CN113291375A - 一种包含液压传动单元的转向*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包含液压传动单元的转向***。转向***包括液压传动单元，液压传动单元包括第一伸缩缸及第二伸缩缸；第一伸缩缸一端与转向器的输出侧传动连接，第二伸缩缸一端与转向节臂铰接；第一伸缩缸的两个缸体内腔中的一个通过第一互通管路与第二伸缩缸的两个缸体内腔中的一个连通，第一伸缩缸的两个缸体内腔中的另一个通过第二互通管路与第二伸缩缸的两个缸体内腔中的另一个连通，以使两个伸缩缸内的油液互通；第一互通管路和第二互通管路均包含软管段；在第一伸缩缸伸缩时，通过液压作用带动第二伸缩缸伸缩。本发明的转向***在车轮升降过程中能够通过互通管路的软管段适应车轮的位置变化，大大简化了转向***的结构。

Description

一种包含液压传动单元的转向***

技术领域

本发明涉及车辆领域，尤其涉及一种包含液压传动单元的转向***。

背景技术

随着应用需求的不断提升，水陆两用车辆在民用领域的使用量逐渐增多，水陆两用车辆的功能和性能要求也不断提高。现有的水陆两用车辆在陆上时通过车轮行走，在水上时为了减少水面阻力，一般将车轮向上收起，这样车轮上下位置的变化就对车轮转向***提出了较高的要求。

目前转向***普遍通过杆件传力实现从方向盘到车轮的转向传动，但是这样形式的转向***为了满足车轮的升降，传力杆件结构往往较为复杂，而且传动环节较多，如此不仅大大提高了制造和装配难度，而且容易降低传动精度，影响转向效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种包含液压传动单元的转向***，用以解决现有的包含液压传动单元的转向***结构复杂的问题。

本发明的包含液压传动单元的转向***包括：

转向操纵机构、转向器、转向传动结构及转向节臂；

转向传动机构连接于转向器和转向节臂，以实现两者之间转向信号的传递；

转向传动机构包括液压传动单元，液压传动单元包括第一伸缩缸及第二伸缩缸；

第一伸缩缸一端与转向器的输出侧传动连接，另一端用于与车体铰接，第二伸缩缸一端与转向节臂铰接，另一端用于与车体铰接；

第一伸缩缸的两个缸体内腔中的一个通过第一互通管路与第二伸缩缸的两个缸体内腔中的一个连通，第一伸缩缸的两个缸体内腔中的另一个通过第二互通管路与第二伸缩缸的两个缸体内腔中的另一个连通，以使两个伸缩缸内的油液互通；

第一互通管路和第二互通管路均包含软管段；

在第一伸缩缸伸缩时，通过液压作用带动第二伸缩缸伸缩。

本发明的包含液压传动单元的转向***通过由互通管路连通的两个伸缩缸实现转向传动，且互通管路包含软管段，如此在车轮升降过程中能够通过互通管路的软管段适应车轮的位置变化，同时保证可靠的转向传动，大大简化了转向***的结构。

进一步的，液压传动单元的数量为两个，两个液压传动单元分别一一对应于水陆两用车辆的两个转向轮设置。液压传动单元和转向轮一对一设置，能够实现两个转向轮独立且同步的转向控制，而且传动机构的布置、拆装以及维修都较为方便。

更进一步的，转向传动机构还包括杆系传动单元，所述杆系传动单元包括转向梯形，转向梯形具有输入连接端和输出连接端，输入连接端与转向器的输出侧传动连接，输出连接端有两个且分别与两个液压传动单元的第一伸缩缸的一端铰接。通过转向梯形能够将转向器的一个转向输出信号转化为两个转向轮的同步转向信号，简化了传动机构的整体结构。

更进一步的，所述杆系传动单元还包括纵拉杆，转向梯形的输入连接端与转向器之间通过纵拉杆传动连接，结构简单。

更进一步的，作为转向梯形的一种优选方案，所述转向梯形包括两个梯形臂，两个梯形臂均具有与车体铰接的固定铰接结构以及与第一伸缩缸铰接的输出铰接结构，两个梯形臂中的一个与转向器传动连接，另一个连接有转向阻尼器，两个梯形臂之间铰接有横拉杆。

作为一种优化的方案，第一互通管路和第二互通管路均连接有补油装置，通过补油装置能够对互通管路内以及其所连通的两个伸缩缸的缸体内腔中进行补油，保证油量和油压，进而保证了第一、第二伸缩缸之间液压传动的准确性。

进一步的，作为补油装置的一种优选方案，所述补油装置包括补油罐、补油泵、补油管路以及控制器，控制器与补油泵连接，补油管路连接于两互通管路，补油管路上串接有止逆模块。

更进一步的，所述补油装置还包括用于检测两互通管路所连通的油路的液压的液压传感器，液压传感器与控制器连接，控制器根据液压传感器检测的油压信号判断是否需要补油，且在需要补油时控制补油泵工作。如此能够自动检测油压并进行补油，保证了转向传动质量，实现了自动补油。

作为另一种优化的方案，第一伸缩缸和第二伸缩缸的规格相同，这样第一、第二液压缸之间转向信号的传递控制起来更加方便。

此外，第一伸缩缸和第二伸缩缸的两个缸体内腔分别为有杆腔和无杆腔，第一互通管路连通两个伸缩缸的无杆腔，第二互通管路连通两个伸缩缸的有杆腔。这样能够使第一伸缩缸和第二伸缩缸的伸缩一致性更好，进而便于实现转向信号的准确传递。

附图说明

图1为本发明的包含液压传动单元的转向***的实施例一的结构示意图；

图2为本发明的包含液压传动单元的转向***的实施例一在向左侧转向时的示意图；

图3为本发明的包含液压传动单元的转向***的实施例一在向右侧转向时的示意图；

图4为本发明的包含液压传动单元的转向***的转向传动逻辑图。

图中：1、方向盘；10、管柱传动轴；11、转向器；12、转向助力装置；13、纵拉杆；2、转向梯形；3、转向阻尼器；4、第一伸缩缸；45、第一互通管路；5、第二伸缩缸；54、第二互通管路；60、补油罐；61、补油泵；62、控制器；63、补油管路；64、单向阀；65、液压传感器；7、转向节臂；8、转向主销；9、车轮。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明的包含液压传动单元的转向***的具体实施例一：

本实施例的包含液压传动单元的转向***如图1-4所示，包括依次传动连接的转向操纵机构、转向器11、转向传动结构以及转向节臂7，驾驶员控制转向操纵机构即方向盘1进行转向动作，转向操纵机构能够向转向器11输出转动信号，转向器11通过转向传动机构带动转向节臂7，进而使对应的转向主销8以及转向主销8支撑的车轮9转向。为了更加轻松的转向，转向器11配置有转向助力装置12，转向助力装置12可采用现有的液压助力，也可采用电助力，由于助力装置为现有成熟技术，且并非本发明的主要改进所在，本实施例中不再展开描述。

具体的，转向传动结构包括杆系传动单元以及液压传动单元。杆系传动单元包括纵拉杆13以及转向梯形2，纵拉杆13的一端铰接于转向器11的输出侧，即转向摇臂，另一端铰接与转向梯形2。转向梯形2包括两个相对设置的梯形臂，两个梯形臂均具有四个铰接点位。两个梯形臂的四个铰接点位中，一个为固定铰接结构，用于与车体铰接；一个为同步传动铰接结构，两个梯形臂的同步传动铰接结构之间连接有横拉杆，以实现两个梯形臂的同步转动；一个为输入铰接结构，构成输入连接端，两个梯形臂中有一个的输入铰接结构连接纵拉杆13，另一个的输入铰接结构连接有转向阻尼器3；最后一个为输出铰接结构，构成输出连接端，用于连接液压传动单元。

液压传动单元有两组，分别对应连接于转向梯形2的两个输出连接端和与两个输出连接端对应的转向轮之间。每组液压传动单元包括第一伸缩缸4及第二伸缩缸5，第一伸缩缸4为梯形端液压缸，第一伸缩缸4一端与转向梯形2的梯形臂的输出铰接结构铰接，另一端用于与车体铰接；第二伸缩缸5为轮边端液压缸，一端与转向节臂7铰接，另一端用于与车体铰接。

第一伸缩缸4的两个缸体内腔中的一个通过第一互通管路45与第二伸缩缸5的两个缸体内腔中的一个连通，第一伸缩缸4的两个缸体内腔中的另一个通过第二互通管路与第二伸缩缸5的两个缸体内腔中的另一个连通，以使两个伸缩缸内的油液互通。第一、第二互通管路均为软管结构。

具体如图1所示，第一伸缩缸4的缸体铰接于车体，活塞杆的端部铰接于梯形臂，其内腔分为有杆腔和无杆腔；第二伸缩缸5的缸体铰接于车体，活塞杆的端部铰接于转向节臂7铰接，其内腔分为有杆腔和无杆腔；第一互通管路45连通第一伸缩缸4和第二伸缩缸5的无杆腔，第二互通管路连通第一伸缩缸4和第二伸缩缸5的有杆腔。

本实施例的包含液压传动单元的转向***的转向过程结合图2-4所示。

在车辆需要左转时，如图2和4，驾驶员左转方向盘1，连接于方向盘1和转向器11的传动轴左旋，并带动转向器11的转向摇臂即转向器11垂臂向前摆动，纵拉杆13推动梯形臂左摆，梯形臂后端左摆，梯形端液压缸的活塞杆左移，相应的，在油压的作用下，轮边端液压缸的活塞杆左移，此时，处于左侧的梯形端液压缸的活塞杆缩回，处于左侧的轮边端液压缸的活塞杆伸出，处于右侧的梯形端液压缸的活塞杆伸出，处于右侧的轮边端液压缸的活塞杆缩回，如此在轮边端液压缸的作用下，两个转向轮绕转向节逆时针转动，车辆左转。

在车辆需要右转时，如图3和4，驾驶员右转方向盘1，连接于方向盘1和转向器11的传动轴右旋，并带动转向器11的转向摇臂即转向器11垂臂向后摆动，纵拉杆13推动梯形臂右摆，梯形臂后端右摆，梯形端液压缸的活塞杆右移，相应的，在油压的作用下，轮边端液压缸的活塞杆右移，此时，处于左侧的梯形端液压缸的活塞杆伸出，处于左侧的轮边端液压缸的活塞杆缩回，处于右侧的梯形端液压缸的活塞杆缩回，处于右侧的轮边端液压缸的活塞杆伸出，如此在轮边端液压缸的作用下，两个转向轮绕转向节顺时针转动，车辆右转。

通过以上的介绍可知，从转向梯形2到转向节臂7之间的转向传动主要依靠液压传动单元的第一、第二伸缩缸的液压传动实现，那么优选地，第一伸缩缸4和第二伸缩缸5采用相同规格，如此第一伸缩缸4的伸缩量能够等量同步的传递给第二伸缩缸5，便于控制计算，也保证了转向传动的精准度。

当然，在其他实施例中，同一液压传动单元的第一、第二伸缩缸5的规格也可以不同，此时需要满足，两个伸缩缸的无杆腔的内径比等于两个伸缩缸的有杆腔的内径比，即第一伸缩缸4的伸缩量与第二伸缩缸5的伸缩量呈确定的比例。

本实施例还包含一种更优的方案，即第一互通管路45和第二互通管路均连接有补油装置。补油装置包括补油罐60、补油泵61、补油管路63以及控制器62，控制器62与补油泵61连接，补油管路63连接于两互通管路，补油管路63上串接有单向阀64。通过补油泵61能够将补油罐60中的液压油单向打入互通管路内，进而补充至第一、第二伸缩缸5中，保证两伸缩缸内液压的稳定，进而提高转向***传动的准确度。补油装置还包括用于检测两互通管路所连通的油路内的液压的液压传感器65，液压传感器65优选地设置在第一伸缩缸4的与互通管路相接的接口位置，液压传感器65与控制器62连接，控制器62根据液压传感器65检测的油压信号判断是否需要补油，且在需要补油时控制补油泵61工作。

本实施例的包含液压传动单元的转向***包含有液压传动单元，且液压传动单元通过两个分离的伸缩缸以及连接两个分离的伸缩缸的互通管路实现了从转向梯形到转向节之间的转向传动，软管结构的互通管路使得两个伸缩缸在能够实现同步伸缩的同时，相对位置可变，如此即很好的满足了水陆两用车辆在水陆切换过程中需要车轮升降的驾驶需求，整个转向***的结构也较为简单。

本发明的包含液压传动单元的转向***并不仅限于上文介绍的实施例，基于本发明的设计构思，以下还提供了几种其他变形实施例。

例如在其他实施例中，与上文介绍的实施例不同的是，转向操纵机构为转向手柄或转向舵轮。

例如在其他实施例中，与上文介绍的实施例不同的是，转向操纵机构与转向器之间也可采用电控传递转向信号，即转动转向操动机构时，通过转角传感器检测转动角度，转角传感器将转角信号传递给控制器，控制器控制转向器等比输出转向动作。

例如在其他实施例中，与上文介绍的实施例不同的是，互通管路有部分为软管段，有部分为硬质金属管段。

例如在其他实施例中，与上文介绍的实施例不同的是，液压传动单元有一个，且带动一个转向轮转向，该转向轮通过转向连杆带动与其左右相对的另一转向轮转向。

再例如，在其他实施例中，与上文介绍的实施例不同的是，转向梯形的结构形式也可以采用由连杆构成的阿克曼转向梯形，现有技术有多种不同形式的转向梯形结构可应用于本发明的方案中。

或者，在其他实施例中，与上文介绍的实施例不同的是，液压传动单元的两个伸缩缸也可以为具有两个有杆腔的液压缸，伸出液压缸两端的伸缩杆的一端分别用于与对应结构铰接。

本发明的主要构思即通过液压传动单元包含的两个分离的液压缸之间的液压传动在实现转向传动的同时，通过互通管路满足车轮的升降需求，至于液压传动单元的两个液压缸与车体的铰接位置，以及两个液压上的伸缩状态均可根据不同情况发生改变，仅需满足能够实现两个转向轮同向同步转向即可。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种包含液压传动单元的转向***，包括：

转向操纵机构、转向器（11）、转向传动结构及转向节臂（7）；

转向传动机构连接于转向器（11）和转向节臂（7），以实现两者之间转向信号的传递；

其特征是，

转向传动机构包括液压传动单元，液压传动单元包括第一伸缩缸（4）及第二伸缩缸（5）；

第一伸缩缸（4）一端与转向器（11）的输出侧传动连接，另一端用于与车体铰接，第二伸缩缸（5）一端与转向节臂（7）铰接，另一端用于与车体铰接；

第一伸缩缸（4）的两个缸体内腔中的一个通过第一互通管路（45）与第二伸缩缸（5）的两个缸体内腔中的一个连通，第一伸缩缸（4）的两个缸体内腔中的另一个通过第二互通管路（54）与第二伸缩缸（5）的两个缸体内腔中的另一个连通，以使两个伸缩缸内的油液互通；

第一互通管路（45）和第二互通管路（54）均包含软管段；

在第一伸缩缸（4）伸缩时，通过液压作用带动第二伸缩缸（5）伸缩。

2.根据权利要求1所述的包含液压传动单元的转向***，其特征是，液压传动单元的数量为两个，两个液压传动单元分别一一对应于水陆两用车辆的两个转向轮设置。

3.根据权利要求2所述的包含液压传动单元的转向***，其特征是，转向传动机构还包括杆系传动单元，所述杆系传动单元包括转向梯形（2），转向梯形（2）具有输入连接端和输出连接端，输入连接端与转向器（11）的输出侧传动连接，输出连接端有两个且分别与两个液压传动单元的第一伸缩缸（4）的一端铰接。

4.根据权利要求3所述的包含液压传动单元的转向***，其特征是，所述杆系传动单元还包括纵拉杆（13），转向梯形（2）的输入连接端与转向器（11）之间通过纵拉杆（13）传动连接。

5.根据权利要求3或4所述的包含液压传动单元的转向***，其特征是，所述转向梯形（2）包括两个梯形臂，两个梯形臂均具有与车体铰接的固定铰接结构以及与第一伸缩缸（4）铰接的输出铰接结构，两个梯形臂中的一个与转向器（11）传动连接，另一个连接有转向阻尼器（3），两个梯形臂之间铰接有横拉杆。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的包含液压传动单元的转向***，其特征是，第一互通管路（45）和第二互通管路（54）均连接有补油装置。

7.根据权利要求6所述的包含液压传动单元的转向***，其特征是，所述补油装置包括补油罐（60）、补油泵（61）、补油管路（63）以及控制器（62），控制器（62）与补油泵（61）连接，补油管路（63）连接于两互通管路，补油管路（63）上串接有止逆模块。

8.根据权利要求7所述的包含液压传动单元的转向***，其特征是，所述补油装置还包括用于检测两互通管路所连通的油路的液压的液压传感器（65），液压传感器（65）与控制器（62）连接，控制器（62）根据液压传感器（65）检测的油压信号判断是否需要补油，且在需要补油时控制补油泵（61）工作。

9.根据权利要求1-4任意一项所述的包含液压传动单元的转向***，其特征是，第一伸缩缸（4）和第二伸缩缸（5）的规格相同。

10.根据权利要求1-4任意一项所述的包含液压传动单元的转向***，其特征是，第一伸缩缸（4）和第二伸缩缸（5）的两个缸体内腔分别为有杆腔和无杆腔，第一互通管路（45）连通两个伸缩缸的无杆腔，第二互通管路（54）连通两个伸缩缸的有杆腔。

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