磨削机 【技术领域】
本发明一般地涉及用于处理路面的机器，具体来说，涉及路面整平机或路面磨削机。
背景技术
路面磨削机是工作机器，它们有时也称之为冷态整平机或翻路机，其通常包括一四边由轨道的或轮子的支承单元所支承的框架。框架支承机器的诸部件，包括一发动机、一操作者的工作站，以及一磨削滚轮。配装有多个磨削工具的磨削滚轮通过发动机而转动，经合适的接触面而粉碎路面。
支承单元通常包括安装在框架和轨道或轮子之间的提升柱。提升柱的伸缩可相对于轨道或轮子(因此，相对于地面)升高或降低框架和磨削滚轮。通常至少一个支承单元(通常是一后面的单元)以允许在两个不同操作位置之间摆动或枢转的方式进行构造，该两个操作位置是：一突出的位置，其中，轨道或轮子基本上定位在机器框架边界的外边以达到最大的稳定性，以及一缩回的位置，其中，轨道或轮子基本上定位在机器框架边界内以便能使机器靠近路缘石或壁磨削路面。
通常，为了牵引的目地，包括可枢转的单元的轨道或轮子由个别的液压马达驱动。需要的加压液压流体由安装在框架上的发动机驱动的泵供应。为了将可枢转支承单元从一个位置移动到另一位置，操作者使用提升柱相对于支承单元下降框架，直到磨削滚轮(或安装在框架上的其它部件)搁置到地面上为止。连续操作提升柱可离地面提升轨道或轮子，以使支承单元可枢转。然而，没有某些纠正机构，以此方式重新定位支承单元也可致使轨道或轮子反向其转动方向或移动方向。因此，不管支承单元处于突出位置还是缩回位置，都希望相对于由重新定位造成的转动来反向转动轨道或轮子。
EP 0 916 004建议使用一导向杆齿轮来对可枢转支承单元提供反向转动的轮子。导向杆齿轮显示为连接在机器框架和支承单元之间，其由一四杆联动机构组成，该机构具有四个垂直铰接的轴和两个在水平平面内可枢转的导向杆。一单一的液压致动器致使四杆或平行四边形型的连接机构在突出位置和缩回位置之间枢转由非转动提升柱支承的后轮，同时反转轮子和提升柱。这种设计致使搁置在可枢转的后轮上的机器重量由四杆机构承载，这可导致降低机器的稳定性和刚度。再者，还必须改进精密的和潜在容易磨损的连接器。
此外，路面磨削机必须能被驾驶，且当支承单元处于相对于突出位置的缩回位置时，最佳的驾驶角度根据众所周知的阿克曼原理而不同。当机器配装有轨道代替轮子时，这尤成问题，因为后轨道(尤其是缩回的后轨道)必须控制与前轨道一致，以避免后轨道在路面上拖曳或跳跃。EP 0 916 004的单一致动器的导向杆系统不提供一体驾驶能力的可枢转的后轮，因此，不很好适用于配装有轨道的机器。
国际专利出版物WO 02/103117描述了上述一般结构的另一种路面磨削机，并提供了对导向杆系统的改进。代替四杆联动机构，支承单元安装在一稳固的支承上，或在可枢转地连接到带有一单一大的枢轴销的机器框架的摆臂上。该结构不需多部件的连接机构，例如，带有许多枢转接头的导向杆齿轮。支承臂可以借助于连接在臂和框架之间的线性液压缸而枢转。一第二线性液压缸连接在支承臂和提升柱的轴向转动部分之间，即，连接在轨道或轮子。当支承臂由一个液压缸枢转时，轨道或轮子可由另一个液压缸反向转动，以允许支承单元在突出和缩回位置之间摆动，同时保持相关的轨道或轮子恒定的运动方向。因为两个液压缸独立动作，所以，使用第二液压缸即可完成对可枢转轨道或轮子的控制，使得该设计适用于配装有轨道或轮子的机器。
上述机构对枢转突出和缩回位置之间的机器支承单元且同时保持枢转的轨道或轮子的运动方向的问题提供了不同的解决方案，但这两种方案将体积大的机械装置放置在必须配装到一紧凑局限的空间内的支承单元上的一部位处，尤其是，在缩回的位置时。此外，导向杆齿轮结构不适于控制支承单元，使用液压线性缸结构难于达到精细的驾驶控制。本发明旨在克服一个或多个与现有技术相关的上述的和其它的问题或缺点。
【发明内容】
根据本发明的一个实施例，提供一具有由多个地面接合单元支承的一框架的工作机器。一支承单元连接在框架和至少一个地面接合单元之间，而一连接在支承装置上的第一致动器适于在相对于框架的突出和缩回位置之间移动一个地面接合单元。一与一地面接合单元相关的第二致动器适于在各个突出和缩回位置中保持地面接合单元相同的转动方向。一控制器协调第一和第二致动器的致动，其中至少一个是可转动的致动器。
根据本发明的另一个实施例，提供一具有由多个地面接合单元支承的一框架的工作机器。一支承装置连接在框架和至少一个地面接合单元之间，并包括一适于有控制地相对于框架提升和下降相关的地面接合单元的提升柱。一第一致动器连接在支承装置上并适于在相对于框架的突出和缩回位置之间移动一个地面接合单元。一第二致动器定位在沿提升柱的轴线与第一致动器直线地间隔的一部位处，并适于致使提升柱的至少一个部分围绕柱的轴线相对于机器转动。
根据本发明的另一个实施例，揭示了一控制连接在一控制器上的一对致动器的方法，以便有选择地定位连接在对应的提升柱和支承一自力推进的工作机器的框架的多个地面接合单元之一。该方法包括以下的步骤：用提升柱提升一个地面接合单元，直到单元脱离与地面的接合，致动成对的致动器中的第一个来相对于机器框架移动地面接合单元从突出和缩回位置中的一个到另一个，致动成对的致动器中的第二个来围绕提升柱的轴线以与第一致动器的致动相协调的方式转动一个地面接合单元，以在各个突出和缩回位置中保持地面接合元件的相同的转动方向，并用提升柱下降一个地面接合单元，直到单元再次处于与地面的支承接合中。
附图的简要说明
图1是一工作机器俯视平面图的直线图，该机器中包括有本发明的诸特征；
图2是图1所示的一冷态整平机的细节的局部纵向剖视图，示出本发明的一优选实施例的铰接装置；
图3是图2的装置的局部俯视剖视图，其中，地面接合单元布置在相对于框架为缩回的位置；
图4是图2的装置的局部俯视剖视图，其中，地面接合单元布置在相对于框架为延伸的位置；以及
图5是与本发明的一实施例相联系的控制逻辑方框图。
【具体实施方式】
图1的自力推进工作机器10包括一由多个地面接合单元14、16、18、20支承的机器框架12。在一优选的实施例中，多个地面接合单元14、16、18、20包括一对前地面接合单元14、16和一对后地面接合单元18、20。地面接合单元14、16、18、20各包括一轮子或一轨道部分。地面接合单元14、16、18、20中的至少一个，例如，从操作者的视野中可见的右下的地面接合单元20，可以在如图1的实线所示的一突出位置和一如虚线所示的缩回位置之间枢转，在所述缩回位置中，一个地面接合单元20定位在如凹陷22所示的框架12内。
框架12还支承具有一驾驶指令元件26的操作者工作站24，支承一诸如一内燃机的发动机28以及一磨削滚轮30。驾驶指令元件26显示为包括一驾驶盘，但也可使用诸如一操纵杆之类的其它驾驶装置。发动机28供应动力来驱动一个或多个地面接合单元14、16、18、20，以便相对于地面推进工作机器10。在一优选的实施例中，这通过用发动机28的输出驱动一液压泵来实现，液压泵又将高压液压流体供应到与地面接合单元14、16、18、20相关的个别的液压马达中。该传统的液压驱动在现有技术中是众所周知的，因此不在图中示出。发动机28还供应动力来转动磨削滚轮30，例如，用来粉碎一路面。粉碎的材料可通过一传输机从工作机器10中运走。
驾驶机器10的前地面接合单元14、16可以传统的方式实现，使用一从驾驶指令元件26到前地面接合单元14、16的机械连接机构，或使用一合适的传感器来检测理想的驾驶移动并相应地控制与前地面接合单元14、16相连的诸如一液压缸的致动器，由此，探测驾驶指令元件26的移动。例如，这可以通过从驾驶指令元件26提供驾驶指令信号到一承载在机器框架12上的控制器32(例如，一编程的计算机逻辑单元和相关的存储器)得以实现。在现有技术的众所周知的方式中，控制器32可将驾驶指令信号转变为合适的致动信号，从而供应到与前地面接合单元关联的致动器。这样的驾驶装置在现有技术中是众所周知的，因此不在图中示出。
驾驶机器10的后地面接合单元18、20更为复杂，因为一后地面接合单元20既可处于突出的位置，其中，它沿轴向与另一后地面接合单元18对齐，也可处于缩回的位置，其中，它不沿轴向与另一后地面接合单元18对齐。根据一地面接合单元20的位置，一地面接合单元20的驾驶角度可根据众所周知的阿克曼原理要求纠正，以便合适地协调与前地面接合单元14、16相连的驾驶效果。这样的纠正可由控制器32提供，这将在下文中更完全地讨论。
现主要地参照图2至4，工作机器10包括一连接在机器框架12和一个地面接合单元20之间的支承装置40。一第一致动器42连接到支承装置40，并适于在相对于框架12的突出位置(见图4)和缩回位置(见图3)之间移动一个地面接合单元20。一第二致动器44与支承单元40相连，并适于在各个突出和缩回位置中保持一个地面接合单元20的相同的转动方向。各个第一和第二致动器42、44与控制器32相连，控制器适于协调致动器42、44的致动。
支承装置40包括一提升柱46，其适于相对于机器框架12有控制地提升和下降相关连接的地面接合单元20。在工作机器10的一典型的实施例中，各个地面接合单元14、16、18、20将包括对应的支承装置40和提升柱46。第二致动器44连接到提升柱46，并适于致使提升柱46的至少一个部分围绕提升柱轴线48转动，所述轴线相对于工作机器12大致沿垂直方向定向。
在本发明的一优选的实施例中，第一和第二致动器42、44中的至少一个是转动的致动器。由华盛顿州的Enumclaw市的Helac Corporation出品的该类型的一致动器，例如，L20系列液压转动致动器，业已发现它们在该应用中特别地有利。该致动器使用一双螺旋形滑动花键设计，以在一紧凑的装置中形成高扭矩的转动。然而，也可使用其它转动的致动器获得良好的结果，例如，众所周知的机械实施的蜗轮蜗杆或恒星齿轮设计。转动致动器的如此使用提供一紧凑的装置来实现转动运动，而无需复杂的和体积大的连接机构，并可用来提供精细的转动驾驶控制。
在另一优选的实施例中，第二致动器44定位在提升柱46上，沿提升柱轴线48与第一致动器42间隔开的一部位处。较佳地，第二致动器44位于提升柱46的上部50，而第一致动器42位于提升柱46的下部52。这样间隔开的定位可避免在提升柱46上的单一部位处的机械装置集聚造成的诸多问题。
通过使用上述的一个转动致动器作为第一和第二致动器42、44中的一个或两个，以及通过在规定的纵向间隔开的部位处定位这些致动器，则这些实施例可以有利地进行组合。在此方面，还可以较佳地是，至少第二致动器44实施为使用转动的致动器结构并放置在提升柱46的上部处。
如图2所示，一个地面接合单元20由支架54支承。支架54可以是一如图所示的单一的轴向轮子支承，或可支承一具有滚轮的轨道部分、如本技术领域内众所周知的张紧装置等。在任一情形中，轨道或轮子适于围绕轴线56沿向前和向后方向回转。
提升柱46较佳地是一液压致动机构，其包括一可在一外管部件60内滑动的内管部件58。内管部件58连接到支架53上，而外管部件60连接在支承装置40的一部件上，支承装置40可枢转地连接机器框架12。
内管部件58可以借助于一提升柱致动器62沿纵向相对于外管部件60垂直地移动。提升柱致动器62包括一在一端处连接到支架54并可在液压缸66内滑动的活塞杆64。液压缸66通过一搁置在外管部件60上的突缘68以可转动地滑动布置支承在一端上。活塞杆64和液压缸66一起构成一线性的液压致动器，其中，活塞杆64可通过施加液压流体(未示出)被驱动进入或退出液压缸66。活塞杆64的这种线性运动致使内管部件58在外管部件60内沿轴向移动。这又致使相关的地面接合单元20相对于机器框架12大致垂直地移动。
在一优选的实施例中，第二致动器44的外壳例如通过螺栓连接到外管部件60的顶部。第二致动器44的一转子包括一个或多个突出72，它们突出到液压缸66的顶部内的匹配凹陷内。因此，第二致动器转子70的转动致使液压缸66转动，随之液压缸的突缘68在外管部件60上滑动。突缘68的自由滑动转动可按照要求提高，例如，利用润滑剂、诸如TFE之类的抗摩擦的材料，或轴承。液压缸66通过一对配装在对应的纵向键槽内的键74而与内管部件58接合。该键和键槽结构允许在内管部件58和液压缸66之间作线性滑动运动，而防止这些部件之间作相对的转动运动。其结果，提升柱致动器62的致动可相对于机器框架12上下地垂直移动一个地面接合单元20，而第二致动器44围绕提升柱轴线48转动地移动一个地面接合单元20。一转动传感器75(例如，一转动编码器)可与第二致动器44相连，或与连接的转动部件相连，以提供代表一个地面接合单元20相对于机器框架12的转角的信号。
支承装置40包括一摆动臂76，其具有一用一枢轴销80可枢转地连接到机器框架12上的第一端部分78，以及一连接到外管部件60的第二端部分82。因此，机器框架12支承摆动臂76和外管部件60，它又支承连接到保持一个地面接合单元20的支架54上的提升柱致动器62。第一致动器42的致动致使摆动臂76围绕枢轴销80枢转，在突出和缩回位置之间移动一个地面接合单元20。一枢转传感器83可提供代表一个地面接合单元20相对于机器框架12的转角的信号，例如，传感器83可以是一与第一致动器42相连的线性传感器，或与枢轴销80相连的转动编码器。
一连接到摆动臂76上的防摆动的装置84包括一防摆动致动器85，其具有一可控制地与一对插座88中的任何一个(例如，机器框架12内的孔或凹陷)接合的突出86。突出86可以响应于定位于突出位置和缩回位置之一的一个地面接合单元20而展开。这锁定了摆动臂76防止其相对于机器框架12不留意地枢转运动。防摆动装置84可方便地被液压地或电气地致动，但也可用手工致动。
一防转动装置90包括一用轴环键94与内管部件58相连的轴环92，这可致使轴环92连同内管部件58一起响应于第二致动器44的致动而转动。轴环90包括诸如围绕轴环周缘处于间隔位置的孔或凹陷那样的一对插座96。一防转动致动器98包括一连接到机器框架12的本体部分100和一响应于一个地面接合单元20与一对轴环插座96之一有控制地接合的突出102，其直接地与机器框架12对齐和定位在对应的突出和缩回位置之一。这允许锁定内管部件58和一个地面接合单元20，在不希望驾驶控制一个地面接合单元20时，可防止不留心的转动运动。防转动装置90可方便地被液压地或电气地致动，但也可用手工致动。
控制器32包括多个输入接口，以便从各种开关和与工作机器10相连的传感器中接收信息和指令信号，以及多个输出接口，以便将控制信号送到与工作机器10相连的各种致动器。下面将只描述与本实施例直接有关的那些输入和输出接口，但合适的编程控制器32可用于如本技术领域内众所周知的许多附加类似的或全部各异的功能。
在输入侧上，控制器32可从以下的一个或多个方面中接收信号：一操作者启动柱提升/下降开关指令110来提升或下降一个或多个提升柱；一操作者启动枢转开关指令112来枢转或摆动一个地面接合单元20从突出和缩回位置中的一个到另一个；一来自驾驶指令单元26的驾驶指令114；一来自诸如一与机器泊车制动(未示出)相连的微动开关之类的传感器的制动设定信号116，其指示制动的设定和机器10的停止；一机器凹陷门位置信号118来自于诸如一微动开关(未示出)的传感器，其指示覆盖该凹陷22的门打开或关闭；一提升柱垂直位置信号120；一地面接合单元枢转位置信号122；以及一地面接合单元转动位置信号124。
提升柱垂直位置信号120可以由一传感器产生，该传感器诸如一微动开关或与提升柱相连的线性位置信号(未示出)，其指示一个地面接合单元20处于未与地面接合的位置，以使其可相对于机器框架12枢转。地面接合单元枢转位置信号122来自于与第一致动器42或摆动臂76相连的枢转传感器83，其指示摆动臂76相对于机器框架12的瞬时角度位置。地面接合单元转动位置信号124来自于与第二致动器44相连的转动传感器75，其指示一个地面接合单元20相对于机器框架12的瞬时转动角度。
在输出侧上，控制器32可从以下的一个或多个方面中送出控制信号：提升柱致动器62；第一致动器42；第二致动器44；防摆动致动器85；以及防转动致动器98。在电气致动的致动器的情形中，控制信号可直接作用在对应的致动器上。在液压致动的致动器的情形中，控制信号可作用在电气控制的阀门上，其又控制加压油流入致动器。控制器32可以是一分离的控制单元，或它可以是一中心控制单元的部分，其操作来控制工作机器10的附加的功能。鉴于以上的发明，本技术领域内的技术人员可容易地想象或确定控制器32的附加的结构，以便充分地实现要求的控制功能。
工业应用
一如上所述地装备的工作机器10可以下面的方式进行操作：
要求整平磨削的缺省工况，工作机器10可以如图4所示地构造，使一个地面接合单元20相对于机器框架12处于突出的或外侧的位置。该结构以一传统的轴向对齐的四点姿态定位地面接合单元14、16、18、20，以便获得最大的机器稳定性。 当需要整平的磨削时，例如，沿着一路缘石或靠近一壁磨削，操作者可选择相对于机器框架12将一个地面接合单元20移动到缩回位置(如图3所示)。在以上揭示的优选的实施例中，这可以如下地实施：
首先，操作者停止机器10并接合泊车制动，其将一制动设定信号116送到控制器32。
接下来，操作者确保覆盖凹陷22的门打开，其将一门位置信号118送到控制器32。
接下来，操作者接合将柱开关指令110送到控制器32的提升柱提升/下降开关，指令提升柱46须相对于机器框架12提升。控制器32相应地致动提升柱致动器62，致使活塞杆64缩回到液压缸66并相对于机器框架12提升地面接合单元20。这相对于地面有效地下降框架12，直到磨削滚轮30或某些与框架12相连的其它元件接合地面，而地面接合单元20变得脱离与地面接合。一旦一个地面接合单元20达到理想的预定高度，提升柱垂直位置信号120被提供到控制器32，而提升柱致动器62脱开致动。通常，两个后地面接合单元18、20同时地提升以保持机器的高度。 接下来，操作者接合枢转开关，其将枢转开关指令112送到控制器32，指令一个地面接合单元20从突出位置移动到缩回位置。响应于接收指示机器安全地停止的许可信号，凹陷盖则打开，且一个地面接合单元20合适地提升，控制器32致动防摆动致动器85和防转动致动器98，以从与对应的插座88、96接合中释放对应的突出86、102。或者，这些锁定装置可以通过单独由操作者控制的开关或甚至通过手工而被释放，但为了方便操作者也可设置自动释放。
然后，控制器32致动第一致动器42并开始移动摆动臂76。枢转传感器83跟踪该运动并将响应的枢转位置信号122送到控制器32。控制器32相应地致动第二致动器44以反向地转动一个地面接合单元20，当其朝向缩回位置移动时，便于保持其相同的移动方向。
当反向转动开始时，转动传感器75将转动位置信号124送到控制器32。控制器32使用枢轴和转动信号122、124以便协调第一和第二致动器42、44的致动。例如，控制器32可协调致动器42、44，其方式致使一个地面接合单元20反向转动，以便连续地和精确地偏离由枢转造成的转动，导致一个地面接合单元20在枢转弧的所有点处保持平行于机器框架12。相反，控制器32可根据不同的预定算法来协调致动器42、44，其方式致使反向转动在枢转弧的各种点处与枢转不同步，例如，提供一个地面接合单元20进入凹陷22内的一较佳的进入角，而仍致使一个地面接合单元20开始和结束从平行于机器框架12的突出到缩回位置的过渡。因此，使用分离的第一和第二致动器42、44和编程的控制器32可提供很大的灵活性，该灵活性在于控制一个地面接合单元20在突出和缩回位置之间的过渡。
一旦控制器32接收枢转和转动信号122、124，它们指示从突出到缩回状态的过渡已经完成，则防摆动和防转动致动器85、98可再次由控制器32致动，以锁定对应的机械元件和防止不留心的运动。
接下来，操作者以与先前相反的方式再次接合提升柱提升/下降开关，其将柱开关指令110送到控制器32，以指令提升柱46相对于机器框架12下降。控制器32相应地致动提升柱致动器62，致使活塞杆64从液压缸66延伸，并相对于机器框架12下降地面接合单元20。这有效地置一个地面接合单元20返回与地面接触，然后，提升框架12和磨削滚轮30返回到理想的操作高度。操作者然后自由地关闭覆盖凹陷22的门，并可开始整平磨削操作。
将工作机器10返回到原始的姿态，使一个地面接合单元处于突出位置只是上述顺序倒过来的事情。
在以下的情形中，希望使用第二致动器44获得驾驶一个地面接合单元20的能力的优点，控制器32不致动防转动致动器98。响应于从驾驶指令元件26接收驾驶指令114，控制器32致动第二致动器44以形成一个地面接合单元20的计算的驾驶角度。这样的驾驶仅当一个地面接合单元20处于缩回位置时才可供选择地实施。这是有利的，因为在此位置两个后地面接合单元18、20不沿轴向对齐，且不能驾驶地面接合单元20中的缩回的一个单元将导致拖曳单元，尤其是如果它是横贯地面或人行道表面的一轨道部分。如果希望驾驶两个后地面接合单元18、20，则非枢动的单元18可配装有一转动的传感器和致动器，其方式类似于可枢转的单元20的方式，而控制器32可因此地进行编程。同样地，如果希望驾驶轴向对齐时的后地面接合单元18、20，则控制器32也可进行编程以计算和控制根据阿克曼原理获得的正确的驾驶角。
因此，如果仅添加足够的转动传感器和致动器，则编程的控制器32可转动和驾驶各个轮子或轨道部分，当一个轮子或轨道段20处于缩回位置和当它处于突出位置时，或者独立地，或者彼此协调地实施。
本发明所述的实施例提供了一简单的、粗略的和自动的系统，其有利地解决了与现有技术相关的许多问题。与所述装置组合的控制器32实现了以灵活控制的方式使一个地面接合单元20在操作位置之间过渡，同时，保持转动或移动反向，避免了大体积的机械装置和连接机构，并还有选择地提供阿克曼纠正的驾驶能力。
尽管以上已经详细地描述了本发明的具体的优选实施例，但根据全部的揭示，本技术领域内的技术人员可以想象出尚未在以上描述中特别表述过的各种修改和变化。例如，许多具体描述的结构部件和这样部件的布置，可在不脱离所述本发明的范围用其它的部件和结构替代。从研究附图、本文的描述和附后的权利要求书中可以获得本发明的其它的方面、目的和优点。