專利名稱：壓路機(jī)行走系統(tǒng)及其控制方法、控制裝置和壓路機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于壓路機(jī)行走系統(tǒng)的控制方法、控制裝置、一種壓路機(jī)行走系統(tǒng)以及包括該行走系統(tǒng)的壓路機(jī)。
背景技術(shù)：
壓路機(jī)在工程機(jī)械中屬于道路設(shè)備的范疇，廣泛用于高等級公路、鐵路、機(jī)場跑道、大壩、體育場等大型工程項(xiàng)目的填方壓實(shí)作業(yè)，可以碾壓沙性、半粘性及粘性土壤、路基穩(wěn)定土及浙青混凝土路面層。壓路機(jī)有多種類型，其中一種是單鋼輪壓路機(jī)，單鋼輪壓路機(jī)的行走系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、前鋼輪、后側(cè)的左右輪和電氣控制系統(tǒng)。目前單鋼輪壓路機(jī)普遍采用的行走驅(qū)動方式有兩種。一種是一泵三馬達(dá)方案，即由一個(gè)行走液壓泵驅(qū)動三個(gè)液壓馬達(dá)分別帶動三個(gè)驅(qū)動輪行走。第二種是兩泵兩馬達(dá)方案，即由第一個(gè)行走液壓泵驅(qū)動一個(gè)液壓馬達(dá)帶動前驅(qū)動輪(前鋼輪)行走，第二個(gè)行走液壓泵驅(qū)動另一個(gè)液壓馬達(dá)帶動兩個(gè)后驅(qū)動輪行走。但是采用這兩種方案，電氣控制系統(tǒng)無法在單鋼輪壓路機(jī)轉(zhuǎn)向時(shí)直接對左后驅(qū)動輪和右后驅(qū)動輪之間的差速進(jìn)行調(diào)節(jié)。而在壓路機(jī)轉(zhuǎn)向時(shí)，如果左后驅(qū)動輪與右后驅(qū)動輪無法產(chǎn)生正確的速差，會產(chǎn)生內(nèi)側(cè)輪打滑或外側(cè)輪被拖行的現(xiàn)象，這兩種現(xiàn)象對壓路機(jī)的行駛和駕駛員的安全都十分危險(xiǎn)，而且對后驅(qū)動輪也會產(chǎn)生較大磨損 (尤其是在后驅(qū)動輪是橡膠輪胎的情況下)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于壓路機(jī)行走系統(tǒng)的控制方法，該行走系統(tǒng)包括前鋼輪和至少一對后驅(qū)動輪，該控制方法包括獲取所述前鋼輪的設(shè)定速度；根據(jù)所述前鋼輪的設(shè)定速度和所述前鋼輪與所述至少一對后驅(qū)動輪形成純滾動的條件來確定所述至少一對后驅(qū)動輪中的第一后驅(qū)動輪的設(shè)定速度和第二后驅(qū)動輪的設(shè)定速度；獲取檢測到的所述前鋼輪的檢測速度、檢測到的第一后驅(qū)動輪的檢測速度和檢測到的第二后驅(qū)動輪的檢測速度；以及根據(jù)所述前鋼輪的設(shè)定速度與所述前鋼輪的檢測速度之間的差值、所述第一后驅(qū)動輪的設(shè)定速度與所述第一后驅(qū)動輪的檢測速度之間的差值以及所述第二后驅(qū)動輪的速度與所述第二后驅(qū)動輪的檢測速度之間的差值分別將所述前鋼輪的速度、所述第一后驅(qū)動輪的速度以及所述第二后驅(qū)動輪的速度調(diào)節(jié)到所述前鋼輪的設(shè)定速度、所述第一后驅(qū)動輪的設(shè)定速度以及所述第二后驅(qū)動輪的設(shè)定速度。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于壓路機(jī)行走系統(tǒng)的控制裝置，該行走系統(tǒng)包括前鋼輪和至少一對后驅(qū)動輪，所述控制裝置包括接收設(shè)備，用于接收指示所述前鋼輪設(shè)定速度的信號和指示所述前鋼輪轉(zhuǎn)向角度的信號；
5
計(jì)算設(shè)備，用于根據(jù)所述指示所述前鋼輪設(shè)定速度的信號計(jì)算出該前鋼輪的設(shè)定速度，并根據(jù)該設(shè)定速度和所述前鋼輪與所述至少一對后驅(qū)動輪形成純滾動的條件計(jì)算所述至少一對后驅(qū)動輪的第一后驅(qū)動輪的設(shè)定速度和第二后驅(qū)動輪的設(shè)定速度；以及信號生成設(shè)備，用于根據(jù)計(jì)算出的所述前鋼輪的設(shè)定速度生成發(fā)送給用于調(diào)節(jié)該前鋼輪速度的第一調(diào)節(jié)設(shè)備的第一速度設(shè)定信號，根據(jù)計(jì)算出的所述第一后驅(qū)動輪的設(shè)定速度生成發(fā)送給用于調(diào)節(jié)該第一后驅(qū)動輪速度的第二調(diào)節(jié)設(shè)備的第二速度設(shè)定信號，和根據(jù)計(jì)算出的所述第二后驅(qū)動輪的設(shè)定速度生成發(fā)送給用于調(diào)節(jié)第二后驅(qū)動輪速度的第三調(diào)節(jié)設(shè)備的第三速度設(shè)定信號。根據(jù)本發(fā)明的還一個(gè)方面，提供了一種壓路機(jī)行走系統(tǒng)，該行走系統(tǒng)包括前鋼輪和至少一對后驅(qū)動輪，其特征在于，該行走系統(tǒng)還包括上述控制裝置。根據(jù)本發(fā)明的還一個(gè)方面，提供了一種壓路機(jī)，包括壓路機(jī)主體，其特征在于，該壓路機(jī)還包括上述壓路機(jī)行走系統(tǒng)。通過上述技術(shù)方案，可以根據(jù)前鋼輪、第一后驅(qū)動輪、第二后驅(qū)動輪形成純滾動的條件將前鋼輪、第一后驅(qū)動輪、第二后驅(qū)動輪的速度分別調(diào)節(jié)到各自的設(shè)定速度，由此壓路機(jī)在轉(zhuǎn)向時(shí)能避免第一后驅(qū)動輪或第二后驅(qū)動輪打滑或拖行，減少磨損。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式
部分予以詳細(xì)說明。


附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式
一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中圖1示出了單鋼輪壓路機(jī)轉(zhuǎn)向數(shù)學(xué)模型；圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式提供的壓路機(jī)行走系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式
僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。本文中提到的“速度”是指驅(qū)動輪的線速度。由于單鋼輪壓路機(jī)在行駛和轉(zhuǎn)向時(shí)車速很低，一般不超過12km/h，因此各驅(qū)動輪 (即，車前部的前鋼輪和車后部的兩個(gè)輪子)的側(cè)偏角很小，可以不予考慮。當(dāng)壓路機(jī)在行駛過程中轉(zhuǎn)向時(shí)，如果要盡可能地避免驅(qū)動輪打滑或拖行，必須盡可能地保證驅(qū)動輪與地面之間形成純滾動。因此，只要在壓路機(jī)轉(zhuǎn)向時(shí)調(diào)節(jié)各驅(qū)動輪的速度以使各驅(qū)動輪的速度之間具有合適的差速，就能保證各驅(qū)動輪與地面之間達(dá)到或接近純滾動。根據(jù)這個(gè)概念，參照圖2，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供了一種用于壓路機(jī)行走系統(tǒng)的控制方法，該行走系統(tǒng)包括前鋼輪40和至少一對后驅(qū)動輪，該控制方法包括獲取所述前鋼輪40的設(shè)定速度；根據(jù)所述前鋼輪40的設(shè)定速度和所述前鋼輪40與所述至少一對后驅(qū)動輪形成純滾動的條件來確定所述至少一對后驅(qū)動輪中的第一后驅(qū)動輪50的設(shè)定速度和第二后驅(qū)動輪60的設(shè)定速度；獲取檢測到的所述前鋼輪40的檢測速度、檢測到的第一后驅(qū)動輪50的檢測速度和檢測到的第二后驅(qū)動輪60的檢測速度；以及根據(jù)所述前鋼輪40的設(shè)定速度與所述前鋼輪40的檢測速度之間的差值、所述第一后驅(qū)動輪50的設(shè)定速度與所述第一后驅(qū)動輪50的檢測速度之間的差值以及所述第二后驅(qū)動輪60的速度與所述第二后驅(qū)動輪60的檢測速度之間的差值分別將所述前鋼輪40的速度、所述第一后驅(qū)動輪50的速度以及所述第二后驅(qū)動輪60的速度調(diào)節(jié)到所述前鋼輪40 的設(shè)定速度、所述第一后驅(qū)動輪50的設(shè)定速度以及所述第二后驅(qū)動輪60的設(shè)定速度。前鋼輪40與所述至少一對后驅(qū)動輪形成純滾動的條件可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法來確定。發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)當(dāng)壓路機(jī)的驅(qū)動輪與地面接近純滾動行駛時(shí)，前驅(qū)動輪(即前鋼輪)的滾動軸與后驅(qū)動輪的滾動軸在地面的投影的延長線會相交于一點(diǎn)。如果壓路機(jī)的轉(zhuǎn)向角度不變，壓路機(jī)會繞著這個(gè)交點(diǎn)做圓周運(yùn)動。圖1示出了單鋼輪壓路機(jī)轉(zhuǎn)向數(shù)學(xué)模型。參考圖1，圖1示出了具有一個(gè)前鋼輪和一對后驅(qū)動輪的單鋼輪壓路機(jī)轉(zhuǎn)向數(shù)學(xué)模型。雖然圖1中只示出了一對后驅(qū)動輪，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員了解，本發(fā)明對具有多對后驅(qū)動輪的壓路機(jī)同樣適用。從圖1中可以看出，當(dāng)壓路機(jī)轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪形成純滾動時(shí)，前鋼輪的滾動軸與一對后驅(qū)動輪的滾動軸在地面的投影的延長線相交于0點(diǎn)，兩條投影的夾角等于前鋼輪的轉(zhuǎn)向角A，前鋼輪與壓路機(jī)轉(zhuǎn)向軸(P點(diǎn))在地面的投影之間的距離為L1,后驅(qū)動輪的滾動軸與壓路機(jī)轉(zhuǎn)向軸在地面的投影之間的距離為L2，后驅(qū)動輪的輪距為B。假設(shè)前鋼輪的速度、位于轉(zhuǎn)向內(nèi)側(cè)的后驅(qū)動輪(如圖1中所示的左后驅(qū)動輪)的速度以及位于轉(zhuǎn)向外側(cè)的后驅(qū)動輪(如圖1中所示的右后驅(qū)動輪)的速度分別為V1J2和％，則在純滾動的情況下，滿足下述公式
權(quán)利要求
1.一種用于壓路機(jī)行走系統(tǒng)的控制方法，該行走系統(tǒng)包括前鋼輪GO)和至少一對后驅(qū)動輪，該控制方法包括獲取所述前鋼輪GO)的設(shè)定速度；根據(jù)所述前鋼輪GO)的設(shè)定速度和所述前鋼輪GO)與所述至少一對后驅(qū)動輪形成純滾動的條件來確定所述至少一對后驅(qū)動輪中的第一后驅(qū)動輪(50)的設(shè)定速度和第二后驅(qū)動輪(60)的設(shè)定速度；獲取檢測到的所述前鋼輪GO)的檢測速度、檢測到的第一后驅(qū)動輪(50)的檢測速度和檢測到的第二后驅(qū)動輪(60)的檢測速度；以及根據(jù)所述前鋼輪G0)的設(shè)定速度與所述前鋼輪G0)的檢測速度之間的差值、所述第一后驅(qū)動輪(50)的設(shè)定速度與所述第一后驅(qū)動輪(50)的檢測速度之間的差值以及所述第二后驅(qū)動輪(60)的速度與所述第二后驅(qū)動輪(60)的檢測速度之間的差值分別將所述前鋼輪G0)的速度、所述第一后驅(qū)動輪(50)的速度以及所述第二后驅(qū)動輪(60)的速度調(diào)節(jié)到所述前鋼輪G0)的設(shè)定速度、所述第一后驅(qū)動輪(50)的設(shè)定速度以及所述第二后驅(qū)動輪 (60)的設(shè)定速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其中，所述前鋼輪G0)與所述至少一對后驅(qū)動輪形成純滾動的條件為所述前鋼輪G0)的設(shè)定速度、所述第一后驅(qū)動輪(50)的設(shè)定速度以及所述第二后驅(qū)動輪(50)的設(shè)定速度滿足公式(1)和公式O)
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，該方法還包括接收指示所述前鋼輪G0)的設(shè)定速度的信號，其中，所述前鋼輪G0)的設(shè)定速度是從該信號中獲得的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制方法，其中，所述指示所述前鋼輪00)的設(shè)定速度的信號是壓路機(jī)行走手柄(10)觸發(fā)的手柄位置信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其中，對所述前鋼輪G0)的速度、所述第一后驅(qū)動輪(50)的速度、所述第二后驅(qū)動輪(60)的速度的調(diào)節(jié)是通過分別調(diào)節(jié)用于驅(qū)動所述前鋼輪G0)的第一液壓馬達(dá)003)的轉(zhuǎn)速、用于驅(qū)動所述第一后驅(qū)動輪(50)的第二液壓馬達(dá)(503)的轉(zhuǎn)速以及用于驅(qū)動所述第二后驅(qū)動輪(60)的第三液壓馬達(dá)(603)的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)的。
6.一種用于壓路機(jī)行走系統(tǒng)的控制裝置(30)，該行走系統(tǒng)包括前鋼輪00)和至少一對后驅(qū)動輪，所述控制裝置(30)包括接收設(shè)備，用于接收指示所述前鋼輪GO)設(shè)定速度的信號；計(jì)算設(shè)備，用于根據(jù)所述指示所述前鋼輪00)設(shè)定速度的信號計(jì)算出該前鋼輪GO) 的設(shè)定速度，并根據(jù)該設(shè)定速度和所述前鋼輪GO)與所述至少一對后驅(qū)動輪形成純滾動的條件計(jì)算所述至少一對后驅(qū)動輪的第一后驅(qū)動輪(50)的設(shè)定速度和第二后驅(qū)動輪(60) 的設(shè)定速度；以及信號生成設(shè)備，用于根據(jù)計(jì)算出的所述前鋼輪G0)的設(shè)定速度生成發(fā)送給用于調(diào)節(jié)該前鋼輪G0)速度的第一調(diào)節(jié)設(shè)備的第一速度設(shè)定信號，根據(jù)計(jì)算出的所述第一后驅(qū)動輪(50)的設(shè)定速度生成發(fā)送給用于調(diào)節(jié)該第一后驅(qū)動輪(50)速度的第二調(diào)節(jié)設(shè)備的第二速度設(shè)定信號，和根據(jù)計(jì)算出的所述第二后驅(qū)動輪(60)的設(shè)定速度生成發(fā)送給用于調(diào)節(jié)第二后驅(qū)動輪(60)速度的第三調(diào)節(jié)設(shè)備的第三速度設(shè)定信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制裝置，其中，所述前鋼輪00)與所述至少一對后驅(qū)動輪形成純滾動的條件為所述前鋼輪G0)的設(shè)定速度、所述第一后驅(qū)動輪(50)的設(shè)定速度以及所述第二后驅(qū)動輪(50)的設(shè)定速度滿足公式(1)和公式O)
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制裝置(30)，該控制裝置(30)還包括第一調(diào)節(jié)設(shè)備，用于接收指示檢測到的所述前鋼輪G0)速度的第一檢測信號，從第一檢測信號中獲得所述前鋼輪G0)的速度，根據(jù)所述前鋼輪G0)的設(shè)定速度與前鋼輪G0) 的速度的差值生成并發(fā)送用于將該前鋼輪G0)速度調(diào)節(jié)到前鋼輪G0)的設(shè)定速度的第一控制信號；第二調(diào)節(jié)設(shè)備，用于接收指示檢測到的所述第一后驅(qū)動輪(50)速度的第二檢測信號， 從該第二檢測信號中獲得所述第一后驅(qū)動輪(50)的速度，根據(jù)所述第一后驅(qū)動輪(50)的設(shè)定速度與該第一后驅(qū)動輪(50)的速度的差值生成并發(fā)送用于將該第一后驅(qū)動輪(50)速度調(diào)節(jié)到該第一后驅(qū)動輪(50)的設(shè)定速度的第二控制信號；以及第三調(diào)節(jié)設(shè)備，用于接收指示檢測到所述第二后驅(qū)動輪(60)的第三檢測信號，從該第三檢測信號中獲得所述第二后驅(qū)動輪(60)的速度，根據(jù)所述第二后驅(qū)動輪(60)的設(shè)定速度與該第二后驅(qū)動輪(60)的速度的差值生成并發(fā)送用于將該第二后驅(qū)動輪(60)速度調(diào)節(jié)到該第二后驅(qū)動輪(60)的設(shè)定速度的第三控制信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制裝置(30)，其中，所述第一調(diào)節(jié)設(shè)備、第二調(diào)節(jié)設(shè)備和第三調(diào)節(jié)設(shè)備中的至少一者是PID控制器。
10.一種壓路機(jī)行走系統(tǒng)，該行走系統(tǒng)包括前鋼輪GO)和至少一對后驅(qū)動輪，其特征在于，該行走系統(tǒng)還包括根據(jù)權(quán)利要求6-9中任意一項(xiàng)所述的控制裝置(30)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的行走系統(tǒng)，該行走系統(tǒng)還包括角度傳感器(20)，用于檢測所述前鋼輪00)的轉(zhuǎn)向角度，并發(fā)送指示所述前鋼輪GO) 轉(zhuǎn)向角度的信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的行走系統(tǒng)，該行走系統(tǒng)還包括行走手柄(10)，用于在該行走手柄(10)被操作時(shí)發(fā)出手柄位置信號，所述指示所述前鋼輪GO)的設(shè)定速度的信號為該手柄位置信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的行走系統(tǒng)，該行走系統(tǒng)還包括第一速度檢測裝置G01)，用于檢測所述前鋼輪GO)的速度并發(fā)送指示該前鋼輪G0) 速度的第一檢測信號；第二速度檢測裝置(501)，用于檢測所述第一后驅(qū)動輪(50)的速度并發(fā)送指示該第一后驅(qū)動輪(50)速度的第二檢測信號；以及第三速度檢測裝置(601)，用于檢測所述第三后驅(qū)動輪的速度并發(fā)送指示該第二后驅(qū)動輪(60)速度的第三檢測信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的行走系統(tǒng)，該行走系統(tǒng)還包括用于驅(qū)動所述前鋼輪G0)的第一液壓泵(40 和第一液壓馬達(dá)003)，在該第一液壓泵(40 和第一液壓馬達(dá)(40 之間的管路上設(shè)置有第一比例電磁閥004)，該第一比例電磁閥(404)用于接收來自所述控制裝置(30)的用于將該前鋼輪G0)速度調(diào)節(jié)到前鋼輪 (40)的設(shè)定速度的控制信號；用于驅(qū)動所述第一后驅(qū)動輪(50)的第二液壓泵(50 和第二液壓馬達(dá)(503)，在該第二液壓泵(50 和第二液壓馬達(dá)(50 之間的管路上設(shè)置有第二比例電磁閥(504)，該第二比例電磁閥(504)用于接收來自所述控制裝置(30)的用于將該第一后驅(qū)動輪(50)速度調(diào)節(jié)到該第一后驅(qū)動輪(50)的設(shè)定速度的第二控制信號；以及用于驅(qū)動所述第二后驅(qū)動輪(60)的第三液壓泵(60 和第三液壓馬達(dá)(603)，在該第三液壓泵(60 和第三液壓馬達(dá)(60 之間的管路上設(shè)置有第三比例電磁閥(604)，該第三比例電磁閥(604)用于接收來自所述控制裝置(30)的用于將該第二后驅(qū)動輪(60)速度調(diào)節(jié)到該第二后驅(qū)動輪(60)的設(shè)定速度的第三控制信號。
15.一種壓路機(jī)，包括壓路機(jī)主體，其特征在于，該壓路機(jī)還包括根據(jù)權(quán)利要求10-14 中任意一項(xiàng)所述的壓路機(jī)行走系統(tǒng)。
全文摘要
一種用于壓路機(jī)行走系統(tǒng)的控制方法，包括獲取前鋼輪的設(shè)定速度；根據(jù)設(shè)定速度和前鋼輪與至少一對后驅(qū)動輪形成純滾動的條件來確定至少一對后驅(qū)動輪中的第一后驅(qū)動輪的設(shè)定速度和第二后驅(qū)動輪的設(shè)定速度；獲取前鋼輪的檢測速度、第一后驅(qū)動輪的檢測速度和第二后驅(qū)動輪的檢測速度；以及根據(jù)前鋼輪的設(shè)定速度與前鋼輪的檢測速度之間的差值、第一后驅(qū)動輪的設(shè)定速度與第一后驅(qū)動輪的檢測速度之間的差值以及第二后驅(qū)動輪的速度與第二后驅(qū)動輪的檢測速度之間的差值分別將前鋼輪的速度、第一后驅(qū)動輪的速度以及第二后驅(qū)動輪的速度調(diào)節(jié)到前鋼輪的設(shè)定速度、第一后驅(qū)動輪的設(shè)定速度以及第二后驅(qū)動輪的設(shè)定速度。
文檔編號E01C19/26GK102518024SQ20111037146
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者吳雙生, 李永豐, 蘇竹新, 陳翔, 黃國勇 申請人:中聯(lián)重科股份有限公司