CN103233926A - 主动步态式越障回转转向底盘装置 - Google Patents

主动步态式越障回转转向底盘装置 Download PDF

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刘晋浩
黄青青
孙治博
王建利
王典
韩东涛
蒲帅
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Abstract

本发明公开了一种适用于工程机械底盘的主动步态式越障回转转向底盘装置，由液压泵1、蓄能器2、节流阀3、压力控制溢流阀4、左回转支承油缸换向阀5、左回转支撑油缸6、右回转支承油缸换向阀7、右回转支撑油缸8、制动卡钳液压缸换向阀9、制动卡钳液压缸10、液压油箱组成的液压系统11，以及转向铰接12、前车架13、制动卡钳14、回转轴承15、折腰回转连接架16、制动碟盘17、折腰铰接18、后车架19、转向油缸20，通过分别主动地对左回转支撑油缸6和右回转支撑油缸8的弹簧压缩程度进行调节，对于底盘垂直方向的回转性能进行控制，同时还可以通过制动卡钳液压缸10和制动碟盘17对回转装置进行限制。

Description

主动步态式越障回转转向底盘装置
技术领域
本发明属于工程机械技术领域，具体涉及一种主动步态式越障回转转向底盘装置。
背景技术
在轮式重型载重底盘系统中，为保持较大的转弯力矩，采用垂直铰接式液压折腰转向装置，通过安置在铰接两侧的转向油缸的推、拉配合，使前后车体沿垂直铰接轴进行偏转以达到转向的目的。在实际林地情况作业行驶过程中，由于存在很多障碍使得前后车架与崎岖地面地表出现不完全的接触，转向能力和车辆底盘稳定状态制约。并且，两侧车轮不同时遇及障碍时会影响车辆通过性。为使前后各驱动轮均良好接触地表，减小整体车体的摆动幅度，同时使车辆对于障碍具有较高的通过能力，本发明专利提出了在垂直铰接的基础上安装主动步态式越障回转装置，使前后车架能够在竖直平面内主动呈现一定的回转角度。在两侧车轮不平衡接触地面的情况下，以无障碍一侧车轮作为支点，利用液压支撑起另一侧车轮，以便顺利跨过障碍。同时利用带有储能装置和动力装置的支撑液压缸支撑回转装置，使之能够在崎岖路面行进时进行前后车架偏转的同时保持一定的回中弹性，在较为平坦的路面机动行驶时通过液压装置锁止回转机构，达到兼顾多种工况条件下车体稳定性和刚性的目标，同时又兼具有折腰转向的特性，使该回转转向底盘装置能够适合林业采伐作业的底盘性能要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种主动步态式越障回转转向底盘装置，该装置该液压支撑折腰转向底盘装置能够适合林业采伐作业的底盘性能要求。
本发明提供的一种主动步态式越障回转转向底盘装置，其特征在于：一种液压主动可控的回转支撑油缸控制系统，该液压回路子系统为开式系统，从液压泵中连通的回路中连接有蓄能器2和节流阀3、压力控制溢流阀4构成的压力调节阀，可以恒定地控制回路中的液压压力；该液压回路中通向回转支撑油缸和制动卡钳液压缸的压力回路上具有单向阀，在控制左回转支承油缸换向阀、右回转支承油缸换向阀、制动卡钳液压缸换向阀将液压缸油路与回油管路连通后，左回转支撑油缸6、右回转支撑油缸8和制动卡钳液压缸10压力与回油管路压力一致，油缸内的弹簧行程达到最长；左回转支撑油缸6和右回转支撑油缸8并联于液压系统中，两油缸实现单独控制，且根据障碍主动控制；两回转支撑油缸单独主动控制时，以一侧车轮为支点，另一侧油缸支撑起车身及车轮，可以实现车辆遇到障碍时的步态行进；左回转支撑油缸6和右回转支撑油缸8通过铰接分别连接前车架和折腰回转连接架16，转向油缸20通过铰接点分别连接折腰回转连接架16和后车架19；左回转支撑油缸6和右回转支撑油缸8与转向油缸20的各铰接点均通过轴瓦式铰接的方式进行连接。通过折腰回转连接架16的连接，使具有水平折腰转向油缸20和垂直方向上的左回转支撑油缸6和右回转支撑油缸8控制前后车架连接，转弯半径小，通过障碍能力强。
该转向底盘的液压系统具有压力恒定可控的液压源回路，通过左回转支承油缸换向阀5、右回转支承油缸换向阀7和制动卡钳液压缸换向阀9可以控制压力油路连通左回转支撑油缸6和右回转支撑油缸8控制前后车架连接和制动卡钳液压缸10，通过调节压力控制溢流阀4可以调节该回路中的压力，使底盘整体适合不同回转速度和限度的要求。对左回转支撑油缸6和右回转支撑油缸8进行主动控制，并且两回转支撑油缸根据左右车轮障碍的实际情况实现分别单独控制。一侧车轮遇到障碍时，以无障碍侧车轮作为支点，控制障碍侧液压缸伸长支撑起车身和车轮，使障碍侧车轮与障碍无相互作用力，由于两侧车轮由一根轴联动，在无障碍一侧车轮带动下使障碍侧车轮跨过障碍，由此实现车辆步态式行进。左回转支撑油缸6和右回转支撑油缸8均为带有弹簧复位的单动作活塞缸。制动卡钳液压缸10为带有弹簧复位的单动作活塞缸。左回转支撑油缸6和右回转支撑油缸8均为带有弹簧复位的单动作活塞缸。制动卡钳液压缸10为带有弹簧复位的单动作活塞缸。
附图说明
图1为主动步态式越障回转转向底盘装置机械运动部件构成侧面视图；
图2为主动步态式越障回转转向底盘装置机械运动部件构成剖面视图；
图3为主动步态式越障回转转向底盘装置液压系统原理图；
图4为主动步态式越障回转转向底盘装置前轮遇及障碍时主动调控示意图。
具体实施方式
该系统安装于重型折腰转向轮式底盘上，替代传统的铰接式平面折腰转向系统。通过对左回转支撑油缸6和右回转支撑油缸8的弹簧压缩程度进行分别主动调节，对于底盘垂直方向的回转性能进行控制，同时还可以通过制动卡钳液压缸10和制动碟盘17对回转装置进行限制。回转铰接前架16与前车架刚性连接，后铰接部分焊接于后车架上19，通过对转向油缸的控制来控制全车转向，通过对液压系统和左回转支撑油缸6、右回转支撑油缸8内部压力的分别调整，来调整前后车架相对回转能力，且能实现车辆步态式跨越障碍行进，以适应山地作业时崎岖路面的稳定性要求、通过性要求以及运输行驶时驱动力和机动性的要求。
图4中在平坦道路上行驶时，两前轮处于同一高度，两回转支撑液压缸大致保持同步控制状态。当一侧车轮遇到障碍时，该侧支撑液压缸立即主动伸长将车身托起，以无障碍侧车轮为支点，使障碍侧车轮与障碍无相互作用力，由于两侧车轮由一根轴联动，在无障碍一侧车轮带动下使障碍侧车轮跨过障碍。由此实现车辆步态式行进。

Claims (9)

1.一种主动步态式越障回转转向底盘装置，其特征在于：一种液压主动可控的回转支撑油缸控制系统，该液压回路子系统为开式系统，从液压泵中连通的回路中连接有蓄能器2和节流阀3、压力控制溢流阀4构成的压力调节阀，可以恒定地控制回路中的液压压力；该液压回路中通向回转支撑油缸和制动卡钳液压缸的压力回路上具有单向阀，在控制左回转支承油缸换向阀、右回转支承油缸换向阀、制动卡钳液压缸换向阀将液压缸油路与回油管路连通后，左回转支撑油缸6、右回转支撑油缸8和制动卡钳液压缸10压力与回油管路压力一致，油缸内的弹簧行程达到最长；左回转支撑油缸6和右回转支撑油缸8并联于液压系统中，两油缸实现单独控制，且根据障碍主动控制；两回转支撑油缸单独主动控制时，以一侧车轮为支点，另一侧油缸支撑起车身及车轮，可以实现车辆遇到障碍时的步态行进；左回转支撑油缸6和右回转支撑油缸8通过铰接分别连接前车架和折腰回转连接架16，转向油缸20通过铰接点分别连接折腰回转连接架16和后车架19；左回转支撑油缸6和右回转支撑油缸8与转向油缸20的各铰接点均通过轴瓦式铰接的方式进行连接。
2.根据权利要求1所述的主动步态式越障回转转向底盘装置，其特征在于：通过折腰回转连接架16的连接，使具有水平折腰转向油缸20和垂直方向上的左回转支撑油缸6和右回转支撑油缸8控制前后车架连接，转弯半径小，通过障碍能力强。
3.根据权利要求1所述的主动步态式越障回转转向底盘装置，其特征在于：该转向底盘的液压系统具有压力恒定可控的液压源回路，通过左回转支承油缸换向阀5、右回转支承油缸换向阀7和制动卡钳液压缸换向阀9可以控制压力油路连通左回转支撑油缸6和右回转支撑油缸8控制前后车架连接和制动卡钳液压缸10，通过调节压力控制溢流阀4可以调节该回路中的压力，使底盘整体适合不同回转速度和限度的要求。
4.根据权利要求1所述的主动步态式越障回转转向底盘装置，其特征在于：对左回转支撑油缸6和右回转支撑油缸8进行主动控制，并且两回转支撑油缸根据左右车轮障碍的实际情况实现分别单独控制。
5.根据权利要求1所述的主动步态式越障回转转向底盘装置，其特征在于：一侧车轮遇到障碍时，以无障碍侧车轮作为支点，控制障碍侧液压缸伸长支撑起车身和车轮，使障碍侧车轮与障碍无相互作用力，由于两侧车轮由一根轴联动，在无障碍一侧车轮带动下使障碍侧车轮跨过障碍，由此实现车辆步态式行进。
6.根据权利要求1所述的主动步态式越障回转转向底盘装置，其特征在于：左回转支撑油缸6和右回转支撑油缸8均为带有弹簧复位的单动作活塞缸。
7.根据权利要求1所述的主动步态式越障回转转向底盘装置，其特征在于：制动卡钳液压缸10为带有弹簧复位的单动作活塞缸。
8.根据权利要求1所述的液压支撑折腰转向底盘装置，其特征在于：左回转支撑油缸6和右回转支撑油缸8均为带有弹簧复位的单动作活塞缸。
9.根据权利要求1所述的液压支撑折腰转向底盘装置，其特征在于：制动卡钳液压缸10为带有弹簧复位的单动作活塞缸。
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