转向控制系统及作业机械

文档序号:371722 发布日期:2021-12-10 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 转向控制系统及作业机械 (Steering control system and working machine ) 是由 付李 沈川 孔德飞 于 2021-09-27 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种转向控制系统及作业机械,包括后桥转向传动杆系、伸缩装置、转向信息获取单元和驱动装置。伸缩装置设有与后桥转向传动杆系铰接的伸缩杆,驱动装置用于根据后桥转向信息控制伸缩杆是否作伸缩运动。如此设置,当各后桥转向时,驱动装置根据当前转向信息控制伸缩杆作相应的伸缩运动,带动后桥转向传动杆系运动。当各后桥不能转向时,驱动装置则控制伸缩杆不能进行伸缩,将后桥转向传动杆系锁止。这样各后桥的转向通过机械杆系传动连接和实现,而且通过控制伸缩杆的运动能够满足行驶时的多种转向模式,结构简单,大大减少了零部件的使用,降低生产成本,有效提升了各后桥转向时转角关系的可靠性和准确性。(The invention provides a steering control system and an operating machine. The telescopic device is provided with a telescopic rod hinged with the rear axle steering transmission rod system, and the driving device is used for controlling whether the telescopic rod makes telescopic motion according to the rear axle steering information. According to the arrangement, when each rear axle steers, the driving device controls the telescopic rod to do corresponding telescopic motion according to the current steering information so as to drive the rear axle steering transmission rod system to move. When each rear axle can not turn to, the driving device controls the telescopic rod to be incapable of stretching, and the rear axle steering transmission rod system is locked. The steering of each rear axle is realized through the transmission connection of the mechanical lever system, and the multiple steering modes during driving can be met by controlling the motion of the telescopic rod, so that the structure is simple, the use of parts is greatly reduced, the production cost is reduced, and the reliability and the accuracy of the corner relation during steering of each rear axle are effectively improved.)

转向控制系统及作业机械

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域,尤其涉及一种转向控制系统及作业机械。

背景技术

全地面起重机是一种流动式起重机,是兼有汽车起重机和越野起重机特点的高性能产品。它既能像汽车起重机一样快速转移、长距离行驶,又可满足在狭小和崎岖不平或泥泞场地上作业的要求,即行驶速度快,离地间隙大,爬坡能力高等,是一款极有发展前景的产品。

目前,起重机普遍采用前桥杆系转向,各个后桥则是通过角度传感器和转向油缸来辅助进行转向的。但是每个后桥上均设置了角度传感器,并且每个后桥还需要安装转向油缸才能驱动各个后桥转向,这样结构复杂,生产成本较高,而且角度传感器的转向精度和可靠性也并不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转向控制系统及作业机械,用以解决现有技术中所存在的问题。

本发明提供一种转向控制系统,包括:

后桥转向传动杆系,用于与至少两个后桥相铰接并能够带动各后桥转向;

伸缩装置,一端用于与车体相铰接、另一端与所述后桥转向传动杆系相铰接,所述伸缩装置设置有与所述后桥转向传动杆系相铰接的伸缩杆;

转向信息获取单元,用于获取后桥转向信息;

驱动装置,与所述转向信息获取单元通信连接,所述驱动装置用于根据所述后桥转向信息控制所述伸缩杆是否作伸缩运动。

根据本发明提供的转向控制系统,所述转向信息获取单元包括:

第一角度传感器,用于获取前桥转向信息;

第二角度传感器,分别与所述第一角度传感器和所述驱动装置通信连接,所述第二角度传感器用于根据所述前桥转向信息确定所述后桥转向信息。

根据本发明提供的转向控制系统,所述伸缩装置设置为伸缩液压缸,所述伸缩液压缸包括缸体和活塞杆,所述缸体与所述车体相铰接,所述活塞杆与所述后桥转向传动杆系相铰接,所述活塞杆能够在所述缸体中作伸缩运动,以形成所述伸缩杆。

根据本发明提供的转向控制系统,所述驱动装置包括:

液压锁,分别与所述伸缩液压缸的有杆腔和无杆腔相连接;

换向阀,分别与主油路和所述液压锁相连接,所述换向阀用于控制所述液压锁的供油流量以及切换所述液压锁的进油油路和回油油路。

根据本发明提供的转向控制系统,所述转向控制系统包括全轮转向模式、高速行驶模式和蟹行模式中的至少一种转向模式,

其中,在所述全轮转向模式下,后桥转向与前桥转向相反,且所述驱动装置控制所述伸缩杆作伸缩运动,以使所述伸缩杆通过所述后桥转向传动杆系带动各后桥转向;

在所述高速行驶模式下,各后桥不能转向,且所述驱动装置控制所述伸缩杆不能进行伸缩,以使所述后桥转向传动杆系不能运动;

在所述蟹行模式下,后桥转向与前桥转向相同,且所述驱动装置控制所述伸缩杆作伸缩运动,以使所述伸缩杆通过所述后桥转向传动杆系带动各后桥转向。

根据本发明提供的转向控制系统,还包括用于将所述后桥转向传动杆系锁止与解锁的锁止机构,

其中,在所述高速行驶模式下,所述锁止机构将所述后桥转向传动杆系锁止,以使各后桥不能转向;在所述全轮转向模式和所述蟹行模式下,所述锁止机构将所述后桥转向传动杆系解锁,以使各后桥能够转向。

根据本发明提供的转向控制系统,所述锁止机构包括:

锁止孔,设置于所述后桥转向传动杆系;

锁止部,与所述锁止孔相配合,所述锁止部能够伸入或退出所述锁止孔;

驱动部,用于驱动所述锁止部伸入或退出所述锁止孔;

其中,在所述驱动部驱动所述锁止部伸入所述锁止孔的情况下,所述后桥转向传动杆系处于锁止状态;在所述驱动部驱动所述锁止部退出所述锁止孔的情况下,所述后桥转向传动杆系处于解锁状态。

根据本发明提供的转向控制系统,所述锁止部为销轴,所述驱动部为液压缸,所述液压缸的活塞杆与所述销轴相连接。

根据本发明提供的转向控制系统,还包括前桥转向传动杆系,所述前桥转向传动杆系用于与前桥相铰接并能够带动前桥转向。

本发明还提供一种作业机械,包括车体和设置在所述车体上的转向控制系统,所述转向控制系统为如上述任一项所述的转向控制系统。

本发明提供的转向控制系统,包括后桥转向传动杆系,用于与至少两个后桥相铰接并能够带动各后桥转向;伸缩装置,一端用于与车体相铰接、另一端与后桥转向传动杆系相铰接,伸缩装置设置有与后桥转向传动杆系相铰接的伸缩杆;转向信息获取单元,用于获取后桥转向信息;驱动装置,与转向信息获取单元通信连接,驱动装置用于根据后桥转向信息控制伸缩杆是否作伸缩运动。如此设置,当各后桥转向时,驱动装置根据当前转向信息控制伸缩杆作相应的伸缩运动,带动后桥转向传动杆系运动。当各后桥不能转向时,驱动装置则控制伸缩杆不能进行伸缩,将后桥转向传动杆系锁止。这样各后桥的转向通过机械杆系传动连接和实现,而且通过控制伸缩杆的运动能够满足行驶时的多种转向模式,结构简单,大大减少了零部件的使用,降低生产成本,有效提升了后桥转向时转角关系的可靠性和准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的转向控制系统的主视图;

图2是图1中A处局部示意图;

图3是本发明提供的各车桥的俯视图;

附图标记:

1:后桥转向传动杆系; 2:前桥转向传动杆系;3:活塞杆;

4:第一角度传感器; 5:第二角度传感器; 6:伸缩液压缸;

7:液压锁; 8:换向阀; 9:主油路;

10:转向器; 11:转向助力缸;

101:第一摇臂; 102:后一桥拉杆; 103:第一拉杆;

104:第二摇臂; 105:后二桥拉杆;

201:第二拉杆; 202:第三摇臂; 203:前一桥拉杆;

204:第三拉杆; 205:第四摇臂; 206:前二桥拉杆。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

下面结合图1至图3描述本发明的转向控制系统。

如图1所示,本发明实施例提供了一种转向控制系统,包括后桥转向传动杆系1,伸缩装置,转向信息获取单元,以及驱动装置。具体来说,后桥转向传动杆系1用于与至少两个后桥相铰接,并能够带动各后桥转向,从而实现各后轮转向。需要说明的是,本发明提供的技术方案不仅限于如图1所示的两个后桥,而是指车辆后面具有相同转向关系的所有后桥,其包括至少两个后桥。车体上设置有固定轴,伸缩装置的左端与固定轴相铰接、右端与后桥转向传动杆系1相铰接,具体地,伸缩装置设置有与后桥转向传动杆系1相铰接的伸缩杆。转向信息获取单元用于获取后桥转向信息,以便根据当前转向需求控制各后轮准确转向。驱动装置与转向信息获取单元通信连接,并根据后桥转向信息控制伸缩杆是否作伸缩运动,从而使后轮满足转向模式需求。需要说明的是,以如图1所示的转向控制系统的摆放位置来说,图中上下方向即为所指左右方位,图中下部为左端,图中上部为右端。

例如,以两个后桥为例进行说明,各杆系铰接位置如图1所示,后桥转向传动杆系1包括第一摇臂101、后一桥拉杆102、第一拉杆103、第二摇臂104和后二桥拉杆105,其中第一摇臂101和第二摇臂104的中部铰接在车体上,伸缩杆的右端与第一摇臂101的上端相铰接。需要说明的是,所有杆系的布置均满足转向模式的转角关系需求。若驱动装置控制伸缩杆向右运动,则第一摇臂101上端向右运动,第一摇臂101下端向左运动,第二摇臂104上端向右运动,第二摇臂104下端向左运动,从而驱动各后桥左转,实现后轮左转。若驱动装置控制伸缩杆向左运动,则第一摇臂101上端向左运动,第一摇臂101下端向右运动,第二摇臂104上端向左运动,第二摇臂104下端向右运动,从而驱动各后桥右转,实现后轮右转。若驱动装置控制伸缩杆不能进行伸缩,则将后桥转向传动杆系1锁止,从而使得后轮不能转向。需要说明的是,以如图1所示的转向控制系统的摆放位置来说,图中左右方向即为所指上下方位,图中左侧为上端,图右侧为下端。

如此设置,当各后桥需要转向时,驱动装置根据当前转向信息控制伸缩杆作相应的伸缩运动,将后桥转向传动杆系1解锁,来驱动后桥转向传动杆系1运动。当各后桥不能转向时,驱动装置则控制伸缩杆不能进行伸缩,将后桥转向传动杆系1锁止,使得后桥转向传动杆系1不能运动。这样各后桥的转向通过机械杆系传动连接和实现,而且通过控制伸缩杆的运动能够满足行驶时的多种转向模式,结构简单,不必在每个后桥都安装角度传感器和转向油缸来驱动相应的后桥转向,大大减少了零部件的使用,降低生产成本,有效提升了各后桥转向时转角关系的可靠性和准确性。

本发明实施例中,转向信息获取单元包括第一角度传感器4和第二角度传感器5。其中,第一角度传感器4用于获取前桥转向信息,包括前桥的转动方向和转动角度等。第二角度传感器5分别与第一角度传感器4和驱动装置通信连接,第二角度传感器5用于根据前桥转向信息确定后桥转向信息,包括后桥的转动方向和转动角度等。一般地,车辆设置有转向控制模块,以供驾驶员选择转向模式,当选定转向模式后,转向器10接收到转向指令就会驱动各前桥和后桥转向。此时,第一角度传感器4获取前桥的实时转向信息,第二角度传感器5则通过读取第一角度传感器4的前桥实时转向信息来确认相应的后桥转向信息,使得后桥转向与前桥转向相匹配,以保证后桥与前桥的实时转向关系,从而实现所选转向模式。

需要说明的是,转向控制系统还包括前桥转向传动杆系2,前桥转向传动杆系2用于与前桥相铰接并能够带动前桥转向,从而通过机械杆系实现各前轮转向。其中,前桥是指车辆前面具有相同转向关系的所有前桥,其包括至少一个前桥。例如,以两个前桥为例进行说明,各杆系铰接位置如图1所示,前桥转向传动杆系2包括第二拉杆201、第三摇臂202、前一桥拉杆203、第三拉杆204、第四摇臂205和前二桥拉杆206,其中转向器10的转向垂臂的输出端与第二拉杆201的左端相铰接,第三摇臂202和第四摇臂205的中部铰接在车体上。需要说明的是,所有杆系的布置均满足转向模式的转角关系需求。若转向器10的转向垂臂带动第二拉杆201向左摆动,则第三摇臂202下端向左摆动,第三摇臂202上端向右摆动,第四摇臂205上端向右摆动,第四摇臂205下端向左摆动,使得前桥左转,实现前轮左转。若转向器10的转向垂臂带动第二拉杆201向右摆动,则第三摇臂202下端向右摆动,第三摇臂202上端向左摆动,第四摇臂205上端向左摆动,第四摇臂205下端向右摆动,使得前桥右转,实现前轮右转。如此设置,通过机械杆系传动和实现各个前桥转向,保证各前桥转向的可靠性。这样如图3所示,可分别在前一桥和后一桥上安装一个第一角度传感器4和一个第二角度传感器5即可,大大减少成本投入,实现了前后桥转向匹配。

本发明实施例中,伸缩装置设置为伸缩液压缸6,伸缩液压缸6包括缸体和活塞杆3。缸体的左端与车体上的固定轴相铰接,活塞杆3的右端与后桥转向传动杆系1中第一摇臂101的上端相铰接。活塞杆3即伸缩杆,能够在缸体中作伸缩运动,从而实现各种转向模式的切换。具体地,若为实现后桥左转,则活塞杆3向右伸出,以带动第一摇臂101下端向左运动,从而可驱动后桥左转。若为实现后桥右转,则活塞杆3向左缩回,以带动第一摇臂101下端向右运动,从而可驱动后桥右转。若为实现后桥不转向,则活塞杆3不能伸缩,以使第一摇臂101不能转动,从而使后轮不能转向。

进一步地,驱动装置包括液压锁7和换向阀8。其中,液压锁7和换向阀8为现有成熟产品,故在此不再赘述。具体来说,液压锁7分别与伸缩液压缸6的有杆腔和无杆腔相连接,可向伸缩液压缸6的有杆腔或无杆腔供油,以使活塞杆3能够作伸缩运动。如图2所示,当液压锁7的进油油路与伸缩液压缸6的无杆腔相连通,回油油路与伸缩液压缸6的有杆腔相连通,即液压油从V1口进入伸缩液压缸6的无杆腔,有杆腔的液压油从V2口进行回油,则活塞杆3向右伸出,对应于后桥左转状态。当液压锁7的进油油路与伸缩液压缸6的有杆腔相连通,回油油路与伸缩液压缸6的无杆腔相连通,即液压油从V2口进入伸缩液压缸6的有杆腔,无杆腔的液压油从V1口进行回油,则活塞杆3向左缩回,对应于后桥右转状态。若不向液压锁7供油,则活塞杆3不能伸缩。

换向阀8分别与主油路9和液压锁7相连接,用于控制液压锁7的供油流量以及切换液压锁7的进油油路和回油油路。例如换向阀8可选择三位四通电磁换向阀,其进油口和回油口分别与主油路9连接,第一工作油口和第二工作油口分别与液压锁7的C1口和C2口连接,从而可方便地控制液压锁7的油路切换。

如此设置,通过液压锁7为伸缩液压缸6的有杆腔和无杆腔提供高低压油,并通过换向阀8切换液压锁7的油路,从而控制活塞杆3的运动,以满足多种转向模式需求。

本发明实施例中,转向控制系统包括全轮转向模式、高速行驶模式和蟹行模式。具体地,图1中所示的所有杆系的布置均满足转向模式的转角关系需求,这时,伸缩液压缸6行驶中位状态。若切换到全轮转向模式,后桥转向与前桥转向相反,第一角度传感器4和第二角度传感器5的转角关系匹配如下:当前桥左转时,后桥需要右转,此时换向阀8切换油路给液压锁7供油,使得伸缩液压缸6的活塞杆3向左缩回,实现各后桥右转。为保证转向后桥与转向前桥的实时转角关系,第二角度传感器5通过读取第一角度传感器4的实时左转角度对伸缩液压缸6回缩行程进行控制。此外,可以根据实际设计需求,考虑是否在车桥上安装转向助力缸11。当前桥右转时,后桥需要左转,此时换向阀8切换油路给液压锁7供油,使得伸缩液压缸6的活塞杆3向右伸出,实现各后桥左转。第二角度传感器5通过读取第一角度传感器4的实时右转角度对伸缩液压缸6伸长行程进行控制,来保证前后轮的转角关系。此外,也可以根据实际设计需求,考虑是否在车桥上安装转向助力缸11。从而通过驱动装置控制伸缩杆作伸缩运动,以使伸缩杆通过后桥转向传动杆系1带动各后桥转向,实现全轮转向模式。

若切换到高速行驶模式,此时通过换向阀8的油路切换,停止给液压锁7供油,伸缩液压缸6的活塞杆3不能伸缩,成为刚性体。这样会使得第一摇臂101不能转动,处于锁止状态,确保各后桥不能转向。此时,第二角度传感器5无需读取第一角度传感器4的实时转角。从而通过驱动装置控制伸缩杆不能进行伸缩,以使后桥转向传动杆系1不能运动,将后桥转向传动杆系1进行锁止,实现高速行驶模式,保证后轮不甩尾,保障行车安全。

若切换到蟹行模式,后桥转向与前桥转向相同,第一角度传感器4和第二角度传感器5的转角关系匹配如下:当前桥左转时,后桥需要左转,此时换向阀8切换油路给液压锁7供油,使得伸缩液压缸6的活塞杆3向右伸出,实现各后桥左转。第二角度传感器5通过读取第一角度传感器4的实时左转角度对伸缩液压缸6伸长行程进行控制,来保证前后轮的转角关系。此外,可以根据实际设计需求,考虑是否在车桥上安装转向助力缸11。当前桥右转时,后桥需要右转,此时换向阀8切换油路给液压锁7供油,使得伸缩液压缸6的活塞杆3向左缩回,实现各后桥右转。第二角度传感器5通过读取第一角度传感器4的实时右转角度对伸缩液压缸6缩回行程进行控制,来保证前后轮的转角关系。此外,也可以根据实际设计需求,考虑是否在车桥上安装转向助力缸11。从而通过驱动装置控制伸缩杆作伸缩运动,以使伸缩杆通过后桥转向传动杆系1带动后桥转向,实现蟹行模式。

如此设置,通过前后桥相互转向指令关系来控制伸缩装置驱动后桥转向传动杆系1的运动,从而实现多种转向模式,满足车辆在不同路况下的行驶需求,操作方便可靠。

在另一个实施例中,与上述各实施例的区别在于,转向控制系统还包括用于将后桥转向传动杆系1锁止与解锁的锁止机构。具体地,当处于高速行驶模式下,锁止机构将后桥转向传动杆系1锁止,以使各后桥不能转向。当处于全轮转向模式和蟹行模式下,锁止机构将后桥转向传动杆系1解锁,以使各后桥能够转向。如此设置,通过锁止机构也可将后桥转向传动杆系1锁止与解锁,能够进一步确保高速行驶时后轮不能转向,从而可保证在高速行驶时车辆不会发生甩尾现象,保障车辆行驶安全性。

具体来说,锁止机构包括锁止孔、锁止部和驱动部。其中,锁止孔设置于后桥转向传动杆系1,锁止部与锁止孔相配合并能够伸入或退出锁止孔,驱动部用于驱动锁止部伸入或退出锁止孔。例如,如图2所示,在第一摇臂101上设置锁止孔,锁止部沿垂直纸面的方向运动,伸入或退出锁止孔。具体地,锁止部为销轴,驱动部为液压缸,液压缸的活塞杆与销轴相连接。

当液压缸的活塞杆带动销轴插入锁止孔时,第一摇臂101不能转动,此时后桥转向传动杆系1处于锁止状态,各后桥不能转向。当液压缸的活塞杆带动销轴退出锁止孔时,第一摇臂101能够转动,此时后桥转向传动杆系1处于解锁状态,各后桥能够转向。如此设置,通过锁止孔和锁止部相配合的方式也能够实现对后桥转向传动杆系1进行锁止和解锁,从而可保障高速行驶时车辆不甩尾。

综合上述各实施例,本发明提供了一种转向控制系统,包括后桥转向传动杆系1、前桥转向传动杆系2、第一角度传感器4、第二角度传感器5、伸缩液压缸6、液压锁7和换向阀8等。各后桥转向通过后桥机械杆系传动连接和实现,各前桥转向通过前桥机械杆系传动连接和实现,这样通过机械杆系可以保证各桥转向时转角关系的可靠性。同时,仅在前一桥安装第一角度传感器4,在后一桥安装第二角度传感器5,通过第一角度传感器4和第二角度传感器5的相互指令关系,来控制转向前一桥和转向后一桥的转向关系,进而通过机械杆系传递到各转向桥。并通过液压锁7和换向阀8来控制伸缩液压缸6的活塞杆3的动作,可实现全轮转向模式、高速行驶模式和蟹行模式等多种转向模式。相比于现有技术,其结构和工作原理相对简单,所涉及的工作部件少,大大降低成本投入。

下面对本发明提供的作业机械进行描述,下文描述的作业机械与上文描述的转向控制系统可相互对应参照。

本发明实施例还提供了一种作业机械,具体地,作业机械例如为起重机等。作业机械包括车体和设置在车体上的转向控制系统,该转向控制系统为上述各实施例中的转向控制系统。如此设置,各后桥的转向通过机械杆系传动连接和实现,而且通过控制伸缩杆的运动能够满足行驶时的多种转向模式,结构简单,大大减少了零部件的使用,降低生产成本,有效提升了各后桥转向时转角关系的可靠性和准确性。该有益效果的推导过程和上述转向控制系统的有益效果的推导过程大致类似,故在此不再赘述。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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