本發明涉及一種振動振蕩自動轉換機構，以及涉及一種具有該機構的振動振蕩壓路機。

背景技術：

壓路機是以增加工作介質(土石填方及路面鋪層混合物料)的密實度為主要用途的施工機械。二十世紀八十年代，HAMM公司提出振蕩壓實原理并成功研發振蕩輪，通過對地面施加水平振蕩力實現振蕩壓實，如圖1、圖2。圖2中HAMM公司振蕩輪結構表明，最初的振蕩輪采取了以中心驅動軸同時帶動兩根平行貫通偏心質量軸作高速旋轉，激勵滾輪振蕩的結構形式，該結構僅具備振蕩壓實功能。

1990年，徐工工程機械廠在ZL902233.3《振動振蕩壓路機》中指出國內外研制的振蕩壓路機或模型輪“無法同時滿足振動和振蕩兩種壓實機理的不同要求”，因此提出一種振動振蕩壓路機，通過重新設計偏心質量軸的傳動結構，使用帶90°傳動爪的傳動套和帶90°傳動爪的同步齒形帶輪使兩組偏心質量軸在不同旋轉方向時的偏心質量分別處于同相或反相位置，通過改變振動馬達的旋向改變偏心質量軸的旋向實現了振動和振蕩的實時切換。

1999年，徐工工程機械廠在ZL99227285.8《壓輪振動和振蕩自動轉換機構》中指出國內、外振動壓路機的振動和振蕩轉換裝置的現有技術是“在振動輪體內有中間軸，中間軸的兩端各聯接一中間齒輪，中間軸的一端穿過中間齒輪，并通過花鍵套與振動馬達聯接，中間軸的兩側各聯接一偏心塊箱，中間齒輪通過齒形帶與偏心塊聯接，偏心塊為兩組，兩組偏心塊采用相同的偏心結構形式，即采用大偏心矩偏心塊為固定偏心塊，帶動小偏心矩偏心塊旋轉，當需要從振動工況轉換至振蕩工況時，必須使壓路機停止作業然后由人工重新改變偏心軸偏心塊的相位，該裝置更換工況時必須停機，操作麻煩”，因此提出另外一種壓輪振動和振蕩自動轉換機構，通過重新設計偏心質量軸，使用特殊的新型長短偏心塊結構，使兩組偏心質量軸在不同旋轉方向時的偏心質量分別處于同相或反相位置，通過改變振動馬達的旋向改變偏心質量軸的旋向實現了振動和振蕩的實時切換。

2005年，江蘇駿馬壓路機械有限公司在ZL200520139709.6《帶振蕩及振動裝置的壓路機輪體》提出了一種帶鏈輪的壓路機輪體，仍采用類似HAMM最初振蕩輪的以中心驅動軸同時帶動兩根平行貫通偏心質量軸作高速旋轉的結構， 切換振動、振蕩的方式是通過“松開其中一根偏心軸的端蓋，將偏心軸的偏心位置調整為同一方向時，則產生振蕩功能”。切換振動、振蕩工況時，仍需停機，未解決振動振蕩的實時切換要求。

2012年，徐工道路ZL201210081266 《一種壓路機、其壓實裝置及壓實控制方法》提出一種振動振蕩的切換方式，通過兩個振動馬達、轉角傳感器、控制元件、邏輯控制方法等實現兩偏心軸相位差的調整。

綜上研究成果表明：現有振動、振蕩工況的切換方式均是通過切換偏心質量軸的偏心質量的相位來實現的，偏心質量同向時為振動，偏心質量反向時為振蕩，實時切換振動振蕩方式仍需較復雜的結構，如ZL902233.3《振動振蕩壓路機》中帶90°傳動爪的傳動套和帶90°傳動爪的同步齒形帶輪、ZL99227285.8《壓輪振動和振蕩自動轉換機構》特殊的新型長短偏心塊和ZL201210081266 《一種壓路機、其壓實裝置及壓實控制方法》中的轉角傳感器和邏輯控制方法。

其中，ZL99227285.8《壓輪振動和振蕩自動轉換機構》提出的技術方案與本發明技術方案最為接近，均通過使用特殊的偏心裝置并通過改變振動馬達的旋向實現振動振蕩功能切換，如圖3-圖5所示。該技術方案中，偏心裝置裝在箱體內，特殊的偏心裝置為長、短偏心塊結構，短偏心塊結構由與軸固定在一起的兩外側大偏心塊和相對軸可轉動的中間小偏心塊組成，長偏心塊結構由于軸固定在一起的中間小偏心塊和相對軸可轉動的兩外側大偏心塊組成。逆時針旋轉時，兩外側大偏心塊和中間小偏心塊同相使合成靜偏心矩同時達到最大，短偏心塊結構與長偏心塊結構相位差180°，實現振蕩；順時針旋轉時，兩外側大偏心塊和中間小偏心塊反相使合成靜偏心矩同時達到最小，短偏心塊結構與長偏心塊結構相位差為0，實現振動。但是，技術方案中特殊的偏心裝置長、短偏心塊結構均由兩外側大偏心塊和中間小偏心塊組成，結構復雜。

其次，ZL200520139709.6《帶振蕩及振動裝置的壓路機輪體》提出的技術方案與本發明技術方案結構較為接近，均采用類似HAMM最初振蕩輪的以中心驅動軸同時帶動兩根平行貫通偏心質量軸作高速旋轉的結構，如圖6所示。該技術方案中，當兩偏心軸的偏心位置相對時產生振蕩功能，當兩偏心軸的偏心位置相同時產生振動功能，“在使用時，當兩根偏心軸上偏心位置相對時，通過中央傳動軸的高速運轉，帶動兩偏心軸高速運轉產生振蕩功能；松開其中一根偏心軸的端蓋，將偏心軸的偏心位置調整為同一方向時，則產生振動功能”。但是，技術方案中切換振動、振蕩功能時，需要松開一根偏心軸的端蓋調整偏心軸的偏心位置，仍需停機，不能實現振動振蕩的實時切換。

綜上所述，亟需設計出新的振動振蕩自動轉換機構，以滿足更高的需求。

技術實現要素：

針對上述現存的技術問題，本發明提供一種振動振蕩自動轉換機構及振動振蕩壓路機，配對使用兩種不同結構的偏心裝置，以實現通過改變振動馬達的旋向改變其中一種偏心裝置的偏心體與軸的位置，將振動和振蕩功能集成于一體，同時實現振動和振蕩的實時切換。

為實現上述目的，本發明提供一種振動振蕩自動轉換機構，主要由包括可滾動輪體的輪圈總成、偏心裝置A、偏心裝置B、中間軸、支撐板B、振動馬達、支撐板A、傳動機構以及驅動馬達組成；所述輪體內的中部固定有偏心裝置A、偏心裝置B，兩者與輪體旋轉軸線平行、并中心對稱布置于輪體旋轉軸線的兩側，兩者之間固定有位于輪體旋轉軸線上的中間軸（3-3）。

本發明的振動振蕩輪同樣采用常用的以中心驅動軸同時帶動兩個平行偏心質量軸作高速旋轉的結構形式，兩個平行偏心質量軸的靜偏心矩相等，切換振動、振蕩工況的方式仍是通過切換偏心質量軸的偏心質量的相位來實現的，偏心質量同向時為振動，偏心質量反向時為振蕩。與已有技術不同的是，為了簡化偏心裝置的結構，按本發明要求，配對使用的兩個偏心裝置中，偏心裝置A的偏心體空套在旋轉軸上，通過限位塊限位限定偏心體能且只能在旋轉軸上旋轉最大180°，配對使用的偏心裝置B采用常用的單幅偏心裝置，即偏心體與旋轉軸固定在一起的物體，兩者位置保持不變。由此，根據旋向不同，偏心裝置A的軸和偏心體具有兩種相對位置，偏心裝置B的軸和偏心體只有一種相對位置，在某一旋向下（如逆時針旋轉），偏心裝置A的偏心體位置與偏心裝置B的偏心體位置相同時，實現振動；轉換至另一旋向（如順時針旋轉），偏心裝置A的偏心體位置與偏心裝置B的偏心體位置相對時，兩個偏心裝置離心力相位差為180°，實現振蕩；

所述的傳動機構包括固定在中間軸上的中間同步帶輪，及分別固定在偏心裝置A和偏心裝置B上的同步帶輪，且中間同步帶輪與同步帶輪之間分別采用一同步帶連接，中間軸通過兩端的中間軸承支撐在中間軸承座A和中間軸承座B上。

所述輪體內的一側設有與車架連接的支撐板B，所述的振動馬達相對支撐板B不動而固定，并能驅動中間軸，再通過傳動機構帶動偏心裝置A、偏心裝置B以相同轉速同向旋轉；所述輪體內的另一側設有與車架連接的支撐板A，其上固定有與輪體內壁連接的驅動馬達，從而驅動輪體旋轉滾動實現行走功能。

進一步，所述的輪圈總成還包括固定于輪體1-1內的兩振動軸承座A、兩振動軸承座B、位于兩振動軸承座A之間的中間軸承座A、位于兩振動軸承座B之間的中間軸承座B、以及位于中間軸承座A外側的行走軸承內座；該中間軸承座A、中間軸承座B分別位于輪體旋轉軸線上；該兩振動軸承座A分別連接輪體關于輪體旋轉軸線中心對稱，該兩振動軸承座B關于輪體旋轉軸線中心對稱；所述的偏心裝置A、偏心裝置B兩端分別通過振動軸承安裝在對應的振動軸承座A和振動軸承座B內，所述的中間軸兩端分別通過中間軸承安裝在中間軸承座A、中間軸承座B內。

進一步，還包括連接輪體內壁的行走軸承內座；行走軸承內圈通過行走軸承內座的軸肩和壓板定位在該行走軸承內座上，其外圈通過行走軸承外座的軸肩和安裝在行走軸承外座外側的馬達安裝座定位在行走軸承外座內；該行走軸承外座關于輪體旋轉軸對稱的兩端分別連接有聯接板，且該兩聯接板與支撐板B之間分別安裝有一減振器A；所述的振動馬達固定安裝在相對支撐板B不動的馬達安裝座上，通過貫穿行走軸承內座的花鍵套連接中間軸。

進一步，所述的驅動馬達內側還連接一驅動板，該驅動板內側通過關于輪體旋轉軸線對稱的兩個減振器B固定連接輪體內壁。

本發明又提供一種振動振蕩壓路機，包括上述的振動振蕩自動轉換機構。

綜上所述，本發明具備如下優點：1、通過改變振動馬達的旋向實時改變偏心裝置A的偏心體位置，就可實現振動和振蕩的實時切換；2、振動振蕩功能集成于一體，實現振動/振蕩方式的即時切換，無需停機；3、振動振蕩輪內的偏心裝置B為常用的單幅偏心裝置，充分簡化了兩個偏心裝置的結構。

附圖說明

圖1為HAMM公司提出振蕩壓實原理；

圖2為HAMM公司提出的振蕩輪結構圖；

圖3為專利壓輪振動和振蕩自動轉換機構的結構圖；

圖4為專利壓輪振動和振蕩自動轉換機構中的短偏心塊結構圖；

圖5為專利壓輪振動和振蕩自動轉換機構中的長偏心塊結構圖；

圖6為專利帶振蕩及振動裝置的壓路機輪體的結構圖；

圖7為本發明振動振蕩輪的結構示意圖；

圖8為圖7中的偏心裝置A順時針旋轉時的狀態圖；

圖9為圖7中的偏心裝置A逆時針旋轉時的狀態圖；

圖10為圖7中的偏心裝置B的結構圖；

圖中：1、輪圈總成，1-1、輪體，1-2、振動軸承座A，1-3、振動軸承座B，1-4、中間軸承座A，1-5、中間軸承座B，1-6、行走軸承內座，2、減振器A，3、傳動機構，3-1、同步帶輪，3-2、同步帶，3-3、中間軸，3-4、中間軸承，3-5、中間同步帶輪，4、振動軸承，5、偏心裝置A，5-1、偏心體，5-2、旋轉軸，5-3、限位塊，6、偏心裝置B，7、減振器B，8、驅動板，9、驅動馬達，10、支撐板A，11、行走軸承，12、行走軸承外座，13、聯接板，14、馬達安裝座，15、花鍵套，16、振動馬達，17、支撐板B。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。

如圖1所示，本發明振動振蕩輪自動轉向機構，主要由輪圈總成1、偏心裝置A5、偏心裝置B6、中間軸3-3、支撐板B17、振動馬達16、支撐板A10、傳動機構3以及驅動馬達9組成。

其中：輪圈總成1包括由通過螺栓固定在一起的可滾動的輪體1-1、固定于輪體1-1內的兩振動軸承座A1-2、兩振動軸承座B1-3、位于兩振動軸承座A1-2之間的中間軸承座A1-4、位于兩振動軸承座B1-3之間的中間軸承座B1-5、以及位于中間軸承座A1-4外側的行走軸承內座1-6；該中間軸承座A1-4、中間軸承座B1-5分別位于輪體旋轉軸線上；該兩振動軸承座A1-2分別連接輪體1-1關于輪體旋轉軸線中心對稱，該兩振動軸承座B1-3關于輪體旋轉軸線中心對稱；偏心裝置A5、偏心裝置B6兩端分別通過振動軸承4安裝在對應的振動軸承座A1-2和振動軸承座B1-3內，中間軸3-3兩端分別通過中間軸承3-4安裝在中間軸承座A1-4、中間軸承座B1-5內。

其次，本發明還包括位于輪體1-1一側、連接輪體1-1內壁的行走軸承內座1-6，行走軸承11內圈通過行走軸承內座1-6的軸肩和壓板定位在該行走軸承內座1-6上，其外圈通過行走軸承外座12的軸肩和安裝在行走軸承外座12外側的馬達安裝座14定位在行走軸承外座12內；該行走軸承外座12關于輪體旋轉軸對稱的兩端分別連接有聯接板13，且該兩聯接板13與支撐板B17之間分別安裝有一減振器A2；振動馬達16通過螺栓固定安裝在相對支撐板B17不動的馬達安裝座14上，通過貫穿行走軸承內座1-6的花鍵套15連接中間軸3-3。

傳動機構3的中間同步帶輪3-5通過鍵徑向、通過軸肩和螺母軸向固定在中間軸3-3上，同步帶輪3-1通過鍵徑向、通過壓板和螺栓軸向分別固定在偏心裝置A5和偏心裝置B6上，且中間同步帶輪3-5與同步帶輪3-1之間分別采用一同步帶3-2連接，中間軸3-3通過兩端的中間軸承3-4支撐在中間軸承座A1-4和中間軸承座B1-5上。如此一來，振動馬達16就能驅動中間軸3-3，再通過傳動機構3帶動偏心裝置A5、偏心裝置B6以相同轉速同向旋轉。

并且，偏心裝置A5、偏心裝置B6兩者與輪體旋轉軸線平行、并中心對稱布置于輪體旋轉軸線的兩側。該偏心裝置A5的偏心體5-1空套在旋轉軸5-2上，并通過限位塊5-3限位，根據旋向不同，其旋轉軸5-2和偏心體5-1具有兩種相對位置。偏心裝置A順時針旋轉時的狀態如圖8，偏心裝置A逆時針旋轉時的狀態如圖9，但兩種位置下的靜偏心矩相等。該偏心裝置B6的旋轉軸5-2和偏心體5-1只有一種相對位置，配對使用的偏心裝置B6采用常用的單幅偏心裝置，即偏心體與旋轉軸固定在一起的物體，兩者相對位置保持不變，如圖10。并且偏心裝置A5兩種相對位置的靜偏心矩與偏心裝置B6的靜偏心矩相同，偏心裝置A的偏心體5-1位置與偏心裝置B6的偏心體5-1位置相對時，實現振蕩，偏心裝置A的偏心體5-1位置與偏心裝置B6的偏心體5-1位置相同時，實現振動。

再者，驅動馬達9固定在位于輪體1-1另一側且與車架連接的支撐板A10上，其內側還連接一驅動板8，該驅動板8內側通過關于輪體旋轉軸線對稱的兩個減振器B7固定連接輪體1-1內壁，從而驅動輪體1-1旋轉滾動實現行走功能。

裝配時，首先保證偏心裝置A5在如圖8所示的限位狀態下，偏心裝置B6在圖10所示的狀態下，即保證偏心裝置A5的偏心體5-1在圖8所示限位狀態時，其偏心質量與偏心裝置B6的偏心質量處于反相位置。

通過以上安裝后，使用時，驅動馬達9左側和右側相對旋轉時，驅動力矩由驅動板8、減振器B7傳遞至輪體1-1，驅動輪體1-1旋轉滾動實現行走功能。振動馬達16輸出軸旋轉時，驅動花鍵套15和中間軸3-3旋轉，再通過中間同步帶輪3-5、同步帶3-2、同步帶輪3-1驅動偏心裝置A5和偏心裝置B6以相同轉速同向旋轉。面向偏心裝置A的動力輸入端，振動馬達16輸出軸逆時針旋轉時，偏心裝置A5和偏心裝置B6均逆時針旋轉，實現振蕩，振動馬達16輸出軸順時針旋轉時，偏心裝置A5和偏心裝置B6均順時針旋轉，實現振動。