专利名称：具有发电功能的施工机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种施工机械，更特别地涉及一种具有发电功能的施工机械，其利用 上回转结构的转动操作产生感应电流。
背景技术：
通常的施工机械包括下驱动结构和上回转结构，上回转结构安装在下驱动结构上 以被转动。工作装置安装在上回转结构上。用于将上回转结构连接到下驱动结构以被转动的回转装置由液压回转系统实现。如图1所示，现有技术中的液压回转系统由液压泵供应的液压流体转动。然而，现 有技术中的液压回转系统仅执行转动操作，但并不设置有用于将转动能量转化成电能的装置。因此原因，在停顿状态下所产生的动能的大部分通过热和摩擦损失了。
发明内容
因此，本发明致力于解决现有技术中存在的上述问题，同时完整保留现有技术所 取得的优点。本发明的实施方式涉及借助于利用上回转结构的转动操作通过感应线圈来产生 感应电流而提高能效。在本发明的一个方面，提供一种施工机械，包括下驱动结构，其能够行进；上回 转结构，其安装在下驱动结构的上部上，并设置有工作装置；回转齿圈，其固定到下驱动结 构；回转齿圈罩，其固定到上回转结构，并且与回转齿圈啮合以执行转动操作；永磁体，其 安装在回转齿圈和回转齿圈罩之一上；以及感应线圈，其安装在回转齿圈和回转齿圈罩中 的另一个上；其中，根据回转齿轮罩的转动操作在感应线圈内产生感应电流。根据本发明实施方式的如上述构造的施工机械具有下列优点。第一，上回转结构的转动操作能量可转化成电能。第二，由于所转化的电能可存储在单独的储能装置内，因此可高效地利用能量。第三，由于感应电流的产生可由控制单元控制，因此可仅将浪费的转动操作能量 转化成电能。
从结合附图的以下详述中将更清楚本发明的上述以及其它目的、特征和优点，其 中
图1是现有技术中的施工机械的立体图；图2是图示根据本发明实施方式的施工机械的构造的简图；以及图3是图2的施工机械的感应线圈的横剖视图。
具体实施例方式下文将参照附图描述根据本发明优选实施方式的具有发电功能的施工机械。在附 图中，线的厚度、组成元件的尺寸等可放大以便于清楚说明。并且，考虑了本发明功能的空间限定词可根据使用者或操作者的意图或习惯而不 同，且这种措词的定义应该基于本发明全篇描述的内容而定。另外，该描述中所限定的对象，例如详细构造和元件，只是提供用来帮助本领域技 术人员全面理解本发明的具体细节，因此，包括本发明全篇描述中所包括的以及可由权利 要求中的组成元件等同物替换的这些组成元件的实施方式，可涵盖在本发明的范围内。图1是现有技术中的施工机械的立体图。图2是图示根据本发明实施方式的施工 机械的构造的简图，以及图3是图2的施工机械的感应线圈的横剖视图。根据本发明优选实施方式的具有发电功能的施工机械包括下驱动结构，其能够 行进；上回转结构，其安装在下驱动结构的上部上，并设置有工作装置；回转齿圈10，其固 定到下驱动结构；回转齿圈罩20，其固定到上回转结构，并且与回转齿圈10啮合以执行转 动操作；永磁体11，其安装在回转齿圈10和回转齿圈罩20之一上；以及感应线圈21，其安 装在回转齿圈10和回转齿圈罩20中的另一个上；其中，根据回转齿轮罩20的转动操作在 感应线圈21内产生感应电流。施工机械包括下驱动结构和上回转结构，上回转结构安装下驱动结构上以当驱动 装置操作时沿向左方向或向右方向转动。上回转结构相对于下驱动结构的转动操作由液压 回转系统来实现。如图1所示，根据本发明实施方式的回转系统以与现有技术中的回转系统相同的 方式包括回转齿圈10和回转齿圈罩20。回转齿圈罩20固定到上回转结构，如果回转齿圈罩20转动，则上回转结构也转 动。对比而言，回转齿圈10固定到下驱动结构，并且在回转操作过程中不转动。在回转齿圈10和回转齿圈罩20之一上安装有永磁体11，并且在回转齿圈10和回 转齿圈罩20中的另一个上安装有感应线圈21。如图2所示，可以为永磁体11形成在回转 齿圈10上，且感应线圈21形成在回转齿圈罩20上。当然，也可以为感应线圈21形成在回 转齿圈10上，且永磁体11形成在回转齿圈罩20上。如图2所示，如果容纳在回转齿圈罩20内的感应线圈21转动，则根据法拉第定律 在感应线圈21内产生感应电流。在根据本发明实施方式的具有发电功能的施工机械中，感应线圈21卷绕在多个 磁性突出部22上，磁性突出部22沿径向朝其上安装有永磁体11的回转齿圈10或回转齿 圈罩20形成。如图3所示，多个磁性突出部22形成在回转齿圈罩20上，并朝着在其上安装有永 磁体11的回转齿圈10的方向沿径向设置。在永磁体11形成在回转齿圈罩20上并且感应 线圈21形成在回转齿圈10上的情况下，磁性突出部22朝外侧沿径向形成也是可以的。
如图3所示，感应线圈21卷绕在形成于回转齿圈罩20上的多个磁性突出部22上。 如果感应线圈21转动，则在感应线圈21内产生感应电流。根据法拉第定律，感应电流与线 圈的绕组数量以及其上卷绕有线圈的磁体的横截面面积成比例，并且由如下公式表示。^=ArZWpnA-在该公式中，N是感应线圈21的绕组数量，A是其上卷绕有感应线圈21的磁性突 出部22的横截面面积。因此，可通过适当地调整感应线圈21的绕组数量和磁性突出部22 的横截面面积，改变发电量。如图3所示，感应线圈21以星型连接方法连接也是可以的。星型连接方法是利用 电压的连接方法，由此每个线圈的一个端部连接到中心点，且其另一端部引出。在星型连接 方法中，线电压是相电压的两倍。由于在星型连接中线电压较高，因此在低速转动过程中产 生高电压。根据本发明实施方式的具有发电功能的施工机械还包括液压回转马达30，其能 够利用从液压泵供应来的液压流体的流入和流出而转动；以及小齿轮31，其由液压回转马 达30转动。小齿轮31与回转齿圈10啮合，以转动上回转结构。如图1所示，如果液压回转马达30转动，则位于液压回转马达30下侧上的小齿轮 31也转动。液压回转马达30由从液压泵供应来的液压流体转动。液压回转马达30在它固定到上回转结构的状态下转动小齿轮31。小齿轮31与待 转动的回转齿圈10啮合，因此，上回转结构转动。换言之，如果小齿轮31顺时针地转动，则 与小齿轮31啮合的回转齿圈10转动回转齿圈罩20，因此固定到回转齿圈罩20的上回转结 构转动。根据本发明实施方式的具有发电功能的施工机械还包括压力传感器70，其检测 回转马达30内的液压，并输出电信号；控制杆50，其在回转操作状态下或回转停止状态下 操纵上回转结构；控制单元40，其接收来自压力传感器70和控制杆50的信号，并在判定回 转马达30处于减速状态下时，使感应线圈21产生感应电流；以及控制开关41，其形成在控 制单元40和感应线圈21之间，以在期望产生感应电流的情况下短路，并且在不期望产生感 应电流的情况下开路。如图2所示，施工机械还包括压力传感器70、控制杆50、控制单元40以及控制开 关41。压力传感器70是检测回转马达30内的液压的传感器，控制杆50操纵回转系统。通过压力传感器70和控制杆50的输出信号判断回转马达30处于加速状态还是 减速状态的控制单元40，仅在回转马达30处于减速状态下的情况时使感应线圈21产生感 应电流。如果未提供控制单元40，则即使在回转马达30处于加速状态下时，感应线圈21也 产生感应电流，因此回转系统的操作变得不合理。形成于控制单元40和感应线圈21之间的控制开关41，在期望产生感应电流的情 况下短路，并在不期望产生感应电流的情况下开路。因此，通过控制开关41，可以仅在使用 者期望产生感应电流的情况下产生电能。根据本发明实施方式的具有发电功能的施工机械还包括储能装置60，储能装置 60收集在感应线圈21内产生的感应电流，并将所收集的感应电流作为电能存储。
如图2所示，根据本发明实施方式的施工机械包括储能装置60。电池用作储能装 置60，且电池可为干电池、蓄电池、氢电池(hydrogen battery)等。根据本发明实施方式的具有发电功能的施工机械还包括选择开关42，选择开关 42形成在储能装置60和控制单元40之间，以在期望存储感应电流的情况下短路，并在不期 望存储感应电流的情况下开路。如图2所示，形成于控制单元40和储能装置60之间的选择开关42，在期望存储感 应电流的情况下短路，并在不期望存储感应电流的情况下开路。因此，通过选择开关42，可 以仅在使用者期望存储感应电流的情况下存储电能。虽然为了例示目的描述了本发明的优选实施方式，但本领域技术人员可以理解， 在不脱离所附权利要求公开的本发明的范围和主旨的情况下，可以进行各种修改、添加以
及替换。
权利要求
1.一种施工机械，包括下驱动结构，所述下驱动结构能够行进；上回转结构，所述上回转结构安装在所述下驱动结构的上部上，并设置有工作装置； 回转齿圈，所述回转齿圈固定到所述下驱动结构；回转齿圈罩，所述回转齿圈罩固定到所述上回转结构，并且与所述回转齿圈啮合以执 行转动操作；永磁体，所述永磁体安装在所述回转齿圈和所述回转齿圈罩之一上；以及 感应线圈，所述感应线圈安装在所述回转齿圈和所述回转齿圈罩中的另一个上； 其中，根据所述回转齿轮罩的转动操作在所述感应线圈内产生感应电流。
2.如权利要求1所述的施工机械，其中，所述感应线圈卷绕在多个磁性突出部上，所述 磁性突出部沿径向朝其上安装有所述永磁体的所述回转齿圈或所述回转齿圈罩形成。
3.如权利要求1所述的施工机械，还包括液压回转马达，所述液压回转马达能够利用从液压泵供应来的液压流体的流入和流出 而转动；以及小齿轮，所述小齿轮由所述液压回转马达转动； 其中，所述小齿轮与所述回转齿圈啮合以转动所述上回转结构。
4.如权利要求3所述的施工机械，还包括压力传感器，所述压力传感器检测所述回转马达内的液压，并输出电信号； 控制杆，所述控制杆在回转操作状态下或回转停止状态下操纵所述上回转结构； 控制单元，所述控制单元接收所述压力传感器和所述控制杆的信号，并在判定所述回 转马达处于减速状态下时使所述感应线圈产生感应电流；以及控制开关，所述控制开关形成在所述控制单元和所述感应线圈之间，以在期望产生感 应电流的情况下短路，并且在不期望产生感应电流的情况下开路。
5.如权利要求4所述的施工机械，还包括储能装置，所述储能装置收集在所述感应线 圈内产生的感应电流，并将所收集的感应电流作为电能存储。
6.如权利要求5所述的施工机械，还包括选择开关，所述选择开关形成在所述储能装 置和所述控制单元之间，以在期望存储感应电流的情况下短路，并在不期望存储感应电流 的情况下开路。
全文摘要
本发明提供一种具有发电功能的施工机械的回转系统。施工机械包括能够行进的下驱动结构；安装在下驱动结构的上部上并设置有工作装置的上回转结构；固定到下驱动结构的回转齿圈；固定到上回转结构并且与回转齿圈啮合以执行转动操作的回转齿圈罩；安装在回转齿圈和回转齿圈罩之一上的永磁体；以及安装在回转齿圈和回转齿圈罩中的另一个上的感应线圈。根据回转齿轮罩的转动操作在感应线圈内产生感应电流。
文档编号H02K7/18GK102075033SQ20101054737
公开日2011年5月25日 申请日期2010年11月17日 优先权日2009年11月19日
发明者金知润 申请人:沃尔沃建造设备控股(瑞典)有限公司