[0001] 本实用新型涉及一种用于操作两个或两个以上机器的系统，并且更具体地涉及一种用于回收该两个或两个以上机器的协作期间产生的能量。

[0002] 诸如履带式牵引车、轮式铲运机等运土机器在诸如农业、建筑业和采矿业的各种行业中采用。这些机器用于诸如挖掘、拖运、材料推动和倾卸所挖掘的材料等各项任务，并且受工地的作业条件影响。例如，当机器用于推动诸如重石块的材料时，机器推动材料则可需要很长时间，从而造成降低生产力和/或任务效率。

[0003] 为了提高生产力和/或工作效率，通常结合第一机器使用另一种机器。例如，在一种情况中，当第一机器在推动诸如重石块的材料面临困难时，利用另一种机器，其可以通过接合第一机器的后部来推动第一机器，或可以通过接合第一机器的前部以将第一机器拉回。为了满足两个机器之间或多个机器之间的协作，将联接组件（例如，挂钩、钩件、铰环或推板）安装在运土机器上。然而，两个机器之间的接触在协作期间是难以控制的。不受控制的接触增大了机器部件的疲劳并且缩短了机器的使用寿命。另外，装载过程期间的不可预测的负荷条件还可造成协作作业的机器之间的突然不受控制的接触。目前，机器之间的这种不受控制的接触通过各种技术进行控制，诸如通过该两个机器的小心操纵进行控制或通过联接组件进行控制。但是，这样的技术并未消除机器之间的不受控制的接触或相碰，从而造成大的冲击力并且影响机器生产力。因此，现有技术未能控制冲击力。另外，因不受控制的接触而产生的冲击能量被浪费，并且造成机器部件疲劳，且缩短机器的使用寿命。

[0004] 下文称作'756参考文献的美国专利号8170756公开了一种利用用于一批机器的机器间通信系统的挖掘系统，该批机器包括至少两个机器以实现至少第一机器与第二机器之间的受控接触。受控接触是通过降低第一机器的速度或第二机器的速度来实现，并且因此影响机器生产力。另外，'756参考文献公开了推拉操作期间两个机器之间相对高的速度造成不受控制的接触，该接触产生大的冲击力。然而，'756参考文献未公开推拉操作期间的冲击能量的回收。因此，需要一种用于控制冲击力并且回收冲击能量的系统。实用新型内容

[0005] 在本实用新型的一个方面中，提供了一种能量再生机器联接系统，用于回收在工地中操作的两个或两个以上机器之间的推动操作和拉回操作中的至少一个操作期间产生的冲击能量。该系统包括第一机器和第二机器。第一机器在第一机器的第一端处具有第一铰环构件和第一推杆。第一铰环构件包括第一液压缸。第一机器在第一机器的第二端处具有第一钩件和第二推杆。第二推杆包括第二液压缸。第二液压缸与第一液压式蓄能器流体连通。第二机器在第二机器的第一端处具有第二铰环构件和第一推杆。第二铰环构件包括第三液压缸。第三液压缸与第二液压式蓄能器流体连通。第二机器在第二机器的第二端处具有第二钩件和第二推杆。第二推杆包括第四液压缸。第一机器和第二机器适用于协作作业，使得第一机器的第一钩件联接至第二机器的第二铰环构件，且第一机器的第二推杆与第二机器的第一推杆机械接触。

[0006] 推动操作开始时由第二机器产生的冲击能量可以由再生联接系统获取，并且存储在第一液压式蓄能器中。拉回操作开始时由第一机器产生的冲击能量可以由再生联接系统获取，并且存储在第二液压式蓄能器中。

[0007] 因此，本实用新型的系统能够回收两个或两个以上机器的协同工作期间产生的冲击能量，并且还延长了机器和各部件的使用寿命。

[0008] 通过以下描述和附图，本实用新型的其它特征和方面将清晰可见。

[0009] 图1是根据本实用新型的构思的示出彼此协作的两个机器的系统图；

[0010] 图2是根据本实用新型的构思的示出配置成以推动操作和拉回操作中的至少一个操作的两个机器的示意图；

[0011] 图3是根据本实用新型的构思的示出彼此协作的两个机器的各部件的框图；

[0012] 图4是根据本实用新型的构思的示出彼此协作以便存储在推动操作和拉回操作中的至少一个操作期间产生的冲击能量的两个机器的各部件的框图；

[0013] 图5是根据本实用新型的构思的示出第一机器的具有第二液压缸的第二推杆的框图；以及

[0014] 图6是根据本实用新型的构思的用于回收在两个机器之间的推动操作和拉回操作中的至少一个操作期间产生的冲击能量的方法的流程图。

[0015] 图1是根据本实用新型的构思的示出彼此协作的两个机器10的系统图。机器10包括第一机器12和第二机器14。第一机器12包括第一铰环构件16、第一推杆18（即，前推杆）、第一钩件20、第二推杆22（即，后推杆）、第一液压式蓄能器24和第一机器间通信系统26。类似地，第二机器14包括第二铰环构件28、第一推杆30（即，前推杆）、第二钩件32、第二推杆34（即，后推杆）、第二液压式蓄能器36和第二机器间通信系统38。第一机器12具有机器12的第一端40处的第一铰环构件16和第一推杆18，以及第一机器12的第二端42处的第一钩件20和第二推杆22（即，后推杆）。类似地，第二机器14具有机器12的第一端44处的第二铰环构件28和第一推杆30，以及第二机器14的第二端46处的第二钩件32和第二推杆34。机器10（即，第一机器12和第二机器14）可以包括诸如致动器、阀、液压流体罐、控制器、显示装置等各种其它部件。为了简明起见，图1中并未标记机器10的各种其它部件。机器10的实例包括（但不限于）履带式牵引车和轮式铲运机。

[0016] 机器10用于诸如挖掘、拖运、铲运、推动材料等各项任务。为了执行这样的任务，机器10可需要协作作业，即，连同彼此作业，以彼此帮助。为了协作作业，机器10彼此建立通信，例如，第一机器12和第二机器14通过第一机器12的第一机器间通信系统26和第二机器14的第二机器间通信系统38彼此通信以彼此协作作业。如图1所示，第一机器间通信系统26和第二机器间通信系统38可以是使得第一机器12和第二机器14彼此通信且与一批机器（未示出）中的其它机器通信的各部件的系统。如图1示意性地示出的那样，第一机器间通信系统26和第二机器间通信系统38可以包括使得机器10接收并且接收信号的通信系统的这些部件。

[0017] 在示例性案例中，通过第二机器14使用推动操作辅助第一机器12。为了辅助第一机器12，将第二机器14操纵至与第一机器12的第二推杆22（即，后推杆）接合的位置。另外，第一机器12的第一钩件20联接至第二机器14的第二铰环构件28。在推动操作开始时，当第二机器14的第一推杆30推动第一机器12的第二推杆22时，第一机器12与第二机器14之间发生不受控制的冲击。不受控制的冲击造成产生冲击能量，其可以由再生联接系统获取并且存储在第一机器12的第一液压式蓄能器24中。另外，在第一机器12与第二机器14之间的协作期间，当第一机器12上的外部负荷在装载段结束时减小时，第一机器12的速度突然增大，造成第一机器12与第二机器14之间的又一不受控制的冲击。在此情形中，第一机器12执行拉回操作使得完成装载段的第一机器12在第二机器14正执行装载段时将第二机器14拉回。在拉回操作开始时，第一机器12的第一钩件20与第二机器14的第二铰环构件28之间再次产生不受控制的冲击。不受控制的冲击造成产生冲击能量，其可以由再生联接系统获取并且存储在第二机器14的第二液压式蓄能器36中。应当注意的是，第一机器12和第二机器14是仅为了说明目的而提供。机器10可以包括彼此协作的两个以上机器10，且不脱离本实用新型的范围。

[0018] 图2是根据本实用新型的构思的示出配置成以推动操作和拉回操作中的至少一个操作来操作的两个机器10的示意图。如图2所示，第一机器12的第二推杆22包括第二液压缸48。第二液压缸48流体地连通至第一阀50。随后将结合图5阐述详细的流体连通。

[0019] 另一方面，铰环致动器54可操作地连接至第二机器14的第二铰环构件28，并且配置成将第二机器14的第二铰环构件28设置在与第一机器12的第一钩件20接合的位置，从而使得第一机器12将第二机器14拉回。第二机器14的第二铰环构件28连接至第三液压缸56。第三液压缸56流体地连通至第二阀58。随后将结合图5阐述详细的流体连通。应当注意的是，上文提及的第二液压缸48和第三液压缸56可以是单作用液压缸或双作用液压缸。

[0020] 参考图1和图2，推动操作或拉回操作开始时产生不受控制的冲击。不受控制的冲击造成第一机器12与第二机器14之间产生冲击能量。为了防止浪费推动操作开始时产生的冲击能量，第一机器12的控制器（未示出）提供指令用于致动第一阀50。在致动时，第一阀50建立第一机器12的第二液压缸48与第一液压式蓄能器24之间的流体连通。因此，冲击能量存储在第一机器12的第一液压式蓄能器24中。类似地，为了防止浪费拉回操作开始时产生的冲击能量，第二机器14的控制器（未示出）提供指令用于致动第二阀58。在致动时，第二阀58建立第二机器14的第三液压缸56与第二液压式蓄能器36之间的流体连通。因此，冲击能量存储在第二机器14的第二液压式蓄能器36中。随后结合图4和图5描述流体连通。

[0021] 应当注意的是，控制器可以是用于实现再生机器联接系统的控制的处理器。该控制器可以实施在单个壳体或分布在整个机器中的多个壳体中。另外，该控制器可以包括功率电子器件、预编程逻辑电路、数据处理电路、易失性存储器、非易失性存储器、软件、硬件、其组合或本领域中已知的任何其它控制器结构。

[0022] 该控制器还可以包括通信模块，其配置成控制第一机器12的第一机器间通信系统26与第二机器14的第二机器间通信系统38之间的通信。该通信模块可以利用先应式路由协议或面向位置的反应式路由协议来转发数据。在协作期间，机器10的速度和位置被传送并且为机器10所共享，且因此可以根据机器10所共享的数据来识别相对速度和位置、推动操作的开始和拉回操作的开始。在示例性实施例中，该控制器可以被视为机器间通信系统的部件。

[0023] 图3是根据本实用新型的构思的示出彼此协作的两个机器10的各部件的框图。如图3所示，第一机器12的第一钩件20固定在第一机器12的机器机架62上，且第一机器12的第一推杆18（即，前推杆）固定在第一机器12的机器机架62上。类似地，第二机器14的第二钩件32固定在第二机器14的机器机架64上，且第二机器14的第一推杆30（即，前推杆）固定在第二机器14的机器机架64上。

[0024] 图4是根据本实用新型的构思的示出彼此协作以存储推动操作和拉回操作期间产生的冲击能量的两个机器10的各部件的框图。如图4所示，第一机器12的第二推杆22（即，后推杆）和第二机器14的第二推杆34（即，后推杆）分别连接至第二液压缸48和第四液压缸66。如上文在图2中所讨论，第二液压缸48流体地连通至第一阀50。根据本实用新型的方面，第一阀50具有第一配置，其实现第一机器12的第二液压缸48与第三阀68之间的流体连通，并且阻断第一机器12的第二液压缸48与第一液压流体罐52之间的流体连通。根据本实用新型的另一个方面，第一阀50具有第二配置，其阻断第一机器12的第二液压缸48与第三阀68之间的流体连通，并且实现第一机器12的第二液压缸48与第一液压流体罐52之间的流体连通。根据本实用新型的另一个方面，第一阀50具有第三配置，其阻断第一机器12的第二液压缸48与第三阀68之间的流体连通，并且阻断第二液压缸48与第一液压流体罐52之间的流体连通。

[0025] 根据本实用新型的方面，第一机器12的第三阀68具有第一配置，其实现第一机器12的入口孔70与第一液压式蓄能器24之间的流体连通，并且阻断第一液压式蓄能器24与执行器液压回路72之间的流体连通。根据本实用新型的另一个方面，第三阀68具有第二配置，其阻断第一机器12的入口孔70与第一液压式蓄能器24之间的流体连通，并且实现第一液压式蓄能器24与执行器液压回路72之间的流体连通，且因此第一机器12的执行器液压回路72可以利用所获取的能量。

[0026] 类似地，第二机器14的第四液压缸66流体地连通至第二机器14的第一阀74。根据本实用新型的方面，第二机器14的第一阀74具有第一配置，其实现第二机器14的第四液压缸66与第三阀76之间的流体连通，并且阻断第二机器14的第四液压缸66与第二液压流体罐60之间的流体连通。根据本实用新型的另一个方面，第二机器14的第一阀74具有第二配置，其阻断第二机器14的第四液压缸66与第三阀76之间的流体连通，并且实现第四液压缸66与第二液压流体罐60之间的流体连通。根据本实用新型的另一个方面，第一阀74具有第三配置，其阻断第二机器14的第四液压缸66与第三阀76之间的流体连通，并且阻断第四液压缸
66与第二液压流体罐60之间的流体连通。

[0027] 根据本实用新型的方面，第二机器14的第三阀76具有第一配置，其实现第二机器14的入口孔78与第二液压式蓄能器36之间的流体连通，并且阻断第二液压式蓄能器36与执行器液压回路80之间的流体连通。根据本实用新型的另一个方面，第三阀76具有第二配置，其阻断第二机器14的入口孔78与第二液压式蓄能器36之间的流体连通，并且实现第二液压式蓄能器36与执行器液压回路80之间的流体连通，且因此第二机器14的执行器液压回路80可以利用所获取的能量。

[0028] 参考图3和图4，第二机器14的铰环致动器54可操作地连接至第二机器14的第二铰环构件28，并且配置成将第二机器14的第二铰环构件28设置在与第一机器12的第一钩件20接合的位置，从而使得第一机器12将第二机器14拉回。第二机器14的第二铰环构件28连接至第二机器14的第三液压缸56，其流体地连通至第二机器14的第二阀58。根据本实用新型的方面，第二阀58具有第一配置，其实现第二机器14的第三液压缸56与第三阀76之间的流体连通，并且阻断第二机器14的第三液压缸56与第二液压流体罐60之间的流体连通。根据本实用新型的另一个方面，第二阀58具有第二配置，其阻断第二机器14的第三液压缸56与第三阀76之间的流体连通，并且实现第三液压缸56与第二液压流体罐60之间的流体连通。根据本实用新型的另一个方面，第二阀58具有第三配置，其阻断第二机器14的第三液压缸
56与第三阀76之间的流体连通，并且阻断第三液压缸56与第二液压流体罐60之间的流体连通。

[0029] 类似地，第一机器12的铰环致动器82可操作地连接至第一机器12的第一铰环构件16。第一机器12的第一铰环构件16连接至第一机器12的第一液压缸84。第一机器12的第一液压缸84流体地连通至第一机器12的第二阀86。根据本实用新型的方面，第二阀86具有第一配置，其实现第一机器12的第一液压缸84与第三阀68之间的流体连通，并且阻断第一机器12的第一液压缸84与第一液压流体罐52之间的流体连通。根据本实用新型的另一个方面，第二阀86具有第二配置，其阻断第一机器12的第一液压缸84与第三阀68之间的流体连通，并且实现第一机器12的第一液压缸84与第一液压流体罐52之间的流体连通。根据本实用新型的另一个方面，第二阀86具有第三配置，其阻断第一机器12的第一液压缸84与第三阀68之间的流体连通，并且阻断第一液压缸84与第一液压流体罐52之间的流体连通。

[0030] 参考图4，第一机器12的机器传感器88和第二机器14的机器传感器90配置成分别向第一机器12的控制器92和第二机器14的控制器94提供第一机器12和第二机器14的速度和位置信息。此后，第一机器12的控制器92和第二机器14的控制器94配置成限定推动操作和拉回操作的开始。应当注意的是，部件之间的流体连通是使用液压管路建立，且电子通信是使用通信线路建立。液压管路被示为实线，且通信线路被示为机器10的各部件之间的虚线。

[0031] 图5中示出液压缸的实施例。参考图5，第一机器12的第二推杆22（即，后推杆）具有第二液压缸48。第二液压缸48具有连接至第一阀50的孔的盖孔96（图5所示）。另外，第一机器12的第三阀68设置在第一机器12的第一阀50与第一液压式蓄能器24之间。第三阀68的孔进一步连接至第一机器12的执行器液压回路72。第一阀50配置成实现第一液压式蓄能器24、第一液压流体罐52和盖孔96之间的流体连通的不同状态。作为实例，第一阀50是三位三通阀，且第三阀68是二位三通阀。应当注意的是，液压缸的上述实施例也适用于机器10的其它部件，诸如第一机器12的第一铰环构件16、第二机器14的第二推杆34以及第二机器14的第二铰环构件28，且不脱离本实用新型的范围。

[0032] 在推动操作开始时，当第二机器14的速度大于第一机器12的速度时，第二机器14的第一推杆30冲击第一机器12的第二推杆22，从而造成产生冲击能量。为了防止浪费推动操作开始时产生的冲击能量，第一机器12的控制器92提供指令用于致动第一机器12的第一阀50。在致动时，第一阀50建立（结合图4所述的）第一配置。

[0033] 在第一配置中，第一阀50经由盖孔96建立第一机器12的第二液压缸48与第三阀68之间的流体连通，并且阻断第一机器12的第二液压缸48与第一液压流体罐52之间的流体连通。另外，第一机器12的第三阀68选择第一配置以建立第一机器12的入口孔70与第一液压式蓄能器24之间的流体通信，并且阻断第一液压式蓄能器24与执行器液压回路72之间的流体连通。因此，推动操作开始时产生的冲击能量存储在第一机器12的第一液压式蓄能器24中。此后，当第一机器12的第三阀68（放置在第一机器12的第一阀50与第一液压式蓄能器24之间）选择（结合图4所述的）第二配置来阻断第一机器12的入口孔70与第一液压式蓄能器24之间的流体连通并且实现第一液压式蓄能器24与执行器液压回路72之间的流体连通时，所存储的冲击能量由执行器液压回路72重复使用，且因此所获取的能量可由第一机器12的执行器液压回路72利用。

[0034] 最终，当第一机器12和第二机器14的相对速度为零时，第一机器12的控制器92提供指令用于致动第一阀50。在致动时，第一阀50建立（结合图4所述的）第三配置。在第三配置中，第一阀50阻断第二液压缸48与第一液压流体罐52之间的流体连通，以有效地传递第一机器12与第二机器14之间的能量用于推动操作。

[0035] 除第一配置和第三配置之外，第一阀50配置成建立（结合图4所述的）第二配置，其中经由盖孔96建立第一机器12的第二液压缸48与第一液压流体罐52之间的流体连通。在第二配置中，在完成第一机器12与第二机器14之间的协作且脱离联接件之后对第二液压缸48补充油。归因于由诸如弹簧（未示出）的弹性构件施加的弹力补充油。该弹性构件的机构在本领域中是公知的。

[0036] 在拉回操作开始时，当第一机器12的速度大于第二机器14的速度时，第一机器12的第一钩件20冲击第二机器14的第二铰环构件28，从而造成产生冲击能量。为了防止浪费拉回操作开始时产生的冲击能量，第二机器14的控制器94提供指令用于致动第二阀58。当第二机器14的第二阀58和第三阀76处于（结合图4所述的）第一配置中时，第二阀58以类似于上文讨论的方式建立第三液压缸56与第二液压式蓄能器36之间的流体连通。接着，拉回操作开始时产生的冲击能量由第二机器14的第二液压式蓄能器36存储。此后，存储在第二机器14的第二液压式蓄能器36中的冲击能量由第二机器14的执行器液压回路80重复使用。

[0037] 本领域技术人员将理解的是，用于回收推动操作和拉回操作中的至少一个操作期间产生的冲击能量的上述系统也可以适用于单个机器，且不脱离本实用新型的范围。

[0038] 工业实用性

[0039] 运土机器用于诸如挖掘、铲运、拖运、推动材料和倾卸挖掘的材料等各项任务，并且受工地的作业条件影响。为了提高生产力和/或任务效率，通常结合第一机器使用另一种机器。为了满足两个机器之间或多个机器之间的协作，将联接组件（例如，挂钩、钩件、铰环或推板）安装在运土机器上。然而，两个机器之间的接触在协作期间是难以控制的。不受控制的接触增大了机器部件的疲劳并且缩短了机器的使用寿命。另外，装载过程期间的不可预测的负荷条件还可造成协作作业的机器之间的突然不受控制的接触。另外，由于不受控制的接触产生的冲击能量被浪费并且造成机器部件的疲劳，且缩短机器的使用寿命。

[0040] 图6是根据本实用新型的构思的示出用于回收两个机器10之间的推动操作和拉回操作中的至少一个操作期间产生的冲击能量的方法98的流程图。结合图1、图2、图3、图4和图5描述方法98。

[0041] 在步骤100处，第一机器12的控制器92（图4所示）和第二机器14的控制器94（图4所示）分别确定第一机器12和第二机器14的参数。第一机器12的控制器92和第二机器14的控制器94分别从机器传感器88和机器传感器90接收速度和位置信息。第一机器12和第二机器14的参数用于回收推动操作和拉回操作开始时产生的冲击能量。在实施例中，该参数诸如但不限于第一机器12和第二机器14的速度、重量、方位或位置。应当注意的是，上述参数仅为了说明目的而提供，可以确定第一机器12和第二机器14的其它参数，且不脱离本实用新型的范围。

[0042] 在步骤102处，检查第一机器12是否正将第二机器14拉回。如果第一机器12正将第二机器14拉回（结果为“是”），则该方法98转至步骤104。否则，该方法98转至步骤108。

[0043] 在步骤104处，该控制器比较第一机器12的速度与第二机器14的速度之差与在校准测试期间预定的第一阈值。如果第一机器12的速度与第二机器14的速度之差大于第一阈值（结果为“是”），则该方法98转至步骤106。否则，该方法98转至步骤114。

[0044] 在步骤106处，第二机器14的控制器94提供指令用于致动第二机器14的第二阀58和第三阀76以建立第二机器14的第三液压缸56与第二液压式蓄能器36之间的流体连通。此后，冲击能量存储在第二机器14的第二液压式蓄能器36中。

[0045] 在步骤114处，第一机器12的控制器92和/或第二机器14的控制器94选择适当的流体连通（第一机器12的第一阀50和第二机器14的第二阀58的第三配置）用于撤销对能量回收功能的启动。

[0046] 再次参考步骤108，检查第二机器14是否正推动第一机器12。如果第二机器14正推动第一机器12（结果为“是”），则该方法98转至步骤110。否则，该方法98转至步骤114。

[0047] 在步骤110处，该控制器比较第二机器14的速度与第一机器12的速度之差与在校准测试期间预定的第二阈值。如果第二机器14的速度与第一机器12的速度之差大于第二阈值（结果为“是”），则该方法98转至步骤112。否则，该方法98转至步骤114。

[0048] 在步骤112处，如上文所讨论，第一机器12的控制器92提供指令用于致动第一机器12的第一阀50和第三阀68以建立第一机器12的第二液压缸48与第一液压式蓄能器24之间的流体连通。此后，冲击能量存储在第一机器12的第一液压式蓄能器24中。

[0049] 本实用新型提供了用于回收在工地中操作的两个机器10之间的推动操作和拉回操作之间的冲击能量的系统。该系统公开了分别具有控制器92和控制器94的第一机器12和第二机器14，该控制器提供指令来选择性地致动第一阀50和第二阀58以存储归因于推动操作和拉回操作开始时产生的不受控制的冲击而产生的冲击能量。在致动时，第一阀50在推动操作期间建立第二液压缸48与第一液压式蓄能器24之间的流体连通。类似地，第二阀58在拉回操作期间建立第三液压缸56与第二液压式蓄能器36之间的流体连通。因此，归因于推动操作和拉回操作开始时的不受控制的冲击而产生的冲击能量分别存储在第一机器12的第一液压式蓄能器24和第二机器14的第二液压式蓄能器36中。此后，所存储的冲击能量由第一机器12的执行器液压回路72和第二机器14的执行器液压回路80重复使用。因此，本实用新型的系统允许回收两个或两个以上机器的协作期间产生的冲击能量，并且还延长了机器10和各部件的使用寿命。