專利名稱：一種履帶式工程車輛的行走總成和控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工程車輛技術(shù)，特別涉及一種履帶式工程車輛行走總成，還涉及到一種履帶式工程車輛的控制方法。
背景技術(shù)：
基于履帶式行走機(jī)構(gòu)具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，現(xiàn)有的工程車輛的行走總成普遍采用履帶式結(jié)構(gòu)，形成履帶式行走總成。履帶式行走總成一般包括行走機(jī)構(gòu)和與該行走機(jī)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的液壓系統(tǒng)。請(qǐng)參考圖1，該圖是現(xiàn)有技術(shù)履帶式行走總成中，一種行走機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。該行走機(jī)構(gòu)包括車架100和四個(gè)履帶110，四個(gè)履帶110分別布置在車架100的四個(gè)角位置， 即車架100前部的兩側(cè)和后部的兩側(cè)。與上述行走機(jī)構(gòu)相對(duì)應(yīng)，履帶式行走總成的液壓系統(tǒng)通常為單液壓泵-四液壓馬達(dá)的閉式系統(tǒng)。請(qǐng)參考圖2，該圖是單液壓泵-四液壓馬達(dá)閉式液壓系統(tǒng)的工作原理示意圖。單液壓泵-四液壓馬達(dá)閉式系統(tǒng)包括一個(gè)液壓泵120和四個(gè)液壓馬達(dá)130 ；液壓泵120 的輸入軸通過聯(lián)軸器141與發(fā)動(dòng)機(jī)140相連，其排油口通過分流集流閥121與四個(gè)液壓馬達(dá)130的進(jìn)油口相通，四個(gè)液壓馬達(dá)130的回油口通過分流集流閥的122與液壓泵120的回油口相通；四個(gè)液壓馬達(dá)分別與四個(gè)履帶100相對(duì)應(yīng)，分別驅(qū)動(dòng)履帶100繞相對(duì)應(yīng)的履帶架運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)履帶式工程車輛行駛?，F(xiàn)有的履帶式行走總成中，由于四個(gè)液壓馬達(dá)由一個(gè)液壓泵供油，四個(gè)液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度基本一致，這樣，該結(jié)構(gòu)的履帶式行走總成只能使履帶式工程車輛的以預(yù)定的方向行駛。為了實(shí)現(xiàn)履帶式工程車輛的轉(zhuǎn)向，并控制履帶式工程車輛的行駛方向，就需要設(shè)置單獨(dú)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，通過單獨(dú)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)履帶式工程車輛的轉(zhuǎn)向控制。這不僅就使得履帶式工程車輛的整體結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，也增加了履帶式工程車輛控制操作的復(fù)雜性。同時(shí)，由于液壓元件本身的固有特性之間的差異、非線性因素、左右兩側(cè)地面附著條件不同和左右牽引力大小不同等原因，履帶式工程車輛左右兩側(cè)履帶的行駛速度仍會(huì)產(chǎn)生不一致， 進(jìn)而使履帶式行走總成產(chǎn)生不可控的偏轉(zhuǎn)，這也增加了履帶式工程車輛的控制難度。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述缺陷，本發(fā)明的第一個(gè)目的在于，提供一種履帶式工程車輛的行走總成， 通過對(duì)該行走總成本身的操作，就可以能夠?qū)崿F(xiàn)履帶式工程車輛的轉(zhuǎn)向，進(jìn)而不需要單獨(dú)設(shè)置轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，進(jìn)而能夠簡(jiǎn)化履帶式工程車輛的整體結(jié)構(gòu)，方便控制操作?；谏鲜雎膸焦こ誊囕v，本發(fā)明的第二個(gè)目的在于，提供一種履帶式工程車輛的控制方法。為了實(shí)現(xiàn)上述第一個(gè)目的，本發(fā)明提供的履帶式工程車輛的行走總成包括行走機(jī)構(gòu)和液壓系統(tǒng)，還包括控制器，所述行走機(jī)構(gòu)包括車架和四個(gè)履帶，四個(gè)所述履帶橫向順序排列，兩個(gè)所述履帶位于車架的左側(cè)，另外兩個(gè)所述履帶位于車架的右側(cè)；所述液壓系統(tǒng)包括四個(gè)液壓泵和四個(gè)液壓馬達(dá)；所述四個(gè)液壓馬達(dá)分別驅(qū)動(dòng)四個(gè)所述履帶，所述四個(gè)液壓泵和四個(gè)液壓馬達(dá)一一對(duì)應(yīng)，并分別通過液壓油路相連；所述控制器的輸出端與每個(gè)液壓泵的變量控制機(jī)構(gòu)的控制端相連?？蛇x的，所述履帶式工程車輛的行走總成還包括四個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器，四個(gè)所述轉(zhuǎn)速傳感器與四個(gè)所述液壓馬達(dá)相對(duì)應(yīng)，用于獲得相對(duì)應(yīng)液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速；四個(gè)所述轉(zhuǎn)速傳感器均與所述控制器的輸入端相連。可選的，所述液壓馬達(dá)的變量控制機(jī)構(gòu)的控制端均與所述控制器的輸出端相連?？蛇x的，所述液壓系統(tǒng)還包括控制油路，所述控制油路包括變速開關(guān)電磁閥；所述液壓馬達(dá)的變量控制機(jī)構(gòu)的控制油口通過所述變速開關(guān)電磁閥與控制油源相通；所述控制器的輸出端與所述變速開關(guān)電磁閥的控制端相連。可選的，每個(gè)液壓馬達(dá)還包括與其輸出軸相對(duì)應(yīng)的制動(dòng)器，所述制動(dòng)器包括制動(dòng)液壓缸；所述控制油路還包括剎車開關(guān)電磁閥，所述制動(dòng)液壓缸通過所述剎車開關(guān)電磁閥與所述控制油源相通；所述控制器的輸出端與所述剎車開關(guān)電磁閥的控制端相連?？蛇x的，所述液壓缸的有桿腔通過所述剎車開關(guān)電磁閥與所述控制油源相通，無桿腔內(nèi)支撐有彈簧。為了實(shí)現(xiàn)上述第二個(gè)目的，本發(fā)明還提供了一種履帶式工程車輛的控制方法，所述履帶式工程車輛包括上述的履帶式工程車輛的行走總成；該方法包括分別確定所述四個(gè)液壓馬達(dá)的預(yù)定輸出轉(zhuǎn)速；根據(jù)所述預(yù)定輸出轉(zhuǎn)速，通過控制器分別控制所述四個(gè)液壓泵的排量，進(jìn)而改變所述四個(gè)液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速?？蛇x的，在需要履帶式工程車輛直線行駛時(shí)，所述四個(gè)液壓馬達(dá)的預(yù)定輸出轉(zhuǎn)速相等；在需要履帶式工程車輛轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，使驅(qū)動(dòng)車架左側(cè)的所述履帶的液壓馬達(dá)的預(yù)定輸出轉(zhuǎn)速與驅(qū)動(dòng)車架右側(cè)的所述履帶的液壓馬達(dá)的預(yù)定輸出轉(zhuǎn)速之間具有預(yù)定的差別?？蛇x的，所述行走總成還包括四個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器，四個(gè)所述轉(zhuǎn)速傳感器與四個(gè)所述液壓馬達(dá)相對(duì)應(yīng)，用于獲得相對(duì)應(yīng)液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速；四個(gè)所述轉(zhuǎn)速傳感器均與所述控制器的輸入端相連；該方法還包括所述控制器根據(jù)四個(gè)所述轉(zhuǎn)速傳感器獲得的所述四個(gè)液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速， 判斷所述四個(gè)液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速是否符合預(yù)定的要求，如果否，則調(diào)整預(yù)定液壓泵的排量。本發(fā)明提供的履帶式工程車輛的行走總成中，包括控制器、行走機(jī)構(gòu)和液壓系統(tǒng)， 液壓系統(tǒng)還包括四個(gè)液壓泵和四個(gè)液壓馬達(dá)，四個(gè)液壓馬達(dá)分別與四個(gè)履帶相對(duì)應(yīng)，以分別驅(qū)動(dòng)履帶環(huán)繞；所述四個(gè)液壓泵和四個(gè)液壓馬達(dá)一一對(duì)應(yīng)，并分別通過液壓油路相連，形成閉式液壓油路；控制器的輸出端分別與四個(gè)液壓泵的變量控制機(jī)構(gòu)的控制端相連，通過控制器可以控制各個(gè)液壓泵的排量，進(jìn)而控制與各液壓泵相對(duì)應(yīng)的液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速，使四個(gè)履帶以預(yù)定的速度進(jìn)行環(huán)繞；這樣就可以通過分別控制各個(gè)履帶的環(huán)繞速度控制履帶式工程車輛的運(yùn)行?？梢允棺笥覂蓚?cè)的履帶以不同的速度環(huán)繞，使履帶式工程車輛進(jìn)行差速轉(zhuǎn)向；在路況較差的路面行駛時(shí)，可以通過分別控制各履帶的環(huán)繞速度，避免一個(gè)履帶空轉(zhuǎn)、打滑等現(xiàn)象；還可以使四個(gè)履帶環(huán)繞速度保持基本一致，以實(shí)現(xiàn)履帶式工程車輛的直線行走，減小跑偏現(xiàn)象的發(fā)生。在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，履帶式工程車輛的行走總成還包括四個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器，該四個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器與四個(gè)液壓馬達(dá)相對(duì)應(yīng)，分別用于獲取液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速；同時(shí)， 轉(zhuǎn)速傳感器還與控制器的輸入端相連；這樣，控制器就能夠根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器反饋的各液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速判斷四個(gè)履帶運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)而判斷履帶式工程車輛的行駛狀態(tài)；在確定履帶及履帶式工程車輛運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)不符合預(yù)定要求時(shí)，可以向液壓泵的變量控制機(jī)構(gòu)輸出控制信號(hào)，改變液壓泵的排量，進(jìn)而改變履帶的環(huán)繞速度，實(shí)現(xiàn)對(duì)履帶式工程車輛狀態(tài)的控制。為了更進(jìn)一步的提高對(duì)履帶環(huán)繞速度的控制，在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，履帶式工程車輛的行走總成還包括控制油路，該控制油路包括變速開關(guān)電磁閥；液壓馬達(dá)為變量液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)的變量控制機(jī)構(gòu)的控制油口通過變速開關(guān)電磁閥與控制油路的控制油源相通；同時(shí)，控制器的輸出端與所述變速開關(guān)電磁閥的控制端相連。這樣可以通過控制器控制變速開關(guān)電磁閥的狀態(tài)，進(jìn)而改變液壓馬達(dá)的排量；在液壓泵流量保持不變的情況下，改變液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速，在更大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)履帶的環(huán)繞速度。優(yōu)選技術(shù)方案中，四個(gè)液壓馬達(dá)的排量通過一個(gè)變速開關(guān)電磁閥控制，以提高履帶式工程車輛運(yùn)行的穩(wěn)定性。另外， 在液壓馬達(dá)的變量控制機(jī)構(gòu)為電控變量控制機(jī)構(gòu)時(shí)，也可以使該電控變量控制機(jī)構(gòu)的控制端與控制器的輸出端相連，通過控制器直接控制液壓馬達(dá)的排量。本發(fā)明提供的履帶式工程車輛的控制方法中，分別確定四個(gè)液壓馬達(dá)的預(yù)定輸出轉(zhuǎn)速，再根據(jù)預(yù)定輸出轉(zhuǎn)速，通過控制器分別控制四個(gè)液壓泵的排量，進(jìn)而改變四個(gè)液壓馬達(dá)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)預(yù)期控制的目的，這樣可以減少履帶式工程車輛跑偏和打滑的現(xiàn)象，提高履帶式工程車輛行駛性能。在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，通過使四個(gè)液壓馬達(dá)的預(yù)定輸出轉(zhuǎn)速相等或不相等，可以使履帶式工程車輛左右兩側(cè)履帶具有不同的環(huán)繞速度，使履帶式工程車輛直線行駛，或?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)向操作。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)履帶式行走總成中，一種行走機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)單液壓泵-四液壓馬達(dá)閉式液壓系統(tǒng)的工作原理示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種履帶式工程車輛的行走機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的履帶式工程車輛的行走總成中，液壓系統(tǒng)的工作原理示意圖；圖5是圖4中液壓系統(tǒng)的控制框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng)對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍有任何的限制作用。為了描述的方便，以下先對(duì)履帶式工程車輛的行走機(jī)構(gòu)進(jìn)行描述，在該行走機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，再對(duì)履帶式工程車輛的行走總成的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。
請(qǐng)參考圖3，該圖是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種履帶式工程車輛的行走機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。該行走機(jī)構(gòu)包括車架220和四個(gè)履帶211 214，四個(gè)履帶211 214橫向順序排列，履帶211和212位于車架220的左側(cè)，履帶212、214位于車架220的右側(cè)。四個(gè)履帶 211 214的前后跨度基本相等，且四個(gè)履帶211 214前后基本平齊，四個(gè)履帶211 214 前部和后部均延伸到車架220的前端和后端。該行走機(jī)構(gòu)中，四個(gè)履帶211 214形成了并排布置的構(gòu)造，在履帶式工程車輛的整體輪廓保持基本不變的情況下，車架220左側(cè)的兩個(gè)履帶211和212、車架220右側(cè)的兩個(gè)履帶213、214分別形成較大的接觸面；與現(xiàn)有的行走機(jī)構(gòu)相比，在通過的基本相同的地面情況下，四個(gè)履帶211 214與地面之間具有更大的接觸面，為履帶式工程車輛提供更大的支撐力，進(jìn)而保持履帶式工程車輛的驅(qū)動(dòng)力；在通過如灘涂等承載力較低的地面時(shí)，四個(gè)履帶211 214可以提供更大的支撐力，提高履帶式工程車輛的通過性能，使履帶式工程車輛具有更強(qiáng)的適應(yīng)性。當(dāng)然，在保持四個(gè)履帶211 214橫向順序排列的情況下，也可以使四個(gè)履帶211 214的前后跨度不相等，比如可以使位于中間兩個(gè)履帶212、213的前后跨度小于位于兩側(cè)履帶211、214的跨度，也可以相反，使位于兩側(cè)的履帶211、214的前后跨度小于中間的兩個(gè)履帶212、213的前后跨度。本發(fā)明提供的履帶式工程車輛的行走總成包括上述行走機(jī)構(gòu)，還包括相對(duì)應(yīng)的液壓系統(tǒng)。以下在對(duì)履帶式工程車輛的行走總成的工作過程進(jìn)行描述的同時(shí)，對(duì)履帶式工程車輛的控制方法進(jìn)行描述，對(duì)履帶式工程車輛的控制方法不再單獨(dú)描述。請(qǐng)參考圖4和圖5，圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的履帶式工程車輛的行走總成中，液壓系統(tǒng)工作原理示意圖；圖5是圖4中液壓系統(tǒng)的控制框圖。為了描述的方便，圖中還示出發(fā)動(dòng)機(jī)300和分動(dòng)箱310.履帶式工程車輛的行走總成除包括上述行走機(jī)構(gòu)之外，還包括控制器700 (圖5中示出)和液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)又包括四個(gè)液壓泵410 440和四個(gè)液壓馬達(dá)510 540 ； 四個(gè)液壓馬達(dá)510 540分別驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)的四個(gè)履帶211 214，即液壓馬達(dá)510、530分別驅(qū)動(dòng)車架220右側(cè)的兩個(gè)履帶213、214，液壓馬達(dá)520、540分別驅(qū)動(dòng)車架220左側(cè)的兩個(gè)履帶211、212。四個(gè)液壓泵410 440和四個(gè)液壓馬達(dá)510 540——對(duì)應(yīng)；四個(gè)液壓泵 410 440均為雙向液壓泵，四個(gè)液壓馬達(dá)510 540均為雙向液壓馬達(dá)，每個(gè)液壓泵410 的兩個(gè)油口分別與相對(duì)應(yīng)的液壓馬達(dá)的兩個(gè)油口相通，分別形成閉式液壓油路。如圖4和圖5所示，本例中，分動(dòng)箱310為具有一個(gè)輸入軸、第一個(gè)輸出軸和第二輸出軸的齒輪箱。發(fā)動(dòng)機(jī)300的輸出軸與分動(dòng)箱310的輸入軸相連，分動(dòng)箱310的第一輸出軸同時(shí)與液壓泵410和420的輸入軸相連，第二輸出軸與液壓泵430、440的輸出軸相連。 而且，分動(dòng)箱310中，第一輸出軸與輸入軸之間的傳動(dòng)比和第二輸出軸與輸入軸之間的傳動(dòng)比相等；這樣，可以使四個(gè)液壓泵410 440的輸入轉(zhuǎn)速同步變化，進(jìn)而為四個(gè)液壓馬達(dá) 510 540控制提供便利?？刂破?00的輸出端與四個(gè)液壓泵410 440的變量控制機(jī)構(gòu)411 441的控制端相連，變量控制機(jī)構(gòu)411 441能夠分別根據(jù)控制器700輸出的控制信號(hào)改變對(duì)應(yīng)的液壓泵的排量。本例中，變量控制機(jī)構(gòu)411 441均為電控變電機(jī)構(gòu)，該電控變量機(jī)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)中的變量機(jī)構(gòu)相同，包括一個(gè)電磁比例閥和一個(gè)變量活塞，電磁比例閥控制變量活塞的伸縮，變量活塞控制相應(yīng)液壓泵的排量；同時(shí)，變量活塞的伸縮可以使電磁比例閥閥體移動(dòng)，形成一個(gè)隨動(dòng)伺服變量機(jī)構(gòu)?？刂破?00的控制信號(hào)能夠調(diào)節(jié)電磁比例閥的狀態(tài)，通過使預(yù)定的控制線圈通電或斷電，使相應(yīng)液壓泵的相應(yīng)油口為排油口，另一油口為回油口，控制液壓油的流動(dòng)方向，使液壓馬達(dá)的輸出軸以預(yù)定方向旋轉(zhuǎn)；還能夠通過調(diào)節(jié)控制線圈的電流大小，調(diào)節(jié)相應(yīng)液壓泵的排量，進(jìn)而調(diào)節(jié)相應(yīng)液壓泵的輸出流量。電控變量機(jī)構(gòu)的工作原理與現(xiàn)有技術(shù)相同，在此不一贅述。上述行走總成的工作過程為首先，分別確定四個(gè)液壓馬達(dá)510 MO的預(yù)定輸出轉(zhuǎn)速；然后，根據(jù)確定的預(yù)定輸出轉(zhuǎn)速，通過控制器700分別控制四個(gè)液壓泵410 440 的排量，改變所述四個(gè)液壓馬達(dá)510 540的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速，使四個(gè)液壓馬達(dá)510 540實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速進(jìn)行預(yù)定的變化，實(shí)現(xiàn)預(yù)期控制的目的。由于四個(gè)液壓馬達(dá)510 540分別驅(qū)動(dòng)四個(gè)履帶211 214，這樣可以避免液壓馬達(dá)空轉(zhuǎn)，減少履帶式工程車輛跑偏和打滑的現(xiàn)象，提高履帶式工程車輛行駛性能。具體工作過程可以包括直線行駛和轉(zhuǎn)向行駛兩種情況。當(dāng)需要履帶式工程車輛直線行駛時(shí)，使四個(gè)液壓馬達(dá)510 MO的預(yù)定輸出轉(zhuǎn)速相等；根據(jù)確定四個(gè)液壓馬達(dá)510 540的預(yù)定輸出轉(zhuǎn)速，通過控制器700向變量控制機(jī)構(gòu) 411 441輸出控制信號(hào)，變量控制機(jī)構(gòu)411 441分別調(diào)整液壓泵410 440排量，使四個(gè)液壓泵410 440排量一致；由于四個(gè)液壓泵410 440的輸入轉(zhuǎn)速相同，進(jìn)而四個(gè)液壓泵410 440向外以相同的排量供給液壓油，使四個(gè)液壓馬達(dá)510 540保持相同的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速，使四個(gè)履帶211 214環(huán)繞速度相同，實(shí)現(xiàn)履帶式工程車輛的直線行駛。當(dāng)履帶式工程車輛需要右轉(zhuǎn)向時(shí)，使驅(qū)動(dòng)車架左側(cè)的履帶的液壓馬達(dá)520540的預(yù)定輸出轉(zhuǎn)速與驅(qū)動(dòng)車架右側(cè)的所述履帶的液壓馬達(dá)510、530的預(yù)定輸出轉(zhuǎn)速之間具有預(yù)定的差別；再通過控制器700向變量控制機(jī)構(gòu)411 441控制輸出控制信號(hào)，使四個(gè)液壓泵410 440的排量產(chǎn)生變化，使液壓泵410、430的排量減小，或使液壓泵420、440的排量增加，進(jìn)而使液壓馬達(dá)510、530實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速減小，或使液壓馬達(dá)520、540實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速增加，進(jìn)而使車架220左側(cè)的履帶211、212環(huán)繞速度大于右側(cè)履帶213、214的環(huán)繞速度，實(shí)現(xiàn)履帶式工程車輛的右轉(zhuǎn)向。在履帶式工程車輛需要左轉(zhuǎn)向，反向控制四個(gè)液壓泵410 440，就可以實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)向的目的。在需要進(jìn)行前進(jìn)和后退之間的切換時(shí)，可以通過控制器700向變量控制機(jī)構(gòu) 411 441發(fā)送控制信號(hào)，改變相應(yīng)液壓泵410 440排油口和回油口，使液壓馬達(dá)510 540的進(jìn)油口和回油口進(jìn)行切換，進(jìn)而使液壓馬達(dá)510 MO的輸出轉(zhuǎn)速方向相反，實(shí)現(xiàn)履帶式工程車輛前進(jìn)和后退之間的切換。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)履帶211 214環(huán)繞速度的精確控制，該實(shí)施例中，還設(shè)置有四個(gè)速度傳感器711 714，四個(gè)速度傳感器711 714與四個(gè)液壓馬達(dá)510 540相對(duì)應(yīng)，分別用于獲得液壓馬達(dá)510 MO的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速。同時(shí)，四個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器711 714均與控制器700的輸入端相連；控制器700還能夠根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器獲得的轉(zhuǎn)速信號(hào)向液壓泵410 440的變量控制機(jī)構(gòu)411 441輸出控制信號(hào)。在具有轉(zhuǎn)速傳感器711 714的情況下，可以通過控制器700以預(yù)定的策略控制履帶式工程車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。如在進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作時(shí)，可以按照預(yù)定的要求確定四個(gè)液壓馬達(dá)510 MO的預(yù)定輸出轉(zhuǎn)速，在轉(zhuǎn)速傳感器711 714測(cè)得液壓馬達(dá)510 MO的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速VI、V2、V3和V4后，利用控制器700獲取四個(gè)液壓馬達(dá)510 MO的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速與預(yù)定輸出轉(zhuǎn)速之間的差值，轉(zhuǎn)速差記為AVI、AV2、AV3和AV4 ；進(jìn)而根據(jù)AVI、AV2、 Δ V3和Δ V4的大小判斷四個(gè)液壓馬達(dá)510 540的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速是否符合預(yù)定要求，預(yù)定要求可以是四個(gè)液壓馬達(dá)510 MO的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速是否在預(yù)定范圍內(nèi)，四個(gè)實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速V1、V2、V3和V4之間差值是否在預(yù)定的范圍內(nèi)，等等；如果判斷結(jié)果為否，則需要調(diào)整各液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速，控制器700向變量控制機(jī)構(gòu)411 441輸出控制信號(hào)，改變四個(gè)液壓泵410 440的排量，使四個(gè)液壓馬達(dá)510 MO的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速與預(yù)定輸出速度更接近；該控制過程不僅能夠最終實(shí)現(xiàn)履帶式工程車輛轉(zhuǎn)彎操作，控制的過程還能夠不斷改變使履帶式工程車輛的轉(zhuǎn)彎半徑，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向操作的圓滑性；同時(shí)，也能夠防止由于某一履帶打滑而造成的整車牽引力不夠現(xiàn)象的發(fā)生。另外，四個(gè)速度傳感器711 714能夠?qū)⑺膫€(gè)液壓馬達(dá)510 MO的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速反饋給控制器700 ；控制器700能夠?qū)⑺膫€(gè)液壓馬達(dá)510 MO的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速與預(yù)定輸出速度進(jìn)行對(duì)比，并獲得四個(gè)液壓馬達(dá)510 540實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速與預(yù)定輸出轉(zhuǎn)速之間的差值Δ VI、AV2、AV3禾Π Δ V4;還能夠判斷Δ VI、AV2、AV3禾Π Δ V4是否為零，或者是否超過預(yù)定的值，或者是否滿足其他預(yù)定的條件，進(jìn)而判斷是否符合預(yù)定的要求；如果為否， 則使控制器700根據(jù)差值A(chǔ)V1、AV2、AV3和Δ V4向變量控制機(jī)構(gòu)711 714發(fā)送控制信號(hào)，改變液壓泵410 440的排量，進(jìn)而使四個(gè)液壓馬達(dá)510 540實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速與預(yù)定輸出轉(zhuǎn)速保持一致，或使二者保持在預(yù)定的范圍內(nèi)。在由于液壓元件本身的固有特性之間的差異、非線性因素、左右兩側(cè)地面附著條件不同和左右牽引力大小不同等原因，使履帶式工程車輛左右兩側(cè)履帶的行駛速度產(chǎn)生不一致時(shí)，通過控制器700可以及時(shí)修正兩側(cè)履帶的環(huán)繞速度，使履帶式工程車輛保持直線或在預(yù)定的方向上行駛。受到發(fā)動(dòng)機(jī)300輸出轉(zhuǎn)速及液壓泵410 440流量調(diào)節(jié)范圍的限制，通過調(diào)節(jié)液壓泵410 440排量控制履帶式工程車輛行駛狀態(tài)受到很大的限制；為此，本發(fā)明實(shí)施例中，液壓馬達(dá)510 540也為變量液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)510 540分別具有變量控制機(jī)構(gòu) 511 Ml，通過變量控制機(jī)構(gòu)511 541可以改變液壓馬達(dá)510 MO的排量；在輸入流量相同的情況下，通過改變液壓馬達(dá)510 540的排量，能夠調(diào)節(jié)其輸出轉(zhuǎn)速或輸出扭矩。本實(shí)施例中，變量控制機(jī)構(gòu)511 541為液控變量控制機(jī)構(gòu)，具體可以為變量控制液壓缸；為了實(shí)現(xiàn)對(duì)變量控制機(jī)構(gòu)511 Ml的控制，液壓系統(tǒng)還包括控制油路，控制油路包括變速開關(guān)電磁閥620。液壓馬達(dá)510 MO的變量控制機(jī)構(gòu)511 Ml的控制油口均通過變速開關(guān)電磁閥620與控制油源相通，本例中，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓馬達(dá)510 540同步控制，變量控制機(jī)構(gòu)511 541通過一個(gè)變速開關(guān)電磁閥620與控制油源相通。這樣通過改變變速開關(guān)電磁閥620的狀態(tài)，控制油路可以改變變量控制機(jī)構(gòu)511 541的狀態(tài)，調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)510 MO的排量。為了實(shí)現(xiàn)控制的自動(dòng)化，還可以通過控制器700控制變速開關(guān)電磁閥620，使控制器700的輸出端與變速開關(guān)電磁閥620的控制端相連。本實(shí)施例中，通過外部的變速開關(guān)電磁閥620僅能夠?qū)σ簤厚R達(dá)510 MO的排量進(jìn)行不連續(xù)的調(diào)節(jié)；為了實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓馬達(dá)510 MO的排量連續(xù)調(diào)節(jié)，還可以在液壓馬達(dá)510 540設(shè)置電控變量控制機(jī)構(gòu)，使電控變量控制機(jī)構(gòu)的電磁閥與變量控制液壓缸形成隨動(dòng)伺服結(jié)構(gòu)，使液壓馬達(dá)510 MO的排量根據(jù)電磁閥的輸入電流的大小改變其排量。 同時(shí)，為了保持控制的自動(dòng)化，還可以使液壓馬達(dá)510 540的變量控制機(jī)構(gòu)511 541的控制端均與控制器700的輸出端相連，以通過控制器700調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)510 540的排量。
再參考圖4和圖5，本例中，液壓馬達(dá)510 540還分別包括與其輸出軸相對(duì)應(yīng)的制動(dòng)器512 M2，制動(dòng)器512 542分別包括制動(dòng)液壓缸。與制動(dòng)液壓缸相對(duì)應(yīng)，所述控制油路還包括剎車開關(guān)電磁閥610，以使各制動(dòng)液壓缸均通過剎車開關(guān)電磁閥610與控制油源相通。同樣，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓馬達(dá)510 MO同步制動(dòng)，制動(dòng)器512 542通過一個(gè)剎車開關(guān)電磁閥610控制。這樣通過改變剎車開關(guān)電磁閥610的狀態(tài)，控制油路可以使制動(dòng)液壓缸的活塞縮回，解除對(duì)液壓馬達(dá)510 540的制動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)控制的自動(dòng)化，還可以通過控制器700控制剎車開關(guān)電磁閥610，使控制器700的輸出端與剎車開關(guān)電磁閥610的控制端相連。本例中，制動(dòng)液壓缸為單作用油缸，制動(dòng)液壓缸的有桿腔通過剎車開關(guān)電磁閥 610與預(yù)定控制油源相通，無桿腔內(nèi)支撐有彈簧，制動(dòng)液壓缸復(fù)位依靠彈簧作用下完成。根據(jù)上述描述，可以看出，由于控制器700可以分別控制四個(gè)液壓泵410 440的排量，進(jìn)而分別控制其輸出流量，因此，四個(gè)液壓泵410 440的輸入轉(zhuǎn)速不限于同步變化， 也可以使四個(gè)液壓泵410 440通過其他結(jié)構(gòu)與發(fā)動(dòng)機(jī)300的輸出軸相連。在提供上述行走總成的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供履帶式工程車輛，履帶式工程車輛包括發(fā)動(dòng)機(jī)300、車身和行走總成，所述轉(zhuǎn)身安裝在行走總成上，行走總成為上述任一種履帶式工程車輛的行走總成，發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在車架上，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸與所述液壓泵輸入軸相連。液壓泵410 440與發(fā)動(dòng)機(jī)300之間的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)可以采用上述相應(yīng)部分的描述。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種履帶式工程車輛的行走總成，包括行走機(jī)構(gòu)和液壓系統(tǒng)，其特征在于，還包括控制器，所述行走機(jī)構(gòu)包括車架和四個(gè)履帶，四個(gè)所述履帶橫向順序排列，兩個(gè)所述履帶位于車架的左側(cè)，另外兩個(gè)所述履帶位于車架的右側(cè)；所述液壓系統(tǒng)包括四個(gè)液壓泵和四個(gè)液壓馬達(dá)；所述四個(gè)液壓馬達(dá)分別驅(qū)動(dòng)四個(gè)所述履帶，所述四個(gè)液壓泵和四個(gè)液壓馬達(dá)一一對(duì)應(yīng)，并分別通過液壓油路相連；所述控制器的輸出端與每個(gè)液壓泵的變量控制機(jī)構(gòu)的控制端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的履帶式工程車輛的行走總成，其特征在于，還包括四個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器，四個(gè)所述轉(zhuǎn)速傳感器與四個(gè)所述液壓馬達(dá)相對(duì)應(yīng)，用于獲得相對(duì)應(yīng)液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速；四個(gè)所述轉(zhuǎn)速傳感器均與所述控制器的輸入端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述履帶式工程車輛的行走總成，其特征在于，所述液壓馬達(dá)的變量控制機(jī)構(gòu)的控制端均與所述控制器的輸出端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的履帶式工程車輛的行走總成，其特征在于，所述液壓系統(tǒng)還包括控制油路，所述控制油路包括變速開關(guān)電磁閥；所述液壓馬達(dá)的變量控制機(jī)構(gòu)的控制油口通過所述變速開關(guān)電磁閥與控制油源相通；所述控制器的輸出端與所述變速開關(guān)電磁閥的控制端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的履帶式工程車輛的行走總成，其特征在于，每個(gè)液壓馬達(dá)還包括與其輸出軸相對(duì)應(yīng)的制動(dòng)器，所述制動(dòng)器包括制動(dòng)液壓缸；所述控制油路還包括剎車開關(guān)電磁閥，所述制動(dòng)液壓缸通過所述剎車開關(guān)電磁閥與所述控制油源相通；所述控制器的輸出端與所述剎車開關(guān)電磁閥的控制端相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的履帶式工程車輛的行走總成，其特征在于，所述液壓缸的有桿腔通過所述剎車開關(guān)電磁閥與所述控制油源相通，無桿腔內(nèi)支撐有彈簧。
7.一種履帶式工程車輛的控制方法，所述履帶式工程車輛包括權(quán)利要求1所述的履帶式工程車輛的行走總成；該方法包括分別確定所述四個(gè)液壓馬達(dá)的預(yù)定輸出轉(zhuǎn)速；根據(jù)所述預(yù)定輸出轉(zhuǎn)速，通過控制器分別控制所述四個(gè)液壓泵的排量，進(jìn)而改變所述四個(gè)液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的履帶式工程車輛的控制方法，其特征在于，在需要履帶式工程車輛直線行駛時(shí)，所述四個(gè)液壓馬達(dá)的預(yù)定輸出轉(zhuǎn)速相等；在需要履帶式工程車輛轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，使驅(qū)動(dòng)車架左側(cè)的所述履帶的液壓馬達(dá)的預(yù)定輸出轉(zhuǎn)速與驅(qū)動(dòng)車架右側(cè)的所述履帶的液壓馬達(dá)的預(yù)定輸出轉(zhuǎn)速之間具有預(yù)定的差別。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的履帶式工程車輛的控制方法，其特征在于，所述行走總成還包括四個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器，四個(gè)所述轉(zhuǎn)速傳感器與四個(gè)所述液壓馬達(dá)相對(duì)應(yīng)，用于獲得相對(duì)應(yīng)液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速；四個(gè)所述轉(zhuǎn)速傳感器均與所述控制器的輸入端相連；該方法還包括所述控制器根據(jù)四個(gè)所述轉(zhuǎn)速傳感器獲得的所述四個(gè)液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速，判斷所述四個(gè)液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速是否符合預(yù)定的要求，如果否，則調(diào)整預(yù)定液壓泵的排量。
全文摘要
本發(fā)明公開一種履帶式工程車輛的行走總成和控制方法。公開的履帶式工程車輛的行走總成包括控制器、行走機(jī)構(gòu)和液壓系統(tǒng)，行走機(jī)構(gòu)包括四個(gè)履帶，四個(gè)履帶橫向順序排列，兩個(gè)履帶位于左側(cè)，另外兩個(gè)履帶位于右側(cè)；液壓系統(tǒng)包括四個(gè)液壓泵和四個(gè)液壓馬達(dá)；四個(gè)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)四個(gè)履帶，四個(gè)液壓泵和四個(gè)液壓馬達(dá)一一對(duì)應(yīng)；控制器的輸出端與液壓泵的變量控制機(jī)構(gòu)的控制端相連。行走總成中，控制器可以控制各個(gè)液壓泵的排量，進(jìn)而控制各液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速，使四個(gè)履帶以預(yù)定的速度進(jìn)行環(huán)繞；這樣通過對(duì)該行走總成自身就可以能夠?qū)崿F(xiàn)履帶式工程車輛的轉(zhuǎn)向，不需要單獨(dú)設(shè)置轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，能夠簡(jiǎn)化履帶式工程車輛的整體結(jié)構(gòu)，方便控制操作。
文檔編號(hào)B62D55/065GK102485573SQ20101057196
公開日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者任明琪, 楊學(xué)鋒, 王雷, 陳俊斌 申請(qǐng)人:三一電氣有限責(zé)任公司