CN102455177B - 轮式起重机及其车轮转角测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种车轮转角测量装置，包括置于车轴上的角度传感器、第一摆杆、第二摆杆和拉杆；其中，第一摆杆与角度传感器的检测轴固定连接；第二摆杆与车轮的轮毂固定连接；拉杆的两端分别与第一摆杆和第二摆杆铰接于第一铰点和第二铰点。当车轮转动时，固设于车轮上的第二摆杆推动拉杆动作，拉杆进而又推动第一摆杆，带动传感器的检测轴转动，从而将车轮的转向角度转换为检测轴的旋转角度。角度传感器可将角度信号转换为电信号输出，为实时监测车轮转向提供了可靠的保证，可通过有效利用实时角度信号控制、修正车轮的转向角度，进而有效避免了轮胎的异常磨损。在此基础上，本发明还提供一种具有该车轮转角测量装置的轮式起重机。

Description

轮式起重机及其车轮转角测量装置

技术领域

本发明涉及一种轮式底盘技术领域，具体涉及一种轮式起重机及车轮转角测量装置。

背景技术

现有自行式工程机械分为履带式底盘和轮式底盘两种形式。其中，轮式底盘以其转场灵活、方便的特点在诸多类型的工程机械上得以广泛的应用。

车辆道路行驶时，为了能使车辆按照驾驶员的意图直线行驶或转向，经常需要转动方向盘来调整车辆行驶方向，即车轮的转向角度。

请参见图1，该图示出了理论状态下多轴车辆的转向过程的示意图。车辆转向时，各轮的转角有一定的转角关系，理论上各轮必须绕着同一个转向中心转动；也就是说，其各轴上的轮胎转向角度均不同，只有各轮绕着同一个转向中心转动，才能够保证在转向过程中每个轮胎只做纯滚动运动。

然而，在实际操作过程中，由于机械结构的误差、路况等各种因素的影响，车辆转向时，各轮不能绕着同一个理论转向中心转动，往往会出现某个或某几个轮胎的转向中心偏离理论的转向中心；那么，在转向过程中，偏离理论中心的轮胎在滚动的同时还会滑动，造成了轮胎的异常磨损。现有技术无法实现对车轮当前转向角度的实时检测，进而无法判断车轮是否已经按照既定的转向角度值进行转向。显然，长期以往不仅增加了车辆的使用成本，同时对安全行驶也会造成不利影响。

有鉴于此，亟待研制开发出一种用于实时检测车轮转向角度的测量装置，以避免现有技术存在的上述缺陷。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种车轮转角测量装置，以实时检测车轮转向角度，从而为实时监测车轮转向提供了可靠的保证，可有效避免轮胎的异常磨损。在此基础上，本发明还提供一种具有该车轮转角测量装置的轮式起重机。

本发明提供的车轮转角测量装置，包括置于车轴上的角度传感器、第一摆杆、第二摆杆和拉杆；其中，所述第一摆杆与所述角度传感器的检测轴固定连接；所述第二摆杆与车轮的轮毂固定连接；所述拉杆的两端分别与所述第一摆杆和所述第二摆杆铰接于第一铰点和第二铰点。

优选地，所述检测轴的转动中心、车轴与轮毂之间的铰点与第一铰点和第二铰点形成平行四边形。

优选地，所述第一摆杆、所述第二摆杆和所述拉杆均水平设置。

优选地，所述拉杆具体包括中部直杆和两个端部铰接头；其中，所述中部直杆的两端分别设有旋向相反的外螺纹；所述两个端部铰接头分别与所述中部直杆两端的外螺纹配合，以调节两个端部铰接头之间的距离。

优选地，所述两个端部铰接头内侧的中部直杆上分别设置有旋紧螺母。

优选地，所述第一摆杆设置有沿其长度方向依次设置的若干第一铰接孔，所述中部直杆一端的铰接头与若干第一铰接孔之一铰接。

优选地，所述第二摆杆设置有沿其长度方向依次设置的若干第二铰接孔，所述中部直杆另一端的铰接头与若干第二铰接孔之一铰接。

优选地，所述第一铰接孔和第二铰接孔均为螺纹孔，所述两个端部铰接头分别通过螺纹固定于相应螺纹孔内的球状体铰接。

本发明提供的轮式起重机，包括多轴车轮和如前所述的车轮转角测量装置。

本发明提供的车轮转角测量装置设置在车轮与车轴之间，角度传感器设置在置于车轴上，并通过依次铰接的第一摆杆、拉杆和第二摆杆将车轮的转向角度传送至角度传感器，以实现对车轮转角的测量。具体来说，第一摆杆与角度传感器的检测轴固定连接；第二摆杆与车轮的轮毂固定连接；拉杆的两端分别与第一摆杆和第二摆杆铰接于第一铰点和第二铰点。在车辆道路行驶过程中，当车轮转动时，固设于车轮上的第二摆杆推动拉杆动作，拉杆进而又推动第一摆杆，带动传感器的检测轴转动，从而将车轮的转向角度转换为检测轴的旋转角度。这样，角度传感器可将角度信号转换为电信号输出，为实时监测车轮转向提供了可靠的保证，可通过有效利用实时角度信号控制、修正车轮的转向角度，进而有效避免了轮胎的异常磨损。

在本发明的优选方案中，该拉杆的长度可调节，具体包括中部直杆和两个端部铰接头；其中部直杆的两端分别设有旋向相反的外螺纹，以分别与两个端部铰接头螺纹配合。如此设计，可通过转动该中部直杆调节两个端部铰接头之间的距离，即调节第一铰点与第二铰点之间的距离。此外，在本发明的中另一优选方案中，第一摆杆和第二摆杆上均沿其自身长度依次设置若干铰接孔，这样，两个端部铰接头可选择地与若干铰接孔之一铰接，相当于调节第一铰点和检测轴的转动中心之间以及第二铰点和车轴与轮毂铰接点之间的距离，从而克服产品加工、装配过程中制造误差，可使得检测轴的转动中心、车轴与轮毂之间的铰点与第一铰点和第二铰点始终形成平行四边形，以确保角度传递精度。具有较好的适应性。

本发明提供的车轮转角测量装置适用于任何一种多轴轮式工程机械，特别适用于多轴轮式起重机。

附图说明

图1是理论状态下多轴车辆的转向过程的示意图；

图2是具体实施方式中所述车轮转角测量装置的装配关系示意图；

图3是图2中所示拉杆的分解示意图；

图4是具体实施方式中所述多轴轮式起重机的整体结构示意图。

图2和图4中：

车轴10、车轮转角测量装置20、角度传感器21、第一摆杆22、第一铰接孔221、第二摆杆23、拉杆24、中部直杆241、端部铰接头242、旋紧螺母243、球状体244、车轮30、轮毂31。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种车轮转角测量装置，以实时检测车轮转向角度，从而为实时监测车轮转向提供了可靠的保证，可有效避免轮胎的异常磨损。

下面结合说明书附图具体说明本实施方式。

请参见图2，该图示出本实施方式所述车轮转角测量装置的装配关系示意图。

车轮转角测量装置20设置在车轴10与车轮30之间。如图2所示，该车轮转角测量装置20主要由角度传感器21、第一摆杆22、第二摆杆23和拉杆24构成。

其中，角度传感器21置于车轴10上，以将角度信号转换为电信号输出。工作过程中，角度传感器21的检测轴(图中未示出)每转过1/16圈，角度传感器就会计数一次；往一个方向转动时，计数增加，转动方向改变时，计数减少。

其中，第一摆杆22与角度传感器21的检测轴固定连接，以带动该检测轴转动；第二摆杆23与车轮30的轮毂31固定连接，以在车轮20进行转向时一并转动；拉杆24的两端分别与第一摆杆22和第二摆杆23铰接于第一铰点A和第二铰点B，从而在第二摆杆23的作用下推动第一摆杆22摆动。

工作过程中，当车轮30转动时，固设于车轮轮毂31上的第二摆杆23推动拉杆24动作，拉杆24进而又推动第一摆杆22，带动传感器21的检测轴转动，从而将车轮30的转向角度转换为检测轴的旋转角度。这样，角度传感器21可将角度信号转换为电信号输出，为实时监测车轮转向提供了可靠的保证，可通过有效利用实时角度信号控制、修正车轮的转向角度，进而有效避免了轮胎的异常磨损。

应当理解，前述角度传感器21测量并输出的信号可作为显示设备的输入信号进行转角显示，以供操作者实时监测；此信号可以同时以图像和数值的形式进行显示，方便、直观。或者，前述角度传感器21测量并输出的信号还可以作为输入信号提供给车辆转向控制器，角度传感器21将此角度信号转换为电信号输入到转向控制器，转向控制器通过分析、计算，以及与预先设置的理论值进行比较，将实际值与理论值的偏差以电信号的形式输出控制、修正车轮30转向角度，从而使每个车轮30的实际转向角度达到理论值。

作为优选方案，检测轴的转动中心C、车轴10与轮毂31之间的铰点D与第一铰点A和第二铰点B形成平行四边形。此状态下，可直接、准确、真实、实时地将车轮30的转动角度传递至角度传感器21，确保所采集的信号精准可靠。当然，根据实际装配空间的实际情况，前述四个特征点不局限于形成平行四边形，设计时仅需根据实际比例关系设定系数即可。

本方案中，第一摆杆22、第二摆杆23和拉杆24均可水平设置，以进一步提高车轮30转动角度传递的精度。需要说明的是，第一摆杆22、第二摆杆23和拉杆24与水平面之间的夹角越小，传递精度越高。

众所周知，对于轮式底盘而言，各零部件在加工过程中不可避免地存在加工、装配等制造误差；为克服制造误差影响检测轴的转动中心C、车轴10与轮毂31之间的铰点D与第一铰点A和第二铰点B之间的理论位置关系(平行四边形)。本方案中各部件均具有自调节功能，请一并参见图3，该图是图2中所示拉杆的分解示意图。

结合图2和图3所示，拉杆24的长度可以调节，具体包括中部直杆241和两个端部铰接头242；其中部直杆241的两端分别设有旋向相反的外螺纹，两个端部铰接头242分别设置有旋向相反的内螺纹，以分别与该中部直杆241两端的外螺纹配合。当第一铰点A和第二铰点B之间的距离过大或者过小时，操作者可转动该中部直杆241，其两端部螺纹段可同步旋入或者旋出两个端部铰接头242，从而调节两个端部铰接头242之间的距离，即调节第一铰点A与第二铰点B之间的距离。

进一步地，如图所示，两个端部铰接头242内侧的中部直杆241上分别设置有旋紧螺母243。装配调试过程中，当中部直杆241与两个端部铰接头242的旋入深度确定后，分别将旋紧螺母243旋向相应的两个端部铰接头242，直至旋紧螺母243与端部铰接头242相抵。当需要重新调整拉杆24的长度时，首先需要松开两个旋紧螺母243，再转动中部直杆241至调定位置，最后再次将旋紧螺母243旋紧与相应的端部铰接头242相抵。显然，如此设计在提高适应的同时，进一步增强了可靠性。

如图1所示，第一摆杆22上设置有沿其长度方向依次设置的若干第一铰接孔221，中部直杆241一端的端部铰接头242与若干第一铰接孔221之一铰接。也就是说，中部直杆241可选择的其与第一摆杆22之间的铰接位置，相当于调节第一铰点A和检测轴的转动中心C之间的距离。当然，第二摆杆23上也可以沿其长度方向依次设置有若干第二铰接孔(图中未示出)，中部直杆241另一端的端部铰接头242与若干第二铰接孔之一铰接；同样，可调节第二铰点B和车轴10与轮毂31铰接点C之间的距离。上述可调节功能的设计，大大提高了本方案的适应性，完全规避了产品加工、装配过程中的制造误差对角度传递精度的影响。

另外，两个端部铰接头242与第一摆杆22和第二摆杆23之间的铰接可以采用多种结构实现。比如，第一铰接孔和221第二铰接孔均为螺纹孔，球状体244通过螺纹固定于相应的螺纹孔内，两个端部铰接头242分别与球状体244铰接。

本发明提供的车轮转角测量装置适用于任何一种多轴轮式工程机械，特别适用于多轴轮式起重机。请参见图4，该图示出了多轴轮式起重机的整体结构示意图。

如图4所示，除上车轮转角测量装置，本实施方式还提供一种多轴轮式起重机，包括多轴车轮和如前所述的车轮转角测量装置。

需要说明的是，该多轴轮式起重机的轮式底盘装置、卷扬装置、吊臂装置、动力装置等主要功能部件与现有技术完全相同，本领域的技术人员基于现有技术完全可以实现，在此不再赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.车轮转角测量装置，其特征在于，包括：

置于车轴上的角度传感器；

第一摆杆，与所述角度传感器的检测轴固定连接；

第二摆杆，与车轮的轮毂固定连接；

拉杆，其两端分别与所述第一摆杆和所述第二摆杆铰接于第一铰点和第二铰点；所述拉杆具体包括：

中部直杆，两端分别设有旋向相反的外螺纹；

两个端部铰接头，分别与所述中部直杆两端的外螺纹配合，以调节两个端部铰接头之间的距离；

所述第一摆杆设置有沿其长度方向依次设置的若干第一铰接孔，所述中部直杆一端的铰接头与若干第一铰接孔之一铰接。

2.根据权利要求1所述的车轮转角测量装置，其特征在于，所述检测轴的转动中心、车轴与轮毂之间的铰点与第一铰点和第二铰点形成平行四边形。

3.根据权利要求2所述的车轮转角测量装置，其特征在于，所述第一摆杆、所述第二摆杆和所述拉杆均水平设置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的车轮转角测量装置，其特征在于，所述两个端部铰接头内侧的中部直杆上分别设置有旋紧螺母。

5.根据权利要求4所述的车轮转角测量装置，其特征在于，所述第二摆杆设置有沿其长度方向依次设置的若干第二铰接孔，所述中部直杆另一端的铰接头与若干第二铰接孔之一铰接。

6.根据权利要求5所述的车轮转角测量装置，其特征在于，所述第一铰接孔和第二铰接孔均为螺纹孔，所述两个端部铰接头分别通过螺纹固定于相应螺纹孔内的球状体铰接。

7.轮式起重机，包括多轴车轮，其特征在于，还包括如权利要求1至6中任一项所述的车轮转角测量装置。

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