本發(fā)明涉及用于在液壓機械中自動地對行進方向與操作者位置進行協(xié)調的系統(tǒng)，其中駕駛室容納在旋轉轉臺中。

具體地，本發(fā)明尤其用于土方機械，例如挖掘機或類似物。

背景技術：

眾所周知，類似于其它類似的機械，挖掘機設置有上部框架(或“轉臺”)，駕駛室位于該上部框架處；駕駛室可旋轉地安裝在底架上，該底架例如為具有軌道的類型。

當前，以絕對和非直觀方式限定向前行進方向。

更精確地，在轉臺相對于底架的第一位置中，為了獲得機械的向前行進，操作者必須在致動底架的馬達之前在駕駛室內向前移動兩個操縱桿。

為了獲得反向的行進，操作者必須向后移動操縱桿。

相反地，當轉臺相對于第一位置旋轉180°時，僅僅通過向后移動操縱桿，車輛才有可能向前行進，也就是相對于操作者沿向前的方向行進。

在反復旋轉轉臺之后，操作者可能失去其定向，對轉臺相對于底架的位置變得迷糊。

這種情況可能引發(fā)事故，也可能引發(fā)非常嚴重的事故。

事實上，操作者沿錯誤的行進方向(即與期望的方向相反)駕駛車輛是有風險的。

當前，操作者將馬達在底架上的位置用作他的基準，并且在移動操縱桿然后致動馬達之前，他觀察并估計馬達相對于轉臺的位置并作出相應的決定。

然而，這種方案一點也不有效，原因在于無論如何都不能消除操作者可能變得迷糊而因此引發(fā)事故的風險。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種用于對行進方向與液壓機械的轉臺的位置進行協(xié)調的系統(tǒng)，其克服以上所列的缺陷。

所述的技術問題和指定的目標是通過根據(jù)權利要求1獲得的系統(tǒng)而實現(xiàn)的。

附圖說明

從用于對行進方向與液壓機械的轉臺的位置進行協(xié)調的系統(tǒng)的優(yōu)選的但非排他性的實施例的近似而非限制性的描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將會更加明顯，如附圖所示，其中：

圖1-6是本發(fā)明的系統(tǒng)的第一實施例在不同操作狀況下的示意圖；以及

圖7為本發(fā)明第二實施例的示意圖。

具體實施方式

參考上述附圖，1表示本發(fā)明的協(xié)調系統(tǒng)。

系統(tǒng)1已經(jīng)被設計成自動地對液壓機械的行進方向與轉臺容納的駕駛室的位置且由此與操作者位置進行協(xié)調。

詳細地，本發(fā)明能夠以自動且直觀的方式將車輛的行進方向與操作者位置相關聯(lián)，由此超越現(xiàn)有技術的直面絕對向前行進方向的方法。

系統(tǒng)1尤其用于土方或農業(yè)機械，該機械包括例如具有軌道的底架，在底架上可旋轉地安裝有轉臺，該轉臺繞豎直軸線旋轉。

鉸接運動的挖掘機臂安裝在轉臺上，該挖掘機臂裝備有挖掘工具，例如鏟斗或類似物。

在系統(tǒng)1的操作的討論中將會清楚的是，本發(fā)明能夠將機械的向前行進方向與操作者的主觀向前方向關聯(lián)起來。

為了描述方便起見，當轉臺的挖掘機臂以及由此操作者所看的方向位于包括車輛前部的半空間中時，轉臺被常規(guī)地定義為處于向前位置中。

因此，轉臺的向后位置對應于其角度運動，該角度運動將臂帶到包括車輛后部的半空間中，如傳統(tǒng)意義上所理解的。

考慮到轉臺被約束成繞豎直軸線旋轉，每個半空間具有的角度幅度為180°。

本發(fā)明的系統(tǒng)1首先包括液壓傳動回路10，該液壓傳動回路用于將一個或多個主泵11連接到一個或多個雙向液壓行進馬達12，主泵11借助于動力輸出裝置或類似物連接到內燃機M。

每個液壓馬達12都連接到底架上所設置的平移裝置，例如軌道或車輪或類似物。

優(yōu)選地，傳動回路10連接到兩個液壓馬達12，用于驅動相應軌道(或其它平移裝置)的行進。

對于每個液壓馬達12，傳動回路10包括行進控制分配器13，該行進控制分配器液壓地連接到馬達并能夠改變馬達12的驅動方向，以便使軌道的行進方向換向。

在實踐中，當馬達12的驅動方向改變時，軌道改變底架的行進方向；馬達的操作的改變由相應的控制分配器13控制。

控制分配器13可以是三位置、雙穩(wěn)態(tài)常閉閥或者其它等同形式的液壓裝置。

具體地，每個控制分配器13和相應的馬達包含在相應的子回路中，處于相關聯(lián)的主泵11的下游，并且通過兩個支路14、15連接，諸如礦物油的工作流體在支路中流動。

控制分配器13包括第一打開位置，在第一打開位置中，允許主泵11的壓力沿著通過液壓馬達12的第一方向傳遞到子回路的所述支路中。

在這種情況下，馬達12驅動相關聯(lián)的軌道，使得底架沿著機械的向前方向運動。

控制分配器13還包括第二打開位置，在第二打開位置中，使得壓力在兩個前述支路14、15中的流動反向，以便使得相應馬達12的操作方向反向，并由此使得軌道的行進方向反向。

系統(tǒng)1還包括第二回路20，該第二回路連接到傳動回路10并且設置在先導泵200的下游，該先導泵被設計成用以提供先導壓力S0。

先導泵200自身可以由內燃機M驅動，實際上來講，該先導泵設置在第二回路20的上游，以便向第二回路提供處于先導壓力S0下的工作流體。

第二回路20包括能夠由操作者啟用的命令閥裝置21、22，以用于控制行進方向；其可以是由踏板或操縱桿或類似物致動的閥的類型。

實際上，命令裝置21、22被設計成通過交替地向先導壓力發(fā)送不同的命令信號來切換控制分配器13。

在該圖所示的例子中，閥裝置包括兩對常閉先導閥21、22，每個用來控制相應的控制分配器13。

具體地，在每對先導閥21、22內，一個先導閥在由操作者及時地致動的情況下能夠將第一命令信號S1發(fā)送到控制分配器13，使得控制分配器運動到第一打開位置中，而另一個閥被設計成發(fā)送第二命令信號S2，使得分配器切換到第二位置中。

因此，通過從駕駛室內作用在成對的先導閥21、22上，操作者可以使車輛沿著相反的方向運動并且還可以使車輛轉向。

根據(jù)本發(fā)明的非常重要的方面，第二回路20包括換向閥23，該換向閥是液壓地控制的，并且插置在成對的先導閥21、22(或其它命令裝置)和控制分配器13之間。

換向閥23正常處于維護位置，在該維護位置中，保持上述命令信號S1、S2不變，并且換向閥包括換向位置，在該換向位置中，使命令信號S1、S2換向，以便使得兩個控制分配器13的控制邏輯換向。

在實踐中，在換向位置中，換向閥23接收作為輸入的第一命令信號S1并將該第一命令信號發(fā)送到回路支路中，第二信號S2在該回路支路中正常通過，反之亦然；因此，看起來就像是將第一信號S1轉換為第二信號S2，反之亦然。

換向閥23的使用模式從本發(fā)明的操作的描述中將會變得清楚。

本發(fā)明的系統(tǒng)1有利地包括協(xié)調裝置，該協(xié)調裝置被構造成用以根據(jù)轉臺的位置并且根據(jù)由先導閥21、22輸出的命令信號S1、S2來切換換向閥23。

協(xié)調裝置結合有用于切換換向閥23的邏輯，這使得能夠獲得保持機械向前行進方向的直觀方式。

在本說明書中，將公開兩個優(yōu)選的實施例。

如圖1-6所示，系統(tǒng)1的第一形式可以想到協(xié)調裝置，該協(xié)調裝置具有專用液壓操作，并且可以僅僅包括液壓類型的部件。

在另選型式中，如圖7所示，協(xié)調裝置具有電氣-液壓操作。

以下從結構的觀點來描述本發(fā)明的第一形式。

協(xié)調裝置包括能夠在先導泵200的下游獲得的液壓檢測構件24，該液壓檢測構件與車輛的轉臺相關聯(lián)，并且包括基于轉臺相對于底架的角度位置而呈現(xiàn)的多個構造。

具體地，檢測構件24可以具有第一構造和第二構造，當轉臺處于向前位置時呈現(xiàn)該第一構造，當轉臺處于向后位置時呈現(xiàn)該第二構造。

在這種情況下，從功能的觀點來看，檢測構件24可以類似于兩位置雙通閥，具有分別與上述第一構造和第二構造相對應的打開位置和關閉位置。

優(yōu)選地，檢測構件24做成旋轉接頭的樣式，該旋轉接頭將轉臺聯(lián)接到底架，并且被構造成用作液壓閥部件。

在這種情況下，旋轉接頭可以制成為類似于本申請人的意大利專利申請MO2014A000102中所描述的旋轉接頭，因此該專利申請以引用方式并入本文中。

此外，本發(fā)明的協(xié)調裝置包括液壓地控制的第一邏輯閥25，換向閥23受制于該第一邏輯閥。

第一邏輯閥25可以是常開類型的閥，并且被設計成在其打開位置中在先導壓力下發(fā)送第一換向信號S3，以將換向閥23切換到其換向位置。

在其第二構造或打開位置中，檢測構件24允許先導壓力S0傳遞到第一邏輯閥25，該第一邏輯閥在打開的情況下發(fā)送上述第一換向信號S3，以將換向閥23切換到其換向位置。

此外，在已經(jīng)發(fā)送了命令裝置21、22的命令信號S1、S2中的至少一者之后，第一邏輯閥25從其打開位置切換到關閉位置。

這種選擇的原因將在本發(fā)明的系統(tǒng)1的操作的描述中進行解釋。

協(xié)調裝置還包括液壓地控制的第二邏輯閥26，該第二邏輯閥是常閉型的并且其致動受制于第一邏輯閥25的第一換向信號S3。

第二邏輯閥26包括打開位置，在該打開位置中，允許在先導壓力下發(fā)送第二換向信號S4，以將換向閥23切換到其換向位置并且同時保持第二邏輯閥26自身打開。

此外，協(xié)調裝置包括第三邏輯閥27，該第三邏輯閥是常閉型的，液壓地控制的，受制于命令裝置21、22，并且設置在先導泵200的下游。

第三邏輯閥27設置在第二邏輯閥26的上游，并且在已經(jīng)發(fā)送了命令信號S1、S2之后打開，以允許將先導壓力S0發(fā)送到第二邏輯閥26，從而在第二邏輯閥打開的情況下，第二換向信號S4將傳遞到換向閥23，以使命令裝置21、22發(fā)送的命令信號S1、S2朝向相應的控制分配器13換向。

以下將借助于圖1-6描述以上在結構方面圖示的本發(fā)明第一實施例的操作。

圖1示出了機械處于靜止且轉臺處于前述向前位置的狀況。

在這種情況下，先導壓力S0到達命令裝置21、22、檢測構件24和第三邏輯閥27。

然而，命令裝置21、22并不由操作者啟用，因此該機械并不行進；此外，檢測構件24和第三邏輯閥27處于其關閉位置。

在該點處，操作者作用在命令裝置21、22上，以便駕駛車輛向前行進(參見圖2)。

具體地，在命令裝置21、22例如連接到操縱桿的情況下，操作者在直觀的向前行進位置中將它們向前推。

考慮到換向閥23處于其正常維護位置，第一命令信號S1通過換向閥而不換向，以便使控制分配器13進入其第一打開位置，在該第一打開位置中控制分配器致動液壓馬達12，從而沿向前行進方向驅動底架。

考慮到命令信號S1已經(jīng)“被發(fā)送”，第三邏輯閥27已經(jīng)打開，同時第一邏輯閥25已經(jīng)關閉。

根據(jù)非常重要的方面，同樣在該點處，在行進期間，在操作者將轉臺旋轉180°的情況下，行進方向將不會改變，機械將繼續(xù)運動，以首先避免對機械自身的損傷，并且還防止正在執(zhí)行的操作(例如物料的傳輸或移動)的任何中斷。

這種有利的功能如圖3所示，可以看到，檢測構件24切換到打開位置中并且在先導壓力S0下向第一邏輯閥25發(fā)送信號，然而，如上所述，該第一邏輯閥在這個階段是關閉的。

考慮到第一閥是關閉的，換向閥23不能夠從維護位置移動，原因不僅在于其不被第一閥25自身促動，還在于第一閥不打開第二邏輯閥26，該第二邏輯閥也具有輸入到其上的先導壓力S0。

當車輛停止并且第一命令信號S1終止時，系統(tǒng)1能夠根據(jù)轉臺所呈現(xiàn)的新位置以直觀的方式改變向前行進方向，轉臺現(xiàn)在設置在所謂的向后位置中。

事實上，如圖4所示，第一命令信號S1一消失，第一邏輯閥25就返回到其打開位置，使得此時，穿過檢測構件24的先導壓力S0最終能夠到達換向閥23，以將換向閥切換到其換向位置。

根據(jù)非常重要的方面，切換了換向閥23的相同的信號S4已經(jīng)打開第二邏輯閥26。

如圖5所示，在該點處，在操作者作用在操縱桿上以使操縱桿向后移動而相對于操作者的視野沿向后方向驅動底架的情況下，車輛將沿相同的方向(車輛之前在轉臺處于其向前方向時已經(jīng)沿該方向運動)運動。

事實上，在這種情形下，第三邏輯閥27由于其受制于命令信號(在這種情況下，第二信號S2)而打開(參見圖5)，并且在先導壓力S0下向第二閥26發(fā)送信號，該第二閥在打開時將前述第二換向信號S4傳遞到換向閥23，以保持該換向閥處于其換向位置。

應當指出的是，如上所述，第二換向信號S4也用來保持第二閥26打開。

因此，有利地，即使在第一邏輯閥25切換到關閉位置中時，換向閥23也保持處于換向位置且第二邏輯閥26保持打開。

第二命令信號S2在到達控制分配器13之前換向，控制分配器由此運動到第一打開位置。

相對于向前行進方向，在轉臺處于向前位置的情形下，主泵11的壓力流動方向將是相同的，因此底架的行進方向是相同的。

然而，從其自身的視野出發(fā)，操作者沿著反向的方向駕駛車輛。

在這種情況下，如果在行進期間操作者再次旋轉轉臺而使其回到向前位置，那么這也不會導致任何問題，原因在于車輛將繼續(xù)處于相同的行進方向。

事實上，在圖6中可以看到，液壓檢測構件24切換到其關閉位置中，而用以保持換向閥23處于其換向位置的信號S4來自于第二邏輯閥和第三邏輯閥，第二邏輯閥和第三邏輯閥均是打開的，因此換向閥23不能進行切換。

當操作者釋放操縱桿并且第二命令信號S2被切斷時，系統(tǒng)1準備根據(jù)操作者的主觀位置而識別新的向前行進方向。

以下將描述前述發(fā)明的第二形式的結構，其中協(xié)調裝置為電氣-液壓類型的協(xié)調裝置。

具體地，在這種情況下，換向閥23與上述換向閥不同之處僅僅在于其是電磁地致動的，在這種情況下，例如該換向閥為圖7的電磁閥31。

協(xié)調裝置包括處理單元30，電磁閥31受制于該處理單元，并且協(xié)調裝置包括壓力傳感器32，該壓力傳感器連接到處理單元并且能夠檢測由命令裝置輸出的命令信號S1、S2的發(fā)出。

此外，協(xié)調裝置包括位置傳感器33，該位置傳感器用于檢測轉臺的角度位置，其在圖7中由示意圖T以風格化的方式表示。

在可供選擇的實施例中，位置傳感器33可以由也為液壓類型的其它裝置取代，前提條件是它們連接到換能器，該換能器向處理單元提供合適的電信號。

例如，在一個可能的實施例中，經(jīng)由液壓類型的裝置檢測轉臺的位置，例如上述構件24，優(yōu)選地構成在前述旋轉接頭中。

在實踐中，所述液壓類型的裝置基于轉臺的位置輸出液壓信號，該液壓信號可以被輸入到換能器，以便向前述處理單元提供對應的電信號。

在任何情況下，處理單元30被構造成用以致動與以上解釋的本發(fā)明的第一形式相同的操作邏輯，該處理單元可以包括微處理器或微控制器以及存儲器單元，特定的軟件駐留在該存儲器單元中。

在實踐中，處理單元30檢測轉臺的位置并由此檢測操作者的向前方向，并且基于操作者致動命令裝置21、22而命令換向閥23保持命令信號S1、S2不變或使命令信號換向。

在實踐中，車輛的向前行進方向總是直觀類型的，也就是其是操作者的向前主觀方向，不同的是，如果行進期間轉臺旋轉180°，那么行進將保持不變而不會反向，直到車輛首次停止，以復位命令信號S1、S2。

因此，可以看到，通過本發(fā)明的系統(tǒng)1完全克服了現(xiàn)有技術中所有的缺陷，具體地，應當強調的是，車輛的操作者不需要記住轉臺相對于底架所呈現(xiàn)的相對位置，也不需要根據(jù)經(jīng)驗或大致基準來推斷該位置或者根據(jù)其它系統(tǒng)使他做出評估。

事實上，本發(fā)明以直觀的方式自動地對向前行進方向與轉臺相對于底架的位置進行協(xié)調，并因此對向前行進方向與駕駛液壓機械的操作者的位置進行協(xié)調。