CN104527782B - 用于多转向桥车辆的转向桥的转向控制结构和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于多转向桥车辆的转向桥的转向控制结构和车辆，该多转向桥车辆包括转向器，以及相邻设置的第一转向桥和第二转向桥，其中，该转向控制结构包括：第一转向节臂，该第一转向节臂连接在该第一转向桥上；第二转向节臂，该第二转向节臂连接在该第二转向桥上；联动转向助力器，该联动转向助力器连接在第一转向节臂和第二转向节臂之间以带动第一转向桥和第二转向桥转向。通过上述技术方案，该联动转向助力器直接将转向力作用在相邻的两个转向桥上，一个转向桥的剩余的助力也直接通过该联动转向助力器传递，结构简单且不易损坏，避免了由于中间转向拉杆等杆件作为助力传递件损坏而造成的事故。

Description

用于多转向桥车辆的转向桥的转向控制结构和车辆

技术领域

本发明涉及车辆转向控制领域，具体地，涉及一种用于多转向桥车辆的转向桥的转向控制结构以及车辆。

背景技术

目前，重型汽车和工程机械等普遍采用多个转向桥的转向系统，甚至采用全轮转向，即所有的车桥均为转向桥。为了减轻驾驶员的劳动强度，使操纵轻便，广泛地应用了液压转向助力器。其中，各个转向桥的转向助力器完全独立，在各转向桥之间采用中间转向拉杆相连，以确保各转向桥的车轮转角符合确定转角关系(阿克曼转角关系)。因此在车辆转向的过程中，助力有剩余的转向桥会将剩余力通过转向拉杆等构件传递至助力欠缺的转向桥，从而保证各个转向桥能够同步转向。

但是，当一个转向桥的转向助力器的剩余助力通过转向拉杆传递时，很容易造成转向拉杆弯曲或者转向摇臂断裂等故障，使车辆处于失控状态，造成交通事故。

如图1所示，该车辆包括两个转向桥，其中第一转向桥10的转向控制结构包括第一转向助力器11，第一转向摇臂12，第一转向拉杆13和第一转向节臂14，其中该第一转向助力器11和第一转向摇臂12的固定端分别连接在车架上，第一转向助力器11的自由端连接在第一转向摇臂12的自由端上，另外第一转向摇臂12的自由端还与第一转向拉杆13的一端连接，第一转向拉杆13的另一端与第一转向节臂14连接，该第一转向节臂14连接在第一转向桥10上以控制车轮转向。另外，第一转向摇臂12还通过前转向拉杆1与转向器2连接。

第二转向桥20的转向控制结构与第一转向桥10的转向控制结构相类似地，也包括有第二转向助力器21，第二转向摇臂22，第二转向拉杆23和第二转向节臂24，其中该第二转向助力器21和第二转向摇臂22的固定端分别连接在车架5上，第二转向助力器21的自由端连接在第二转向摇臂22的自由端上，另外第二转向摇臂22的自由端还与第二转向拉杆23的一端连接，第二转向拉杆23的另一端与第二转向节臂24连接，该第二转向节臂24连接在第二转向桥20上以控制车轮转向。

在第一转向摇臂12和第二转向摇臂22的自由端之间连接有中间转向拉杆3。

如图1所示，以图1的左侧为车辆的前方，当驾驶员转动方向盘使车辆右转时，第一转向助力器11伸长，推动第一转向摇臂12向后转动(图中的右侧)，第一转向拉杆13向后移动，从而带动第一转向节臂14控制第一转向桥10的车轮右转。同时，第二转向助力器21缩回，拉动第二转向摇臂22向后转动，第二转向拉杆23向后移动，从而带动第二转向节臂24控制第二转向桥20的车轮右转。而中间转向拉杆3连接第一转向摇臂12和第二转向摇臂22，从而使得第一转向桥10和第二转向桥20能够同步地转向。

当转向桥的某个车轮因路面摩擦力很大或陷入坑洼卡死而无法转动时，其它可转动车轮相对应的助力器产生的剩余力会沿中间转向拉杆传递至无法转动的车轮。在这种情况下，该中间转向拉杆极易发生弯曲损坏，甚至导致交通事故的发生。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于多转向桥车辆的转向桥的转向控制结构，该转向控制结构能够通过一个联动转向助力器控制相邻的两个转向桥转向。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于多转向桥车辆的转向桥的转向控制结构，该多转向桥车辆包括转向器，以及相邻设置的第一转向桥和第二转向桥，其中，该转向控制结构包括：

第一转向节臂，该第一转向节臂连接在该第一转向桥上；

第二转向节臂，该第二转向节臂连接在该第二转向桥上；

联动转向助力器，该联动转向助力器连接在所述第一转向节臂和所述第二转向节臂之间以带动所述第一转向桥和第二转向桥转向。

优选地，所述联动转向助力器包括液压缸缸体和设置在该液压缸缸体内的活塞，该活塞的两侧分别连接有第一活塞杆和第二活塞杆，该第一活塞杆和第二活塞杆都延伸到该液压缸缸体之外，该液压缸缸体与所述转向器液压连接。

优选地，所述转向控制结构还包括：

第一连杆，该第一连杆的第一端与所述第一转向节臂连接；

第二连杆，该第二连杆的第一端与所述第二转向节臂连接，

其中，所述第一连杆的第二端与所述第一活塞杆连接，所述第二连杆的第二端与所述第二活塞杆连接。

优选地，所述联动转向助力器的液压缸缸体连接在车架上，且距离所述第一转向桥的车轴和所述第二转向桥的车轴的距离相等。

优选地，所述第一连杆的第二端与所述第一活塞杆之间通过球铰结构或万向节连接，和/或所述第二连杆的第二端与所述第二活塞杆之间通过球铰结构或万向节连接。

优选地，所述第一连杆的第一端与所述第一转向节臂之间通过球铰结构或万向节连接，和/或所述第二连杆的第一端与所述第二转向节臂之间通过球铰结构或万向节连接。

优选地，所述转向控制结构还包括第一转向摇臂和第一转向拉杆，所述第一转向摇臂的固定端连接在车架上，所述第一转向摇臂的自由端与所述第一转向拉杆的一端连接，所述第一转向拉杆的另一端与所述第一转向节臂连接。

优选地，所述转向控制结构还包括前转向拉杆，该前转向拉杆的两端分别与所述第一转向摇臂的自由端和所述转向器连接。

优选地，所述转向控制结构还包括：

第一转向助力器，所述第一转向助力器的固定端连接在车架上，所述第一转向助力器的自由端与所述第一转向摇臂的自由端连接；

第二转向摇臂，该第二转向摇臂的固定端连接在车架上；

第二转向拉杆，所述第二转向拉杆的一端与所述第二转向摇臂的自由端连接，所述第二转向拉杆的另一端与所述第二转向节臂连接；

第二转向助力器，所述第二转向助力器的固定端连接在车架上，所述第二转向助力器的自由端与所述第二转向摇臂的自由端连接；和

中间转向拉杆，该中间转向拉杆的两端分别连接在所述第一转向摇臂的自由端和所述第二转向摇臂的自由端上。

本发明还提供一种车辆，该车辆包括多个转向桥，其中，所述车辆还包括根据本发明所述的转向控制结构，所述转向控制结构设置在所述多个转向桥的相邻的两个所述转向桥之间。

本发明的转向控制结构包括联动转向助力器，该联动转向助力器设置在相邻的第一转向桥和第二转向桥之间并能够同时通过两个车桥的转向节臂以控制车桥转向。通过上述技术方案，该联动转向助力器直接将转向力作用在相邻的两个转向桥上，一个转向桥的剩余的助力也直接通过该联动转向助力器传递，结构简单且不易损坏，避免了由于中间转向拉杆等杆件作为助力传递件损坏而造成的事故。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据现有技术的转向控制结构示意图；

图2是根据本发明一种优选实施方式的转向控制结构的示意图；

图3是根据本发明另一种优选实施方式的转向控制结构的示意图。

附图标记说明

1前转向拉杆；2转向器；3中间转向拉杆；10第一转向桥；11第一转向助力器；12第一转向摇臂；13第一转向拉杆；14第一转向节臂；15第一连杆；20第二转向桥；21第二转向助力器；22第二转向摇臂；23第二转向拉杆；24第二转向节臂；25第二连杆；4联动转向助力器；41液压缸缸体；42活塞；43第一活塞杆；44第二活塞杆；5车架

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词通常需要结合附图或者车辆的实际行使状态进行适当解释。

本发明提供一种用于多转向桥车辆的转向桥的转向控制结构，该多转向桥车辆包括转向器2，以及相邻设置的第一转向桥10和第二转向桥20，其中，该转向控制结构包括：

第一转向节臂14，该第一转向节臂14连接在该第一转向桥10上；

第二转向节臂24，该第二转向节臂24连接在该第二转向桥20上；

联动转向助力器4，该联动转向助力器连接在所述第一转向节臂14和所述第二转向节臂24之间以带动所述第一转向桥10和第二转向桥20转向。

在本发明的技术方案中，该联动转向助力器4设置在相邻的两个转向桥之间，即第一转向桥10和第二转向桥20之间，并且该联动转向助力器4同时与第一转向节臂14和第二转向节臂24连接，以同时控制第一转向桥10和第二转向桥20转向。

由于本发明的转向控制结构用于多个转向桥的车辆中的相邻的两个转向桥上，为了便于描述，将该相邻的两个转向桥定义为第一转向桥10和第二转向桥20。该第一转向节臂14通常安装在第一转向桥10的车轮上，同理，该第二转向节臂24通常安装在第二转向桥20的车轮上，因此联动转向助力器4直接控制车轮转向。

而实际应用中，在多个转向桥的车辆中，每两个相邻的转向桥都可以通过该转向控制结构相连，也就是说对于N个转向桥的车辆中，可以设置有N-1个本发明的转向控制结构来将该N个转向桥依次连接，其中任意两个相邻的转向桥可以分别定义为第一转向桥和第二转向桥。当然，也可以在该N个转向桥中的任意两个或M个转向桥之间连接有本发明的转向控制结构，本发明对此并不加以限制。

由此可见，通过该联动转向助力器4不但能够方便地同时控制相邻的第一转向桥10和第二转向桥20进行转向，相对于现有技术中每个转向桥分别通过单独的转向助力器控制转向的结构节省了一个转向助力器；节省了连接相邻两个转向桥以控制两个转向桥车轮转角关系的连杆结构，同时仍然还能够控制相邻的两个转向桥的转向量符合确定的车轮转角关系(阿克曼转角关系)；而且，由于该联动转向助力器4设置在第一转向节臂14和第二转向节臂24之间，即设置在第一转向桥10和第二转向桥20之间，缩短了该转向控制结构中杆状连接件的长度，从而避免了转向控制结构中杆状件长度过长而导致的因为刚度较差而容易损坏的问题，而且降低了转向控制结构的复杂程度，减少了元件数量和连接点，从而提高车轮转角的控制精度。

本发明的转向控制结构包括联动转向助力器，该联动转向助力器设置在相邻的第一转向桥10和第二转向桥20之间并能够同时通过两个车桥的转向节臂以控制车桥转向。通过上述技术方案，该联动转向助力器直接将转向力作用在相邻的两个转向桥上，一个转向桥的剩余的助力也直接通过该联动转向助力器传递，结构简单且不易损坏，避免了由于中间转向拉杆等杆件作为助力传递件损坏而造成的事故。

优选地，所述联动转向助力器4包括液压缸缸体41和设置在该液压缸缸体41内的活塞42，该活塞42的两侧分别连接有第一活塞杆43和第二活塞杆44，该第一活塞杆43和第二活塞杆44都延伸到该液压缸缸体41之外，该液压缸缸体41与所述转向器2液压连接。

为了实现该联动转向助力器能够同时控制相邻的第一转向桥10和第二转向桥20的转向且符合确定的车轮转角关系(阿克曼转角关系)，在本优选实施方式中，该联动转向助力器4的活塞42的两侧都连接有活塞杆，即第一活塞杆43和第二活塞杆44。活塞42将液压缸缸体41分为两个腔室，第一活塞杆43和第二活塞杆44分别设置在该两个腔室中。当驾驶员控制转向时，方向盘的旋转量通过连杆机构传递到转向器2，转向器2根据该转向量向联动转向助力器4的相应的腔室内充入液压油，从而控制活塞42在液压缸缸体41内移动，并且通过第一活塞杆43带动第一转向节臂14，通过第二活塞杆44同向地相应带动第二转向节臂24，因此实现对相邻两个转向桥的车轮同步转向的控制。

优选地，所述转向控制结构还包括：

第一连杆15，该第一连杆15的第一端与所述第一转向节臂14连接；

第二连杆25，该第二连杆25的第一端与所述第二转向节臂24连接，

其中，所述第一连杆15的第二端与所述第一活塞杆43连接，所述第二连杆25的第二端与所述第二活塞杆44连接。

优选地，该第一活塞杆43通过第一连杆15连接第一转向节臂14，第二活塞杆44通过第二连杆25连接第二转向节臂24。由于该联动转向助力器4设置在第一转向桥10和第二转向桥20之间，因此第一活塞杆43、第二活塞杆44、第一连杆15和第二连杆25的长度都较短，因此刚度较强而不易损坏。

优选地，所述联动转向助力器4的液压缸缸体41连接在车架5上，且距离所述第一转向桥10的车轴和所述第二转向桥20的车轴的距离相等。

其中，该液压缸缸体41可以通过任何适用的连接件连接在车架5上以使联动转向助力器4能够相对于车架5固定。并且该液压缸缸体41固定在第一转向桥10和第二转向桥20中间的位置，以使第一活塞杆43、第二活塞杆44、第一连杆15和第二连杆25的长度均匀，不存在由于长度较长而刚度较差的部件，从而提高整个转向控制结构的刚度。

优选地，所述第一连杆15的第二端与所述第一活塞杆43之间通过球铰结构或万向节连接，以及所述第二连杆25的第二端与所述第二活塞杆44之间通过球铰结构或万向节连接。

更优选地，所述第一连杆15的第一端与所述第一转向节臂14之间通过球铰结构或万向节连接，和/或所述第二连杆25的第一端与所述第二转向节臂24之间通过球铰结构或万向节连接。。通过球铰或万向节连接的形式，可以避免因车桥上下运动时此转向控制结构发生损坏，从而提高本发明的转向控制结构的强度。

本发明的转向控制结构除了包括该联动转向助力器4之外，还可以包括现有技术中的转向控制结构的部件。

优选地，所述转向控制结构还包括第一转向摇臂12和第一转向拉杆13，所述第一转向摇臂12的固定端连接在车架5上，所述第一转向摇臂12的自由端与所述第一转向拉杆13的一端连接，所述第一转向拉杆13的另一端与所述第一转向节臂14连接。

在本优选实施方式中，第一转向桥10的第一转向节臂14还通过第一转向拉杆13和第一转向摇臂12与车架5连接，不但提高了第一转向桥的稳定性，还提高了车辆的转向助力性能和行驶性能，同时增加了转向机构的可靠性。

优选地，所述转向控制结构还包括前转向拉杆1，该前转向拉杆1的两端分别与所述第一转向摇臂12的自由端和所述转向器2连接。驾驶员的转向意图通过方向盘转向量指令传递至转向器2，转向器2控制助力油缸动作，并通过该前转向拉杆1共同控制转向角，从而使得转向桥车轮按驾驶员意图转动。

优选地，所述转向控制结构还包括：

第一转向助力器11，所述第一转向助力器11的固定端连接在车架5上，所述第一转向助力器11的自由端与所述第一转向摇臂12的自由端连接；

第二转向摇臂22，该第二转向摇臂的固定端连接在车架5上；

第二转向拉杆23，所述第二转向拉杆23的一端与所述第二转向摇臂22的自由端连接，所述第二转向拉杆23的另一端与所述第二转向节臂24连接；

第二转向助力器21，所述第二转向助力器21的固定端连接在车架5上，所述第二转向助力器21的自由端与所述第二转向摇臂22的自由端连接；和

中间转向拉杆3，该中间转向拉杆3的两端分别连接在所述第一转向摇臂12的自由端和所述第二转向摇臂22的自由端上。

在本优选实施方式中，第一转向助力器11通过第一转向摇臂12和第一转向拉杆13连接在第一转向节臂14上，第二转向助力器21通过第二转向摇臂22和第二转向拉杆23连接在第二转向节臂24上，并且还通过中间转向拉杆3连接第一转向摇臂12和第二转向摇臂22的自由端上，从而使得第一转向桥10和第二转向桥20的车轮能够按照确定的转角关系(阿克曼转角关系)同步转向。

因此，除了通过联动转向助力器4来对相邻的第一转向桥10和第二转向桥20进行转向控制之外，本优选实施方式中还增加了第一转向助力器11和第二转向助力器21来进行辅助控制。一方面，当联动转向助力器4产生的转向力不足或者发生故障时，该第一转向助力器11和第二转向助力器21能够对第一转向桥10和第二转向桥20进行转向控制；另一方面，由于此时联动转向助力器4与第一转向助力器11和第二转向助力器21同时产生转向力，因此第一转向助力器11和第二转向助力器21所产生的转向力减小，所以中间转向拉杆3所传递的力也就减小，即使中间转向拉杆3本身的刚度较差也不会有断裂的危险。

本发明还提供一种车辆，该车辆包括多个转向桥，其中，所述车辆还包括根据本发明所述的转向控制结构，所述转向控制结构设置在所述多个转向桥的相邻的两个所述转向桥之间。

其中，该车辆包括两个或两个以上的转向桥，该转向控制结构可以包括一个或多个，例如可以依次连接在两个相邻的转向桥之间，也就是说对于N个转向桥的车辆中，即可以设置有N-1个本发明的转向控制结构来将该N个转向桥依次连接，其中任意两个相邻的转向桥可以分别定义为第一转向桥和第二转向桥。该转向控制结构也可以仅连接在其中部分相邻的两个转向桥之间，本发明并不加以限制。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种用于多转向桥车辆的转向桥的转向控制结构，该多转向桥车辆包括转向器(2)，以及相邻设置的第一转向桥(10)和第二转向桥(20)，其特征在于，该转向控制结构包括：

第一转向节臂(14)，该第一转向节臂(14)连接在该第一转向桥(10)上；

第二转向节臂(24)，该第二转向节臂(24)连接在该第二转向桥(20)上；

联动转向助力器(4)，该联动转向助力器连接在所述第一转向节臂(14)和所述第二转向节臂(24)之间以带动所述第一转向桥(10)和第二转向桥(20)转向；

其中：所述联动转向助力器(4)包括液压缸缸体(41)和设置在该液压缸缸体(41)内的活塞(42)，该活塞(42)的两侧分别连接有第一活塞杆(43)和第二活塞杆(44)，该第一活塞杆(43)和第二活塞杆(44)都延伸到该液压缸缸体(41)之外，该液压缸缸体(41)与所述转向器(2)液压连接。

2.根据权利要求1所述的转向控制结构，其特征在于，所述转向控制结构还包括：

第一连杆(15)，该第一连杆(15)的第一端与所述第一转向节臂(14)连接；

第二连杆(25)，该第二连杆(25)的第一端与所述第二转向节臂(24)连接，

其中，所述第一连杆(15)的第二端与所述第一活塞杆(43)连接，所述第二连杆(25)的第二端与所述第二活塞杆(44)连接。

3.根据权利要求1所述的转向控制结构，其特征在于，所述联动转向助力器(4)的液压缸缸体(41)连接在车架(5)上，且距离所述第一转向桥(10)的车轴和所述第二转向桥(20)的车轴的距离相等。

4.根据权利要求2所述的转向控制结构，其特征在于，所述第一连杆(15)的第二端与所述第一活塞杆(43)之间通过球铰结构或万向节连接，和/或所述第二连杆(25)的第二端与所述第二活塞杆(44)之间通过球铰结构或万向节连接。

5.根据权利要求2所述的转向控制结构，其特征在于，所述第一连杆(15)的第一端与所述第一转向节臂(14)之间通过球铰结构或万向节连接，和/或所述第二连杆(25)的第一端与所述第二转向节臂(24)之间通过球铰结构或万向节连接。

6.根据权利要求1所述的转向控制结构，其特征在于，所述转向控制结构还包括第一转向摇臂(12)和第一转向拉杆(13)，所述第一转向摇臂(12)的固定端连接在车架(5)上，所述第一转向摇臂(12)的自由端与所述第一转向拉杆(13)的一端连接，所述第一转向拉杆(13)的另一端与所述第一转向节臂(14)连接。

7.根据权利要求6所述的转向控制结构，其特征在于，所述转向控制结构还包括前转向拉杆(1)，该前转向拉杆(1)的两端分别与所述第一转向摇臂(12)的自由端和所述转向器(2)连接。

8.根据权利要求6所述的转向控制结构，其特征在于，所述转向控制结构还包括：

第一转向助力器(11)，所述第一转向助力器(11)的固定端连接在车架(5)上，所述第一转向助力器(11)的自由端与所述第一转向摇臂(12)的自由端连接；

第二转向摇臂(22)，该第二转向摇臂的固定端连接在车架(5)上；

第二转向拉杆(23)，所述第二转向拉杆(23)的一端与所述第二转向摇臂(22)的自由端连接，所述第二转向拉杆(23)的另一端与所述第二转向节臂(24)连接；

第二转向助力器(21)，所述第二转向助力器(21)的固定端连接在车架(5)上，所述第二转向助力器(21)的自由端与所述第二转向摇臂(22)的自由端连接；和

中间转向拉杆(3)，该中间转向拉杆(3)的两端分别连接在所述第一转向摇臂(12)的自由端和所述第二转向摇臂(22)的自由端上。

9.一种车辆，该车辆包括多个转向桥，其特征在于，所述车辆还包括根据权利要求1-8中任意一项所述的转向控制结构，所述转向控制结构设置在所述多个转向桥的相邻的两个所述转向桥之间。