CN207750301U - 用于作业车辆的双模式控制系统 - Google Patents

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T·A·纽林
A·P·格罗斯曼
D·R·纳茨克
P·F·斯祖皮基
Q·J·伯格伦
B·D·路易斯
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Abstract

本实用新型涉及用于作业车辆的双模式控制系统,其包括:液压系统,被构造成驱动联接到作业车辆的第一和第二组件,包括:液压泵;流体输送系统,包括流体地联接到液压泵的多个流动路径;阀组件,联接到流体输送系统,且被构造成调节流体到比所有多个流动路径少的流动路径中的转移并调节一个或多个流动参数;第一和第二液压缸,联接到流体输送系统并且被构造成驱动第一组件的第一附件;和第三液压缸,联接到流体输送系统且被构造成驱动第二组件的第二附件;以及控制器,可操作地联接到阀组件,被构造成控制阀组件,以响应于由控制器接收到的第一类型的指令而调节流体的转移,且响应于由控制器接收到的第二类型的指令而调节一个或多个流动参数。

Description

用于作业车辆的双模式控制系统
技术领域
本实用新型总体上涉及作业车辆,并且更具体地,本实用新型涉及控制具有履带装载机和推土机功能的作业车辆的双模式控制系统。
背景技术
诸如牵引机或滑移装载机的作业车辆可以包含不同的附接组件(例如,装载机组件和推土机组件),以执行不同的功能。例如,作业车辆可以使用或切换到装载机组件来执行各种各样的任务,包括建筑、物料运输、挖掘、景观美化等等。相同的作业车辆可以使用或切换到推土机组件以推动物料,如土壤、沙子、瓦砾等等。这些附件可以由其各自的液压回路提供动力,并且用于装载机组件的液压回路的操作可以不同于用于推土机组件的操作。这样,操作者可能需要使用复杂和/或麻烦的操纵来操作不同的附接组件或在不同功能(例如,装载机和推土机功能)之间来回切换。可能需要简化操作不同连接组件所需的控制,以及降低为液压缸提供动力所需的液压组件的复杂性。
实用新型内容
以下将概述在范围上与初始要求保护的主题相当的某些实施例。这些实施例并不用来限制要求保护的主题的范围,而是仅仅用来提供本实用新型的可能形式的简要概述。实际上,本公开可以涵盖与以下所述实施例类似或不同的各种形式。
在一个实施例中,用于作业车辆的双模式控制系统包括液压系统,所述液压系统被构造成驱动联接到作业车辆的第一组件和第二组件。所述液压系统包括液压泵以及流体输送系统,所述流体输送系统包括流体地联接到液压泵的多个流动路径。所述液压系统包括阀组件,所述阀组件联接到所述流体输送系统,并且被构造成调节流体到比所有所述多个流动路径少的流动路径中的转移并调节一个或多个流动参数。所述液压系统包括第一液压缸和第二液压缸,所述第一液压缸和第二液压缸联接到所述流体输送系统并且被构造成驱动所述第一组件的第一物料搬运附件。所述液压系统还包括第三液压缸,所述第三液压缸联接到所述流体输送系统并且被构造成驱动所述第二组件的第二物料搬运附件。所述双模式控制系统还包括控制器,所述控制器可操作地联接到所述阀组件,其中所述控制器被构造成控制所述阀组件,以响应于由所述控制器接收到的第一类型的指令而调节所述流体的转移,并且响应于由所述控制器接收到的第二类型的指令而调节所述一个或多个流动参数。
在一个实施例中,所述第一液压缸和第二液压缸被构造成使所述第一物料搬运附件沿第一旋转方向或第二旋转方向运动,并且所述第三液压缸被构造成使所述第二物料搬运附件沿第三旋转方向或第四旋转方向运动。
在一个实施例中,所述阀组件包括第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀,其中所述第一控制阀调节流体到以下流动路径中的转移:
第一流动路径,所述第一流动路径延伸到所述第二控制阀,所述第二控制阀调节流体到所述第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸的多个第一轴向端部中的转移;和
第二流动路径,所述第二流动路径延伸到所述第三控制阀,所述第三控制阀调节流体到所述第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸的多个第二轴向端部中的转移。
在一个实施例中,所述阀组件包括第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀,其中所述第一控制阀调节流体到以下流动路径中的转移:
延伸到所述第二控制阀中的流动路径,所述第二控制阀调节进入到所述第一液压缸和第二液压缸的第一轴向端部和第二轴向端部中的流体;和
延伸到所述第三控制阀的流动路径,所述第三控制阀调节进入到所述第三液压缸的第一轴向端部和第二轴向端部中的流体。
在一个实施例中,当所述第二组件联接到所述作业车辆时,所述第一类型的指令经由传感器自动地被提供给所述控制器。
在一个实施例中,所述控制器联接到第一用户接口以使得操作者能够输入所述第一类型的指令并且联接到第二用户接口以使得操作者能够输入所述第二类型的指令。
在一个实施例中,所述第一用户接口包括设置在作业车辆的控制台上的开关,并且所述第二用户接口包括作业车辆内的一个或多个操纵杆或手柄。
在一个实施例中,所述第一附件是装载机组件,并且所述第二附件是推土机组件。
在另一个实施例中,用于作业车辆的双模式控制系统包括液压系统,所述液压系统被构造成驱动联接到作业车辆的装载机组件和推土机组件。所述液压系统包括液压泵以及流体输送系统,所述流体输送系统包括流体地联接到液压泵的多个流动路径。所述液压系统包括阀组件,所述阀组件联接到所述流体输送系统,并且被构造成调节流体到比所有所述多个流动路径少的流动路径中的转移并调节一个或多个流动参数。所述液压系统包括第一液压缸和第二液压缸,所述第一液压缸和第二液压缸联接到所述流体输送系统并且被构造成调节所述装载机组件的装载机铲斗。所述液压系统还包括第三液压缸,所述第三液压缸联接到所述流体输送系统并且被构造成调节推土机组件的装载机铲刀。双模式控制系统还包括可操作地连接至阀组件的控制器,以及一个或多个用户接口,所述一个或多个用户接口联接到所述控制器,以使得操作者能够提供输入以使所述控制器调节所述阀组件,从而调节所述装载机铲斗或推土机铲刀。
在一个实施例中,所述第一液压缸和第二液压缸被构造成沿第一旋转方向或第二旋转方向调节所述装载机铲斗,并且所述第三液压缸被构造成沿第三旋转方向或第四旋转方向调节所述推土机铲刀。
在一个实施例中,所述阀组件包括第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀,其中所述第一控制阀调节流体到以下流动路径中的转移:
第一流动路径,所述第一流动路径延伸到所述第二控制阀,所述第二控制阀调节流体到所述第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸的多个第一轴向端部中的转移;和
第二流动路径,所述第二流动路径延伸到所述第三控制阀,所述第三控制阀调节流体到所述第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸的多个第二轴向端部中的转移。
在一个实施例中,所述阀组件包括第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀,其中所述第一控制阀调节流体到以下流动路径中的转移:
延伸到所述第二控制阀的流动路径,所述第二控制阀调节进入到所述第一液压缸和第二液压缸的第一轴向端部和第二轴向端部中的流体;和
延伸到所述第三控制阀的流动路径,所述第三控制阀调节进入到所述第三液压缸的第一轴向端部和第二轴向端部中的流体。
在一个实施例中,所述控制器被构造成根据由所述一个或多个用户接口提供并由所述控制器接收的第一类型的指令来调节流体的转移,其中所述一个或多个用户接口包括设置在作业车辆的控制台上的开关。
在一个实施例中,所述控制器被构造成根据由所述一个或多个用户接口提供并由所述控制器接收的第二类型的指令来调节所述一个或多个流动参数,其中所述一个或多个用户接口包括被构造成操纵作业车辆的一个或多个操纵杆或手柄。
在另一个实施例中,一种用于操作具有双重控制系统的作业车辆的方法包括基于第一指令来确定作业车辆的操作功能,其中所述操作功能包括装载机功能或推土机功能。所述方法包括基于所确定的作业车辆的操作功能来更新液压系统的操作。所述方法包括基于第二指令确定操作,其中所述操作包括使联接到所述作业车辆的装载机组件的装载机铲斗倾斜或者使联接到所述作业车辆的推土机组件的推土机铲刀倾倒(tip)。所述方法还包括基于第二指令操作液压系统以在装载机功能被确定时驱动装载机组件,并且当推土机功能被确定时驱动推土机组件。
附图说明
当参考附图阅读以下的详细说明时,本实用新型的这些和其它特征、方面和优点将得到更好的理解,在整个附图中,相同的附图标记表示相同的部件,其中:
图1是根据一个实施例的作业车辆的示意图;
图2是根据一个实施例的图1中所示的作业车辆的液压控制系统的示意图;
图3是图2所示的作业车辆的液压控制系统的另一个示例的示意图;
图4是根据一个实施例的用于操作具有图2或图3中所示的液压控制系统的作业车辆的方法的流程图;以及
图5是根据一个实施例的用于操作图1中所示的作业车辆的电子控制接口的示意图。
具体实施方式
以下将描述本实用新型的一个或多个特定实施例。为了提供这些实施例的简明描述,在说明书中可以不描述实际实施方式的全部特征。应当理解,在任何这种实际实施例的开发中,如同在任何工程或设计项目中,必须做出许多具体实施决定以实现开发者的特定目的,例如符合系统相关的和商业相关的约束,这样的目的根据具体实施可以是变化的。此外,应当理解,这样的开发工作可能是复杂且耗时的,然而对于了解本实用新型优点的本领域普通技术人员而言将会是设计、制造和制备的例行任务。
当介绍本实用新型的各个实施例的元件时,冠词“一”、“该”和“所述”指的是具有一个或多个该元件。术语“包括”、“包含”和“具有”是包含性的,指的是除了所列的元件之外,还可能存在另外的元件。操作参数和/或环境条件的例子并没有排除本实用新型公开的实施例的其它参数/条件。
尽管作业车辆的双重功能可以通过不同的附接组件(例如,装载机组件、推土机组件)来实现,但是操作者可能需要使用复杂的和/或笨重的操作来在不同的功能之间来回操作或切换。因此,可能需要简化操作不同功能所需的控制,以及降低为液压缸提供动力所需的液压部件的复杂性。目前公开的实施例包括用于控制单个液压系统的系统和方法,所述单个液压系统可以在用于不同功能(例如,装载机和推土机功能)的动力部件之间进行切换。具体地,操作者可以使用相同的控制器(例如,相同的操纵杆或杠杆,相同的操纵)来操作液压回路以操纵作业车辆而用于装载机和推土机功能。
图1是包括发动机110、发动机变速器组件120、驱动轴130和车轮140的作业车辆100(例如牵引机)的视图。发动机变速器组件120联接到发动机110,以将动力从发动机110传递到驱动轴130,驱动轴为作业车辆100的车轮140提供动力。此外,作业车辆100可以包括多个组件,例如装载机组件200和/或推土机组件300,除了其它控制系统(例如液压和/或电气控制系统)之外,其可以通过液压控制系统400进行操作。作业车辆100可以包括一个或多个传感器150(例如,机械开关传感器),传感器通信地联接到液压控制系统400,并被构造成检测装载机组件200和/或推土机组件300的联接或附接。如图所示,装载机组件200和推土机组件300可参考向前轴线160、横向轴线161、竖直轴线162、相对于横向轴线161的第一旋转方向163和第二旋转方向164、以及相对于向前轴线160的第三旋转方向165和第四旋转方向166进行描述。
在图示的实施例中,装载机组件200包括一个或多个臂210,臂可枢转地联接到作业车辆100的框架170并且可以通过一个或多个液压缸相对于该框架旋转。例如,一个或多个臂210可以相对于地面167升高或降低。除了别的之外,装载机组件200还包括诸如装载机铲斗220之类的物料搬运附件,该装载机铲斗可枢转地联接到一个或多个臂210,并且可通过液压控制系统400的一个或多个液压缸相对于臂210旋转。例如,一个或多个液压缸可以驱动装载机铲斗220沿第一旋转方向163或第二旋转方向164倾斜或旋转。
在所示的实施例中,推土机组件300包括一个或多个臂310,臂310可枢转地联接到作业车辆100的框架170,并且可以通过一个或多个液压缸相对于该框架旋转。例如,一个或多个臂310可相对于地面167升高或降低。除其它之外,推土机组件300还包括物料搬运附件,例如推土机铲刀320,推土机铲刀320可枢转地联接到一个或多个臂310并且可通过液压控制系统400的一个或多个液压缸相对于臂310旋转。例如,一个或多个液压缸可驱动推土机铲刀320沿第三旋转方向165或第四旋转方向166倾倒或旋转。在一个实施例中,装载机组件200可以永久性地联接到作业车辆100(例如,滑移装载机),并且推土机组件300可以可移除地联接到作业车辆100。在一个实施例中,装载机组件200和推土机组件300二者都可移除地联接到作业车辆100。在一个实施例中,推土机组件300的一个或多个臂310以及装载机组件200的一个或多个臂210可以是相同的臂(例如,装载机铲斗220和推土机铲刀320可移除地联接到所述一个或多个臂)。
图2是可以在图1所示的作业车辆100中使用的液压控制系统400的一个实施例的示意图。在所示的实施例中,液压控制系统400包括被构造成驱动装载机组件200的装载机铲斗220(例如,以沿例如第一旋转方向163或第二旋转方向164倾斜)的第一液压缸410(例如,倾斜缸)和第二液压缸420(例如,倾斜缸)。液压控制系统400包括被构造成驱动推土机组件300的推土机铲刀320(例如以沿例如第三旋转方向165或第四旋转方向166倾倒)的第三液压缸430(例如,倾倒缸)。液压控制系统400包括至少一个液压泵440,该液压泵440被构造成将流体通过流体输送系统450(例如,多个流动路径或导管)输送到第一、第二和第三液压缸410、420和430。液压控制系统400还包括控制器490(例如电子控制器)和阀组件470,阀组件470包括多个阀,这些阀联接到流体输送系统450并且被构造成调节或调整第一,第二和第三液压缸410、420和430的流动参数(例如,开/关、流动压力、流动体积、流动速率、流动方向)。控制器490可以接收指令以控制阀组件470,并由此控制第一,第二和第三液压缸410、420和430,从而操作装载机铲斗220和/或推土机铲刀320。
如图所示,阀组件470包括第一控制阀472、第二控制阀474、第三控制阀476和安全阀478。可以理解的是,控制阀可以指调节或调整流动参数(例如,阀的开/关位置、流动压力、流动体积、流动速率、流动方向)的任何合适类型的控制阀(例如,滑阀),并且安全阀可以指的是调节或调整流动压力和/或流动体积并允许加压流体流出系统(例如流体输送系统450)以减轻压力的任何合适类型的安全阀。出于讨论的目的,液压控制系统400的部件被参考为相对于液压泵440设置在上游(如箭头401所示)和下游(如箭头402所示)。流体输送系统450的不同部分被标记为管线A、管线B和管线C。在第一控制阀472的上游,管线A将液压泵440联接到安全阀478,管线C将液压泵440、管线A和管线B联接到安全阀478,使得在某些实施例中加压流体可以从安全阀478释放(例如,装载机组件200和推土机组件300在操作中都不是过压流体)。在第一控制阀472的下游,流体输送系统450分成管线A和管线B。管线A将流体输送到第一、第二和第三液压缸410、420和430的第一轴向端部480。管线B将流体输送到第一、第二和第三液压缸410、420和430的第二轴向端部482。
第一控制阀472和第二控制阀474沿管线A设置。管线A包括在液压泵440与第一控制阀472之间的流动路径451、在第一控制阀472与第二控制阀474之间的流动路径452、在第二控制阀474与第一液压缸410和第二液压缸420之间的流动路径453(例如用于装载机组件200)、以及在第二控制阀474与第三液压缸430之间的流动路径454(例如用于推土机组件300)。流动路径453可包括联接到第一液压缸410的第一轴向端部480的流动路径455和联接到第二液压缸420的第一轴向端部480的流动路径456。
第一控制阀472和第三控制阀476沿着管线B设置。管线B包括在第一控制阀472与第三控制阀476之间的流动路径457、在第三控制阀476与第一液压缸410和第二液压缸420之间的流动路径458(例如,用于装载机组件200)、以及在第三控制阀476与第三液压缸430之间的流动路径459(例如用于推土机组件300)。流动路径458可以包括联接到第一液压缸410的第二轴向端部482的流动路径460和联接到第二液压缸420的第二轴向端部482的流动路径461。安全阀478沿着管线C设置。管线C包括将液压泵440联接到安全阀478并且将管线A和管线B(例如在第一控制阀472处)联接到安全阀478的流动路径462。
应该注意,液压控制系统400的部件如上所述地设置,使得流体(例如来自一个液压泵440)基于所选择的作业车辆100的功能在第二和第三控制阀474和476(例如,功能控制阀)处分流或转移。具体地,当选择作业车辆100的装载机功能或模式时,阀474和476被控制到第一位置,在第一位置中,流体转移第一和第二液压缸410和420(例如倾斜缸)。相反,当选择作业车辆100的推土机功能或模式时,阀474和476被控制到第二位置,在第二位置中,流体转移到第三缸430(例如倾倒缸)。然后,可以使用阀472(例如,倾斜/倾倒控制阀)来控制装载机组件200的倾斜功能和推土机组件300的倾倒功能,由此简化用于操作不同功能的控制或操纵。
控制器490可以接收指令以控制阀组件470,从而控制第一液压缸410和第二液压缸420(例如用于装载机组件200)以及控制第三液压缸430(例如用于推土机组件300)。在图示的实施例中,控制器490包括存储一个或多个指令集(例如,处理器可执行指令)的存储器492(例如,非暂时性计算机可读介质/存储器电路),这些指令被实施以操作阀组件470。控制器490还包括一个或多个处理器494,该处理器被构造成访问并执行在存储器492上编码的一个或多个指令集(例如,以控制阀组件470)。例如,存储器492可以包括诸如随机存取存储器(RAM)的易失性存储器和/或诸如只读存储器(ROM)、光学驱动器、硬盘驱动器或固态驱动器的非易失性存储器。另外,一个或多个处理器494可以包括一个或多个专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、一个或多个通用处理器或它们的任何组合。此外,术语处理器不仅仅限于本领域中称为处理器的那些集成电路,而是广泛地指计算机、处理器、微控制器、微计算机、可编程逻辑控制器、专用集成电路和其它可编程电路。
控制器490可以通信地联接到一个或多个用户接口500。一个或多个用户接口500可以包括图形用户界面、触摸屏、按钮、控制面板、操纵杆、操作杆或任何其它类型的接口,其设置在作业车辆100中,以允许用户或操作者将对应于命令的指令、输入或信号传递到控制器490以控制阀组件470。可以理解,一个或多个用户接口500可以是用于液压控制系统400的专用接口,或者可以是用于作业车辆100的一般接口。例如,一个或多个用户接口500可以被构造成输入指令/命令以控制液压控制系统400的操作和/或作业车辆100的各种其它部件和系统的操作。此外,控制器490可以通信地联接到一个或多个传感器150(例如,机械开关传感器),所述一个或多个传感器150被构造成检测装载机组件200的附接或联接和/或推土机组件300的附接。例如,控制器490可以基于由一个或多个传感器150产生并从所述一个或多个传感器接收的信号来确定装载机组件200和/或推土机组件300被附接。
在一个实施例中,一个或多个用户接口500包括被构造成提供与作业车辆100的所选功能(例如,装载机功能、推土机功能)相关的信号/指令的第一用户接口510(例如按钮、面板、触摸屏),并且包括被构造成提供与装载机铲斗220和/或推土机铲刀320的操作相关的信号/指令的第二用户接口520(例如,操纵杆、手柄、操作杆)。因此,在一些实施例中,第一用户接口510被构造成提供与第二和第三控制阀474和476的操作有关的信号/指令(例如,以控制阀474和476),并且第二用户接口520被构造成提供与第一控制阀472的操作有关的信号/指令(例如,以控制阀472)。
在操作中,控制器490可以指示阀组件470改变各个控制阀的参数(例如打开/关闭位置、流动压力、流动体积、流动速率、流动方向),以驱动相应的液压缸使装载机铲斗220运动(例如倾斜)或使推土机铲刀320运动(例如倾倒)。例如,在接收到来自一个或多个用户接口500的输入(例如,操作者输入)和/或一个或多个传感器150的输入时,控制器490可对应地调节第一、第二和第三控制阀472、474和476的参数,使得流体从液压泵440通过流动路径451、452和453和/或流动路径451、457和458流动,以驱动第一液压缸410和/或第二液压缸420来调节装载机铲斗220。在一个实施例中,第一液压缸410被构造成使装载机铲斗220沿第一旋转方向163或第二旋转方向164倾斜。通过流动路径455进入第一轴向端部480的流体流动压力、体积和/或速率可以大于通过流动路径460进入第二轴向端部482的流体流动压力、体积和/或速率,以驱动第一液压缸410而使装载机铲斗220沿第一旋转方向163倾斜,反之亦然。
例如,在从一个或多个接口500和/或一个或多个传感器150接收到输入的情况下,控制器490可以相应地调节第一、第二和第三控制阀472、474和476的参数,使得流体从液压泵440流过流动路径451、452和454和/或流动路径451、457和459,以驱动第三液压缸430来调节推土机铲刀320。在一个实施例中,第三液压缸430被构造成使推土机铲刀320沿第三旋转方向165或第四旋转方向166倾倒。通过流动路径454进入第一轴向端部480的流体流动压力、体积和/或速率可大于通过流动路径459进入第二轴向端部482的流体流动压力、体积和/或速率,以驱动第三液压缸430而使推土机铲刀320沿第三旋转方向165倾倒,反之亦然。
因此,在操作中,在第一用户接口510处的操作者输入(例如,用于选择装载机功能或推土机功能)或来自传感器150的指示附件类型和/或指示存在或不存在某个附件(例如,推土机铲刀230)的信号可以使得控制器490控制阀474和476。例如,推土机功能的选择可以使得控制器490将阀474和476控制到一个位置,在该位置中,阀474和476使流体能够流向第三缸430并且阻止流体流向第一和第二缸410和420。在一些实施例中,装载机功能的选择可以使得控制器490将阀474和476控制到另一个位置,在该位置中,阀474和476使得流体能够流向第一和第二缸410和420并且阻止流体流向第三缸430。随后,可以控制阀472(例如,通过操作者的交互作用或在第二操作者接口520处的输入)以调节从泵440到管路452、457的流体流动,从而调节装载机铲斗220或推土机铲刀320(例如,取决于阀474和476的位置)。
图3是根据一个实施例的液压控制系统400'的示意图。如图所示,图3中的液压控制系统400'的示意图与图2中所示的示意图不同之处可在于,在第一控制阀472'的下游,流体输送系统450'分成第一液压系统540'和第二液压系统550'。第一液压系统540'和第二液压系统550'均包括管线A'和管线B',其中第一液压系统540'的管线A'包括将第一控制阀472'联接到第二控制阀474'的流动路径463',第二液压系统550'的管路B'包括将第一控制阀472'联接到第三控制阀476'的流动路径464'。对于第一液压系统540',流动路径458'将第一和第二液压缸410'和420'(例如,用于装载机组件200')联接到第二控制阀474'。对于第二液压系统550',流动路径454'将第三液压缸430'(例如,用于推土机组件300')联接到第三控制阀476'。
在接收到由一个或多个接口500'和/或一个或多个传感器150提供的输入时,控制器490'可以控制第一控制阀472',使得流体从液压泵440'流到第一液压系统540’,以驱动第一和第二液压缸410'和420'使装载机铲斗220运动(例如,倾斜),或者控制器490'可以控制第一控制阀472',使得流体从液压泵440'流到第二液压系统550',以驱动第三缸430'以上述方式使推土机铲刀320运动(例如,倾倒)。因此,在该实施例中,第一用户接口510'被构造成提供与第一控制阀472'的操作有关的信号/指令(例如,以控制阀472'),并且第二用户接口520'被构造成提供与第二和第三控制阀474'和476'的操作相关的信号/指令(例如,以控制阀474'和476')。
因此,在操作中,在第一用户接口510'处的操作者输入(例如,用于选择装载机功能或推土机功能)或来自传感器150的信号可以使控制器490'控制阀472'。例如,推土机功能的选择可以使控制器490'将阀472'控制到一个位置,在该位置中,阀472'使得流体能够流向第三缸430'并且阻止流体流向缸410'和420'。在一些实施例中,装载机功能的选择可以使控制器490'将阀472'控制到另一个位置,在该位置中,阀472'使得流体能够朝向缸410'和420'流动并且阻止流体流向第三缸430'。随后,可以控制阀474'和476'(例如,经由第二操作者接口520'),以调节流向管线453'、458'、454'和459'的流体流,从而调节装载机铲斗220或推土机铲刀320。
图4是用于操作分别具有图2或图3中所示的液压控制系统400和400'的作业车辆100的方法600的流程图。方法600的一个或多个步骤可以由控制器490(490')执行。该方法的某些步骤可以被省略,并且可以添加其它步骤。方法600包括开始作业车辆100的操作(步骤602)并且确定操作者功能选择(例如,装载机功能或推土机功能)(步骤604)。在开始作业车辆100的操作时,与操作功能选择相对应的信号或输入可以被馈送到控制器490(490'),使得能够确定装载机功能或推土机功能是否被选择(步骤602)。在一个实施例中,可以(例如由操作者)使用或激活一个或多个用户接口500(500')来选择操作功能,并且将对应于这种选择的信号/输入馈送到控制器490(490')。例如,用户可以使用通信地联接到控制器490(490')的第一用户接口510(510')(例如,按钮、面板、触摸屏)或第二用户接口520(520')(例如操纵杆、手柄、操作杆)来选择装载机功能或推土机功能。在某些实施例中,推土机组件300(300')的联接或附接可由一个或多个传感器150(例如机械开关传感器)检测到,并且与检测相对应的信号可被自动地馈送到控制器490(490'),使得控制器490(490')可以确定选择了推土机功能或装载机功能。
方法600包括根据操作者功能选择(例如装载机功能或推土机功能)来控制液压控制系统400(400')的阀组件470(470')(步骤606)。一旦进行了操作者功能选择,就控制阀组件470(470')的参数以反映该选择并针对所选功能准备液压控制系统400(400')。在一个实施例中,控制器490可以改变第二和第三控制阀474和476的参数(例如打开/关闭位置),以便在选择了装载机功能的情况下将加压流体转移到装载机组件200的第一和第二液压缸410和420,或者在选择了推土机功能(例如参见图2)的情况下将加压流体转移到推土机组件300的第三液压缸430。在一个实施例中,控制器490'可以控制第一控制阀472'的参数(例如打开/关闭位置),以便在选择了装载机功能的情况下将加压流体转移到第一液压系统540'(例如包括第一和第二液压缸410'和420'),或者在选择了推土机功能的情况下将加压流体转移到第二液压系统550'(例如包括第三液压缸430')(例如参见图3)。
方法600包括确定所选功能(例如,倾斜/倾倒)的操作者控制的操作(步骤608)。一旦液压控制系统400(400')的阀组件470(470')被控制用于所选择的功能(例如装载机功能或推土机功能),控制器490(490')就进一步确定要执行的特定操作。例如,控制器490(490')可以基于由第二用户接口520(520')(例如,操纵杆、手柄、操作杆)提供的信号/输入,来确定各个控制阀的流动参数(例如,阀的开/关位置、流动压力、流动体积、流动速率、流动方向)。例如,操作者可以以不同的运动(例如,左、右、前进、后退)来操纵第二用户接口520(520'),使控制器490(490')控制阀组件479(470)(例如,阀472'或阀474'和476'),以调节进入相应的液压缸(例如,第一和第二液压缸410(410')和420(420')或第三液压缸430(430'))的流动参数。
方法600包括根据所确定的操作者控制的操作来操作作业车辆100(步骤610)。与确定操作者控制的操作同时地或基本同时地,控制器490(490')还控制阀组件470(470')的操作以针对相应的阀实施所确定的流动参数(例如,阀的开/关位置、流动压力、流动体积、流动速率、流动方向),从而驱动相应的液压缸使装载机铲斗220或运动(例如倾斜)或使推土机铲刀320运动(例如倾倒)。应该注意的是,在作业车辆100的操作期间的任何点处(例如,步骤604至610),可以更新或重新选择操作者功能选择(例如,装载机功能或推土机功能),并且可以相应地更新液压控制系统400(400')的操作。例如,为了从装载机组件200切换到推土机组件300,液压控制系统400(400')可以继续进行在步骤604中讨论的操作以及后续操作,使得操作者可以使用相同的控制(例如第二用户接口520(520'))来针对装载机和推土机功能两者操纵作业车辆100。具体地,当选择装载机功能时,操作者可以在一次运动中操作第二用户接口520(520')(例如,操纵杆、手柄、操作杆),以驱动第一和第二液压缸410(410')和420(420')使装载机铲斗220沿一定的旋转方向运动(例如倾斜)。当选择推土机功能时,以相同的方式(例如,相同的运动)操作第二用户接口520(520')使得操作者能够使推土机铲刀320沿一定的旋转方向运动(例如倾倒)。
在某些实施例中,液压控制系统400(400')可以被电子地控制。例如,阀组件470(470')可以是电子控制的。另外,作业车辆100的其它功能也可以是电子控制的,如图5所示。图5是根据一个实施例的用于操作作业车辆100的电子控制接口700的示意图。在所示的实施例中,电子控制接口700包括第一控制台710、第二控制台730、第一控制手柄或左手柄750、以及第二控制手柄或右手柄770。但是应当理解,控制台、手柄和输入装置(例如,按钮、开关等)可以以各种方式中的任一种来布置和分布。可以理解的是,电子控制接口700可以使得能够以与针对一个或多个接口500(500')所阐述的类似的方式来操作作业车辆100。电子接口700可以通信地联接到控制器(490、490'),使得电子控制接口700可以有助于在装载机和推土机功能之间来回切换。具体地,可以使用相同的控制手柄(例如,第一控制手柄750和第二控制手柄770)以及控制台(例如,第一控制台710和第二控制台730)上的相同开关来控制作业车辆100的任一功能(例如,装载机功能和推土机功能)。
如图所示,第二控制台730可以包括开关732(例如,拨动开关),该开关732被构造成使得操作者能够以类似的方式(例如,相似的操纵)在使用第一控制手柄750和第二控制手柄770之间切换以用于装载机(例如滑移机)的标准控制和用于推土机的标准控制。在某些实施例中,如果开关732切换到装载机功能或模式,则作业车辆100可以像装载机那样起作用。例如,第一控制手柄750可以控制作业车辆100的方向和速度,第二控制手柄770可以控制装载机臂(例如臂210)和装载机铲斗的运动(例如,铲斗220)。在某些实施例中,如果开关732切换到推土机功能或模式,则作业车辆100可以像推土机那样起作用。例如,第一控制手柄750可以控制作业车辆100的方向和速度,并且第二控制手柄770可以控制推土机臂(例如,臂310)和推土机铲刀运动(例如,推土机铲刀320)。例如,当开关732处于一个位置时,可以使用开关772(例如,拇指轮)来控制装载的铲斗的旋转,并且在开关732处于另一个位置时,可以使用开关772来控制推土机铲刀的旋转。这里,臂运动通常可以改变装载机铲斗或推土机铲刀的高度,并且装载机铲斗运动和推土机铲刀运动可以指的是在不同的旋转方向上倾斜或倾倒,如上所述。应该注意的是,第一控制台710、第二控制台730、第一控制手柄750和第二控制手柄770中的每一个可以包括多个开关和/或按钮,并且开关和/或按钮的特定功能可以与用开关732选择的功能或模式(例如,装载机功能、推土机功能)相关联。
虽然所公开的实施例涉及具有装载机铲斗220和推土机铲刀320的作业车辆100,但应理解的是,可以附加地或替代地在作业车辆100上使用任何合适类型的附件并且经由液压控制系统400(400')进行控制。例如,其它附件可以经由缸体410(410')、420(420')和430(430')被驱动,和/或可以提供另外的阀、流动路径和/或缸以便能够控制其它附件。还应该理解的是,本文中的旋转方向(例如旋转方向163、164、165和166)作为示例给出,并且在其它实施例中可以经由缸和/或阀驱动其它旋转方向。
本书面描述使用示例来描述包括最佳模式的当前实施例,并且还使本领域技术人员能够实践当前公开的实施例,包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何合并的方法。当前公开的实施例的专利范围由权利要求限定,并且可以包括本领域技术人员能够想到的其它示例。如果这样的其它例子具有与权利要求的文字语言不是不同的结构元件,或者如果它们包括与权利要求的文字语言差别不太明显的等同结构元件,那么它们将处于权利要求的范围内。

Claims (14)

1.一种用于作业车辆的双模式控制系统,其特征在于,所述双模式控制系统包括:
液压系统,所述液压系统被构造成驱动联接到作业车辆的第一组件和第二组件,所述液压系统包括:
液压泵;
流体输送系统,所述流体输送系统包括流体地联接到所述液压泵的多个流动路径;
阀组件,所述阀组件联接到所述流体输送系统,并且被构造成调节流体到比所有所述多个流动路径少的流动路径中的转移并调节一个或多个流动参数;
第一液压缸和第二液压缸,所述第一液压缸和第二液压缸联接到所述流体输送系统并且被构造成驱动所述第一组件的第一附件;和
第三液压缸,所述第三液压缸联接到所述流体输送系统并且被构造成驱动所述第二组件的第二附件;以及
控制器,所述控制器可操作地联接到所述阀组件,其中所述控制器被构造成控制所述阀组件,以响应于由所述控制器接收到的第一类型的指令而调节所述流体的转移,并且响应于由所述控制器接收到的第二类型的指令而调节所述一个或多个流动参数。
2.根据权利要求1所述的双模式控制系统,其特征在于,所述第一液压缸和第二液压缸被构造成使所述第一物料搬运附件沿第一旋转方向或第二旋转方向运动,并且所述第三液压缸被构造成使所述第二物料搬运附件沿第三旋转方向或第四旋转方向运动。
3.根据权利要求1所述的双模式控制系统,其特征在于,所述阀组件包括第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀,其中所述第一控制阀调节流体到以下流动路径中的转移:
第一流动路径,所述第一流动路径延伸到所述第二控制阀,所述第二控制阀调节流体到所述第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸的多个第一轴向端部中的转移;和
第二流动路径,所述第二流动路径延伸到所述第三控制阀,所述第三控制阀调节流体到所述第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸的多个第二轴向端部中的转移。
4.根据权利要求1所述的双模式控制系统,其特征在于,所述阀组件包括第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀,其中所述第一控制阀调节流体到以下流动路径中的转移:
延伸到所述第二控制阀中的流动路径,所述第二控制阀调节进入到所述第一液压缸和第二液压缸的第一轴向端部和第二轴向端部中的流体;和
延伸到所述第三控制阀的流动路径,所述第三控制阀调节进入到所述第三液压缸的第一轴向端部和第二轴向端部中的流体。
5.根据权利要求1所述的双模式控制系统,其特征在于,当所述第二组件联接到所述作业车辆时,所述第一类型的指令经由传感器自动地被提供给所述控制器。
6.根据权利要求1所述的双模式控制系统,其特征在于,所述控制器联接到第一用户接口以使得操作者能够输入所述第一类型的指令并且联接到第二用户接口以使得操作者能够输入所述第二类型的指令。
7.根据权利要求6所述的双模式控制系统,其特征在于,所述第一用户接口包括设置在作业车辆的控制台上的开关,并且所述第二用户接口包括作业车辆内的一个或多个操纵杆或手柄。
8.根据权利要求1所述的双模式控制系统,其特征在于,所述第一附件是装载机组件,并且所述第二附件是推土机组件。
9.一种用于作业车辆的双模式控制系统,其特征在于,所述双模式控制系统包括:
液压系统,所述液压系统被构造成驱动联接到作业车辆的装载机组件和推土机组件,所述液压系统包括:
液压泵;
流体输送系统,所述流体输送系统包括流体地联接到所述液压泵的多个流动路径;
阀组件,所述阀组件联接到所述流体输送系统,并且被构造成调节流体到比所有所述多个流动路径少的流动路径中的转移并调节一个或多个流动参数;
第一液压缸和第二液压缸,所述第一液压缸和第二液压缸联接到所述流体输送系统并且被构造成调节所述装载机组件的装载机铲斗;和
第三液压缸,所述第三液压缸联接到所述流体输送系统并且被构造成调节所述推土机组件的装载机铲刀;
控制器,所述控制器可操作地联接到所述阀组件;以及
一个或多个用户接口,所述一个或多个用户接口联接到所述控制器,以使得操作者能够提供输入以使所述控制器调节所述阀组件,从而调节所述装载机铲斗或推土机铲刀。
10.根据权利要求9所述的双模式控制系统,其特征在于,所述第一液压缸和第二液压缸被构造成沿第一旋转方向或第二旋转方向调节所述装载机铲斗,并且所述第三液压缸被构造成沿第三旋转方向或第四旋转方向调节所述推土机铲刀。
11.根据权利要求9所述的双模式控制系统,其特征在于,所述阀组件包括第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀,其中所述第一控制阀调节流体到以下流动路径中的转移:
第一流动路径,所述第一流动路径延伸到所述第二控制阀,所述第二控制阀调节流体到所述第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸的多个第一轴向端部中的转移;和
第二流动路径,所述第二流动路径延伸到所述第三控制阀,所述第三控制阀调节流体到所述第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸的多个第二轴向端部中的转移。
12.根据权利要求9所述的双模式控制系统,其特征在于,所述阀组件包括第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀,其中所述第一控制阀调节流体到以下流动路径中的转移:
延伸到所述第二控制阀的流动路径,所述第二控制阀调节进入到所述第一液压缸和第二液压缸的第一轴向端部和第二轴向端部中的流体;和
延伸到所述第三控制阀的流动路径,所述第三控制阀调节进入到所述第三液压缸的第一轴向端部和第二轴向端部中的流体。
13.根据权利要求9所述的双模式控制系统,其特征在于,所述控制器被构造成根据由所述一个或多个用户接口提供并由所述控制器接收的第一类型的指令来调节流体的转移,其中所述一个或多个用户接口包括设置在作业车辆的控制台上的开关。
14.根据权利要求9所述的双模式控制系统,其特征在于,所述控制器被构造成根据由所述一个或多个用户接口提供并由所述控制器接收的第二类型的指令来调节所述一个或多个流动参数,其中所述一个或多个用户接口包括被构造成操纵作业车辆的一个或多个操纵杆或手柄。
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