CN116442961A - 一种专用车辆原地自动转向装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种专用车辆原地自动转向装置，包括直线位移机构、升降机构、转动机构；通过直线位移机构、升降机构、转动机构实现了专用车辆在特殊的场所可以原地转向；采用安装全自动式支架，通过支起车辆悬空旋转车身达到目标方位；通过获取车辆重心信息，利用车底滑轨移动至重心所在处；放下支架，利用支架支起车身，使车身处于悬空状态，旋转至目标方位，最终完成变向，从而使车辆可以全自动变向，减少了驾驶人倒车时发生意外的概率，提高了车辆变向时的稳定性与可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆转向装置，具体说是一种用于专用车辆原地自动转向装置。
背景技术
目前国内外现有的倒车技术大多为辅助倒车系统，如:倒车雷达、倒车影像等。辅助倒车系统只是对倒车起到了一定的帮助，没有从根本上解决问题，倒车过程对驾驶者的要求还是比较高，在某些狭窄的路段以及在山地建设的部分甚至根本不能倒车，给在建工程所使用的工程车增加了很多的麻烦以及隐患，与此同时由于视觉盲区以及工程车操作复杂亦会发生碰撞等安全问题。
由于倒车辅助系统面对倒车以及汽车变向的操作时，对驾驶人的要求极高，仍处于主要依靠驾驶人控制车辆的变向状态，无法直接利用倒车辅助系统进行汽车倒车或变向从而减小因驾驶人的驾车技术而导致操作步骤繁琐以及安全隐患等问题出现的频率，因此现有的倒车辅助系统虽然对驾驶人倒车或者变向起到辅助的作用，但是很难避免因驾驶人技术差异而导致的麻烦与隐患。
针对用于山区建设的工程车以及军用车辆在山地等特殊场地使用时难以倒车的难题，如工程车在前方无路需在狭小空间里倒车返回的时候，倒车难度显著提高；为解决这一难题，本申请提出了一种技术方案。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种专用车辆原地自动转向装置，用于解决现有技术中存在的问题。
本发明提供了一种专用车辆原地自动转向装置，包括直线位移机构、升降机构、转动机构；所述升降机构包括花键轴套、花键轴、两个液压缸、横架；所述花键轴设置在所述花键轴套内；所述花键轴套的上端左右两侧分别与所述液压缸上端固定连接；两个所述液压缸的下端通过所述横架固定连接；所述液压缸的升降带动所述花键轴升降；所述转动机构带动所述花键轴转动，所述花键轴带动所述花键轴套转动；所述直线位移机构与所述花键轴套的上端固定连接，所述直线位移机构的直线位移运动带动所述花键轴套直线移动。
优选地，所述直线位移机构包括滚珠丝杠和滚珠丝杠座；所述滚珠丝杠座固定在所述花键轴套的上端，动力装置驱动所述滚珠丝杠转动，进而带动滚珠丝杆座沿所述滚珠丝杆移动。
优选地，所述转动机构包括电机底座、电机、锥齿轮、内花键锥齿轮、挡板；所述电机底座固定在所述挡板上，所述电机固定在所述电机底座上，所述电机带动所述锥齿轮转动，所述内花键锥齿轮装配在所述花键轴上，所述锥齿轮与所述内花键锥齿轮配合，进而带动所述花键轴转动。
优选地，还包括底座，所述底座为中空结构，所述花键轴下端通过止推轴承与所述挡板装配后设置在所述底座的中空结构内；当所述花键轴带动所述花键轴套转动时，所述挡板与所述底座保持固定。
优选地，所述花键轴套的上端设置油孔。
优选地，还包括支架，所述支架设置在所述底座下方。
优选地，还包括滑动模块和滑轨；所述滑轨设置在汽车底盘上方；所述直线位移机构、升降机构、转动机构均封装在所述滑动模块内，所述滚珠丝杠座与所述滑动模块固定连接。
优选地，所述汽车底盘的下方设置有支架安置腔，所述支架为伸缩支架，所述支架安置腔用于收纳所述支架。
优选地，所述汽车底盘的下方设置有滑动口，所述滑动口用于所述支架的移动。
还包括利用专用车辆原地自动转向装置实现车辆原地自动转向的方法。
综上所述，本发明提供了一种专用车辆原地自动转向装置，不同于现有的倒车辅助系统，通过直线位移机构、升降机构、转动机构实现了专用车辆在特殊的场所可以原地转向；实现了在建工程所使用的工程车倒车转向，与此同时避免了由于视觉盲区以及工程车操作复杂亦会发生碰撞等安全问题；采用安装全自动式支架，通过支起车辆悬空旋转车身达到目标方位；通过获取车辆重心信息，利用车底滑轨移动至重心所在处；放下支架，利用支架支起车身，使车身处于悬空状态，旋转至目标方位，最终完成变向，从而使车辆可以全自动变向，减少了驾驶人倒车时发生意外的概率，提高了车辆变向时的稳定性与可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为一种专用车辆原地自动转向装置的流程示意图；
图2为一种专用车辆原地自动转向装置控制部分结构框图；
图3为一种专用车辆原地自动转向装置滑动模块结构示意图；
图4为一种专用车辆原地自动转向装置转动机构的局部放大图；
图5为一种专用车辆原地自动转向装置在汽车底盘组装示意图；
图6为一种专用车辆原地自动转向装置在汽车底盘组装示意图；
图中，1.滚珠丝杠座，2.滚珠丝杠，3.吊耳，4.液压缸，5.止推轴承，6.横架，7.支架，8.油孔，9.花键轴，91.挡板，92.底座，10.丝传动齿轮，11.花键轴套，12.电机底座，13.电机，14.减速机，15.减速机底座，16.锥齿轮，17.内花键锥齿轮，18.滑动模块，19.滑轨，20.汽车底盘，21.滑动口，22.支架安置腔。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种专用车辆原地自动转向装置，用于解决现有技术中存在的问题。
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更详细说明本发明，下面结合附图对本发明提供的一种专用车辆原地自动转向装置，进行具体地描述。
参见图3-4，本发明提供了一种专用车辆原地自动转向装置，包括直线位移机构、升降机构、转动机构；所述升降机构包括花键轴套11、花键轴9、两个液压缸4、横架6；所述花键轴9设置在所述花键轴套11内；所述花键轴套11的上端左右两侧分别与所述液压缸4上端固定连接，其连接方式可以通过吊耳3，液压缸4伸缩过程中，通过吊耳3带动花键轴套11向上移动进而带动汽车向上移动；两个所述液压缸4的下端通过所述横架6固定连接，参见图4，横架6下端与底座92间隙配合，横架6与底座92之间互不干涉；所述液压缸4的升降带动所述花键轴9升降；所述转动机构带动所述花键轴9转动，所述花键轴9带动所述花键轴套11转动；所述直线位移机构与所述花键轴套11的上端固定连接，所述直线位移机构的直线位移运动带动所述花键轴套11直线移动。
所述直线位移机构包括滚珠丝杠2和滚珠丝杠座21；所述滚珠丝杠座21固定在所述花键轴套11的上端，动力装置驱动丝传动齿轮10，丝传动齿轮10带动所述滚珠丝杠2转动，进而带动滚珠丝杆座21沿所述滚珠丝杆2移动，由于滚珠丝杆座21与花键轴套11固定连接，进而带动整体移动。
所述转动机构包括电机底座12、电机13、锥齿轮16、内花键锥齿轮17、挡板91；所述电机底座12固定在所述挡板91上，所述挡板91固定在所述底座92上保持固定不动，所述电机13固定在所述电机底座12上，所述电机13带动所述锥齿轮16转动，所述内花键锥齿轮17装配在所述花键轴9上，二者过盈配合，所述锥齿轮16与所述内花键锥齿轮17配合，进而带动所述花键轴9转动。
参见图4，还包括底座92，所述底座92为中空结构，所述底座上端固定挡板91；所述花键轴9下端通过止推轴承5与所述挡板91装配后设置在所述底座92的中空结构内；当所述花键轴9带动所述花键轴套11转动时，所述挡板91与所述底座92保持固定。
所述花键轴套11的上端设置油孔8，用于保持所述花键轴9和所述花键轴套11之间润滑。
还包括支架7，所述支架7设置在所述底座92下方，所述支架7与地面接触，起到支撑作用。
还包括滑动模块18和滑轨19；所述滑轨19固定设置在汽车底盘20上方；所述直线位移机构、升降机构、转动机构均封装在所述滑动模块18内，所述滚珠丝杠座21与所述滑动模块18固定连接；动力装置驱动丝传动齿轮10，丝传动齿轮10带动所述滚珠丝杠2转动，进而带动滚珠丝杆座21沿所述滚珠丝杆2移动，由于滚珠丝杆座21与与所述滑动模块18和花键轴套11固定连接，进而带动整体移动。
所述汽车底盘20的下方设置有支架安置腔22，所述支架7为伸缩支架7，所述支架7安置腔用于收纳所述支架7。
所述汽车底盘20的下方设置有滑动口，所述滑动口用于所述支架7的移动。
还包括利用专用车辆原地自动转向装置实现车辆原地自动转向的方法。
参见图1，本发明中汽车全自动变向方法是通过从设置在汽车底盘下支架安置腔22内伸出支架7将汽车顶起，在伸出过程中支架7会自动移动到汽车倒车时刻的重心位置，然后控制悬空的汽车车身向期待的方向旋转直至到达所需方位，然后支架7收缩，在收缩过程中支架7会自动归位到安置腔的正下方以便支架能收缩到支架安置腔22内，致使汽车变向为所需方向。具体操作步骤如图1所示:A开始变向准备，B支架7半伸出并自动调整至重心位置，C支架7完全伸出将汽车顶起并完成旋转变向，D支架7半收回并移回支架安置腔22正下方，E支架完全收回支架安置腔22内，整个变向过程完成。
参见图2，利用专用车辆原地自动转向装置实现汽车全自动变向方法步骤如下：
①该装置包括控制按钮、控制器、压力传感器、电机、滑轨19、滚珠丝杠副1和2、滑动模块18和支架7，汽车底盘上设置滑轨19，电机固定在滑轨19上，电机与滚珠丝杠副的螺杆通过丝传动齿轮10连接，滚珠丝杠副的滚珠丝杠2通过轴承固定在滑轨上，滚珠丝杠副的滚珠丝杠座1固定在滑动模块18上，滑动模块18与滑轨19为滑动连接，滚珠丝杠副可以驱动滑动模块18在滑轨19上滑动，支架7为可伸缩连接，控制按钮与控制器连接，控制器与压力传感器、步进电机和模块连接，压力传感器安装在四个车轮处。
②滑动模块18内包括花键轴9、花键轴轴套11、内花键锥齿轮17、液压缸4、电机13、减速机14、止推轴承5等，内花键锥齿轮17套在花键轴9上与减速机上的锥齿轮16配合，电机通过电机底座12固定在花键轴轴套11左侧，减速机14固定在模块底部，电机通过联轴器与减速机14连接，减速机14通过减速机底座15固定在挡板91上；液压缸4上端吊耳3较接在花键轴轴套11左右两侧，液压缸4下端与横架6左右两端较接，横架6下端与底座92间隙配合，横架6与底座92之间互不干涉；底座92底端通过螺纹与支架7固定。
③滑动模块18放置在滑轨19上，滑轨19周定在底盘上，位于汽车内部，滑轨19底部的汽车底盘上开有滑动口21用于花键轴的移动和伸出，花键轴底端固定的支架7位于汽车底盘下面设置的支架安置腔22内。
需要倒车时，支架7半伸出，之后压力传感器将汽车的压力数据传输给控制器，控制器分析出汽车的重心位置，并通过电机驱动滚珠丝杠2将滑动模块18移动到汽车倒车时刻的重心位置，然后控制液压缸4直至将汽车顶起，然后控制按钮通过控制器控制电机13的正反转实现汽车的左、右旋转，转到满意方位后，控制器将控制液压缸4半收缩，然后控制电机驱动滚珠丝杠2将滑动模块18移回模块安置腔的正下方，最后将支架7完全收回至支架安置腔22内，整个变向过程完成。
综上所述，本发明提供了一种专用车辆原地自动转向装置，不同于现有的倒车辅助系统，通过直线位移机构、升降机构、转动机构实现了专用车辆在特殊的场所可以原地转向；实现了在建工程所使用的工程车倒车转向，与此同时避免了由于视觉盲区以及工程车操作复杂亦会发生碰撞等安全问题；采用安装全自动式支架，通过支起车辆悬空旋转车身达到目标方位；通过获取车辆重心信息，利用车底滑轨移动至重心所在处；放下支架，利用支架支起车身，使车身处于悬空状态，旋转至目标方位，最终完成变向，从而使车辆可以全自动变向，减少了驾驶人倒车时发生意外的概率，提高了车辆变向时的稳定性与可靠性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种专用车辆原地自动转向装置，包括直线位移机构、升降机构、转动机构；
所述升降机构包括花键轴套、花键轴、两个液压缸、横架；所述花键轴设置在所述花键轴套内；所述花键轴套的上端左右两侧分别与所述液压缸上端固定连接；两个所述液压缸的下端通过所述横架固定连接；所述液压缸的升降带动所述花键轴升降；
所述转动机构带动所述花键轴转动，所述花键轴带动所述花键轴套转动；
所述直线位移机构与所述花键轴套的上端固定连接，所述直线位移机构的直线位移运动带动所述花键轴套直线移动。
2.根据权利要求1所述的一种专用车辆原地自动转向装置，其特征在于，所述直线位移机构包括滚珠丝杠和滚珠丝杠座；所述滚珠丝杠座固定在所述花键轴套的上端，动力装置驱动所述滚珠丝杠转动，进而带动滚珠丝杆座沿所述滚珠丝杆移动。
3.根据权利要求2所述的一种专用车辆原地自动转向装置，其特征在于，所述转动机构包括电机底座、电机、锥齿轮、内花键锥齿轮、挡板；所述电机底座固定在所述挡板上，所述电机固定在所述电机底座上，所述电机带动所述锥齿轮转动，所述内花键锥齿轮装配在所述花键轴上，所述锥齿轮与所述内花键锥齿轮配合，进而带动所述花键轴转动。
4.根据权利要求3所述的一种专用车辆原地自动转向装置，其特征在于，还包括底座，所述底座为中空结构，所述花键轴下端通过止推轴承与所述挡板装配后设置在所述底座的中空结构内；当所述花键轴带动所述花键轴套转动时，所述挡板与所述底座保持固定。
5.根据权利要求4所述的一种专用车辆原地自动转向装置，其特征在于，所述花键轴套的上端设置油孔。
6.根据权利要求4所述的一种专用车辆原地自动转向装置，其特征在于，还包括支架，所述支架设置在所述底座下方。
7.根据权利要求5所述的一种专用车辆原地自动转向装置，其特征在于，还包括滑动模块和滑轨；所述滑轨设置在汽车底盘上方；所述直线位移机构、升降机构、转动机构均封装在所述滑动模块内，所述滚珠丝杠座与所述滑动模块固定连接。
8.根据权利要求6所述的一种专用车辆原地自动转向装置，其特征在于，所述汽车底盘的下方设置有支架安置腔，所述支架为伸缩支架，所述支架安置腔用于收纳所述支架。
9.根据权利要求8所述的一种专用车辆原地自动转向装置，其特征在于，所述汽车底盘的下方设置有滑动口，所述滑动口用于所述支架的移动。
10.利用权利要求1-9任一所述的一种专用车辆原地自动转向装置实现车辆原地自动转向的方法。
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