電動回轉(zhuǎn)式施工機械的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請主張基于2014年3月12日申請的日本專利申請第2014-049500號的優(yōu)先權(quán)。其申請的全部內(nèi)容通過參考援用于本說明書中。
[0002]本發(fā)明涉及一種具備電動回轉(zhuǎn)式回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的施工機械。
【背景技術(shù)】
[0003]挖土機等施工機械中，為了使工作要件回轉(zhuǎn)而移動至工作位置，在大多數(shù)情況下設(shè)置用于回轉(zhuǎn)驅(qū)動安裝有工作要件的回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置。
[0004]在這種回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置中具備使回轉(zhuǎn)體機械停止的制動裝置(機械制動器)。在未驅(qū)動回轉(zhuǎn)馬達時，使基于機械制動器的制動作動而固定好回轉(zhuǎn)體。而且，在驅(qū)動回轉(zhuǎn)體時，解除基于機械制動器的制動。一般通過液壓來切換基于機械制動器的制動的作動與解除(例如，參考專利文獻I)。
[0005]專利文獻1:日本特開2011-190664號公報
[0006]在搭載于上述施工機械的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置中，在使回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)或停止時，對準(zhǔn)制動的解除與回轉(zhuǎn)馬達的控制的定時是非常重要的。
[0007]但是，在專利文獻I所公開的施工機械的控制機構(gòu)中，因基于工作環(huán)境的工作油的響應(yīng)性的變化，制動的解除與回轉(zhuǎn)馬達的驅(qū)動控制的定時有可能產(chǎn)生偏移。
[0008]若該定時產(chǎn)生偏移，則在基于機械制動器的制動的作動中，有時會進行回轉(zhuǎn)馬達的驅(qū)動控制，機械制動器的構(gòu)成組件有可能磨損。
[0009]并且，在基于機械制動器的制動解除中，若未進行回轉(zhuǎn)馬達的驅(qū)動控制，例如挖土機停在斜面時，回轉(zhuǎn)體有可能因該回轉(zhuǎn)體的自重而不可避免地向斜面下方回轉(zhuǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]鑒于上述點，期望提供一種能夠消除基于制動裝置的制動的解除與回轉(zhuǎn)馬達的驅(qū)動控制的定時偏移的電動回轉(zhuǎn)式施工機械。
[0011]根據(jù)本公開的一方面，提供一種電動回轉(zhuǎn)式施工機械，其具有:下部行走體；上部回轉(zhuǎn)體，回轉(zhuǎn)自如地搭載于所述下部行走體；動臂，一端轉(zhuǎn)動自如地安裝在所述上部回轉(zhuǎn)體上；斗桿，一端轉(zhuǎn)動自如地安裝于所述動臂的另一端；工作要件，能夠轉(zhuǎn)動地安裝于所述斗桿的另一端；制動機構(gòu)，保持所述上部回轉(zhuǎn)體；回轉(zhuǎn)馬達，回轉(zhuǎn)驅(qū)動所述上部回轉(zhuǎn)體；狀態(tài)監(jiān)視機構(gòu)，監(jiān)視所述制動機構(gòu)的狀態(tài)；及控制裝置，根據(jù)基于該狀態(tài)監(jiān)視機構(gòu)的監(jiān)視，檢測基于所述制動機構(gòu)的制動的解除，在所述控制裝置檢測出制動的解除之前，所述回轉(zhuǎn)馬達不會產(chǎn)生力。
[0012]發(fā)明效果
[0013]根據(jù)本公開，可以提供一種電動回轉(zhuǎn)式施工機械，其能夠消除基于制動裝置的制動的解除與回轉(zhuǎn)馬達的驅(qū)動控制的定時偏移。
【附圖說明】
[0014]圖1是一實施方式所涉及的挖土機的側(cè)視圖。
[0015]圖2是表示一實施方式所涉及的挖土機的驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0016]圖3是表示設(shè)置于一實施方式所涉及的挖土機上的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的控制機構(gòu)的框圖。
[0017]圖4是說明解除基于設(shè)置于圖3的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置上的制動裝置的制動的控制作用的流程圖。
[0018]圖5是說明使基于設(shè)置于圖3的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置上的制動裝置的制動作動的控制作用的流程圖。
[0019]圖6是表示圖3的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的控制定時的波形的圖。
[0020]圖7A是表示與圖3不同的實施方式所涉及的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的控制定時的波形的圖，是制動被解除的定時比等待時間滯后時的波形。
[0021]圖7B是表示與圖3不同的實施方式所涉及的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的控制定時的波形的圖，是制動被解除的定時比等待時間提前時的波形。
[0022]圖8是表示設(shè)置于另一不同的實施方式所涉及的挖土機上的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的控制機構(gòu)的框圖。
[0023]圖中:1-下部行走體，1A、1B-液壓馬達，2-回轉(zhuǎn)機構(gòu)，3-上部回轉(zhuǎn)體，4_動臂，
5-斗桿，6-鏟斗，7-動臂缸，8-斗桿缸，9-鏟斗缸，10-駕駛室，11-引擎，12-電動發(fā)電機，
13-變速器，14-主泵，15-先導(dǎo)泵，16-高壓液壓管路，17-控制閥，18,20-逆變器，21-回轉(zhuǎn)用電動機，22-分解器，23-機械制動器，24-回轉(zhuǎn)減速機，25-先導(dǎo)管路，26-操作裝置，26A、26B-操縱桿，26C-踏板，26D-按鈕開關(guān)，27-液壓管路，28-液壓管路，29-壓力傳感器，30-控制器，35-鎖定機構(gòu)，50a、50b-電磁閥，60-制動盤，62-制動底板，64-活塞，66-彈簧，68-缸體，120-蓄電系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0024]以下，參考附圖對實施例進行詳細說明。另外，在各附圖中，有時對于相同結(jié)構(gòu)部分標(biāo)注相同符號并省略重復(fù)說明。
[0025]首先，對組裝有本發(fā)明的一實施方式的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的挖土機的整體結(jié)構(gòu)及驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行說明。圖1是表示組裝有本發(fā)明的一實施方式的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的施工機械的側(cè)視圖。另外，在圖1中，作為施工機械的一例示出挖土機。本發(fā)明的一實施方式的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置能夠組裝于具有使上部回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)的機構(gòu)的施工機械中。
[0026]在圖1所示的挖土機的下部行走體I上經(jīng)由回轉(zhuǎn)機構(gòu)2回轉(zhuǎn)自如地搭載有上部回轉(zhuǎn)體3。在上部回轉(zhuǎn)體3上轉(zhuǎn)動自如地安裝有動臂4的一端。在動臂4的前端(另一端)轉(zhuǎn)動自如地安裝有斗桿5的一端，在斗桿5的前端(另一端)能夠轉(zhuǎn)動地安裝有鏟斗6(工作要件)。動臂4、斗桿5及鏟斗6分別通過動臂缸7、斗桿缸8及鏟斗缸9而被液壓驅(qū)動。在上部回轉(zhuǎn)體3上設(shè)有駕駛室10，且搭載有引擎等動力源。
[0027]在本實施方式所涉及的挖土機中能夠使用利用電動機的電動回轉(zhuǎn)用的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置。以下，對挖土機上搭載有電動回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的情況進行說明。
[0028]另外，圖1所示的挖土機為具有蓄積向回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置供給的電力的蓄電裝置的挖土機。但是，本發(fā)明能夠適用于采用電動回轉(zhuǎn)的任意的挖土機，也能夠適用于例如從外部電源供給電力的電力驅(qū)動式挖土機。
[0029]圖2是表示圖1所示的挖土機的驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。在圖2中，分別用雙重線示出機械性動力系統(tǒng)，用粗實線示出高壓液壓管路，用虛線示出先導(dǎo)管路，用細實線示出電力驅(qū)動/控制系統(tǒng)。
[0030]作為機械式驅(qū)動部的引擎11和作為輔助驅(qū)動部的電動發(fā)電機12分別與變速器13的兩個輸入軸連接。在變速器13的輸出軸上連接有主泵14及先導(dǎo)泵15作為液壓泵。在主泵14上經(jīng)由高壓液壓管路16連接有控制閥17。并且，在先導(dǎo)泵15上經(jīng)由先導(dǎo)管路25連接有操作裝置26。
[0031]控制閥17為進行混合式挖土機中的液壓系統(tǒng)的控制的控制裝置。下部行走體I用的液壓馬達IA (右用)及IB (左用)、動臂缸7、斗桿缸8及鏟斗缸9經(jīng)由高壓液壓管路與控制閥17連接。
[0032]在電動發(fā)電機12上經(jīng)由逆變器18連接有包含作為蓄電器的電容器的蓄電系統(tǒng)(蓄電裝置)120。在蓄電系統(tǒng)120上經(jīng)由逆變器20連接有回轉(zhuǎn)用電動機21 (回轉(zhuǎn)馬達)。在回轉(zhuǎn)用電動機21的輸出軸21b (馬達軸)上連接有分解器22及回轉(zhuǎn)減速機24。在回轉(zhuǎn)減速機24的輸出軸24A上連接有機械制動器23。由回轉(zhuǎn)用電動機21、分解器22、機械制動器23及回轉(zhuǎn)減速機24構(gòu)成回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置40來作為負荷驅(qū)動系統(tǒng)。在此，回轉(zhuǎn)用電動機21相當(dāng)于用于回轉(zhuǎn)驅(qū)動上部回轉(zhuǎn)體3的回轉(zhuǎn)用電動馬達，機械制動器23相當(dāng)于對上部回轉(zhuǎn)體3進行機械性制動的制動裝置。
[0033]操作裝置26包含操縱桿26A、操縱桿26B及踏板26C。操縱桿26A、操縱桿26B及踏板26C經(jīng)由液壓管路27及28分別與控制閥17及壓力傳感器29連接。壓力傳感器29與進行電氣系統(tǒng)的驅(qū)動控制的控制器30連接。
[0034]控制器30為進行混合式挖土機的驅(qū)動控制的作為主控制部的控制裝置?？刂破?0由包含CPU (Central Processing Unit)及內(nèi)部存儲器的運算處理裝置構(gòu)成，是一種通過(PU執(zhí)行存儲于內(nèi)部存儲器中的驅(qū)動控制用的程序而實現(xiàn)的裝置。
[0035]控制器30將從壓力傳感器29供給的信號轉(zhuǎn)換為速度指令，并進行回轉(zhuǎn)用電動機21的驅(qū)動控制。從壓力傳感器29供給的信號相當(dāng)于表示為了使回轉(zhuǎn)機構(gòu)2回轉(zhuǎn)而對操作裝置26進行操作時的操作量的信號。
[0036]控制器30進行電動發(fā)電機12的運行控制(電動(輔助)運行或發(fā)電運行的切換)，并且通過驅(qū)動控制蓄電系統(tǒng)120的升降壓轉(zhuǎn)換器來進行電容器的充放電控制?？刂破?0根據(jù)電容器的充電狀態(tài)、電動發(fā)電機12的運行狀態(tài)(電動(輔助)運行或發(fā)電運行)及回轉(zhuǎn)用電動機21的運行狀態(tài)(動力運行或再生運行)來進行蓄電系統(tǒng)120的升降壓轉(zhuǎn)換器的升壓動作與降壓動作的切換控制，由此進行電容器的充放電控制。并且，如后述，控制器30還進行充電于電容器的量(充電電流或充電電力)的控制。
[0037]在基于如上結(jié)構(gòu)的挖土機的工作中，為了回轉(zhuǎn)驅(qū)動上部回轉(zhuǎn)體3，通過經(jīng)由逆變器20供給的電流來驅(qū)動回轉(zhuǎn)用電動機21?；剞D(zhuǎn)用電動機21的輸出軸21b的旋轉(zhuǎn)力經(jīng)由回轉(zhuǎn)減速機24和機械制動器23傳遞至回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置40的輸出軸40A。
[0038]接著，參考圖3對回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置40的控制機構(gòu)進行說明。圖3是表示設(shè)置于一實施方式所涉及的挖土機上的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的控制機構(gòu)的框圖。
[0039]如圖3所示，在回轉(zhuǎn)用電動機