一体化车架全电动轮式工程机械原地转向回转系统技术方案

本发明专利技术提供一种一体化车架全电动轮式工程机械原地转向回转系统，其中的整机控制器从操控手柄、回转速度调节旋钮和回转作业模式按钮获得控制信号，向两个多合一控制器发出控制指令控制四台轮边驱动电机的驱制动转速和转矩、四个电制动器的制动和四个电转向缸的行程，从而控制一体化车架轮式挖掘实现左回转、右回转、左回转制动、右回转制动和回转停止作业的功能。本发明专利技术采用一体化车架，整机的回转运动由整车的四轮独立原地转向实现，底盘驱动系统驱动电机的高低压线束不受整机回转限制，可实现整机真正的全电动化。与原有的液压回转系统相比，本发明专利技术在行走模式下避免了节流和溢流损耗，极大提高了能量利用率。极大提高了能量利用率。极大提高了能量利用率。

【技术实现步骤摘要】
一体化车架全电动轮式工程机械原地转向回转系统


[0001]本专利技术涉及工程机械
，具体而言，涉及一种一体化车架全电动轮式工程机械原地转向回转系统。

技术介绍

[0002]随着全球环境污染与能源短缺日益严重，节能减排已成为全球各国关注的焦点。工程机械用量大、能耗高、排放差，严重阻碍了全球绿色发展的进程。电动化是工程机械实现节能减排的重要途经，而无液压系统全电驱动全分布式构型的工程机械是电动化发展的最终理想方案，因此，研究分布式全电型工程机械对保护环境和节约能源具有重大意义。
[0003]回转运动是工程机械作业中所必备的功能，以轮式挖掘机为例，上车无限制的回转自由度是挖掘机高效作业的基本保证。当前构型中普遍采用上下车分离并通过铰链连接的方式实现液压挖掘机回转运动，既下车装有挖掘机行走驱动系统，上车由液压马达驱动或由电机驱动实现整机的回转及作业功能。由于上下车存在旋转的自由度，且目前强电及弱电的回转装置尚未成熟，使得下车驱动系统驱动执行器无法电动化，因此工程机械的分布式全电动化进程受到局限，液压挖掘机行走模式下的传统液压马达驱动回转系统固有的效率低、能耗高问题仍然无法得到解决。

技术实现思路

[0004]本专利技术公开了一种一体化车架全电动轮式工程机械原地转向回转系统，旨在改善上述技术问题。
[0005]本专利技术采用了如下方案：一种一体化车架全电动轮式工程机械原地转向回转系统，包括一体化轮式挖掘机车架、第一轮组件、第二轮组件、第三轮组件、第四轮组件、整机控制器和与所述整机控制器信号连接的操控手柄、回转速度调节旋钮、回转作业模式按钮、第一多合一控制器和第二多合一控制器，所述第一多合一控制器和第二多合一控制器固定连接在所述一体化轮式挖掘机车架横向方向的相对两端上；所述第一轮组件、第二轮组件沿所述第一多合一控制器竖向对称设置，并与所述第一多合一控制器电连接；所述第三轮组件、第四轮组件沿所述第二多合一控制器竖向对称设置，并与所述第二多合一控制器电连接；所述第一轮组件包括第一轮胎、第一电制动器、第一转向电动缸、第一传动半轴和第一轮边驱动电机，第一轮胎与第一传动半轴通过万向节相连，第一传动半轴与第一轮边驱动电机通过万向节相连，第一轮边驱动电机与一体化轮式挖掘机车架固定连接，第一转向电动缸与第一轮胎通过转向球头相连，并与一体化轮式挖掘机车架固定连接，第一电制动器安装于第一轮胎上；所述第一轮边驱动电机、第一转向电动缸、第一电制动器均与第一多合一控制器电连接；所述第二轮组件、第三轮组件和第四轮组件同理设置。
[0006]作为进一步改进，所述第一轮边驱动电机、第一转向电动缸、第一电制动器和第二轮组件中的第二轮边驱动电机、第二转向电动缸、第二电制动器均通过高压线束与所述第
一多合一控制器连接；第三轮组件中的第三轮边驱动电机、第三转向电动缸、第三电制动器和第四轮组件中的第四轮边驱动电机、第四转向电动缸、第四电制动器均通过高压线束与所述第二多合一控制器连接。
[0007]作为进一步改进，所述操控手柄、回转速度调节旋钮和回转作业模式按钮配置为在用户的操作下能够将信号传递给整机控制器，进而传递至第一多合一控制器和第二多合一控制器。
[0008]作为进一步改进，所述第一多合一控制器配置为能够接收整机控制器发送的指令，并控制第一轮边驱动电机和第二轮边驱动电机的转速转矩、控制第一转向电动缸和第二转向电动缸的行程及控制第一电制动器和第二电制动器的制动力；所述第二多合一控制器配置为能够接收整机控制器发送的指令，并控制第三轮边驱动电机和第四轮边驱动电机的转速转矩、控制第三转向电动缸和第四转向电动缸的行程及控制第三电制动器和第四电制动器的制动力。
[0009]作为进一步改进，所述回转作业模式按钮配置为处于作业档位时，会使得第一转向电动缸、第二转向电动缸、第三转向电动缸和第四转向电动缸动作至原地转向回转模式行程。
[0010]作为进一步改进，所述操控手柄配置为从中位向正位变化时，会使得第一轮边驱动电机和第三轮边驱动电机反向驱动，第二轮边驱动电机和第四轮边驱动电机正向驱动，进而使得一体化轮式挖掘机车架向左方向旋转，实现整机的向左回转。
[0011]作为进一步改进，所述操控手柄配置为从中位向负位变化时，能够实现整机的向右回转。
[0012]作为进一步改进，所述操控手柄配置为从正位向中位变化时，会使得第一轮边驱动电机和第三轮边驱动电机正向制动，第二轮边驱动电机和第四轮边驱动电机反向制动，进而使得一体化轮式挖掘机车架向由左方向旋转转停，实现整机的左回转制动。
[0013]作为进一步改进，所述操控手柄配置为从负位向中位变化时，能够实现整机的右回转制动。
[0014]作为进一步改进，所述操控手柄、回转速度调节旋钮、回转作业模式按钮、第一多合一控制器和第二多合一控制器均与所述整机控制器通过CAN通讯连接。
[0015]通过采用上述技术方案，本专利技术可以取得以下技术效果：本申请的一体化车架全电动轮式工程机械原地转向回转系统，此构型的整机回转系统与行走系统共用一套驱动系统，使得整机子系统减少、整机结构更加紧凑、整机质量更加轻量化，有效提升了整机运行时间；此构型也解耦了整机控制，使得挖掘机旋转能量回收转换环节减少，回收效率得到了提高。同时一体化车架全电动轮式工程机械原地转向回转系统极大提升了能量利用率，有效解决了电动工程机械向全电动化发展的最后一道瓶颈。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0017]图1是本专利技术一体化车架全电动轮式工程机械原地转向回转系统的整体结构示意图；图2是本专利技术一体化车架全电动轮式工程机械原地转向回转系统的内部结构示意图。
[0018]附图标记：1、操控手柄；2、整机控制器；3、第一轮胎；4、第一电制动器；5、第一转向电动缸；6、第一传动半轴；7、第一多合一控制器；8、第二转向电动缸；9、第二电制动器；10、第二轮胎；11、第一轮边驱动电机；12、第二轮边驱动电机；13、第二传动半轴；14、回转速度调节旋钮；15、回转作业模式按钮；16、第三轮胎；17、一体化轮式挖掘机车架；18、第三转向电动缸；19、第三电制动器；20、第三传动半轴；21、第三轮边驱动电机；22、第二多合一控制器；23、第四轮边驱动电机；24、第四转向电动缸；25、第四传动半轴；26、第四电制动器；27、第四轮胎；28、铺路钢板。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一体化车架全电动轮式工程机械原地转向回转系统，其特征在于，包括一体化轮式挖掘机车架、第一轮组件、第二轮组件、第三轮组件、第四轮组件、整机控制器和与所述整机控制器信号连接的操控手柄、回转速度调节旋钮、回转作业模式按钮、第一多合一控制器和第二多合一控制器，所述第一多合一控制器和第二多合一控制器固定连接在所述一体化轮式挖掘机车架横向方向的相对两端上；所述第一轮组件、第二轮组件沿所述第一多合一控制器竖向对称设置，并与所述第一多合一控制器电连接；所述第三轮组件、第四轮组件沿所述第二多合一控制器竖向对称设置，并与所述第二多合一控制器电连接；所述第一轮组件包括第一轮胎、第一电制动器、第一转向电动缸、第一传动半轴和第一轮边驱动电机，第一轮胎与第一传动半轴通过万向节相连，第一传动半轴与第一轮边驱动电机通过万向节相连，第一轮边驱动电机与一体化轮式挖掘机车架固定连接，第一转向电动缸与第一轮胎通过转向球头相连，并与一体化轮式挖掘机车架固定连接，第一电制动器安装于第一轮胎上；所述第一轮边驱动电机、第一转向电动缸、第一电制动器均与第一多合一控制器电连接；所述第二轮组件、第三轮组件和第四轮组件同理设置。2.根据权利要求1所述的一体化车架全电动轮式工程机械原地转向回转系统，其特征在于，所述第一轮边驱动电机、第一转向电动缸、第一电制动器和第二轮组件中的第二轮边驱动电机、第二转向电动缸、第二电制动器均通过高压线束与所述第一多合一控制器连接；第三轮组件中的第三轮边驱动电机、第三转向电动缸、第三电制动器和第四轮组件中的第四轮边驱动电机、第四转向电动缸、第四电制动器均通过高压线束与所述第二多合一控制器连接。3.根据权利要求2所述的一体化车架全电动轮式工程机械原地转向回转系统，其特征在于，所述操控手柄、回转速度调节旋钮和回转作业模式按钮配置为在用户的操作下能够将信号传递给整机控制器，进而传递至第一多合一控制器和第二多合一控制器。4.根据权利要求3所述的一体化车架全电动轮式工程机械原地转向回转系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈龙，林添良，林元正，陈其怀，付胜杰，李钟慎，任好玲，郑伟杰，石家榕，王浪，缪骋，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：