CN103496398A - 一种五轮四向驱动行驶转向系统 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种五轮四向驱动行驶转向系统，其结构包括：车架，分装在所述车架前端两侧的左前轮驱动系统和右前轮驱动系统，连接在所述左前轮驱动系统中的左前驱动轮，连接在所述右前轮驱动系统中的右前驱动轮，安装在所述车架后部的三轮摆动刚性悬架，以及连接在所述三轮摆动刚性悬架中的后轮；所述左前驱动轮、所述右前驱动轮采用独立悬架连接，所述后轮采用三轮摆动刚性悬架连接，这样，五轮可同时着地，很好地适应了不平整路面的路况，提高了车辆的通过性。本发明可使装卸搬运车辆实现横向和纵向的四向行驶，能在狭小场地空间内灵活转向，便于在通道狭窄、空间狭小的区域作业。

Description

一种五轮四向驱动行驶转向系统
技术领域
本发明涉及一种装卸搬运车辆的行驶转向系统，具体地说是一种五轮四向驱动行驶转向系统。
背景技术
现有仓库的特点是库门窄，库内空间紧凑，出入库房的通道狭长、低矮，有些还有较大的坡度，因此对于长体物资在出入库房时的装卸运输操作存在有很大的困难。特别是现有的装卸搬运车由于不能全向行驶，因而不能满足在库内狭小场地灵活转向的作业要求。另外，现有装卸搬运车的底盘较低，对于坡度大或有及其他较高障碍的场所，就无法顺利通过，使用过程受场地的局限较大。
现有工业三轮机动车辆，一般为一侧单轮支撑，一侧双轮支撑，三轮均为刚性悬架，在单轮转向的过程中，转向轮负重大，转向阻力矩大，因而转向不够灵活，严重时甚至不能实现转向。三轮支撑的支撑范围较小，车辆的行驶稳定性差；在爬坡时，单侧轮的车体容易着地，通过性差，影响转向性能，限制了三轮车辆的应用范围。
发明内容
本发明的目的就是提供一种五轮四向驱动行驶转向系统，以解决装卸搬运车不能全向行驶且通过性较差的问题。
本发明是这样实现的：一种五轮四向驱动行驶转向系统，包括：车架，分装在所述车架前端两侧的左前轮驱动系统和右前轮驱动系统，连接在所述左前轮驱动系统中的左前驱动轮，连接在所述右前轮驱动系统中的右前驱动轮，安装在所述车架后部的三轮摆动刚性悬架，以及连接在所述三轮摆动刚性悬架中的后轮；
所述左前轮驱动系统和所述右前轮驱动系统分别包括有驱动防爆电机、机械液压复合制动器、转盘和减速箱，在所述左前轮驱动系统中还包括有左前轮转向油缸，在所述右前轮驱动系统中还包括有右前轮转向油缸；所述左前驱动轮与所述右前驱动轮均采用独立悬架连接；所述左前轮驱动系统通过驱动防爆电机和减速器驱动左前驱动轮转动，并通过左前轮转向油缸控制左前驱动轮转向；所述右前轮驱动系统通过驱动防爆电机和减速器驱动右前驱动轮转动，并通过右前轮转向油缸控制右前驱动轮转向； 
所述三轮摆动刚性悬架包括左摆臂、右摆臂、左万向轮、右万向轮、转向轮支架和液压转向机构；所述左摆臂通过左摆臂销轴与所述车架连接，所述左万向轮铰接在所述左摆臂的外侧端，所述右摆臂通过右摆臂销轴与所述左摆臂的右端铰接，所述右万向轮铰接在所述右摆臂的外侧端；在所述左万向轮的上方设置有用于限制所述左万向轮跳动量的左限位块，在所述右万向轮的上方设置有用于限制所述右万向轮跳动量的右限位块；所述后轮安装在所述转向轮支架上，所述转向轮支架垂直铰接于所述右摆臂上；在所述左摆臂上安装有用于测量所述转向轮转动角度的防爆电位器；所述液压转向机构连接在所述右摆臂与所述转向轮支架之间，所述液压转向机构驱动所述转向轮支架偏转，进而使所述后轮偏转，使车辆转向。
在所述左前驱动轮和所述右前驱动轮上均安装有相同齿轮齿条传动装置或连杆传动装置，分别将所述左前轮转向油缸和所述右前轮转向油缸中的活塞杆的位移转化为前驱动轮的转角，所述左前轮转向油缸和所述右前轮转向油缸经过匹配处理，使两油缸中活塞杆的位移相同，使所述左前驱动轮和所述右前驱动轮得以保持相同的转角。
所述三轮摆动刚性悬架中的所述后轮、所述左万向轮和所述右万向轮的受力比例不变，但所述后轮的受力比例大于所述左万向轮与所述右万向轮的受力比例。
本发明五轮四向行驶转向系统可以使装卸搬运车辆实现横向和纵向的四向行驶，能在库房的狭小场地空间内灵活转向，适合现有仓库库门窄、库内空间紧凑、出入库房通道狭长低矮的特点，便于在通道狭窄、空间狭小的区域作业，也很好地解决了长体物资装卸运输困难的问题。采用三轮摆动刚性悬架的优点是，后轮和两侧万向轮受力比例不变，其中后轮的受力比例最大，因此提高了后轮与地面的附着性能，转向更加平稳；左、右驱动前轮均采用独立悬架的连接结构，后轮采用三轮摆动刚性悬架的连接结构，五轮可同时着地，很好地适应了不平整路面的路况，提高了车辆的通过性。本发明转向系统中的五轮布置结构，增大了支撑面积，提高了车辆行驶的稳定性，并可应用在坡度大或有其他较高障碍的场所。
附图说明
图1 是本发明的结构示意图。
图2 是三轮摆动刚性悬架的结构示意图。
图3 是图2所示三轮摆动刚性悬架的俯视图。
图4 是双并置从动后轮与转向机构的结构示意图。
图5 是左前轮驱动系统的结构示意图。
图中：1、车架，2、右前驱动轮，3、左前驱动轮，4、左前轮转向油缸，5、右前轮转向油缸，6、三轮摆动刚性悬架，7、左摆臂销轴，8、右摆臂销轴，9、左摆臂，10、右摆臂，11、右万向轮，12、后轮，13、左万向轮，14、防爆电位器，15、液压转向机构，16、转向轮支架，17、机械液压复合制动器，18、电机输出轴，19、驱动防爆电机，20、转盘，21、减速器，22、左限位块，23、右限位块，24、右前轮驱动系统，25、左前轮驱动系统。
具体实施方式
如图1所示，车架1可采用侧面叉车的车架结构，在车架1的前部两侧分装有左前轮驱动系统25和右前轮驱动系统24，左前驱动轮3连接在左前轮驱动系统25中（图5），右前驱动轮2连接在右前轮驱动系统24中。在车架1的后部居中位置装有三轮摆动刚性悬架6，后轮12连接在三轮摆动刚性悬架6中（图2）。为减少车架变形并提高整车稳定性，在三轮摆动刚性悬架6的两端对称安装有左万向轮13和右万向轮11（图2），在地面不甚平整时，两个万向轮仍可与地面良好接触，实现了车架底部的五轮稳定支撑结构。
参看图5，左前轮驱动系统25和右前轮驱动系统24均包括有驱动防爆电机19、机械液压复合制动器17、转盘20和减速器21。在左前轮驱动系统25中还包括有左前轮转向油缸4，（图1），在右前轮驱动系统24中还包括有右前轮转向油缸5。左前轮驱动系统25和右前轮驱动系统24是以驱动防爆电机19为动力，通过减速器21分别驱动两个前驱动轮转动。制动时，机械液压复合制动器17抱紧电机输出轴18，锁止驱动防爆电机19，从而实现车辆的制动。
在前轮驱动系统中采用卧式驱动轮方式，有利于降低车辆载货台的高度，增大载货台的面积；防爆电机的运行可靠性好，起动运行平稳，电机免维护；采用转盘结构，可降低转向力。左、右两个前驱动轮都安装有相同齿轮齿条传动装置，或是安装连杆传动装置，以分别将各自的前轮转向油缸的活塞杆位移转变为前驱动轮的转角。两个前轮转向油缸经过匹配处理，使其中一个转向油缸的出油口与另一油缸的进油口相关联，从而使两个油缸的位移相同，以保证两个前驱动轮的转角相同。
图4中，后轮12通过安装于后轮上部的液压转向机构15实现后轮转向。
两个前轮驱动系统中的前轮转向油缸与控制后轮的液压转向机构15一起构成全轮转向控制机构。当车辆在横向行驶时，两个前驱动轮不能转向，由后轮12来控制转向，后轮12的转向角反馈给电控器，控制两个前驱动轮的差速，实现直行或转弯行驶。当车辆纵向行驶时，两个前驱动轮旋转90°后作为转向轮，后轮12纵向锁定，两个前驱动轮反方向转动相同角度，呈内八字或外八字转向。两个前驱动轮与后轮均可独立实现180°旋转，两个前驱动轮之间的转角大小相等、方向相反。
如图2、图3、图4所示，三轮摆动刚性悬架机构6包括左摆臂9、右摆臂10、左万向轮13、右万向轮11、转向轮支架16和液压转向机构15。左摆臂9通过左摆臂销轴7与车架1连接，左万向轮13铰接在左摆臂9的外侧端，右摆臂10通过右摆臂销轴8与左摆臂10的右端铰接，右万向轮11铰接在右摆臂10的外侧端。在左万向轮13的上方设置有左限位块22，在右万向轮11的上方设置有右限位块23，当车辆行驶在不平路段时，左、右限位块分别用以限制左、右万向轮的跳动量。左、右万向轮可采用满足车辆使用的各类万向轮。后轮12安装在转向轮支架16上，转向轮支架16垂直铰接于右摆臂10上。在左摆臂9上安装有防爆电位器14（图3），用于测量后轮12的转动角度。液压转向机构15连接在右摆臂10与转向轮支架16之间（图2、图4），液压转向机构15驱动转向轮支架16偏转，进而使后轮12偏转，以此实现车辆的转向。
左摆臂9与左万向轮13、车架1、右摆臂10的连接点均按一定的比例进行布置；右摆臂10与右万向轮11、左摆臂9、转向轮支架16的连接点也按一定的比例要求进行布置。
当车辆要求后轮12不起转向作用时，液压转向机构15可将后轮12锁死。两个限位块布置在两个万向轮的上方，当车辆经过不平路面、两侧万向轮发生跳动时，两个限位块可以限制两侧万向轮的跳动。 
三轮摆动刚性悬架6使后轮12上的附着力的比例大于左、右两个万向轮的附着力的比例，由此提高了车辆的转向性能。当车辆转向时，后轮12带动左、右两个万向轮转向，两个万向轮不影响后轮的转向特性。左、右万向轮和后轮的三轮布置结构，增加了车辆的支撑面积，保证了在不平整路面上行驶时五轮同时着地，由此提高了车辆行驶的稳定性。

Claims (3)

1.一种五轮四向驱动行驶转向系统，其特征是，包括：车架，分装在所述车架前端两侧的左前轮驱动系统和右前轮驱动系统，连接在所述左前轮驱动系统中的左前驱动轮，连接在所述右前轮驱动系统中的右前驱动轮，安装在所述车架后部的三轮摆动刚性悬架，以及连接在所述三轮摆动刚性悬架中的后轮；
所述左前轮驱动系统和所述右前轮驱动系统分别包括有驱动防爆电机、机械液压复合制动器、转盘和减速箱，在所述左前轮驱动系统中还包括有左前轮转向油缸，在所述右前轮驱动系统中还包括有右前轮转向油缸；所述左前驱动轮与所述右前驱动轮均采用独立悬架连接；所述左前轮驱动系统通过驱动防爆电机和减速器驱动左前驱动轮转动，并通过左前轮转向油缸控制左前驱动轮转向；所述右前轮驱动系统通过驱动防爆电机和减速器驱动右前驱动轮转动，并通过右前轮转向油缸控制右前驱动轮转向； 
所述三轮摆动刚性悬架包括左摆臂、右摆臂、左万向轮、右万向轮、转向轮支架和液压转向机构；所述左摆臂通过左摆臂销轴与所述车架连接，所述左万向轮铰接在所述左摆臂的外侧端，所述右摆臂通过右摆臂销轴与所述左摆臂的右端铰接，所述右万向轮铰接在所述右摆臂的外侧端；在所述左万向轮的上方设置有用于限制所述左万向轮跳动量的左限位块，在所述右万向轮的上方设置有用于限制所述右万向轮跳动量的右限位块；所述后轮安装在所述转向轮支架上，所述转向轮支架垂直铰接于所述右摆臂上；在所述左摆臂上安装有用于测量所述转向轮转动角度的防爆电位器；所述液压转向机构连接在所述右摆臂与所述转向轮支架之间，所述液压转向机构驱动所述转向轮支架偏转，进而使所述后轮偏转，使车辆转向。
2.根据权利要求1所述的五轮四向驱动行驶转向系统，其特征是，在所述左前驱动轮和所述右前驱动轮上均安装有相同齿轮齿条传动装置或连杆传动装置，分别将所述左前轮转向油缸和所述右前轮转向油缸中的活塞杆的位移转化为前驱动轮的转角，所述左前轮转向油缸和所述右前轮转向油缸经过匹配处理，使两油缸中活塞杆的位移相同，使所述左前驱动轮和所述右前驱动轮得以保持相同的转角。
3.根据权利要求1所述的五轮四向驱动行驶转向系统，其特征是，所述三轮摆动刚性悬架中的所述后轮、所述左万向轮和所述右万向轮的受力比例不变，但所述后轮的受力比例大于所述左万向轮与所述右万向轮的受力比例。
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