智能回转式履带转向立柱及滑模摊铺机的制作方法

本发明涉及摊铺设备技术领域，具体为一种智能回转式履带转向立柱及滑模摊铺机。

背景技术：

滑模摊铺机是铺筑水泥混凝土路面、混凝土护栏、混凝土路缘石、混凝土排水槽、混凝土矮墙等混凝土构筑物施工的关键设备。滑模摊铺机各个装置和部件的高可靠性是工程施工作业质量的有力保障，其中，转向装置对滑模摊铺机的性能有很重要的影响。现有的滑模摊铺机转向装置采用液压油缸推动，采用传感器检测其转向角度或液压油缸活塞位置作为履带实时位置的反馈，通过运算来控制转向。这种转向装置结构复杂，使用会带来诸多不便，尤其在需要大转角工况下就显得无能为力，并且转向装置受到转向液压油缸侧向力的推动而产生形变，转向精度受到影响，这些都对滑模摊铺机的使用造成不良影响。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种智能回转式履带转向立柱，具有转向角度不受限制，机动性能高、能够朝任意方向行驶的优点，可摊铺小半径构筑物。

为实现上述目的，本发明提供了两种不同的技术方案：

第一技术方案

智能回转式履带转向立柱，包括履带总成转向驱动器、履带总成、升降立柱以及检测履带总成方向位置的履带位置传感器，升降立柱包括外导管、内导管、以及连接在内导管下端的u型轭，内导管通过u形轭与履带总成连接，外导管套装在内导管外，所述内导管内安装有驱动外导管升降的升降驱动器；其特征在于：履带总成转向驱动器采用回转驱动机构、并且一端固定连接在外导管的下端，所述回转驱动机构的回转中心与外导管、内导管的轴心同心，所述回转驱动机构的另一端通过升降式连接件与u形轭或内导管传动连接，使得外导管通过升降式连接件能够相对内导管上下升降。

进一步地，所述回转驱动机构采用蜗轮蜗杆回转支撑，所述回转驱动机构包括环形壳体，环形壳体上还一体设置有与环形壳体连通的蜗杆壳体，蜗杆壳体内转动安装有蜗杆，蜗杆对应连接有一个固定在蜗杆壳体上的回转驱动器，环形壳体内转动安装有与蜗杆啮合的涡轮，环形壳体的一端固定连接外圈，另一端设置有与齿轮连接、并随齿轮转动的内圈。

进一步地，所述回转驱动机构滑动套装在内导管外、并且设置内圈的一端朝下，环形壳体的外圈固定连接在外导管的下端，升降式连接件包括上臂、下臂、转向环，所述转向环滑动套装在回转驱动机构下方的内导管上、并与回转驱动机构的内圈连接，所述上臂的一端与转向环转动连接、另一端与下臂的一端转动连接，下臂的另一端与u型轭转动连接。

进一步地，所述回转驱动机构滑动套装在内导管外、并且设置内圈的一端朝下，回转驱动机构的外圈与外导管固定连接，所述升降式连接件为环形，升降式连接件套装在回转驱动机构下方的内导管上、并与回转驱动机构的内圈连接，升降式连接件与内导管之间采用径向定位、轴向滑动的连接结构。

进一步地，履带位置传感器采用旋转编码器，旋转编码器连接在蜗杆远离回转驱动器的一端。

第二技术方案：

智能回转式履带转向立柱，包括履带总成转向驱动器、履带总成、升降立柱以及检测履带总成方向位置的履带位置传感器，升降立柱包括外导管、内导管组件、内导管组件包括内导管以及连接在内导管下端的u型轭，内导管通过u形轭与履带总成转动连接，外导管套置在内导管外，所述内导管内安装有驱动外导管升降的升降驱动器；其特征在于：履带总成转向驱动器采用回转驱动机构、并安装在内导管与u型轭之间，所述回转驱动机构的回转中心与外导管、内导管的轴心同心，回转驱动机构的一端与u型轭固定连接、另一端与内导管固定，外导管与内导管之间还连接有升降式连接件，升降式连接件用于外导管与内导管之间的径向定位，并使得外导管能够相对内导管上下升降。

进一步地，所述回转驱动机构采用蜗轮蜗杆回转支撑，所述回转驱动机构包括环形壳体，环形壳体上还一体设置有与环形壳体连通的蜗杆壳体，蜗杆壳体内转动安装有蜗杆，蜗杆对应连接有一个固定在蜗杆壳体上的回转驱动器，环形壳体内转动安装有与蜗杆啮合的涡轮，环形壳体的一端固定连接外圈，另一端设置有与齿轮连接、并随齿轮转动的内圈。

进一步地，回转驱动机构的内圈朝下、并与u型轭连接，升降式连接件包括上臂、下臂、转向环，转向环固定连接在内导管的下端、并与回转驱动机构的外圈固定连接，下臂的一端与转向环转动连接、另一端转动连接上臂的一端，上臂的另一端与固定在外导管上的铰接座转动连接。

进一步地，回转驱动机构的内圈朝下、并与u型轭连接，回转驱动机构的外圈与内导管固定连接，所述升降式连接件为环形，升降式连接件套装在回转驱动机构上方的内导管上、并与外导管连接，升降式连接件与内导管之间采用径向定位、轴向滑动的连接结构。

进一步地，履带位置传感器采用角度传感器或旋转编码器，若采用旋转编码器，则连接在蜗杆远离回转驱动器的一端，若角度传感器，则安装在回转驱动机构内。

本发明的有益效果：

本发明适用于滑模摊铺机的履带转向，具有结构简单、控制方便、便于维护、可靠性高的优点。

本发明可使滑模摊铺机的履带转向角度不受限制，能够朝任意方向行驶，提高其机动性，能适应小半径构筑物的摊铺。

附图说明

图1为智能回转式履带转向立柱的第一实施例的结构示意图；

图2为回转驱动机构的局部示意图；

图3为智能回转式履带转向立柱的第二实施例的结构示意图；

图4为图3的局部剖视图；

图5为智能回转式履带转向立柱的第三实施例的结构示意图；

图6为图5的局部剖视图；

图7为智能回转式履带转向立柱的第四实施例的结构示意图；

图8为图7的局部剖视图；

图9为三履带滑模摊铺机的结构示意图；

图10为三履带滑模摊铺机自动转向控制原理图。

具体实施方式

智能回转式履带转向立柱的第一实施例

如图1、2所示，本发明公开一种智能回转式履带转向立柱，包括履带总成1、回转驱动机构4、升降立柱2以及检测履带总成1方向位置的履带位置传感器3，升降立柱2包括外导管2.1、内导管2.2、连接在内导管2.2下端的u型轭2.3，内导管2.2通过u形轭2.3与履带总成1的支架1.1连接，外导管2.1套装在内导管2.2外，内导管2.2内安装有驱动外导管2.1升降的升降驱动器（图中未示出），升降驱动器采用液压缸。

回转驱动机构4滑动套装在内导管2.2外，回转驱动机构4采用公知的蜗轮蜗杆回转支撑，回转驱动机构4包括环形壳体4.1，环形壳体4.1内转动安装有涡轮（图中未示出），环形壳体4.1的两侧分别一体设置有与环形壳体4.1连通的蜗杆壳体4.2，蜗杆壳体4.2内分别转动安装有与涡轮啮合的蜗杆4.3，每根蜗杆4.3均对应连接有一个固定在蜗杆壳体4.1上的回转驱动器4.4，回转驱动器4.4采用液压马达，环形壳体4.1的一端固定连接外圈4.6，另一端设置有与齿轮连接、并随齿轮转动的内圈4.5。

外导管2.1的下端连接有法兰6，回转驱动机构4的滑动套装在内导管2.2上，回转驱动机构4的外圈4.6与外导管2.1下端的法兰6固定连接，回转驱动机构4通过升降式连接件5与u形轭2.3连接，升降式连接件5包括上臂5.1、下臂5.2、转向环5.3，转向环5滑动套装在回转驱动机构4下方的内导管2.2上、并与回转驱动机构4的内圈4.5固定连接，上臂5.1的一端通过第一销轴5.4与转向环5.3转动连接，下臂5.2的两端分别设置有开口，下臂5.2的一端开口与上臂5.1远离转向环5.3的一端转动连接、另一端开口通过第二销轴5.5与u型轭2.3转动连接。

所述履带位置传感器3采用旋转编码器，旋转编码器连接在其中一个蜗杆远离回转驱动器4.4的一端。

本实施例的工作原理：

转向时，回转驱动器4.4驱动蜗杆4.3、涡轮转动，涡轮通过内圈4.5带动升降式连接件5转动，升降式连接件5带动履带总成1与外导管2.1发生相对转动，从而实现履带总成1的转向动作，同时通过履带位置传感器3获取履带的方向位置。

升降驱动器带动外导管2.1升降时，回转驱动机构4随动外导管2.1一起升降，并带动上臂5.1、下臂5.2张开、合拢。

智能回转式履带转向立柱的第二实施例

如图3、4所示，第二实施例的结构与第一实施例的结构大体相同，不同点在于：回转驱动机构4连接在内导管2.2与u型轭2.3之间，回转驱动机构4的内圈4.5与u型轭2.3固定连接，转向环5.3固定连接在内导管2.2的下端、并与回转驱动机构4的外圈4.6固定连接，下臂5.2的一端与转向环5转动连接、另一端转动连接上臂5.1的一端，上臂5.1的另一端与固定在外导管2.1上的铰接座7转动连接。

本实施例的履带位置传感器即可以如第一实施例采用旋转编码器，也可以采用角度传感器：旋转电位计20，旋转电位计20设置在回转驱动机构4的中心位置、并通过第一连接板21与内圈4.5固定连接，旋转电位计20的输出轴通过传动件与固定在转向环5.3上的第二连接板22连接。

本实施例的工作原理：

转向时，回转驱动器4.4驱动蜗杆4.3、涡轮转动，涡轮通过内圈4.5带动u形轭2.3转动，u形轭2.3带动履带总成1与内导管2.2、外导管2.1、升降式连接件5、回转驱动器4.4的固定部分发生相对转动，从而实现履带总成1的转向动作，同时通过履带位置传感器3获取履带的方向位置。

升降驱动器带动外导管2.1升降时，带动上臂5.1、下臂5.2张开、合拢。

智能回转式履带转向立柱的第三实施例

如图5、6所示，第三实施例与第一实施例的结构大体相同，不同点在于：本实施例采用了环形的升降式连接件8代替了第一实施例中所述升降式连接件的结构，升降式连接件8滑动套装在回转驱动机构4下方的内导管2.2上、并与内圈4.5固定连接，内导管2.2外壁设置有键槽23，升降式连接件8的内壁沿轴向设置有与键槽23配合的卡键9，实现升降式连接件8与内导管2.2之间的径向定位，同时使升降式连接件8又能够沿内导管2.2的轴向滑动，键槽23的高度要高于升降式连接件8向上滑动的最大高度，卡键9可以采用现有技术中常用的平键或花键。

本实施例的工作原理：

转向时，回转驱动器4.4驱动蜗杆4.3、涡轮转动，涡轮通过内圈4.5带动内导管2.2转动，内导管2.2通过u形轭2.3带动履带总成1与外导管2.1发生相对转动，从而实现履带总成1的转向动作，同时通过履带位置传感器3获取履带的方向位置。

升降驱动器带动外导管2.1升降时，带动回转驱动机构4、升降式连接件8沿内导管2.2同步升降。

智能回转式履带转向立柱的第四实施例

如图7、8所示，第四实施例与第三实施例的结构大体相同，不同点在于：回转驱动机构4连接在内导管2.2与u型轭2.3之间，内导管2.2上连接有下法兰10，回转驱动机构4的外圈4.6与下法兰10固定连接，回转驱动机构4的内圈4.5与u型轭2.3连接，外导管2.1的下端连接有上法兰11，升降式连接件8滑动套装在回转驱动机构4上方的内导管2.2上、并与上法兰6固定连接。

内导管2.2外壁设置有键槽23，升降式连接件8的内壁沿轴向设置有与键槽23配合的卡键9，实现升降式连接件8与内导管2.2之间的径向定位，同时使升降式连接件8又能够沿内导管2.2的轴向滑动，键槽23的高度要高于升降式连接件8向上滑动的最大高度，卡键可以采用现有技术中常用的平键或花键。

本实施例的履带位置传感器可以如第二实施例即采用旋转编码器3，也可以采用旋转电位计20，具体安装结构与第二实施例相同。

本实施例的工作原理：

转向时，回转驱动器4.4驱动蜗杆4.3、涡轮转动，涡轮通过内圈4.5带动u形轭2.3转动，u形轭2.3带动履带总成1与内导管2.2、升降式连接件8、外导管2.1以及与内导管2.2连接的回转驱动器4.4的固定部分发生相对转动，从而实现履带总成1的转向动作，同时通过履带位置传感器3获取履带的方向位置。

升降驱动器带动外导管2.1升降时，带动升降式连接件8沿内导管2.2同步升降。

本发明公开的智能回转式履带转向立柱应用到三履带滑模摊铺机、四履带滑模摊铺机以及四履带铣刨机等设备，下面以三履带滑模摊铺机为例具体说明。

如图9所示，三履带滑模摊铺机包括上述四个中任一个实施例所述的智能回转式履带转向立柱12，智能回转式履带转向立柱12的外导管上分别连接有法兰盘13，法兰盘13之间连接有机架14，机架14上安装有动力机构15、模具机构16，机架14的一侧安装有呈前后的布置的两个转向传感器17，转向传感器17与智能回转式履带转向立柱12中的履带位置传感器3配合通过控制器18控制滑模摊铺机1的自动转向。

如图10所示，两个转向传感器17、智能回转式履带转向立柱11中的履带位置传感器3连接在控制器18的输入端，回转驱动器4.4分别通过转向电磁阀19连接在控制器18的输出端，控制器18可以采用现有技术中常用的plc、单片机或工程机械用控制器，履带位置传感器3检测到履带总成1的方向位置，作为位置反馈信号与转向传感器17一起通过控制器18控制滑模摊铺机的自动转向。