用于控制先导控制阀的操纵装置和包括操纵装置的推土的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于控制具有浮动位的先导控制阀的操纵装置，该操纵装置包括操纵杆、壳体、与壳体固定连接的套筒和能够在操纵杆的作用下在套筒的内部沿轴向移动的盖帽。在套筒的壁中形成有多个孔，每个孔中容纳一个滚珠，该滚珠被压紧机构推压在盖帽的外周面上。压紧机构环绕套筒设置在套筒的外侧。在盖帽的外周面上形成有尖峰状的突起，当盖帽移动到第一位置时，突起的第一表面与滚珠接触，当盖帽从第一位置进一步沿轴向移动时，突起越过滚珠，且突起的第二表面、压紧机构和滚珠一起将盖帽保持在第二位置。根据本发明，以简单的结构提供了对于浮动位的预感知功能和保持功能。本发明还涉及一种包括该操纵装置的推土机。
【专利说明】用于控制先导控制阀的操纵装置和包括操纵装置的推土机
【技术领域】
[0001]本发明涉及在诸如推土机之类的作业机械中用于控制先导控制阀的操纵装置，尤其涉及用于控制具有浮动位的先导控制阀并且对于该浮动位具有预感知功能和保持功能的操纵装置。
【背景技术】
[0002]在诸如推土机之类的作业机械中通常采用液压系统，操作员通过操纵摇杆来控制液压系统中的先导控制阀，以接通或断开相应的油路，从而使作业机具执行期望的动作。例如，在一种典型的推土机应用中，当操作员将摇杆从中位向一个方向(例如，向右)倾斜时，提升油缸伸展并且推土机的铲刀降低，而当操作员将摇杆向另一个方向(例如，向左)倾斜时，提升油缸收缩并且铲刀升高，由此控制铲刀的抬升和下降。
[0003]为了实现一些需要让铲刀跟随地表外形而动的特殊操作、例如倒退平地操作，用于控制铲刀升降的先导控制阀具有一“浮动位”，在该浮动位，提升油缸中活塞两侧的液压腔中的液压均被卸掉。例如，在摇杆已向右倾斜到使提升油缸伸展并使铲刀降低的最右位置之后，当操作员进一步向右倾斜摇杆时，先导控制阀将达到浮动位。为了方便操作员的操作，摇杆需要具有允许操作员感知先导控制阀已接近浮动位的预感知功能以及将先导控制阀保持在浮动位的保持功能。
[0004]在一种已知的用于控制推土机铲刀升降的摇杆式操纵装置中，为了将先导控制阀保持在浮动位，设有一电磁体和与摇杆连动的盖帽。当摇杆例如向右倾斜到使盖帽足够接近该电磁体的角度时，先导控制阀到达浮动位。此时，盖帽与电磁体吸合，从而即使操作员将手从摇杆上移开，摇杆和先导控制阀也能够保持在浮动位。要将摇杆从浮动位上释放，操作员只需向左施加一个比较大的力即可。在该操纵装置中，为了提供对于浮动位的预感知功能，另外设置有与摇杆连动的嵌件，该嵌件带有尖头。当先导控制阀接近其浮动位时，该嵌件的尖头与固定在操纵装置壳体上的刀形夹接触，从而给握着摇杆的手一个小的振动感。如果摇杆从该预感知位进一步移动，则嵌件的尖头将越过刀形夹，使摇杆能够到达浮动位。
[0005]在上述操纵装置中，对于摇杆和先导控制阀的浮动位，结合使用了电磁式的保持机构和机械式的预感知机构，因此结构复杂，且成本较高。
[0006]本发明旨在解决现有技术中的上述一个或多个问题。
【发明内容】
[0007]本发明的一个目的在于，在用于控制具有浮动位的先导控制阀的操纵装置中，以简单的结构提供对于浮动位的预感知功能和保持功能。
[0008]为了实现上述目的，本发明的第一方面提供了这样一种用于控制具有浮动位的先导控制阀的操纵装置，该操纵装置包括操纵杆、壳体、与所述壳体固定连接的套筒和能够在所述操纵杆的作用下在所述套筒的内部沿轴向移动的盖帽。在所述套筒的壁中形成有多个孔，每个孔中容纳一个滚珠，所述滚珠被压紧机构推压在所述盖帽的外周面上，其中所述压紧机构环绕所述套筒设置在所述套筒的外侧。在所述盖帽的外周面上形成有尖峰状的突起，当所述盖帽移动到第一位置时，所述突起的第一表面与所述滚珠接触，当所述盖帽从所述第一位置进一步沿轴向移动时，所述突起越过所述滚珠，且所述突起的第二表面、所述压紧机构和所述滚珠一起将所述盖帽保持在第二位置。
[0009]本发明的第二方面涉及一种推土机，该推土机包括:铲刀；至少一个用于升高或降低所述铲刀的升降缸；用于控制所述升降缸的先导控制阀，所述先导控制阀具有浮动位，当所述先导控制阀处于所述浮动位时，所述升降缸中的液压作用被卸除，使得所述铲刀能够跟随地表外形而上下自由浮动；和用于控制所述先导控制阀的如上所述的操纵装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是根据本发明一示例性实施例的推土机的示意图。
[0011]图2是根据本发明一示例性实施例的操纵装置的示意图。
[0012]图3是图2中所示的操纵装置的局部剖视图。
[0013]图4是图3中的方框所圈起的部分的放大图。
[0014]附图标记列表
[0015]1:垫圈
[0016]2:盖帽
[0017]3:套筒
[0018]4:滚珠
[0019]5:环
[0020]6:弹簧
[0021]7:突起
[0022]8:连接板
[0023]9:连接销
[0024]10:操纵装置
[0025]11:操控室
[0026]12:作业机具
[0027]13:铲刀
[0028]14:提升油缸
[0029]15:倾斜油缸
[0030]16:行走装置
[0031]17:履带
[0032]100:推土机
【具体实施方式】
[0033]下面参照附图并结合示例性实施例详细描述本发明。
[0034]图1示出了一种示例性的推土机100。推土机100包括机架、操控室11和作业机具12。在一个具体实施例中，作业机具12可以是能够推动物体例如泥土的铲刀13。推土机100可以包括至少一个与作业机具操动连接并用来控制作业机具12动作的油缸。在一个实施例中，铲刀13可以连接两个提升油缸(升降缸)14，该提升油缸14可以升高和降低铲刀13。为此，推土机100还包括用于控制提升油缸14的先导控制阀。铲刀13还可以枢转连接两个倾斜油缸15 (图1中只显示了一个倾斜油缸)，该倾斜油缸15可以使铲刀13向左或者向右倾斜一定角度。行走装置16布置在推土机100的下部，用来支撑和移动推土机100。在图示的实施例中，行走装置为履带17。然而，根据本发明的推土机100并不局限于履带式推土机，也可以是轮式推土机。
[0035]图2示出了根据本发明一示例性实施例的操纵装置10，该操纵装置包括摇杆形式的操纵杆。操纵装置10可以设置在推土机100的操控室11内部，用于通过控制先导控制阀以接通或断开提升油缸14中的相应油路来控制铲刀13的升降。
[0036]图3以局部剖视图示出了操纵装置10的内部结构。如图3所示，摇杆的杆部通过连接板8和连接销9连接到盖帽2，该盖帽2呈开口向下的有底筒状。在盖帽2、连接板8以及连接销9之间可设置有垫圈I。当操作员将摇杆从中位朝图3中的右侧倾斜时，摇杆的该倾斜操作通过连接板8和连接销9转化为盖帽2的竖直向下运动。相应地，先导控制阀的阀芯也竖直向下运动，接通相应的油路以使得提升油缸伸展，从而使推土机的铲刀降低。另一方面，当操作员将摇杆从中位朝图3中的左侧倾斜时，盖帽2和先导控制阀的阀芯竖直向上运动，从而提升油缸收缩并且铲刀升高。用于通过摇杆的倾斜操作来控制铲刀的升降的液压回路和先导控制阀等对于相关领域的技术人员来说是公知的，在此省略了其详细描述。
[0037]通常，用于控制铲刀升降的先导控制阀具有一“浮动位”，在该浮动位，提升油缸中活塞两侧的液压腔(即有杆腔和无杆腔)中的液压均被卸掉。因此，当先导控制阀处于浮动位时，铲刀可跟随地表外形而上下自由浮动，从而能够执行诸如倒退平地等特殊操作。例如，在摇杆已向右倾斜到使提升油缸伸展并使铲刀降低的最右位置之后，当操作员进一步向右倾斜摇杆时，先导控制阀将达到浮动位。
[0038]为了方便操作员的操作，摇杆需要具有允许操作员感知先导控制阀已接近浮动位的预感知功能以及将先导控制阀保持在浮动位的保持功能。如图3的方框中所示，本发明提供了一种机械式止动机构，从而为设置预感知位和浮动位提供了一种低成本的解决方案。图4是图3中的方框所圈起的部分的放大图，详细示出了该机械式止动机构。
[0039]如图4所示，止动机构包括与操纵装置的壳体固定连接的套筒3，该套筒3围绕盖帽2设置在盖帽2之外。在图示的实施例中，套筒3在其底部具有凸缘部，该凸缘部例如通过螺栓等固定到操纵装置的壳体上。在一个实施例中，套筒3可与先导控制阀的阀体固定在一起。在套筒3的圆柱形壁中形成有多个孔，这些孔在套筒3的周向上以均匀的间隔分布。孔的数量没有限制，例如可以为三个或四个。每个孔中容纳一个滚珠4。由环5和压缩弹簧6构成的压紧机构环绕套筒3设置在该套筒3的外侧。压缩弹簧6设置在套筒3的凸缘部与环5之间，从而对环5提供向上的推力。环5具有与滚珠4接触的倾斜表面。当环5在压缩弹簧6的作用下沿着套筒3的壁向上滑动时，滚珠4被环5的倾斜表面沿着径向向内推动并保持在套筒3的孔中。以此方式，滚珠4在套筒3的内侧被推压在盖帽2的外表面上。
[0040]在盖帽2的壁的外表面上，在对应于滚珠4的位置处形成有尖峰状的突起7。在本实施例中，多个突起7在盖帽2的周向上以均匀的间隔分布。然而，本发明并不局限于此，也可以在盖帽2的外周面上形成一个在周向上连续的突起。当盖帽2通过摇杆的向右倾斜操作而朝着套筒3的底部向下移动至第一位置时，突起7的第一表面(下表面)与滚珠4接触，产生一沿径向向外推动滚珠4的力，滚珠4又会向下推动环5。由于环5上存在压缩弹簧6施加的作用力，滚珠4将仍被保持在孔中并与突起7的表面接触。但是，这将对盖帽2产生一个阻力，操作员在摇杆上的手通过机械连接将感受到该阻力。以此方式，操作员将会知道，他正在接近先动控制阀的浮动位。即，该第一位置是表示先导控制阀接近其浮动位的预感知位。
[0041]随着摇杆进一步向右倾斜，超过上述预感知位时，操作员的手传来的力将克服压缩弹簧6的阻力，使突起7的顶尖克服压紧机构的作用力而越过滚珠4。一旦突起7的顶尖通过滚珠4的接触点，滚珠4将被沿径向向内推压在突起7的第二表面(上表面)上，从而滚珠4将起到止动件的作用，克服来自先导控制阀的向上推动盖帽2的弹簧力，以便在没有较大的力向左施加在摇杆上的情况下阻止盖帽2向上返回移动。也就是说，突起7的上表面、压紧机构和滚珠4 一起将盖帽2保持在第二位置。与盖帽2的该第二位置相对应，先导控制阀的阀芯被保持了浮动位，由先导控制阀控制的提升油缸14中的液压作用被卸除，使得铲刀13能够跟随地表外形而上下自由浮动。
[0042]要将摇杆从浮动位释放，操作员只需要向左推动摇杆，带动盖帽2向上移动并使得盖帽2上的突起7克服压紧机构的作用力向外推动滚珠4并越过滚珠。
[0043]在本发明的上述实施例中，滚珠4的直径大于套筒3的外周面与盖帽2的外周面之间的径向距离，从而能够确保滚珠4与环5的锥形表面之间的接触。突起7的所述第一表面和所述第二表面均可以为倾斜表面或弧形表面。
[0044]工业实用性
[0045]在上文中，以操纵装置10应用在推土机100中以控制铲刀13的升降作为示例描述了本发明，然而应当理解，本发明并不局限于此。本发明不仅可应用于履带式推土机或轮式推土机，还可以应用于诸如装载机、挖掘机、平地机之类的作业机械。在这些作业机械的液压系统中，设置有具有浮动位的先导控制阀。当先导控制阀处于该浮动位时，工作油缸的活塞两侧的油腔均与进油腔和回油腔相互连通，液压被卸载，从而作业机具可例如跟随地表外形而自由浮动。
[0046]例如，当推土机在平整的运土路段上运土时或者当装载机在平整的铲装场地上朝料堆移动时，可将先导控制阀置于浮动位，使得铲刀或铲斗能够始终贴于地面，便于操作，利于提高作业效率。此外，也可以运用推土机或装载机采用先前进推平后倒退刮平的方法执行平整场地的作业，在倒退刮平时将先导控制阀置于浮动位。另外，当作业机械出现故障，无法在现场修复而必须拖回修理时，也可将先导控制阀置于浮动位。
[0047]根据本发明的用于控制具有浮动位的先导控制阀的操纵装置，通过在与壳体固定连接的套筒的壁中形成多个孔并在每个孔中容纳一个滚珠，并且在可借助操纵杆而在套筒内部沿轴向移动的盖帽的外周面上形成尖峰状的突起，能够以简单的结构提供对于浮动位的预感知功能和保持功能。当所述突起的第一表面与所述滚珠接触时，操作员能够感知到先导控制阀已接近其浮动位，而当所述突起越过所述滚珠且所述滚珠被压紧机构推压在所述突起的第二表面上时，能够将先导控制阀保持在其浮动位。由于无需设置电磁体，所以降低了成本，并且可靠性提高。
[0048]此外，根据本发明的操纵装置，用于将所述滚珠推压在所述盖帽的外周面上的压紧机构环绕所述套筒设置在其外侧。因此，与压紧机构设置在套筒内侧相比，允许将先导控制阀阀芯结构的一部分设置在套筒的内部空间中，从而能够减小操纵装置和先导控制阀在轴向方向上的总体尺寸。
[0049]另外，在根据本发明的一个有利的实施方式中，所述压紧机构包括具有与所述滚珠接触的锥形表面的环和在轴向上设置在所述环与所述套筒的底部之间的压缩弹簧，所述锥形表面可将所述压缩弹簧沿轴向施加在所述环上的作用力转化为沿所述套筒的径向向内推压所述滚珠的力。利用这样的压紧机构，还可以减小操纵装置在套筒径向方向上的尺寸。
[0050]对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可对上文所公开的实施例作出各种修改和变型。根据本说明书所公开的对本发明的实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员而言是显而易见的。本说明书及其公开的示例应被认为只是示例性的，本发明的真正范围由所附权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种用于控制具有浮动位的先导控制阀的操纵装置，该操纵装置包括操纵杆、壳体、与所述壳体固定连接的套筒和能够在所述操纵杆的作用下在所述套筒的内部沿轴向移动的盖帽，其中， 在所述套筒的壁中形成有多个孔，每个孔中容纳一个滚珠，所述滚珠被压紧机构推压在所述盖帽的外周面上，所述压紧机构环绕所述套筒设置在所述套筒的外侧；并且 在所述盖帽的外周面上形成有尖峰状的突起，当所述盖帽移动到第一位置时，所述突起的第一表面与所述滚珠接触，当所述盖帽从所述第一位置进一步沿轴向移动时，所述突起越过所述滚珠，且所述突起的第二表面、所述压紧机构和所述滚珠一起将所述盖帽保持在第二位置。
2.根据权利要求1所述的操纵装置，其中，所述压紧机构包括具有与所述滚珠接触的锥形表面的环和在轴向上设置在所述环与所述套筒的底部之间的压缩弹簧，所述锥形表面在所述压缩弹簧的作用下沿径向向内推压所述滚珠。
3.根据权利要求1或2所述的操纵装置，其中，所述盖帽的第一位置是表示所述先导控制阀接近其浮动位的预感知位置，所述盖帽的第二位置对应于所述先导控制阀的浮动位。
4.根据权利要求1或2所述的操纵装置，其中，所述滚珠的直径大于所述套筒的外周面与所述盖帽的外周面之间的径向距离。
5.根据权利要求1或2所述的操纵装置，其中，在所述盖帽的外周面上沿周向间隔地形成分别与所述多个孔相对应的多个所述突起。
6.根据权利要求5所述的操纵装置，其中，所述多个突起和所述多个孔沿周向均匀地分布。
7.根据权利要求1或2所述的操纵装置，其中，在所述盖帽的外周面上形成一个在周向上连续的所述突起。
8.根据权利要求1或2所述的操纵装置，其中，所述突起的所述第一表面和所述第二表面均为倾斜表面或弧形表面。
9.根据权利要求1或2所述的操纵装置，其中，所述盖帽通过连接板和连接销连接到所述操纵杆，并且所述操纵杆的倾斜操作被转化为所述盖帽的轴向移动。
10.根据权利要求9所述的操纵装置，其中，在所述盖帽、所述连接板以及所述连接销之间设置有垫圈。
11.根据权利要求1或2所述的操纵装置，其中，当所述先导控制阀处于其浮动位时，由所述先导控制阀控制的液压缸中的液压作用被卸除。
12.—种推土机,包括: 铲刀； 至少一个用于升高或降低所述铲刀的升降缸； 用于控制所述升降缸的先导控制阀，所述先导控制阀具有浮动位，当所述先导控制阀处于所述浮动位时，所述升降缸中的液压作用被卸除，使得所述铲刀能够跟随地表外形而上下自由浮动；和 用于控制所述先导控制阀的、如权利要求1至11中任一项所述的操纵装置。
【文档编号】E02F3/85GK104343142SQ201310341440
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年8月7日 优先权日:2013年8月7日
【发明者】赵丙龙, 吴海峰, 游善兰 申请人:卡特彼勒公司