基於副作業工具使用狀況的液壓管理系統和方法
2023-12-10 21:13:57 2
基於副作業工具使用狀況的液壓管理系統和方法
【專利摘要】本發明提供了一種考慮副作業工具使用狀況的液壓管理系統和方法。液壓管理系統通過使作業工具使用時間乘以期望的增益係數來自動地計算諸如液壓流體或液壓過濾器的液壓元件的實際使用時間，其中副作業工具的增益係數可以超過1。
【專利說明】基於副作業工具使用狀況的液壓管理系統和方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及一種用於作業車輛的液壓管理系統和方法。更具體地，本公開涉及一種用於考慮副作業工具的使用狀況的作業車輛的液壓管理系統和方法。
【背景技術】
[0002]作業車輛可以被構造以用於接收諸如鏟鬥的主作業工具以及一個或多個副作業工具。與主作業工具相比，副作業工具可能會允許更多的汙物和碎屑進入車輛的液壓流體(例如，油)。因此，與操作主作業工具相比，在操作副作業工具時，車輛中的液壓流體可能會被更快地汙染。與在操作主作業工具時相比，當操作副作業工具時，用於清潔汙染液壓流體的過濾器還可以被堵塞得更快。因此，與在操作主作業工具時相比較，當操作副作業工具時，液壓流體和液壓過濾器可能需要更加頻繁地維護。實際上，變得難以預期並安排停機時間去執行這種維護。
【發明內容】
[0003]本公開提供了一種考慮輔助作業工具使用狀況的液壓管理系統和方法。液壓管理系統通過用作業工具使用時間乘以期望的增益係數來自動計算諸如液壓流體或液壓過濾器的液壓元件的實際使用時間，其中副作業工具的增益係數可以超過I。
[0004]根據本公開的一個實施例，提供了一種作業車輛，該作業車輛包括底盤、支撐底盤的多個牽引裝置、選擇性地聯接到作業車輛以相對於底盤移動的第一液壓作業工具、選擇性地聯接到作業車輛以相對於底盤移動的第二液壓作業工具、和包括確定作業車輛的至少一個液壓元件的有效使用時間的控制器的液壓管理系統。控制器基於第一液壓作業工具的使用以第一倍率(first rate)增加有效使用時間並基於第二液壓作業工具的使用以第二倍率(second rate)增加有效使用時間，所述第二倍率不同於所述第一倍率。
[0005]根據本公開的另一個實施例，提供了一種作業車輛，該作業車輛包括底盤、支撐底盤的多個牽引裝置、選擇性地聯接到作業車輛以相對於底盤移動的至少一個液壓作業工具、和液壓管理系統，所述液壓管理系統包括控制器和增益輸入裝置，所述增益輸入裝置將與至少一個液壓作業工具相關聯的增益係數通信給控制器。控制器使至少一個液壓作業工具的使用時間乘以所述增益係數以確定作業車輛的至少一個液壓元件的有效使用時間。
[0006]根據本公開的又一個實施例，提供了一種管理作業車輛的液壓系統的方法。所述方法包括以下步驟:接收與液壓作業工具相關聯的增益係數；在液壓作業工具聯接到作業車輛的情況下操作作業車輛；監測操作步驟的實際時間；以及通過使操作步驟的實際時間乘以增益係數來確定作業車輛的至少一個液壓元件的有效使用時間。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]本公開的上述及其它特徵和優點及其獲得方式將通過結合附圖閱讀對本發明的實施例做出的以下描述而變得更加清楚，並且本發明本身將被更好地理解，其中:[0008]圖1是挖掘機的透視圖，所述挖掘機包括位於懸臂組件上的主鏟鬥；
[0009]圖2A是圖1的挖掘機的透視圖，該挖掘機包括位於懸臂組件上用於替代主鏟鬥的副錘；
[0010]圖2B是圖1的挖掘機的透視圖，該挖掘機包括位於懸臂組件上用於替代主鏟鬥的一對副剪的；
[0011]圖3是本公開的示例性的液壓管理系統的原理圖；以及
[0012]圖4是圖示了本公開的示例性方法的流程圖。
[0013]在這些視圖中，相應的附圖標記表示相應的部件。這裡所闡述的示例是本發明的示例性實施例，並且這些示例不被解釋為以任何方式限制本發明的保護範圍。
【具體實施方式】
[0014]首先參照圖1，提供了一種挖掘機形式的作業車輛100。雖然車輛100在這裡被顯示和描述為挖掘機，但是車輛100還可以例如為裝載機、推土機、電動平地機、或其它工程、農業或公共事業車輛的形式。車輛100包括底盤102和將底盤102支撐在地面上並推進底盤102使之在地面上行進的多個牽引裝置104。在圖1中，牽引裝置104為履帶形式，但在本公開的保護範圍內，牽引裝置104也可以例如為車輪的形式。車輛100還包括由底盤102支撐以容納和保護車輛100的操作者的操作者駕駛室106。
[0015]車輛100還包括以伊鬥110為示例的主液壓作業工具,所述主液壓作業工具經由懸臂組件112可移動地聯接到底盤102。主鏟鬥110可以被構造以用於挖、鏟、運送、和傾卸汙物及其它材料。可以提供多個液壓缸114以用於相對於底盤102移動懸臂組件112以及位於所述懸臂組件112上的主鏟鬥110。主鏟鬥110可以由初始設備製造廠家(OEM)安裝
並出售。
[0016]車輛100還被構造以用於接收一個或多個副的或輔助的液壓作業工具。主鏟鬥110 (圖1)可以與懸臂組件112間隔開以將期望的副作業工具容納在所述懸臂組件112上。在圖2A中，所示出的副作業工具為具有末端125的液壓錘120的形式，所述末端振動以破碎石頭、水泥及其它材料。在圖2B中，所示出的另一個副作業工具為具有臂127的液壓剪122的形式，其中所述臂127像剪刀一樣打開和關閉以切割金屬及其它硬質材料。可與車輛100 一起使用的其它適當的副作業工具例如包括螺旋鑽、夯具、抓斗、耙具、和木材分割器。副作業工具可以作為零配件市場部件被獲得，並且可以購買以長期使用和/或租用以短期使用。
[0017]副錘120和輔助剪122與主鏟鬥110 —樣可以經由懸臂組件112可移動地聯接到底盤102。用於在主鏟鬥110處於適當位置的情況下操作懸臂組件112的相同的液壓缸114可以用於在副錘120或輔助剪122處於適當位置的情況下操作懸臂組件112。也可以提供額外的液壓致動器用於操作副作業工具120、122的輔助功能。在副錘120的情況下，例如，額外的液壓缸124(所示圖3中的虛線所示)可以被提供以用於使末端125振動。額外的缸124可以是單動式(即，單向)缸。在輔助剪122的情況下，可以提供額外的液壓缸126(圖3中的虛線所示)以打開和關閉臂127。額外的缸126可以是雙動式(S卩，雙向)缸。
[0018]接下來參照圖3，為車輛100提供一種液壓管理系統130。示意性液壓管理系統130包括控制器132、計時器134、監測器或顯示器136、多個工具操作輸入裝置140、142、144、工具選擇器輸入裝置146、和增益輸入裝置148。顯示器136、工具操作輸入裝置140、142、144、工具選擇器輸入裝置146、和增益輸入裝置148可以位於車輛100的操作者駕駛室106內部(圖1)以允許操作者能夠看到並訪問。液壓管理系統130的一個或多個部件可以結合也在本公開的保護範圍內。例如，工具選擇器輸入裝置146和增益輸入裝置148可以作為按鈕被合併結合到顯示器136中。以下將進一步描述液壓管理系統130的各個部件。
[0019]控制器132可以包括能夠接收輸入並產生適當的輸出的處理器150和能夠存儲信息的存儲器152。液壓管理系統130的部件可以例如經由CAN網絡或經由有線連接與控制器132進行通信。以下參照圖4進一步論述控制器132的操作。
[0020]即使操作者沒有操作液壓作業工具，只要車輛100被通電，計時器134就也可以操作。計時器134僅在車輛100的液壓操作期間(例如，在液壓作業工具的操作期間)操作也在本公開的保護範圍內。控制器132能夠監測計時器134以例如確定事件的開始時間和事件的結束時間。
[0021]以左操縱杆140、右操縱杆142和安裝在右操縱杆142上的滑塊144為示例的工具操作輸入裝置允許操作者控制懸臂組件112和期望的作業工具110、120、122的移動。當操作者移動左和/或右操縱杆140、142時，控制器132可以例如經由液壓缸114控制懸臂組件112的移動。當操作者移動滑塊144時，控制器132可以控制副作業工具功能。例如，控制器132可以經由液壓缸124控制錘120的末端125的移動，或經由液壓缸126控制剪122的臂127的移動。工具操作輸入裝置140、142、144的類型、數量和布置可以改變。例如，腳踏板(未示出)可用於代替示例性的滑塊144。此外，也可以提供額外的操縱杆、滑塊、或其它使用者輸入裝置以控制額外的作業工具和作業工具功能。
[0022]工具選擇器輸入裝置146允許操作者通知控制器132已經選擇在車輛100上使用哪一個作業工具。圖3的示例性工具選擇器輸入裝置146可以用於識別主作業工具「P」(例如，主鏟鬥110)、具有單動式(即，單向)液壓裝置的副作業工具「SI」(例如，副錘120)、或具有雙動式(即，雙向)液壓裝置的副作業工具「S2」(例如，輔助剪122)。工具選擇器輸入裝置146在形式上可以為開關、刻度盤、多選項菜單、或其它適當的使用者輸入裝置。在一個示例性實施例中，顯示器136將當前工具選擇例如通過圖標直觀地傳達給操作者。
[0023]增益輸入裝置148允許操作者將期望的增益係數輸入到控制器132中。在一個示例性實施例中，增益係數是大於或等於1(例如，1、2、3、4、5、或更大)的數字。其它數值也在本公開的保護範圍內。例如，除非被操作者改變，增益係數可以被默認為2或3。增益輸入裝置148在形式上可以為數值的鍵盤、上下選擇器按鈕、刻度盤、多選項菜單、或其它適當的使用者輸入裝置。在一個示例性實施例中，顯示器136將當前增益係數可視地傳達給操作者。當工具選擇器輸入裝置146識別副作業工具「SI」或「S2」時，增益輸入裝置148可以被啟動，從而允許操作者將相應的增益係數(例如，1、2、3、4、5、或更大)輸入到控制器132。然而，當工具選擇器輸入裝置146識別主作業工具「P」時，增益輸入裝置148可以被禁用，從而自動將I作為增益係數提供給控制器132。
[0024]在操作中，車輛100輸送液壓流體以操作所選擇的作業工具。例如，車輛100可以將液壓流體輸送給懸臂組件112的液壓缸114、副錘120的液壓缸124、和/或輔助剪122的液壓缸126。與主作業工具(例如，主鏟鬥110)相比，副作業工具(例如，副錘120、輔助剪122)可能會允許更多的汙物和碎屑進入車輛100的液壓流體。因此，與在操作主作業工具時相比，在操作副作業工具時，車輛100中的液壓流體可能會被較快汙染。與操作主作業工具相比，當操作副作業工具時，用於清潔汙染液壓流體的過濾器也會將被堵塞得更快。因此，與操作主工具時相比較，當操作副作業工具時，車輛100的液壓流體、液壓過濾器、和/或其它液壓元件可能需要更加頻繁的維護。
[0025]副作業工具的各種特性可能會影響液壓系統的清潔/骯髒。這種特性包括例如副作業工具的類型、副作業工具及其液壓密封件的使用年數和條件、副作業工具與車輛100 (圖1)之間的液壓聯接的質量、周圍作業環境的性質、由副作業工具執行的任意輔助功能的性質、及其它特性。例如，與將遠離地面操作的輔助剪122相比較，在地下振蕩以破碎材料的副錘120可能會拾起更多的汙物和碎屑。作為另一個示例，與新的或被良好維護的副作業工具相比較，老舊且疏於維護的副作業工具可能會拾起更多的汙物和碎屑。
[0026]當計算車輛100的液壓流體、液壓過濾器、和/或其它液壓元件的使用時間時，本公開的液壓管理系統130可以自動考慮與副作業工具相關聯的增加的汙物和頻繁維護。對於每一個液壓元件來說，液壓管理系統130可以根據以下公式(I)通過將作業工具使用時間與期望的增益係數相乘來自動計算液壓元件的有效使用時間(即，工作的時間)。
[0027]
【權利要求】
1.一種作業車輛包括: 底盤； 支撐底盤的多個牽引裝置； 第一液壓作業工具，該第一液壓作業工具被選擇性地聯接到作業車輛以相對於底盤移動； 第二液壓作業工具，該第二液壓作業工具被選擇性地聯接到作業車輛以相對於底盤移動；和 液壓管理系統，該液壓管理系統包括確定作業車輛的至少一個液壓元件的有效使用時間的控制器，所述控制器基於第一液壓作業工具的使用以第一倍率增加所述有效使用時間並基於第二液壓作業工具的使用以第二倍率增加所述有效使用時間，所述第二倍率與所述第一倍率不同。
2.根據權利要求1所述的作業車輛，其中第一倍率為1，而第二倍率大於I。
3.根據權利要求1所述的作業車輛，其中第二倍率小於或等於5。
4.根據權利要求1所述的作業車輛，其中控制器將所述至少一個液壓元件的有效使用時間與該至少一個液壓元件的預定的預期壽命作比較。
5.根據權利要求1所述的作業車輛，其中所述至少一個液壓元件的有效使用時間超過該至少一個液壓元件的實際使用時間。
6.根據權利要求1所述的作·業車輛，其中液壓管理系統進一步包括將來自操作者的第二倍率發送給控制器的增益輸入裝置。
7.根據權利要求1所述的作業車輛，其中液壓管理系統進一步包括工具選擇器輸入裝置，該工具選擇器輸入裝置將從第一液壓作業工具和第二液壓作業工具中選出的一個液壓作業工具識別給控制器。
8.根據權利要求1所述的作業車輛，其中所述至少一個液壓元件與第一液壓作業工具和第二液壓作業工具液壓連通。
9.根據權利要求8所述的作業車輛，其中所述至少一個液壓元件包括液壓流體或液壓過濾器。
10.根據權利要求1所示的作業車輛，其中作業車輛是挖掘機。
11.根據權利要求1所述的作業車輛，其中第一液壓作業工具是鏟鬥。
12.根據權利要求1所述的作業車輛，其中第二液壓作業工具是錘、剪、螺旋鑽、夯具、抓斗、耙具、和木材分割器中的一個。
13.一種作業車輛，包括: 底盤； 支撐底盤的多個牽引裝置； 至少一個液壓作業工具，所述至少一個液壓作業工具被選擇性地聯接到作業車輛以相對於底盤移動；和 液壓管理系統，所述液壓管理系統包括: 控制器；和 增益輸入裝置，所述增益輸入裝置將與所述至少一個液壓作業工具相關的增益係數發送給控制器，控制器用所述增益係數乘以所述至少一個液壓作業工具的使用時間以確定作業車輛的至少一個液壓元件的有效使用時間。
14.根據權利要求13所述的作業車輛，其中增益係數的範圍是從I至5。
15.根據權利要求13所述的作業車輛，其中液壓管理系統進一步包括計時器，控制器與計時器通信以確定所述至少一個液壓作業工具的使用時間。
16.根據權利要求13所示的作業車輛，進一步包括第二液壓作業工具，該第二液壓作業工具被選擇性地聯接到作業車輛以相對於底盤移動，其中增益輸入裝置將與第二液壓作業工具相關的第二增益係數發送給控制器，控制器用所述第二增益係數乘以第二液壓作業工具的使用時間以確定所述有效使用時間。
17.—種管理作業車輛的液壓系統的方法，該方法包括以下步驟: 接收與液壓作業工具相關的增益係數； 在液壓作業工具聯接到作業車輛的情況下操作作業車輛； 監測操作步驟的實際時間；以及 通過用增益係數乘以所述操作步驟的實際時間確定作業車輛的至少一個液壓元件的有效使用時間。
18.根據權利要求17所述的方法，其中接收步驟包括與增益輸入裝置通信以手動地接收來自作業車輛的操作者的增益係數。
19.根據權利要求17所述的方法，其中操作步驟包括與至少一個工具操作輸入裝置通信以移動所述液壓作業工具。
20.根據權利要求17 所述的方法，其中監測步驟包括與計時器通信。
21.根據權利要求17所述的方法，進一步包括以下步驟: 接收與第二液壓作業工具相關的第二增益係數，該與第二液壓作業工具相關的第二增益係數不同於與所述液壓作業工具相關的增益係數； 在第二液壓作業工具聯接到作業車輛的情況下操作作業車輛； 監測第二操作步驟的實際時間；以及 通過將第二增益係數與第二操作步驟的實際時間相乘並加上第一確定步驟的有效使用時間來確定作業車輛的所述至少一個液壓元件的合併的有效使用時間。
22.根據權利要求17所述的方法，進一步包括在執行維護程序之後重置所述實際時間。
【文檔編號】E02F9/22GK103850284SQ201310636753
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月2日 優先權日:2012年12月3日
【發明者】蘭斯·R·夏洛克, 理察·樸, 克裡斯坦·道恩·卡德曼 申請人:迪爾公司