專利名稱：一種液壓履帶底盤行走控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種液壓系統(tǒng)，更準(zhǔn)確的說，是一種用于控制全液壓驅(qū)動(dòng)的履帶底盤行走的液壓系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)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(gè)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(gè)液控比例流量閥，兩個(gè)液控比例流量閥用來分別控制兩個(gè)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(shí)，必須同時(shí)動(dòng)作兩個(gè)片式先導(dǎo)閥的操作機(jī)構(gòu)，尤其在轉(zhuǎn)向時(shí)作用于兩個(gè)片式先導(dǎo)閥的外操作機(jī)構(gòu)的動(dòng)作不一樣，稱為雙動(dòng)作操作。該技術(shù)的不足之處是不能實(shí)現(xiàn)單手單動(dòng)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。

發(fā)明內(nèi)容
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(dòng)作操作的不足，實(shí)現(xiàn)一個(gè)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(dòng)，使得履帶底盤的行走控制操作能夠單手單動(dòng)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I所示。其由一個(gè)壓力流體源，一個(gè)四向先導(dǎo)手柄A、一個(gè)四梭閥配壓裝置B、兩個(gè)相同的液控比例流量控制閥Cl、 C2組成。其中，四梭閥配壓裝置B如圖I中B所示，該裝置中含有4個(gè)相同梭閥，4個(gè)梭閥的8個(gè)進(jìn)油口串聯(lián)成單圈環(huán)狀，且每2個(gè)梭閥的進(jìn)油口串聯(lián)處實(shí)現(xiàn)2個(gè)進(jìn)油口合并成I個(gè)進(jìn)油口，從而使四梭閥配壓裝置B有四個(gè)進(jìn)油口 01、02、03和04，四個(gè)梭閥的四個(gè)出油口即為四梭閥配壓裝置B的4個(gè)出油口 A1、B1、A2和B2 ;將四向先到手柄A的4個(gè)出油口 1、2、 3和4按圖I方式，與對應(yīng)的四梭閥配壓裝置B的4個(gè)進(jìn)油口 01、02、03和04接通；再將四梭閥配壓裝置B的4個(gè)出油口 A1、B1和A2、B2與對應(yīng)的液控流量比例閥Cl和C2的各自先導(dǎo)極al、bl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Λρ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Λρ 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(shí)，會(huì)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(huì)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(huì)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(gè)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(shí)又在水平平面內(nèi)產(chǎn)生偏角時(shí)(即Θ和β均不為零，但不包括Θ為O、31/2、-31/2、JI(-JI)時(shí)的情況)，就會(huì)同時(shí)輸出兩個(gè)油壓，圖5 中所示的是四向先導(dǎo)手柄A的四個(gè)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(shí)的狀態(tài)。隨著下壓角β改變，圖5中的曲線也會(huì)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Λ P 左=Pal-PblΛ P 右=pa2-pb2其中Pal、Pm、Pa2和Pb2即為圖I中al、a2、bl和b2處的壓強(qiáng)Λρ&表示液控比例流量控制閥Cl的閥芯兩極先導(dǎo)壓差；△ Pt表示液控比例流量控制閥C2的閥芯兩極先導(dǎo)壓差?？梢詫?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
n , L Ap,+Apf R : k — (二——-)
2Api - Apt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Λρ的比例系數(shù)，即滿足v = kAp ;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O、31/2、-Jr/2、(-Ji)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Cl、C2的閥芯的負(fù)開口造成的，但盲區(qū)是必要的。因?yàn)樵贠時(shí)，轉(zhuǎn)彎半徑為無窮大，其行走狀態(tài)是直線前進(jìn)；在 31/2、- 31 /2時(shí),轉(zhuǎn)彎半徑為O,行走狀態(tài)為向右原地打轉(zhuǎn)和向左原地打轉(zhuǎn)；在JI和-JI時(shí)， 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(shí)常用到的，并且需要保持一段時(shí)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(dòng)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-JI/4的奇數(shù)倍時(shí)，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(dòng)作操作一個(gè)四向先導(dǎo)手柄，使液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)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(dòng)作操作可使設(shè)備人工操作具備更多一項(xiàng)的同步動(dòng)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I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(shí))，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(shí))；圖5是四向先導(dǎo)手柄A的4個(gè)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(shí))；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Α.四向先導(dǎo)手柄，B.四梭閥配壓裝置，Cl.液控比例流量閥，C2.液控比例流量閥，Dl.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(gè)出油口，01、02、03 和04.四梭閥配壓裝置B的4個(gè)進(jìn)油口，Al、BI、Α2和Β2為四梭閥配壓裝置B的4個(gè)出油口，al和bl.液控比例流量閥Cl的兩個(gè)先導(dǎo)極，a2和b2.液控比例流量閥C2的兩個(gè)先導(dǎo)極，P.壓力油源進(jìn)油口，T.油箱，ΛΡρ液控比例流量控制閥Cl的閥芯兩極先導(dǎo)壓差，Λρ 右·表示液控比例流量控制閥C2的閥芯兩極先導(dǎo)壓差，pal> pbl> pa2和pb2.對應(yīng)圖I中先導(dǎo)極al、a2、bl和b2處的油壓，Δρ_·四向先導(dǎo)手柄A輸出的最大油壓，P1'ρ2、ρ3和ρ4·四向液控手柄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(gè)相同的梭閥(每個(gè)梭閥含有兩個(gè)進(jìn)油口和一個(gè)出油口)的八個(gè)進(jìn)油口串聯(lián)成閉合環(huán)狀，并且每兩個(gè)相鄰梭閥的進(jìn)油口串聯(lián)處實(shí)現(xiàn)兩個(gè)進(jìn)油口合并成為一個(gè)進(jìn)油口，使得四梭閥配壓裝置B有四個(gè)進(jìn)油口 01、02、03和04，并且四個(gè)梭閥的四個(gè)出油口即為四梭閥配壓裝置B的兩對出油口 Α1、Β1和Α2、Β2;四梭閥配壓裝置B中四個(gè)梭閥、四個(gè)進(jìn)油口 01、02、03和04以及四個(gè)出油口 Α1、Β1和Α2、Β2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 Al，位于進(jìn)油口 01和02之間的梭閥的出油口即為出油口 Α2，位于進(jìn)油口 02和03之間的梭閥的出油口即為出油口 BI， 位于進(jìn)油口 03和04之間的梭閥的出油口即為出油口 Β2。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(gè)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(gè)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 Α1、Β1和Α2、Β2分別對應(yīng)與兩個(gè)液控比例流量閥Cl和C2的各自先導(dǎo)極al、bl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(shí)所造成的壓降不能大于3bar，所選用的液控比例流量控制閥Cl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。
權(quán)利要求
1.一種液壓履帶底盤行走控制系統(tǒng)，包括一個(gè)四向先導(dǎo)手柄(A)，一個(gè)四梭閥配壓裝置(B)，兩個(gè)相同的液控比例流量閥(Cl)和(C2)，和一個(gè)壓力流體源；壓力流體源連接于四向先導(dǎo)手柄㈧的進(jìn)油口，四向先導(dǎo)手柄㈧的四個(gè)出油口(I)、(2)、(3)和(4)分別對應(yīng)與四梭閥配壓裝置⑶的四個(gè)進(jìn)油口(01)、(02)、(03)和(04)接通，四梭閥配壓裝置⑶ 的兩對出油口 (Al)、(BI)和(A2)、(B2)分別對應(yīng)與兩個(gè)液控比例流量閥(Cl)和(C2)的各自先導(dǎo)極(al)、(bl)和(a2)、(b2)接通；四梭閥配壓裝置⑶是由四個(gè)相同梭閥串聯(lián)成單圈環(huán)狀且每兩個(gè)相鄰梭閥的進(jìn)油口串聯(lián)處實(shí)現(xiàn)兩個(gè)進(jìn)油口合并成為一個(gè)進(jìn)油口而得到。
2.按照權(quán)利要求書中I所述四梭閥配壓裝置(B)的特征為含有四個(gè)相同的梭閥，每個(gè)梭閥含有兩個(gè)進(jìn)油口和一個(gè)出油口，將四個(gè)相同的梭閥的八個(gè)進(jìn)油口串聯(lián)成單圈環(huán)狀， 并且每兩個(gè)相鄰梭閥的進(jìn)油口串聯(lián)處實(shí)現(xiàn)兩個(gè)進(jìn)油口合并成為一個(gè)進(jìn)油口，使得四梭閥配壓裝置(B)有四個(gè)進(jìn)油口(01)、(02)、(03)和(04)，并且四個(gè)梭閥的四個(gè)出油口即為四梭閥配壓裝置⑶的兩對出油口(A1)、(B1)和(A2)、(B2);四梭閥配壓裝置⑶中四個(gè)梭閥、 四個(gè)進(jìn)油口 (01)、(02)、(03)和(04)以及四個(gè)出油口(Al)、(BI)和(A2)、(B2)之間的位置關(guān)系如下位于進(jìn)油口(04)和(01)之間的梭閥的出油口即為出油口(Al)，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(BI)，位于進(jìn)油口(03)和(04)之間的梭閥的出油口即為出油口(B2)。
3.按照按照權(quán)利要求書中I或2所述的液壓履帶底盤行走控制系統(tǒng)，對于本控制系統(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)手柄的工作壓力要求；四梭閥配壓裝置(B)在系統(tǒng)正常工作時(shí)所造成的壓降不能大于3bar ;所選用的液控比例流量控制閥(Cl)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)間比上述新區(qū)間所大的控制范圍保證在10%以內(nèi)，且越小越好。
全文摘要
一種液壓履帶底盤行走控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)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(dòng)。特征是一壓力流體源連接于一四向先導(dǎo)手柄(A)的進(jìn)油口，四向先導(dǎo)手柄(A)的四個(gè)出油口(1)、(2)、(3)和(4)對應(yīng)與一四梭閥配壓裝置(B)的四個(gè)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)對應(yīng)與兩個(gè)相同的液控比例流量閥(C1)和(C2)的各自先導(dǎo)極(a1)、(b1)和(a2)、(b2)接通。四梭閥配壓裝置(B)是由四個(gè)相同梭閥串聯(lián)成單圈環(huán)狀且每兩個(gè)相鄰梭閥的進(jìn)油口串聯(lián)處實(shí)現(xiàn)兩個(gè)進(jìn)油口合并成為一個(gè)進(jìn)油口而得到。本發(fā)明提供了一種新的履帶底盤行走控制系統(tǒng)；優(yōu)點(diǎn)是單手單動(dòng)作操作，提高操作速度，操作直觀，結(jié)構(gòu)簡單，適用于經(jīng)常轉(zhuǎn)向的液壓履帶底盤行走控制。
文檔編號B62D11/04GK102602453SQ20121007543
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月21日
發(fā)明者章濤 申請人:章濤