目前，由液壓馬達(dá)驅(qū)動的履帶底盤的有人操作行走控制系統(tǒng)，采用下述的控制方式：采用兩個片式先導(dǎo)控制閥(只能正反向控制)以相同方式分別控制兩個液控比例流量閥，兩個液控比例流量閥用來分別控制兩個相同的行走馬達(dá)的各自轉(zhuǎn)速。片式先導(dǎo)閥的外操作機(jī)構(gòu)為手柄和腳踏板兩種機(jī)構(gòu)。行走操作時，必須同時動作兩個片式先導(dǎo)閥的操作機(jī)構(gòu)，尤其在轉(zhuǎn)向時作用于兩個片式先導(dǎo)閥的外操作機(jī)構(gòu)的動作不一樣，稱為雙動作操作。該技術(shù)的不足之處是不能實(shí)現(xiàn)單手單動作操作，操作感不適，操作不夠快速。目前四向先導(dǎo)手柄無實(shí)現(xiàn)控制履帶底盤自由轉(zhuǎn)向的功能。

本項(xiàng)發(fā)明的目的是在現(xiàn)有技術(shù)下，提供一種新的用于控制履帶底盤行走的液壓系統(tǒng)；并克服現(xiàn)有技術(shù)中必須雙動作操作的不足，實(shí)現(xiàn)一個四向先導(dǎo)手柄控制履帶底盤前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎和原地轉(zhuǎn)動，使得履帶底盤的行走控制操作能夠單手單動作控制，更為簡單直觀，提高駕駛員操作速度。

技術(shù)方案：本控制系統(tǒng)的液壓原理圖如說明書附圖中的圖1所示。其由一個壓力流體源，一個四向先導(dǎo)手柄A、一個四梭閥配壓裝置B、兩個相同的液控比例流量控制閥C1、C2組成。其中，四梭閥配壓裝置B如圖1中B所示，該裝置中含有4個相同梭閥，4個梭閥的8個進(jìn)油口串聯(lián)成單圈環(huán)狀，且每2個梭閥的進(jìn)油口串聯(lián)處實(shí)現(xiàn)2個進(jìn)油口合并成1個進(jìn)油口，從而使四梭閥配壓裝置B有四個進(jìn)油口01、02、03和04，四個梭閥的四個出油口即為四梭閥配壓裝置B的4個出油口A1、B1、A2和B2；將四向先到手柄A的4個出油口1、2、3和4按圖1方式，與對應(yīng)的四梭閥配壓裝置B的4個進(jìn)油口01、02、03和04接通；再將四梭閥配壓裝置B的4個出油口A1、B1和A2、B2與對應(yīng)的液控流量比例閥C1和C2的各自先導(dǎo)極a1、b1和a2、b2接通。

下面介紹轉(zhuǎn)向原理：行走馬達(dá)轉(zhuǎn)速與比例流量控制閥的輸出流量q成正比，比例流量控制閥的輸出流量q與滑閥閥芯的開口大小A成正比，閥芯的開口大小A與閥芯兩極的先導(dǎo)壓差Δp成正比，所以比例流量控制閥輸出流量q與閥芯兩極的先導(dǎo)壓力之差Δp成正比。改變液控比例流量控制閥C1、C2的閥芯的兩極先導(dǎo)壓差既可以改變馬達(dá)D1、D2的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，這些是液壓行業(yè)技術(shù)人員普遍知道的。

對于四向液控手柄A，它是現(xiàn)有技術(shù)，下面對其功能進(jìn)行必要說明：四向先導(dǎo)手柄A在操作時，會在水平平面內(nèi)產(chǎn)生偏向角，在此叫下壓方向角θ，如圖2所示；在垂直于圖2紙面所示的所有平面內(nèi)，也會有偏角，在此叫下壓角β，如圖3所示。四向液控手柄A下壓正對應(yīng)油口的輸出壓力與下壓角β的關(guān)系曲線如圖4中的虛線所示。因四梭閥配壓裝置B會造成壓差，所以圖4中的實(shí)線為四梭閥配壓裝置B的一個出油口的輸出油壓與下壓角β的關(guān)系曲線。當(dāng)四向先導(dǎo)手柄A下壓，同時又在水平平面內(nèi)產(chǎn)生偏角時(即θ和β均不為零，但不包括θ為0、π/2、-π/2、π(-π)時的情況)，就會同時輸出兩個油壓，圖5中所示的是四向先導(dǎo)手柄A的四個出油口1、2、3和4與下壓方向角θ關(guān)系曲線，圖5中的曲線是在圖4中的實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上對應(yīng)畫出來的，該圖中的曲線是在下壓角β為最大時的狀態(tài)。隨著下壓角β改變，圖5中的曲線也會在垂直方向上與下壓角β等比改變。

四梭閥配壓裝置B的作用是：對四向先導(dǎo)手柄A的輸出壓力油進(jìn)行復(fù)制和比較選擇，致使液控比例流量控制閥閥芯兩極先導(dǎo)壓力差與四向先導(dǎo)手柄A的下壓方向角θ關(guān)系曲線與圖6所示。

圖6中：

Δp_左＝p_a1-p_b1

Δp_右＝p_a2-p_b2

其中p_a1、p_b1、p_a2和p_b2即為圖1中a1、a2、b1和b2處的壓強(qiáng)：Δp_左表示液控比例流量控制閥C1的閥芯兩極先導(dǎo)壓差；Δp_右表示液控比例流量控制閥C2的閥芯兩極先導(dǎo)壓差。

可以導(dǎo)出，轉(zhuǎn)彎半徑R與四向先導(dǎo)手柄A的下壓方向角θ的關(guān)系如下式：

其中k表示比行走履行走速度與液控比例流量控制閥的閥芯兩極先導(dǎo)壓差Δp的比例系數(shù)，即滿足：v＝kΔp；L表示兩履帶中心距。

通過上式并對應(yīng)圖6，得出底盤轉(zhuǎn)彎半徑R與四向先導(dǎo)手柄A的下壓方向角θ的關(guān)系用曲線表示如圖7所示。從圖中可以知道，轉(zhuǎn)彎半徑R與下壓方向角θ的關(guān)系曲線為雙曲線，即隨著下壓方向角θ的變化，R變化是平滑變化的。

下壓方向角θ控制底盤轉(zhuǎn)向角度；下壓角β則控制底盤行走轉(zhuǎn)向速度。

圖6中所示，在下壓方向角θ為0、π/2、-π/2、π(-π)的左右都有控制盲區(qū)，此盲區(qū)是由四向先導(dǎo)手柄A的機(jī)械控制盲區(qū)和液控比例流量閥C1、C2的閥芯的負(fù)開口造成的，但盲區(qū)是必要的。因?yàn)樵?時，轉(zhuǎn)彎半徑為無窮大，其行走狀態(tài)是直線前進(jìn)；在π/2、-π/2時，轉(zhuǎn)彎半徑為0，行走狀態(tài)為向右原地打轉(zhuǎn)和向左原地打轉(zhuǎn)；在π和-π時，轉(zhuǎn)彎半徑為無窮大，行走狀態(tài)為直線后退。這些狀態(tài)都是工作時常用到的，并且需要保持一段時間的，上述的盲區(qū)易使駕駛員的手克服機(jī)器行走的震動和自身的操作誤差保持這種直線前進(jìn)、直線后退和原地打轉(zhuǎn)狀態(tài)。在下壓轉(zhuǎn)角θ為π/4和-π/4的奇數(shù)倍時，其行走轉(zhuǎn)彎半徑為底盤的兩條履帶的中心距。

本項(xiàng)發(fā)明的有益效果是能夠?qū)崿F(xiàn)：單手單動作操作一個四向先導(dǎo)手柄，使液壓馬達(dá)驅(qū)動的履帶底盤作前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向和原地轉(zhuǎn)向；履帶底盤轉(zhuǎn)向與操作手柄的下壓方向一致，操作快速，簡單直觀，單手單動作操作可使設(shè)備人工操作具備更多一項(xiàng)的同步動作，適合用于經(jīng)常轉(zhuǎn)彎的履帶底盤行走機(jī)械；結(jié)構(gòu)簡單，也為開發(fā)出直接控制履帶底盤行走的四向先導(dǎo)手柄提供理論依據(jù)。

通過圖7，可知此控制系統(tǒng)的可滿足履帶底盤行走的所有狀態(tài)，并且以雙曲線的變化形式平滑過渡。

圖1是本項(xiàng)發(fā)明的液壓原理圖；

圖2是四向手柄的下壓方向角θ示意圖；

圖3是四向手柄在垂直平面內(nèi)的下壓角β示意圖；

圖4虛線是四向液控手柄A下壓正對應(yīng)油口的輸出壓力與下壓角β的關(guān)系曲線(θ為π/2的倍數(shù)時)，實(shí)線是四梭閥配壓裝置B的對應(yīng)出油口的輸出油壓與下壓角β的關(guān)系曲線(θ為π/2的倍數(shù)時)；

圖5是四向先導(dǎo)手柄A的4個出油口1、2、3和4的油壓與下壓方向角θ的關(guān)系曲線(β最大時)；

圖6是液控比例流量控制閥閥芯兩極先導(dǎo)壓力差與四向先導(dǎo)手柄A的下壓方向角θ關(guān)系曲線；

圖7是底盤轉(zhuǎn)彎半徑R與四向先導(dǎo)手柄A的下壓方向角θ的關(guān)系用曲線。

圖中A.四向先導(dǎo)手柄，B.四梭閥配壓裝置，C1.液控比例流量閥，C2.液控比例流量閥，D1.左行駛馬達(dá)，D2.右行駛馬達(dá)，1、2、3和4.四向先導(dǎo)手柄的4個出油口，01、02、03和04.四梭閥配壓裝置B的4個進(jìn)油口，A1、B1、A2和B2為四梭閥配壓裝置B的4個出油口，a1和b1.液控比例流量閥C1的兩個先導(dǎo)極，a2和b2.液控比例流量閥C2的兩個先導(dǎo)極，P.壓力油源進(jìn)油口，T.油箱，Δp_左.液控比例流量控制閥C1的閥芯兩極先導(dǎo)壓差，Δp_右.表示液控比例流量控制閥C2的閥芯兩極先導(dǎo)壓差，p_a1、p_b1、p_a2和p_b2.對應(yīng)圖1中先導(dǎo)極a1、a2、b1和b2處的油壓，Δp_max.四向先導(dǎo)手柄A輸出的最大油壓，p₁、p₂、p₃和p₄.四向液控手柄A下壓正對應(yīng)進(jìn)油口1、2、3和4是對應(yīng)油口的輸出壓力。

具體實(shí)施方法

對照圖1，四梭閥配壓裝置B是將四個相同的梭閥(每個梭閥含有兩個進(jìn)油口和一個出油口)的八個進(jìn)油口串聯(lián)成閉合環(huán)狀，并且每兩個相鄰梭閥的進(jìn)油口串聯(lián)處實(shí)現(xiàn)兩個進(jìn)油口合并成為一個進(jìn)油口，使得四梭閥配壓裝置B有四個進(jìn)油口01、02、03和04，并且四個梭閥的四個出油口即為四梭閥配壓裝置B的兩對出油口A1、B1和A2、B2；四梭閥配壓裝置B中四個梭閥、四個進(jìn)油口01、02、03和04以及四個出油口A1、B1和A2、B2之間的位置關(guān)系如下：位于進(jìn)油口04和01之間的梭閥的出口即為出油口A1，位于進(jìn)油口01和02之間的梭閥的出油口即為出油口A2，位于進(jìn)油口02和03之間的梭閥的出油口即為出油口B1，位于進(jìn)油口03和04之間的梭閥的出油口即為出油口B2。

再將一壓力流體源連接于四向先導(dǎo)手柄A的進(jìn)油口，四向先導(dǎo)手柄A的四個出油口1、2、3和4分別對應(yīng)與四梭閥配壓裝置B的四個進(jìn)油口01、02、03和04接通，四梭閥配壓裝置B的兩對出油口A1、B1和A2、B2分別對應(yīng)與兩個液控比例流量閥C1和C2的各自先導(dǎo)極a1、b1和a2、b2接通。

注意：對于實(shí)際選用本控制系統(tǒng)，壓力流體源的油壓應(yīng)該根據(jù)四向先導(dǎo)手柄A來配置且滿足四向先導(dǎo)手柄的工作要求，四梭閥配壓裝置B在系統(tǒng)正常工作時所造成的壓降不能大于3bar，所選用的液控比例流量控制閥C1或C2的有效先導(dǎo)控制壓力區(qū)間整體加上四梭閥配壓裝置B所造成的壓降值后的新區(qū)間，仍在四向先導(dǎo)手柄A的輸出壓力控制區(qū)間內(nèi)，且使四向先導(dǎo)手柄A的輸出壓力控制區(qū)間比上述的新區(qū)間所大的控制范圍保證在10％以內(nèi)，且越小越好。