一种行走控制系统、方法及机械设备与流程

本公开涉及机械设备领域，特别涉及一种行走控制系统、方法及机械设备。

背景技术：

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

随着工程施工、设施建设等需求的越来越大，对于机械设备尤其是如挖掘机这类工程机械的操作性能要求也越来越高；现有的挖掘机等大型履带式工程机械的部分操控机械结构如图1所示，包括左、右行走脚踏，通过前推或后拉脚踏，能够控制对应侧的履带前进或后退，从而实现挖掘机整体的前进、后退、左转、右转等动作；另外，通过控制行走踏板的前推或后拉角度，能够控制履带的运行速度。

发明人发现，目前挖掘机等大型履带式工程机械的操作方式多采用手脚并用的方式，驾驶员的脚控制脚踏，从而控制工程机械整体的移动，手控制操纵杆，从而控制工程机械作业臂的动作；但是，在边移动边进行作业臂动作时，驾驶员的手脚需要同时进行动作，手脚均长时间处于紧张状态，容易因动作不协调而导致操作失误；另外，左右行走脚踏位于身体的斜前方，脚部需要始终保持在脚踏上方，会长时间阻挡驾驶员对于低处的视野，不利于驾驶员的操作。

技术实现要素：

本公开的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种行走控制系统、方法及机械设备，通过在控制手柄上设置拇指滚轮取代行走脚踏机构，实现控制机械设备行走，利用拇指滚轮进行设备行走机构的操作，用两个控制手柄实现对行走机构、作业臂等全车动作的控制，扩展了驾驶室的空间，降低了成本。

本公开的第一目的是提供一种行走控制系统，采用以下技术方案：

包括控制手柄和控制器，控制手柄握持部安装有滚轮，滚轮配合有滚动电位计，滚动电位计与控制器电联，控制器用于获取滚动电位器信号并依此控制液压系统的电控阀动作，进而控制设备行走机构的动作。

进一步地，所述控制手柄有两个，分别配合有滚轮和对应的滚动电位计，两个滚动电位计均与控制器电联。

进一步地，所述滚轮为自复位滚轮，在不受外力作用时恢复初始位置，在外力驱动下能够绕轴线转动，从而改变滚动电位计的信号输出。

本公开的第二目的是提供一种行走控制方法，利用如上所述的行走控制系统，包括以下步骤：

滚轮在外力驱动下从初始位置开始转动；

滚动电位计实时获取滚轮所处位置的电位值并发送对应信号至控制器；

控制器依据滚动电位器信号对电控阀的动作进行控制，改变行走系统的动作状态。

进一步地，所述滚轮在外力驱动下向第一方向转动或向与第一方向相反的第二方向转动，第一方向和第二方向上对应滚动电位计输出不同的电位信号。

进一步地，所述滚轮与滚动电位计对应形成一组控制结构，所述控制结构有两组，分别与控制器电联。

进一步地，两组控制结构分别对应控制行走机构的两组执行元件。

本公开的第三目的是提供一种机械设备，采用以下技术方案：

包括行走机构、液压系统和如上所述的行走控制系统，所述行走控制系统通过液压系统与行走机构连接，通过控制液压系统的输出改变行走机构的运行状态。

进一步地，所述行走控制系统的控制手柄有两个，每个控制手柄分别对应有一个滚轮和一个滚动电位计，所述行走机构包括两组执行元件，每个滚轮和对应的滚动电位计控制一组执行元件的动作。

进一步地，所述液压系统包括主泵、电控阀和驱动马达，所述电控阀与控制器电联，主泵依次连接电控阀、驱动马达，驱动马达与执行元件配合，所述电控阀用于在控制器的作用下改变驱动马达的输出，从而调控执行元件。

与现有技术相比，本公开具有的优点和积极效果是：

(1)通过将滚轮布置在控制手柄上，实现与设备工作臂共用控制结构，取代传统的驾驶室底面脚踏机构，简化了挖掘机行走控制结构的机械结构，提高了对设备行走机构的可控性；

(2)将控制行走机构的结构转移到控制手柄上，驾驶员双脚无需长时间进行机械设备的控制，从而可以任意调整双脚所处的位置，避免传统行走脚踏机构需要脚部长时间停留引起的视线阻挡，克服了传统视野受限的问题，提高了驾驶员的视野，有利于挖掘机的操作；

(3)通过利用滚轮控制替代原有的行走脚踏控制，配合滚动电位计实现行走机构出力大小和处理方向的控制，省去布置脚踏机构及其配套的机械结构，增大了驾驶室的空间，能够有利于减小大型机械设备的驾驶室体积。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例1中传统行走脚踏机构的结构示意图；

图2为本公开实施例1、2、3中行走控制系统的结构示意图；

图3为本公开实施例2、3中行走控制的各元件配合示意图；

图4为本公开实施例1、2、3中滚轮与控制手柄的配合示意图。

图中：1、左控制手柄，2、右控制手柄，3、左滚轮，4、右滚轮。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步地说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本公开中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中挖掘机等大型履带式工程机械的操作方式多通过脚控制脚踏、手控制操纵杆，完成设备整体的工作，但是，手脚同时动作容易因动作不协调而导致操作失误，脚部长时间保持在脚踏上方，会阻挡驾驶员对于低处的视野，不利于驾驶员的安全操作；针对上述问题，本公开提出了一种行走控制系统、方法及机械设备。

实施例1

本公开的一种典型的实施方式中，如图1-图4所示，提出了一种行走控制系统。

主要包括控制手柄和控制器，控制手柄的握持区域安装有滚轮，滚轮配合有滚动电位计，在滚轮滚动时，能够带动滚动电位计输出不同的电位信号，控制器获取此电位信号，并依此电位信号对液压系统的电控阀进行控制，从而改变液压系统对行走机构的输出动力，从而改变行走机构的工作状态，通过行走机构对机械设备的驱动方向、驱动速度进行控制。

相较于如图1中的传统行走控制系统，在本实施例中，以滚轮作为行走机构的控制元件，安装在控制手柄上，与控制设备工作臂的控制元件共同控制手柄；取代传统的驾驶室底面脚踏机构，简化了挖掘机行走控制结构的机械结构，提高了对设备行走机构的可控性。

具体的，在本实施例中，控制手柄有两个，分别为左控制手柄1和右控制手柄2，对应布置在驾驶位置的两侧，每个控制手柄均配合有滚轮和对应的滚动电位计，即左控制手柄上安装有左滚轮3，右控制手柄上安装有右滚轮4，两个滚动电位计均接入控制器，分别发送相应滚轮转动后对应的电位信号到控制器；

两个控制手柄分别对应控制机械设备左右两侧的行走机构执行单元，从而控制机械设备的前进、后退、左转、右转动作。

对于滚轮，所述滚轮为自复位滚轮，在不受外力作用时恢复初始位置，在外力驱动下能够绕轴线转动，从而改变滚动电位计的信号输出；

在本实施例中，滚轮改变位置带动滚动电位计改变输出，以滚动电位计改变电压输出值为例，滚动电位计的电压值输出范围为0.5v-2.5v和2.5v-4.5v，根据电压值判断驾驶员的行驶意图，并依次对行走机构的工作状态进行控制；

在本实施例中，0.5v-2.5v之间是向前运动，2.5v-4.5v之间是向后运动，距离2.5v越大，表示需求的速度越快；

在外力驱动滚轮向第一方向转动时，滚动电位计的输出电压值在0.5v-2.5v之间变化，控制器根据此输出电压值对机构进行相应控制；

在外力驱动滚轮向与第一方向相反的第二方向转动时，滚动电位计的输出电压值在2.5v-4.5v之间变化，控制器依据此输出电压对机构进行相应控制；

滚轮配合滚动电位计，滚轮嵌在左右手柄面板上。当在中位不动时，输出的电压为2.5v，向前拨动或向后拨动都会引起滚轮角度变化，当向前拨动时，电压值减小，直至末端输出0.5v；当向后拨动时，电压值增大，直至末端输出4.5v；

在松开滚轮，滚轮会自动反弹至中位位置。

具体的，在本实施例中，详细的控制过程为，控制器根据上述判断输出至电控主阀上对应的电磁阀电流，驱动阀芯左右移动，电压不同，输出至电控主阀电磁阀上的电流值也不同。

当然，理解的是，对于滚动电位计的输出电压值改变还可以选取其他的范围，比如滚轮的初始位置为0v，向第一方向转动时，电位计输出的电压向正值变化，向与第一方向相反的第二方向转动时，电位计输出的电压向负值变化，通过输出电压的方向不同作为区分，控制器依据此输出电压对机构进行相应控制。

上述过程是通过滚动电位计改变其输出的电压值做出的控制过程描述，而在其他一些可能的实施方式中，还可以通过加装辅助元件实现滚动电位计改变输出的电流值等其他参数来作为控制参数，以能够方便进行整体的集成控制为准。

通过将滚轮布置在控制手柄上，实现与设备工作臂共用控制结构，取代传统的驾驶室底面脚踏机构，简化了挖掘机行走控制结构的机械结构，提高了对设备行走机构的可控性。

实施例2

本公开的另一典型实施例中，如图2-图4所示，提出一种行走控制方法。

利用如实施例1所述的行走控制系统，并包括以下步骤：

滚轮在外力驱动下从初始位置开始转动，所述滚轮在外力驱动下向第一方向转动或向与第一方向相反的第二方向转动；

滚动电位计实时获取第一方向和第二方向上对应电位信号，发送对应信号至控制器；

控制器依据滚动电位器信号对电控阀的动作进行控制，改变行走机构的动作状态。

进一步地，所述滚轮与滚动电位计对应形成一组控制结构，所述控制结构有两组，分别与控制器电联；两组控制结构分别对应控制行走机构的两组执行元件。

如图2所示，参照实施例1中通过滚轮动作改变滚动电位计的输出电压值，控制器接收左右控制手柄上的滚轮的电压值(0.5v-2.5v-4.5v)，根据电压值判断驾驶员的行驶意图，0.5v-2.5v之间是向前运动，2.5v-4.5v之间是向后运动，距离2.5v越大，表示需求的速度越快；

将两个滚动电位计的输出电压值分别发送到控制器，控制器根据上述判断输出至电控主阀上对应的电磁阀电流，驱动阀芯左右移动，电压不同，输出至电控主阀电磁阀上的电流值也不同，根据电压所处区间的不同控制行走机构的正向驱动和反向驱动，从而实现前进和后退动作。

另外，控制器根据电压值的不同，输出至主泵上电磁阀的电流值也不同，电流值不同，主泵电磁阀阀芯的开口面积也不同，从而导致流量不同，可以控制挖掘机的行走速度。

通过滚轮工作对机械设备的行走机构动作进行控制，通过利用滚轮控制替代原有的行走脚踏控制，配合滚动电位计实现行走机构出力大小和处理方向的控制，省去布置脚踏机构及其配套的机械结构。

实施例3

本公开的再一典型实施例中，如图2-图4所示，提出一种机械设备，机械设备包括有如实施例1所述的行走控制系统。

还包括行走机构、液压系统，所述行走控制系统通过液压系统与行走机构连接，通过控制液压系统的输出改变行走机构的运行状态；

所述行走控制系统的控制手柄有两个，每个控制手柄分别对应有一个滚轮和一个滚动电位计，所述行走机构包括两组执行元件，每个滚轮和对应的滚动电位计控制一组执行元件的动作；

所述的执行元件为履带，在机械设备的两侧分别配合有左履带和右履带；

所述液压系统包括主泵、电控阀和驱动马达，所述电控阀与控制器电联，主泵依次连接电控阀、驱动马达，驱动马达与执行元件配合，所述电控阀用于在控制器的作用下改变驱动马达的输出，从而调控执行元件。

所述液压系统包括主泵、电控阀和驱动马达，所述电控阀与控制器电联，主泵依次连接电控阀、驱动马达，驱动马达与执行元件配合，所述电控阀用于在控制器的作用下改变驱动马达的输出；

在本实施例中，电控阀为液压系统的电控主阀，主泵由机械设备的发动机驱动，电控主阀分别驱动左行走马达和右行走马达，在滚轮的控制下分别动过行走马达完成履带的驱动；

左驱动马达带动左履带动作，右驱动马达带动右履带动作，二者动作相互独立，从而在滚轮的控制下实现前进、后退、左转、右转的动作。

通过利用滚轮控制替代原有的行走脚踏控制，配合滚动电位计实现行走机构出力大小和处理方向的控制，省去布置脚踏机构及其配套的机械结构，增大了驾驶室的空间，能够有利于减小大型机械设备的驾驶室体积。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。