一種起重機及其車輪轉向切換裝置的製作方法
2023-06-13 14:29:31
專利名稱：一種起重機及其車輪轉向切換裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及工程機械技術領域，特別是起重機的車輪轉向切換裝置。本發明還涉及設有所述切換裝置的起重機。
背景技術：
一般的汽車起重機的起重作業和行駛作業狀態是相對獨立的，即起重作業的狀態為支腿作業，而行駛作業過程中與轉臺和底盤相對固定且不能帶載，方向盤轉動方向與行駛方向不存在不一致現象。請參考圖1，圖I為現有越野輪胎起重機的整車結構示意圖。
作為ー種特殊的起重機，越野輪胎起重機無特殊路面要求，既能吊裝，又能吊重行駛，其上下車共用一作業操縱室1，整車操縱裝置集中布置在操縱室內1，操縱室I固定於迴轉支承2上的轉臺部位。實現行駛作業功能的操縱部件位於操縱室I內，通過中心迴轉體以及迴轉體電刷連接上下車操縱元件及執行元件。由于越野輪胎起重機可以輪胎支承作業、帶載行駛，迴轉、轉向功能頻繁使用，因此，當左右迴轉角度超過90°行車時，如果沒有相關轉換的裝置，那麼方向盤轉動方向與行駛方向將會相反，不符合人的操縱習慣和人機工程的要求。這種情況下，需要相應的轉換裝置來切換轉向油缸大腔小腔供油方式，來保證方向盤操作方向與前橋轉向方向一致。目前在汽車起重機上前、後方區域角度的的檢測一般通過中心迴轉體的電刷檢測，具體的檢測範圍為前方120°範圍、後方240°範圍。請參考圖2、圖3，圖2為現有技術中電刷的剖面圖；圖3為圖2所示電刷的功能示意圖。如圖所示，中心迴轉體的電刷由多道電刷組成，第九電刷9檢測正前方區域120°導通，該滑環電源並聯在第八電刷8的滑環上；第七電刷7檢測正後方區域240°導通，該滑環電源並聯在第八電刷8的滑環上，與第九電刷9正對相反。如果採用上述電刷結構來控制前橋轉向的切換，則電刷的結構形式可以設計為正前方區域180°可以不檢測；第七電刷7檢測正後方區域180°導通，該滑環電源並聯在第八電刷8的滑環上。這樣第七電刷7用於控制前橋轉向切換閥，當車輛旋轉超過180°時，第七電刷7與電源通道接通，此時前橋轉向切換閥動作，實現轉向油缸大腔小腔進油的切換，從而實現方向盤操作方向與前橋轉向方向一致。這種通過電刷滑環檢測迴轉位置的方式存在的缺點越野輪胎起重機可以輪胎支承作業、帶載行駛，迴轉、轉向功能頻繁使用，如果採用上述電刷通道部分進行電源、信號傳遞的方式，容易出現長期旋轉造成電刷滑環損壞，整車性能不可靠。並且上下車共用一操縱作業室，行駛作業的所有相關信號都通過電刷傳遞，電刷通道過多、高度過高造成安裝不方便。 另一種應用於履帶起重機的迴轉行走自動換向裝置，主要由中心迴轉體、中心迴轉體下部安裝半圓周檢測板(半圓周檢測板相對底盤固定)、位置傳感器在中心迴轉體上部安裝(位置傳感器相對上車固定)、換向電磁閥等組成，位置傳感器的輸出信號通過繼電器控制電路驅動換向電磁閥，進ー步控制轉向裝置。這種通過位置傳感器和繼電器電路來控制轉向切換的方式存在的缺點如果通過該裝置再進ー步通過角度的檢測信號來控制別的功能的實現，必須増加繼電器切換電路，導致電路連接較複雜，故障點増加，系統可靠性會進ー步降低，整機的安全可靠性得不到保障。
因此，如何設計ー種形式簡單、安全可靠的車輪轉向切換裝置，以保證起重機反方向行駛時，方向盤轉動方向與行駛方向一致，是本領域技術人員需要解決的技術問題。
發明內容
本發明的第一目的是提供一種起重機車輪轉向切換裝置。該裝置能夠保證起重機反方向行駛時，方向盤轉動方向與行駛方向保持一致，且形式簡單、性能安全可靠。本發明的第二目的是提供一種設有所述車輪轉向切換裝置的起重機。為了實現上述第一目的，本發明提供一種起重機車輪轉向切換裝置，包括控制器；角度檢測元件，用於採集所述起重機行駛作業狀態下的上車迴轉角度，並輸出迴轉角度信號至控制器；所述控制器接收所述迴轉角度信號，並根據所述迴轉角度信號控制轉向切換部件，從而控制所述起重機的前橋轉向方向當所述上車迴轉角度信號小於等於90°時，所述前橋轉向方向保持不變；當所述上車迴轉角度信號大於90°時,所述前橋轉向方向切換至反方向。優選地，所述轉向切換部件為前橋轉向切換閥當所述上車迴轉角度信號小於等於90°時，所述前橋轉向切換閥關閉；當所述上車迴轉角度信號大於90°時，所述前橋轉向切換閥開啟。優選地，所述角度檢測元件安裝於所述起重機的中心迴轉體上。優選地，所述角度檢測元件與控制器通過CAN總線傳輸迴轉角度信號。優選地，所述角度檢測元件為角度傳感器。優選地，所述控制器包括起重作業控制器和中央控制器；所述起重作業控制器接收所述迴轉角度信號，並將處理後的信號輸出至中央控制器；所述中央控制器根據接收到的信號控制所述起重機的前橋轉向方向。優選地，進ー步包括橋懸架功能切換裝置和行車控制器；所述中央控制器將處理後的迴轉角度信號通過迴轉體電刷進一步傳輸至行車控制器；所述行車控制器根據所述迴轉角度信號控制所述橋懸架功能切換裝置。為實現上述第二目的，本發明提供一種起重機，包括起重機本體及轉向控制裝置，所述轉向控制裝置設有上述任一項所述的起重機車輪轉向切換裝置。優選地，所述起重機的轉向裝置位於其迴轉支撐上方。優選地，具體為越野輪胎起重機。
本發明提供的起重機車輪轉向切換裝置，包括控制器、角度檢測元件以及轉向切換部件，在上車迴轉過程中，角度檢測元件適時採集上車迴轉角度信號，並發送至控制器，由控制器根據當前迴轉角度通過轉向切換部件控制起重機的前橋轉向方向，從而實現反向行駛時轉向裝置操作方向與前橋轉向方向一致，即方向盤轉動方向與行駛方向一致，以正常實現起重機的工作性能，方便駕駛員操控，避免了因迴轉位置變化而有可能出現的誤操作，提高了車輛的安全可靠性能。在一種優選的方案中，所述角度檢測元件與控制器通過CAN總線傳輸迴轉角度信號。該裝置的信號通過CAN總線進行傳輸，不僅抗幹擾能力強，且性能可靠。在另ー種優選的方案中，進ー步包括橋懸架功能切換裝置和行車控制器。如此，在
利用迴轉角度信號實現轉向切換的同時，還可以將該迴轉角度信號通過中央控制器處理後傳輸給行車控制器，由行車控制器根據迴轉角度進ー步實現橋懸架剛性、弾性功能的切換，實現多種控制功能。本發明提供的起重機設有所述起重機車輪轉向切換裝置，由於所述起重機車輪轉向切換裝置具有上述技術效果，設有該起重機車輪轉向切換裝置的起重機也應具備相應的技術效果。
圖I為現有越野輪胎起重機的整車結構示意圖；圖2為現有技術中電刷的剖面圖；圖3為圖2所示電刷的功能示意圖；圖4為本發明所提供起重機車輪轉向切換裝置的ー種具體實施方式
的控制原理框圖；圖5為圖4所示起重機車輪轉向切換裝置的主要元件布置圖；圖6為本發明所提供起重機車輪轉向切換裝置的另ー種具體實施方式
的控制原理框圖。圖I至圖3中I.操縱室2.迴轉支承7.第七電刷8.第八電刷9.第九電刷圖4至圖6中10.迴轉角度編碼器20.起重作業控制器30.顯示器40.中央控制器50.迴轉體電刷60.行車控制器70.前橋轉向切換閥80.橋懸架功能切換裝置
具體實施例方式本發明的核心是提供一種形式簡單、性能安全可靠的起重機車輪轉向切換裝置，以保證起重機反方向行駛時，方向盤轉動方向與行駛方向的一致性。本發明的另ー核心是提供一種設有所述起重機車輪轉向切換裝置的起重機。為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進ー步的詳細說明。請參考圖4、圖5，圖4為本發明所提供起重機車輪轉向切換裝置的控制原理框圖；圖5為本發明所提供起重機車輪轉向切換裝置的主要元件布置圖。
在ー種具體實施方式
中，本發明所提供的起重機車輪轉向切換裝置，主要由迴轉角度編碼器10、起重作業控制器20、顯示器30、中央控制器40、前橋轉向切換閥70等部件構成。迴轉角度編碼器10為ー種角度傳感器，在結構上包括可繞相對於周圍外殼所安裝的旋轉軸而旋轉的機構，可提供旋轉體相對於外殼絕對角度的位置測量。具體地，迴轉角度編碼器10安裝在起重機的中心迴轉體上，在上車迴轉過程中，迴轉角度編碼器10由於迴轉體轉動而轉動，用於採集起重機行駛作業狀態下的上車迴轉角度，並輸出相應的迴轉角度信號至控制器。控制器包括起重作業控制器20和中央控制器40， 兩者均可以採用PLC控制系統。迴轉角度編碼器10與控制器通過抗幹擾能力強、且性能可靠的CAN總線傳輸迴轉
角度信號。前橋轉向切換閥70用於切換轉向油缸大腔小腔供油的方向，並以此來實現起重機轉向方向的切換。起重作業控制器20接收回轉角度編碼器10輸出的迴轉角度信號，並將處理後的信號輸出至中央控制器40 ;中央控制器40根據接收到的信號控制起重機的前橋轉向方向當上車迴轉角度信號小於等於90°時，前橋轉向切換閥70處於關閉狀態，前橋轉向方向保持不變；當上車迴轉角度信號大於90°時，前橋轉向切換閥70處於開啟狀態，前橋轉向方向進行反向切換。本發明主要用于越野輪胎起重機迴轉角度的檢測，井根據迴轉角度控制前橋轉向切換閥70，保證反向行駛時轉向裝置操作方向與前橋轉向方向一致，即方向盤轉動方向與行駛方向一致。其工作原理如下在起重機整個迴轉過程中，迴轉角度編碼器10對迴轉角度不斷採集並發送到CAN總線；起重作業控制器40通過CAN總線對角度信號讀取、解析、處理，通過CAN總線傳輸到顯示器30和中央控制器40 ;中央控制器40根據角度信號的數值進一歩分析判斷若左、右迴轉角度不超過90度，則輸出的低電平信號，前橋轉向切換閥70不動作，起重機方向盤轉動方向與前橋轉向方向一致；若左、右迴轉角度超過90度，則輸出高電平信號使前橋轉向切換閥70動作，從而實現車輛反方向行駛時，方向盤轉動方向與行駛方向一致。本發明利用PLC控制系統接收CAN總線上的迴轉角度信號，通過分析處理輸出相關電信號控制前橋轉向切換閥的開啟，實現迴轉角度的檢測及行駛轉向方向的匹配切換，保證越野輪胎起重機工作性能的實現，方便駕駛員操控，避免了因迴轉位置變化而有可能出現的誤操作，提高了車輛的安全可靠性能，也適用於其他轉向裝置位於迴轉支承上方的起重機產品。為了避免迴轉角度編碼器10安裝在中心迴轉體上，而導致中心迴轉體高度超出設計要求，也可以不將迴轉角度編碼器10直接安裝在中心迴轉體上，而是通過傳動機構間接測量。例如，可以將迴轉角度編碼器10安裝在轉臺的邊側部位，其檢測軸上設置齒輪並通過齒輪與迴轉支承的齒部傳動連接。這樣，當轉臺相對車架轉動吋，迴轉支承相對車架並不轉動，迴轉角度編碼器的檢測軸通過齒輪能夠旋轉，設迴轉支撐與齒輪的傳動比為n，則轉臺轉動一周，迴轉角度編碼器轉動η周，在程序中根據迴轉角度編碼器與迴轉支撐的傳動比對迴轉角度編碼器的檢測值進行處理，即可計算出轉臺的迴轉角度。當然，角度檢測元件並不局限於迴轉角度編碼器10，還可以採用其他適於檢測起重機迴轉角度的角度傳感器。請參考圖6，圖6為本發明所提供起重機車輪轉向切換裝置的另ー種具體實施方式
的控制原理框圖。在上述具體實施方式
的基礎上，進ー步包括橋懸架功能切換裝置80和行車控制器60，中央控制器40將處理後的迴轉角度信號通過迴轉體電刷50進ー步傳輸至行車控制器60，行車控制器60根據迴轉角度信號控制橋懸架功能切換裝置80。這樣，在利用迴轉角度信號實現轉向切換的同時，還可以將該迴轉角度信號通過 中央控制器40處理後傳輸給行車控制器60，由行車控制器60根據迴轉角度進ー步實現橋懸架剛性、弾性功能的切換，實現多種控制功能。上述起重機車輪轉向切換裝置僅是ー種優選方案，具體並不局限於此，在此基礎上可根據實際需要作出具有針對性的調整，從而得到不同的實施方式。由於可能實現的方式較多，這裡就不再一一舉例說明。除了上述起重機車輪轉向切換裝置，本發明還提供一種起重機，包括起重機本體及轉向控制裝置，所述轉向控制裝置設有上文所述的起重機車輪轉向切換裝置，其餘結構請參考現有技木，本文不再贅述。具體地，所述起重機為越野輪胎起重機，其轉向裝置位於其迴轉支撐上方。以上對本發明所提供的起重機車輪轉向切換裝置及起重機進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護範圍內。
權利要求
1.一種起重機車輪轉向切換裝置，其特徵在於，包括 控制器； 角度檢測元件，用於採集所述起重機行駛作業狀態下的上車迴轉角度，並輸出迴轉角度信號至控制器； 所述控制器接收所述迴轉角度信號，並根據所述迴轉角度信號控制轉向切換部件，從而控制所述起重機的前橋轉向方向 當所述上車迴轉角度信號小於等於90°時，所述前橋轉向方向保持不變； 當所述上車迴轉角度信號大於90°時，所述前橋轉向方向切換至反方向。
2.根據權利要求I所述的起重機車輪轉向切換裝置，其特徵在於，所述轉向切換部件為前橋轉向切換閥 當所述上車迴轉角度信號小於等於90°時，所述前橋轉向切換閥關閉； 當所述上車迴轉角度信號大於90°時，所述前橋轉向切換閥開啟。
3.根據權利要求2所述的起重機車輪轉向切換裝置，其特徵在於，所述角度檢測元件安裝於所述起重機的中心迴轉體上。
4.根據權利要求3所述的起重機車輪轉向切換裝置，其特徵在於，所述角度檢測元件與控制器通過CAN總線傳輸迴轉角度信號。
5.根據權利要求4所述的起重機車輪轉向切換裝置，其特徵在於，所述角度檢測元件為角度傳感器。
6.根據權利要求I至5任一項所述的起重機車輪轉向切換裝置，其特徵在於，所述控制器包括起重作業控制器和中央控制器； 所述起重作業控制器接收所述迴轉角度信號，並將處理後的信號輸出至中央控制器； 所述中央控制器根據接收到的信號控制所述起重機的前橋轉向方向。
7.根據權利要求6所述的起重機車輪轉向切換裝置，其特徵在幹，進ー步包括橋懸架功能切換裝置和行車控制器； 所述中央控制器將處理後的迴轉角度信號通過迴轉體電刷進一步傳輸至行車控制器； 所述行車控制器根據所述迴轉角度信號控制所述橋懸架功能切換裝置。
8.—種起重機，包括起重機本體及轉向控制裝置，其特徵在於，所述轉向控制裝置設有上述權利要求I至7任一項所述的起重機車輪轉向切換裝置。
9.根據權利要求8所述的起重機，其特徵在於，所述起重機的轉向裝置位於其迴轉支撐上方。
10.根據權利要求9所述的起重機，其特徵在於，具體為越野輪胎起重機。
全文摘要
本發明公開了一種起重機車輪轉向切換裝置，包括控制器；角度檢測元件，用於採集所述起重機行駛作業狀態下的上車迴轉角度，並輸出迴轉角度信號至控制器；所述控制器接收所述迴轉角度信號，並根據所述迴轉角度信號控制轉向切換部件，從而控制所述起重機的前橋轉向方向當所述上車迴轉角度信號小於等於90°時，所述前橋轉向方向保持不變；當所述上車迴轉角度信號大於90°時，所述前橋轉向方向切換至反方向。該裝置能夠保證起重機反方向行駛時，方向盤轉動方向與行駛方向保持一致，且形式簡單、性能安全可靠。本發明還公開了一種設有所述車輪轉向切換裝置的起重機。
文檔編號B66C23/36GK102700606SQ20121020103
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月18日 優先權日2012年6月18日
發明者劉威, 單增海, 張德榮, 李彬 申請人:徐州重型機械有限公司