轮式机械行走挖掘机自动换挡机构及轮式机械行走挖掘机的制作方法

本发明涉及轮式机械行走挖掘机领域，具体是指一种轮式机械行走挖掘机的自动换挡机构及轮式机械行走挖掘机。

背景技术：

挖掘机，是一种用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械，挖掘机已经成为工程建设中最主要的工程机械之一。按照传动方式的不同，挖掘机可分为液压行走挖掘机和机械行走挖掘机，相对于机械传动，液压传动是一门新的技术，液压挖掘机与轮式机械行走挖掘机相比，具有元件布局安装灵活、实现大范围无级调速、易于实现自动控制等优点。然而由于液压挖掘机以液体为介质，存在相应缺陷有：发热严重，不适宜长距离行走；传动中有机械损失、压力损失、泄露损失；对油温敏感，不宜在低、高温下使用元件，制造精度高，造价高；装置出现故障时不易诊断；等等。故而在一些需要灵活机动场合、长距离行走情况下，机械行走挖掘机仍然有其突出的优势。

现有轮式机械行走挖掘机，如图2所示，其换挡机构为通过软轴拉线或者拉杆机构，分别控制手动变速箱上的A、B两个换挡拉杆；通过离合踏板控制离合油缸，使得变速箱上离合器脱离或结合，从而实现在驾驶室远程操作手动换挡动作。人在驾驶室通过换挡手柄操作，通过软轴传递机械位移给变速箱上的两个换挡机构。因为软轴或者拉杆机构可靠性较低，需要经常维护；此外手动换挡方式较为复杂，并且需要脚部的熟练配合，操作不便，行驶过程中如不熟练很容易误动作导致变速机构损坏甚至产生安全事故。

鉴于此，本案发明人对上述问题进行深入研究，并提出专门针对轮式机械行走挖掘机的自动换挡机构及轮式机械行走挖掘机，本案由此产生。

技术实现要素：

本发明的一目的在于提供一种轮式机械行走挖掘机自动换挡机构，通过结构巧妙设计，实现机械传动的自动换挡操作，克服现有手动软轴或者拉杆换挡存在的所述缺陷。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

轮式机械行走挖掘机自动换挡机构，包括操控面板、电磁阀及气缸，电磁阀包括电磁阀A、电磁阀B及电磁阀C，气缸包括换挡气缸A、换挡气缸B及离合气缸；电磁阀A、电磁阀B及电磁阀C分别电气连接操控面板的控制端，电磁阀A、电磁阀B及电磁阀C均与挖掘机的储气罐气路连接，电磁阀A与换挡气缸A、电磁阀B与换挡气缸B、电磁阀C与离合气缸分别进行一一对应气路连接；换挡气缸A的活塞轴连接挖掘机变速箱的换挡拉杆A，换挡气缸B的活塞轴连接挖掘机变速箱的换挡拉杆B。

所述离合气缸连接有旁通气路，该旁通气路旁通连接于挖掘机的刹车踏板的气动气路上，旁通气路上设有行程开关。

所述换挡气缸A、换挡气缸B及离合气缸的气缸出口处均设有压力开关。

所述操控面板为内部集成有ECU模块的操控面板，其具有自动辅助换挡和全自动换挡两种控制模式。

所述操控面板具有作模式设定及换挡的控制按钮单元，以及具有显示当前档位和提示换挡的显示单元。

本发明的另一目的在于提供轮式机械行走挖掘机，包括依次连接的发动机、变速箱及机械传动组件；变速箱连接有自动换挡机构，该自动换挡机构包括操控面板、电磁阀及气缸，电磁阀包括电磁阀A、电磁阀B及电磁阀C，气缸包括换挡气缸A、换挡气缸B及离合气缸；电磁阀A、电磁阀B及电磁阀C分别电气连接操控面板的控制端，电磁阀A、电磁阀B及电磁阀C均与挖掘机的储气罐气路连接，电磁阀A与换挡气缸A、电磁阀B与换挡气缸B、电磁阀C与离合气缸分别进行一一对应气路连接；换挡气缸A的活塞轴连接变速箱的换挡拉杆A，换挡气缸B的活塞轴连接变速箱的换挡拉杆B。

所述轮式机械行走挖掘机还包括刹车踏板，该刹车踏板与挖掘机的储气罐气路连接，该刹车踏板的气动气路与离合气缸间连接有旁通气路，该旁通气路上设有行程开关。

所述换挡气缸A、换挡气缸B及离合气缸的气缸出口处均设有压力开关。

所述操控面板为内部集成有ECU模块的操控面板，其具有自动辅助换挡和全自动换挡两种控制模式。

所述操控面板具有作模式设定及换挡的控制按钮单元，以及具有显示当前档位和提示换挡的显示单元。

采用上述方案后，本发明一种轮式机械行走挖掘机自动换挡机构及轮式机械行走挖掘机，相对于现有技术的有益效果在于：本发明基于现有轮式机械行走挖掘机的自身气源、同时刹车为气制动而展开改进设计，摒弃现有机械换挡机构以及离合踏板，只需增加相应的操控面板、电磁阀、气缸，通过相应的线束与管路灵活连接，即构成本发明专门应用在轮式机械行走挖掘机上的自动换挡机构，实现自动换挡。如此本发明不仅保持了轮式机械行走挖掘机机械传动的自身优势，还将原先繁琐的机械换挡操作变换为本发明自动又简洁的换挡操作，操作中不需要人进行换挡手柄操作及离合操作，只需要进行按钮操作即可，具有结构简洁，稳定可靠，操作简便等特点，避免操作不熟练误动作导致变速机构损坏甚至产生安全事故等问题。

附图说明

图1是本发明轮式机械行走挖掘机自动换挡机构的控制原理图；

图2是现有轮式机械行走挖掘机的结构示意图；

图3是变速箱的结构示意图；

图4是变速箱的换挡拉杆B的换挡动作示意图；

图5是变速箱的换挡拉杆A的换挡动作示意图。

标号说明

操控面板 1 显示单元 11

电磁阀A 21 电磁阀B 22

电磁阀C 23 换挡气缸A 31

换挡气缸B 32 离合气缸 33

旁通气路 331 储气罐 4

刹车踏板 5 气动气路 51

发动机 100 变速箱 200

换挡拉杆A 201 换挡拉杆B 202

机械传动组件300。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本案作进一步详细的说明。

本案涉及一种轮式机械行走挖掘机自动换挡机构，如图1所示，包括操控面板1、电磁阀及气缸。其中，电磁阀包括电磁阀A21、电磁阀B22及电磁阀C23，气缸包括换挡气缸A31、换挡气缸B32及离合气缸33。

所述电磁阀A21、电磁阀B22及电磁阀C23的电连接端分别电气连接操控面板1的控制端。电磁阀A21、电磁阀B22及电磁阀C23的气路连接端均与挖掘机的储气罐4气路连接。电磁阀A21与换挡气缸A31、电磁阀B22与换挡气缸B32、电磁阀C23与离合气缸33分别进行一一对应气路连接。储气罐4、电磁阀(电磁阀A21、电磁阀B22及电磁阀C23)及气缸(换挡气缸A31、换挡气缸B32及离合气缸33)形成三组相互独立的气动回路(图1中P代表进气，T代表排气)。

所述换挡气缸A31的活塞轴连接挖掘机变速箱200的换挡拉杆A201，换挡气缸B32的活塞轴连接变速箱200的换挡拉杆B202。根据气缸不同应用场合的不同动作要求，其中换挡气缸A31和换挡气缸B32具体采用双向气缸，离合气缸33采用单向气缸。

如此，通过操控面板1控制电磁阀(电磁阀A21、电磁阀B22及电磁阀C23)工作，由电磁阀(电磁阀A21、电磁阀B22及电磁阀C23)分别一一对应控制换挡气缸A31、换挡气缸B32及离合气缸33适当工作，最终实现带离合联动的自动换挡功能。具体来讲，自动换挡操控时，操控者只需在操控面板1上进行相关按钮操作，由操控面板1自动控制各电磁阀有序配合，实现离合联动式自动换挡工作。首先离合气缸33通气动作，之后换挡气缸A31和换挡气缸B32二者均通气并相互配合，带动换挡拉杆A201和换挡拉杆B202各自适当动作实现换挡动作，待换挡动作完成后，离合气缸33释放回位，如此连贯完成了一个完整的自动换挡操控动作。换挡拉杆A201和换挡拉杆B202的换挡动作原理同现有机械传动换挡动作相同，具体参见图4-5及下面表格，表格中0表示到达位置，X表示中位状态。

优选的，所述离合气缸33连接有旁通气路331，该旁通气路331旁通连接于挖掘机的刹车踏板5的气动气路51上，旁通气路331上设有行程开关，该行程开关配合刹车踏板5大幅度刹车动作而控制旁通气路331通断。工作中，挖掘机通过刹车踏板5进行气动刹车，当大幅度刹车动作存在时，旁通气路331接通使离合气缸33动作，从而带动变速箱200脱离发动机100，起到增大刹车的效果。

优选的，所述换挡气缸A31、换挡气缸B32及离合气缸33的气缸出口处均增设有压力开关，该压力开关与操控面板1相电连接。如此，当没有压力产生时，通过压力开关反馈，起到提示警报作用，当然同时还带来方便故障排除的作用。

所述操控面板1较佳的为内部集成有ECU模块的操控面板，通过ECU模块，可根据操作员换挡意图指令，结合发动机转速或者其它监控信息进行判定换挡动作的顺序以及时间节拍，防止变速箱损坏。ECU模块较佳的电连接有转速传感器61和其他传感器62，通过ECU模块设计，自动换挡机构可实现自动辅助换挡和全自动换挡两种控制模式。自动辅助换挡模式，操作人员只需要按下相应的档位按钮，即可实现自动控制。全自动换挡模式，根据时速以及其他传感器信息，进行全自动换挡处理，操作人员不考虑档位问题。

所述操控面板1具有控制按钮单元，作模式设定(辅助/全自动)，及档位换挡操作。操控面板1还具有显示单元11，用于显示当前档位，实现提示换挡的功能。

本发明的另一目的在于提供一种新型轮式机械行走挖掘机，包括依次连接的发动机100、变速箱200及机械传动组件300，该部分连接为公知常识(参见图2所示)。本发明轮式机械行走挖掘机的创新点在于，变速箱200连接有自动换挡机构，该自动换挡机构如上面所述，这里不再作详细累述。所述刹车踏板5为轮式机械行走挖掘机的组成结构，该刹车踏板5与挖掘机的储气罐4气路连接，实现气动刹车。该刹车踏板5的气动气路51与离合气缸33间连接有旁通气路331，该旁通气路331上设有所述行程开关。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化和修饰，均应属于本发明权利要求的范围。