摊铺机轮胎履带复合式行走系统的制作方法

本实用新型属工程机械行走技术领域，具体涉及一种摊铺机轮胎履带复合式行走系统。

背景技术：

摊铺机是路面修筑、养护的重要设备，它将已拌合好的混合料，按照路面的形状和厚度，均匀地摊铺在已经修筑好的路基或路面基层上，并进行初步的捣实和整平，形成一定宽度、厚度、平整度和密实度要求的路面基层或面层。广泛应用于各等级公路、城市道路、机场、码头等路面施工，摊铺混合料可分为基层稳定类混合料和沥青混凝土混合料。

履带式摊铺机多为大型和超大型摊铺机，即摊铺宽度在7-9米及以上的摊铺机。其优点是接地比压小，牵引力大，可以顶推料车前进，连续施工。摊铺作业时很少出现打滑现象，运行平稳。其缺点是机动性差，对路基凸起物吸收能力差、弯道作业时铺层边缘圆滑程度较轮胎式摊铺机低，且结构复杂，制造成本高。

轮胎式摊铺机多为中型和小型摊铺机，即摊铺宽度在4-6米及以下的摊铺机。轮胎式摊铺机靠轮胎支撑整机以提供附着力，无法顶推料车前进。它的优点是转移运行速度快、机动性好、对路基凸起物吸收能力强、弯道作业易形成圆滑边缘。其缺点是附着力小，在摊铺较宽、铺层较厚的路面时易产生打滑现象，另外它对路基凹坑较敏感。

目前为了既能保证摊铺机的机动性，又能保证使用效果和使用稳定性，会在摊铺机的行走系统中，前轮使用轮胎行走，后轮使用履带行走的复合行走方式，但是目前的复合行走系统中不能够很好的控制前轮与后轮同步行走。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种摊铺机轮胎履带复合式行走系统，采用前轮胎、后履带复合行走，同时具备两种行走方式的优势，具有优异的路面通过性和灵活的施工行驶特点，并且可以做到前轮和后轮准确的同步行走。

本实用新型摊铺机轮胎履带复合式行走系统，包括设置在摊铺机车架前端的前轮胎行走机构和设置在摊铺机车架后端的后履带行走机构，还包括控制前轮胎行走机构和后履带行走机构同步行走的控制系统。

所述前轮胎行走机构包括2个通过连杆相连接的左前轮胎系统、2个通过连杆相连接的右前轮胎系统、左前轮胎转向油缸和右前轮胎转向油缸，左前轮胎转向油缸连接有液压阀一，右前轮胎转向油缸连接液压阀二，液压阀一和液压阀二均连接液压泵。

所述后履带行走机构包括左后履带系统、右后履带系统、左后履带驱动减速机、右后履带驱动减速机，左后履带驱动减速机、右后履带驱动减速机分别连接有液压马达一和液压马达二，液压马达一和液压马达二分别连接液压阀三和液压阀四，液压阀三和液压阀四连接液压泵。

所述控制系统包括控制器、速度传感器、位移传感器、速度电位计和转向电位计，速度传感器安装在后履带液压马达一和液压马达二上，位移传感器安装于左前轮胎转向油缸和右前轮胎转向油缸内，控制器连接速度传感器、位移传感器、速度电位计、转向电位计、液压阀一、液压阀二、液压阀三和液压阀四。

左后履带系统和右后履带系统均包括张紧轮、驱动轮、支重轮、履带板总成和台车架，台车架与摊铺机机架用螺栓连接。

左前轮胎系统和右前轮胎系统均通过轮胎座固定销与机架的侧板销孔安装固定，左前轮胎系统和右前轮胎系统之间设置有连接桥，连接桥穿过摊铺机机架，连接桥中间通过桥固定销与机架的销孔安装固定，左前轮胎系统和右前轮胎系统通过转向连杆连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

采用前轮胎行走系统、后履带行走系统复合式驱动，同时具备两种驱动方式的优势，具有强劲的驱动力，可以顶推料车进行连续性施工，另外，施工转场灵活，路面通过性优异，并且，可以保证弯道施工时，铺层边缘过渡圆滑；并且前轮和后轮通过控制器实现同步行走和转向，转向更加顺畅。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为直线行驶时的结构示意图；

图3为转弯行驶时的结构示意图；

图4为左侧履带行走系统的结构示意图；

图5为前轮胎行走机构的结构示意图；

图6为行走控制系统流程图；

图7为转向模式示意图；

图中：1、左后履带系统，2、右后履带系统，3、左后履带驱动减速机，4、右后履带驱动减速机，5、左前轮胎系统，6、右前轮胎系统，7、左前轮胎转向油缸，8、右前轮胎转向油缸，9、张紧轮，10、履带板总成，11、台车架，12、驱动轮，13、支重轮，14、轮胎座固定销，15、连接桥，16、桥固定销，17、转向连杆。

具体实施方式

下面对照附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1至5所示的摊铺机轮胎履带复合式行走系统，包括设置在摊铺机车架前端的前轮胎行走机构和设置在摊铺机车架后端的后履带行走机构，还包括控制前轮胎行走机构和后履带行走机构同步行走的控制系统。

前轮胎行走机构包括2个通过连杆相连接的左前轮胎系统5、2个通过连杆相连接的右前轮胎系统6、左前轮胎转向油缸7和右前轮胎转向油缸8，左前轮胎转向油缸7连接有液压阀一，右前轮胎转向油缸8连接液压阀二，液压阀一和液压阀二均连接液压泵。

后履带行走机构包括左后履带系统1、右后履带系统2、左后履带驱动减速机3、右后履带驱动减速机4，左后履带驱动减速机3、右后履带驱动减速机4分别连接有液压马达一和液压马达二，液压马达一和液压马达二分别连接液压阀三和液压阀四，液压阀三和液压阀四连接液压泵。

控制系统包括控制器、速度传感器、位移传感器、速度电位计和转向电位计，速度传感器安装在后履带液压马达一和液压马达二上，位移传感器安装于左前轮胎转向油缸7和右前轮胎转向油缸8内，控制器连接速度传感器、位移传感器、速度电位计、转向电位计、液压阀一、液压阀二、液压阀三和液压阀四。

左后履带系统1和右后履带系统2均包括张紧轮9、驱动轮12、支重轮13、履带板总成10和台车架11，台车架11与摊铺机机架用螺栓连接。

左前轮胎系统5和右前轮胎系统6均通过轮胎座固定销14与机架的侧板销孔安装固定，左前轮胎系统5和右前轮胎系统6之间设置有连接桥15，连接桥15穿过摊铺机机架，连接桥15中间通过桥固定销16与机架的销孔安装固定，左前轮胎系统5和右前轮胎系统6通过转向连杆17连接。

整机驱动动力由后侧左右独立的履带行走系统完成，前部四连杆结构的轮胎行走系统，起支撑和转向的作用。直线行驶状态，如图2所示，左前轮胎转向油缸7和右前轮胎转向油缸8处在中位，左前轮胎系统5和右前轮胎系统6没有转向角，与左后履带系统1、右后履带系统2同步同速向前行驶。

转弯行驶状态，如图3所示，当摊铺机需要向右侧转弯时，转动转向电位计，输入转向信号给控制器，控制器控制液压阀三和液压阀四，使右后履带系统2行驶速度较慢，左后履带系统1行驶速度较快，通过两侧履带的比例差速，完成转向；而同时，控制器通过内部转向控制算法，也控制液压阀一和液压阀二，使左前轮胎转向油缸7和右前轮胎转向油缸8的伸长或者缩短，完成由左前轮胎系统5和右前轮胎系统6组成的四连杆轮胎转向系统的转角动作，共同实现转向。避免轮胎侧向移动。

具体的行走控制系统控制算法如下：

行走方式，采用前轮随动，后履带驱动方式，转向时，前轮负责转向，左右后履带采用差速控制，从而到达转向，如图6所示。

其行走系统根据图6所示，中央控制器有四个信号输入，分别为：1、后履带液压马达的速度传感器：用于采集后履带行走速度；2、位移传感器：该传感器安装于前轮转向油缸装置内，根据位移量大小判断转角大小；3、速度电位计，用于给定整车行走速度大小；4、方向电位计，用于设定摊铺机转向大小，中央控制有两个输出，1、前轮转向系统，用于实现前轮的转向；2、后行走系统，用于给定后履带行走速度，并实现转向时的差速。

具体的计算方法如下：

1、非转向时，前轮的转向系统中左右转向油缸相对位置一样，前轮与后履带平行，后行走系统，左右履带的行驶速度一致，推动整车行走，前轮随动。控制器接收速度电位计的信号，该信号线性比例对应速度大小，速度电位计从小到大变化时，控制器接收该速度信号，输出电流控制液压阀3与液压阀4，从而控制整车速度从0到最大。

2、转向时，其转向模式和计算方法如下：

转向时，前轮与后履带轴心线通过同一交点，其投影点为O，如图7所示，车辆转向时的转弯半径R随前轮偏转角度变化而变化，转向时前轮，内侧前轮偏转角α比外侧前轮偏转角度β要大，且两偏转角度满足阿克曼公式，偏转角α和偏转角度β可以通过转向电位计旋动的信号大小计算得到，其对应关系：转向电位计以中间点为零点，以向左转为例，向左从零点旋转至左边最大点对应与前轮向左转动的角度从0度到最大角度，该最大角度为已知量(设计值)，电位计左转最大量程对应左前轮左转最大角度(内侧α)，同时该量程也对应与右前轮左转最大角度(外侧β)，上述三个量程一一对应，同时的，该转角的大小与前轮转向油缸内位移传感器检测到的油缸伸缩量成线性比例关系，根据前述对应关系可以计算出当前电位计旋转后对应的内侧偏转角α和外侧偏转角β，控制器根据转向电位计旋转信号，计算出该角度后，控制前轮转向油缸伸缩，前轮得到转动，并根据前轮转向油缸内的位移传感器反馈伸缩位移量判断是否转动到位。

转向时，两个后驱动履带具有不同的转速，且内侧驱动履带转速慢，外侧驱动履带速度快，即差速行驶。如图7，计算公式如下：

转弯半径R：转向中心O到外转向轮与地面接触点之间的距离。

R＝L/sinβ

阿克曼公式：

式中B：后轴距。

差速公式：

式中n1、n2：分别为内侧慢测和外侧快侧驱动马达转速。该马达转速根据速度旋钮信号和转向电位计信号计算得到。其对应关系如下：

以直线行走时速度为依据，即直线行走时速度电位计与马达转速成线性关系，转向时，转动速度电位计，得到速度V，为已知量，内侧速度慢为n1＝V-V0，外侧速度快为n2＝V+V0，同时该速度对应关系满足前述差速比例，根据以下公式，可以计算出V0，V0为差速变量。

从而可以计算出后驱动马达转速n1、n2。上述的差速和转向计算方法均为汽车常用的转向计算方法。

综上所述，本实用新型为前部轮胎行走系统，后部为履带行走系统，共同实现行走、转向的目的。但不局限于此种布置，也可以前部为履带系统，后部为轮胎行走系统。

履带行走系统的结构，不限于本实用新型的结构组成，包括张紧轮和驱动轮的距离，支重轮的数量，台车架与主机架的安装方式等。

本实用新型，左前、右前轮胎行走系统，由2个小轮胎组成，也可以由1个小轮胎组成。

在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。