[发明专利]一种液电混合驱动的旋挖钻机

说明书

本发明公开了一种液电混合驱动的旋挖钻机，采用电液机械缸或液压机械缸代替传统活塞缸，采用液电混合驱动方式驱动。本发明不需要改变旋挖钻机现有的机械结构，只需要将旋挖钻机中的液压缸替换为本发明中的电液机械缸或液压机械缸，就能提高旋挖钻机控制的精准度并回收利用工作部件的重力势能，实现节能。

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体涉及到一种液电混合驱动的旋挖钻机。

背景技术

旋挖钻机是一种建筑工程中成孔作业的施工机械，在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用。旋挖钻机主要包括有钻具、钻杆、动力头、加压油缸、变幅机构、桅杆、主卷扬、副卷扬、车身、行走机构，目前国内外变幅机构都是通过桅杆液压缸和变幅液压缸的伸缩来实现桅杆的起落、工作时桅杆角度的变化、支撑的稳定性，从而实现钻具位置和垂直度的调整，动力头通过动力头马达控制钻具的旋转，主副卷扬通过卷扬马达控制钻杆的升降，车身通过回转马达控制车身整体的回转，行走机构通过行走马达控制整机的行走。

旋挖钻机在工作时工作负载不断地变化，目前主要通过采用负载敏感的技术来控制压力与负载的匹配，以减少能量浪费。但对于多执行器的旋挖钻机来说，由于液压泵的输出压力始终与最高负载压力相匹配，只有最高负载压力联上的节流损失较小，其余低负载联上的节流损失较大。针对这个问题，出现了一种基于二次调节原理的恒压网络系统，该恒压网络系统的原理是在恒压网络系统的高压管路压力基本不变的条件下，通过控制执行器的排量来对负载进行控制，消除了传统阀控液压系统的节流损失。但是，目前恒压网络系统主要是针对执行器为旋转运动的变量泵/马达，而对于驱动直线负载的研发目前仍是该领域内的一项重要研究课题。其中，专利号为CN104176639B的专利采用了液压变压器，通过改变液压变压器的摆角改变输出压力，从而控制液压缸的直线位移，但液压变压器存在效率低、控制难、成本昂贵的问题。

进一步地，变幅机构用来完成桅杆及工作部件的举升及调垂工作，液压系统驱动变幅油缸带动桅杆和工作部件的移动，变幅油缸下降时，为了防止由于重力作用而失重，需保证液压油缸具有一定的背压，为此原液压系统在回流通道增设了节流装置，液压油通过节流装置后流回油箱，这个过程中工作部件的势能将转化为液压油的热能，能源浪费比较严重。

发明内容

为解决上述旋挖钻机能量损失大的问题，本发明旨在提供一种液电混合驱动的旋挖钻机，采用电液机械缸或液压机械缸代替传统活塞缸，采用液电混合驱动方式驱动，能有效解决旋挖钻机能量损失大的不足，降低系统发热，提高能量利用率；

一种液电混合驱动的旋挖钻机，包括：钻具(1)、钻杆(2)、动力头(3)、加压缸(4)、2个桅杆缸(5)、三角连接件(6)、动臂(7)、2个变幅缸(8)、连杆(9)、主卷扬(10)、副卷扬(11)、车身(12)、行走机构(13)、4个履带展宽缸(14)、桅杆(15)及液压控制回路(28)；车身安装在行走机构上，主卷扬和副卷扬安装在车身上，桅杆缸的一端和三角连接件与桅杆相连，桅杆缸的另一端与车身相连，动力头安装在钻杆上，钻具安装在钻杆的下端；

所述的加压缸、桅杆缸、变幅缸是电液机械缸(37)，履带展宽缸是液压机械缸(29)，其中，电液机械缸包括：第Ⅰ变量泵/马达(33)、电动/发电机(34)、第Ⅰ传动箱(35)和第Ⅰ机械缸(36)；第Ⅰ变量泵/马达、电动/发电机和第Ⅰ传动箱的输入端同轴机械连接，连接的方式是第Ⅰ变量泵/马达-电动/发电机-第Ⅰ传动箱输入端或电动/发电机-第Ⅰ变量泵/马达-第Ⅰ传动箱输入端；第Ⅰ传动箱的输出端和第Ⅰ机械缸的输入端同轴连接；液压机械缸包括：第Ⅱ变量泵/马达(30)、第Ⅱ传动箱(31)和第Ⅱ机械缸(32)；第Ⅱ变量泵/马达和第Ⅱ传动箱的输入端同轴连接，第Ⅱ传动箱的输出端和第Ⅱ机械缸的输入端同轴连接；第Ⅱ变量泵/马达通过第Ⅱ传动箱连接至第Ⅱ机械缸；