一种挖掘机的附属设备控制系统的制作方法

本发明涉及挖掘机的改装，尤其涉及的是一种挖掘机的附属设备控制系统。

背景技术：

随着工程机械的不断发展，人们会在挖掘机上增加多个附属设备，使其具有多种功能，构成专用设备。

现有挖掘机采用前后液压泵的双供油结构，前液压泵主要给斗杆、回转、左行走和动臂供油，后液压泵主要给铲斗、动臂、右行走供油。挖掘机还配有先导泵，主要功能是用于液压泵的变量和作先导油打开分配阀的阀杆使用。

前后液压泵的供油是由挖掘机原装分配器实施分配，原装分配器包括有前分配模块和后分配模块，其中前分配模块设有斗杆、回转、左行走和动臂等必备高压油路输出口，没有任何备用输出口；后分配模块除了有铲斗、动臂、右行走等必备的输出口，还设置有第一备用输出口和第二备用输出口；因此空闲时间，前分配模块的左行输出口只有行走时才能为行走机构提供液压，平时相当于闲置，利用率低，资源严重浪费；另一方面后液压泵只有两个备用输出口，只能为少数、且流量小的附属设备提供液压，不能满足大流量附属设备的液压需求，可改装的附属设备极限性大。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种挖掘机的附属设备控制系统。本系统提高了挖掘机本身液压系统的利用率，能够为挖掘机改装多个附属设备，且能满足大流量附属设备液压动力需求，完整智能化控制。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种挖掘机的附属设备控制系统，包括挖掘机本体，还包括改装分配器和改装控制装置，改装控制装置与挖掘机控制室的电控系统电连接。

改装分配器包括分配器本体和安装于分配器本体的液控换向阀。

分配器本体包括第一先导油输入口、第二先导油输入口、先导油输出口、液流输入管、液流输出管、第一液流管、第二液流管、第三液流管、第四液流管、第一液压信号输出口、第二液压信号输出口、第三液压信号输出口、第一流道、第二流道、第三流道、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第二支流道、第三支流道、第一备用液压回流口。

第一先导油输入口经第一流道连通至第一液压信号输出口；第二先导油输入口经第二流道连通至第二液压信号输出口；第一流道和第二流道之间连接第三流道；第三流道由前段、后段和中段构成，一钢珠于中段水平位移，前段、后段与中段连接的端部都设有圆锥面扩口，钢珠表面与圆锥面扩口贴合实现密封；中段的中部与第三液压信号输出口连通。

三个电磁阀上部依次设于第二支流道且不隔断第二支流道；三个电磁阀下部依次设于第三支流道且不隔断第三支流道；第一流道与第一电磁阀下部连接，第二流道与第二电磁阀下部连接。

第一电磁阀通电时，第一电磁阀上部通向第一电磁阀的下部，先导油由第二支流道进入的第一电磁阀上部，再由第一电磁阀下部流向第一流道；先导回油回收时，第一电磁阀下部通向第一电磁阀中部，先导回油由第一流道进入第一电磁阀下部，再由第一电磁阀中部沿第三支流道流向先导回油输出口。

第二电磁阀通电时，第二电磁阀的上部通向第二电磁阀底端，第二电磁阀的下方有第一备用液压信号输出口；先导回油回收时，第二电磁阀底端通向第二电磁阀中部，先导回油由第二流道或第二电磁阀的下方进入第二电磁阀下部，再由第二电磁阀中部沿第三支流道流向先导回油输出口。

第三电磁阀通电时，第三电磁阀上部通向第三电磁阀底端，第三电磁阀的下方有第二备用液压输出口；先导回油回收时，第三电磁阀底端通向第三电磁阀中部，先导回油由第三电磁阀的底端进入第三电磁阀下部，再由第三电磁阀中部沿第三支流道流向先导回油输出口。

液控换向阀包括：第一控制油口，第二控制油口，液流输入口、液流输出口、第一液流口、第二液流口；控制油由第一控制油口输入时，液压输入口通向第一液流口；控制油由第二控制油口输入时，液压输入口通向第二液流口；无控制油输入时，液流输入口、第一液流口和第二液流口通向液流输出口。

液流输入管一端与液流输入口连通，液流输出管一端与液流输出口连通，第一液压信号输出口与第一控制油口连通，第二液压信号输出口与第二控制油口连通；第一液流口与第一液流管的一端连通，第二液流口与第二液流管的一端连通。

第一先导油输入口用于与挖掘机的先导泵连通，第二先导油输入口用于与前分配模块的一个左行走液压信号输出口连通；先导油输出口与挖掘机的先导油回收站连通；液流输入管的另一端与前分配模块的一个左行走输出口连通；液流输出管的另一端与挖掘机的液压回收站连通；第三液压信号输出口与前分配模块的一个左行走主控阀连通；第一液流管为附属设备供油，第二液流管为左行走机构供油。

第三液流管的一端与第一备用输出口连通，另一端为附属设备供油；第三液流管中部经第四液流管连通至第一备用液压回流口；第一备用液压回流口与液压回收站连通；第一备用液压信号输出口为第一备用主控阀提供液压信号；第二备用液压信号输出口为第二备用主控阀提供液压信号；第一液流管和第三液流管能汇流为附属设备供油；第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀与改装控制装置电连接。

优选的，第一液流管引出有连通至液流输出管的第一支流道，第一支流道依次安装有第一液压传感器和第一溢流阀，第一压力传感器与改装控制装置电连接。

优选的，第四液流管中部安装有第二压力传感器和第二溢流阀，第二压力传感器与改装控制装置电连接。

优选的，分配器本体安装有分别用于调节第一流道、第二流道压力的两个调节装置，调节装置包括顶端伸入第一流道或第二流道的螺栓，螺栓的顶部固定有盲孔螺母，螺栓位于盲孔螺母与分配器本体之间套装有调节螺母。

优选的，第二备用输出口连通至一分油分电接头；分油分电接头与改装控制装置电连接，为若干附属设备供油；分油分电接头的回油口连通至液压回收站；分油分电接头还分别与先导泵和先导油回收站连通。

优选的，分油分电接头包括导电环和中心回转分油接头；导电环包括同轴相套的芯轴和壳体，芯轴轴向分布有多组环形的导电内芯，壳体内壁设置有多组与导电内芯一一对应的电刷，电刷与导电内芯构成电接触，各电刷的引线引导至壳体的周面并集成电刷集线束并连接至改装控制装置，各导电内芯的引线引导至芯轴下方并构成导电集线束，中心回转分油接头包括同轴相套的回转体和固定套，回转体中部具有中心通孔；回转体包括与固定套配合的套接段、以及下方的连接段，套接段包括轴向分布有多组环形油槽，及与各油槽一一连通的轴向油道，连接段设置有若干径向的出油口，出油口与油槽通过轴向油道连通，固定套设置有与各油槽一一对应连通的进油孔；导电内芯数量与油槽数量相同；芯轴与回转体通过连接板同轴连接，且回转体固定于挖掘机的下部机构；壳体与固定套通过连接架同轴连接，且固定套固定于挖掘机的上部机构；导电集线束向下穿过中心通孔，与下部机构的附属设备的电磁阀电连接，出油口经油管为下部机构的附属设备提供液压。

优选的，先导泵连接一先导油分阀块，分油分电接头和分配器本体分别与先导油分阀块连通。

优选的，控制室的电控系统包括中心系统、显示系统、手柄电控系统和脚踏板电控系统，改装控制装置分别与上述系统电连接。

优选的，改装控制装置具有无线通信功能，改装控制装置与远程电子设备通过无线通信实现信息交互。

通过采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：

通过液控换向阀实现前液压泵为行走机构和附属设备切换供油，将前液压泵空闲期释放出来，为附属设备供油，实现前液压泵的高效使用，满足挖掘机多附属设备的改装，符合市场需求。第一备用输出口、第二备用输出口及左行走机构等多个输出端口的主控阀先导油由分配本体的电磁阀控制输入，简化了结构，同时电磁阀和分油分电接头的多个电刷由改装控制装置统一协调，实现智能化精准操作，有效避免误操作。本发明实现前后液压泵统一协作合流为大流量附属提供液压动力，实现此液压动力提升40%以上，满足市场实际需求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为改装分配器的右上方立体结构图；

图3为改装分配器的仰视图；

图4为分配器本体俯视图；

图5为分配器本体的仰视图；

图6为分配器本体c侧的右视图,箭头为先导油维持液压和先导回油的运动方向；

图7分配器本体c侧的右视图,箭头为电磁阀工作，先导油运动方向；

图8为分配器本体的前视图；

图9为液控换向阀的仰视图；

图10为压力调节装置的结构示意图；

图11为分油分电接头的结构示意图；

图12为回转体的俯视图；

图13为套管的侧视图；

主要附图标记说明：（1、分配器本体；101、第一先导油输入口；102、第二先导油输入口；103、先导油输出口；104、第一液压信号输出口；105、第二液压信号输出口；106、第三液压信号输出口；107、第一备用液压回流口；108、第一液流管；109、第二液流管；110、第三液流管；111、第四液流管；112、第一流道；113、第二流道；114、第三流道；116、第一支流道；117、第二支流道道；118、第三支流道；119、液流输入管；120、液流输出管；2、液控换向阀；x、第一控油口；y、第二控油口；p、液流输入口；t、液流输出口；a、第一液流口；b、第二液流口；31、第一电磁阀；32、第二电磁阀；33、第三电磁阀；34、第一压力传感器；35、第二压力传感器；36、第一溢流阀；37、第二溢流阀；38、钢珠；4、发动机；41、前液压泵；42、后液压泵；43、先导泵；44、液压回收站；45、先导油回收站；46、前分配模块；461、左行走输出口；462、左行走主控阀；463、左行走液压信号输出口；47、后分配模块；471、第一备用输出口；472、第一备用主控阀；473、第二备用输出口；474、第二备用主控阀；48、先导油分阀块；5、改装控制装置；51、中心系统；52、显示系统；53、手柄电控系统；54、脚踏板电控系统；6、分油分电接头；61、芯轴；611、导电内芯；612、绝缘圈；62、壳体；621、电刷；63、回转体；631、套接段；632、连接段；633、中心通孔；634、油槽；635、轴向油道；636、出油口；637、密封圈；64、固定套；65、导电集线束；66、电刷集线束；67、连接板；68、连接架；7、调节装置；71、螺栓；72、盲孔螺母；73、调节螺母；8、远程电子设备）。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例来进一步说明本发明。

需要注意的是，本发明中所提及的方向术语，如：上、下、前、后、左、右、顶、底、内、外等(除前液压泵和后液压泵外)，是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

图4-7中填充部分是为加工遗留的通孔，不具有实质功能，因此用堵块实施封堵。另外，本发明提及的电磁阀（31、32、33）和液控换向阀不限型号等，只要能实现本发明涉及的功能即可。

如图1所示，一种挖掘机的附属设备控制系统，包括挖掘机本体、改装分配器和改装控制装置5。

挖掘机本体包括有发动机4、前液压泵41、后液压泵42、先导泵43、液压回收站44、先导油回收站45，由发动机4为前液压泵41、后液压泵42、先导油泵42三个泵站提供液压输出动力。

前液压泵41和后液压泵42由挖掘机的原装分配器实现统一协调分配，具体的原装分配器由前分配模块46和后分配模块47构成，前分配模块46控制前液压泵41的液压动力输出，后分配模块47控制后液压泵42的液压动力输出。前分配模块46包括有供左行走机构供油的左行走输出口461、左行走主控阀462，无任何备用输出口。后分配模块47则包括有供右行走机构供油的右行走输出口（未示出）及右行走主控阀（未示出），同时还有第一备用输出口471、第一备用主控阀472和第二备用输出口473、第二备用主控阀474。

挖掘机本体还包括有控制室，中心系统51、显示系统52、手柄电控系统53和脚踏板电控系统54构成控制室的电控系统。

改装控制装置5分别与控制室电控系统的各个子系统电连接。同时改装控制装置5还与改装分配器的电子元件进行电连接。

如图2所示，改装液压分配器，包括分配器本体1和液控换向阀2，液控换向阀2通过螺栓直接固定于分配器本体1的上方。

如图3-8所示，分配器本体1，包括第一先导油输入口101、第二先导油输入口102、先导油输出口103、液流输入管119、液流输出管120、第一液流管108、第二液流管109、第三液流管110、第四液流管111、第一液压信号输出口104、第二液压信号输出口105、第三液压信号输出口106、第一流道112、第二流道113、第三流道114、第一电磁阀31、第二电磁阀32、第三电磁阀33、第二支流道117、第三支流道118、第一备用液压回流口107。

第一先导油输入口101经第一流道112连通至第一液压信号输出口104，第一流道112反向经相应的流道通向先导回油输出口103。第二先导油输入口102经第二流道113连通至第二液压信号输出口105，第二流道113反向经相应的流道通向先导回油输出口103。

第一流道112和第二流道113之间连接第三流道114。第三流道114由前段、后段和中段构成，一钢珠38于中段水平位移，前段、后段的直径都大于中段的直径，且前段、后段与中段连接的端部都设有圆锥面扩口，钢珠38表面与圆锥面扩口贴合实现密封，另外，中段的中部引出第三液压信号输出口106（中段的中部与第三液压信号输出口106连通）。

先导油的输入和先导油的输出结构具体如下。如图6和7所示，两个电磁阀（31、32）上部都与第二支流道117连通，两个电磁阀（31、32）中部都与第三支流道118连通。第一先导油输入口101连通于第二支流道117中部，先导回油输出口103连通于第三支流道中部118。第一流道108与第一电磁阀31下部连接，第二流道109与第二电磁阀32下部连接。

同时，还在第一电磁阀31和第二电磁阀32之间安装第三电磁阀33。第三电磁阀33上部位于第二支流道117中部且不隔断第二支流道117，第三电磁阀的33中部位于第三支流118道且不隔断第三支流道118。

上述三个电磁阀（31、32、33）在任何状况下，都不会将第二支流道117和第三支流道118隔断。

第一先导油输入口101维持供油状态，先导油会在第二支流道117无障碍流向两侧以维持预设液压。而进入第三支流道118的先导回油则无障碍地流向中部的先导回油输出口103。

第一电磁阀31通电时，第一电磁阀31的上部通向第一电磁阀32的下部。这时，先导油由第二支流道117进入的第一电磁阀31上部，再由第一电磁阀31下部流向第一流道108。先导回油回收时，第一电磁阀31下部通向第一电磁阀31中部，先导回油由第一流道108进入第一电磁阀31下部，再由第一电磁阀31中部沿第三支流道118流向先导回油输出口103。

第二电磁阀32的下方有第一备用液压信号输出口121。第二电磁阀32通电时，第二电磁阀32的上部通向第二电磁阀32的底端，从而形成第一备用液压信号，为后分配模块47的第一备用主控阀472提供液压信号。先导回油回收时，第二电磁阀32底端通向第二电磁阀32中部，先导回油由第二流道109或第二电磁阀32的下方进入第二电磁阀32的下部，再由第二电磁阀32中部沿第三支流道流118向先导回油输出口103。

第三电磁阀33的下方有第二备用液压信号输出口122。第三电磁阀33通电时，第三电磁阀33的上部通向第三电磁阀33的底端，从而形成第二备用液压信号，为后分配模块47的第二备用主控阀474提供液压信号，从而使第二备用输出口473向外输出。先导回油回收时，第三电磁阀33底端通向第三电磁阀32中部，先导回油由第三电磁阀33的下方进入第三电磁阀33的下部，再由第三电磁阀32中部沿第三支流道流118向先导回油输出口103。

如图9所示，液控换向阀2具有第一控制油口x，第二控制油口y，液流输入口p、液流输出口t、第一液流口a、第二液流口b。该液控换向阀2的工作具体如下：控制油由第一控制油口x输入时，液压输入口p至第一液流口a；控制油由第二控制油口y输入时，液压输入口p至第二液流口b；无控制油输入时，液流输入口p、第一液流口a和第二液流口b至液流输出口t。

液控换向阀2安装于分配器本体1上方时，液流输入口p位于液流输入管119正上方并且通过密封圈等密封连接实现两者连通，液流输出口t刚好位于液流输出口120的正上方并且通过密封圈等密封连接实现两者连通，第一控油口x刚好位于第一液压信号输出口104的正上方并且通过密封圈等密封连接实现两者连通，第二控油口y刚好位于第二液压信号输出口105的正上方并且通过密封圈等密封连接实现两者连通。第一液流口a刚好位于第一液流管108的正上方并且通过密封圈等密封连接实现两者连通。第二液流口b刚好位于第二液流管109的正上方并且通过密封圈等密封连接实现两者连通。第一液压信号输出口104和第二液压信号输出口105的底端采用螺栓密封。第一先导油输入口101用于与挖掘机的先导泵43连通，第二先导油输入口102用于与前分配模块46的一个左行走液压信号输出口463连通。先导油输出口103与挖掘机的先导油回收站45连通。液流输入管119的另一端与前分配模块46的一个左行走输出口461连通。液流输出管120的另一端与挖掘机的液压回收站44连通。第三液压信号输出口106与前分配模块46的一个左行走主控阀462连通。第一液流管108为附属设备供油，第二液流管109为左行走机构供油。第三液流管110的一端与第一备用输出口471连通，另一端为附属设备供油。第三液流管110中部经第四液流管111连通至第一备用液压回流口107，第一备用液压回流口107与液压回收站44连通。

其中，第一备用液压信号输出口121为第一备用主控阀472提供液压信号；第二备用液压信号输出口122为第二备用主控阀474提供液压信号。第一液流管108和第三液流管110能汇流为附属设备供油。上述三个电磁阀（31、32、33）与改装控制装置5电连接，实现智能化控制。

具体工作流程如下：先导油由第一先导油输入口101进入后，一部分顺着第一流道112流经第一液压信号输出口104，最后由第一控制油口x进入液控换向阀2内，从而开启液压输入口p至第一液流口a的通道；另一部分则进入第三流道114中部，将钢珠38推向前侧密封前侧的圆锥面扩口，并且先导油自中部流向第三液压信号输出口106，到达前分配模块46的左行走主控阀462，从而使前分配模块46的左行走主控阀462开启。前液压泵42的高压油由液流输入管119进入液控换向阀2进行换向后，由第一液流管108输出，从而为挖掘机的为附属设备供油。

左行走液压信号输出口463输出的液压信号由第二先导油输入口102进入后，一部分顺着第二流道113流经第二液压信号输出口105，最后由第二控制油口y进入液控换向阀2内，从而开启液压输入口p至第二液流口b的通道；另一部分则进入第三流道114中部，将钢珠38推向后侧密封前后的圆锥面扩口，并且先导油自中部流向第三液压信号输出口106，到达前分配模块46的左行走主控阀462，从而使前分配模块46的左行走主控阀462开启。前液压泵42的高压油由液流输入管119进入液控换向阀2进行换向后，由第二液流管109输出，从而左行走机构供油。

需要针对左行走机构供油作进一步说明的是，例如，第二液流管109输出至左行走机构的前腔室，高压油会由左行走机构的后腔室回流至前分配模块46；前分模块46直接供油至左行走机构的后腔室，高压油由左行走机构的前腔室回流至第二液流管109，第二液流管109由液流输出管120回收至挖掘机的液压回收站，再返回前分配模块46。

液控换向阀2在无控制油输入时，高压油由第一液流管108和第二液流管109返回液控换向阀2，再由液流输出t经液流输出口120回收至液压回收站44。

当挖掘机改装需要采用道大流量附属设备时，可以通过合流开关将第一液流管108和第三液流管110的输出高压油合并输出，从而提高液压动力，液压动力的提升达到40%以上，满足市场实际需求。

为更好检测油路液压，保护油路系统不损坏，同时能合理计算第一液流管108和第三液流管110的输出合液压。第一液流管108还引出第一支流道116，第一支流道116连通至液流输出管120中部，第一支流道116的中部依次安装有第一压力传感器34和第一溢流阀36。与第三液流管连通的第四液流管111中部安装有第二压力传感器35和第二溢流阀37。第一压力传感器34和第二压力传感器35都与与改装控制装置5电连接，实现精准化控制。

进一步的，第一流道112、第二流道113都安装有调节装置。如图10所示，调节装置包括顶端伸入第一流道112或第二流道113的螺栓71，螺栓71的顶部固定有盲孔螺母72，螺栓71位于盲孔螺母72与分配器本体1之间套装有调节螺母73。旋转调节螺母53，调整螺丝71伸入的深度，达到堵截或调节液压信号的压力的目的，提高使用的灵活性。

后分配模块47的第二备用输出口473经分油分电接头6为若干个分别附属设备供油（小流量），其回油口连通至液压回收站44，分油分电接头6的控制阀同样由先导泵43输出先导油控制（分油分电接头6与先导泵43的先导油分阀块48连通），且先导油还回收至先导油回收站45。分油分电接头6中与附属设备对应的多个电磁阀与改装控制装置5电连接。

后分配模块47的第二备用输出口473主要为挖掘机下部结构的附属设备供油，为保证电刷集线束和油管在挖掘机回转过程中不发生缠绕或扭曲等现象。

本实施例还具体介绍一种可回转的分油分电接头6，安装于挖掘机的回转中心。如图11-13所示，分油分电接头6包括导电环和中心回转分油接头。

导电环包括同轴相套的芯轴61和壳体62。芯轴61轴向分布有多组环形的导电内芯611，两两导电内芯611之间安装有绝缘圈62，每一导电内芯11都电连接有导电内芯的引线，这些引线被向下引导至芯轴61下方，从而构成导电集线束65。壳体62内壁设置有多组与导电内芯611一一对应的电刷621，每一电刷621都电连接有电刷的引线，这些引线被引导至壳体62的周面，从而构成电刷集线束66。导电内芯611和电刷621构成电接触，上述引线都为绝缘电缆。

中心回转分油接头包括同轴相套的回转体63和固定套64。回转体63中部具有中心通孔633。回转体63包括与固定套64配合的套接段631、以及下方的连接段632。套接段631包括轴向分布有多组环形油槽634、及与各油槽634一一连通的轴向油道635，两两油槽634之间安装有密封圈637，油槽634的数量与电刷621的数量一致，包括至少六个油槽634，甚至9个油槽634，以符合多个附属设备需求。连接段632设置有若干径向的出油口636，出油口636与油槽634通过轴向油道635连通。固定套64设置有与各油槽634一一对应连通的进油孔641。

芯轴61和回转体63通过连接板67实现联动连接。壳体2与固定套64则又通过连接架68连接。导电集线束65向下穿过中心通孔633，与下部机构的附属设备的电磁阀电连接，而出油口636经油管为下部机构的附属设备提供液压。

为实现远程控制，本发明的改装控制装置5集成有无线通信模块（蓝牙模块、4g模块），通过无线通信方式，实现与远程电子设备8（电脑、笔记本、手机等）信息交互。

以上所述的，仅为本发明的较佳实施例而已，不能限定本发明实施的范围，凡是依本发明申请专利范围所作的均等变化与装饰，皆应仍属于本发明涵盖的范围内。