专利名称：履带式行走机械及其转向检测系统和控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及道路工程机械技术领域，具体而言，涉及一种履带式行走机械及 其转向检测系统和控制系统。
背景技术：
路面铣刨机在施工作业过程中，其后履带必须保持直线行走。当铣刨机前履带转 向时，后履带必须及时转向回中，以确保其运动轨迹和前履带相一致，以保证铣刨路面的相 对直线性。如果采用人工操作转向系统进行转向回中，无论车上或者车下的工作人员都很 难一次性转向回中到位，必须多次的反复操作，这样就影响了施工效果。如果采用接近开关 检测则结构比较复杂，传感器容易松动、断裂，并且调试不方便。因此转向自动回中技术应 运而生。在目前的转向自动回中技术中，需将两个接近开关安装在特制油缸的缺槽中，通 过检测特制油缸中的两个感应块，将检测信号输入履带转向转向检测器来对履带转向进行 转向检测。现有转向回中的技术中，由于传感器和感应块之间的可调距离狭窄，导致调试时 不容易快速的找到正确的安装位置，并且传感器安装位置或者检测距离有稍微的偏离正确 位置，将导致检测到错误信号，都会导致后履带的摇摆不定不能自动转向回中，转向检测性 能不佳；并且安装传感器的特制油缸由于开了缺槽，很容易弯曲和断裂，使得该油缸的机 械可靠性较低。不仅对于路面铣刨机，其他的履带式行走机械也存在类似的问题。在相关的技术方案中，转向回中装置的转向检测效果不佳，并且安装了传感器的 特制油缸的机械可靠性较低，针对这些问题，目前尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种履带式行走机械及其控制方法与系统以及转向 检测系统，以解决现有技术中转向回中装置的转向检测效果不佳，并且安装了传感器的特 制油缸的机械可靠性较低的问题。为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种履带式行走机械的 转向检测系统。本实用新型的履带式行走机械包括车身、前履带和后履带以及每个履带的支腿立 柱的立柱套，其特征在于，所述转向检测系统还包括角位移传感器和连杆机构，其中，所述 角位移传感器的信号输出为其固定部和旋转部之间的角位移量；所述固定部固定在所述车 身上；所述旋转部通过所述连杆机构与后履带的支腿立柱的立柱套连接，该旋转部随着所 述立柱套的旋转而旋转。进一步地，所述连杆机构包括驱动杆部，一端与所述立柱套固定连接；从动杆 部，一端与所述角位移传感器的旋转部连接；以及，中间杆部，其第一端和第二端分别与所 述驱动杆部的另一端与所述从动杆部的另一端连接。
3[0010]进一步地，所述驱动杆为所述立柱套上固定连接的转向支架；所述中间杆的第一 端与所述转向支架活动连接。进一步地，所述从动杆为转盘，该转盘的圆心处为转轴，该转轴与所述旋转部的转 轴连接；所述中间杆的第二端与所述转盘上非圆心处的一点活动连接。进一步地，所述车身上固定连接有转盘托架，所述转盘的轴固定在该转盘托架上。进一步地，所述角位移传感器的安装位置为所述履带式行走机械的后履带在中 位时，所述旋转部与所述固定部之间的角位移为0。进一步地，所述车身上固定连接有支架，所述固定部与该支架固定连接。为了实现上述目的，根据本实用新型的又一方面，提供了一种履带式行走机械的 控制系统。本实用新型中的控制系统适用于履带式行走机械，该履带式行走机械包括车身、 前履带和后履带以及每个履带的支腿立柱的立柱套，该控制系统包括本实用新型中的履带 式行走机械的转向检测系统以及控制器，该控制器用于根据接收的信号和预设的控制方式 输出控制信号；所述控制器的信号输入端与所述角位移传感器的信号输出端连接；所述控 制器的控制信号输出端与所述履带式行走机械的转向操作执行系统连接。为了实现上述目的，根据本实用新型的又一方面，提供了 一种履带式行走机械。本实用新型的履带式行走机械包括车身、前履带和后履带以及每个履带的支腿立 柱的立柱套，并且还包括本实用新型中的控制系统。进一步地，本实用新型的履带式行走机械为铣刨机。根据本实用新型的技术方案，使用角位移传感器，能够较为准确地检测到履带的 转向角度，在转向调节中也能快速地对转向角度进行跟踪检测，从而根据角位移传感器输 出的信号对履带转向进行转向检测时能够获得较好的转向检测效果。而且使用角位移传感 器，省去了特制油缸的使用，因此不存在影响特制油缸机械性能的问题。角位移传感器的安 装方式使履带处于中位时，角位移传感器检测到的角位移为0，这种安装方式最大限度地利 用了角位移传感器的测量范围。
构成本说明书的一部分、用于进一步理解本实用新型的附图示出了本实用新型的 优选实施例，并与说明书一起用来说明本实用新型的原理，但不作为对本实用新型的限定。 各附图分别说明如下图1是根据本实用新型实施例中的铣刨机的转向检测系统的示意图；图2是根据本实用新型实施例中的履带转向转向检测系统的俯视状态的示意图；图3是根据本实用新型实施例中的履带式行走机械后履带转向的控制原理的示 意图；以及图4是根据本实用新型实施例中的控制器的控制方法流程的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
4[0027]本实用新型实施例中以铣刨机为例对技术方案进行说明，该技术方案还可以应用 于其他履带式行走机械中，通常这种履带式行走机械包括车身、前履带和后履带以及每个 履带的支腿立柱的立柱套。本实施例中采用角位移传感器来检测铣刨机后履带的转向。可以采用的一种角位 移传感器的结构是包含有固定部和旋转部，该固定部和旋转部之间能够因旋转部的旋转而 产生角位移，角位移传感器的输出信号表示该角位移的量值。因此在本实施例中角位移传感器的安装方式是，将角位移传感器的固定部固定在 铣刨机的车身上，将旋转部通过连杆机构与后履带的支腿立柱的立柱套连接，使该旋转部 能够随着立柱套的旋转而旋转。可以看出这种方式使得角位移传感器能够检测立柱套的旋 转量，也就是后履带的转动量。可以采用其他型式的角位移传感器，可以参考上述的安装方 式，只要使角位移传感器能够检测到后履带的转动量即可。上述的连杆机构主要由驱动杆部、从动杆部以及中间杆部这三部分构成，驱动杆 部一端与立柱套固定连接；从动杆部一端与角位移传感器的旋转部连接；中间杆部的第一 端和第二端分别与驱动杆部的另一端以及从动杆部的另一端连接。本实施例中角位移传感器的具体安装方式如图1所示。图1是根据本实用新型实 施例中的铣刨机的转向检测系统的示意图。本实施例中的铣刨机包括前履带和后履带。图1示出了后履带0附近的相关机构， 例如支腿立柱(2)、与支腿立柱(2)的立柱套(21)固定连接的转向支架(3)，以及车身⑴ 的一部分。对于上文中的连杆机构，在图1中，将转向支架(3)作为驱动杆，连接杆(5)作 为中间杆，其第一端与转向支架(3)活动连接例如铰接。图1中的角位移传感器的可见部 分为盖板(6)和旋转轴套(7)，二者通过旋转轴(图中未示出)紧密连接。盖板(6)为固定 部，固定在车身(1)上，旋转轴套(7)为旋转部，固定在转盘(4)上。转盘(4)作为上述连 杆机构的从动杆，其圆心处为转轴，该转轴与旋转轴套(7)的转轴连接。作为中间杆的连接 杆(5)的第二端与转盘(4)上非圆心处的一点活动连接例如铰接。可以看出，采用连杆机构将支腿立柱(2)的转动传递至转盘(4)，使转盘(4)的转 动与支腿立柱(2)的转动保持一致，这样角位移传感器的输出量就反映出支腿立柱(2)的 转动，从而反映出后履带的转向。上述的各机构之间的连接状态可以更加直观地从图2中看出。图2是根据本实用 新型实施例中的履带转向转向检测系统的俯视状态的示意图。在图2中，连接杆(5)的两 端附近分别与转向支架(3)铰接于第一铰接点A、与转盘(4)铰接于第二铰接点B。第一铰 接点A与支腿立柱(2)的轴心01的距离等于第二铰接点B与转盘(4)的轴心02的距离。 第一铰接点A与第二铰接点B之间的距离等于支腿立柱(2)的轴心01与转盘(4)的轴心 02的距离。可以看出根据图1和图2的连接方式，角位移传感器的输出能够直接反映后履带 的转动情况。本实施例中角位移传感器的输出信号是发送至控制器，为了便于控制器计算， 角位移传感器的安装位置可以是使得履带式行走机械的后履带在中位时，盖板(6)与所述 旋转轴套(7)之间的角位移为0。为了便于安装角位移传感器以及转盘，在本实施例中，在车身(1)上可以固定连 接支架(8)，角位移传感器的盖板(6)与支架(8)固定连接。在车身(1)上可以固定连接转盘托架(9)，转盘(4)的转盘轴(10)固定在转盘托架(9)上。本实施例中的这种转向检测系统与控制器相结合可以构成一种铣刨机的控制系 统。本实施例中的铣刨机包括该控制系统。控制器可以是可编程逻辑控制器PLC或单片机 等具有逻辑控制功能的器件，通常具有一个或多个信号输入端，并具有根据输入的信号和 预先设置的程序进行计算的功能，以及根据计算结果输出控制信号。本实施例中，控制器主 要是用于根据接收的信号和预设的控制方式输出控制信号。如图3所示，图3是根据本实 用新型实施例中的铣刨机后履带转向的控制原理的示意图。在本实施例中，控制器的信号 输入端与所述角位移传感器的信号输出端连接，控制器的控制信号输出端与铣刨机的转向 操作机构的控制装置连接。这里的转向操作机构主要是后履带左转阀和后履带右转阀。具 体地，如图3所示，传感器角度信号和控制器电压输入点相连接，控制器根据角度值进行逻 辑运算，从而对后履带的左转向阀或者右转向阀进行输出控制。本实施中的控制器的控制原理主要是，控制器接收角位移传感器发送的角度值的 信号，控制器在该角度值不为0的情况下，根据角度值的大小、正负和预设的控制方式输出 控制信号。具体来说，当控制器检测到后履带的转向角度为0度时，则没有输出。当控制器 检测到后履带转向的角度小于0时，则控制器对后履带的左转向阀进行输出，左转向阀得 电后，后履带开始向左转向，后履带的左转向导致了角位移检测角度的变化。当控制器检测 到由角位移传感器传输过来的角度为0度时停止对左转向阀进行输出，此时后履带左转向 停止。后履带回到中位。当控制器检测到后履带转向的角度大于0度时，则控制器对后履 带的右转向阀进行输出，右转向阀得电后，后履带开始向右转向，后履带的右转向导致了角 位移检测角度的变化。当控制器检测到由角位移传感器传输过来的角度为0度时停止对 右转向阀进行输出，此时后履带右转向停止。后履带回到中位，自动回中完毕。图4是根据本实用新型实施例中的控制器的控制方法流程的示意图。控制器的程 序可以根据图4的控制方法流程来编写。在图4中，当角度传感器检测到的角度值(图中 以α表示)小于0时，控制器向铣刨机的后履带的左转向阀输出控制信号，从而后履带向 左转，并且控制器继续接收角度值的信号；当角度值大于0时，向铣刨机的后履带的右转向 阀输出控制信号，从而后履带向右转，并且继续接收角度值的信号；当角度值等于0时，停 止输出控制信号，从而后履带不转向。从以上的描述中可以看出，本实施例中使用角位移传感器，能够较为准确地检测 到履带的转向角度，在转向调节中也能快速地对转向角度进行跟踪检测，从而根据角位移 传感器输出的信号对履带转向进行转向检测时能够获得较好的转向检测效果。而且使用角 位移传感器，省去了特制油缸的使用，因此不存在影响特制油缸机械性能的问题。角位移传 感器的安装方式使履带处于中位时，角位移传感器检测到的角位移为0，这种安装方式最大 限度地利用了角位移传感器的测量范围。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本 领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则 之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求一种履带式行走机械的转向检测系统，所述履带式行走机械包括车身、前履带和后履带以及每个履带的支腿立柱的立柱套，其特征在于，所述转向检测系统还包括角位移传感器和连杆机构，其中，所述角位移传感器的输出信号表示其固定部和旋转部之间的角位移量；所述固定部固定在所述车身上；所述旋转部通过所述连杆机构与后履带的支腿立柱的立柱套连接，该旋转部随着所述立柱套的旋转而旋转。
2.根据权利要求1所述的转向检测系统，其特征在于，所述连杆机构包括 驱动杆部，一端与所述立柱套固定连接；从动杆部，一端与所述角位移传感器的旋转部连接；以及，中间杆部，其第一端和第二端分别与所述驱动杆部的另一端以及所述从动杆部的另一 端连接。
3.根据权利要求1所述的转向检测系统，其特征在于， 所述驱动杆为所述立柱套上固定连接的转向支架； 所述中间杆的第一端与所述转向支架活动连接。
4.根据权利要求1所述的转向检测系统，其特征在于，所述从动杆为转盘，该转盘的圆心处为转轴，该转轴与所述旋转部的转轴连接； 所述中间杆的第二端与所述转盘上非圆心处的一点活动连接。
5.根据权利要求4所述的转向检测系统，其特征在于，所述车身上固定连接有转盘托 架，所述转盘的轴固定在该转盘托架上。
6.根据权利要求1所述的转向检测系统，其特征在于，所述角位移传感器的安装位置 为所述履带式行走机械的后履带在中位时，所述旋转部与所述固定部之间的角位移为0。
7.根据权利要求1所述的转向检测系统，其特征在于，所述车身上固定连接有支架，所 述固定部与该支架固定连接。
8.一种履带式行走机械的控制系统，所述履带式行走机械包括车身、前履带和后履带 以及每个履带的支腿立柱的立柱套，所述控制系统包括权利要求1至7中任一项所述的履 带式行走机械的转向检测系统，其特征在于，所述控制系统还包括控制器，用于根据接收的信号和预设的控制方式输出控制信号； 所述控制器的信号输入端与所述角位移传感器的信号输出端连接； 所述控制器的控制信号输出端与所述履带式行走机械的转向操作执行系统连接。
9.一种履带式行走机械，所述履带式行走机械包括车身、前履带和后履带以及每个履 带的支腿立柱的立柱套，其特征在于，所述履带式行走机械还包括权利要求8所述的控制 系统。
10.根据权利要求9所述的履带式行走机械，其特征在于，所述履带式行走机械为铣刨机。
专利摘要本实用新型公开了一种履带式行走机械及其控制方法与系统以及转向检测系统，以解决现有技术中转向回中装置的转向检测效果不佳，并且特制油缸的机械可靠性较低的问题。该履带式行走机械包括前履带和后履带，并且包括车身(1)、支腿立柱(2)、与支腿立柱(2)的立柱套(21)固定连接的转向支架(3)，该转向检测系统还包括角位移传感器、转盘(4)、连接杆(5)，该角位移传感器的盖板(6)固定在车身(1)上；角位移传感器的旋转轴套(7)固定在转盘(4)上；连接杆(5)的两端附近分别与转向支架(3)铰接于第一铰接点、与转盘(4)铰接于第二铰接点，第一铰接点与支腿立柱(2)的轴心的距离等于第二铰接点与转盘(4)的轴心的距离。
文档编号B62D11/00GK201761537SQ20102023378
公开日2011年3月16日 申请日期2010年6月23日 优先权日2010年6月23日
发明者符传兴, 陈兵 申请人:长沙中联重工科技发展股份有限公司