一種壓路機的電控系統

《一種壓路機的電控系統》是徐工集團工程機械股份有限公司道路機械分公司於2015年4月28日申請的發明專利，公布號為CN104890509A，公布日為2015年9月9日，發明人是周保剛、劉邦輝、張帥、吳振毅、亢濤、王坤、韓晨起、牛彭德。

《一種壓路機的電控系統》包括擋位選擇器（3）、前進感測器（4）、後退感測器（5）、控制器（6）、變速箱（7）、柱塞泵電磁閥、軟軸（15）和油門控制（16），變速箱上設有擋位電磁閥和方向電磁閥，控制器根據擋位選擇器的反饋信息對變速箱擋位電磁閥進行控制，實現壓路機行駛的換擋；前進感測器和後退感測器用於將行走的方向信息傳送給控制器，控制器根據感測器的反饋信息對變速箱的方向電磁閥進行控制，實現壓路機行駛的換向；換擋和換向功能分開控制，並且換向和油門控制集成在一個操控手柄上，或換擋和換向功能集成在一起，操縱布局設計為“1”字型或蛇型。該發明可使壓路機的操控達到全液壓產品的操控水平，操作輕便。

2021年6月24日，《一種壓路機的電控系統》獲得第二十二屆中國專利獎優秀獎。

（概述圖為《一種壓路機的電控系統》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種壓路機的電控系統
• 類別：發明專利
• 公布號：CN104890509A
• 公布日：2015年9月9日
• 申請號：2015102085846
• 申請日：2015年4月28日
• 申請人：徐工集團工程機械股份有限公司道路機械分公司
• 地址：江蘇省徐州市經濟開發區桃山路1號
• 發明人：周保剛、劉邦輝、張帥、吳振毅、亢濤、王坤、韓晨起、牛彭德
• Int. Cl.：B60K20/02(2006.01)I;B60K26/02(2006.01)I
• 專利代理機構：徐州支點智慧財產權代理事務所(普通合夥)
• 代理人：張榮亮

背景技術

截至2015年4月，壓路機作為工程機械中常用的一種道路設備，已被廣泛用於高等級公路、鐵路、機場跑道、大壩、體育場等大型工程項目的填方壓實作業，可以碾壓沙性、半粘性及粘性土壤、路基穩定土及瀝青混凝土路面層。壓路機大都配有動力換擋變速箱，如單鋼輪振動壓路機和輪胎壓路機，其通過機械手柄控制器進行控制。如圖1所示，手柄控制採用U型布置，前進三擋或兩擋，後退三擋或兩擋，換擋和換向功能集成於一個手柄上，油門控制集成在另一個手柄上。因壓路機壓實工作的過程只是個頻繁的前進後退且壓實速度要求穩定，只是使用換向功能，無需更換擋位。但傳統用機械手柄控制器進行變換前進後退方向時必須更換擋位，而擋位的更換又是一個U型操作的過程，故操作複雜，人機工程性差，易導致疲勞，操作舒適性不好，可靠性不高。

截至2015年4月，全液壓驅動壓路機其控制方式為“1”字型操作方式，如圖2所示，手柄往前推，為前進方向行駛，行程越大，行駛速度越快；手柄往後推，為後退方向行駛，行程越大，行駛速度越快；其操縱原理為：手柄通過軟軸與驅動柱塞泵的斜盤搖臂相連，手柄的推拉即推拉柱塞泵的斜盤，從而實現壓路機行駛方向的改變，推拉斜盤還能改變其傾斜角度從而實現速度的變化，其操縱方便，舒適性好。因此，將機械驅動壓路機的操控達到全液壓驅動產品的操控水平，從而使操作輕便是目前的一種趨勢。

發明內容

發明目的

《一種壓路機的電控系統》能使壓路機的操控達到全液壓產品的操控水平，操作輕便。

實現裝置

《一種壓路機的電控系統》包括擋位選擇器、前進感測器、後退感測器、控制器、變速箱、柱塞泵電磁閥、軟軸和油門控制，所述變速箱上設有擋位電磁閥和方向電磁閥，所述擋位選擇器用於將擋位信息傳送給控制器；控制器根據擋位選擇器的反饋信息對變速箱的擋位電磁閥進行控制，實現壓路機行駛的換擋；所述前進感測器和後退感測器用於將行走的方向信息傳送給控制器，控制器根據前進感測器和後退感測器的反饋信息對變速箱的方向電磁閥進行控制，實現壓路機行駛的換向；所述軟軸與發動機的油門控制相連，所述換擋和換向功能分開控制，並且換向和油門控制集成在一個操控手柄上，或換擋和換向功能集成在一起，操縱布局設計為“1”字型或蛇型。

所述換擋和換向功能分開控制，並且換向和油門控制集成在一個操控手柄上是指包括用於控制換向和油門的控制手柄和用於換擋控制的旋鈕，所述控制手柄和旋鈕均布置在操作面板上，旋鈕與擋位選擇器相連，所述擋位選擇器由0、1、2、3四個擋位控制；所述前進感測器和後退感測器布置在控制手柄運行的軌道上，並將行走的方向信息傳送給控制器；控制手柄上集成有振動開關、觸點a和觸點b，觸點a、觸點b分別與柱塞泵電磁閥a、柱塞泵電磁閥b相連，軟軸與控制手柄相連，通過控制手柄的控制實現發動機轉速的調整，並通過振動開關的控制實現整機的高幅低頻或低幅高頻功能。

優選方法

優選地，所述油門控制為機械式，通過推或拉控制手柄調整發動機的轉速，當發動機轉速達到額定轉速後，按動振動開關，使其與觸點a或觸點b相連，若振動開關與觸點a連通時，與觸點a相連的柱塞泵電磁閥a得電，實現整機的高幅低頻功能，若振動開關與觸點b相連，與觸點b相連的柱塞泵電磁閥b得電，則實現整機的低幅高頻功能。

所述換擋和換向功能集成在一起，操縱布局設計為“1”字型或蛇型是指包括用於控制換向和換擋的控制手柄和用於控制油門的油門手柄，所述控制手柄布置在操縱面板上，並與擋位選擇器相連；所述擋位選擇器由F1、F2、F3、R1、R2、R3六個擋位控制，所述前進感測器和後退感測器布置在控制手柄運行的軌道上，並將行走的方向信息傳送給控制器；控制手柄上集成有振動開關、觸點a和觸點b，觸點a、觸點b分別與柱塞泵電磁閥a、柱塞泵電磁閥b相連，通過振動開關的控制實現整機的高幅低頻或低幅高頻功能；油門手柄通過軟軸與發動機的油門控制相連，用於調整發動機的轉速。

優選地，所述油門手柄為機械式，通過推或拉油門手柄調整發動機的轉速；壓路機振動作業時，需調整發動機的轉速至額定轉速，待發動機轉速達到額定轉速後，按動振動開關，使其與觸點a或觸點b相連，若振動開關與觸點a連通時，與觸點a相連的柱塞泵電磁閥a得電，實現整機的高幅低頻功能，若振動開關與觸點b相連，與觸點b相連的柱塞泵電磁閥b得電，則實現整機的低幅高頻功能。

改善效果

《一種壓路機的電控系統》根據配電控換擋變速箱（動力換擋變速箱、雙離合或單離合的變速箱）壓路機的使用工況，考慮到壓路機壓實工作過程只是頻繁的前進後退且壓實速度要求穩定，不用更換擋位，只是使用換向功能，通過技術升級，將換擋和換向功能分開控制，並且換向和油門控制集成在一個操控手柄上（分機械式和電控式）或將換擋和換向功能集成在一起，操縱布局設計為1字型或蛇型，壓實工作時，通過推或拉動手柄就可控制壓路機的前進後退，操縱簡便，其操作便利性和舒適性達到全液壓驅動壓路機產品的水平。最終，使機械驅動壓路機的操控達到全液壓驅動產品的操控水平，從而使操作輕便。

附圖說明

圖1為現有（截至2015年4月）手柄控制方式的結構示意圖；

圖2為全液壓驅動壓路機的操作方式圖；

圖3為《一種壓路機的電控系統》一種實施方式的結構示意圖；

圖4為《一種壓路機的電控系統》一種實施方式的原理圖；

圖5為《一種壓路機的電控系統》另一種實施方式的原理圖；

圖6為《一種壓路機的電控系統》另一種實施方式中控制手柄的結構示意圖。

圖中：1、控制手柄，2、旋鈕，3、擋位選擇器，4、前進感測器，5、後退感測器，6、控制器，7、變速箱，8、擋位電磁閥，9、方向電磁閥，10、觸點a，11、觸點b，12、振動開關，13、柱塞泵電磁閥b，14、柱塞泵電磁閥a，15、軟軸，16、油門控制，17、油門手柄。

技術領域

《一種壓路機的電控系統》涉及一種壓路機的控制系統，具體是一種壓路機的電控系統，屬於壓路機技術領域。

權利要求

1.一種壓路機的電控系統，其特徵在於，包括擋位選擇器（3）、前進感測器（4）、後退感測器（5）、控制器（6）、變速箱（7）、柱塞泵電磁閥、軟軸（15）和油門控制（16），所述變速箱（7）上設有擋位電磁閥（8）和方向電磁閥（9），所述擋位選擇器（3）用於將擋位信息傳送給控制器（6）；控制器（6）根據擋位選擇器（3）的反饋信息對變速箱（7）的擋位電磁閥（8）進行控制，實現壓路機行駛的換擋；所述前進感測器（4）和後退感測器（5）用於將行走的方向信息傳送給控制器（6），控制器（6）根據前進感測器（4）和後退感測器（5）的反饋信息對變速箱（7）的方向電磁閥（9）進行控制，實現壓路機行駛的換向；所述軟軸（15）與發動機的油門控制（16）相連，所述換擋和換向功能分開控制，並且換向和油門控制集成在一個操控手柄上，或換擋和換向功能集成在一起，操縱布局設計為“1”字型或蛇型。

2.根據權利要求1所述的一種壓路機的電控系統，其特徵在於，所述換擋和換向功能分開控制，並且換向和油門控制集成在一個操控手柄上是指包括用於控制換向和油門的控制手柄（1）和用於換擋控制的旋鈕（2），所述控制手柄（1）和旋鈕（2）均布置在操作面板上，旋鈕（2）與擋位選擇器（3）相連，所述擋位選擇器（3）由0、1、2、3四個擋位控制；所述前進感測器（4）和後退感測器（5）布置在控制手柄（1）運行的軌道上，並將行走的方向信息傳送給控制器（6）；控制手柄（1）上集成有振動開關（12）、觸點a（10）和觸點b（11），觸點a（10）、觸點b（11）分別與柱塞泵電磁閥a（14）、柱塞泵電磁閥b（13）相連，軟軸（15）與控制手柄（1）相連，通過控制手柄（1）的控制實現發動機轉速的調整，並通過振動開關（12）的控制實現整機的高幅低頻或低幅高頻功能。

3.根據權利要求2所述的一種壓路機的電控系統，其特徵在於，所述油門控制（16）為機械式，通過推或拉控制手柄（1）調整發動機的轉速，當發動機轉速達到額定轉速後，按動振動開關（12），使其與觸點a（10）或觸點b（11）相連，若振動開關（12）與觸點a（10）連通時，與觸點a（10）相連的柱塞泵電磁閥a（14）得電，實現整機的高幅低頻功能，若振動開關（12）與觸點b（11）相連，與觸點b（11）相連的柱塞泵電磁閥b（13）得電，則實現整機的低幅高頻功能。

4.根據權利要求1所述的一種壓路機的電控系統，其特徵在於，所述換擋和換向功能集成在一起，操縱布局設計為“1”字型或蛇型是指包括用於控制換向和換擋的控制手柄（1）和用於控制油門的油門手柄（17），所述控制手柄（1）布置在操縱面板上，並與擋位選擇器（3）相連；所述擋位選擇器（3）由F1、F2、F3、R1、R2、R3六個擋位控制，所述前進感測器（4）和後退感測器（5）布置在控制手柄（1）運行的軌道上，並將行走的方向信息傳送給控制器（6）；控制手柄（1）上集成有振動開關（12）、觸點a（10）和觸點b（11），觸點a（10）、觸點b（11）分別與柱塞泵電磁閥a（14）、柱塞泵電磁閥b（13）相連，通過振動開關（12）的控制實現整機的高幅低頻或低幅高頻功能；油門手柄（17）通過軟軸（15）與發動機的油門控制（16）相連，用於調整發動機的轉速。

5.根據權利要求4所述的一種壓路機的電控系統，其特徵在於，所述油門手柄（17）為機械式，通過推或拉油門手柄（17）調整發動機的轉速；壓路機振動作業時，需調整發動機的轉速至額定轉速，待發動機轉速達到額定轉速後，按動振動開關（12），使其與觸點a（10）或觸點b（11）相連，若振動開關（12）與觸點a（10）連通時，與觸點a（10）相連的柱塞泵電磁閥a（14）得電，實現整機的高幅低頻功能，若振動開關（12）與觸點b（11）相連，與觸點b（11）相連的柱塞泵電磁閥b（13）得電，則實現整機的低幅高頻功能。

實施方式

結合附圖和具體實施例對《一種壓路機的電控系統》作進一步說明。

• 實施例一

如圖3和圖4所示，一種壓路機的電控系統，其換擋和換向功能分開控制，並且換向和油門控制集成在一個操控手柄上，包括控制手柄1、旋鈕2、擋位選擇器3、前進感測器4、後退感測器5、控制器6、變速箱7、柱塞泵電磁閥、軟軸15和油門控制16，所述變速箱7上設有擋位電磁閥8和方向電磁閥9，所述控制手柄1和旋鈕2均布置在操作面板上，旋鈕2與擋位選擇器3相連，所述擋位選擇器3由0、1、2、3四個擋位控制，並將擋位信息傳送給控制器6；控制器6根據擋位選擇器3的反饋信息對變速箱7的擋位電磁閥8進行控制，實現壓路機行駛的換擋；所述前進感測器4和後退感測器5布置在控制手柄1運行的軌道上，並將行走的方向信息傳送給控制器6，控制器6根據前進感測器4和後退感測器5的反饋信息對變速箱7的方向電磁閥9進行控制，實現壓路機行駛的換向；控制手柄1上集成有振動開關12、觸點a10、觸點b11和軟軸15，觸點a10、觸點b11分別與柱塞泵電磁閥a14、柱塞泵電磁閥b13相連，軟軸15與發動機的油門控制16相連，通過控制手柄1的控制實現發動機轉速的調整，並通過振動開關12的控制實現整機的高幅低頻或低幅高頻功能。

優選地，所述油門控制16為機械式，通過推或拉控制手柄1調整發動機的轉速，當發動機轉速達到額定轉速後，按動振動開關12，使其與觸點a10或觸點b11相連，若振動開關12與觸點a10連通時，與觸點a10相連的柱塞泵電磁閥a14得電，實現整機的高幅低頻功能，若振動開關12與觸點b11相連，與觸點b11相連的柱塞泵電磁閥b13得電，則實現整機的低幅高頻功能。

工作過程：

壓路機起步作業時，首先，操作者操縱面板上的旋鈕2，使其位於1擋標識處並控制1擋離合器，擋位選擇器3便將擋位信息傳遞給控制器6，控制器6對變速箱7上的擋位電磁閥8進行控制，使壓路機處於1擋，然後，操作者再操縱控制手柄1向前（向後），控制手柄1通過軟軸14與發動機油門控制16相連，可調整發動機轉速，前進感測器4（後退感測器5）布置在控制手柄1運行軌道上接受信號並傳遞給控制器6，控制器6根據前進感測器4（後退感測器5）反饋的行走方向信息對變速箱7的方向電磁閥9進行控制實現壓路機行駛起步。

壓路機前進行駛（後退行駛）時進行換擋作業，以1擋換到2擋為例，操作者操縱面板上的旋鈕2，使旋鈕2改變對應的擋位標識並控制2擋離合器，由對應的1擋標識切換到2擋標識，擋位選擇器3便將擋位信息傳遞給控制器6，控制器6對變速箱7上的擋位電磁閥8進行控制，使壓路機處於2擋行駛。

壓路機恆速（擋位不變）行駛時進行換向作業，以前進換成後退為例，操作者操縱控制手柄1回拉，在此過程中，控制手柄1不再觸發前進感測器4，前進感測器4將控制手柄1的位置信息傳遞給控制器6，控制器6根據前進感測器4的反饋信息對變速箱7的方向電磁閥9進行控制，使壓路機的行駛方向處於中位，隨後，控制手柄1便會觸發後退感測器5，後退感測器5將控制手柄1的位置信息傳遞給控制器6，控制器6根據後退感測器5的反饋信息對變速箱7的方向電磁閥9進行控制，使壓路機的行駛方向後退，完成換向作業。

壓路機停止行駛時，首先，操作者將控制手柄1回到中位，此時控制手柄1便停止觸發前進感測器4（後退感測器5），前進感測器4（後退感測器5）將控制手柄1的位置信息傳遞給控制器6，控制器6根據前進感測器4（後退感測器5）的反饋信息對變速箱7的方向電磁閥9進行控制，使壓路機的行駛方向處於中位，然後，操作者再將旋鈕2處於擋位標識0擋處，使壓路機停止行駛。

壓路機振動作業，在壓路機行駛後，推或拉控制手柄1使發動機轉速達到額定轉速後，按動振動開關12，使其與觸點a10相連，觸點a10與柱塞泵電磁閥a14相連，使柱塞泵電磁閥a14得電，柱塞泵電磁閥a14得電後，柱塞泵驅動柱塞馬達，使實現整機的高幅低頻功能，若振動開關12與觸點b11相連，使柱塞泵電磁閥b13得電，柱塞泵電磁閥b13得電後，柱塞泵驅動柱塞馬達，則實現整機的低幅高頻功能。

• 實施例二

如圖5和圖6所示，一種壓路機的電控系統，其換擋和換向功能、振動起停功能集成在一起，包括控制手柄1、擋位選擇器3、前進感測器4、後退感測器5、控制器6、變速箱7、柱塞泵電磁閥、軟軸15、油門控制16和油門手柄17，所述變速箱7上設有擋位電磁閥8和方向電磁閥9，所述控制手柄1布置在操縱面板上，並與擋位選擇器3相連；所述擋位選擇器3由F1、F2、F3、R1、R2、R3六個擋位控制，並將擋位信息傳送給控制器6；控制器6根據擋位選擇器3的反饋信息對變速箱7的擋位電磁閥8進行控制，實現壓路機行駛的換擋；所述前進感測器4和後退感測器5布置在控制手柄1運行的軌道上，並將行走的方向信息傳送給控制器6；控制器6根據前進感測器4和後退感測器5的反饋信息對變速箱7的方向電磁閥9進行控制，實現壓路機行駛的換向；所述控制手柄1的操縱布局設計為“1”字型或蛇型，控制手柄1上集成有振動開關12、觸點a10和觸點b11，觸點a10、觸點b11分別與柱塞泵電磁閥a14、柱塞泵電磁閥b13相連，通過振動開關12的控制實現整機的高幅低頻或低幅高頻功能；油門手柄17通過軟軸15與發動機的油門控制16相連，用於調整發動機的轉速。

優選地，所述油門手柄17為機械式，通過推或拉油門手柄17調整發動機的轉速；壓路機振動作業時，需調整發動機的轉速至額定轉速，待發動機轉速達到額定轉速後，按動振動開關12，使其與觸點a10或觸點b11相連，若振動開關12與觸點a10連通時，與觸點a10相連的柱塞泵電磁閥a14得電，實現整機的高幅低頻功能，若振動開關12與觸點b11相連，與觸點b11相連的柱塞泵電磁閥b13得電，則實現整機的低幅高頻功能。

工作過程：

壓路機起步作業時，首先，操作者推或拉油門手柄17調整發動機的轉速至額定轉速，推或拉控制手柄1，使其位於F1（或R1）擋標識處並控制1擋離合器，擋位選擇器3便將擋位信息傳遞給控制器6，控制器6對變速箱7上的擋位電磁閥8進行控制，使壓路機處於F1（或R1）擋，前進感測器4（後退感測器5）布置在控制手柄1運行軌道上接受信號並傳遞給控制器6，控制器6根據前進感測器4（後退感測器5）反饋的行走方向信息對變速箱7的方向電磁閥9進行控制實現壓路機行駛起步。

壓路機前進行駛（後退行駛）時進行換擋作業，以F1擋換到F2擋為例，操作者推控制手柄1，使控制手柄1改變對應的擋位標識，由對應的F1擋標識切換到F2擋標識並控制2擋離合器，擋位選擇器3便將擋位信息傳遞給控制器6，控制器6對變速箱7上的擋位電磁閥8進行控制，使壓路機處於F2擋行駛。

壓路機恆速（擋位不變）行駛時進行換向作業，以前進換成後退為例，操作者操縱控制手柄1回拉，在此過程中，控制手柄1不再觸發前進感測器4，前進感測器4將控制手柄1的位置信息傳遞給控制器6，控制器6根據前進感測器4的反饋信息對變速箱7的方向電磁閥9進行控制，使方向離合器脫開，控制手柄1越過中位後，控制手柄1便會觸發後退感測器5，後退感測器5將控制手柄1的位置信息傳遞給控制器6，控制器6根據後退感測器5的反饋信息對變速箱7的方向電磁閥9進行控制，使壓路機的行駛方向後退，完成換向作業。

壓路機停止行駛時，首先，操作者將控制手柄1回到中位，此時控制手柄1便停止觸發前進感測器4（後退感測器5），前進感測器4（後退感測器5）將控制手柄1的位置信息傳遞給控制器6，控制器6根據前進感測器4（後退感測器5）的反饋信息對變速箱7的方向電磁閥9進行控制，使方向離合器脫開，然後，操作者再將油門手柄17處於中位，使壓路機停止行駛。

壓路機振動作業，在壓路機行駛後，推或拉油門手柄17使發動機轉速達到額定轉速後，按動振動開關12，使其與觸點a10相連，觸點a10與柱塞泵電磁閥a14相連，使柱塞泵電磁閥a14得電，柱塞泵電磁閥a14得電後，柱塞泵驅動柱塞馬達，使實現整機的高幅低頻功能，若振動開關12與觸點b11相連，使柱塞泵電磁閥b13得電，柱塞泵電磁閥b13得電後，柱塞泵驅動柱塞馬達，則實現整機的低幅高頻功能。

由上述結構可見，《一種壓路機的電控系統》根據配電控換擋變速箱（動力換擋變速箱、雙離合或單離合的變速箱）壓路機的使用工況，考慮到壓路機壓實工作過程只是頻繁的前進後退且壓實速度要求穩定，不用更換擋位，只是使用換向功能，通過技術升級，將換擋和換向功能分開控制，並且換向和油門控制集成在一個操控手柄上（分機械式和電控式）或將換擋和換向功能集成在一起，操縱布局設計為1字型或蛇型，壓實工作時，通過推或拉動手柄就可控制壓路機的前進後退，操縱簡便，其操作便利性和舒適性達到全液壓驅動壓路機產品的水平。最終，使機械驅動壓路機的操控達到全液壓驅動產品的操控水平，從而使操作輕便。此外，採用電子油門代替機械式油門控制也可實現上述技術方案。

專利榮譽

2021年6月24日，《一種壓路機的電控系統》獲得第二十二屆中國專利獎優秀獎。