工程機械智能配重平衡系統以及裝有該系統的挖掘機的製作方法

2023-04-24 15:24:28 1

本發明涉及工程機械技術領域，尤其涉及一種工程機械智能配重平衡系統以及裝有該系統的挖掘機。

背景技術：

挖掘機是一種重要的的工程機械，其應用非常廣泛。普通的挖掘機在正常工況下，20秒內就能完成一個工作循環，每個工作循環內動臂、鬥杆、鏟鬥都有一次下降，為了保持平衡，挖掘機上必須安裝配重。

目前工程機械在設計整機配重時，一般的方法是選取產品在最危險工況時，計算在此工況下，機器保持平衡、不傾翻所需的配重重量。在該計算中，由於配重重心位置是恆定的(即配重的作用力臂保持恆定)，因此配重的重量被設計的很大，在機器的大部分作業狀態下，該配重重量是多餘的，造成整機重量過重，產品能耗過高，具體介紹如下：

工程機械(以挖掘機為例)在圖1和圖2兩種工況下，由於鏟鬥位置不同，造成整機傾翻力矩不一致，為維持整機平衡、不傾翻，需要的配重質量M1>M2，在傳統的機型設計中，會將配重的質量設計為M1，該配重重量在大多數工況下，是顯重的，造成整機不必要的質量加大，油耗升高。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是：為了解決現有技術中因配重塊配置不合理導致能耗加大的技術問題，本發明提供一種工程機械智能配重平衡系。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：一種工程機械智能配重平衡系統，包括機殼以及機殼內的平衡塊、縱嚮導軌和驅動裝置，所述的平衡塊通過驅動裝置可在縱嚮導軌上上下滑動。本發明可以實現初始設計的整機配重重量小於M1，在整機即將失穩的狀態下，通過配重平衡系統內部的馬達驅動配重塊使之產生向上的加速度，從而使整機產生向下的作用力達到需要的穩定力要求。

為了使得配重塊上下過程中平穩，所述的縱嚮導軌至少有兩個，固定在機殼內，且分別安裝在平衡塊的兩端。

為了使得配重塊上下過程中平穩，進一步，具體地，所述的驅動裝置至少有兩個，分別安裝在平衡塊的兩端。

為了便於調節，所述的平衡塊為三塊，則縱嚮導軌和驅動裝置為6個，每塊平衡塊的兩端安裝有相應的縱嚮導軌和驅動裝置。

為了使得配重塊直接有上升或下降的高度，所述的平衡塊從上至下間隔設置。

根據系統需要以及結構的穩定，所述的平衡塊重量、面積由上至下依次遞增。

為了使得結構合理，所述的每個平衡塊的中心在同一直線上。

進一步，具體地，所述的驅動裝置為伺服液壓馬達。

一種安裝有上述所述的工程機械智能配重平衡系統的挖掘機，包括底盤和安裝在底盤上的機身，所述機身一端活動安裝有動臂，所述機身與動臂之間設置有動臂油缸，所述動臂頂部活動安裝有鬥杆，所述動臂與鬥杆之間設置有鬥杆油缸，所述鬥杆頂部活動安裝有鏟鬥，鬥杆與鏟鬥之間設置有鏟鬥油缸，所述機身的另一端設置有工程機械智能配重平衡系統。

為了能夠及時了解挖掘機整個機器的平衡狀態，所述的挖掘機還安裝有平衡感應器，所述的平衡感應器和驅動裝置信號連接。

本發明的有益效果是，本發明的工程機械智能配重平衡系統以及裝有該系統的挖掘機，當整機即將失穩時，液壓馬達驅動平衡塊向上加速運動，使機器獲得向下的附加平衡力，進而使機器獲得平衡。本發明可以保證配重平衡系統機殼外形恆定以及配重作用力臂幾乎不發生變化的情況下，大幅減輕配重塊的設計質量，從而降低整機的重量及能耗。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是現有技術中重量為M1的挖掘機工況示意圖。

圖2是現有技術中重量為M2的挖掘機工況示意圖。

圖3是本發明的結構示意圖。

圖4是圖3的俯視圖。

圖5是本發明安裝有工程機械智能配重平衡系統的挖掘機的結構示意圖。

圖中：1、底盤，2、機身，3、動臂，4、動臂油缸，5、鬥杆，6、鬥杆油缸，7、鏟鬥，8、鏟鬥油缸，91、機殼，92、平衡塊，93、縱嚮導軌，94、驅動裝置，9、工程機械智能配重平衡系統。

具體實施方式

現在結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。

如圖3所示，是本發明的實施例，一種工程機械智能配重平衡系統包括機殼91以及機殼91內的平衡塊92、縱嚮導軌93和驅動裝置94，所述的平衡塊92通過驅動裝置94可在縱嚮導軌93上上下滑動。

所述的平衡塊92為三塊，每塊平衡塊92的兩端分別設置有縱嚮導軌93和驅動裝置94，則縱嚮導軌93和驅動裝置94為6個，平衡塊92從上至下間隔設置，所述的平衡塊92重量、面積由上至下依次遞增。每個平衡塊92的中心在同一直線上。也可根據需要增加平衡塊92的個數，相應的設置縱嚮導軌93和驅動裝置94。本實施例的驅動裝置94為伺服液壓馬達，也可選擇其他的驅動裝置。

一種安裝如上所述的工程機械智能配重平衡系統的挖掘機，包括底盤1和安裝在底盤1上的機身2，所述機身2一端活動安裝有動臂3，所述機身2與動臂3之間設置有動臂油缸4，所述動臂3頂部活動安裝有鬥杆5，所述動臂3與鬥杆5之間設置有鬥杆油缸6，所述鬥杆5頂部活動安裝有鏟鬥7，鬥杆5與鏟鬥7之間設置有鏟鬥油缸8，所述機身2的另一端設置有如上所述的工程機械智能配重平衡系統，挖掘機還安裝有平衡感應器，平衡感應器和伺服液壓馬達94信號連接。

本發明在配重平衡系統機殼91的內部安裝多塊可上下滑動的平衡塊92，該平衡塊92的運動由伺服液壓馬達驅動。整機上裝有平衡感應器，當整機在工作過程中，平衡感應器感知機器即將失穩時，伺服液壓馬達驅動平衡塊92向上加速運動，使配重平衡系統獲得向下的附加平衡力，進而使挖掘機獲得平衡。本發明可以實現初始設計的整機配重重量小於M1，可根據整機實際需要的平衡力矩，調節配重平衡系統的作用力，從而使整機重新獲得平衡，同時能大幅降低整機設計重量，節省油耗，提高效率。

以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性範圍並不局限於說明書上的內容，必須要根據權利要求範圍來確定其技術性範圍。