CN105564506B - 一种多轴拖车车轮随动转向传感控制装置 - Google Patents

Abstract

一种多轴拖车车轮随动转向传感控制装置属于车辆工程领域，包括机械传感机构、信号传递机构、机液伺服阀、转向助力缸、反馈信号缸、转向杆系、转向油源和蓄能器。其中机械传感机构接收夹角信号并通过信号传递机构按一定比例转变成位移信号，机液伺服阀接收位移信号并控制转向助力缸精确运动，转向助力缸带动转向杆系相应摆动，进而推动拖车转向桥车轮随动转向，同时反馈信号缸为机液伺服阀提供反馈信号，以确保拖车车轮随动转向的精确性。其优点是结构简单、可靠，易于安装维修，且使用该装置的拖车稳定性好，随动性强，同步转向精度高，可解决拖车轮胎磨损严重和在狭窄空间内安全转弯等问题，能够保证拖车行驶的安全性。

Description

一种多轴拖车车轮随动转向传感控制装置

技术领域

本发明属于车辆工程领域，特别是涉及一种多轴拖车车轮随动转向传感控制装置。

背景技术

拖车是运输行业的重要组成部分，以其使用方便、承载量大等特点广泛应用在田间、车间、商场和机场等场地。其中机场、车间和商场等场地存在很多转弯处和死角处，而田间则是面临更多复杂路面，这些都对拖车的转向性能提出了更高要求。现有全挂拖车普遍采用可360°轴转向的转盘机构，虽然解决了拖车在狭窄空间内转弯问题，但整车的重心提高，拖车行驶稳定性较差，并且随着物流行业的快速发展和拖车载重量的逐渐增大，其稳定性问题愈加突显；而半挂拖车虽然载重量大、行驶稳定性好，但需配有车轮随动转向控制装置，以有效降低轮胎的磨损，现有车轮随动转向控制装置多为从国外引进或仿改的电传感控制装置，虽然控制精确，但成本过高，且维修不便，不能适应国内偏远山区的实际条件，而少数机液控制车轮随动转向装置，虽然结构简单，但使用此类装置的半挂拖车在转弯时转向随动性较差，无法保证拖车车轮与牵引车车轮绕同一瞬心转动即同步转向，因此无法有效解决拖车轮胎磨损严重和在狭窄空间内安全转弯的问题。综上，现有拖车无法同时保证拖车行驶稳定、拖车车轮与牵引车车轮同步转向和降低成本这三个方面，因此急需一种能够兼顾上述问题的技术方案。

发明内容

本发明的目的就是针对上述存在的问题，设计提供一种多轴拖车车轮随动转向传感控制装置，兼顾不同拖车存在的转向随动性差、轮胎磨损严重和重心较高等问题，提高拖车在使用过程中的安全性、稳定性和经济性。

为实现上述目的，本发明以双轴平板半挂拖车为例说明车轮随动转向传感控制装置，具体技术方案如下。

一种多轴拖车车轮随动转向传感控制装置包括机械传感机构、信号传递机构、机液伺服阀、转向助力缸、反馈信号缸、转向杆系、转向油源和蓄能器。

所述机械传感机构包括左、右转向挡条、圆T台和拉杆，其中，左、右转向挡条分别与拉杆的两端通过销水平铰接，并共同套在圆T台竖杆上，右转向挡条与圆T台底座通过螺栓固定连接，圆T台底座下端开有内圆槽，在挂接时同牵引销配合，圆T台竖杆上端与信号传递机构的连接杆通过销竖直铰接，当拖车与牵引车挂接时，左、右转向挡条对应挂接在牵引车牵引座上。

所述信号传递机构包括连接杆、十字万向节、伸缩杆、支撑座、尾杆以及固定支杆，其中，连接杆轴线始终与牵引车中轴线在竖直方向重合，其一端与圆T台竖杆铰接，另一端与伸缩杆內杆通过十字万向节万向铰接，伸缩杆外套通过支撑座进行支撑，并套在固定支杆上且可绕固定支杆水平旋转，支撑座焊接在牵引架上，尾杆与伸缩杆外套末端同轴焊接，并在侧壁开有球形槽。

所述机液伺服阀由三位四通滑阀、反馈缸和机液伺服阀外套组成，其中滑阀阀芯外端为球头，水平内嵌在尾杆的球形槽内，滑阀阀体与反馈缸缸体同轴焊接，共同安装在机液伺服阀外套内，小间隙配合，反馈缸为单杆双作用液压缸，其活塞杆固装在车架上，机液伺服阀外套固装在车架上，三位四通滑阀与牵引车取力口和牵引车油箱通过油管连接，且与转向助力缸通过油管对应串联，反馈缸与反馈信号缸通过油管对应串联，构成闭环反馈回路。

所述转向助力缸为双杆双作用液压缸，由转向油源驱动，平行固定于拖车转向桥，并根据转向桥对称面对称放置，两端分别与左、右转向连杆水平铰接。

所述反馈信号缸为单杆双作用液压缸，固装在转向助力缸之上，其活塞杆同转向助力缸左侧活塞杆固联。

所述转向杆系包括左、右转向连杆和左、右转向节臂，左、右转向连杆分别与左、右转向节臂通过销水平铰接。

所述转向油源从牵引车的发动机取力口处取力。

所述蓄能器有两个，全都固定在车架外壁，分别与反馈缸两腔所对应油管相连。

本发明所具备的优势在于：当牵引车转变方向时，通过传感控制装置可以使拖车车轮随动转向，随动性强，同步转向精度高，极大的减小了轮胎与地面摩擦系数，解决了拖车轮胎磨损严重和在狭窄空间内安全转弯的问题，能够保证拖车行驶的安全性，且使用该装置的拖车不需加装转盘，可极大的降低底盘高度，有利于保证拖车的行驶稳定性，此外，该装置结构简单、可靠，易于安装维修。

附图说明

下面参照附图对本发明进行进一步说明：

图1为本发明结构俯视图；

图2为本发明转向信号传感部分主视图；

图3为本发明转向信号传感部分轴侧图；

图4为图3中A部的放大示意图；

图5为本发明机液伺服阀结构原理图；

图6为本发明转向执行部分俯视图；

图7为本发明转向执行部分右视图。

图中编 号说明：

1-左转向挡条；2-拉杆；3-右转向挡条；4-圆T台；5-连接杆；6-十字万向节；7-伸缩杆；8-支撑座；9-固定支杆；10-尾杆；11-牵引架；12-机液伺服阀；13-车架；14、15、 16、17-油管；18、19-蓄能器；20-拖车转向桥；21-右转向节臂；22-右转向连杆；23-转向助力缸；24-反馈信号缸；25-左转向连杆；26-左转向节臂；27-三位四通滑阀；28-反馈缸； 29-机液伺服阀外套。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施方案进行详细描述。

本发明的结构如图1～7所示，一种多轴拖车车轮随动转向传感控制装置包括机械传感机构、信号传递机构、机液伺服阀12、转向助力缸23、反馈信号缸24、转向杆系、转向油源和蓄能器18、19。其中机械传感机构和信号传递机构为转向信号传感部分，用于接收牵引车轴线与拖车轴线夹角信号并按一定比例转变成位移信号；机液伺服阀12为转向控制部分，用于接收位移信号和反馈信号并控制转向助力缸23精确运动；转向助力缸23和转向杆系为转向执行部分，转向助力缸23在机液伺服阀12的控制下带动转向杆系，进而推动拖车转向桥车轮随动转向；反馈信号缸24提供反馈信号；轴向油源为系统供油；蓄能器18、19补偿闭环反馈回路泄漏。

如图4所示，所述机械传感机构包括左转向挡条1、右转向挡条3、圆T台4和拉杆2，其中，左转向挡条1和右转向挡条3分别与拉杆2的两端通过销水平铰接，并共同套在圆T 台4的竖杆上，右转向挡条3与圆T台4的底座通过螺栓固定连接，以保证同步旋转，圆T 台4的底座下端开有内圆槽，在挂接时与牵引销配合保证同轴度，圆T台4的竖杆上端与信号传递机构的连接杆5通过销竖直铰接，当拖车与牵引车挂接时，左、右转向挡条1、3相应挂接在牵引车牵引座上，随牵引车后座一起转动，进而接收牵引车与拖车夹角信号，此外，拉杆2可以控制左、右转向挡条1、3的水平张度，以对应牵引车牵引座宽度，圆T台4的竖杆上端竖直铰接处通过配合十字万向节6和伸缩杆7可以克服路面起伏对装置的影响，并保证角度信号的顺利传递。

如图2和图3所示，所述信号传递机构包括连接杆5、十字万向节6、伸缩杆7、支撑座8、尾杆10以及固定支杆9，其中，连接杆5轴线始终与牵引车中轴线在竖直方向重合，其一端与圆T台4的竖杆铰接，另一端与伸缩杆7的內杆通过十字万向节6万向铰接，伸缩杆7的外套通过支撑座8进行支撑，并套在固定支杆9上且可绕固定支杆9水平旋转，支撑座8焊接在牵引架11上，尾杆10与伸缩杆7的外套末端同轴焊接，并在侧壁开有球形槽，用以与机液伺服阀12的阀芯头水平连接，整套机构共同保证角度信号按一定比例转变成位移信号并传给机液伺服阀12。

如图3和图5所示所述机液伺服阀由三位四通滑阀27、反馈缸28和机液伺服阀外套29组成，其中滑阀27的阀芯外端为球头，水平内嵌在尾杆10的球形槽内，滑阀27的阀体与反馈缸28的缸体同轴焊接，确保同步运动，共同安装在机液伺服阀外套29内，小间隙配合，反馈缸28为单杆双作用液压缸，其活塞杆固装在车架13上，机液伺服阀外套29固装在车架13上，三位四通滑阀27与牵引车取力口和牵引车油箱通过油管连接，且与转向助力缸 23通过油管14、16对应串联，反馈缸28与反馈信号缸24通过油管15、17对应串联，构成闭环反馈回路。

如图6所示，所述转向助力缸23为双杆双作用液压缸，由转向油源驱动，平行固定于拖车转向桥20，并根据转向桥20的对称面对称放置，两端分别与左、右转向连杆25、22水平铰接。

如图1和图7所示，所述反馈信号缸24为单杆双作用液压缸，固装在转向助力缸23之上，其活塞杆同转向助力缸左侧活塞杆固联，信号缸24内油液随活塞杆运动与反馈缸28内油液通过油管15、17相互补充，控制反馈缸28的缸体运动，进而控制滑阀27的阀体和阀芯的相对位移，实现动液反馈，反馈信号缸24与机液伺服阀12共同保证拖车转向时其车轮与牵引车车轮绕同一转向瞬心转动。

如图6和图7所示，所述转向杆系包括左、右转向连杆25、22和左、右转向节臂26、21，左、右转向连杆25、22分别与左、右转向节臂26、21通过销水平铰接，转向杆系在转向助力缸活塞杆的带动下相应摆动，进而推动拖车转向桥车轮随动转向，并保证拖车转向桥车轮间转角关系。

所述转向油源从牵引车的发动机取力口处取力。

如图1所示，所述蓄能器18、19全都固定在车架13外壁，分别与反馈缸28的两腔所对应油管17、15相连，用以维持闭环反馈回路系统压力稳定。

本发明的工作原理是：当牵引车向左转弯时，左、右转向挡条1、3与牵引车牵引座一并左转，进而带动圆T台4和连接杆5逆时针旋转，此时牵引车轴线与拖车轴线产生相对夹角即为连接杆轴线与拖车轴线的夹角，连接杆5通过十字万向节6带动伸缩杆7绕固定支杆9顺时针旋转，伸缩杆7长度发生相应改变以确保信号的传递，尾杆10焊接在伸缩杆7末端同伸缩杆7一起绕固定支杆9顺时针旋转，进而将角度信号转变成位移信号推动机液伺服阀12，使其阀芯左移，阀口开启，此时转向油源会通过阀口经油管16进入转向助力缸23右腔，使助力缸活塞杆左移，进而带动转向拉杆22、25和转向节臂21、26相应摆动，使拖车后轮向右随动转向，此时助力缸23左腔油液经油管14和机液伺服阀通道流回牵引车油箱，而反馈信号缸活塞杆同转向助力缸左侧活塞杆固联，即随转向助力缸活塞杆一起左移，同时反馈信号缸24有杆腔内油液被压出，经油管15流入反馈缸28的有杆腔，反馈缸活塞杆固装在车架上，即油液推动反馈缸缸体左移，进而带动滑阀阀体左移，使滑阀阀口关闭，而反馈缸28无杆腔内油液经油管17流入反馈信号缸24的无杆腔，对应腔容积相等，即实现动液反馈，从而保证拖车车轮转角确定且与牵引车车轮绕同一瞬心转向行驶，实现拖车车轮随动转向。相反，当牵引车向右转弯时，左、右转向挡条1、3带动圆T台4和连接杆5顺时针旋转，此时通过信号传递机构控制机液伺服阀12阀芯右移，转向油源通过阀口经油管14进入转向助力缸23左腔，使助力缸活塞杆右移，进而通过转向杆系使拖车后轮向左随动转向，此时反馈信号缸24无杆腔内油液被压出，经油管17流入反馈缸28的无杆腔，推动反馈缸缸体右移，进而带动滑阀阀体右移，关闭阀口，同样实现动液反馈，即同样保证拖车车轮随动转向的精确性。

Claims (1)

1.一种多轴拖车车轮随动转向传感控制装置，其特征在于：包括机械传感机构、信号传递机构、机液伺服阀(12)、转向助力缸(23)、反馈信号缸(24)、转向杆系、转向油源和蓄能器(18、19)；其中机械传感机构包括左转向挡条(1)、右转向挡条(3)、圆T台(4)和拉杆(2)，其中，左转向挡条(1)和右转向挡条(3)分别与拉杆(2)的两端通过销水平铰接，并共同套在圆T台(4)的竖杆上，右转向挡条(3)与圆T台(4)的底座通过螺栓固定连接，圆T台(4)的底座下端开有内圆槽，在挂接时与牵引销配合，圆T台(4)的竖杆上端与信号传递机构的连接杆(5)通过销竖直铰接，当拖车与牵引车挂接时，左、右转向挡条(1、3)对应挂接在牵引车牵引座上；信号传递机构包括连接杆(5)、十字万向节(6)、伸缩杆(7)、支撑座(8)、尾杆(10)和固定支杆(9)，其中，连接杆(5)轴线始终与牵引车中轴线在同一竖直平面内，其一端与圆T台(4)的竖杆铰接，另一端与伸缩杆(7)的內杆通过十字万向节(6)万向铰接，伸缩杆(7)的外套通过支撑座(8)进行支撑，并套在固定支杆(9)上且可绕固定支杆(9)水平旋转，支撑座(8)焊接在牵引架(11)上，尾杆(10)与伸缩杆(7)的外套末端同轴焊接，并在侧壁开有球形槽；机液伺服阀由三位四通滑阀(27)、反馈缸(28)和机液伺服阀外套(29)组成，其中三位四通滑阀(27)的阀芯外端为球头，水平内嵌在尾杆(10)的球形槽内，三位四通滑阀(27)的阀体与反馈缸(28)的缸体同轴焊接，共同安装在机液伺服阀外套(29)内，小间隙配合，反馈缸(28)为单杆双作用液压缸，其活塞杆固装在车架(13)上，机液伺服阀外套(29)固装在车架(13)上，三位四通滑阀(27)与牵引车取力口和牵引车油箱通过油管连接，且与转向助力缸(23)通过油管(14、16)对应串联，反馈缸(28)与反馈信号缸(24)通过油管(15、17)对应串联，构成闭环反馈回路；转向助力缸(23)为双杆双作用液压缸，由转向油源驱动，平行固定于拖车转向桥(20)，并根据转向桥(20)的对称面对称放置，两端分别与左、右转向连杆(25、22)水平铰接，左、右转向连杆(25、22)分别与左、右转向节臂(26、21)铰接；反馈信号缸(24)为单杆双作用液压缸，固装在转向助力缸(23)之上，其活塞杆同转向助力缸左侧活塞杆固联；蓄能器(18、19)全都固定在车架(13)外壁，分别与反馈缸两腔所对应油管(17、15)相连。