[发明专利]自动进行关节运动控制的转向系统

说明书

技术领域

本发明整体涉及土方设备的领域，更确切地涉及一种用于动力平地机的转向控制系统，所述转向控制系统根据前轮转向角自动控制机械设备的关节运动。

背景技术

动力平地机是主要作为修整工具用于将工地或道路的表面塑造成最终形状和轮廓的土方机械设备。动力平地机通常包括连接在关节接头处的前机架和后机架。后机架包括用于容纳动力源和冷却部件的隔室，动力源与后轮以可操作的方式连接，为机械设备提供主要的推进力，后轮布置在后机架的对置侧面上的串列装置中。前机架包括一对前轮，并支撑操作台和铲刀组件。铲刀可以旋转、倾斜、举升、降低并且可以左右移动到实际上无限制数量的位置。机械设备的转向是前轮转向和前机架相对于后机架的关节运动两者的函数。

从上文应认识到，动力平地机是重型机械设备中操作最复杂的类型之一，包括很多手动操作的控制用来使前轮转向、将铲刀定位、控制关节运动、控制辅助装置如松土机、犁和多种用于监测机器状况以及/或者功能的显示装置。在控制转向，特别是在实施弯曲路径平地作业、尽头路平地作业以及反向行驶的同时定位铲刀需要非常有经验且专注的操作员。

例如，在尽头路进行平地作业时，操作员需要操纵动力平地机使其绕大体呈圆形的路径行驶，同时使铲刀与路缘和其他障碍物保持理想的距离。这就要求操作员同时控制铲刀、前轮转向和关节运动。在这样的例子中若不能适当地控制关节运动，则会导致机械设备的前、后部分沿着分离的行驶路径行进，这将导致与障碍物的碰撞或需要多次经过的不完全的平地作业。

Hartman等人的美国专利No.6,152,237公开了一种用于使动力平地机自动旋转到预设关节连接角的方法。控制器从位移传感器获得当前的关节连接角，并且在接收操作员控制信号后，控制器被设置为将动力平地机从当前的关节连接角关节运动到预先编程的关节连接角，如最大右关节连接角、最大左关节连接角以及/或者中间关节连接角。虽然该系统确实通过利用最少的操作员输入提供实现具体的动力平地机行驶特性的方法对操作员进行协助，在此期间操作员可以专注于对铲刀的控制或其他机械设备操作，但是该方法并没有在曲线平地操作时对操作员操纵车辆进行协助。

本申请公开内容针对的是一种用于改善动力平地机操作的转向控制系统以及方法，解决了上述问题或缺点中的一个或多个。

发明内容

一方面，本申请公开内容提供了一种关节连接机械设备，所述关节连接机械设备具有带第一牵引装置和可操作用于控制其转向角的转向装置的第一机架。第二机架在关节接头处可枢转地结合于第一机架，第二机架具有第二牵引装置。转向传感器被设置用于提供指示转向角的转向信号，电子控制器被设置用于根据转向角自动控制第一机架相对于第二机架的关节连接角。

在另一种实施例中，提供了一种操作动力平地机的方法，所述方法包括选取自动关节运动模式，沿行驶方向推进动力平地机，调控前轮转向以使动力平地机转弯，并且向电子控制器提供前轮转向信号，所述电子控制器响应前轮转向信号自动调控机械设备的前机架相对于后机架绕关节接头的关节运动。

在另一种实施例中，提供了一种动力平地机，所述动力平地机包括具有第一和第二可转向轮的前机架、在关节接头处可枢转地结合于前机架的后机架，所述前机架的第一和第二可转向轮布置在前机架对置的两侧。后机架包括串列装置，所述串列装置具有两个可枢转地连接在其对置侧上的后轮。转向传感器被设置用于提供指示第一和第二可转向轮的转向角的转向信号，电子控制器被设置用于基于转向角自动调控第一和第二关节油缸以控制前机架相对于后机架的关节连接角。

在结合附图阅读了下面的详细描述和权利要求书，对于本领域的技术人员，本申请公开内容的这些和其他方面以及优点是显而易见的。

附图说明

图1是示例性的动力平地机的侧视图形表示图；

图2是示例性的动力平地机的俯视图形表示图；

图3是用于说明转向角和关节连接角的示例性的动力平地机的俯视示意图；

图4是示例性的转向控制系统的框图；

图5是用于本申请公开的转向控制系统的一种实施例的示例性的操作范围的曲线表示；

图6是转向控制系统的示例性的方法操作的流程图；

图7是采用了依照本申请公开内容的转向控制系统的示例性的动力平地机操作的图形表示。

具体实施方式

现在将对在附图中示出的示例性的实施例进行详细的说明。在任何可能的情况下，相同的附图标记将被用来在全部附图中表示相同或者相似的部分。