CN116695818B - 一种含回转平台自适应静压支撑装置的挖装机及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含回转平台自适应静压支撑装置的挖装机及控制方法，属于工程机械领域。所述挖装机包括有车架，所述车架上方固定有回转支撑装置；所述回转支撑装置上端连接有回转平台；所述回转平台上布置有驾驶室、挖掘工作装置、动力舱；所述回转平台下端连接有挖掘回转装置；所述挖掘回转装置与挖掘工作装置连接，用于控制挖掘工作装置在水平方向转动；所述回转平台下端固定有支撑装置，所述支撑装置用于为回转平台提供辅助支撑。所述挖装机可保障回转平台上方部件的重心稳定，改善行驶过程中驾驶舒适性，极大提升整机稳定性和可靠性；支撑装置可自动启动和回收，不影响回转平台的正常回转，整个过程无需人为操作，智能便捷，省时省力。

Description

一种含回转平台自适应静压支撑装置的挖装机及控制方法

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种含回转平台自适应静压支撑装置的挖装机及控制方法。

背景技术

回转平台是挖掘机、挖掘装载机等工程机械的重要组成部件，一方面可控制工作装置转动进行挖掘和卸料，同时也承载着包括动力总成、挖掘工作装置总成、液压泵组总成、驾驶室总成等部件，回转平台上方部件的总重量占据了挖装机整体重量的60％以上。在挖装机工作过程中，固定在回转平台上的零部件重心位置会随着转台的转动或工况的不同而发生变化，使得作用在平台上的合力和合力矩发生变化，导致重心发生偏移，回转平台下方的支撑装置局部受力过大，出现磨损甚至破裂的问题。

为了平衡各部件重量及外载荷，一般是对回转平台上上网各个部件进行合理布局，以此来改善下方支撑装置的受力情况，减轻回转支撑装置的磨损并保证整机稳定性。但此方法是相对被动的做法，属于用恒定方案应对多变工况，会造成设计不足或设计冗余，尤其对于转台上部件的重心位置变动较大时(如工作装置回收行驶和伸展作业姿态)，无法实现重心及外载荷的有效平衡，既影响驾驶舒适性，更影响产品稳定性和可靠性。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明提供了一种含回转平台自适应静压支撑装置的挖装机，所述挖装机回转平台处设有支撑装置，可保障挖掘工作装置在装载或行驶过程中回转平台上方部件的重心稳定，减轻了回转支撑装置的磨损，延长了回转支撑装置的使用寿命。

为了达到上述目的，具体通过以下技术方案实现：

一种含回转平台自适应静压支撑装置的挖装机，包括有车架、装载工作装置、回转支撑装置、回转平台、驾驶室、挖掘工作装置、动力舱和挖掘回转装置，所述车架前端连接有装载工作装置，上方固定有回转支撑装置；所述回转支撑装置上端连接有回转平台；所述回转平台上布置有驾驶室、挖掘工作装置、动力舱，所述挖掘工作装置与动力舱位于回转支撑装置两侧；所述回转平台下端连接有挖掘回转装置；所述挖掘回转装置与挖掘工作装置连接，用于控制挖掘工作装置在水平方向转动；所述回转平台下端固定有支撑装置，所述支撑装置用于为回转平台提供辅助支撑；其有益效果在于：本发明提供的含回转平台自适应静压支撑装置的挖装机在挖掘作业状态时，挖掘工作装置通过挖掘回转装置旋转至外侧，此时挖掘工作装置、驾驶室与动力舱分别位于回转支撑装置两侧，平衡了挖掘工作装置的重量和作业外载荷，回转平台上方部件的重心相对平衡；而当挖装机切换至行驶或装载状态时，回转平台转动使挖掘工作装置与动力舱处于同一侧，此时重心分布明显不平衡，本发明通过在回转平台下端安装支撑装置，支撑装置向下顶住车架，给与回转平台一个向上的支撑力，维持了回转平台上方部件的重心稳定；其中，所述动力舱包括动力总成和液压泵组总成，为挖掘工作装置提供动力驱动；所述回转支撑装置为回转平台的旋转中心，同时也是回转平台及上方部件的支撑结构，配合挖掘回转装置可实现挖掘工作装置的双旋转，保证挖装机的挖掘和装载两端作业功能。

优选的，所述支撑装置包括有至少两个液压油缸；所述液压油缸通过负载敏感液压系统进行控制；其有益效果在于：支撑装置为至少两个液压油缸，在挖装机处于行驶或装载状态时，回转平台及上方部件的重心落在液压油缸支撑点与回转支撑装置中心形成的图形内，保障了此状态下回转平台上方部件的重心稳定；所述液压油缸通过负载敏感液压系统进行控制，在作用到液压油缸上的载荷力发生变化时，可自动调节液压油缸的支撑力，保障系统的稳定性，另外也可以避免支撑力过大导致回转支撑装置反向受力的情况。

所述负载敏感液压系统为现有技术，是一种感受系统压力-流量需求，且仅提供所需求的流量和压力的液压回路，具有简单可靠、功率损耗较低、效率高等优点，能以单泵供油，同时满足所需流量、压力不同的多个回路、多个执行元件的工作要求。

进一步优选的，所述液压油缸的最大伸出距离大于车架和回转平台之间的间隙；其有益效果在于：液压油缸的最大伸出距离大于车架和回转平台的间隙，可有效应对挖装机使用年限过长导致车架和回转平台间隙不一致的情况。

优选的，所述回转平台上设有感应组件一，用于感应挖掘工作装置的回收状态；所述回转平台上设有感应组件二，用于感应回转平台回位状态；所述动力舱中设有感应组件三，用于感应挖装机行进状态；所述感应组件一、感应组件二和感应组件三与挖装机的控制器连接；其有益效果在于：通过分别在回转平台以及动力舱中设置感应组件，可检测和判断挖掘工作装置是否回收、回转平台是否回转以及挖装机是否处于行走状态，将感应组件一、感应组件二和感应组件三与挖装机的控制器连接，配合负载敏感液压系统，可在挖装机处于行驶或装载状态时，支撑装置能自动启动，在挖装机行走停止后支撑装置能自动收回，避免影响回转平台的正常回转作业，整个过程无需人为操作，智能便捷，省时省力。

进一步优选的，所述感应组件一为行程开关，位于回转平台上端；所述感应组件一侧边挖掘工作装置上设有第一零点触板。在挖掘工作作业完成后，回转平台回位，挖掘回转装置转动控制挖掘工作装置转动至回收状态，同时第一零点触板跟着转动至与感应组件一接触使其发出信号。

进一步优选的，所述感应组件二为行程开关，位于回转平台下端；所述行程开关下方车架上设有第二零点触板。与感应组件一同理，当回转平台回位时，回转平台下端的感应组件二跟着转动至与车架上的第二零点触板接触并发出信号。

进一步优选的，所述感应组件三为激光位移传感器，位于动力舱中的变速箱系统上，用于检测变速箱中齿轮的运转状态。

优选的，所述回转平台侧边设有配重，所述配重与动力舱位于同一侧；其有益效果在于：在回转平台侧边动力舱一侧设置配重，当挖装机处于挖掘作业状态下时，可进一步对转台及转台上各部件的整体重心分布进行改善，改善下部支撑会装装置受力，保证整机稳定性。

本发明的目的还在于提供上述任一种含回转平台自适应静压支撑装置的挖装机的控制方法，具体包括以下步骤：

S1.感应组件一感应挖掘工作装置的回收状态，挖掘工作装置回收，发出信号；

S2.感应组件二感应回转平台的回位状态，回转平台回位，发出信号；

S3.感应组件三感应挖装机的行进状态，挖装机行走，发出信号；

S4.挖装机的控制器同时检测到感应组件一、感应组件二和感应组件三的信号时，支撑装置启动；否则，支撑装置不启动。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：

(1)本发明的含回转平台自适应静压支撑装置的挖装机在回转平台下方设置支撑装置，可使回转平台及以上部件的重心落在回转支撑装置与支撑装置形成的图形区域内，保障了挖装机在行驶或装载状态时回转平台上方部件的重心稳定，既改善了行驶过程中驾驶舒适性，又提升了挖装机的稳定性和可靠性。

(2)本发明的含回转平台自适应静压支撑装置的挖装机中液压油缸通过负载敏感液压系统进行控制，在作用在液压油缸上的载荷力发生变化时，可自动调节液压油缸的支撑力，以此保障系统的稳定性；同时可应对不同支撑高度，适应性极佳；另外也可以避免支撑力过大导致回转支撑装置反向受力的情况。

(3)本发明的含回转平台自适应静压支撑装置的挖装机中在挖掘回转装置、回转平台以及动力舱上设置感应组件，可在挖装机处于行驶或装载状态时，支撑装置能自动启动，在挖装机行走停止后支撑装置能自动收回，避免影响回转平台的正常回转作业，整个过程无需人为操作，智能便捷，省时省力。

附图说明

图1为实施例一所述的含回转平台自适应静压支撑装置的挖装机行驶或装载状态的示意图；

图2为实施例一所述的含回转平台自适应静压支撑装置的挖装机挖掘作业状态的示意图；

图3为实施例一所述的含回转平台自适应静压支撑装置的挖装机回转平台和车架的结构示意图；

图4为实施例一所述的含回转平台自适应静压支撑装置的挖装机回转平台的结构示意图；

图5为实施例一所述的负载敏感液压系统的原理图；

图6为实施例一所述的感应组件一、感应组件二、第一零点触板以及第二零点触板的位置示意图；

图7为实施一所述的含回转平台自适应静压支撑装置的挖装机的控制流程图。

图中：1、装载工作装置；2、驾驶室；3、挖掘工作装置；4、动力舱；5、配重；6、支撑装置；7、车架；8、回转支撑装置；9、挖掘回转装置；10、回转平台；11、液压油缸；12、感应组件一；13、感应组件二；14、伸缩杆；15、第二零点触板；16、节流阀；17、负载敏感泵；18、夹紧阀块；19、第一零点触板。

具体实施方式

以下将结合附图对本专利中各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本专利所保护的范围。

实施例一

如图1～5所示，本实施例提供一种含回转平台自适应静压支撑装置的挖装机，所述挖装机包括装载工作装置1、驾驶室2、挖掘工作装置3、动力舱4、配重5、支撑装置、车架7、回转支撑装置8、挖掘回转装置9和回转平台10。如图1和2所示，所述装载工作装置1置于车架7的前端，用于进行装载作业；所述回转支撑装置8固定安装于车架7的上方，所述回转平台10固定与回转支撑装置8上方，回转支撑装置8是回转平台10的旋转中心，同时也是回转平台10及上方部件的支撑结构；所述回转平台10上方布置有驾驶室2、挖掘工作装置3和动力舱4，所述驾驶室2、挖掘工作装置3与动力舱4位于回转支撑装置8的两侧；所述动力舱4包括动力总成和液压泵组总成，可为挖掘工作装置提供动力驱动；所述回转平台10侧边还设有配重5，所述配重5与动力舱4位于同一侧；所述回转平台10下端回转支撑装置8两侧分别固定安装有挖掘回转装置9和支撑装置6，所述挖掘回转装置9与挖掘工作装置3连接，可控制挖掘工作装置3在水平方向上转动，挖掘回转装置9配合回转支撑装置8可实现挖掘工作装置3的双旋转，保证挖装机的挖掘和装载两端作业功能；所述支撑装置6用于维持回转平台及上方部件的重心稳定。

图2为处于挖掘作业状态的挖装机的结构示意图，在此状态下，挖掘工作装置3与驾驶室2位于回转支撑装置8右侧，动力舱4和配重5位于回转支撑装置8左侧，此种布局平衡了挖掘工作装置3的重量和作业外载荷，回转平台上方部件的重心相对平衡，支撑装置不用工作。图1为处于行驶或装载状态的挖装机的结构示意图，在此状态下，挖掘工作装置3、动力舱4和配重5均位于回转支撑装置8右侧，左侧只有驾驶室2，重心分布明显不平衡，此时支撑装置6向下顶住车架7，给与回转平台10一个向上的支撑力，维持回转平台上方部件的重心稳定，既改善了行驶过程中驾驶舒适性，也提升了挖装机的稳定性和可靠性。

如图3和4所示，所述支撑装置6包括有两个液压油缸11，所述液压油缸11与回转支撑装置的中心呈三角形分布，在挖装机处于行驶或装载状态时，液压油缸11推动伸缩杆14伸出顶住下方的车架，回转平台及上方部件的重心落在三角形区域内，保障了此状态下回转平台及上方部件的重心稳定；两个所述液压油缸通过负载敏感液压系统进行控制，在作用在液压油缸上的载荷力发生变化时，可自动调节液压油缸的支撑力，保障系统的稳定性，另外也可以避免支撑力过大导致回转支撑装置反向受力的情况；所述液压油缸的最大伸出距离大于车架和回转平台之间的间隙，能有效应对挖装机使用年限过长导致车架和回转平台间隙不一致的情况。

本实施例的负载敏感液压系统的原理图如图5所示，所述负载敏感液压系统包括有节流阀16、负载敏感泵17、夹紧阀块18和液压油缸11；所述负载敏感泵17包括有负载敏感阀、变量泵，所述节流阀16代表系统负载，在系统平衡时，负载敏感泵17内的负载敏感阀两端的压差与其弹簧力相平衡；当系统负载减小时，节流阀16进出口压差(负载敏感阀两端压差)增大，负载敏感阀的阀芯上移，变量泵出口压力减小，夹紧阀块18控制液压油缸11供油减少，直到负载敏感阀两端的压差平衡；增大系统负载时，系统调解过程与上述相反。

如图6所示，在回转平台10上端设有感应组件一12，所述感应组件一12为行程开关，同时感应组件一12侧边的挖掘工作装置3上设有第一零点触板19，在挖掘工作作业完成后，回转平台10回位，挖掘回转装置9转动控制挖掘工作装置3转动至回收状态(如图2中所示)，第一零点触板19跟着转动至与感应组件一12接触使其发出信号；所述回转平台10下端支撑装置6一侧设有感应组件二13，所述感应组件二13为行程开关，感应组件二13正下方车架7上设有第二零点触板15，当回转平台10回位时，回转平台10下端的感应组件二13跟着转动至与车架7上的第二零点触板15接触并发出信号；所述感应组件三为激光位移传感器，位于动力舱4中变速箱系统内的驱动齿轮两侧，驱动齿轮转动驱动车架整体移动，同时感应组件三感应并发出信号。所述感应组件一、感应组件二和感应组件三与挖装机的控制器连接，配合负载敏感液压系统，在挖装机处于行驶或装载状态时，支撑装置能自动启动，在挖装机行走停止后支撑装置能自动收回，避免影响回转平台的正常回转作业，整个过程无需人为操作，智能便捷，省时省力。

如图7所示，本实施例还提供一种含回转平台自适应静压支撑装置的挖装机的控制方法，具体包括以下步骤：

S1.感应组件一12感应挖掘工作装置3的回收状态，挖掘工作装置回收，发出信号；

S2.感应组件二13感应回转平台10的回位状态，回转平台回位，发出信号；

S3.感应组件三感应挖装机的行进状态，挖装机行走，发出信号；

S4.挖装机的控制器同时检测到感应组件一、感应组件二和感应组件三的信号，控制负载敏感系统中液压阀开启，液压油缸供油，伸缩杆伸出，支撑装置启动；否则，支撑装置不启动。

以上具体实施方式详细描述了本发明的实施，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节。在本发明的权利要求书和技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单改型和改变，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种含回转平台自适应静压支撑装置的挖装机，包括有车架、装载工作装置、回转支撑装置、回转平台、驾驶室、挖掘工作装置、动力舱和挖掘回转装置，其特征在于，所述车架前端连接有装载工作装置，上方固定有回转支撑装置；所述回转支撑装置上端连接有回转平台；所述回转平台上布置有驾驶室、挖掘工作装置、动力舱，所述挖掘工作装置与动力舱位于回转支撑装置两侧；所述回转平台下端连接有挖掘回转装置；所述挖掘回转装置与挖掘工作装置连接，用于控制挖掘工作装置在水平方向转动；所述回转平台下端固定有支撑装置，所述支撑装置用于为回转平台提供辅助支撑；所述支撑装置包括有至少两个液压油缸；所述液压油缸通过负载敏感液压系统进行控制；所述回转平台上设有感应组件一，用于感应挖掘工作装置的回收状态；所述回转平台上设有感应组件二，用于感应回转平台回位状态；所述动力舱中设有感应组件三，用于感应挖装机行进状态；所述感应组件一、感应组件二和感应组件三与挖装机的控制器连接；

所述挖装机的控制方法，包括以下步骤：

S1.感应组件一感应挖掘工作装置的回收状态，挖掘工作装置回收，发出信号；

S2.感应组件二感应回转平台的回位状态，回转平台回位，发出信号；

S3.感应组件三感应车架的行进状态，挖装机行走，发出信号；

S4.挖装机的控制器同时检测到感应组件一、感应组件二和感应组件三的信号，支撑装置启动；否则，支撑装置不启动。

2.根据权利要求1所述的一种含回转平台自适应静压支撑装置的挖装机，其特征在于，所述液压油缸的最大伸出距离大于车架和回转平台之间的间隙。

3.根据权利要求1所述的一种含回转平台自适应静压支撑装置的挖装机，其特征在于，所述感应组件一为行程开关，位于回转平台上端；所述感应组件一侧边挖掘工作装置上设有第一零点触板。

4.根据权利要求1所述的一种含回转平台自适应静压支撑装置的挖装机，其特征在于，所述感应组件二为行程开关，位于回转平台下端；所述行程开关下方车架上设有第二零点触板。

5.根据权利要求1所述的一种含回转平台自适应静压支撑装置的挖装机，其特征在于，所述感应组件三为激光位移传感器，位于动力舱中的变速箱系统上，用于检测变速箱中齿轮的运转状态。

6.根据权利要求1所述的一种含回转平台自适应静压支撑装置的挖装机，其特征在于，所述回转平台侧边设有配重，所述配重与动力舱位于同一侧。