輪式機械行走挖掘機自動換擋機構及輪式機械行走挖掘機的製作方法

2023-05-18 03:49:16 1

本發明涉及輪式機械行走挖掘機領域，具體是指一種輪式機械行走挖掘機的自動換擋機構及輪式機械行走挖掘機。

背景技術：

挖掘機，是一種用鏟鬥挖掘高於或低於承機面的物料，並裝入運輸車輛或卸至堆料場的土方機械，挖掘機已經成為工程建設中最主要的工程機械之一。按照傳動方式的不同，挖掘機可分為液壓行走挖掘機和機械行走挖掘機，相對於機械傳動，液壓傳動是一門新的技術，液壓挖掘機與輪式機械行走挖掘機相比，具有元件布局安裝靈活、實現大範圍無級調速、易於實現自動控制等優點。然而由於液壓挖掘機以液體為介質，存在相應缺陷有：發熱嚴重，不適宜長距離行走；傳動中有機械損失、壓力損失、洩露損失；對油溫敏感，不宜在低、高溫下使用元件，製造精度高，造價高；裝置出現故障時不易診斷；等等。故而在一些需要靈活機動場合、長距離行走情況下，機械行走挖掘機仍然有其突出的優勢。

現有輪式機械行走挖掘機，如圖2所示，其換擋機構為通過軟軸拉線或者拉杆機構，分別控制手動變速箱上的A、B兩個換擋拉杆；通過離合踏板控制離合油缸，使得變速箱上離合器脫離或結合，從而實現在駕駛室遠程操作手動換擋動作。人在駕駛室通過換擋手柄操作，通過軟軸傳遞機械位移給變速箱上的兩個換擋機構。因為軟軸或者拉杆機構可靠性較低，需要經常維護；此外手動換擋方式較為複雜，並且需要腳部的熟練配合，操作不便，行駛過程中如不熟練很容易誤動作導致變速機構損壞甚至產生安全事故。

鑑於此，本案發明人對上述問題進行深入研究，並提出專門針對輪式機械行走挖掘機的自動換擋機構及輪式機械行走挖掘機，本案由此產生。

技術實現要素：

本發明的一目的在於提供一種輪式機械行走挖掘機自動換擋機構，通過結構巧妙設計，實現機械傳動的自動換擋操作，克服現有手動軟軸或者拉杆換擋存在的所述缺陷。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

輪式機械行走挖掘機自動換擋機構，包括操控面板、電磁閥及氣缸，電磁閥包括電磁閥A、電磁閥B及電磁閥C，氣缸包括換擋氣缸A、換擋氣缸B及離合氣缸；電磁閥A、電磁閥B及電磁閥C分別電氣連接操控面板的控制端，電磁閥A、電磁閥B及電磁閥C均與挖掘機的儲氣罐氣路連接，電磁閥A與換擋氣缸A、電磁閥B與換擋氣缸B、電磁閥C與離合氣缸分別進行一一對應氣路連接；換擋氣缸A的活塞軸連接挖掘機變速箱的換擋拉杆A，換擋氣缸B的活塞軸連接挖掘機變速箱的換擋拉杆B。

所述離合氣缸連接有旁通氣路，該旁通氣路旁通連接於挖掘機的剎車踏板的氣動氣路上，旁通氣路上設有行程開關。

所述換擋氣缸A、換擋氣缸B及離合氣缸的氣缸出口處均設有壓力開關。

所述操控面板為內部集成有ECU模塊的操控面板，其具有自動輔助換擋和全自動換擋兩種控制模式。

所述操控面板具有作模式設定及換擋的控制按鈕單元，以及具有顯示當前檔位和提示換擋的顯示單元。

本發明的另一目的在於提供輪式機械行走挖掘機，包括依次連接的發動機、變速箱及機械傳動組件；變速箱連接有自動換擋機構，該自動換擋機構包括操控面板、電磁閥及氣缸，電磁閥包括電磁閥A、電磁閥B及電磁閥C，氣缸包括換擋氣缸A、換擋氣缸B及離合氣缸；電磁閥A、電磁閥B及電磁閥C分別電氣連接操控面板的控制端，電磁閥A、電磁閥B及電磁閥C均與挖掘機的儲氣罐氣路連接，電磁閥A與換擋氣缸A、電磁閥B與換擋氣缸B、電磁閥C與離合氣缸分別進行一一對應氣路連接；換擋氣缸A的活塞軸連接變速箱的換擋拉杆A，換擋氣缸B的活塞軸連接變速箱的換擋拉杆B。

所述輪式機械行走挖掘機還包括剎車踏板，該剎車踏板與挖掘機的儲氣罐氣路連接，該剎車踏板的氣動氣路與離合氣缸間連接有旁通氣路，該旁通氣路上設有行程開關。

所述換擋氣缸A、換擋氣缸B及離合氣缸的氣缸出口處均設有壓力開關。

所述操控面板為內部集成有ECU模塊的操控面板，其具有自動輔助換擋和全自動換擋兩種控制模式。

所述操控面板具有作模式設定及換擋的控制按鈕單元，以及具有顯示當前檔位和提示換擋的顯示單元。

採用上述方案後，本發明一種輪式機械行走挖掘機自動換擋機構及輪式機械行走挖掘機，相對於現有技術的有益效果在於：本發明基於現有輪式機械行走挖掘機的自身氣源、同時剎車為氣制動而展開改進設計，摒棄現有機械換擋機構以及離合踏板，只需增加相應的操控面板、電磁閥、氣缸，通過相應的線束與管路靈活連接，即構成本發明專門應用在輪式機械行走挖掘機上的自動換擋機構，實現自動換擋。如此本發明不僅保持了輪式機械行走挖掘機機械傳動的自身優勢，還將原先繁瑣的機械換擋操作變換為本發明自動又簡潔的換擋操作，操作中不需要人進行換擋手柄操作及離合操作，只需要進行按鈕操作即可，具有結構簡潔，穩定可靠，操作簡便等特點，避免操作不熟練誤動作導致變速機構損壞甚至產生安全事故等問題。

附圖說明

圖1是本發明輪式機械行走挖掘機自動換擋機構的控制原理圖；

圖2是現有輪式機械行走挖掘機的結構示意圖；

圖3是變速箱的結構示意圖；

圖4是變速箱的換擋拉杆B的換擋動作示意圖；

圖5是變速箱的換擋拉杆A的換擋動作示意圖。

標號說明

操控面板 1 顯示單元 11

電磁閥A 21 電磁閥B 22

電磁閥C 23 換擋氣缸A 31

換擋氣缸B 32 離合氣缸 33

旁通氣路 331 儲氣罐 4

剎車踏板 5 氣動氣路 51

發動機 100 變速箱 200

換擋拉杆A 201 換擋拉杆B 202

機械傳動組件300。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本案作進一步詳細的說明。

本案涉及一種輪式機械行走挖掘機自動換擋機構，如圖1所示，包括操控面板1、電磁閥及氣缸。其中，電磁閥包括電磁閥A21、電磁閥B22及電磁閥C23，氣缸包括換擋氣缸A31、換擋氣缸B32及離合氣缸33。

所述電磁閥A21、電磁閥B22及電磁閥C23的電連接端分別電氣連接操控面板1的控制端。電磁閥A21、電磁閥B22及電磁閥C23的氣路連接端均與挖掘機的儲氣罐4氣路連接。電磁閥A21與換擋氣缸A31、電磁閥B22與換擋氣缸B32、電磁閥C23與離合氣缸33分別進行一一對應氣路連接。儲氣罐4、電磁閥(電磁閥A21、電磁閥B22及電磁閥C23)及氣缸(換擋氣缸A31、換擋氣缸B32及離合氣缸33)形成三組相互獨立的氣動迴路(圖1中P代表進氣，T代表排氣)。

所述換擋氣缸A31的活塞軸連接挖掘機變速箱200的換擋拉杆A201，換擋氣缸B32的活塞軸連接變速箱200的換擋拉杆B202。根據氣缸不同應用場合的不同動作要求，其中換擋氣缸A31和換擋氣缸B32具體採用雙向氣缸，離合氣缸33採用單向氣缸。

如此，通過操控面板1控制電磁閥(電磁閥A21、電磁閥B22及電磁閥C23)工作，由電磁閥(電磁閥A21、電磁閥B22及電磁閥C23)分別一一對應控制換擋氣缸A31、換擋氣缸B32及離合氣缸33適當工作，最終實現帶離合聯動的自動換擋功能。具體來講，自動換擋操控時，操控者只需在操控面板1上進行相關按鈕操作，由操控面板1自動控制各電磁閥有序配合，實現離合聯動式自動換擋工作。首先離合氣缸33通氣動作，之後換擋氣缸A31和換擋氣缸B32二者均通氣並相互配合，帶動換擋拉杆A201和換擋拉杆B202各自適當動作實現換擋動作，待換擋動作完成後，離合氣缸33釋放回位，如此連貫完成了一個完整的自動換擋操控動作。換擋拉杆A201和換擋拉杆B202的換擋動作原理同現有機械傳動換擋動作相同，具體參見圖4-5及下面表格，表格中0表示到達位置，X表示中位狀態。

優選的，所述離合氣缸33連接有旁通氣路331，該旁通氣路331旁通連接於挖掘機的剎車踏板5的氣動氣路51上，旁通氣路331上設有行程開關，該行程開關配合剎車踏板5大幅度剎車動作而控制旁通氣路331通斷。工作中，挖掘機通過剎車踏板5進行氣動剎車，當大幅度剎車動作存在時，旁通氣路331接通使離合氣缸33動作，從而帶動變速箱200脫離發動機100，起到增大剎車的效果。

優選的，所述換擋氣缸A31、換擋氣缸B32及離合氣缸33的氣缸出口處均增設有壓力開關，該壓力開關與操控面板1相電連接。如此，當沒有壓力產生時，通過壓力開關反饋，起到提示警報作用，當然同時還帶來方便故障排除的作用。

所述操控面板1較佳的為內部集成有ECU模塊的操控面板，通過ECU模塊，可根據操作員換擋意圖指令，結合發動機轉速或者其它監控信息進行判定換擋動作的順序以及時間節拍，防止變速箱損壞。ECU模塊較佳的電連接有轉速傳感器61和其他傳感器62，通過ECU模塊設計，自動換擋機構可實現自動輔助換擋和全自動換擋兩種控制模式。自動輔助換擋模式，操作人員只需要按下相應的檔位按鈕，即可實現自動控制。全自動換擋模式，根據時速以及其他傳感器信息，進行全自動換擋處理，操作人員不考慮檔位問題。

所述操控面板1具有控制按鈕單元，作模式設定(輔助/全自動)，及檔位換擋操作。操控面板1還具有顯示單元11，用於顯示當前檔位，實現提示換擋的功能。

本發明的另一目的在於提供一種新型輪式機械行走挖掘機，包括依次連接的發動機100、變速箱200及機械傳動組件300，該部分連接為公知常識(參見圖2所示)。本發明輪式機械行走挖掘機的創新點在於，變速箱200連接有自動換擋機構，該自動換擋機構如上面所述，這裡不再作詳細累述。所述剎車踏板5為輪式機械行走挖掘機的組成結構，該剎車踏板5與挖掘機的儲氣罐4氣路連接，實現氣動剎車。該剎車踏板5的氣動氣路51與離合氣缸33間連接有旁通氣路331，該旁通氣路331上設有所述行程開關。

以上所述僅為本發明的優選實施例，凡跟本發明權利要求範圍所做的均等變化和修飾，均應屬於本發明權利要求的範圍。