工程机械智能配重平衡系统以及装有该系统的挖掘机的制作方法

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种工程机械智能配重平衡系统以及装有该系统的挖掘机。

背景技术：

挖掘机是一种重要的的工程机械，其应用非常广泛。普通的挖掘机在正常工况下，20秒内就能完成一个工作循环，每个工作循环内动臂、斗杆、铲斗都有一次下降，为了保持平衡，挖掘机上必须安装配重。

目前工程机械在设计整机配重时，一般的方法是选取产品在最危险工况时，计算在此工况下，机器保持平衡、不倾翻所需的配重重量。在该计算中，由于配重重心位置是恒定的(即配重的作用力臂保持恒定)，因此配重的重量被设计的很大，在机器的大部分作业状态下，该配重重量是多余的，造成整机重量过重，产品能耗过高，具体介绍如下：

工程机械(以挖掘机为例)在图1和图2两种工况下，由于铲斗位置不同，造成整机倾翻力矩不一致，为维持整机平衡、不倾翻，需要的配重质量M₁>M₂，在传统的机型设计中，会将配重的质量设计为M₁，该配重重量在大多数工况下，是显重的，造成整机不必要的质量加大，油耗升高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中因配重块配置不合理导致能耗加大的技术问题，本发明提供一种工程机械智能配重平衡系。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种工程机械智能配重平衡系统，包括机壳以及机壳内的平衡块、纵向导轨和驱动装置，所述的平衡块通过驱动装置可在纵向导轨上上下滑动。本发明可以实现初始设计的整机配重重量小于M₁，在整机即将失稳的状态下，通过配重平衡系统内部的马达驱动配重块使之产生向上的加速度，从而使整机产生向下的作用力达到需要的稳定力要求。

为了使得配重块上下过程中平稳，所述的纵向导轨至少有两个，固定在机壳内，且分别安装在平衡块的两端。

为了使得配重块上下过程中平稳，进一步，具体地，所述的驱动装置至少有两个，分别安装在平衡块的两端。

为了便于调节，所述的平衡块为三块，则纵向导轨和驱动装置为6个，每块平衡块的两端安装有相应的纵向导轨和驱动装置。

为了使得配重块直接有上升或下降的高度，所述的平衡块从上至下间隔设置。

根据系统需要以及结构的稳定，所述的平衡块重量、面积由上至下依次递增。

为了使得结构合理，所述的每个平衡块的中心在同一直线上。

进一步，具体地，所述的驱动装置为伺服液压马达。

一种安装有上述所述的工程机械智能配重平衡系统的挖掘机，包括底盘和安装在底盘上的机身，所述机身一端活动安装有动臂，所述机身与动臂之间设置有动臂油缸，所述动臂顶部活动安装有斗杆，所述动臂与斗杆之间设置有斗杆油缸，所述斗杆顶部活动安装有铲斗，斗杆与铲斗之间设置有铲斗油缸，所述机身的另一端设置有工程机械智能配重平衡系统。

为了能够及时了解挖掘机整个机器的平衡状态，所述的挖掘机还安装有平衡感应器，所述的平衡感应器和驱动装置信号连接。

本发明的有益效果是，本发明的工程机械智能配重平衡系统以及装有该系统的挖掘机，当整机即将失稳时，液压马达驱动平衡块向上加速运动，使机器获得向下的附加平衡力，进而使机器获得平衡。本发明可以保证配重平衡系统机壳外形恒定以及配重作用力臂几乎不发生变化的情况下，大幅减轻配重块的设计质量，从而降低整机的重量及能耗。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是现有技术中重量为M₁的挖掘机工况示意图。

图2是现有技术中重量为M₂的挖掘机工况示意图。

图3是本发明的结构示意图。

图4是图3的俯视图。

图5是本发明安装有工程机械智能配重平衡系统的挖掘机的结构示意图。

图中：1、底盘，2、机身，3、动臂，4、动臂油缸，5、斗杆，6、斗杆油缸，7、铲斗，8、铲斗油缸，91、机壳，92、平衡块，93、纵向导轨，94、驱动装置，9、工程机械智能配重平衡系统。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图3所示，是本发明的实施例，一种工程机械智能配重平衡系统包括机壳91以及机壳91内的平衡块92、纵向导轨93和驱动装置94，所述的平衡块92通过驱动装置94可在纵向导轨93上上下滑动。

所述的平衡块92为三块，每块平衡块92的两端分别设置有纵向导轨93和驱动装置94，则纵向导轨93和驱动装置94为6个，平衡块92从上至下间隔设置，所述的平衡块92重量、面积由上至下依次递增。每个平衡块92的中心在同一直线上。也可根据需要增加平衡块92的个数，相应的设置纵向导轨93和驱动装置94。本实施例的驱动装置94为伺服液压马达，也可选择其他的驱动装置。

一种安装如上所述的工程机械智能配重平衡系统的挖掘机，包括底盘1和安装在底盘1上的机身2，所述机身2一端活动安装有动臂3，所述机身2与动臂3之间设置有动臂油缸4，所述动臂3顶部活动安装有斗杆5，所述动臂3与斗杆5之间设置有斗杆油缸6，所述斗杆5顶部活动安装有铲斗7，斗杆5与铲斗7之间设置有铲斗油缸8，所述机身2的另一端设置有如上所述的工程机械智能配重平衡系统，挖掘机还安装有平衡感应器，平衡感应器和伺服液压马达94信号连接。

本发明在配重平衡系统机壳91的内部安装多块可上下滑动的平衡块92，该平衡块92的运动由伺服液压马达驱动。整机上装有平衡感应器，当整机在工作过程中，平衡感应器感知机器即将失稳时，伺服液压马达驱动平衡块92向上加速运动，使配重平衡系统获得向下的附加平衡力，进而使挖掘机获得平衡。本发明可以实现初始设计的整机配重重量小于M₁，可根据整机实际需要的平衡力矩，调节配重平衡系统的作用力，从而使整机重新获得平衡，同时能大幅降低整机设计重量，节省油耗，提高效率。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。