割曬機(jī)自動(dòng)引導(dǎo)液壓轉(zhuǎn)向接口的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于差速轉(zhuǎn)向農(nóng)業(yè)機(jī)器的方向控制機(jī)構(gòu)和一種用于農(nóng)業(yè)機(jī)器的方向控制機(jī)構(gòu)。用于差速轉(zhuǎn)向自推進(jìn)農(nóng)業(yè)割曬機(jī)的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的自動(dòng)引導(dǎo)接口，割曬機(jī)速度和方向通過對(duì)控制輸入軸的調(diào)節(jié)來控制，以便控制一對(duì)前后安裝的液壓驅(qū)動(dòng)泵的輸出，并提供用于割曬機(jī)的原動(dòng)力?？刂戚斎胼S可旋轉(zhuǎn)和可軸向運(yùn)動(dòng)。液壓轉(zhuǎn)向馬達(dá)與輸入軸操作連接，以便執(zhí)行控制輸入軸旋轉(zhuǎn)。液壓轉(zhuǎn)向馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)由附接在駕駛室安裝的方向盤上的轉(zhuǎn)向控制閥來管理，或者通過由自動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)管理的比例轉(zhuǎn)向閥來管理。選擇器閥控制有效轉(zhuǎn)向輸入。緊急情況脫開使得選擇器閥定位成恢復(fù)由方向盤的人工控制。
【專利說明】割曬機(jī)自動(dòng)引導(dǎo)液壓轉(zhuǎn)向接口
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)涉及標(biāo)題為“Control Group Mounting Relative to ControlledHardware”的美國專利申請(qǐng)(系列號(hào)為N0.xx/xxxxxx,申請(qǐng)日為2013年5月30日)和標(biāo)題為“Windrower Steering System”的美國專利申請(qǐng)(系列號(hào)為N0.xx/xxxxxx,申請(qǐng)日為2013年5月30日)。上述申請(qǐng)被本文參引。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明通常涉及液壓動(dòng)力差速轉(zhuǎn)向農(nóng)業(yè)機(jī)器，更特別是涉及一種用于這種機(jī)器的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的自動(dòng)引導(dǎo)接口。

【背景技術(shù)】
[0004]靜液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常設(shè)置成有驅(qū)動(dòng)泵，該驅(qū)動(dòng)泵直接附接在發(fā)動(dòng)機(jī)上，而沒有離合器或其它機(jī)構(gòu)來在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)停止泵的輸出流動(dòng)。驅(qū)動(dòng)泵排量(輸出)和(因此)差速轉(zhuǎn)向機(jī)器的速度通過旋轉(zhuǎn)斜盤角度的變化來控制，該旋轉(zhuǎn)斜盤角度通過在泵外部的外部樞軸臂的運(yùn)動(dòng)來調(diào)節(jié)。在大部分泵上，樞軸臂和(因此)旋轉(zhuǎn)斜盤從“零”至“全速”的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生在大約16-18度的相對(duì)狹窄范圍內(nèi)。對(duì)于這種較小范圍的運(yùn)動(dòng)，重要的是控制樞軸臂角度的角度位置的組件能夠精確地進(jìn)行角度控制。對(duì)于在差速轉(zhuǎn)向農(nóng)業(yè)機(jī)器上的靜液壓地面驅(qū)動(dòng)泵的旋轉(zhuǎn)斜盤角度的精確控制是最重要的，特別是當(dāng)以較高運(yùn)行速度來操作機(jī)器時(shí)，例如需要在田地之間的道路運(yùn)輸時(shí)。
[0005]一種普通的機(jī)械機(jī)構(gòu)使用輸入軸，該輸入軸旋轉(zhuǎn)和沿它的縱向軸線前后運(yùn)動(dòng)。在輸入軸上的螺紋部分(一個(gè)右手螺紋和一個(gè)左手螺紋)與匹配螺紋從動(dòng)器接合，該匹配螺紋從動(dòng)器與在一對(duì)泵上的樞軸臂連接，該對(duì)泵與輸入軸并排地一前一后連接。輸入軸的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致從動(dòng)器沿螺紋部分彼此相向或相互遠(yuǎn)離地運(yùn)動(dòng)。結(jié)果是當(dāng)輸入軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，樞軸臂沿相反方向旋轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致輸出至驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的液壓泵進(jìn)行相反變化(即一個(gè)增速而另一個(gè)減速)。輸入軸的旋轉(zhuǎn)由布置在機(jī)器的駕駛室中的方向盤來引導(dǎo)。輸入軸的前后運(yùn)動(dòng)并不調(diào)節(jié)樞軸臂的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位置，而是使得樞軸臂沿相同方向旋轉(zhuǎn)相同角度，并用于調(diào)節(jié)機(jī)器的運(yùn)行速度和在向前和反向方向運(yùn)動(dòng)之間選擇。
[0006]為了追求不斷提高的效率，自動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)越來越多地裝配至農(nóng)業(yè)機(jī)器上。因?yàn)樽詣?dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)機(jī)器中變得更普遍，因此割曬機(jī)等也裝配有自動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)。將自動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)包含至現(xiàn)有機(jī)器中通常涉及添加促動(dòng)器或其它機(jī)械適配器，以便使得自動(dòng)引導(dǎo)轉(zhuǎn)向促動(dòng)器能夠與已經(jīng)存在于機(jī)器上的人工轉(zhuǎn)向系統(tǒng)交接。這樣添加增加了復(fù)雜性和成本，且不能提供更成一體的方案的可靠性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有利的是提供一種用于靜液壓差速轉(zhuǎn)向農(nóng)業(yè)機(jī)器的轉(zhuǎn)向控制組件的簡化自動(dòng)引導(dǎo)接口。另外的優(yōu)點(diǎn)將通過一種自動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)接口來實(shí)現(xiàn)，該自動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)很容易包含在通常用于當(dāng)前模式靜液壓驅(qū)動(dòng)差速轉(zhuǎn)向機(jī)器上的現(xiàn)有轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)中。其它優(yōu)點(diǎn)將通過一種與靜液壓差速轉(zhuǎn)向農(nóng)業(yè)機(jī)器上的轉(zhuǎn)向控制組件的自動(dòng)引導(dǎo)接口來實(shí)現(xiàn)，該自動(dòng)引導(dǎo)接口利用在機(jī)器上的現(xiàn)有轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
[0008]在本發(fā)明的第一實(shí)施例中包括一種靜液壓驅(qū)動(dòng)差速轉(zhuǎn)向機(jī)器，它有一前一后安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的左側(cè)和右側(cè)驅(qū)動(dòng)泵，各驅(qū)動(dòng)泵有:角度可調(diào)節(jié)的旋轉(zhuǎn)斜盤，該旋轉(zhuǎn)斜盤可通過樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的樞軸臂來運(yùn)動(dòng)；以及控制連桿，用于使得樞軸臂同時(shí)運(yùn)動(dòng)。樞軸臂可在從全速向前至全速反向的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，具有中間的零位置，以便能夠進(jìn)行機(jī)器的向前和反向運(yùn)行以及轉(zhuǎn)向?？刂七B桿設(shè)置成通過控制連桿的線性運(yùn)動(dòng)而使得樞軸臂共同運(yùn)動(dòng)，并通過控制連桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而使得樞軸臂相反地運(yùn)動(dòng)。向控制連桿的第一輸入是通過液壓轉(zhuǎn)向馬達(dá)來使得控制連桿旋轉(zhuǎn)，用于通過調(diào)節(jié)左側(cè)和右側(cè)輪的差速來轉(zhuǎn)向機(jī)器。與方向盤連接的轉(zhuǎn)向控制閥管理用于使得液壓轉(zhuǎn)向馬達(dá)旋轉(zhuǎn)的輸入。轉(zhuǎn)向控制閥選擇成產(chǎn)生轉(zhuǎn)向增益(即轉(zhuǎn)向馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)速率大于方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)速率)，從而能夠增加在控制連桿和樞軸臂之間的接口中的精度。向控制連桿的第二輸入是線性促動(dòng)器，該線性促動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)由機(jī)器駕駛員可接近的向前-零-反向(FNR)操縱桿來管理，以便均勻地調(diào)節(jié)輪的速度。線性促動(dòng)器在一端處與控制連桿連接，且在相對(duì)端處與托架(該托架與驅(qū)動(dòng)泵連接)連接，因此，線性促動(dòng)器和泵共用公共錨固件，即彈性安裝發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓泵，從而進(jìn)一步提高了轉(zhuǎn)向精度和靈敏性。
[0009]自動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)提供于機(jī)器上。系統(tǒng)使得機(jī)器的運(yùn)行位置和方向與編程或計(jì)算的軌跡比較，并產(chǎn)生信號(hào)，該信號(hào)可以由轉(zhuǎn)向控制裝置用于調(diào)節(jié)機(jī)器的運(yùn)行方向，以便與合適軌跡匹配。自動(dòng)引導(dǎo)轉(zhuǎn)向信號(hào)導(dǎo)向比例轉(zhuǎn)向閥，該比例轉(zhuǎn)向閥通過啟動(dòng)歧管而與在人工轉(zhuǎn)向控制閥和轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)之間的液壓管線液壓連接。歧管允許人工轉(zhuǎn)向控制閥或自動(dòng)引導(dǎo)轉(zhuǎn)向閥提供用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的方向輸入，而不需要在機(jī)器上的另外轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)器或機(jī)構(gòu)。
[0010]在另一實(shí)施例中，提供了一種用于差速轉(zhuǎn)向自推進(jìn)農(nóng)業(yè)割曬機(jī)的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的自動(dòng)引導(dǎo)接口。割曬機(jī)的速度和方向通過對(duì)控制輸入軸的調(diào)節(jié)來控制，以便控制一對(duì)前后安裝的液壓驅(qū)動(dòng)泵的輸出，并提供用于割曬機(jī)的原動(dòng)力?？刂戚斎胼S能夠旋轉(zhuǎn)和軸向運(yùn)動(dòng)。液壓轉(zhuǎn)向馬達(dá)與輸入軸操作連接，以便執(zhí)行控制輸入軸旋轉(zhuǎn)。液壓轉(zhuǎn)向馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)由附接在駕駛室安裝的割曬機(jī)方向盤上的轉(zhuǎn)向控制閥或由自動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)管理的比例轉(zhuǎn)向閥來選擇地管理。選擇器閥控制有效轉(zhuǎn)向輸入。緊急情況脫開使得選擇器閥定位成恢復(fù)由方向盤的人工控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]通過下面的本發(fā)明詳細(xì)說明，特別是當(dāng)結(jié)合附圖時(shí)，將清楚本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，附圖中:
[0012]圖1是已知差速轉(zhuǎn)向農(nóng)業(yè)割曬機(jī)的側(cè)視圖，本發(fā)明用于這種類型的農(nóng)業(yè)割曬機(jī)；
[0013]圖2是用于圖1的割曬機(jī)的靜液壓控制系統(tǒng)的局部左側(cè)視圖，表示了驅(qū)動(dòng)泵控制機(jī)構(gòu)、安裝件和液壓接口 ；以及
[0014]圖3是液壓轉(zhuǎn)向控制線路的第一實(shí)施例的視圖，該液壓轉(zhuǎn)向控制線路有用于圖1的割曬機(jī)的自動(dòng)引導(dǎo)接口。

【具體實(shí)施方式】
[0015]在本發(fā)明中使用的很多緊固、連接、處理以及其它裝置和部件為所述發(fā)明的領(lǐng)域中廣泛已知和使用，且它們的確切性質(zhì)或類型并不必須由本領(lǐng)域技術(shù)人員理解和用于本發(fā)明，因此它們將不會(huì)特別詳細(xì)地說明。還有，這里對(duì)術(shù)語“左側(cè)”或“右側(cè)”的任何描述都只是用于方便，并通過站立在機(jī)器后面面對(duì)它的正常運(yùn)行方向來確定。而且，對(duì)于本發(fā)明的特殊應(yīng)用，這里所示或所述的多種部件能夠如本發(fā)明預(yù)期地變化或改變，且任何元件的特殊實(shí)際應(yīng)用可以是已經(jīng)由本領(lǐng)域技術(shù)人員廣泛知道和在本領(lǐng)域中使用，因此它們同樣并不特別詳細(xì)地說明。
[0016]圖1表示了農(nóng)業(yè)機(jī)器5，本發(fā)明用于這種農(nóng)業(yè)機(jī)器5。機(jī)器5表示為公知和自推進(jìn)的農(nóng)業(yè)割曬機(jī)，該農(nóng)業(yè)割曬機(jī)利用驅(qū)動(dòng)輪的差速來使得機(jī)器橫過土地轉(zhuǎn)向。機(jī)器包括主框架10，該主框架10有從前至后的縱向水平軸線，由在其前部部分的一對(duì)驅(qū)動(dòng)輪13和靠近其后端的一對(duì)轉(zhuǎn)向腳輪11來支承。主框架10支承:駕駛室17，以便提供環(huán)境控制位置，機(jī)器可以從該環(huán)境控制位置舒適地操作；以及向前布置的收割臺(tái)19。收割臺(tái)19可以有多種設(shè)計(jì)，但是通常包括切割機(jī)構(gòu)(切割器桿或旋轉(zhuǎn)切刀)、供給器機(jī)構(gòu)和(在一些模式中的)調(diào)節(jié)棍。
[0017]機(jī)器的動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)12來提供，該發(fā)動(dòng)機(jī)12通過絕緣體122而與主框架10彈性連接，以便降低由發(fā)動(dòng)機(jī)12傳遞至主框架10中的振動(dòng)?，F(xiàn)代的差速轉(zhuǎn)向農(nóng)業(yè)機(jī)器的總體操作模式是有一前一后的靜液壓泵14、16，一個(gè)靜液壓泵用于兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪13中的一個(gè)，各泵有懸掛樞軸臂，這樣，樞軸臂相對(duì)于零點(diǎn)位置的向前和向后運(yùn)動(dòng)使得在相連靜液壓泵中的旋轉(zhuǎn)斜盤樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而能夠調(diào)節(jié)流速和流動(dòng)方向，因此使得相連的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)23和輪旋轉(zhuǎn)。靜液壓驅(qū)動(dòng)泵14、16 —前一后地直接安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)12上。驅(qū)動(dòng)泵由駕駛室17的控制通過駕駛員從方向盤18的輸入(轉(zhuǎn)向控制)來實(shí)現(xiàn)，向前-零-向后(FNR)速度選擇器22與驅(qū)動(dòng)泵14、16附近的驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)30操作連接。差速轉(zhuǎn)向農(nóng)業(yè)機(jī)器的詳細(xì)說明在Osborne等的美國專利N0.7207581中提供，該文獻(xiàn)整個(gè)被本文參引。
[0018]車輛自動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)300提供為包括駕駛員界面、GPS接收器和計(jì)算機(jī)。該系統(tǒng)將當(dāng)前位置與合適軌跡比較，并產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)向校正信號(hào)，表示轉(zhuǎn)向車輛和將它的位置保持在合適軌跡上所需的轉(zhuǎn)向輸入。這種系統(tǒng)通常包括駕駛員界面，以便使得機(jī)器駕駛員能夠監(jiān)測自動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)，確定或記住機(jī)器要跟隨的合適軌跡，對(duì)軌跡進(jìn)行運(yùn)行軌道調(diào)節(jié)，并接合或脫開系統(tǒng)。大部分系統(tǒng)將在機(jī)器駕駛員進(jìn)行人工調(diào)節(jié)(例如轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤)時(shí)脫開，以便提高操作安全性。農(nóng)業(yè)自動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)的操作為公知，且并不詳細(xì)說明，除了系統(tǒng)起動(dòng)轉(zhuǎn)向信號(hào)(該轉(zhuǎn)向信號(hào)表示合適的轉(zhuǎn)向輸入)的能力。本發(fā)明接收由自動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)起動(dòng)的轉(zhuǎn)向輸入信號(hào)，并通過與車輛上的人工液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的接口來執(zhí)行車輛轉(zhuǎn)向。本發(fā)明還包括用于響應(yīng)某些駕駛員動(dòng)作而自動(dòng)脫開自動(dòng)引導(dǎo)控制和返回人工轉(zhuǎn)向的接口。
[0019]下面參考圖1和2，示例靜液壓控制系統(tǒng)表示為包括在駕駛室17內(nèi)部的普通方向盤18。當(dāng)然，駕駛室將包括另外的部件(未示出)，例如座位、用于機(jī)器操作的電和機(jī)械控制、空調(diào)單元等。方向盤18附接在可旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向軸182上，該轉(zhuǎn)向軸182與轉(zhuǎn)向控制閥185連接，該轉(zhuǎn)向控制閥185將增壓液壓流體流導(dǎo)向轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)187。增壓液壓流體通過液壓泵15而提供給轉(zhuǎn)向控制閥。如這里使用的，泵15介紹了向控制裝置(例如瞬時(shí)轉(zhuǎn)向控制閥)提供增壓流體的特殊流動(dòng)和使得裝置能夠起作用所需的液壓泵、釋放閥、連接管線、孔(oriffi)和儲(chǔ)存器(儲(chǔ)罐151)的組合。來自轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的輸出軸189再通過萬向接頭188和滑動(dòng)連接件184而與驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)30連接。
[0020]驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)30包括控制輸入軸311，該控制輸入軸311通過內(nèi)螺紋塊144、164而與樞軸臂142、162接合，以便使得控制輸入軸與相應(yīng)左側(cè)和右側(cè)靜液壓驅(qū)動(dòng)泵14、16操作連接。樞軸臂塊144、164與在控制輸入軸上的驅(qū)動(dòng)螺紋314、316接合。驅(qū)動(dòng)螺紋314、316相互反向(一個(gè)有右手螺紋，另一個(gè)有左手螺紋)，因此輸入軸311的旋轉(zhuǎn)使得塊144、164沿相反方向運(yùn)動(dòng)，根據(jù)輸入軸311的旋轉(zhuǎn)方向而彼此相向或相互遠(yuǎn)離地運(yùn)動(dòng)。該相反運(yùn)動(dòng)再使得樞軸臂142、164沿相反方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)從側(cè)部看時(shí)，一個(gè)樞軸臂沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，另一樞軸臂沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，且以相反方式改變驅(qū)動(dòng)泵的排量(例如，增加一個(gè)的輸出流量，同時(shí)降低另一個(gè)的輸出流量)，從而能夠通過方向盤18的運(yùn)動(dòng)來使得機(jī)器轉(zhuǎn)向。當(dāng)機(jī)器運(yùn)動(dòng)時(shí)，這使得一個(gè)驅(qū)動(dòng)泵增加流量，另一驅(qū)動(dòng)泵降低流量，從而使得機(jī)器轉(zhuǎn)向；不過，當(dāng)系統(tǒng)已經(jīng)在機(jī)械零位時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤18將增加兩個(gè)泵的流量，但是沿相反方向-機(jī)器繞其自身轉(zhuǎn)動(dòng)，其中，一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪13向前，一個(gè)確定了反向運(yùn)行。
[0021]控制輸入軸311也可軸向運(yùn)動(dòng)，以便控制驅(qū)動(dòng)泵14、16。轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)輸出軸189包括滑動(dòng)連接件，該滑動(dòng)連接件包括套筒184和花鍵端部312，該花鍵端部312用于與控制輸入軸311連接?；ㄦI接口允許控制輸入軸311相對(duì)于輸出軸189縱向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)控制輸入軸軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)，樞軸臂塊144、164向前或向后運(yùn)動(dòng)，從而使得樞軸臂142、162沿相同方向旋轉(zhuǎn)(順時(shí)針或逆時(shí)針)。FNR操縱桿22在駕駛室17中，該FNR操縱桿22可連續(xù)和選擇地運(yùn)動(dòng)，以便能夠沿向前或向后方向改變機(jī)器的速度。來自FNR操縱桿22的輸出221控制液壓閥24，該液壓閥24使得FNR促動(dòng)器330伸出或縮回。
[0022]促動(dòng)器330在第一端332處與肘接頭318上的心軸319連接，該肘接頭318安裝在控制輸入軸311上。肘接頭318允許輸入軸311旋轉(zhuǎn)，同時(shí)保持在軸上的固定軸向位置。促動(dòng)器330的相反第二端331通過與托架320連接而相對(duì)于驅(qū)動(dòng)泵14、16固定。當(dāng)促動(dòng)器330通過FNR操縱桿22的用戶可選輸入而伸出或縮回時(shí)，控制輸入軸311向前或向后運(yùn)動(dòng)。穩(wěn)定連桿提供為引導(dǎo)肘接頭318的運(yùn)動(dòng)，以避免輸入軸311偏離它的縱向軸線，并進(jìn)一步改進(jìn)了控制輸入軸311的運(yùn)動(dòng)。零偏壓元件350連接在控制輸入軸311和托架320之間，以便將控制輸入軸311偏壓至零位置，該零位置是當(dāng)轉(zhuǎn)向控制對(duì)齊成用于直線向前運(yùn)行時(shí)驅(qū)動(dòng)泵輸出流量基本為零的位置。
[0023]下面參考圖2和3，轉(zhuǎn)向輸入軸30的旋轉(zhuǎn)通過轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)189來實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)187與主框架10連接，并定位在轉(zhuǎn)向輸入軸30附近。來自轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的輸出軸189通過萬向接頭188和滑動(dòng)連接件184而與驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)30連接。該連接允許在轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)187和驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)30之間的很小軸向錯(cuò)配，而不會(huì)導(dǎo)致在馬達(dá)或機(jī)構(gòu)中的粘附或過大磨損。由泵15提供的增壓流體源通過供給管線152而由轉(zhuǎn)向控制閥185來計(jì)量，并使得轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)187旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的方向取決于方向盤18的旋轉(zhuǎn)。這樣的閥為差動(dòng)轉(zhuǎn)向靜液壓驅(qū)動(dòng)農(nóng)業(yè)車輛領(lǐng)域中公知。根據(jù)方向盤18的轉(zhuǎn)向輸入，轉(zhuǎn)向控制閥185通過液壓管線186而將增壓流體導(dǎo)向轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)187。例如，將方向盤向右轉(zhuǎn)動(dòng)將沿使得車輛向右轉(zhuǎn)向所需的方向引導(dǎo)使得轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)所需的增壓流體。方向盤18的穩(wěn)定定位(例如不需要方向變化)導(dǎo)致并不將流體流導(dǎo)向轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，因此控制輸入軸并不運(yùn)動(dòng)，機(jī)器將繼續(xù)以相同的相對(duì)驅(qū)動(dòng)泵排量而沿相同軌跡運(yùn)行。從轉(zhuǎn)向控制閥185釋放的流量通過返回管線154而返回流體儲(chǔ)存器(儲(chǔ)罐)151。來自轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的輸出軸189通過萬向接頭188和滑動(dòng)連接件184而與驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)30連接。
[0024]方向盤每單位轉(zhuǎn)圈輸入的、來自轉(zhuǎn)向控制閥185的流體傳送速率的選擇使得方向盤轉(zhuǎn)圈與控制輸入軸轉(zhuǎn)圈的比率能夠變化，以便獲得用于機(jī)器的合適轉(zhuǎn)向特征。經(jīng)驗(yàn)顯示，通過使用相對(duì)較小螺紋節(jié)距來用于驅(qū)動(dòng)螺紋314、316和樞軸臂塊144、164，將獲得更大的轉(zhuǎn)向精度。不過，當(dāng)螺紋節(jié)距減小時(shí)，用于執(zhí)行轉(zhuǎn)向所需的方向盤轉(zhuǎn)圈數(shù)增加。對(duì)于駕駛員來說，用于使得機(jī)器的路線反向(例如完成U形轉(zhuǎn)向)將需要方向盤轉(zhuǎn)多個(gè)完整圈的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)很煩人。
[0025]啟動(dòng)閥210和自動(dòng)引導(dǎo)轉(zhuǎn)向閥220液壓連接至轉(zhuǎn)向控制線路中，以便提供用于自動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)300的轉(zhuǎn)向接口。連接大致平行于人工轉(zhuǎn)向控制閥185。啟動(dòng)閥210是普通的閉塞閥，它可在使得相連液壓線路使用或停用的位置之間轉(zhuǎn)換。當(dāng)使用時(shí)，來自泵15的增壓液壓流體導(dǎo)向自動(dòng)引導(dǎo)轉(zhuǎn)向閥220。自動(dòng)引導(dǎo)轉(zhuǎn)向閥是比例轉(zhuǎn)向閥，功能上與人工轉(zhuǎn)向控制閥185類似，也就是，它接收來自自動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)300的轉(zhuǎn)向輸入信號(hào)，并根據(jù)輸入信號(hào)來將增壓液壓流體導(dǎo)向轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)187，以便管理機(jī)器的運(yùn)行方向。從自動(dòng)引導(dǎo)轉(zhuǎn)向閥220導(dǎo)向轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)187的液壓流體輸出使得轉(zhuǎn)向輸入軸30旋轉(zhuǎn)，具有與前面對(duì)于人工轉(zhuǎn)向所述相同的效果。自動(dòng)引導(dǎo)轉(zhuǎn)向閥220控制轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)187，該轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)187已經(jīng)存在于機(jī)器中，因此轉(zhuǎn)向輸入軸不需要附加的促動(dòng)器或機(jī)械接口。
[0026]當(dāng)啟動(dòng)閥210轉(zhuǎn)換至停用位置時(shí)，阻止由泵15供給增壓流體，從而防止自動(dòng)引導(dǎo)轉(zhuǎn)向控制閥將增壓液壓流體導(dǎo)向轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)187。人工轉(zhuǎn)向系統(tǒng)并不受到阻塞的自動(dòng)引導(dǎo)接口的影響。當(dāng)車輛通過自動(dòng)引導(dǎo)來轉(zhuǎn)向時(shí)，可以很容易地包含安全脫開特征。通過由方向盤傳感器301檢測方向盤的運(yùn)動(dòng)，自動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)出用于使得啟動(dòng)閥210轉(zhuǎn)換至停用位置的信號(hào)，并使得輸入信號(hào)與自動(dòng)引導(dǎo)控制閥220隔離。這些步驟使得車輛運(yùn)行方向的控制通過方向盤而返回駕駛員，而沒有方向控制的任何干涉或暫時(shí)損失，以便提高機(jī)器的操作安全性。
[0027]應(yīng)當(dāng)知道，在本發(fā)明的原理和范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員通過閱讀本說明書將清楚和對(duì)這里所述和所示部件的細(xì)節(jié)、材料、步驟和結(jié)構(gòu)進(jìn)行變化。前述說明書示例說明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，不過，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，基于本說明書的概念可以在其它實(shí)施例中實(shí)施。因此，下面的權(quán)利要求將廣義地以及以所示特殊形式地保護(hù)本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種用于差速轉(zhuǎn)向農(nóng)業(yè)機(jī)器的方向控制機(jī)構(gòu)，包括: 右側(cè)和左側(cè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)； 右側(cè)和左側(cè)液壓驅(qū)動(dòng)泵，該右側(cè)和左側(cè)液壓驅(qū)動(dòng)泵一前一后地與發(fā)動(dòng)機(jī)連接和由該發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，各驅(qū)動(dòng)泵有排量控制機(jī)構(gòu)，該排量控制機(jī)構(gòu)包括在第一和第二位置之間能旋轉(zhuǎn)的樞軸臂，該樞軸臂的旋轉(zhuǎn)改變來自各驅(qū)動(dòng)泵的液壓流體流速，以便控制相應(yīng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的速度和方向； 控制輸入軸，該控制輸入軸與左側(cè)和右側(cè)樞軸臂連接，該軸繞它的縱向軸線能旋轉(zhuǎn)和沿它的縱向軸線能平移，軸的旋轉(zhuǎn)使得樞軸臂沿相反方向同時(shí)旋轉(zhuǎn)，軸的平移使得樞軸臂沿相同方向同時(shí)旋轉(zhuǎn)； 轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，該轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)與控制輸入軸連接，以便使得軸旋轉(zhuǎn)，從而管理右側(cè)和左側(cè)液壓泵的相關(guān)排量； 方向盤，該方向盤連接成使得液壓轉(zhuǎn)向閥向中心位置的右側(cè)和左側(cè)旋轉(zhuǎn)，該轉(zhuǎn)向閥根據(jù)方向盤從中心位置旋轉(zhuǎn)的角度和方向而將一定容積的增壓液壓流體引導(dǎo)至轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，從而使得控制輸入軸與方向盤的旋轉(zhuǎn)角度成比例地旋轉(zhuǎn)； 自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置，該自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置接收來自車輛引導(dǎo)系統(tǒng)的、表示右側(cè)和左側(cè)方向輸入的角度和大小的信號(hào)，以便使得機(jī)器沿預(yù)定軌跡轉(zhuǎn)向，該自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制裝置將一定容積的增壓液壓流體引導(dǎo)至轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，該容積取決于通過為了實(shí)現(xiàn)所需方向和大小的機(jī)器方向變化而需要使得控制輸入軸旋轉(zhuǎn)，從而使得機(jī)器轉(zhuǎn)向所需的方向變化的角度和大?。灰约? 選擇器閥，該選擇器閥可定位在第一和第二位置之間，該第一位置使得機(jī)器能夠通過方向盤來轉(zhuǎn)向，該第二位置使得機(jī)器能夠通過車輛引導(dǎo)系統(tǒng)來轉(zhuǎn)向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其中:選擇器閥位置由車輛引導(dǎo)系統(tǒng)來管理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)構(gòu)，還包括:傳感器，用于檢測方向盤的運(yùn)動(dòng)和將表示它的脫開信號(hào)傳輸給車輛引導(dǎo)系統(tǒng)，該車輛引導(dǎo)系統(tǒng)在接收到脫開信號(hào)時(shí)將選擇器閥定位在第一位置，以便能夠通過方向盤來轉(zhuǎn)向。
4.一種用于農(nóng)業(yè)機(jī)器的方向控制機(jī)構(gòu)，包括: 控制輸入軸，該控制輸入軸與控制右側(cè)和左側(cè)液壓驅(qū)動(dòng)泵的輸出的左側(cè)和右側(cè)樞軸臂連接，輸入軸繞它的縱向軸線能旋轉(zhuǎn)和沿它的縱向軸線能平移，軸的旋轉(zhuǎn)使得樞軸臂沿相反方向同時(shí)旋轉(zhuǎn)，軸的平移使得樞軸臂沿相同方向同時(shí)旋轉(zhuǎn)； 轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，該轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)與控制輸入軸連接，以便使得軸旋轉(zhuǎn)； 第一液壓轉(zhuǎn)向閥，該第一液壓轉(zhuǎn)向閥通過方向盤而能人工旋轉(zhuǎn)至中心位置的右側(cè)和左偵牝該第一轉(zhuǎn)向閥將變化容積的增壓液壓流體導(dǎo)向轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，該變化取決于從中心位置旋轉(zhuǎn)的角度和方向，第一轉(zhuǎn)向閥的旋轉(zhuǎn)使得轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和連接的控制輸入軸與方向盤的旋轉(zhuǎn)角度成正比地旋轉(zhuǎn)； 第二液壓轉(zhuǎn)向閥，該第二液壓轉(zhuǎn)向閥通過由機(jī)器自動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)起動(dòng)的轉(zhuǎn)向信號(hào)定位，該第二轉(zhuǎn)向閥將變化容積的增壓液壓流體導(dǎo)向轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，第二轉(zhuǎn)向閥的輸出使得轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和連接的控制輸入軸與轉(zhuǎn)向信號(hào)輸入成正比地旋轉(zhuǎn)；以及 選擇器閥，該選擇器閥能夠選擇通過方向盤來轉(zhuǎn)向控制或者通過機(jī)器自動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)來轉(zhuǎn)向控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)構(gòu)，其中:選擇器閥位置由車輛引導(dǎo)系統(tǒng)來管理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)構(gòu)，還包括:傳感器，用于檢測方向盤的運(yùn)動(dòng)和將表示它的脫開信號(hào)傳輸給車輛引導(dǎo)系統(tǒng)，該車輛引導(dǎo)系統(tǒng)在接收到脫開信號(hào)時(shí)將選擇器閥定位成能夠通過方向盤來轉(zhuǎn)向。
【文檔編號(hào)】B62D5/09GK104210540SQ201410211915
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月30日
【發(fā)明者】T·B·皮爾斯, P·J·埃爾哈特, M·D·萊頓, Or.薩德布拉克 申請(qǐng)人:凱斯紐荷蘭(上海)機(jī)械研發(fā)有限公司