專利名稱：用于控制作業(yè)機具的搖動性的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及一種用于控制作業(yè)機具的系統(tǒng)和方法，更具體地，涉 及一種用于控制作業(yè)機具的(可)搖動性的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在作業(yè)機械的工作過程中，有時希望作業(yè)機具以搖動的方式運動以實 現(xiàn)某種目標(biāo)。例如，具有例如鏟斗等作業(yè)機具的土方機械的操作者可能希 望使妒斗以搖動的方式運動以將不易掉出的物料搖到鏟斗外。
過去，操作者搖動作業(yè)機具的標(biāo)準(zhǔn)方法是快速地往復(fù)移動作業(yè)機具控 制裝置例如操縱桿或控制桿直到完成任務(wù)。該方法是讓操作者一直迅速動 作的活動，因此，是乏味且累人的。
隨著電液力的出現(xiàn)，逐漸可以通過多種途徑對過去必須人工控制的作 業(yè)機具進行自動控制?？蓪⒒谟嬎銠C的控制裝置編程以便高精度地操作 電液閥和螺線管，從而緩解了操作者先前不得不執(zhí)行的許多困難、乏味或 耗時的任務(wù)。
標(biāo)題為"Hydraulic Circuit for Shaking a Bucket of a Vehicle"的美國 專利No. 5,235,809提供了一種用于搖動伊斗的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)包括負(fù) 載檢測變排量泵和液壓回路。操作者可通過手動控制裝置使該系統(tǒng)處于活 動模式或非活動模式。當(dāng)處于活動才莫式時，液壓回路迫使負(fù)載檢測變排量 泵達(dá)到最大排量，以提供備用壓力并(使排出液)流向換向閥。該換向閥 的快速動作使得致動器往復(fù)運動以搖動殘料。
專利，809可使伊斗充分搖動，但是，附加的液壓回路非常復(fù)雜并使設(shè) 備成本增加。此外，由于需要操作者手動改變系統(tǒng)以使伊斗搖動，因此手
動控制裝置效率較低。
本發(fā)明意在克服現(xiàn)有技術(shù)中的某些缺點或全部缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的 一個方面提供了 一種用于搖動作業(yè)才幾具的液壓系統(tǒng)。該 系統(tǒng)包括至少 一個與該機具連接的致動器、用于向該致動器提供流體的液 壓泵以及與該液壓泵聯(lián)接的控制模塊。該控制模塊接"征希望搖動作業(yè)
機具的信號并且循環(huán)發(fā)指令以使液壓泵以第一速率上行(upstroke)并以 第二速率下行(downstroke)。
本發(fā)明的另一方面提供了一種搖動作業(yè)機具的方法。該方法包括接收 表征希望搖動作業(yè)機具的信號的步驟，以及發(fā)出指令使液壓泵以第一速率 上行的步驟和發(fā)出指令使液壓泵以第二速率下行的步驟。
在又一實施例中提供了一種搖動作業(yè)機具的方法。該方法包括以下步 驟接收表征希望搖動作業(yè)機具的信號，使液壓泵以笫一速率上行以及使 液壓泵以第二速率下行。所述上行運動和下行運動以預(yù)定頻率循環(huán)(反復(fù)) 發(fā)生，使得液壓泵在完全下行之前接收指令而上行。


結(jié)合在本說明書中并構(gòu)成說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的示例 性實施例或特征，并與相關(guān)說明一起用于闡明本發(fā)明的原理。在附圖中 圖l示出用于與本發(fā)明的一個實施例一起使用的機械的側(cè)視圖；以及 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的液壓回路的示意圖。
具體實施例方式
下面參考本發(fā)明的實施例或特征的細(xì)節(jié)。在本說明書中，"一個實施 例"、"一實施例"或類似的語言是指結(jié)合該實施例所述的具體特征、結(jié) 構(gòu)或特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例中。因此，本說明書出現(xiàn)的短語 "在一個實施例中"、"在一實施例中"及類似的語言可能但不一定指同
一實施例。
圖1示出一作業(yè)機械102。該作業(yè)機械102示出為土方機械，具體是 反伊式裝載機，但是其它類型的土方機械也適用，例如挖掘機、輪式裝載 機、滑移裝載機、前伊裝載機和履帶式裝載機等。此外，作業(yè)機械102可 以是土方機械以外的機械。例如，作業(yè)機械102可以是用于建筑業(yè)、物料 運輸、制造業(yè)和農(nóng)業(yè)的機械。
該作業(yè)機械102包括作業(yè)機具104，該作業(yè)機具104用于根據(jù)通過操 縱桿108或其它裝置例如控制桿所指示的希望的運動來執(zhí)行某種類型的作 業(yè)功能。作業(yè)機具104a、 104b描繪成鏟斗。更具體地，設(shè)計成裝載機鏟斗 的作業(yè)機具104a示出位于作業(yè)機械102的前方，而設(shè)計成反式鏟斗的另一 作業(yè)機具104b示出位于作業(yè)機械102的后方。應(yīng)當(dāng)指出，盡管所示作業(yè)機 具104a、 104b都示出為伊斗，但其它類型的作業(yè)機具也適用。其它作業(yè)機 具的示例包括但不局限于螺旋鉆(螺旋推進器)、刮板(伊，blade)、切 割工具、開溝器(挖掘用具)等。
作業(yè)機械102包括一個或多個與作業(yè)機具104可操作地聯(lián)接的液壓致 動器106。作業(yè)機械102包括用于控制作業(yè)機具104a的提升的第一液壓缸 106a和用于控制作業(yè)機具104a傾斜角度的笫二液壓缸106b。每個液壓缸 106a、106b包括一可操作以沿軸線109a、109b移動從而改變作業(yè)機具104a 位置的致動件107a、 107b。例如，操作液壓缸106a的致動件107a使其沿 軸線109a移運動以控制作業(yè)機具104a的提升，而操作液壓缸106b的致動 件107b使其沿軸線109b移運以控制作業(yè)機具104a的傾斜角度。選擇性 地操作液壓缸106a、 106b將使作業(yè)機具104a沿雙軸線運動。也可4吏用另 外的液壓缸106以增大作業(yè)機具104a的轉(zhuǎn)動和移動的角度。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的液壓回路的示意圖，該液壓回路包 括一控制單元IIO、 一液壓泵lll、 一閥組件112和一液壓缸106。該控制 單元110與液壓泵111和閥112電聯(lián)接，而液壓泵111向?qū)?12和液壓缸 106提供液壓流體以移動作業(yè)機具104 (見圖1)。液壓泵111可例如是具 有可移動斜盤113的變排量泵。通常，該斜盤113的位置由致動器114控
制。該致動器114可控地接收來自液壓泵111的液壓流體以控制斜盤113 的位置。應(yīng)當(dāng)指出，該致動器114也可設(shè)計為電致動器或機械致動器?？?在機械102、液壓泵lll、液壓流體管線或液壓致動器106上的任何部位設(shè) 置傳感器(未示出)，以向控制單元110提供信息例如壓力。因此，可調(diào) 節(jié)液壓泵111使其適于提供恒定的流量或恒定的壓力，或適于在流量和壓 力之間轉(zhuǎn)換。
工業(yè)適用性
操縱桿108產(chǎn)生表征希望搖動作業(yè)機具104的信號。操作者可通過循 環(huán)地使操縱桿108前后移動(向前/向后移動)或側(cè)向移動等，通過按下操 縱桿108上的按鈕，或者既移動操縱桿又按下操縱桿上的按鈕，來產(chǎn)生該 信號。
控制單元110接收信號并向致動器114發(fā)出指令，以改變液壓泵111 的排量。應(yīng)該理解，當(dāng)操作者停止快速地循環(huán)移動操縱桿108時，或者釋 放發(fā)送初始信號的相應(yīng)按鈕時，則可確定希望使作業(yè)機具停止搖動?；蛘?， 在觸發(fā)相應(yīng)按鈕或使操縱桿移動時，將初始化表示希望搖動作業(yè)機具的信 號并使該信號持續(xù)預(yù)定的時間段(例如30秒)。
例如，作業(yè)機具104a可充滿泥土并靜止地保持在土堆上。當(dāng)控制單元 110接收表示希望搖動該作業(yè)機具的信號時，控制單元110直接通過該控 制單元110或通過液壓閥112向斜盤發(fā)指令，以(使泵)在最大排量和零 排量之間循環(huán)。當(dāng)達(dá)到最大排量時，斜盤113開始向零排量移動。但是， 在斜盤達(dá)到零排量之前，控制單元110發(fā)出使斜盤113返回最大排量的指 令。
在另一實施例中，斜盤的下行運動速率慢于上行運動的速率。因此， 從控制單元110輸入液壓泵111的一系列指令使液壓泵111在預(yù)定頻率內(nèi) 在第一速率(最大值)下的第一排量(最大值)和第二速率下(小于最大 值)的第二排量(零)之間循環(huán)。最終，液壓泵在每次循環(huán)開始時總保持 在部分上行運動的位置。因此，在上行運動后的一小段時間內(nèi)，該液壓泵
能夠向致動器106提供全流量，從而加速致動器106的運動，并因此改善 作業(yè)機具的搖動性。較慢的下行運動速率可通過來自控制單元110的信號 的頻率或幅度進行控制。類似地，較慢的下行運動速率也可通過減小流入 用于控制斜盤的運動的致動器114的流體的流量進行控制。因此，用于控 制流入致動器114的流量的孔口尺寸或閥位置可以變化，即增大或減小， 以改變送入致動器114的流體的量。
從上文應(yīng)能理解，盡管文中為敘述方便起見僅說明了本發(fā)明的具體實 施例，但是，可不偏離本發(fā)明的實質(zhì)或范圍作出多種變型。通過考慮本發(fā) 明的說明書、附圖及文中公開的實施方式，本發(fā)明的其它實施例對于本領(lǐng) 域的技術(shù)人員而言是顯而易見的。本說明書和公開的示例應(yīng)被認(rèn)為是示例 性的，本發(fā)明真正的范圍和實質(zhì)通過所附權(quán)利要求及其等價方案示出。因 此，本發(fā)明僅受到所附權(quán)利要求的限制。
權(quán)利要求
1.一種用于搖動作業(yè)機具的液壓系統(tǒng)，包括至少一個與所述作業(yè)機具連接的致動器；適于向所述致動器提供流體的液壓泵；與所述液壓泵聯(lián)接并適于接收表征希望搖動作業(yè)機具的信號的控制模塊，其中，當(dāng)接收到該信號后，該控制模塊循環(huán)發(fā)指令以使液壓泵以第一速率上行并以第二速率下行。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓泵是負(fù) 栽檢測變排量泵。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述第 一速率大 于所述第二速率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓泵上行 運動至最大排量，下行運動至小于最大排量的排量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述小于最大排 量的排量是零排量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓泵以一 定頻率在第一排量和第二排量之間循環(huán)，從而控制模塊發(fā)指令使液壓泵在 下行至小于最大排量的排量之前向最大排量運動。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液壓系統(tǒng)，其特征在于，所i44征希望搖 動作業(yè)機具的信號包括由搮作者發(fā)出的使作業(yè)機具沿第一方向運動和使所 述器具沿第二方向運動并在預(yù)定時間段內(nèi)回到所述第一方向的信號。
8. —種搖動作業(yè)機具的方法，包括如下步驟 接收表征希望搖動該作業(yè)機具的信號；以及使液壓泵以笫一速率上行和使該液壓泵以第二速率下行，其中，所迷 上行和所迷下行以預(yù)定頻率循環(huán)進行，向所述液壓泵發(fā)指令以使之在達(dá)到 完全下行之前進行上行運動。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所迷的方法，其特征在于，向所迷液壓泵發(fā)指令以使之以第 一流率達(dá)到笫 一排量和以第二流率達(dá)到第二排量。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述笫一排量是最大 排量，所迷第二排量是小于最大排量的排量。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所U征希望搖動該 作業(yè)機具的信號由操作者輸入。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，操作者通過使操縱 桿在兩個最大位置之間循環(huán)移動而發(fā)出希望搖動作業(yè)機具的指示。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述兩個最大位置 是完全向前位置和完全向后位置，或者完全向左位置和完全向右位置。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，操作者通過按下所 述操縱桿上的按鈕而發(fā)出希望搖動作業(yè)機具的指示。
全文摘要
一種用于控制作業(yè)機具的搖動性的系統(tǒng)和方法?？刂茊卧蛞簤罕冒l(fā)出一系列輸入指令，使得該液壓泵在預(yù)定頻率內(nèi)在第一速率(最大速率)下的第一排量(最大排量)和第二速率(小于最大速率)下的第二排量(零)之間循環(huán)。最終，液壓泵在每次循環(huán)開始時總保持在部分上行運動的位置。因此，該液壓泵在上行運動后很短的時間內(nèi)能夠向致動器提供全流量，從而加速致動器的響應(yīng)和運動，并因此改善作業(yè)機具的搖動性。
文檔編號E02F9/22GK101113598SQ200710136240
公開日2008年1月30日 申請日期2007年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月17日
發(fā)明者S·帕特爾 申請人:卡特彼勒公司