CN108608808A - 一种采用下置式调整臂的双液压缸助力转向前桥 - Google Patents

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CN108608808A CN201810204670.3A CN201810204670A CN108608808A CN 108608808 A CN108608808 A CN 108608808A CN 201810204670 A CN201810204670 A CN 201810204670A CN 108608808 A CN108608808 A CN 108608808A
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徐国艳
高峰
聂志鹏
左新凯
姜惠
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Beihang University
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Abstract

本发明提供一种采用下置式调整臂的双液压缸助力转向前桥，它是由2个前轮总成即左前轮总成和右前轮总成、2个转向节臂即左转向节臂和右转向节臂、2个主销即左主销和右主销、2个转向器总成即左转向器总成和右转向器总成、2个外桥壳即左外桥壳和右外桥壳、托架、前桥壳体、转向横拉杆、2个调整臂即左调整臂和右调整臂、2个销轴即左销轴和右销轴、前部前桥支架和后部前桥支架组成；本发明能保证前桥壳体可以自动适应不规则路况或坡地等工况，且保证车身姿态自调平，能增强轮胎与地面的接触面积，在自动适应路况的同时保持车身的稳定，保证了机构可以稳定的适应路况变化，结构设计科学，工艺性好，具有推广应用价值。

Description

一种采用下置式调整臂的双液压缸助力转向前桥
技术领域
本发明涉及一种采用下置式调整臂的双液压缸助力转向前桥，尤其涉及车身姿态自调平的转向前桥，属于车辆转向桥技术领域。
背景技术
丘陵山地多以不规则地面、坡地等地面为主，传统拖拉机在丘陵山区转移及农田作业时，地形及地面引起的拖拉机姿态变化情况复杂多变，机组行驶稳定性差，驾驶人员安全性难以保障。因此，为保证拖拉机在山地的适应性，实现拖拉机在坡地车身自调平，需要一种新型转向桥，即可以自动适应路面，又可以配合姿态主动调平装置和行走机构使车身调平。
丘陵山区的地块通常凹凸不平，拖拉机作业时各个轮胎与地面不能充分接触，导致动力性和行驶稳定性下降。因此需要一种新型转向桥，可以与使轮胎与地面充分接触。
但是现有拖拉机转向桥，在与地面适应的同时，不能保证各个轮胎与地面充分接触，也不能保证车身始终保持水平状态，容易导致稳定性差，易侧翻等安全隐患。
发明内容
1.发明目的
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种采用下置式调整臂的双液压缸助力转向前桥，可适应不规则路况及坡地，且能保证轮胎与地面充分接触，可以配合车身姿态调平，使车身保持水平状态。
2.技术方案
本发明一种采用下置式调整臂的双液压缸助力转向前桥，它主要由2个前轮总成【即左前轮总成(1)和右前轮总成(11)】、2个转向节臂【即左转向节臂(2)和右转向节臂(12)】、 2个主销【即左主销(3)和右主销(10)】、2个转向器总成【即左转向器总成(4)和右转向器总成(9)】、2个外桥壳【即左外桥壳(5)和右外桥壳(8)】、托架(6)、前桥壳体(7)、转向横拉杆(13)、2个调整臂【即左调整臂(18)和右调整臂(14)】、2个销轴【即左销轴 (17)和右销轴(15)】、前部前桥支架(16)、后部前桥支架(19)组成；
它们相互之间的关系是：
前桥壳体(7)与前部前桥支架(16)、后部前桥支架(19)铰接，其中前部前桥支架(16)、后部前桥支架(19)与托架(6)固接，保证前桥壳体(7)可以相对于托架(6)摆动；所述前桥壳体(7)两端分别与左外桥壳(5)和右外桥壳(8)铰接，保证左外桥壳(5)和右外桥壳(8)与前桥壳体(7)之间有相对转动，以达到车身姿态调整的目的；左外桥壳(5) 末端通过左主销(3)与左前轮总成(1)联接；左转向节臂(2)固接在左前轮总成(1)上，左转向器总成(4)铰接在左外桥壳(5)上，且左转向器总成(4)中的活塞杆(26)的一端与左前轮总成(1)铰接；右外桥壳(8)末端通过右主销(10)与右前轮总成(11)联接，右转向节臂(12)固接在右前轮总成(11)上，右转向器总成(9)铰接在右外桥壳(8)上，且右转向器总成(9)与右前轮总成(11)铰接，在左转向节臂(2)和右转向节臂(12)之间铰接了转向横拉杆(13)；左外桥壳(5)和右外桥壳(8)与前部前桥支架(16)之间分别设有左调整臂(18)和右调整臂(14)，左调整臂(18)和右调整臂(14)均置于前桥壳体(7)下方；左调整臂(18)两端分别与前部前桥支架(16)和左外桥壳(5)铰接，右调整臂(14)两端分别与前部前桥支架(16)和右外桥壳(8)铰接；
各组成部分的形状构造是：
所述左前轮总成(1)和右前轮总成(11)结构相同，对称安装，它们是由外半轴凸缘(20)和转向节(21)组成；转向节(21)支承着外半轴凸缘(20)；
该外半轴凸缘(20)的形状构造是：一端呈柱状体，一端呈圆盘状；
该转向节(21)的形状构造是：一端呈叉型状，叉型结构上部伸出一臂状结构，用于与转向器总成铰接，一端呈锥体状；
所述左转向节臂(2)和右转向节臂(12)结构相同，对称安装，分别固接在左前轮总成(1)和右前轮总成(11)上；
该左转向节臂(2)、右转向节臂(12)的形状构造是：它们结构相同，其一端呈臂状向外伸出；
所述左主销(3)和右主销(10)结构相同，呈圆柱状；
所述左外桥壳(5)和右外桥壳(8)结构相同，对称安装，其一端呈拳形状，另一端呈叉型状，且叉型状结构内侧对称分布有两个销轴孔，其作用是与前桥壳体(7)进行铰接，叉型状结构下部有一个突出圆柱体，叉型状结构侧边有一个支承结构用于与转向器总成铰接；
所述左转向器总成(4)和右转向器总成(9)结构相同，对称安装，由转向油缸(25)和活塞杆(26)组成；它们之间的关系是：转向油缸(25)支承着活塞杆(26)；它们的形状构造是：
该转向油缸(25)为双作用液压缸，是空心圆柱体；
该活塞杆(26)的一端有活塞，另一端有铰接孔，该活塞杆(26)可在转向油缸(25)内腔做直线滑动；
所述托架(6)呈拱形结构，其底部分布了四个螺纹孔和四个定位孔，前后各分布有两个螺纹孔及两个定位孔，其两侧对称分布一个圆柱凸台，用于限制前桥壳体(7)的摆角；
所述前桥壳体(7)中部呈桥壳凸包状，且桥壳凸包状结构前、后部有向外突出的圆柱体，用于与前部前桥支架(16)和后部前桥支架(19)的铰接，前桥壳体(7)左、右两侧向外伸出呈棱柱结构，棱柱末端各对称分布有两个圆柱凸台，用于与左外桥壳(5)和右外桥壳(8)的铰接；
所述转向横拉杆(13)由左横拉杆接头(22)、横拉杆体(23)和右横拉杆接头(24)组成；它们之间的关系是：左横拉杆接头(22)、右横拉杆接头(24)分别与横拉杆体(23) 的两端固接；它们的形状构造是：
该左横拉杆接头(22)和右横拉杆接头(24)结构相同，对称安装，其结构为空心圆柱体，空心圆柱体侧边安装有球头销；
该横拉杆体(23)的形状构造是：呈圆柱体；
所述左调整臂(18)和右调整臂(14)的结构相同，对称安装，其形状构造呈杆状，两端各有一个销轴孔；
所述左销轴(17)和右销轴(15)的结构相同，呈圆柱状；
所述前部前桥支架(16)，它的底部开槽呈叉型状，叉型状结构分布有四个销轴孔，槽形结构上部有一个轴孔，它的凸台上分布两个螺纹孔和两个圆柱体凸台；
所述后部前桥支架(19)的主体结构为圆柱体，且圆柱体中部有一个销轴孔，它的顶部有凸台结构，凸台上分布两个螺纹孔和两个圆柱体凸台。
3.优点与功效
1.本发明一种采用下置式调整臂的双液压缸助力转向前桥，前桥壳体既可以相对于托架摆动，又可以与外桥壳做相对转动，保证前桥壳体可以自动适应不规则路况或坡地等工况，且保证车身姿态自调平。
2.本发明一种采用下置式调整臂的双液压缸助力转向前桥，在外桥壳与前部前桥支架之间铰接调整臂，可以使外桥壳与前桥桥壳铰接点随着路况变化而发生相对转动，使两侧前轮相对独立的上下移动，增强轮胎与地面的接触面积，在自动适应路况的同时保持车身的稳定。
3.本发明一种采用下置式调整臂的双液压缸助力转向前桥，转向横拉杆与前桥之间铰接成四边形，保证了机构可以稳定的适应路况变化。
4.本发明一种采用下置式调整臂的双液压缸助力转向前桥，调整臂置于前桥壳体下方，可避免转向前桥在自动适应路况时调整臂与托架发生运动干涉。
5.本发明一种采用下置式调整臂的双液压缸助力转向前桥，前桥壳体分为三段，分别为中间部分的前桥壳体，和与前桥壳体铰接的2个外桥壳，使两侧外桥壳可以相互独立的上下移动，具有适应地况和坡度的能力。
6、本发明结构设计科学，工艺性好，具有推广应用价值。
附图说明
图1是本发明的一种实施方案的结构示意图。
图2是图1的俯视图。
图3是图1的主视图。
图4是图1中前桥壳体与外桥壳铰接的结构示意图。
图5是前部前桥支架与托架连接的结构示意图。
图6是后部前桥支架与托架连接的结构示意图。
图7是图1中四边形姿态调整机构的结构示意图。
图8是图1中转向系统的结构示意图。
图9是前轮总成的结构示意图。
图10是转向横拉杆的结构示意图。
图11是转向器总成的结构示意图。
图12是托架(6)的结构示意图。
图13是前桥壳体(7)的结构示意图。
图14是左调整臂(18)的结构示意图。
图15是前部前桥支架(16)的结构示意图。
图16是后部前桥支架(19)的结构示意图。
图17是左外桥壳(5)的结构示意图。
图中具体零部件标号如下：
1-左前轮总成，2-左转向节臂，3-左主销，4-左转向器总成，5-左外桥壳，6-托架，7-前桥壳体，8-右外桥壳，9-右转向器总成，10-右主销，11-右前轮总成，12-右转向节臂，13- 转向横拉杆，14-右调整臂，15-右销轴，16-前部前桥支架，17-左销轴，18-左调整臂，19- 后部前桥支架，20-外半轴凸缘，21-转向节，22-左横拉杆接头，23-横拉杆体，24-右横拉杆接头，25-转向油缸，26-活塞杆；
具体实施方式
下面通过附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细阐述中，只通过说明方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述的本质是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
如图1、2、3所示，一种采用下置式调整臂的双液压缸助力转向前桥，包括：左前轮总成1、左转向节臂2、左主销3、左转向器总成4、左外桥壳5、托架6、前桥壳体7、右外桥壳8、右转向器总成9、右主销10、右前轮总成11、右转向节臂12、转向横拉杆13、右调整臂14、右销轴15、前部前桥支架16、左销轴17、左调整臂18。其中，如图4所示，前桥壳体7为整体式桥壳，其两端分别与左外桥壳5、右外桥壳8铰接。
如图5、6所示，为前部前桥支架16、后部前桥支架19与托架6连接的结构示意图，前桥壳体7与固接在托架6的前部前桥支架16、后部前桥支架19铰接，其中前部前桥支架 16、后部前桥支架19与托架6固接，保证前桥壳体7可以绕着托架6摆动。
如图7所示，前桥壳体7末端与右外桥壳8铰接，前桥壳体7和右外桥壳8可以在它们的铰接点处做相对转动。前部前桥支架16设有左、右两个销轴座腔，右调整臂14内侧通过右销轴15与前部前桥支架16铰接，右调整臂14外侧与右外桥壳8铰接。前桥壳体7、右外桥壳8、右调整臂14、前部前桥支架16铰接呈四边形，构成姿态调整机构，保证机构运动的稳定性。
与上述图7结构类似的，前桥壳体7末端与左外桥壳5铰接，前桥壳体7和左外桥壳5可以在它们的铰接点处做相对转动。前部前桥支架16设有左、右两个销轴座腔，左调整臂18内侧与前部前桥支架16铰接，左调整臂18外侧与左外桥壳5铰接。前桥壳体7、左外桥壳5、左调整臂18、前部前桥支架16铰接呈四边形，构成姿态调整机构，保证机构运动的稳定性。
上述装置保证了，在不规则地面或者坡地等路况时，由于前桥壳体7可以相对于托架6 摆动，右外桥壳8(或左外桥壳5)均可在与前桥壳体7的铰接点处做相对转动，则右外桥壳 8(或左外桥壳5)与前桥壳体7之间的角度随地况变化而进行调整，保证右前轮总成11(或左前轮总成1)做相对独立的上下移动，使其可以配合大坡度的车身姿态自调平，且可以适应不规则地面，又可以增强轮胎与地面的接触面积，增强行驶安全性和行驶稳定性。
如图8所示，右外桥壳8末端通过右主销10与右前轮总成11联接，右转向节臂12固接在右前轮总成11上，右转向节臂12与转向横拉杆13中的右横拉杆接头(24)铰接，右外桥壳8末端设有轴孔，右主销10安装在右外桥壳8末端轴孔上，右转向节臂12和右车轮总成11绕着右主销10相对于右外桥壳8转动。左外桥壳5末端通过左主销3与左车轮总成 1联接，左转向节臂2固接在左前轮总成1上，左转向节臂2与转向横拉杆13中的左横拉杆接头(22)铰接，左外桥壳5末端设有轴孔，左主销3安装在左外桥壳5末端轴孔上，左转向节臂2和左前轮总成1绕着左主销3相对于左外桥壳5转动。右转向节臂12和左转向节臂2之间设有转向横拉杆13，转向横拉杆13中的左横拉杆接头22、右横拉杆接头24均设有球头销，左横拉杆接头22、右横拉杆接头24分别与左转向节臂2和右转向节臂12铰接。转动方向盘时，左转向器总成4驱动左前轮总成1绕着左主销3相对左外桥壳5转动，右转向器总成9驱动右前轮总成11绕着右主销10相对右外桥壳8转动，实现整车的转向。其中方向盘及转向机构均为现有技术，在此不再赘述。
如图9所示为前轮总成的结构示意图，如图9中20所示为外半轴凸缘，如图9中21所示为转向节；
如图10所示为转向横拉杆13的结构示意图，如图10中22所示为左横拉杆接头，如图 10中23所示为横拉杆体，如图10中24所示为右横拉杆接头；
如图11所示为转向器总成的结构示意图，如图11中25所示为转向油缸，如图11中26 所示为活塞杆；
如图12所示为托架(6)的结构示意图；
如图13所示为前桥壳体(7)的结构示意图；
如图14所示为左调整臂(18)的结构示意图；
如图15所示为前部前桥支架(16)的结构示意图；
如图16所示为后部前桥支架(19)的结构示意图；
如图17所示为左外桥壳(5)的结构示意图。

Claims (3)

1.一种采用下置式调整臂的双液压缸助力转向前桥，其特征在于：它是由2个前轮总成即左前轮总成(1)和右前轮总成(11)、2个转向节臂即左转向节臂(2)和右转向节臂(12)、2个主销即左主销(3)和右主销(10)、2个转向器总成即左转向器总成(4)和右转向器总成(9)、2个外桥壳即左外桥壳(5)和右外桥壳(8)、托架(6)、前桥壳体(7)、转向横拉杆(13)、2个调整臂即左调整臂(18)和右调整臂(14)、2个销轴即左销轴(17)和右销轴(15)、前部前桥支架(16)和后部前桥支架(19)组成；
它们相互之间的关系是：
前桥壳体(7)与前部前桥支架(16)、后部前桥支架(19)铰接，其中前部前桥支架(16)和后部前桥支架(19)与托架(6)固接，保证前桥壳体(7)能相对于托架(6)摆动；所述前桥壳体(7)两端分别与左外桥壳(5)和右外桥壳(8)铰接，保证左外桥壳(5)和右外桥壳(8)与前桥壳体(7)之间有相对转动，以达到车身姿态调整的目的；左外桥壳(5)末端通过左主销(3)与左前轮总成(1)联接，左转向节臂(2)固接在左前轮总成(1)上；左转向器总成(4)铰接在左外桥壳(5)上，且左转向器总成(4)中的活塞杆(26)的一端与左前轮总成(1)铰接；右外桥壳(8)末端通过右主销(10)与右前轮总成(11)联接，右转向节臂(12)固接在右前轮总成(11)上；右转向器总成(9)铰接在右外桥壳(8)上，且右转向器总成(9)与右前轮总成(11)铰接；在左转向节臂(2)和右转向节臂(12)之间铰接了转向横拉杆(13)，左外桥壳(5)、右外桥壳(8)与前部前桥支架(16)之间分别设有左调整臂(18)和右调整臂(14)，左调整臂(18)和右调整臂(14)均置于前桥壳体(7)下方；左调整臂(18)两端分别与前部前桥支架(16)和左外桥壳(5)铰接；右调整臂(14)两端分别与前部前桥支架(16)和右外桥壳(8)铰接；
各组成部分的形状构造是：
所述左前轮总成(1)和右前轮总成(11)结构相同，对称安装，它们是由外半轴凸缘(20)和转向节(21)组成；转向节(21)支承着外半轴凸缘(20)；
该外半轴凸缘(20)的一端呈柱状体，一端呈圆盘状；
该转向节(21)的一端呈叉型状，叉型结构上部伸出一臂状结构，用于与转向器总成铰接，一端呈锥体状；
所述左转向节臂(2)和右转向节臂(12)结构相同，对称安装，分别固接在左前轮总成(1)和右前轮总成(11)上；
该左转向节臂(2)和右转向节臂(12)的结构相同，其一端呈臂状向外伸出；
所述左主销(3)和右主销(10)结构相同，呈圆柱状；
所述左外桥壳(5)和右外桥壳(8)结构相同，对称安装，其一端呈拳形状，另一端呈叉型状，且叉型状结构内侧对称分布有两个销轴孔，其作用是与前桥壳体(7)进行铰接；叉型状结构下部有一个突出圆柱体，叉型状结构侧边有一个支承结构用于与转向器总成铰接；
所述左转向器总成(4)和右转向器总成(9)结构相同，对称安装，由转向油缸(25)和活塞杆(26)组成；转向油缸(25)支承着活塞杆(26)；它们的形状构造是：
该转向油缸(25)为双作用液压缸，是空心圆柱体；
该活塞杆(26)的一端有活塞，另一端有铰接孔，该活塞杆(26)能在转向油缸(25)内腔做直线滑动；
所述托架(6)呈拱形结构，其底部分布有螺纹孔和定位孔，前后各分布有螺纹孔和定位孔，其两侧对称分布一个圆柱凸台，用于限制前桥壳体(7)的摆角；
所述前桥壳体(7)中部呈桥壳凸包状，且桥壳凸包状结构前、后部有向外突出的圆柱体，用于与前部前桥支架(16)和后部前桥支架(19)的铰接，前桥壳体(7)左、右两侧向外伸出呈棱柱结构，棱柱末端各对称分布有两个圆柱凸台，用于与左外桥壳(5)和右外桥壳(8)的铰接；
所述转向横拉杆(13)由左横拉杆接头(22)、横拉杆体(23)和右横拉杆接头(24)组成；左横拉杆接头(22)和右横拉杆接头(24)分别与横拉杆体(23)的两端固接；它们的形状构造是：
该左横拉杆接头(22)和右横拉杆接头(24)结构相同，对称安装，其结构为空心圆柱体，空心圆柱体侧边安装球头销；
该横拉杆体(23)呈圆柱体；
所述左调整臂(18)和右调整臂(14)的结构相同，对称安装，皆呈杆状，两端各有一个销轴孔；
所述左销轴(17)和右销轴(15)的结构相同，呈圆柱状；
所述前部前桥支架(16)，它的底部开槽呈叉型状，叉型状结构分布有销轴孔，槽形结构上部有轴孔，它的凸台上分布螺纹孔和圆柱体凸台；
所述后部前桥支架(19)的主体结构为圆柱体，且圆柱体中部有一个销轴孔，它的顶部有凸台结构，凸台上分布两个螺纹孔和两个圆柱体凸台。
2.根据权利要求1所述的一种采用下置式调整臂的双液压缸助力转向前桥，其特征在于：所述呈拱形结构的托架(6)，其底部分布有四个螺纹孔和四个定位孔，前后各分布有两个螺纹孔和两个定位孔，其两侧对称分布一个圆柱凸台，用于限制前桥壳体(7)的摆角。
3.根据权利要求1所述的一种采用下置式调整臂的双液压缸助力转向前桥，其特征在于：所述前部前桥支架(16)，它的底部开槽呈叉型状，叉型状结构分布有四个销轴孔，槽形结构上部有一个轴孔，它的凸台上分布两个螺纹孔和两个圆柱体凸台。
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