CN110745183A - 一种保证同步转向的多转向模式行走车架 - Google Patents

Abstract

一种保证同步转向的多转向模式行走车架，包括车架、转向行走轮、转向臂、转向连杆和转向液压缸。所述车架前端设有前转向行走轮，后端设有后转向行走轮。所述前、后两组转向行走轮的转向臂之间分别连接设有转向连杆，在车架的前、后端的中部分别设有两组共四个转向液压缸，分别连接转向行走轮的转向臂。所述的每组转向液压缸中，其中一个转向液压缸的有杆腔和无杆腔分别与另一个转向液压缸的无杆腔和有杆腔以输油管连通。本发明公开的一种行走车架，具有多种转向模式。同时，通过液压缸和转向连杆之间的协同配合，实现了车架转向行走轮的同步、同角度和同时间完成转向的功能。本行走车架转向灵活、转弯半径小、操控性好，稳定性强。

Description

一种保证同步转向的多转向模式行走车架

技术领域

本发明涉及工程机械类车架领域，尤其涉及一种能够保证转向车轮同时进行转向的具备多种转向模式的行走车架。

背景技术

随着社会发展，基础设施的不断加大，工程机械的应用范围越来越广，同时对机器的性能要求也越来越高，特别是对转向方式的要求也越来越高。而一般工程机械的转向模式多为单一的两轮转向或四轮转向或蟹行转向，无法同时满足多种施工环境的要求。例如在狭窄区域或厂房施工时，要求机器转向灵活，转弯半径小，可使用四轮转向模式。在大面积施工或转厂时，要求机器转向稳定和控制性好，可使用两轮转向模式。而在特定无法掉头转弯的环境下施工时，可使用蟹行转向模式。

目前，在工程机械上也普遍存在同时具备多种转向模式的机架，但需对四个行走轮进行单独转向控制，其结构复杂，而且受限于液压缸有杆腔与无杆腔结构的影响，现有的采用多个液压缸配合转向时，不能保证转向轮的转向动作是同步进行的，经实际验证，现有的多液压缸配合实现转向的行走车架，在转向时两个轮子的转向是存在一定的时间差的，同样的转向角度有杆腔驱动的一侧轮要早于无杆腔驱动的一侧轮提前完成转向动作。

发明内容

本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种保证同步转向的多转向模式行走车架。

本发明所述的一种保证同步转向的多转向模式行走车架，包括车架、转向行走轮、转向臂、转向连杆和转向液压缸，转向行走轮又包括前转向行走轮和后转向行走轮。转向液压缸包括普通液压缸和位置传感液压缸。所述车架上设置有电路控制器和液压控制阀组，其前端设置有前转向行走轮，后端设置有后转向行走轮。在转向行走轮上设置有液压马达和转向臂，所述前、后两组转向行走轮的转向臂之间分别连接设置有转向连杆，在车架的前、后端的中部分别设置有两组共四个转向液压缸，分别连接转向行走轮的转向臂，所述每组转向液压缸中其中之一为普通液压缸，另一个为位置传感液压缸。所述的每组转向液压缸中，其中一个转向液压缸的有杆腔和无杆腔分别与另一个转向液压缸的无杆腔和有杆腔以输油管连通。

进一步的，所述的车架包括前桥、后桥和连接架，在连接架的四个角分别设置有支脚，连接架上设置有电路控制器和液压控制阀组，在连接架的后端固定设置有后桥，前端中间位置处设置有转轴。后桥的两端分别设置有后销轴孔A、后销轴孔B，后桥的中间位置处设置有后固定板。前桥的两端分别设置有前销轴孔A、前销轴孔B，前桥的中间位置处上端设置有转轴套，下端设置有前固定板。所述的前桥的转轴套与连接架前端的转轴活动连接。所述后销轴孔A、后轴销孔B内分别转动设置有后转向行走轮A、后转向行走轮B。所述前销轴孔A、前销轴孔B内分别转动设置有前转向行走轮A、前转向行走轮B。

进一步的，所述前转向行走轮包括前转向行走轮A、前转向行走轮B。所述前转向行走轮A内侧设置有前支撑轴座A。前支撑轴座A内设置有液压马达，其上端固设有前销轴A，其一侧固设有前转向臂A。所述前销轴A转动穿设在前销轴孔A内。所述前转向臂A上侧置有前连杆夹板A，下侧设置有前液压缸夹板A。所述前转向行走轮B包括前支撑轴座B、前销轴B、前转向臂B、前连杆夹板B和前液压缸夹板B，且前转向行走轮B各组件与前转向行走轮A各组件设置方式相对应。所转向连杆一端铰接在前连杆夹板A内，另一端铰接在前连杆夹板B内。所述转向液压缸一端铰接在前液压缸夹板A内，另一端铰接在前固定板上，另一个转向液压缸一端铰接在前液压缸夹板B内，另一端铰接在前固定板上。

进一步的，所述后转向行走轮包括后转向行走轮A、后转向行走轮B。所述后转向行走轮A内侧设置有后支撑轴座A。后支撑轴座A内设置有液压马达，其上端固设有后销轴A，其一侧固设有后转向臂A。所述后销轴A转动穿设在后销轴孔A内。所述后转向臂A上侧置有后连杆夹板A，下侧设置有后液压缸夹板A。所述后转向行走轮B包括后支撑轴座B、后销轴B、后转向臂B、后连杆夹板B和后液压缸夹板B，且后转向行走轮B各组件与后转向行走轮A各组件设置方式相对应。

进一步的，所述普通液压缸的一端铰接在前液压缸夹板A内，另一端铰接在前固定板上，所述位置传感液压缸上设置有位置传感器，其一端铰接在前液压缸夹板B内，另一端铰接在前固定板内。普通液压缸的有杆腔通过输油管与位置传感液压缸的无杆腔连通设置，普通液压缸的无杆腔通过输油管与位置传感器的有杆腔连通设置。所述两个转向液压缸分别通过输油管与液压控制阀组连通。

进一步的，所述普通液压缸的一端铰接在后液压缸夹板A内，另一端铰接在后固定板上，所述位置传感液压缸上设置有位置传感器，其一端铰接在后液压缸夹板B内，另一端铰接在后固定板内。普通液压缸的有杆腔通过输油管与位置传感液压缸的无杆腔连通设置，普通液压缸的无杆腔通过输油管与位置传感器的有杆腔连通设置。所述两个转向液压缸分别通过输油管与液压控制阀组连通。

进一步的，所述电路控制器与外部电源、外部控制信号和位置传感器进行电联。所述液压控制阀组与外部液压动力源、液压马达和转向液压缸通过输油管连通并构成回路。

对于本发明中所涉及的技术，有如下说明：

1、转向连杆：转向连杆分别置于前桥、后桥内侧，并分别联接两端转向轮的转向臂上，促使前桥两端的前转向行走轮A与前转向行走轮B的转向角度相同；以及后桥两端的后转向行走轮A与后转向行走轮B的转向角度相同。

2、位置传感液压缸和普通液压缸：一个位置传感器液压缸和普通液压缸相互配合构成一组转向液压缸。在行走车间的前桥和后桥内侧分别设置有一组转向液压缸。也就是说，在前桥和后桥的内侧分别设置有一个位置传感液压缸和一个普通液压缸；而本行走车架实现多种转向模式，以及转向行走轮实现同步、同时、同角度转向正是基于位置传感液压缸对偏移量的检测，普通液压缸的辅助配合，以及转向连杆的协同配合实现的。

3、支脚：在车架的前后四个车角位置分别安装有四个支腿。着四个支腿在行走车架需要时，可以同时伸出用于支撑车架，保持车架的平稳。

4、三种转向模式：

（1）两轮转向模式：结合图6，当车架切换至不同转向模式时，电路控制器首先根据转向模式切换开关所提供的信号，判定此时转向模式的状态。在不同的转向模式下，转向手柄处于中位时，车轮都应自动对中并处于直行状态，此时位置传感液压缸内的位置传感器为零位。在两轮转向模式状态下，电路控制器首先将接收的转向手柄信号进行分析处理，然后控制液压控制阀组上对应的电磁阀动作，将液压泵提供的液压动力输送至对应的转向液压缸，然后位置传感液压缸内的位置传感器将位移信号反馈至电路控制器，由电路控制器进行分析处理。当转向手柄向左转动，两个前转向行走轮同时向左转动相应的角度；当转向手柄向右转动，两个前转向行走轮同时向右转动相应的角度。

（2）四轮转向模式：结合图7，当车架切换至四轮转向模式时，电路控制器将接收的转向手柄信号进行分析处理，然后同时控制液压控制阀组上对应的电磁阀动作，将液压泵提供的液压动力输送至前、后转向液压缸，然后前、后位置传感液压缸内的位置传感器分别将位移信号反馈至电路控制器，由电路控制器进行分析处理。当转向手柄向左转动，前、后四个转向行走轮同时向左转动相应的角度；当转向手柄向右转动，前、后四个转向行走轮同时向右转动相应的角度。

（3）蟹型转向模式：结合图8，当车架切换至蟹行转向模式时，电路控制器将接收的转向手柄信号进行分析处理，然后同时控制液压控制阀组上对应的电磁阀动作，将液压泵提供的液压动力输送至前、后转向液压缸，然后前、后位置传感液压缸内的位置传感器分别将位移信号反馈至电路控制器，由电路控制器进行分析处理。当转向手柄向左转动时，前桥两个转向行走轮向左转动相应的角度，同时后桥两个转向行走轮向右转动相应的角度；当转向手柄向右转动时，前桥两个转向行走轮向右转动相应的角度，同时后桥两个转向行走轮向左转动相应的角度。

因此，当需要切换转向模式时，只需通过位置传感液压缸内的位置传感器将位移信号反馈至电路控制器，由电路控制器发出不同控制信号，使不同位置的液压缸伸缩，即可实现行走车架的两轮转向、四轮转向或蟹行转向。

本发明的工作原理：本发明公开的一种行走车架，通过操作人员操作，控制安装在前、后桥上的转向液压缸的伸缩变化，配合液压马达和行走轮实现车架多种模式的转向。在进行转向时，位置传感液压缸通过实时检测油缸的位移量，并结合电路控制器的分析处理，精确控制转向液压缸的伸缩量，实现行走转向轮在不同模式下的转向。同时前、后桥上的转向臂之间通过转向连杆机构连接，形成动作联动的机构，保证前桥、后桥上的位置传感液压缸和普通液压缸能够同步运动。同时位置传感液压缸的有杆腔和无杆腔分别与普通液压杆的无杆腔和有杆腔相互连通，根据液压油的传导效果，可以保证左、右转向速度相同。

附图说明：

图1：行走车架立体示意图；

图2：前桥及转向行走轮示意图；

图3：前转向行走轮及转向臂示意图；

图4：后桥及转向行走轮示意图；

图5：后转向行走轮及转向臂示意图；

图6：液压缸有杆腔与无杆腔示意图；

图7：两轮转向模式示意图。

图8：四轮转向模式示意图。

图9：蟹型转向模式示意图。

其中：1-车架，10-电路控制器，11-液压控制阀组，12-前桥，121-前销轴孔A，122-前销轴孔B，123-转轴套，124-前固定板，13-后桥，131-后销轴孔A，132-后销轴孔B，133-后固定板，14-连接架，15-支脚，16-转轴，2-转向行走轮，20-前轴向行走轮，201-前转向行走轮A，2011-前支撑轴座A，2012-前销轴A，2013-前转向臂A，2014-前连杆夹板A，2015-前液压缸夹板A，202-前转向行走轮B，2021-前支撑轴座B，2022-前销轴B，2023-前转向臂B，2024-前连杆夹板B，2025-前液压缸夹板B，21-后转向行走轮，211-后转向行走轮A，2111-后支撑轴座A，2112-后销轴A，2113-后转向臂A，2114-后连杆夹板A，2115-后液压缸夹板A，212-后转向行走轮B，2121-后支撑轴座B，2122-后销轴B，2123-后转向臂B，2124-后连杆夹板B，2125-后液压缸夹板B，22-液压马达，3-转向臂，4-转向连杆，5-转向液压缸，50-普通液压缸，51-位置传感液压缸，52-有杆腔，53-无杆腔，54-输油管，55-位置传感器。

具体实施方式：

下面将结合附图，对本发明进行详细的说明。

结合附图，所述的一种保证同步转向的多转向模式行走车架，包括车架1、转向行走轮2、转向臂3、转向连杆4和转向液压缸5，转向行走轮2又包括前转向行走轮20和后转向行走轮21；转向液压缸5包括普通液压缸50和位置传感液压缸51。所述的车架1包括前桥12、后桥13和连接架14，在连接架14的四个角分别设置有支脚15，连接架14上设置有电路控制器10和液压控制阀组11，在连接架14的后端固定设置有后桥13，前端中间位置处设置有转轴16；后桥13的两端分别设置有后销轴孔A131、后销轴孔B132，后桥13的中间位置处设置有后固定板133；前桥12的两端分别设置有前销轴孔A121、前销轴孔B122，前桥12的中间位置处上端设置有转轴套123，下端设置有前固定板124；所述的前桥12的转轴套123与连接架14前端的转轴16活动连接；所述后销轴孔A131、后轴销孔B132内分别转动设置有后转向行走轮A211、后转向行走轮B212；所述前销轴孔A121、前销轴孔B122内分别转动设置有前转向行走轮A201、前转向行走轮B202。所述前转向行走轮20包括前转向行走轮A201、前转向行走轮B202；所述前转向行走轮A201内侧设置有前支撑轴座A2011；前支撑轴座A2011内设置有液压马达22，其上端固设有前销轴A2012，其一侧固设有前转向臂A2013；所述前销轴A2012转动穿设在前销轴孔A121内；所述前转向臂A2013上侧置有前连杆夹板A2014，下侧设置有前液压缸夹板A2015；所述前转向行走轮B202包括前支撑轴座B2021、前销轴B2022、前转向臂B2023、前连杆夹板B2024和前液压缸夹板B2025，且前转向行走轮B202各组件与前转向行走轮A201各组件设置方式相对应；所转向连杆4一端铰接在前连杆夹板A2014内，另一端铰接在前连杆夹板B2024内；所述普通液压缸50的一端铰接在前液压缸夹板A2015内，另一端铰接在前固定板124上，所述位置传感液压缸51上设置有位置传感器55，其一端铰接在前液压缸夹板B2025内，另一端铰接在前固定板124内；普通液压缸50的有杆腔52通过输油管54与位置传感液压缸51的无杆腔53连通设置，普通液压缸50的无杆腔53通过输油管54与位置传感器55的有杆腔52连通设置；所述两个转向液压缸5分别通过输油管54与液压控制阀组11连通。所述后转向行走轮21包括后转向行走轮A211、后转向行走轮B212；所述后转向行走轮A211内侧设置有后支撑轴座A2111；后支撑轴座A2111内设置有液压马达22，其上端固设有后销轴A2112，其一侧固设有后转向臂A2113；所述后销轴A2112转动穿设在后销轴孔A131内；所述后转向臂A2113上侧置有后连杆夹板A2114，下侧设置有后液压缸夹板A2115；所述后转向行走轮B212包括后支撑轴座B2121、后销轴B2122、后转向臂B2123、后连杆夹板B2124和后液压缸夹板B2125，且后转向行走轮B212各组件与后转向行走轮A211各组件设置方式相对应。所述普通液压缸50的一端铰接在后液压缸夹板A2115内，另一端铰接在后固定板133上，所述位置传感液压缸51上设置有位置传感器55，其一端铰接在后液压缸夹板B2125内，另一端铰接在后固定板133内；普通液压缸50的有杆腔52通过输油管54与位置传感液压缸51的无杆腔53连通设置，普通液压缸50的无杆腔53通过输油管54与位置传感器55的有杆腔52连通设置；所述两个转向液压缸5分别通过输油管54与液压控制阀组11连通。所述电路控制器10与外部电源、外部控制信号和位置传感器55进行电联；所述液压控制阀组11与外部液压动力源、液压马达22和转向液压缸5通过输油管54连通并构成回路。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

本发明的有益之处：本发明公开的一种行走车架，具有多种转向模式。同时，通过位置传感液压缸和普通液压缸以及转向连杆之间的协同配合，实现了车架转向行走轮的同步、同角度和同时间完成转向的功能。本行走车架转向灵活、转弯半径小、操控性好，稳定性强。

Claims (7)

1.一种保证同步转向的多转向模式行走车架，包括车架（1）、转向行走轮（2）、转向臂（3）、转向连杆（4）和转向液压缸（5），转向行走轮（2）又包括前转向行走轮（20）和后转向行走轮（21）；转向液压缸（5）包括普通液压缸（50）和位置传感液压缸（51），其特征在于，所述车架（1）上设置有电路控制器（10）和液压控制阀组（11），其前端设置有前转向行走轮（20），后端设置有后转向行走轮（21）；在转向行走轮（2）上设置有液压马达（22）和转向臂（3），所述前、后两组转向行走轮（2）的转向臂（3）之间分别连接设置有转向连杆（4），在车架（1）的前、后端的中部分别设置有两组共四个转向液压缸（5），分别连接转向行走轮（2）的转向臂（3），所述每组转向液压缸（5）中其中之一为普通液压缸（50），另一个为位置传感液压缸（51）；所述的每组转向液压缸（5）中，其中一个转向液压缸（5）的有杆腔（52）和无杆腔（53）分别与另一个转向液压缸（5）的无杆腔（53）和有杆腔（52）以输油管（54）连通。

2.根据权利要求1所述一种保证同步转向的多转向模式行走车架（1），其特征在于：所述的车架（1）包括前桥（12）、后桥（13）和连接架（14），在连接架（14）的四个角分别设置有支脚（15），连接架（14）上设置有电路控制器（10）和液压控制阀组（11），在连接架（14）的后端固定设置有后桥（13），前端中间位置处设置有转轴（16）；后桥（13）的两端分别设置有后销轴孔A（131）、后销轴孔B（132），后桥（13）的中间位置处设置有后固定板（133）；前桥（12）的两端分别设置有前销轴孔A（121）、前销轴孔B（122），前桥（12）的中间位置处上端设置有转轴套（123），下端设置有前固定板（124）；所述的前桥（12）的转轴套（123）与连接架（14）前端的转轴（16）活动连接；所述后销轴孔A（131）、后轴销孔B（132）内分别转动设置有后转向行走轮A（211）、后转向行走轮B（212）；所述前销轴孔A（121）、前销轴孔B（122）内分别转动设置有前转向行走轮A（201）、前转向行走轮B（202）。

3.根据权利要求2所述一种保证同步转向的多转向模式行走车架（1），其特征在于：所述前转向行走轮（20）包括前转向行走轮A（201）、前转向行走轮B（202）；所述前转向行走轮A（201）内侧设置有前支撑轴座A（2011）；前支撑轴座A（2011）内设置有液压马达（22），其上端固设有前销轴A（2012），其一侧固设有前转向臂A（2013）；所述前销轴A（2012）转动穿设在前销轴孔A（121）内；所述前转向臂A（2013）上侧置有前连杆夹板A（2014），下侧设置有前液压缸夹板A（2015）；所述前转向行走轮B（202）包括前支撑轴座B（2021）、前销轴B（2022）、前转向臂B（2023）、前连杆夹板B（2024）和前液压缸夹板B（2025），且前转向行走轮B（202）各组件与前转向行走轮A（201）各组件设置方式相对应；所转向连杆（4）一端铰接在前连杆夹板A（2014）内，另一端铰接在前连杆夹板B（2024）内；所述转向液压缸（5）一端铰接在前液压缸夹板A（2015）内，另一端铰接在前固定板（124）上，另一个转向液压缸（5）一端铰接在前液压缸夹板B（2025）内，另一端铰接在前固定板（124）上。

4.根据权利要求2所述一种保证同步转向的多转向模式行走车架（1），其特征在于：所述后转向行走轮（21）包括后转向行走轮A（211）、后转向行走轮B（212）；所述后转向行走轮A（211）内侧设置有后支撑轴座A（2111）；后支撑轴座A（2111）内设置有液压马达（22），其上端固设有后销轴A（2112），其一侧固设有后转向臂A（2113）；所述后销轴A（2112）转动穿设在后销轴孔A（131）内；所述后转向臂A（2113）上侧置有后连杆夹板A（2114），下侧设置有后液压缸夹板A（2115）；所述后转向行走轮B（212）包括后支撑轴座B（2121）、后销轴B（2122）、后转向臂B（2123）、后连杆夹板B（2124）和后液压缸夹板B（2125），且后转向行走轮B（212）各组件与后转向行走轮A（211）各组件设置方式相对应。

5.根据权利要求3所述一种保证同步转向的多转向模式行走车架（1），其特征在于：所述普通液压缸（50）的一端铰接在前液压缸夹板A（2015）内，另一端铰接在前固定板（124）上，所述位置传感液压缸（51）上设置有位置传感器（55），其一端铰接在前液压缸夹板B（2025）内，另一端铰接在前固定板（124）内；普通液压缸（50）的有杆腔（52）通过输油管（54）与位置传感液压缸（51）的无杆腔（53）连通设置，普通液压缸（50）的无杆腔（53）通过输油管（54）与位置传感器（55）的有杆腔（52）连通设置；所述两个转向液压缸（5）分别通过输油管（54）与液压控制阀组（11）连通。

6.根据权利要求4所述一种保证同步转向的多转向模式行走车架（1），其特征在于：所述普通液压缸（50）的一端铰接在后液压缸夹板A（2115）内，另一端铰接在后固定板（133）上，所述位置传感液压缸（51）上设置有位置传感器（55），其一端铰接在后液压缸夹板B（2125）内，另一端铰接在后固定板（133）内；普通液压缸（50）的有杆腔（52）通过输油管（54）与位置传感液压缸（51）的无杆腔（53）连通设置，普通液压缸（50）的无杆腔（53）通过输油管（54）与位置传感器（55）的有杆腔（52）连通设置；所述两个转向液压缸（5）分别通过输油管（54）与液压控制阀组（11）连通。

7.根据权利要求1所述一种保证同步转向的多转向模式行走车架（1），其特征在于：所述电路控制器（10）与外部电源、外部控制信号和位置传感器（55）进行电联；所述液压控制阀组（11）与外部液压动力源、液压马达（22）和转向液压缸（5）通过输油管（54）连通并构成回路。

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