履帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明可提供一種驅(qū)動(dòng)移動(dòng)式機(jī)器(10)的方法，機(jī)器(10)包括用于推動(dòng)機(jī)器的左側(cè)履帶組件(20)和右側(cè)履帶組件(20)，以及用于執(zhí)行作業(yè)的機(jī)具(16)。所述方法可包括確定機(jī)器是否近似直線地向前或向后行駛(400)，以及確定施加在機(jī)具上的負(fù)載是否小于閾值負(fù)載值(410)。可用控制器(29)輸出信號(hào)，以在機(jī)器近似直線地向前或向后行駛，及施加在機(jī)具上的負(fù)載小于閾值負(fù)載值時(shí)，調(diào)整左側(cè)履帶組件的速度或右側(cè)履帶組件的速度，從而使左側(cè)履帶組件與右側(cè)履帶組件處于異相(420)。
【專利說(shuō)明】履帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及用于移動(dòng)式機(jī)器的履帶組件，更具體地，涉及一種驅(qū)動(dòng)所述履帶組件的系統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]已知的履帶式移動(dòng)式機(jī)器包括在機(jī)器的左側(cè)和右側(cè)用來(lái)推動(dòng)機(jī)器的履帶組件。通常，每一個(gè)履帶組件都包括通過(guò)履帶銷彼此連接的許多履帶鏈節(jié)，以形成環(huán)形或閉合的履帶組件。包括履齒的履帶板(shoe)被連接到履帶鏈節(jié)，履齒配置為與機(jī)器下的地面進(jìn)行接觸。在機(jī)器的每一側(cè)，由機(jī)器的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)以嚙合履帶組件，以使履帶組件繞間隔開(kāi)的滑輪機(jī)構(gòu)平移。隨著履帶鏈節(jié)繞滑輪機(jī)構(gòu)平移，被連接到履帶鏈節(jié)的履帶板的履齒嚙合地面，以將來(lái)自鏈輪的扭矩沿著與所期望的機(jī)器行駛方向相反的方向傳遞到地面，從而推進(jìn)機(jī)器。一種機(jī)具，例如鏟斗、鏟或者叉狀件，通常安裝在機(jī)器的前部，對(duì)地面進(jìn)行作業(yè)(例如挖掘、成型等)或承載地面上的物料(例如，污物、沙子、石頭、建筑碎片、貨板等)。
[0003]當(dāng)履帶式移動(dòng)式機(jī)器在地面上直線地向前或向后行駛，且沒(méi)有負(fù)載施加到機(jī)具上時(shí)，履帶組件相對(duì)于彼此滑動(dòng)，這樣使得在機(jī)器左側(cè)和右側(cè)上的履帶板和履齒以彼此處于同相結(jié)束。因此，機(jī)器左側(cè)上的履齒與機(jī)器右側(cè)上的履齒以同時(shí)與地面接觸和與地面脫離接觸結(jié)束。當(dāng)履帶組件處于同相時(shí)，機(jī)器可遇到垂直加速度(例如，幾乎與水平面垂直)的顯著增加，使不期望的整個(gè)機(jī)器的振動(dòng)增加。這些振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致，例如，操作者不適和疲乏，以及縮短機(jī)器部件的壽命。
[0004]Standish等人的美國(guó)專利7，806，209號(hào)涉及一種用于減少履帶式機(jī)器上的振動(dòng)的設(shè)備和方法。在Standish的專利中，每一個(gè)履帶組件都包括可再定位的輥。所述輥可用于調(diào)整每一個(gè)履帶組件的懸掛鏈(caternaryhang)，以使得它們互不相同，從而導(dǎo)致振動(dòng)減少。
[0005]然而，當(dāng)履帶式移動(dòng)式機(jī)器不包括可再定位的輥，且不調(diào)整懸掛鏈時(shí)，可以使用根據(jù)本發(fā)明的用于驅(qū)動(dòng)履帶組件的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明還可克服由其他已知的系統(tǒng)和方法所導(dǎo)致的缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明可提供一種驅(qū)動(dòng)移動(dòng)式機(jī)器的方法，所述機(jī)器包括用于推動(dòng)機(jī)器的左側(cè)履帶組件和右側(cè)履帶組件，以及用于執(zhí)行作業(yè)的機(jī)具。方法可包括確定機(jī)器是否近似直線地向前或向后行駛，并確定施加在機(jī)具上的負(fù)載是否小于閾值負(fù)載值。當(dāng)機(jī)器近似直線地向前或向后行駛，且機(jī)具上所施加的負(fù)載小于閾值負(fù)載值時(shí)，可用控制器輸出信號(hào)，以調(diào)整左側(cè)履帶組件的速度或右側(cè)履帶組件的速度，從而使左側(cè)履帶組件與右側(cè)履帶組件處于異相。
[0007]本發(fā)明可進(jìn)一步提供驅(qū)動(dòng)移動(dòng)式機(jī)器的方法，其中，左側(cè)履帶組件的速度被感測(cè)，且右側(cè)履帶組件的速度被感測(cè)。所感測(cè)的速度之差是否小于閾值速度值，以及施加在機(jī)具上的負(fù)載是否小于閾值負(fù)載值，均可被確定。當(dāng)所感測(cè)的速度之差小于閾值速度值，且施加在機(jī)具上的負(fù)載小于閾值負(fù)載值時(shí)，控制器可輸出信號(hào)，以調(diào)整左側(cè)履帶組件的速度或右側(cè)履帶組件的速度，從而使左側(cè)履帶組件與右側(cè)履帶組件處于異相。
[0008]本發(fā)明還可進(jìn)一步提供一種存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序的控制器，當(dāng)計(jì)算機(jī)程序由控制器執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行上述驅(qū)動(dòng)移動(dòng)式機(jī)器的方法中的一種或另一種驅(qū)動(dòng)移動(dòng)式機(jī)器的方法。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性公開(kāi)的移動(dòng)式機(jī)器；
[0010]圖2是根據(jù)本發(fā)明的、圖1中的移動(dòng)式機(jī)器的示例性履帶組件的分解圖；
[0011]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的、圖1中的移動(dòng)式機(jī)器的示例性控制器的示意圖；以及
[0012]圖4示出了操作根據(jù)本發(fā)明的、圖3中的控制器的示例性方法。

【具體實(shí)施方式】
[0013]圖1示出了履帶式移動(dòng)式機(jī)器10，機(jī)器10具有在地面上由動(dòng)力源14驅(qū)動(dòng)的履帶式底架12。機(jī)器10可以是執(zhí)行與諸如采礦、挖掘、建筑、農(nóng)業(yè)或任何其他工業(yè)之類的工業(yè)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)操作的任何類型的機(jī)器。例如，機(jī)器10可以是諸如推土機(jī)、裝載機(jī)、挖掘機(jī)或任何其他類型的運(yùn)土機(jī)之類的運(yùn)土機(jī)。然而，機(jī)器10并不限于運(yùn)土機(jī)，且可以是包括履帶的任何機(jī)器，比如冷銑刨機(jī)(cold planer)、吊管機(jī)、拖拉機(jī)、收割機(jī)或其他機(jī)器。
[0014]動(dòng)力源14可在輸出速度或扭矩的范圍內(nèi)驅(qū)動(dòng)機(jī)器10的履帶式底架12。動(dòng)力源14可以是發(fā)動(dòng)機(jī)，諸如，舉例而言，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)或任何其他類型的發(fā)動(dòng)機(jī)。或者動(dòng)力源14可以是非燃燒動(dòng)力源，諸如，舉例而言，燃料電池、動(dòng)力儲(chǔ)存裝置或任何其他動(dòng)力源。因此，動(dòng)力源14不限于任何特定類型的動(dòng)力源。
[0015]機(jī)具16可被連接到機(jī)器10，且可由機(jī)器10的操作者使用，以執(zhí)行作業(yè)。圖1示出了鏟形式的機(jī)具16，機(jī)具16被連接到機(jī)器10的前部，機(jī)具16能夠用于移動(dòng)機(jī)器10下方的地面或在地面上的物料，或用于承載地面上的物料。然而，機(jī)具16并不限于鏟，還且可以是，例如，鏟斗、叉狀件、松土機(jī)或能夠由機(jī)器10使用以執(zhí)行作業(yè)的任何其他工具，比如，通過(guò)對(duì)機(jī)器10下方的地面或物料進(jìn)行成型、外形修整(contouring)或移動(dòng)，或承載地面上的物料以執(zhí)行作業(yè)。此外，機(jī)具16不限于被連接到機(jī)器10的前部，而是可被連接在機(jī)器10上的其他位置，比如機(jī)器10的背部或側(cè)部。
[0016]鏈輪18可設(shè)置在機(jī)器10的每一側(cè)上。每一個(gè)鏈輪18都可由動(dòng)力源14轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)。履帶組件20也可設(shè)置在機(jī)器10的每一側(cè)(例如，左側(cè)和右側(cè))上。每一個(gè)履帶組件20都可包括由履帶銷組件24彼此連接的多個(gè)履帶鏈節(jié)22。配置成嚙合機(jī)器10下的地面的履帶板26可被連接到履帶鏈節(jié)22。每一個(gè)履帶組件20都可形成環(huán)形環(huán)路或閉合環(huán)路，且每一個(gè)閉合環(huán)路都可由兩個(gè)滑輪機(jī)構(gòu)28支撐，滑輪機(jī)構(gòu)28在機(jī)器10的一側(cè)上彼此間隔開(kāi)。通過(guò)這種布置，由動(dòng)力源14轉(zhuǎn)動(dòng)的每一個(gè)鏈輪18都可嚙合并將扭矩傳遞到履帶銷組件24，使一個(gè)履帶組件20繞兩組滑輪機(jī)構(gòu)28移動(dòng)。
[0017]如圖1進(jìn)一步所示，機(jī)器10可包括控制器29?？刂破?9可基于來(lái)自機(jī)器10的不同系統(tǒng)或子系統(tǒng)的信息，包括來(lái)自監(jiān)控履帶組件20自身和/或機(jī)具16的信息或數(shù)據(jù)，對(duì)例如一個(gè)或兩個(gè)履帶組件20的速度進(jìn)行控制。由控制器29接收的信息或數(shù)據(jù)可從，例如，一個(gè)或多個(gè)感測(cè)器接收，使得，例如，每一個(gè)履帶組件20的速度可被確定和/或施加在機(jī)具16上的負(fù)載可被確定。在某些情況下，控制器29可調(diào)整一個(gè)或兩個(gè)履帶組件20的速度，以防止兩個(gè)履帶組件20的履帶板26彼此處于同相或保持同相(例如，以防止機(jī)器10兩側(cè)上的履帶板26同時(shí)與地面接觸或脫離接觸)?？刂破?9的進(jìn)一步細(xì)節(jié)將參考圖3在下面討論。
[0018]圖2示出了履帶組件20的其中一個(gè)的一部分，履帶組件20包括四個(gè)履帶鏈節(jié)22、一個(gè)履帶銷組件24以及一個(gè)履帶板26。如圖2所示，履帶鏈節(jié)22可包括履帶鏈節(jié)22a和履帶鏈節(jié)22b。履帶鏈節(jié)22a和22b可互為鏡像，并且可彼此相對(duì)地設(shè)置在履帶組件20中，這樣使得履帶鏈節(jié)22a形成履帶組件20的一側(cè)，而履帶鏈節(jié)22b形成履帶組件20的相對(duì)偵U。當(dāng)圖2所示的部件彼此組裝時(shí)，可使用一個(gè)履帶銷組件24來(lái)連接四個(gè)履帶鏈節(jié)22 (例如，兩個(gè)履帶鏈節(jié)22a和兩個(gè)履帶鏈節(jié)22b)，一個(gè)履帶板26可被連接到一個(gè)履帶鏈節(jié)22a和一個(gè)履帶鏈節(jié)22b，且另一履帶板26 (未示出)可被連接到另一履帶鏈節(jié)22a和另一履帶鏈節(jié)22b。盡管圖中示出履帶鏈節(jié)22的具體例子，但本發(fā)明并不限于包括如圖2所示的履帶鏈節(jié)22a和22b的系統(tǒng)或方法。相反，所公開(kāi)的系統(tǒng)和方法可與任何類型的履帶鏈節(jié)一起使用，履帶鏈節(jié)形成可由履帶式移動(dòng)式機(jī)器使用的履帶組件，比如，由農(nóng)用拖拉機(jī)或多地形裝載機(jī)(MTL)所使用的帶狀履帶系統(tǒng)。
[0019]如圖2所示，連接履帶鏈節(jié)22的每一個(gè)履帶銷組件24都可包括履帶銷30、襯套32以及至少一個(gè)保持環(huán)34。襯套32可設(shè)置在履帶銷30上，這樣使得襯套32相對(duì)于履帶銷30轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)這種布置，轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)的鏈輪18(圖1)可嚙合襯套32，并且襯套32可在履帶銷30上隨鏈輪18轉(zhuǎn)動(dòng)。由于施加在襯套32上的力的作用，履帶銷30可平移，導(dǎo)致履帶組件20繞兩個(gè)滑輪機(jī)構(gòu)28移動(dòng)(圖1)，如上所述，以使機(jī)器在地面上移動(dòng)。
[0020]保持環(huán)34可設(shè)置在履帶銷30的一側(cè)上，以便當(dāng)襯套32接觸保持環(huán)34時(shí)，保持環(huán)34用作使襯套32定位在履帶銷30上的止動(dòng)件。根據(jù)本發(fā)明，各在履帶銷30的一端上的兩個(gè)保持環(huán)34可用來(lái)使襯套32定位和保持在履帶銷30上?；蛘?，保持環(huán)34可完全從履帶銷組件24省略。在這種布置中，襯套32可由設(shè)置在襯套32的兩側(cè)上的兩個(gè)鏈節(jié)22 (例如，一個(gè)履帶鏈節(jié)22a和一個(gè)履帶鏈節(jié)22b)維持在履帶銷30上。
[0021]每一個(gè)履帶鏈節(jié)22a和22b都可包括一個(gè)或多個(gè)通孔36，同時(shí)每一個(gè)履帶板26可包括相應(yīng)的通孔38。每一個(gè)履帶鏈節(jié)22a和22b還可包括與通孔36對(duì)齊的一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口 40。通過(guò)這種布置，諸如螺栓(未示出)之類的螺紋緊固件可設(shè)置在通孔36和38中，以將履帶板26附接到履帶鏈節(jié)22a和22b，并且，諸如螺母(未示出)之類的相應(yīng)的螺紋緊固件可設(shè)置在螺栓的端部上。開(kāi)口 40可形成，以通過(guò)比如將大小、形狀或位置設(shè)置成適應(yīng)可用于緊固螺母的工具，促使螺母放置或緊固在螺栓的端部上。
[0022]每一個(gè)履帶板26可包括形成地面嚙合表面的大致呈矩形的平面基部42。履帶板26還可包括從平面基部42向外延伸的履齒44。履齒44可增加機(jī)器下的地面上的履帶組件20的牽引力。盡管圖2示出了包括單一履齒的履帶板26，但履帶板26不限于一個(gè)履齒44。例如，每一個(gè)履帶板26可包括多個(gè)履齒44，比如三個(gè)履齒44。此外，盡管圖2示出了具有矩形截面的棒狀履齒44，但履齒44不限于這種形狀。例如，履齒44可以是多個(gè)棒、一個(gè)或多個(gè)尖狀物、一個(gè)或多個(gè)彎曲物或者這些或者不同形狀的組合。例如通過(guò)焊接，可使履齒44永久地附接到履帶板26，或者例如通過(guò)螺栓連接，可使履齒44可拆卸地附接到履帶板26，以便于更換。
[0023]盡管圖2示出了履帶板26的具體示例，但所公開(kāi)的實(shí)施例不限于包括履帶板26的系統(tǒng)或方法。相反，所公開(kāi)的實(shí)施例可與形成履帶式移動(dòng)式機(jī)器所使用的履帶組件的一部分的任何類型的履帶板一起使用。或者，履帶板可從履帶組件20完全省略，使得履帶鏈節(jié)22a和22b的表面可接觸機(jī)器下的地面，否則會(huì)接觸履帶板26。
[0024]履帶鏈節(jié)22a和22b中的每一者都可限定多個(gè)配置為接受履帶銷組件24的至少一部分的附加通孔。例如，每一個(gè)履帶鏈節(jié)22a和22b可包括在履帶鏈節(jié)的一端上形成的通孔50。當(dāng)履帶組件20組裝完后，每一個(gè)通孔50可配置為接收履帶銷30的一部分，并設(shè)置在襯套32的端面附近和/或與襯套32的端面接觸，或設(shè)置在保持環(huán)34的端面附近和/或與保持環(huán)34的端面接觸。當(dāng)履帶組件20組裝完后，履帶銷組件24可在通孔50中轉(zhuǎn)動(dòng)或相對(duì)于通孔50轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，通孔50的直徑可大于設(shè)置在通孔50中的那部分履帶銷30的直徑。軸承組(未示出)，比如滾動(dòng)軸承組件，可設(shè)置在通孔50中和/或設(shè)置在通孔50中的那部分履帶銷組件24上。
[0025]履帶鏈節(jié)22a和22b中的每一者還可包括通孔52，通孔52在履帶鏈節(jié)上與形成有通孔50的端相對(duì)的一端上形成。每一個(gè)通孔52可配置為用以接收履帶銷30鄰近履帶銷30的自由端54的那部分。當(dāng)履帶組件20組裝完時(shí)，可防止履帶銷組件24的履帶銷30在與履帶銷30連接的兩個(gè)履帶鏈節(jié)22a和22b的通孔52中轉(zhuǎn)動(dòng)或相對(duì)于通孔52轉(zhuǎn)動(dòng)，但是可允許設(shè)置在履帶銷30上的襯套32相對(duì)于履帶鏈節(jié)22a和22b以及履帶銷30轉(zhuǎn)動(dòng)。例如，每一個(gè)履帶銷30的兩個(gè)自由端54可被連接到圍繞通孔52的履帶鏈節(jié)22a和22b的物料。履帶銷30和圍繞通孔52的物料之間的連接可通過(guò)將每一個(gè)通孔52的直徑設(shè)置成與設(shè)置在通孔52中的履帶銷30的自由端54的直徑幾乎相同或比其略小的尺寸而形成。通過(guò)這種布置，可實(shí)現(xiàn)履帶銷30與圍繞通孔52的履帶鏈節(jié)22a和22b的物料的過(guò)盈配合。根據(jù)本發(fā)明，履帶銷30和履帶鏈節(jié)22a和22b之間的這種連接可完全從履帶組件20中的每一者中省略。
[0026]每一個(gè)履帶鏈節(jié)22a和22b可包括圍繞兩個(gè)通孔52中的每一個(gè)的凸臺(tái)58。每一個(gè)凸臺(tái)58可用于與履帶銷30的自由端54形成另一個(gè)連接。這些連接可以是除了上述過(guò)盈配合或代替上述過(guò)盈配合的連接。具體地，凸臺(tái)58的軸線可與由凸臺(tái)58圍繞的通孔52的軸線近似共線且近似平行。因此，當(dāng)履帶銷30被插入到通孔52中時(shí)，履帶銷30的軸線可與凸臺(tái)58和/或通孔52的軸線近似共線且近似平行。凸臺(tái)58的端面可與自由端54的端面近似共面。例如，通過(guò)焊接，或通過(guò)凸臺(tái)58和履帶30中的一者或兩者的物料的塑性變形，可使連接形成。當(dāng)凸臺(tái)58和履帶30中的一者或兩者的物料發(fā)生塑性變形時(shí)，可將一個(gè)或多個(gè)通道(未顯示)設(shè)置在凸臺(tái)58和履帶30中的一者或兩者中，塑性變形物料可流入到其中，以提供連接。然而，凸臺(tái)58和履帶銷30之間的連接不限于焊接或物料變形，而是可以是凸臺(tái)58和履帶銷30之間的任何連接。根據(jù)本發(fā)明，此連接可從履帶組件20中完全省略，并且銷30可僅由例如上述過(guò)盈配合維持在履帶鏈節(jié)22中。
[0027]圖3更詳細(xì)地示出了根據(jù)本發(fā)明的控制器29的部件。如上所述，在某些情形下，控制器29可調(diào)整一個(gè)或兩個(gè)履帶組件20 (圖1)的速度，以防止兩個(gè)履帶組件20的履帶板26(圖1)彼此同相或保持彼此同相(例如，以防止在機(jī)器10兩側(cè)上的履帶板26幾乎同時(shí)與地面接觸和脫離接觸)。
[0028]控制器29可包括可實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的過(guò)程和方法的任何類型的基于處理器的系統(tǒng)。例如，如圖3所示，控制器29可包括一個(gè)或多個(gè)配置為執(zhí)行軟件程序的硬件和/或軟件部件，用于確定每一個(gè)履帶組件20的速度。具體地，控制器29可包括一個(gè)或多個(gè)硬件部件，比如，中央處理器(CPU)(處理器)300、隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)模塊302、只讀存儲(chǔ)器(ROM)模塊304、存儲(chǔ)裝置306、數(shù)據(jù)庫(kù)308以及一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出(I/O)裝置310。或者和/或此外，控制器29可包括一個(gè)或多個(gè)軟件部件，諸如，舉例而言，包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的有形(tangible)、非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法和過(guò)程?？梢栽O(shè)想，上面列出的硬件部件中的一個(gè)或多個(gè)可使用軟件來(lái)實(shí)施。例如，存儲(chǔ)裝置306可包括與控制器29的一個(gè)或多個(gè)其他硬件部件相關(guān)聯(lián)的軟件分區(qū)。控制器29可包括更多的、更少的和/或與上面列出的那些部件不同的部件?？梢岳斫?，上面列出的部件僅是示例性的，而不是限制性的。
[0029]處理器300可包括一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)處理器，每一個(gè)都配置成執(zhí)行指令，和/或處理過(guò)程數(shù)據(jù)，以執(zhí)行與控制器29相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)功能。如圖3所示，處理器300可被通信地耦合到RAM302、R0M 304、存儲(chǔ)裝置306、數(shù)據(jù)庫(kù)308和I/O裝置310。處理器300可配置為執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序指令序列，以完成各種處理?？蓪⒂?jì)算機(jī)程序指令加載到RAM302，例如，供處理器300執(zhí)行。
[0030]RAM302和/或ROM 304可各自包括一個(gè)或多個(gè)用來(lái)存儲(chǔ)與控制器29和/或處理器300的操作相關(guān)聯(lián)的信息的裝置。例如，ROM 304可包括配置為訪問(wèn)和存儲(chǔ)與控制器29相關(guān)聯(lián)的信息的記憶裝置，所述信息包括用于識(shí)別、初始化以及監(jiān)控控制器29的一個(gè)或多個(gè)部件和子系統(tǒng)的操作的信息。RAM 302可包括用于存儲(chǔ)與處理器300的一個(gè)或多個(gè)操作相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的記憶裝置。例如，ROM 304可將指令加載到RAM302，供處理器300執(zhí)行。
[0031]存儲(chǔ)裝置306可包括任何類型的有形的、非暫時(shí)性大容量存儲(chǔ)裝置，配置為存儲(chǔ)可由處理器300使用來(lái)執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的過(guò)程的信息。例如，存儲(chǔ)裝置306可包括一個(gè)或多個(gè)磁盤和/或光盤裝置，比如硬盤驅(qū)動(dòng)器、⑶-ROM、DVD-ROM或任何其他類型的大容量介質(zhì)裝置。
[0032]數(shù)據(jù)庫(kù)308可包括一個(gè)或多個(gè)軟件和/或硬件部件，這些部件協(xié)作以存儲(chǔ)、組織、分揀、過(guò)濾和/或安排由控制器29和/或處理器300使用的數(shù)據(jù)。例如，數(shù)據(jù)庫(kù)308可包括一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)與履帶組件20之間的速度差和履帶組件20的相應(yīng)的相位差相關(guān)的信息的查找表，這些信息可在調(diào)整履帶組件20的速度時(shí)使用?？梢栽O(shè)想，數(shù)據(jù)庫(kù)308可存儲(chǔ)附加的和/或與上述信息不同的信息。
[0033]I/O裝置310可包括一個(gè)或多個(gè)配置為和與控制器29相關(guān)聯(lián)的用戶傳輸信息的部件。例如，I/o裝置310可包括控制臺(tái)，所述控制臺(tái)具有集成鍵盤和鼠標(biāo)，以允許用戶輸入與控制器29相關(guān)聯(lián)的參數(shù)。I/O裝置310還可包括顯示器，所述顯示器包括圖形用戶界面(⑶I)，用于在監(jiān)控器上輸入和輸出信息。I/O裝置310可進(jìn)一步包括外圍裝置，比如用于打印與控制器29相關(guān)聯(lián)的信息的打印機(jī)、用戶可訪問(wèn)磁盤驅(qū)動(dòng)器(例如，USB端口、軟盤、CD-ROM或DVD-ROM驅(qū)動(dòng)器等)，以允許用戶輸入存儲(chǔ)在便攜式媒體裝置、麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器系統(tǒng)或任何其他合適類型的接口裝置上的數(shù)據(jù)。
[0034]控制器29可通信地耦合到多個(gè)感測(cè)器，每一個(gè)感測(cè)器可配置為測(cè)量與機(jī)器10相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)操作方面。如圖3所示，速度感測(cè)器312和314可以是通信地耦合到控制器29的感測(cè)器中的兩個(gè)感測(cè)器。例如，速度感測(cè)器312可配置為感測(cè)與機(jī)器10左側(cè)上的履帶組件20的速度相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，而速度感測(cè)器314可配置為感測(cè)與機(jī)器10右側(cè)上的履帶組件20的速度相關(guān)聯(lián)的參數(shù)。
[0035]具體地，速度感測(cè)器312可配置為感測(cè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、傳動(dòng)裝置、差速器、離合器的部件或與左側(cè)履帶組件20的移動(dòng)相關(guān)聯(lián)的任何其他部件的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。類似地，速度感測(cè)器314可配置為感測(cè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、傳動(dòng)裝置、差速器、離合器或與右側(cè)履帶組件20的移動(dòng)相關(guān)聯(lián)的任何其他部件的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。速度感測(cè)器312和314可以是感測(cè)磁性齒輪齒的轉(zhuǎn)動(dòng)的霍爾效應(yīng)感測(cè)器。然而，速度感測(cè)器312和314不限于霍爾效應(yīng)感測(cè)器或任何其他類型的磁場(chǎng)感測(cè)器，且不限于感測(cè)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。相反，每一個(gè)速度感測(cè)器312和314都可以是感測(cè)指示履帶組件20的移動(dòng)的任何特性的任何類型的感測(cè)器。例如，可使用一個(gè)或多個(gè)慣性測(cè)量單元(MU)。速度感測(cè)器312和314可配置為基于所感測(cè)的履帶組件20的速度來(lái)輸出信號(hào)。
[0036]如圖3進(jìn)一步所示，機(jī)具感測(cè)器316也可通信地耦合到控制器29。機(jī)具感測(cè)器316可配置為感測(cè)與施加在機(jī)具16(圖1)上的負(fù)載相關(guān)聯(lián)的參數(shù)。例如，機(jī)具感測(cè)器316可以是配置為測(cè)量由機(jī)具16支撐的負(fù)載的應(yīng)變式稱重傳感器，或測(cè)量施加在與機(jī)具16的支撐和/或移動(dòng)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)液壓部件(未示出)上的負(fù)載的液壓或靜液壓系統(tǒng)。然而，機(jī)具感測(cè)器316并不限于這些特定系統(tǒng)中的任何一個(gè)，而是可包括任何系統(tǒng)或部件，所述系統(tǒng)或部件確定施加在機(jī)具16上的負(fù)載的大小，或確定施加在機(jī)具16上的負(fù)載是否大于或小于閥值，并相應(yīng)地輸出一個(gè)或多個(gè)信號(hào)。
[0037]如上所述，控制器29可基于來(lái)自速度感測(cè)器312和314以及機(jī)具感測(cè)器316的信號(hào)，控制履帶組件20中的任一個(gè)或兩個(gè)的速度。具體地，控制器29可使用來(lái)自感測(cè)器312、314和316的信息，確定兩個(gè)履帶組件20的速度是否彼此幾乎相同，以及施加在機(jī)具16上的負(fù)載是否小于閾值，這表明履帶組件20可能彼此處于同相，并且作為響應(yīng)，可改變履帶組件20中的任一個(gè)或兩個(gè)的速度，使得履帶組件彼此異相?？刂破?9的示例性操作，以及可由控制器29執(zhí)行的驅(qū)動(dòng)履帶組件20的相關(guān)方法，將參考圖4在下面討論。
[0038]工業(yè)實(shí)用性
[0039]所公開(kāi)的履帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及方法可應(yīng)用于具有履帶組件的任何機(jī)器。參考圖4，下面的討論提供了一種驅(qū)動(dòng)左側(cè)和右側(cè)履帶組件從而防止履帶組件處于同相或者保持彼此同相的示例性方法。圖4示出了控制器可如何確定履帶組件處于同相，并調(diào)整履帶組件，使其不保持同相的具體實(shí)例。然而，應(yīng)理解，所公開(kāi)的系統(tǒng)和方法不限于這些具體步驟。
[0040]如圖4中的方法中所示，在步驟410，可對(duì)機(jī)器10是否近似直線地向前或向后行駛作出確定。例如，控制器29可接收來(lái)自速度感測(cè)器312的數(shù)據(jù)，如上所述，速度感測(cè)器312可配置為感測(cè)與左側(cè)履帶組件20的移動(dòng)相關(guān)聯(lián)的部件的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，然后輸出信號(hào)。控制器29還可接收來(lái)自速度感測(cè)器314的數(shù)據(jù)，如上所述，速度感測(cè)器314可配置為感測(cè)與右側(cè)履帶組件20的移動(dòng)相關(guān)聯(lián)的部件的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，然后輸出信號(hào)。通過(guò)比較來(lái)自速度感測(cè)器312和314中的每一者的信號(hào)，控制器29可確定左側(cè)和右側(cè)履帶組件的速度是否幾乎相同，這表明機(jī)器10可近似直線地向前或向后行駛。具體地，當(dāng)速度幾乎相同時(shí)，控制器29可確定機(jī)器10近似直線地向前或向后行駛，這種情況可在左側(cè)履帶組件20和右側(cè)履帶組件20之間的速度差值小于閾值時(shí)發(fā)生。此確定可以是有用的，因?yàn)橐呀?jīng)觀察到，當(dāng)移動(dòng)式機(jī)器直線地向前或向后行駛時(shí)，左側(cè)履帶組件和右側(cè)履帶組件上的履帶板和履齒可呈彼此處于同相結(jié)束(即，機(jī)器左側(cè)的履齒和機(jī)器右側(cè)的履齒可以同時(shí)與地面接觸和脫離接觸結(jié)束)。
[0041]盡管步驟410的描述使用速度感測(cè)器312和314來(lái)感測(cè)左側(cè)履帶組件20和右側(cè)履帶組件20的速度，但本發(fā)明不限于使用這些感測(cè)器?？墒褂媚軌?qū)χ甘净驅(qū)?yīng)于左側(cè)履帶組件20和右側(cè)履帶組件20的速度的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的任何感測(cè)器或部件。此外，盡管本說(shuō)明書描述了控制器29確定左側(cè)履帶組件20和右側(cè)履帶組件20是否可處于相同的速度并因此直線地向前或向后行駛，但本發(fā)明不需要使用控制器29。任何控制器、處理器或者其他部件都可用于該確定。
[0042]在步驟420，可對(duì)施加在機(jī)器10的機(jī)具16上的負(fù)載是否小于閾值作出確定。例如，控制器29可接收來(lái)自機(jī)具感測(cè)器316的數(shù)據(jù)。機(jī)具感測(cè)器316可配置為輸出信號(hào)，該信號(hào)基于所感測(cè)的施加在機(jī)具16上的負(fù)載的大小而變化，或可選地，感測(cè)器316可配置為當(dāng)感測(cè)到施加在機(jī)具16上的負(fù)載大于或小于閾值時(shí)輸出信號(hào)。在另一個(gè)實(shí)施例中，可使用發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載因子來(lái)確定施加在機(jī)器上的負(fù)載，并且感測(cè)器316可以是感測(cè)由發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊或另一處理器使用來(lái)計(jì)算這個(gè)因子的特性的任何感測(cè)器。此確定可以是有用的，因?yàn)橐呀?jīng)觀察到，當(dāng)施加在機(jī)具上的負(fù)載小于閾值時(shí)，在左側(cè)履帶組件和右側(cè)履帶組件上的履帶板和履齒可呈彼此同相結(jié)束。根據(jù)許多因素，比如，機(jī)器的類型、機(jī)器的重量、地面的特性、機(jī)器運(yùn)行所處的環(huán)境條件、機(jī)具的類型、機(jī)具的重量等，閾值可以是零，或者可以是大于零但小于機(jī)具可支撐的最大負(fù)載的值。
[0043]盡管步驟420的描述使用了機(jī)具感測(cè)器316，但本發(fā)明不限于使用這種感測(cè)器。可以使用能夠?qū)χ甘净驅(qū)?yīng)于施加在機(jī)具16上的負(fù)載的大小或施加在機(jī)具16上的負(fù)載是否大于或小于閥值的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的任何感測(cè)器或部件。此外，盡管說(shuō)明書描述了控制器29的使用，但根據(jù)本發(fā)明，任何控制器、處理器或其他部件均可用于此確定。并且根據(jù)本發(fā)明，不需要在步驟410中的確定之后或繼步驟410中的確定之后，作出步驟420的確定，而是可以在步驟410中的確定進(jìn)行之前或在幾乎相同的時(shí)間作出確定。步驟410和420中的確定可在彼此相對(duì)接近的不同時(shí)間作出，或者可在被相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間間隔隔開(kāi)的不同時(shí)間作出。
[0044]步驟410和步驟420的結(jié)果可用于確定左側(cè)履帶組件20和右側(cè)履帶組件20是否可處于彼此同相，和/或左側(cè)履帶組件20和右側(cè)履帶組件20可處于同相的程度。然而，所公開(kāi)的系統(tǒng)和方法不限于上述實(shí)例。例如，控制器29和/或另一處理器通過(guò)感測(cè)鏈輪18 (和/或履帶組件20中的每一個(gè)的其他部件)的方向可確定左側(cè)履帶組件20和右側(cè)履帶組件20可處于同相。例如，位置感測(cè)器可以是通信地耦合到控制器29的感測(cè)器中的兩個(gè)感測(cè)器，且每一個(gè)位置感測(cè)器可配置為感測(cè)鏈輪18的位置，或感測(cè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、傳動(dòng)裝置、差速器、離合器的部件或與左側(cè)履帶組件20的移動(dòng)和與右側(cè)履帶組件20的移動(dòng)相關(guān)聯(lián)的任何其他部件的位置。當(dāng)確定左側(cè)履帶組件20和右側(cè)履帶組件20可處于同相，和/或左側(cè)履帶組件20和右側(cè)履帶組件20可處于同相的程度大于閾值時(shí)，則過(guò)程可繼續(xù)進(jìn)行到下面的步驟。
[0045]在步驟430，基于在步驟410和420所確定的結(jié)果，可對(duì)是否可改變一個(gè)或兩個(gè)履帶組件20的速度作出確定。例如，控制器29可確定，用于左側(cè)履帶組件20和右側(cè)履帶組件20的履帶板26的履齒44可彼此處于同相。可在以下情況中任一者或兩者發(fā)生時(shí)作出該確定:(i)左側(cè)履帶組件20和右側(cè)履帶組件20的速度差小于閾值，以及(ii)機(jī)具16上所施加的負(fù)載小于閾值。不論控制器29如何作確定，當(dāng)控制器29確定履帶組件20可彼此處于同相時(shí)，控制器29可發(fā)送可暫時(shí)減緩或加速任一個(gè)或兩個(gè)履帶組件20的信號(hào)。例如，控制器29可發(fā)送信號(hào)到驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、傳動(dòng)裝置、差速器、離合器或與左側(cè)履帶組件20的移動(dòng)相關(guān)聯(lián)的任何其他部件，從而使左側(cè)履帶組件暫時(shí)加速或減速，和/或可發(fā)送信號(hào)到驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、傳動(dòng)裝置、差速器、離合器或與右側(cè)履帶組件20的移動(dòng)相關(guān)聯(lián)的任何其他部件，從而使右側(cè)履帶組件暫時(shí)加速或減速，這樣使得履帶組件20的速度可暫時(shí)彼此不同。
[0046]一個(gè)或兩個(gè)履帶組件20的速度可以機(jī)器10的操作者感覺(jué)不到的方式增大和/或減小(例如，速度增加或減小的幅度足夠小，或者速度變化的時(shí)間間隔足夠小)，這樣使得機(jī)器10繼續(xù)近似直線地向前或向后，而不是敏銳地轉(zhuǎn)向。也可將一個(gè)或兩個(gè)履帶組件20的速度調(diào)整到使履帶組件20彼此完全異相的程度，例如，這樣使得，在右側(cè)履帶組件20上的兩個(gè)不同的履帶板的履齒接觸地面之間的時(shí)間間隔的大約中間，左側(cè)履帶組件20上的履齒與地面接觸。根據(jù)情況，控制器29可重復(fù)步驟410、420和430，這樣可防止左側(cè)履帶組件20和右側(cè)履帶組件20在機(jī)器10的整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中彼此處于同相或保持同相。
[0047]與不能防止左側(cè)和右側(cè)履帶組件彼此保持同相的移動(dòng)式機(jī)器相比，上述驅(qū)動(dòng)履帶組件的系統(tǒng)和方法具有許多優(yōu)于其的優(yōu)點(diǎn)。例如，根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器可避免由履帶組件處于同相所引起的在垂直方向上的加速(例如，與機(jī)器10行駛的水平表面幾乎垂直的方向上的加速)的顯著增加，并且因此可降低機(jī)器運(yùn)行過(guò)程中不期望的振動(dòng)，這些振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致操作者不適和疲乏，并縮短機(jī)器部件的壽命。
[0048]根據(jù)本發(fā)明，可使用其他信息、數(shù)據(jù)或信號(hào)來(lái)確定履帶組件20是否處于同相，和/或調(diào)整左側(cè)履帶組件20和右側(cè)履帶組件20中的一者或兩者的速度，以便使其不保持同相。例如，轉(zhuǎn)向輸入的存在或不存在，和/或機(jī)器10所遇到的垂直加速的存在或不存在的測(cè)量，可在確定中使用。此外，可允許機(jī)器10的操作者控制所公開(kāi)的系統(tǒng)或方法是否激活，或者確定在何種條件下可自動(dòng)激活該系統(tǒng)和方法。
[0049]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的是，可對(duì)所公開(kāi)的履帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和方法作出各種修改和變化。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在考慮所公開(kāi)的系統(tǒng)和方法的描述和實(shí)踐的情況下，其他實(shí)施例將是顯而易見(jiàn)的。說(shuō)明書和實(shí)施例應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為僅僅是示例性的，真實(shí)范圍由所附權(quán)利要求書及它們的等同物指出。
【權(quán)利要求】
1.一種驅(qū)動(dòng)移動(dòng)式機(jī)器(10)的方法，所述機(jī)器(10)包括用于推動(dòng)所述機(jī)器的左側(cè)履帶組件(20)和右側(cè)履帶組件(20)，以及用于執(zhí)行作業(yè)的機(jī)具(16)，所述方法包括: 確定所述機(jī)器是否近似直線地向前或向后行駛(400); 確定施加在所述機(jī)具上的負(fù)載是否小于閾值負(fù)載值(410);以及 在機(jī)器近似直線地向前或向后行駛且施加在所述機(jī)具上的負(fù)載小于所述閾值負(fù)載值時(shí)，用控制器(29)輸出信號(hào)以調(diào)整所述左側(cè)履帶組件的速度或所述右側(cè)履帶組件的速度，從而使所述左側(cè)履帶組件與所述右側(cè)履帶組件處于異相(420)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定所述機(jī)器是否近似直線地向前或向后行駛包括確定所述左側(cè)履帶組件的速度和所述右側(cè)履帶組件的速度之間的差是否小于閾值速度值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述輸出包括輸出信號(hào)，以調(diào)整所述左側(cè)履帶組件的速度和所述右側(cè)履帶組件的速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述輸出包括輸出信號(hào)，以僅調(diào)整所述左側(cè)履帶組件或所述右側(cè)履帶組件中一者的速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述輸出包括輸出信號(hào)，以增加所述左側(cè)履帶組件和所述右側(cè)履帶組件中的一者的速度，并降低所述左側(cè)履帶組件和所述右側(cè)履帶組件中的另一者的速度。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述左側(cè)履帶組件包括配置為接觸所述機(jī)器下的地面的履齒(44)， 其中，所述右側(cè)履帶組件包括配置為接觸地面的履齒，并且 其中，所述輸出包括輸出信號(hào)，以調(diào)整所述左側(cè)履帶組件和所述右側(cè)履帶組件中的一者的速度，使得在所述右側(cè)履帶組件的所述履齒中的兩個(gè)履齒接觸地面之間的時(shí)間間隔的大約中間，所述左側(cè)履帶組件的所述履齒中的一個(gè)履齒接觸地面。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述左側(cè)履帶組件包括履帶板(26)，所述履帶板包括配置為接觸所述機(jī)器下的地面的履齒(44)， 其中，所述右側(cè)履帶組件包括履帶板，所述履帶板包括配置為接觸地面的履齒，并且 其中，輸出包括輸出信號(hào)，以調(diào)整所述左側(cè)履帶組件的速度并調(diào)整右側(cè)履帶組件的速度，使得在所述右側(cè)履帶組件的兩個(gè)不同履帶板的所述履齒中的兩個(gè)履齒接觸地面之間的時(shí)間間隔的大約中間，所述左側(cè)履帶組件的所述履齒中的一個(gè)履齒接觸地面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述確定機(jī)器是否近似直線地向前或向后行駛包括 用速度感測(cè)器(312)感測(cè)所述左側(cè)履帶組件的速度， 用速度感測(cè)器(314)感測(cè)所述右側(cè)履帶組件的速度，以及 確定所感測(cè)的速度之差是否小于閾值速度值。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述確定施加在所述機(jī)具上的所述負(fù)載是否小于所述閾值包括感測(cè)施加在用于移動(dòng)或支撐所述機(jī)具的液壓部件上的負(fù)載，或確定發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載因子。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述機(jī)具包括鏟、鏟斗、松土機(jī)或叉狀件。
【文檔編號(hào)】B62D55/125GK104507786SQ201380039445
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2013年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月24日
【發(fā)明者】D·H·梅菲爾特 申請(qǐng)人:卡特彼勒公司