电动驱动的机动设备制造技术

技术编号:13417517 阅读:42 留言:0更新日期:2016-07-27 10:36
一种机动设备,包括:主框架(1);操作臂(100),其连接到主框架;配置成驱动所述机动设备的移动装置例如一个或多个车轮(4)和/或一个或多个履带(4)的驱动装置;配置成驱动操作臂(100)的驱动装置;以及控制系统(8),其连接到驾驶员的操作仪器(7)以用于控制驱动装置,其中用于移动装置的驱动装置包括电动马达(3),使得移动装置的驱动器大体上是电动的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及具有操作臂的机动设备,例如拖拉机、挖掘机、轮式装载机、臂式割草机、旋转伸缩起重机、具有起重机的小型卡车,或者这些设备的组合。本专利技术更具体地涉及机动设备,该机动设备包括:主框架;操作臂,其连接到主框架;配置成驱动机动设备的移动装置例如一个或多个车轮和/或一个或多个履带的驱动装置;配置成驱动操作臂的驱动装置;以及控制系统,其连接到驾驶员的操作仪器,以用于控制驱动装置。背景仅具有主框架或具有可旋转的子框架以及可旋转的子框架上的伸缩臂式起重机的挖掘机是已知的。两种类型的机器可以设置有用于驱动的马达,该马达被置于主框架中或可旋转的子框架中,其中燃烧发动机提供液压泵的驱动。一个或多个泵为操作臂及其部件提供能量。神户制钢工程机械有限公司(KobelcoConstructionMachineryCo.Ltd)的EP1199411中描述的是混合动力挖掘机,其中可旋转的子框架中的液压泵也为主框架中的履带提供能量以用于移动的目的。日立(Hitachi)的EP2578756A1描述了装备有并联混合驱动的小型挖掘机。属于NiftyliftLimited所有的WO2008/107685中描述了相同类型的混合动力系统,其中液压驱动器驱动移动工作平台的车轮。属于日立工程机械(HitachiConstructionMachinery)所有的EP2551163描述了所谓的混合动力轮式装载机或装载铲。这样的解决方案具有主框架,所有部件都安装在该主框架中或都安装在该主框架上。具有电力驱动的车轮和动力输出轴(powertakeoffshaft)的农用拖拉机是已知的,例如电动Rigitrac和约翰迪尔7030系列电动版(JohnDeere7030SeriesE-Premium)。属于爱科集团(AgcoGroup)所有的GB2493961描述了拖拉机上的部分电动力输出轴。属于申请人所有的NL1035694中所陈述的是,通过主框架和可旋转的子框架的组合,电气系统或混合动力系统的不同解决方案是可能的。被称为电动乘用车的那些纯电驱动的乘用车也是已知的,例如特斯拉S型(TeslaModelS)和X型(ModelX)、日产聆风(NissanLeaf)或BMWi3。还有串联混合动力或并联混合动力的交通工具。其示例是丰田普锐斯(ToyotaPrius)、本田思域混合动力版(HondaCivicHybrid)、福特翼虎混合动力版(FordEscapeHybrid)等等。所谓增程器(rangeextenders)还在汽车工业中更经常使用。该形式使用小的燃烧发动机为电池充电。这些交通工具还可以从干线电力供应和其它电源供应充电,例如太阳能板或快速充电机。其示例是具有增程器的雪佛兰沃蓝达插电式混合动力(ChevroletVoltPlug-in)、菲斯克卡玛(FiskerKarma)、BMWi3或BMWi8插电式混合动力。这些交通工具具有电气和电池系统,电气和电池系统在部件架构、效率、冷却方面被优化并且具有低重心。这些部件大量地被构造,从而使它们是非常好地被测试的和优化的系统并且是相对便宜的。在属于特斯拉汽车公司(TeslaMotors)所有的US2011/0174556A1、US2012/0222833A1、US2013/0074525A1和US2013/0153317中示出了电池组,并且具体地示出了电池组的冷却、加热和调节。属于布拉莫公司(BrammoInc.)所有的WO2013/066926A1描述了用于电动摩托车的电池。在属于特斯拉汽车公司所有的US2011/0174556A1中和属于乐土公司(BetterPlaceGmbH)所有的WO2012/160407A1中示出了将这样的电池系统构建到交通工具中或将这样的电池系统连接到交通工具。以上阐明的现有技术的交通工具中的电力驱动的优化和设计细节涉及具有一个功能的机器、交通工具或摩托车,其具有作为拖拉机、作为挖掘机、作为装载铲,或者作为用于运输人和/或货物的交通工具之一的功能。因此,本专利技术的目的之一的提供高能效的、多功能的和/或改进的机动设备。该目的至少通过和根据权利要求1的机动设备来实现。前文中所陈述的类型的机动设备具有特定特征,该特定特征是用于移动装置的驱动装置包括电动马达,使得移动装置的驱动大体上是电动的。本专利技术与现有技术的区别在于其实现了大体上电的驱动,优选地完全电的驱动,以用于驱动一个或多个车轮或一个或多个履带,以用于框架的移动。操作臂的驱动和运动使用液压来实现,其中液压泵可以设置有驱动器,该驱动器实施为电动马达。可移动的操作臂可以例如在展开的有关节的位置操作和作为折叠在一起的单个的提升臂操作。另外的实施方案使用电能来首先驱动操作臂上的工具,并且其次还可能用电能(可选地通过液压)引起操作臂运动。为了供应能量,特别有利的是,多个耗能设备(即致动器)由多于一个的电动马达来驱动。这还使得其更加复杂,因为多个耗能设备可能要求冷却和控制管理。这可以由控制系统来控制,例如通过计算机或计算单元。此外,有利的是,提供高能效的电气系统,该高能效的电气系统被优化以便减少由不同的驱动要求的能源需求。在神户制钢工程机械有限公司的EP1199411中,如以上所阐明的,用于履带的驱动通过液压来产生。其效率不可能大于80%。用于移动/行驶的电力驱动的效率可以在90%和95%之间。随着行驶的距离变得更大且速度增加,能量节省成比例地变大。电力驱动的另一个优点(同样是本专利技术的另一个优点)在于它能够从停止状态以连续可变(具有大扭矩而不变换档位)的方式加速到约150km/h。这不可能机械地或液压地实现。用于轮胎或履带的一个或多个电动马达,如果内置的话,还可以提供制动能量的回收,这进而提供能量节省。更具体地,用于移动装置的驱动器的至少一个电动马达于是具有制动能量回收系统,该制动能量回收系统配置成将能量返回到能量存储单元。还有利的是,机动设备的制动系统和/或转向系统通过单独的电动马达或电动致动器来直接或间接驱动或部分致动,单独的电动马达或电动致动器优选地由控制系统来控制。当连接到主框架或操作臂的工具开启时,电动行驶也是可能的。这增加了驾驶员的舒适性。这样的机器在操作臂处于紧凑空间中时的定位精度也比在具有液压或机械驱动时的定位精度更好。根据另外的优选的实施方案,机动设备配置为用于操作臂上的工具的使用。优选地,机动设备还包括提升装置,该提升装置还可以作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机动设备,包括:主框架(1);操作臂(100),其连接到所述主框架;配置成驱动所述机动设备的移动装置例如一个或多个车轮(4)和/或一个或多个履带(4)的驱动装置;配置成驱动所述操作臂(100)的驱动装置;以及控制系统(8),其连接到驾驶员的操作仪器(7)以用于控制所述驱动装置,所述机动设备的特征在于:用于所述移动装置的驱动装置包括电动马达(3),使得所述移动装置的驱动器大体上是电动的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.11 NL 20115961.一种机动设备,包括:主框架(1);操作臂(100),其连接到所
述主框架;配置成驱动所述机动设备的移动装置例如一个或多个车轮(4)
和/或一个或多个履带(4)的驱动装置;配置成驱动所述操作臂(100)的
驱动装置;以及控制系统(8),其连接到驾驶员的操作仪器(7)以用于
控制所述驱动装置,所述机动设备的特征在于:用于所述移动装置的驱动
装置包括电动马达(3),使得所述移动装置的驱动器大体上是电动的。
2.如权利要求1所述的机动设备,其中所述移动装置的所述驱动器
是仅是电动的。
3.如权利要求1或2所述的机动设备,其中实施为至少一个电动马
达的用于所述移动装置的驱动装置直接驱动所述移动装置。
4.如前述权利要求中任一项所述的机动设备,其中用于所述操作臂
(100)的驱动装置包括电动马达(3)。
5.如前述权利要求中任一项所述的机动设备,还包括至少一个能量
存储单元(5或205或305),例如电池,以用于存储电能并且将电能供应
到至少一个电动马达(3)。
6.如前述权利要求中任一项所述的机动设备,还包括多个驱动器,
以用于驱动用于供应能量的致动器,例如液压泵、气动泵或旋转轴,其中
所述驱动器中的每一个实施为电动马达,其中每个驱动器配置成通过所述
控制系统(8)来控制。
7.如权利要求6所述的机动设备,其中所述机动设备包括至少两个
能量存储单元,以用于为所述驱动器中的至少两个供应能量。
8.如权利要求6和7中任一项所述的机动设备,其中所述驱动器中
的每一个设置有其自身的能量存储单元。
9.如前述权利要求中任一项所述的机动设备,还包括子框架(2),
所述子框架布置成相对于所述主框架(1)可旋转,其中所述可旋转的子

\t框架(2)包括驾驶员的所述操作仪器(7)。
10.如权利要求9所述的机动设备,其中所述子框架(2)能够相对
于所述主框架(1)无限地旋转。
11.如至少权利要求6和9所述的机动设备,其中布置在框架中的致
动器的驱动器和能量存储单元也布置在所述框架中。
12.如权利要求9或11所述的机动设备,其中所述操作臂(100)布
置在所述子框架(2)上。
13.如权利要求12所述的机动设备,其中所述操作臂(100)的驱动
器布置在所述子框架(2)中。
14.如权利要求12或13所述的机动设备,其中能量存储单元在所述
子框架中作为平衡配重来布置。
15.如至少权利要求5和13所述的机动设备,其中用于所述操作臂
的驱动器的能量存储单元布置在所述子框架(2)中或在所述子框架(2)
上。
16.如前述权利要求中任一项所述的机动设备,特征在于:所述移动
装置和所述移动装置的驱动器布置在所述主框架(1)中或在所述主框架
(1)上,并且用于将能量供应到用于所述移动装置的至少一个电动马达
(3)的至少一个能量存储单元(5或205或305)布置在所述主框架(1)
中或在所述主框架(1)上。
17.如前述权利要求中任一项所述的机动设备,还包括发电机(9),
所述发电机(9)可操作地连接到能量存储单元,并且燃烧发动机(10)
可操作地连接到所述发电机(9),其中所述燃烧发动机(10)和所述发电
机(9)配置成将电能供应到所述能量存储单元(5、205、305)。
18.如前述权利要求中任一项所述的机动设备,特征在于:实施为电
动马达的驱动器中的至少一个可操作地连接到发电机(9),所述发电机(9)
可操作地连接到燃烧发动机(10),其中所述燃烧发动机(10)和所述发
电机(9)配置成为所述驱动器供应电能。
19.如至少权利要求17和18所述的机动设备,其中至少实施为电动
马达的用于所述移动装置的驱动器可操作地连接到能量存储单元和发电
机两者,其中所述电能由所述发电机(9)供应到该电动马达,并且同时
由所述能量存储单元(5、205、305)供应到该电动马达。
20.如前述权利要求中任一项所述的机动设备,特征在于:实施为电
动马达(3、203、303)的驱动器中的至少一个还配置成作为发电机(9)
来运行,其中燃烧发动机(10)使用可连接且可拆卸的耦合器(19)连接
到所述电动马达(3、203、303)。
21.如前述权利要求17-20中任一项所述的机动设备,特征在于:所
述控制系统配置成响应于驾驶员通过所述操作仪器输入电动模式而关闭
所述燃烧发动机。
22.如前述权利要求中任一项所述的机动设备,特征在于:所述能量
由燃料电池(11)供应到至少一个能量存储单元(5、205、305)。
23.如前述权利要求中任一项所述的机动设备,特征在于:至少一个
能量存储单元(5、205、305)通过所述机动设备的外面的能量源(13)
经由充电器(12)来充电。
24.如前述权利要求中任一项所述的机动设备,特征在于:所述可移
动的操作臂(100)能够在展开的有关节的位置操作并且能够作为折叠在
一起的单个的提升臂操作。
25.如前述权利要求中任一项所述的机动设备,特征在于:配置用于
耦合工具(201)或稳定装置(202)的至少一个提升装置(200)布置在
所述主框架(1)上,其中所述提升装置设置有实施为电动马达(3)且配
置成通过所述控制系统(8)来控制的驱动器。
26.如权利要求25所述的机动设备,其中所述提升装置(200)包括
用于耦合工具(201)或稳定装置(202)的三点式提升装置。
27.如前述权利要求中任一项所述的机动设备,特征在于:配置成驱
动工具(201)的动力输出轴(204)布置在所述主框架(1)上,其中所
述动力输出轴(204)设置有实施为电动马达(3)且配置成通过所述控制

\t系统(8)来控制的驱动器。
28.如权利要求27所述的机动设备,特征在于:用于驱动至少一个
动力输出轴(204)的至少一个电动马达(203)被提供来自至少一个能量
存储单元(205)、发电机(9)或通过燃料电池(11)或其组合的能量。
29.如至少权利要求27或28所述的机动设备,特征在于:用于驱动
所述动力输出轴(204)的电动马达(203)被提供来自至少一个能量存储
单元(5、205、305)的能量,所述至少一个能量存储单元(5、205、305)
是用于将能量供应到用于所述移动装置的驱动器的电动马达(3)的相同
的能量存储单元。
30.如前述权利要求中任一项所述的机动设备,还包括液压泵(300),
所述液压泵(300)配置成供应液压能,例如用于经由液压阀(301)移动
所述操作臂(100)的至少一个臂节段或所述操作臂(100)上的工具、提
升装置(200)、工具(201),其中所述液压泵(300)设置有实施为电动
马达(203)且配置成通过所述控制系统(8)来控制的驱动器。
31.如权利要求30所述的机动设备,特征在于:所述液压泵(300)
的电动马达(203)能够作为发电机(9)来运行。
32.如权利要求31所述的机动设备,还包括使用可连接且可拆卸的
耦合器(19)连接到所述发电机(9)的燃烧发动机(10)。
33.如至少权利要求9所述的机动设备,特征在于:所述能量存储单
元(5、205、305)中的至少一个定位在所述主框架(1)中。
34.如至少权利要求9所述的机动设备,特征在于:所述能量存储单
元(5、205、30...

【专利技术属性】
技术研发人员:伦德特·威廉默斯·科内利斯·胡伊松
申请(专利权)人:哈德森海湾控股有限公司
类型:发明
国别省市:荷兰;NL

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