端与第二油路120相连接，另一端与油箱70相连接。需要说明的是，电磁比例卸荷阀30也与控制器90相连接。

相较于传统的采用液压保持张紧的方式，液压保持张紧过程中无法实现对冲击的有效吸收且解除张紧过程复杂，容易造成液压油泄漏。而本申请实施例中采用控制器90对电磁换向阀20、电磁比例减压阀10以及电磁比例卸荷阀30进行控制，自动化程度高，保压张紧方式改为自动控制的方式，根据外界不同冲击，控制器90均可以调整内部压力以进行适应，适应性更强，且解除张紧过程简单，大大节省了人力物力。

具体地，例如对应不同吨位的履带行走机构，控制器90可以向电磁比例减压阀10输入不同的压力值，如此适配该履带行走机构所对应合适的张紧轮510的张紧压力，调节方式方便，省时省力。

具体地，第一张紧油缸40和第二张紧油缸50上分别连接有张紧轮510；电磁换向阀20包括第一状态和第二状态；控制器90控制电磁换向阀20处于第一状态下，油源泵60沿第一油路110向第一张紧油缸40和第二张紧油缸50的有杆腔进油以收缩张紧轮510；控制器90控制电磁换向阀20处于第二状态下，油源泵60沿第二油路120向第一张紧油缸40和第二张紧油缸50的无杆腔进油以张紧张紧轮510。

也即，控制器90可以对电磁换向阀20进行控制，以在不同的需求下对张紧轮510的张紧状态进行调整，对张紧轮510的控制方式简单且解除控制的方式也更加便捷。

具体地，电磁换向阀20还包括中位状态；控制器90控制电磁换向阀20处于中位状态下，电磁换向阀20与油源泵60之间油路封闭。

也即电磁换向阀20包括三种状态，电磁换向阀20处于中位状态时，履带对应处于正常行走状态，此时的张紧轮510的张紧压力也无需进行调整。当电磁换向阀20处于第一状态时，说明张紧轮510的张紧压力过大，易造成行走机械的内摩擦力增大，此时需要减小张紧轮510的张紧压力。当电磁换向阀20处于第二状态时，说明张紧轮510此时张紧压力过小而造成履带松弛，起不到张紧作用或者此时的张紧作用不足，容易造成履带振动或者跳动，此时说明张紧轮510需要增大张紧压力。

在本发明的一些实施例中，压力检测器检测的压力值为张紧轮510的张紧压力，张紧轮510包括正常状态和需张紧状态；张紧轮510处于正常状态下，张紧压力至少大于百分之九十的电磁比例减压阀10的压力值。

进一步地，电磁比例卸荷阀30的压力值不低于1.5倍的电磁比例减压阀10的压力值；张紧轮510处于正常状态下，张紧压力小于电磁比例卸荷阀30的压力值。

对于第二油路120，第二油路120上设有液控单向阀1210，液控单向阀1210与第一油路110连通。液控单向阀1210是第一张紧油缸40和第二张紧油缸50在无杆腔中有压力的情况下，液压介质通过此液控单向阀1210无漏泄地封闭，以及在有杆缸腔压力加载时，液压介质通过液控单向阀1210可以从无杆腔放出。

进一步地，还包括蓄能器1220，与第二油路120相连接。具体地，蓄能器1220内预充预设的氮气压力值。在装置受到冲击时，蓄能器1220主要起到缓冲的作用。

在本发明的一些实施例中，还提出保护一种履带行走机构，包括机架和上述的履带自动张紧装置，履带自动张紧装置安装于机架。

请参照图2和图3，定义压力传感器80的压力值为P7、电磁比例卸荷阀30的压力值为P8、电磁比例减压阀10的压力值为P5；

请具体参照图3，在履带行走机构上的履带发生撞击时，在t1时间段内，蓄能器1220起到缓冲作用，第一张紧油缸40和第二张紧油缸50的无杆腔压力会随撞击而持续提升，直至电磁比例卸荷阀30的压力值P8。在t2时间段内，电磁比例卸荷阀30打开，第一张紧油缸40和第二张紧油缸50的无杆腔压力持续保持在电磁比例卸荷阀30的压力值P8并产生溢流，直至第一张紧油缸40和第二张紧油缸50缩至最短。第一张紧油缸40和第二张紧油缸50吸收撞击产生的行程为X2，根据X2的值可以计算得出不同吨位履带行走机构所需要的张紧压力。通过控制器90控制电磁比例减压阀10便可以得到不同的张紧压力，以适应不同吨位的履带行走机构。在履带受到的冲击较小时，通过蓄能器1220做缓冲限制履带应力；而在履带受力较大时，通过电磁比例卸荷阀30限制履带最高应力。

请参照图2，对于履带行走机构，履带行走机构包括自动模式和手动模式，且具体的控制方式如下：

当P7≥0.9*P5，且P7＜P8，控制器90不发出指令，张紧轮510保持张紧状态，继续自动判断。

当P7＜0.9*P5，且履带行走机构处于行进状态下，控制器90输出“履带需张紧”，提示操作员注意履带状况。

当P7＜0.9*P5，且履带行走机构停止行走，控制器90输出“履带自动张紧中”并延时预设时间向电磁换向阀20发送信号，使得电磁换向阀20处于第二状态以对张紧轮510进行张紧。延时的时间也可以为5秒、10秒或者15秒等，在此不做限定。图2处以5秒为例，但不对此进行限定。

当P7＜P5，且P7保持稳定，重复延时预设时间并返回自动判断节点。

当P7＜P5，且P7压力值下降，控制器90输出“张紧泄露报警”并切换至手动模式，提示操作员维修检查。

当P7≥P5，控制器90输出“张紧完成”并返回自动判断节点。

当P7≥P8，且持续时间t≥t2，认定履带行走机构发生强烈碰撞，控制器90输出“是否切换手动模式”，并强制切断行走动作，待操作员确认现场。若操作员点“是”，控制器90切换为手动模式，操作员维修检查。若操作员点“否”，控制器90保持自动模式，继续自动判断。

请参照图4，本发明实施例还提出保护一种履带自动张紧控制方法，采用上述的履带自动张紧装置。包括：

S110、接收压力传感器发送的张紧压力值；

S120、在张紧压力值不低于电磁比例减压阀额定压力值时，向电磁换向阀发送控制信号，通过调整向张紧油缸的进出油状态进而控制张紧轮的张紧压力值。

在本发明的一些实施例中，在张紧压力值不低于电磁比例减压阀的额定压力值时，判断履带行走机构是否处于行走状态。此时的电磁比例减压阀的额定压力值可以为电磁减压阀开启值的百分之九十。张紧油缸用于吸收挖掘机的动能，张紧油缸的形成要保证挖掘机最大动能的90％，以此可以得出不同吨位挖掘机需要的张紧压力。控制器通过控制信号控制电磁比例减压阀得到不同的张紧压力，使得履带行走机构在不同吨位挖掘机的应用。

当履带行走机构处于行走状态时，输出需要张紧的指令。指令会下发至电磁换向阀，使得电磁比例减压阀与第二油路连通，向张紧油缸的无杆腔进油进而对张紧轮进行张紧。

若履带行走机构处于静止状态时，给出预设时间段的控制信号，然后进一步判断履带行走机构的运行状态。预设时间段可以为5秒、6秒，也可以为10秒、15秒等，在此不做限定，图2中以5秒的控制信号为例进行说明，但不对此进行限定。该时间也是为了给出进油张紧的时间，直至张紧完成。

具体地，若控制信号结束后，张紧压力值不低于电磁比例减压阀额定压力值时，输出张紧完成的指令。若张紧压力值低于电磁比例减压阀额定压力值时，则判断张紧压力值在预设时间段的状态。

也即当张紧压力值在预设时间段内处于恒定状态，则对比张紧压力值和电磁比例减压阀额定压力值。也即此时还处于进油张紧过程，所以返回继续判断张紧压力值和电磁比例减压阀的额定压力值。

而当张紧压力值在预设时间段内处于非恒定状态，则输出张紧泄漏指令。此时可以发出报警信号，告知操作人员对履带行走机构进行检修。

进一步地，在张紧压力值不低于电磁比例减压阀额定压力值后，判断张紧压力值是否超过电磁比例卸荷阀的额定压力值；当张紧压力值不低于电磁比例卸荷阀的额定压力值且超过预定时间时，发出是否切换手动模式的判断指令。

预定时间为油缸行程走完的时间，当超过该时间时，履带行走机构可能前面抵接有障碍物，或者发生剧烈碰撞，此时控制器发出切换手动模式的命令，驾驶员可以点击确认以手动操作，等恢复至正常运行状态后，可以继续进行自动模式。

具体地，请参照图2，定义压力传感器的压力值为P7、电磁比例卸荷阀的压力值为P8、电磁比例减压阀的压力值为P5；

当P7≥0.9*P5，且P7＜P8，控制器不发出指令，张紧轮保持张紧状态，继续自动判断。

当P7＜0.9*P5，且履带行走机构处于行进状态下，控制器输出“履带需张紧”，提示操作员注意履带状况。

当P7＜0.9*P5，且履带行走机构停止行走，控制器输出“履带自动张紧中”并延时预设时间向电磁换向阀发送信号，使得电磁换向阀处于第二状态以对张紧轮进行张紧。

当P7＜P5，且P7保持稳定，重复延时预设时间并返回自动判断节点。

当P7＜P5，且P7压力值下降，控制器输出“张紧泄露报警”并切换至手动模式，提示操作员维修检查。

当P7≥P5，控制器输出“张紧完成”并返回自动判断节点。

当P7≥P8，且持续时间t≥t2，认定履带行走机构发生强烈碰撞，控制器输出“是否切换手动模式”，并强制切断行走动作，待操作员确认现场。若操作员点“是”，控制器切换为手动模式，操作员维修检查。若操作员点“否”，控制器保持自动模式，继续自动判断。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

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)

1.一种履带自动张紧装置，其特征在于，包括：

电磁比例减压阀、电磁换向阀、电磁比例卸荷阀以及两个张紧油缸，所述电磁比例减压阀一端与油源泵连接，另一端与所述电磁换向阀相连接，所述电磁换向阀远离所述电磁比例减压阀一端连接有第一油路和第二油路，所述第一油路与所述张紧油缸的有杆腔相连接，所述第二油路与所述张紧油缸的无杆腔相连接；其中，

还包括压力传感器和控制器，所述压力传感器一端与所述第二油路相连接，用于检测所述张紧油缸连接的张紧轮的张紧压力值，所述压力传感器、所述电磁换向阀以及所述电磁比例减压阀均与所述控制器相连接。

2.根据权利要求1所述的履带自动张紧装置，其特征在于，还包括电磁比例卸荷阀，所述电磁比例卸荷阀一端与所述第二油路相连接，另一端与油箱相连接。

3.根据权利要求2所述的履带自动张紧装置，其特征在于，所述电磁比例卸荷阀的压力值不低于1.5倍的所述电磁比例减压阀的压力值。

4.根据权利要求1所述的履带自动张紧装置，其特征在于，所述第二油路上设有液控单向阀，所述液控单向阀与所述第一油路连通；

还包括蓄能器，与所述第二油路相连接。

5.一种履带行走机构，其特征在于，包括：

机架；

权利要求1-4任一项所述的履带自动张紧装置，所述履带自动张紧装置安装于所述机架。

6.一种履带自动张紧控制方法，其特征在于，采用权利要求5所述的履带行走机构，所述方法包括：

接收压力传感器发送的张紧压力值；

在所述张紧压力值不低于电磁比例减压阀额定压力值时，向电磁换向阀发送控制信号，通过调整向张紧油缸的进出油状态进而控制张紧轮的张紧压力值。

7.根据权利要求6所述的履带自动张紧控制方法，其特征在于，所述在所述张紧压力值不低于电磁比例减压阀额定压力值时，还包括判断履带行走机构是否处于行走状态；

若处于行走状态，则输出需要张紧的指令；

若处于静止状态，则给出预设时间段的控制信号，然后进一步判断履带行走机构的运行状态。

8.根据权利要求7所述的履带自动张紧控制方法，其特征在于，若所述控制信号结束后，所述张紧压力值不低于电磁比例减压阀额定压力值时，输出张紧完成的指令；

若所述张紧压力值低于电磁比例减压阀额定压力值时，则判断张紧压力值在预设时间段的状态。

9.根据权利要求8所述的履带自动张紧控制方法，其特征在于，所述判断张紧压力值在预设时间段的状态，包括：

若张紧压力值在预设时间段内处于恒定状态，则对比张紧压力值和电磁比例减压阀额定压力值；

若张紧压力值在预设时间段内处于非恒定状态，则输出张紧泄漏指令。

10.根据权利要求7所述的履带自动张紧控制方法，其特征在于，所述在所述张紧压力值不低于电磁比例减压阀额定压力值后，判断张紧压力值是否超过电磁比例卸荷阀的额定压力值；

当张紧压力值不低于电磁比例卸荷阀的额定压力值且超过预定时间时，发出是否切换手动模式的判断指令。

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