[發明專利]裝載機和裝載機機具控制系統

有效

• 申請號: 200880124915.6
• 申請日: 2008-08-13
• 公開（公告）號: CN101910522A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: M·尼科爾斯
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒特林布爾控制技術有限責任公司
• 主分類號: E02F3/34
• 分類號: E02F3/34;E02F3/43
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 錢亞卓

技術領域

本發明涉及一種裝載機，例如滑移裝載機或多地形裝載機，并且尤其涉及用于這種裝載機的控制裝置。各種類型的裝載機是本領域所公知的，并且通常具有車身和支撐車身的接地驅動元件。該驅動元件可以是前后驅動輪對，或是左右驅動履帶。通常，這種裝載機具有互連的左、右提升臂組件和機具，這些提升臂組件在裝載機后部附近樞轉地安裝到車身的相應塔部(tower?portion)上，該機具為例如鏟斗，樞轉地連接在提升臂的前端。液壓提升致動器或類似裝置連接在車身與提升臂組件之間來升降該提升臂。一個或多個液壓致動器還連接在提升臂組件與機具之間，以便在裝載機的操作期間使機具相對于提升臂傾斜。

背景技術

這種類型的裝載機具有很多用途，并且它們通常具有各式各樣的能夠很容易互換的機具。這樣的機具的例子包括挖土鏟斗、通用鏟斗、多功能鏟斗、貨叉、通用抓斗器、輕型料斗、通用叉、工業抓斗器、工業抓鉤叉、角形平鏟、螺旋鉆、路刷、刨路機(cold?planer)、液壓錘、園林整地耙、園林耕作機、物料裝卸臂、樹樁切割機、挖溝機和振動壓實機。挖土鏟斗及其它機具可用來挖掘物料，并且還可通過向后推土而沿前進方向和倒退方向都進行推土。與平路機和推土機一起使用的傳統導向和自動刮板控制系統通常包括直接安裝在機器刮板上的位置傳感器。因為機具的大范圍移動，以及因為裝載機上的機具通常具有頻繁的變化，所以這對裝載機而言是不可實施的。

但是，非常期望能夠通過為操作員顯示機具相對于機具的期望高度所處的位置，或者通過對機具的自動控制，來對裝載機機具進行控制。

發明內容

利用根據本發明構造的諸如滑移裝載機或多地形裝載機的裝載機來滿足這個需要。該裝載機包括具有左、右直立塔部的車身、具有接地驅動元件的裝載機驅動系統以及互連的左、右提升臂組件。每個互連的左、右提升臂組件都具有在提升臂樞軸點處與車身的相應塔部樞轉地相連接的機具提升臂，和連接在車身與提升臂之間的提升致動器。該裝載機還包括圍繞機具樞軸與提升臂組件樞轉地相連接的機具。提升臂樞軸點和機具樞軸在側立面上限定了筆直基準線。至少一個機具傾斜致動器連接在至少一個提升臂組件與機具之間。位置傳感器以與提升臂樞軸點成固定關系地安裝在車身上。傾斜計與互連的左、右提升臂組件一起移動，從而提供對提升臂組件沿著筆直基準線的傾斜的指示。角度傳感器安裝在提升臂組件上并且提供對機具相對于互連的左、右提升臂組件的定向的指示?？刂破黜憫谖恢脗鞲衅?、響應于傾斜計并且響應于角度傳感器，來確定位置傳感器的位置和機具的一部分相對于位置傳感器的位置。

該裝載機可以是多地形裝載機，在這種情況下，接地驅動元件包括一對從動履帶。或者，該裝載機可以是滑移裝載機，在這種情況下，接地驅動元件包括多個從動輪。

角度傳感器可以包括鄰近機具樞軸的傾斜計。或者，傾斜致動器可以包括液壓缸，角度傳感器可以包括液壓缸伸出量(extension)傳感器。

位置傳感器可以包括全站儀標桿，和響應于跟蹤全站儀標桿位置的全站儀的接收器?；蛘撸恢脗鞲衅骺梢园℅NSS天線和接收器。或者，位置傳感器可以包括激光接收器，其響應于掃過基準面的激光束。或者，位置傳感器可以包括激光接收器，其響應于一對斜扇形激光束，所述一對斜扇形激光束圍繞大致豎直軸線旋轉并且橫掃激光接收器。

該機具可以包括鏟斗，機具的所述部分可以包括鏟斗的齒?；蛘?，該機具可以包括叉、刨路機、挖溝機、螺旋鉆、振動壓實機、拖曳箱或刮板。

一種用于裝載機的控制系統，這種裝載機具有：車身；裝載機驅動系統，其包括支撐所述車身的接地驅動元件；互連的左、右提升臂組件，每個所述提升臂組件都包括在提升臂樞軸點處與所述車身樞轉地相連接的機具提升臂和連接在所述車身與所述機具提升臂之間的提升致動器；機具，其與提升臂組件樞轉地相連接以圍繞機具樞軸運動，所述提升臂樞軸點和所述機具樞軸在側立面中限定了筆直基準線；至少一個機具傾斜致動器，其連接在至少一個所述提升臂組件與所述機具之間。所述控制系統包括以與提升臂樞軸點成固定關系地安裝在車身上的位置傳感器。傾斜計與互連的左、右提升臂組件一起移動，從而提供對提升臂組件沿著筆直基準線的傾斜的指示。角度傳感器提供對機具相對于互連的左、右提升臂組件的定向的指示?？刂破黜憫谖恢脗鞲衅?、響應于傾斜計并且響應于角度傳感器。所述控制器確定位置傳感器的位置和機具的一部分相對于位置傳感器的位置。該機具可包括鏟斗，其中機具的所述部分包括鏟斗的齒。