差速鎖工作模式切換的控制系統及輪式起重的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了輪式起重機及差速鎖工作模式切換的控制系統，提高了差速器工作模式切換的安全性。所述控制系統包括用于檢測車速的車速檢測器以及用于接收工作模式切換指令的控制器，所述車速檢測器與所述控制器信號連接，所述控制器中預存有車速的預定值，所述控制器根據所述車速與所述預定值的關系以及接收到的工作模式切換指令控制差速器的工作模式切換。當接收到工作模式切換指令且車速低于預定值時，控制器才控制差速器進行工作模式切換；可見，本實用新型將工作模式的切換與車輛的行駛狀態密切地關聯，避免了人工判斷的主觀性和隨意性，為切換操作提供了較為可靠的依據，以便對差速器進行保護。
【專利說明】差速鎖工作模式切換的控制系統及輪式起重機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及差速控制領域，特別是涉及一種差速鎖工作模式切換的控制系統。本實用新型還涉及一種具有上述系統的輪式起重機。
【背景技術】
[0002]現有的輪式起重機通過驅動橋驅動兩側驅動輪轉動。所述驅動橋包括主減速器和差速器，差速器安裝在同一驅動橋的兩側驅動輪之間，能夠保證在向兩側驅動輪傳遞轉矩的同時，使兩側驅動輪以不同的轉速轉動。差速器具有兩個工作模式:差速模式和差速鎖死模式，起重機針對不同的工作環境將差速器切換到不同的工作模式，以完成正常行駛。
[0003]差速模式適用于車輛轉向行駛、車輛制動、不平路面的行駛、泥濘或者潮濕路面的行駛、左右輪胎尺寸差異、輪胎存在不同磨損程度、輪胎承受載荷差異或者輪胎氣壓差異較大等情況，以使得左右輪胎具有不同的滾動半徑，進行差速行駛；起重機高速行駛時應盡量避免車輪滑動，差速器采用分別驅動的方法實現左右驅動車輪、前后驅動車橋以不同的角速度轉動，以保證車輪在正常行駛狀態下保持純滾動，避免車輪滑動。
[0004]差速鎖死模式能夠提高車輛在不良路面的通過能力；若與車輛某驅動軸相連的一側車輪打滑，則控制車輛切換到差速鎖死模式，使得左右車輪之間剛性地同軸連接，以便以同樣的角速度驅動兩側車輪轉動，進而將大部分甚至全部的轉矩傳遞給不打滑的一側車輪，以充分利用該側車輪的附著力產生足夠的驅動力，使得車輛能夠繼續行駛。
[0005]現有技術中，駕駛員針對不同路況將差速器切換到不同的工作模式。目前，只要駕駛員主觀判斷可以進行切換，即可進行差速器工作模式的切換操作。
[0006]但是，上述切換條件的判斷存在較大的主觀性，缺少對差速器齒輪副實際運行狀態的有效評估，可能與車輛的實際運行狀態不符；實踐證明，在較多情況下，駕駛員在車輛的狀態并不滿足差速器工作模式切換的條件下即強制進行模式切換。
[0007]如果差速器在不滿足切換條件的情況下進行工作模式的切換，會對差速器造成損壞:例如，在差速器內部的齒輪副仍然處在高速運轉狀態時進行工作模式切換，這就會導致嚙合的齒輪副不能完全脫開，或者待嚙合的齒輪副不能完全嚙合，使得齒輪副處于部分嚙合狀態；如果在齒輪副部分嚙合的情況下傳遞較大的扭矩，會引起差速器齒輪副產生急升功率，在齒輪分離與嚙合時局部受力不均，進而使得齒輪產生應力變形，嚴重時甚至出現打齒，損壞齒輪副，造成整個差速器的報廢。
[0008]因此，如何設置一種差速鎖工作模式切換的控制系統，以提高差速器工作模式切換的安全性，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。
實用新型內容
[0009]本實用新型的目的是提供一種差速鎖工作模式切換的控制系統，能夠提高差速器工作模式切換的安全性。
[0010]本實用新型的另一目的是提供一種具有上述差速鎖工作模式切換的控制系統的輪式起重機。
[0011]為解決上述技術問題，本實用新型公開一種差速鎖工作模式切換的控制系統，包括車速檢測器以及用于接收工作模式切換指令的控制器，所述車速檢測器用于檢測車速，所述車速檢測器與所述控制器信號連接，所述控制器中預存有車速的預定值，所述控制器根據所述車速與所述預定值的關系以及接收到的工作模式切換指令控制差速器的工作模式切換。
[0012]本實用新型的差速鎖工作模式切換的控制系統，包括控制器和與其信號連接的車速檢測器，以接收所述車速檢測器發送的車速信號，當且僅當所述控制器接收到工作模式切換指令且車速低于預定值時，控制器才控制差速器進行工作模式切換；可見，本實用新型將工作模式的切換與車輛的行駛狀態密切地關聯，避免了人工判斷的主觀性和隨意性，為切換操作提供了較為可靠的依據，以便對差速器進行保護。
[0013]優選地，所述控制系統還包括用于輸出工作模式切換指令至所述控制器的切換開關。
[0014]優選地，所述控制系統還包括用于檢測車橋的對中信號的車橋檢測器，所述車橋檢測器與所述控制器信號連接，以便所述控制器根據所述對中信號控制差速器的工作模式切換。
[0015]車橋檢測器用于檢測車橋的對中狀態，以便控制器根據車橋對中狀態判斷車輛是否處于直線行駛狀態，只有當車輛同時處于直線行駛狀態時，控制器才控制差速器進行工作模式切換，以免兩側車輪在非直線狀態下剛性同軸連接而引發內側齒輪損壞，進一步提高了操作的安全性。
[0016]優選地，所述車橋檢測器為設置在所述車橋的中位的限位開關，當所述限位開關閉合時，所述車橋處于中位。
[0017]優選地，所述車橋檢測器為用于檢測車輪偏移前進方向的角度的角度傳感器，當所述角度為零時，所述車橋處于中位。
[0018]可以采用限位開關或者角度傳感器實現車橋對中狀態的檢測，僅通過限位開關是否閉合或者角度傳感器的角度值即可判斷車橋是否對中，操作較為便捷，自動化程度較高。
[0019]優選地，所述差速鎖控工作模式切換的制系統還包括與所述控制器信號連接的電磁閥，以便所述控制器通過所述電磁閥控制所述差速器進行工作模式的切換。
[0020]優選地，所述差速鎖工作模式切換的控制系統還包括與所述控制器信號連接的報警器，當所述控制器控制差速器終止工作模式的切換時，所述報警器發出報警信號。
[0021]優選地，所述差速鎖工作模式切換的控制系統還包括用于指示所述差速器處于工作模式切換狀態的指示燈。
[0022]本實用新型的差速鎖工作模式切換的控制系統還可以設置指示燈和報警器，當不能進行工作模式切換時通過報警器進行報警，提醒操作人員停止誤操作，調整車輛運行狀態；當進行工作模式切換時通過指示燈予以指示，便于操作人員準確了解差速器的工作模式。
[0023]本實用新型還公開一種輪式起重機，包括控制差速器進行工作模式切換的控制系統，所述控制系統為上述任一項所述的差速鎖工作模式切換的控制系統。
[0024]由于本實用新型的輪式起重機具有上述任一項所述的差速鎖工作模式切換的控制系統，故上述任一項所述的差速鎖工作模式切換的控制系統所產生的技術效果均適用于本實用新型的輪式起重機，此處不再贅述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型所提供差速鎖工作模式切換的控制系統在一種【具體實施方式】中的結構示意圖；
[0026]圖2為本實用新型所提供限位開關安裝在車橋上的一種設置方式的結構示意圖；
[0027]圖3為本實用新型所提供差速鎖工作模式切換的控制系統在一種【具體實施方式】中的操作流程圖。
[0028]圖1-3 中:
[0029]I切換開關、2控制器、3車速檢測器、4車橋檢測器、41開關支架、5電磁閥、6報警器、7指示燈、8車橋
【具體實施方式】
[0030]本實用新型的核心是提供一種輪式起重機的差速鎖工作模式切換的控制系統，能夠提高差速器工作模式切換的安全性。
[0031]為了使本【技術領域】的人員更好地理解本實用新型方案，下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0032]請參考圖1，圖1為本實用新型所提供差速鎖工作模式切換的控制系統在一種【具體實施方式】中的結構示意圖。
[0033]本實用新型的差速鎖工作模式切換的控制系統包括切換開關1、控制器2、車速檢測器3和車橋檢測器4，切換開關1、車速檢測器3和車橋檢測器4均與控制器I信號連接，控制器中預存有車速的預定值，當車速小于所述預定值時表明車輛處于低速運行模式(包括車輛處于靜止狀態)；切換開關I用于輸出工作模式切換指令，操作人員需要進行差速器的工作模式切換時即可作用于切換開關1，改變切換開關I的工作位置，以啟動差速器的工作模式切換程序；車速檢測器3用于檢測車輛的行駛速度；車橋檢測器4用于檢測車橋8(參見圖2)是否對中，車橋對中時表明車輛處于直線行駛狀態；控制器2根據接收到的切換開關1、車速檢測器3和車橋檢測器4的信號進行相應操作，對差速器的工作模式切換進行控制。
[0034]當切換開關I的工作位置改變，同時車速低于所述預定值且車橋對中時，控制器2控制差速器完成工作模式的切換；反之，如果上述三個條件中有至少有一個條件不滿足，控制器2則控制差速器終止工作模式的切換。
[0035]所述工作模式的切換包括差速器由差速模式切換到差速鎖死模式，也包括差速器由差速鎖死模式切換到差速模式。
[0036]所述切換開關I具有兩個工作位置，當切換開關I處于第一工作位置時，差速器處于差速模式；當切換開關I處于第二工作位置時，差速器處于差速鎖死模式。其中，切換開關I可以僅包括開啟和閉合兩個狀態，當切換開關I開啟時，對應其第一工作位置，此時的差速器處于差速模式，當切換開關I閉合時對應第二工作位置，此時的差速器處于差速鎖死模式；本領域技術人員應該可以想到，切換開關I還可以設置為具有至少兩個檔位的選擇開關，或者是單刀雙擲開關等結構，以完成在第一工作位置和第二工作位置之間的選擇切換。
[0037]顯然，通過改變切換開關I的工作位置可以發出工作模式切換指令，控制器2接收到該指令時即進行差速器工作模式切換的控制，本發明還可以通過其他部件向控制器2發送指令信號，不限于上述切換開關I。
[0038]所述信號連接是指以有線或者無線的方式實現信號傳遞的一種連接方式。
[0039]當檢測到的車速小于所述預定值時，車輛處于低速運行模式，顯然，當車速為零、即車輛靜止時也屬于上述情況，也就是說，本文中所述車輛的低速運行模式包括車輛以低于預定值的車速行駛和車輛處于靜止狀態；所述預定值的設置與差速器的齒輪能夠承受的壓力等相關，通常所述預定值不超過5千米/時，或者可以根據齒輪的嚙合情況、切換所需切換力等進行具體設置。
[0040]結合本申請的【背景技術】部分，當車輛處于低速運行模式時，差速器內部的齒輪副運轉較慢，即使進行工作模式的切換也不會對齒輪副造成較大損傷，也就是說，此時可以進行工作模式的切換；當然，在車輛靜止時進行工作模式的切換，齒輪之間能夠重新實現嚙合或者分離，此時對齒輪的損傷最小，進行工作模式切換更加安全可靠。
[0041]同時，車橋檢測器4對車橋的對中狀態進行檢測，只有當車橋對中時才進行工作模式切換；車橋對中時說明車輛處于直線行駛狀態，不管從差速模式切換到差速鎖死模式還是從差速鎖死模式切換到差速模式，均不會對差速器的齒輪造成損傷；如果車橋未對中時進行工作模式切換，將差速器從差速模式切換到差速鎖死模式，則內外側的車輪剛性同軸連接，從而將轉矩傳遞到內側齒輪，故內側齒輪的負載急劇增加，導致內側齒輪嚴重變形甚至損壞。
[0042]可見，本實用新型的控制系統將切換開關改變工作位置、車輛低速運行以及直線行駛作為進行工作模式切換的前提條件，能夠對齒輪進行有效保護，不僅提高了操作的安全性，還可以延長差速器的使用壽命。
[0043]本領域技術人員應該可以理解，所述控制系統中可以僅不設置車橋檢測器4，僅對車速進行檢測，然后在切換開關I變換工作位置且車速低于預定值時，控制器2即可控制差速器進行工作模式的切換；此時，車橋的對中狀態可以通過操作者的觀察得出，顯然，在設置有車橋檢測器4的實施方式中，控制器2可以根據車橋的對中狀態進行相應的操作，對差速器工作模式的切換進行自動檢測和控制，其自動化程度較高，檢測結果更為精準，能夠有效避免車輛在非直線行駛狀態下進行工作模式切換，從而防止內側齒輪承受載荷的急劇增力口，進而有效的對齒輪進行防護，提高工作模式切換的安全性，延長差速器的使用壽命。
[0044]其中，所述車橋檢測器4可以為角度傳感器，該角度傳感器用于檢測車輪偏移前進方向的角度，當檢測到的所述角度為零時，說明車輪沿前進方向直線行駛，則所述車橋8處于中位。
[0045]請參考圖2，圖2為本實用新型所提供限位開關安裝在車橋上的一種設置方式的結構示意圖。
[0046]車橋檢測器4還可以為設置在車橋8的中位的限位開關，所述限位開關通過開關支架41安裝在車橋8上，當所述限位開關閉合時，所述車橋8處于中位，如圖2所示；限位開關處于開啟狀態時，車橋8偏離中位，也就是說，限位開關的啟閉分別對應車橋8的偏離與對中狀態，則可以通過限位開關是否閉合來判斷車橋8是否對中。
[0047]本領域技術人員應該可以理解，車橋檢測器4用于檢測車輛是否處于直線行駛狀態，故凡是能夠實現該功能的部件均可以構成此處所述的車橋檢測器4。
[0048]此外，在上述基礎上，本實用新型的差速鎖工作模式切換的控制系統還可以包括電磁閥5，電磁閥5可以連通在差速器的工作模式切換回路上，電磁閥5與控制器2和差速器信號連接，當控制器2判斷滿足進行工作模式的切換條件時，即向電磁閥5發出控制指令，電磁閥5得電后閉合，從而將工作模式切換回路連通，以控制所述差速器完成工作模式的切換。
[0049]顯然，控制器2控制差速器完成工作模式切換的方式多樣，并不限于通過電磁閥5進行具體操作，控制器2還可以采用其他控制元件實現對差速器工作模式切換的控制，這些與電磁閥5功能類似的變形結構均應屬于本實用新型的保護范圍。
[0050]更為優選的是，所述差速鎖工作模式切換的控制系統還可以包括與控制器2信號連接的報警器6，當切換開關未改變工作位置、車速不低于所述預定值或者車橋8未對中時，以及上述三個條件均不滿足時，或者說，只要控制器2控制差速器終止工作模式的切換，報警器6均能夠發出報警信號，以提醒操作人員，避免誤操作。
[0051]另一方面，所述控制系統還包括指示燈7，當控制器2控制差速器進行工作模式切換時，指示燈7常亮，以指示所述差速器處于工作模式切換狀態，提醒操作人員不要進行其他指令的操作，以免損壞差速器或者造成其他安全隱患。
[0052]本實用新型還公開了一種輪式起重機，包括控制差速器進行工作模式切換的差速鎖控制系統，所述差速鎖控制系統為上述任一項所述的差速鎖控制系統。
[0053]由于本實用新型的輪式起重機包括上述任一項所述的差速鎖控制系統，故上述任一項所述的差速鎖控制系統所產生的技術效果均適用于本實用新型的輪式起重機，此處不再贅述。
[0054]請進一步參考圖3，圖3為本實用新型所提供差速鎖控制系統在一種【具體實施方式】中的操作流程圖。
[0055]本實用新型差速鎖工作模式切換的控制系統，可以采用以下步驟進行:
[0056]Sll:檢測切換開關I的工作位置是否改變，如果是，說明差速器接收到工作模式切換指令，則執行步驟S12，如果否則執行步驟S15 ；
[0057]可以想到，啟動差速器進行工作模式切換的指令多樣，通過改變切換開關I的工作位置發出工作模式切換指令僅是其中一種具體的實施方式，本領域技術人員還可以設置其他電磁元件等實現相同的功能。
[0058]S12:檢測車橋8是否對中，如果是，則執行步驟S13，如果否則執行步驟S15 ；
[0059]S13:檢測車速是否低于預定值，當車速低于預定值時說明車輛處于低速運行模式(包括車輛靜止)，如果是，則執行步驟S14，如果否則執行步驟S15 ；
[0060]S14:控制器2控制差速器完成工作模式切換；
[0061]S15:控制器2控制差速器終止工作模式切換。
[0062]其中，在步驟S14和S15中，控制器2可以通過電磁閥5實現對差速器的控制，例如，在步驟S14中，控制器2可以控制電磁閥5得電，從而接通差速器的工作模式切換電路，以便差速器完成工作模式切換；在步驟S15中，控制器2則控制電磁閥5失電，以切斷差速器的工作模式切換電路，進而阻止差速器進行工作模式的切換，差速器的工作模式切換程序被終止。
[0063]可以想到，在步驟S15中，控制器2控制終止工作模式切換的同時，還可以發出報警信號，起到一定的預警作用，提醒操作人員目前車輛的狀況不滿足切換條件，避免進行誤操作；在此基礎上，還可以警示具體不滿足的條件，以便操作人員進行及時調整，以符合切換條件，便于差速器進行工作模式切換。
[0064]需要說明的是，上述步驟S12-S13之間可以不受執行順序的影響，兩者可以同時進行、或者可以按照任意排列組合的順序先后執行，這對本實用新型的控制方法不產生實質影響；與此同時，還可以省去步驟S12，在執行完步驟Sll后直接執行步驟S13，顯然，在設有步驟S12的實施方式中，將車橋對中狀態作為是否進行工作模式切換的條件，能夠避免車輛在非直線狀態下進行工作模式切換，防止因內外齒輪剛性同軸連接引發一側齒輪急升功率，以便對齒輪進行有效防護，進一步提高操作的安全性；當然，在省去步驟S12的實施方式中，操作人員可以根據觀察得出車橋的對中狀態，以輔助完成差速器工作模式切換的控制。
[0065]本實用新型的差速鎖工作模式切換的控制系統，首先通過檢測切換開關的工作位置是否改變判斷是否進入控制模式，如果切換開關的工作位置沒有改變，說明此時不進行差速器的工作模式切換，直接可以終止控制程序，簡化控制程序。當切換開關改變工作位置時，進一步檢測車速以及車橋的情況，然后根據車速和車橋的情況執行相應動作，以保證切換的可靠性和安全性。
[0066]只有當車速低于預定值且車橋對中時，才控制差速器進行工作模式的切換，如果車速和車橋的狀態中至少有一者不滿足則終止切換，以保證切換的安全性和可靠性；當車速大于等于預定值時，說明此時的差速器內部齒輪副處于高速運轉狀態，則及時終止切換程序能夠避免在齒輪副部分嚙合的情況下執行切換動作，從而有效地對齒輪副進行保護，以延長差速器使用壽命；當車橋未對中時，說明此時車輛處于非直線行駛狀態，如果進行工作模式切換，將左右兩側的車輪剛性同軸連接，會使得車輛內側的轉矩急劇增加，進而使得該側齒輪所承受的載荷急劇增加，加劇齒輪的磨損，甚至損壞齒輪，此時需要及時終止切換程序，以進行調整。
[0067]可見，本實用新型的控制系統將切換開關的工作位置的改變、車速低于預定值以及車橋對中作為進行差速器工作模式切換的三個條件，只有當上述三個條件同時滿足時才進行切換，不僅提高了差速器工作模式切換的安全性，避免進行誤操作，還可以有效地對齒輪進行保護，延長差速器的使用壽命。
[0068]以上對本實用新型所提供的輪式起重機及其差速鎖工作模式切換的控制系統進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的核心思想。應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種差速鎖工作模式切換的控制系統，其特征在于， 所述控制系統包括車速檢測器(3)以及用于接收工作模式切換指令的控制器(2)，所述車速檢測器(3 )用于檢測車速，所述車速檢測器(3 )與所述控制器(2 )信號連接，所述控制器(2)中預存有車速的預定值，所述控制器(2)根據所述車速與所述預定值的關系以及接收到的工作模式切換指令控制差速器的工作模式切換。
2.如權利要求1所述的控制系統，其特征在于，所述控制系統還包括用于輸出工作模式切換指令至所述控制器(2)的切換開關(I)。
3.如權利要求1所述的控制系統，其特征在于，還包括用于檢測車橋(8)的對中信號的車橋檢測器(4)，所述車橋檢測器(4)與所述控制器(2)信號連接，以便所述控制器(2)根據所述對中信號控制差速器的工作模式切換。
4.如權利要求3所述的控制系統，其特征在于，所述車橋檢測器(4)為設置在所述車橋(8)的中位的限位開關，所述限位開關的啟閉分別對應所述車橋(8)的偏離與對中。
5.如權利要求3所述的控制系統，其特征在于，所述車橋檢測器(4)為用于檢測車輪偏移前進方向的角度的角度傳感器。
6.如權利要求1-5任一項所述的控制系統，其特征在于，還包括與所述控制器(2)信號連接的電磁閥(5)，所述電磁閥(5)連通在所述差速器的工作模式切換回路上。
7.如權利要求1-5任一項所述的控制系統，其特征在于，還包括與所述控制器(2)信號連接的報警器(6)。
8.如權利要求7所述的控制系統，其特征在于，還包括用于指示所述差速器處于工作模式切換狀態的指示燈(7)。
9.一種輪式起重機，包括控制差速器進行工作模式切換的控制系統，其特征在于，所述控制系統為上述1-8任一項所述的差速鎖工作模式切換的控制系統。
【文檔編號】F16H59/50GK203529754SQ201320583242
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年9月18日 優先權日:2013年9月18日
【發明者】張德榮, 劉威, 劉明明, 李彬 申請人:徐州重型機械有限公司