CN105172888B - 多轴车辆转向传动系统和多轴车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多轴车辆转向传动系统和多轴车辆，该多轴车辆转向传动系统包括位于不同车轴上的多个转向车轮，转向器，以及传动机构，其中，传动机构包括第一传动机构和第二传动机构，转向器包括第一转向器和第二转向器，且多轴车辆转向传动系统还包括第一分传动变向器，该第一分传动变向器具有用于接收转向力的输入端以及第一输出端和第二输出端，该第一输出端和第二输出端分别连接到第一转向器和第二转向器的输入端，第一转向器和第二转向器的输出端分别通过第一传动机构和第二传动机构驱动多个转向车轮转向。因此，通过增加一个第一分传动变向器，使得动力能沿至少两条的传递途径传输至各个转向车轮，改善了传动机构的受力状态。

Description

多轴车辆转向传动系统和多轴车辆

技术领域

本发明涉及多轴车辆转向技术领域，具体地，涉及一种多轴车辆转向传动系统和包括该多轴车辆转向传动系统的多轴车辆。

背景技术

目前在多轴车辆转向传动系统中，例如多轴的汽车起重机或全路面起重机的多轴车辆转向传动系统，主要将整车的前部和后部的轴设置为转向轴，如图1所示，为一种典型的五轴车辆的多轴车辆转向传动系统，其中，转向盘的输出经输入轴连接到转向器20，经第一垂臂310、第一直拉杆313、固定在车架上的第一摇臂311和第一拉杆315连接至第一转向轮11，例如一轴转向轮；第一摇臂311经第二直拉杆314与固定在车架上的第二摇臂312相连；第二摇臂312经第二拉杆316连接到第二转向轮12上，例如，二轴转向轮，同时经第三直拉杆317连接至固定在车架上的第三摇臂320上；第三摇臂320经第三直拉杆321连接至第三转向轮13，例如五轴转向轮上；另外有两个助力油缸60分别连接在第二摇臂312和第三摇臂320上。

另外，有些方案为了避免连接在二轴、五轴间的第三直拉杆317长度过长，会在二轴和五轴之间通过增加摇臂和拉杆过渡的方法来缩短第三直拉杆317的长度。

现有方案中，拉杆和摇臂组成的传动机构主要起到约束各轴转角关系的作用，而转向动力矩分别来自第一垂臂310、两个助力油缸60；车辆转向时，在克服各轴地面的转向阻力后，多余的力矩则由拉杆和摇臂组成的传动机构承受，而这些力矩可达几千牛米，对于二、五轴间的第三直拉杆317由于长度较长，易疲劳断裂。虽然有些方案通过增加摇臂和直拉杆进行过渡，缩短了连接在二轴、五轴间的直拉杆的长度，但没有从根本上改变传动机构的受力情况，效果并不理想，而且增加了布置难度。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种多轴车辆转向传动系统，该多轴车辆转向传动系统能够改善传动机构各零部件的受力状态。

本发明的另一个目的是提供一种多轴车辆，该多轴车辆包括本发明提供的多轴车辆转向传动系统。

根据本发明的一个方面，提供一种多轴车辆转向传动系统，该多轴车辆转向传动系统包括位于不同车轴上的多个转向车轮，转向器，以及传动机构，其中，所述传动机构包括第一传动机构和第二传动机构，所述转向器包括第一转向器和第二转向器，且所述多轴车辆转向传动系统还包括第一分传动变向器，该第一分传动变向器具有用于接收转向力的输入端以及第一输出端和第二输出端，该第一输出端和第二输出端分别连接到所述第一转向器和第二转向器的输入端，所述第一转向器和第二转向器的输出端分别通过所述第一传动机构和第二传动机构驱动所述多个转向车轮转向。

优选地，所述第二转向器具有两个，且所述多轴车辆转向传动系统还包括第二分传动变向器，该第二分传动变向器具有和所述第一分传动变向器的所述第二输出端相连的第一输入端，以及第一输出端和第二输出端，该第一输出端和第二输出端分别和每个所述第二转向器的输入端相连。

优选地，所述第一分传动变向器为角转向器或分动器，且所述第一输出端和第二输出端的方向相对设置。

优选地，所述第一转向器和第二转向器的输入端分别通过万向传动轴和所述第一分传动变向器的第一输出端和第二输出端相连。

优选地，所述多个转向车轮包括由所述第一传动机构驱动的第一转向轮和第二转向轮，以及由所述第二传动机构驱动的第三转向轮。

优选地，所述第一传动机构包括和所述第一转向器的输出端相连接的第一垂臂，分别和所述多轴车辆的车架相铰接且沿所述多轴车辆的长度方向间隔设置的第一摇臂和第二摇臂，铰接于所述第一垂臂和第一摇臂之间的第一直拉杆，铰接于所述第一摇臂和第二摇臂之间的第二直拉杆，连接于所述第一摇臂和所述第一转向轮之间的第一拉杆，连接于所述第二摇臂和所述第二转向轮的第二拉杆。

优选地，所述第一传动机构包括用于辅助驱动所述第二摇臂摆动的助力油缸。

优选地，所述助力油缸的进油口和回油口分别和所述第一转向器相连通。

优选地，所述第二传动机构包括和所述第二转向器的输出端相连的第二垂臂，以及连接在该第二垂臂和所述第三转向轮之间的第三拉杆。

优选地，所述多轴车辆为五轴车辆，所述第一转向轮位于一轴、所述第二转向轮位于二轴，所述第三转向轮位于五轴。

根据本发明的另一方面，提供一种多轴车辆，该多轴车辆使用本发明提供的多轴车辆转向传动系统。

通过上述技术方案，增加一个第一分传动变向器，以使得将例如从方向盘接收的转向力和力矩分别通过第一转向器和第二转向器的输出端以至少两条不同的传输途径传递给多轴车辆的多个转向车轮，以实现多轴车辆的转向，即，可以将传动机构中较长的直拉杆，用布置在转向器的输入端的上游的传动轴代替，例如传动轴可以为万向传动轴，从而不会受到转向器后的转向动力矩的影响，仅仅受到转向器前来自转向盘的通常为几牛米的扭矩，大大改善了位于转向器后的传动机构的受力状况，延长了使用寿命，另外，由于传动件的受力情况得到改善，降低了对传动机构的强度要求，从而可以减小零件尺寸，而且用两个转向器替代一个转向器可以降低对转向器性能参数的要求。

本发明的其他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是现有技术中多轴车辆转向传动系统的结构示意图；

图2是本发明的一种优选实施方式提供的多轴车辆转向传动系统的结构示意图；

图3是本发明的另一种优选实施方式提供的多轴车辆转向传动系统的结构示意图。

附图标记说明

10转向车轮 11第一转向轮 12第二转向轮

13第三转向轮 20转向器 21第一转向器

22第二转向器 31第一传动机构 310第一垂臂

311第一摇臂 312第二摇臂 313第一直拉杆

314第二直拉杆 315第一拉杆 316第二拉杆

317第三直拉杆 32第二传动机构 320第二垂臂

321第三拉杆 41第一分传动变向器

42第二分传动变向器 50万向传动轴 60助力油缸

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，使用的方位词如“上游、下游”通常是相对于力和力矩的传递方向而言的，具体地，力和力矩是从上游传递至下游，“前、后”是指车轮正常行驶时的状态而言的。

如图2至图3所示，本发明提供一种多轴车辆转向传动系统，该多轴车辆转向传动系统包括位于不同车轴上的多个转向车轮10，转向器20，以及传动机构30，其中，传动机构30包括第一传动机构31和第二传动机构32，转向器20包括第一转向器21和第二转向器22，且多轴车辆转向传动系统还包括第一分传动变向器41，该第一分传动变向器41具有用于接收转向力的输入端以及第一输出端和第二输出端，该第一输出端和第二输出端分别连接到第一转向器21和第二转向器22的输入端，第一转向器21和第二转向器22的输出端分别通过第一传动机构31和第二传动机构32驱动多个转向车轮10转向。

即，通过增加一个第一分传动变向器41，以使得将例如从方向盘接收的转向力和力矩分别通过第一转向器21和第二转向器22的输出端以至少两条不同的传输途径传递给多轴车辆的多个转向车轮，以实现多轴车辆的转向。这样，可以将传动机构中较长的直拉杆，例如，五轴车辆中的第三直拉杆317取消，用布置在转向器的输入端的上游的万向传动轴代替，从而不会受到转向器后的转向动力矩的影响，仅仅受到转向器前来自转向盘的通常为几牛米的扭矩，大大改善了位于转向器后的传动机构的受力状况，延长了使用寿命，另外，由于传动件的受力情况得到改善，降低了对传动机构的强度要求，从而可以减小零件尺寸，而且用两个转向器替代一个转向器可以降低对转向器性能参数的要求。

其中，第一分传动变向器41的第一输出端和第二输出端可以直接和第一转向器21和第二转向器22的输入端直接相连，或者通过传动部件，例如传动轴和其他的分传动变向器间接和第一转向器21和第二转向器22的输入端相连，对于这种变形也属于本发明的保护范围之中。

在一种优选实施方式中，如图3所示，第二转向器22可以具有两个，且多轴车辆转向传动系统还包括第二分传动变向器42，该第二分传动变向器42具有和第一分传动变向器41的第二输出端相连的第一输入端，以及第一输出端和第二输出端，该第一输出端和第二输出端分别和每个第二转向器22的输入端相连。即，第二转向器22和第一分传动变向器42之间还连接有第二分传动变向器42。其中，该第二分传动变向器42的作用和第一分传动变向器41的作用相同，都是将从上游传输来的力和力矩分成至少两条不同的传输途径分别传递给下游的传动结构或转向器等下游布置的部件。

需要说明的是，第一分传动变向器41和第二分传动变向器42是指具有至少一个用于接收动力的输入端，而具有至少两个用于输出动力的输出端的能够改变动力传动方向的结构。

例如，作为一种优选实施方式，第一分传动变向器41和第二分传动变向器42可以为角转向器或分动器又叫分动箱，为利于空间布置，第一输出端和第二输出端的方向相对设置。

为便于力和力矩的传递，且使得空间布置灵活，如图2和图3所示，第一转向器21和第二转向器22的输入端分别通过万向传动轴50和第一分传动变向器41的第一输出端和第二输出端相连。

作为一种优选的实施方式，如图2所示，多个转向车轮10包括由第一传动机构31驱动的第一转向轮11和第二转向轮12，以及由第二传动机构32驱动的第三转向轮13。

具体地，如图2所示，第一传动机构31可以包括和第一转向器21的输出端相连接的第一垂臂310，分别和多轴车辆的车架相铰接且沿多轴车辆的长度方向间隔设置的第一摇臂311和第二摇臂312，铰接于第一垂臂310和第一摇臂311之间的第一直拉杆313，铰接于第一摇臂311和第二摇臂312之间的第二直拉杆314，连接于第一摇臂311和第一转向轮11之间的第一拉杆315，连接于第二摇臂312和第二转向轮12的第二拉杆316。

更优选地，为便于更好克服转向时的地面阻力及力矩，第一传动机构31包括用于辅助驱动第二摇臂312摆动的助力油缸60。

助力油缸60可以与独立于转向器的转向液压回路相连，为简化多轴车辆转向传动系统，助力油缸60的进油口和回油口分别和第一转向器21相连通。即，助力油缸60的液压油来自第一转向器21内部的油液。例如，第一转向器21可以为连接在转向液压回路中的整体式液压助力转向器。

具体地，为便于将转向器输出的力矩以摆动的形式输出到下游，第二传动机构32可以包括和第二转向器22的输出端相连的第二垂臂320，以及连接在该第二垂臂320和第三转向轮13之间的第三拉杆321。

作为一种通用的实施方式，多轴车辆为五轴车辆，第一转向轮11位于一轴、第二转向轮12位于二轴，第三转向轮13位于五轴。

本发明还要求保护一种多轴车辆，该多轴车辆包括上述多轴车辆转向传动系统。

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)

1.一种多轴车辆转向传动系统，该多轴车辆转向传动系统包括位于不同车轴上的多个转向车轮(10)，转向器(20)，以及传动机构，其特征在于，所述传动机构包括第一传动机构(31)和第二传动机构(32)，所述转向器(20)包括第一转向器(21)和两个第二转向器(22)，且所述多轴车辆转向传动系统还包括第一分传动变向器(41)和第二分传动变向器(42)，该第一分传动变向器(41)具有用于接收转向力的第一分传动变向器输入端以及第一分传动变向器第一输出端和第一分传动变向器第二输出端，该第二分传动变向器(42)具有第二分传动变向器输入端，以及第二分传动变向器第一输出端和第二分传动变向器第二输出端，该第一分传动变向器第一输出端连接到所述第一转向器(21)的输入端，该第一分传动变向器第二输出端连接到所述第二分传动变向器输入端，该第二分传动变向器第一输出端和第二分传动变向器第二输出端分别和每个所述第二转向器(22)的输入端相连，所述第一转向器(21)和两个所述第二转向器(22)的输出端分别通过所述第一传动机构(31)和第二传动机构(32)驱动所述多个转向车轮(10)转向，所述第一分传动变向器(41)为角转向器或分动器，且所述第一分传动变向器第一输出端和所述第一分传动变向器第二输出端的方向相对设置。

2.根据权利要求1所述的多轴车辆转向传动系统，其特征在于，所述第一转向器(21)的输入端通过万向传动轴(50)和所述第一分传动变向器第一输出端相连，两个所述第二转向器(22)的输入端分别通过万向传动轴(50)和所述第二分传动变向器第一输出端、所述第二分传动变向器第二输出端相连。

3.根据权利要求1所述的多轴车辆转向传动系统，其特征在于，所述多个转向车轮(10)包括由所述第一传动机构(31)驱动的第一转向轮(11)和第二转向轮(12)，以及由所述第二传动机构(32)驱动的第三转向轮(13)。

4.根据权利要求3所述的多轴车辆转向传动系统，其特征在于，所述第一传动机构(31)包括和所述第一转向器(21)的输出端相连接的第一垂臂(310)，分别和所述多轴车辆的车架相铰接且沿所述多轴车辆的长度方向间隔设置的第一摇臂(311)和第二摇臂(312)，铰接于所述第一垂臂(310)和第一摇臂(311)之间的第一直拉杆(313)，铰接于所述第一摇臂(311)和第二摇臂(312)之间的第二直拉杆(314)，连接于所述第一摇臂(311)和第一转向轮(11)之间的第一拉杆(315)，连接于所述第二摇臂(312)和第二转向轮(12)的第二拉杆(316)。

5.根据权利要求4所述的多轴车辆转向传动系统，其特征在于，所述第一传动机构(31)包括用于辅助驱动所述第二摇臂(312)摆动的助力油缸(60)。

6.根据权利要求5所述的多轴车辆转向传动系统，其特征在于，所述助力油缸(60)的进油口和回油口分别和所述第一转向器(21)相连通。

7.根据权利要求3所述的多轴车辆转向传动系统，其特征在于，所述第二传动机构(32)包括和所述第二转向器(22)的输出端相连的第二垂臂(320)，以及连接在该第二垂臂(320)和所述第三转向轮(13)之间的第三拉杆(321)。

8.根据权利要求3所述的多轴车辆转向传动系统，其特征在于，所述多轴车辆为五轴车辆，所述第一转向轮(11)位于一轴、所述第二转向轮(12)位于二轴，所述第三转向轮(13)位于五轴。

9.一种多轴车辆，其特征在于，所述多轴车辆包括根据权利要求1至8中任一项所述的多轴车辆转向传动系统。