CN118025322A - 一种车桥转向角监测机构及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车桥转向角监测技术领域，具体公开了一种车桥转向角监测机构，包括车桥本体，车桥本体两端转动连接有转向节；固定连接在车桥本体上的油筒，油筒内滑动连接有两个顶杆，顶杆一端上固定连接有活塞，活塞滑动连接在油筒内，顶杆另一端延伸至油筒外与支架相抵，油筒上安装有监测组件，用于对两个活塞在油筒内滑动距离进行监测；本发明通过转向节发生转动时，向靠近顶杆方向转动的支架会将顶杆向油筒内推动，使其位于对照管内的液位向上移动，液位传感器可对对照管内一侧的液位高度差进行监测采集，判断两个转向节转动角度是否异常，若异常，则生成转向异常预警信号，预警模块对该信号进行执行。

Description

一种车桥转向角监测机构及其使用方法

技术领域

本发明涉及车桥转向角监测技术领域，具体涉及一种车桥转向角监测机构及其使用方法。

背景技术

车桥转向角是指车轮在转向过程中相对于车身的旋转角度，在带有电控转向车桥车辆行驶过程中，车桥由液压油缸执行转向动作，车桥的转向角度需实时检测，通过转角关系计算，控制液压油缸实现车桥精确转向，该类型车辆车桥一般装有角度传感器，用于检测车桥转向角度。

现有技术中，车桥转向角监测多是通过车桥转向角传感器进行实时监测，为避免车桥转向角传感器易损坏，很多车桥转向角传感器多安装至车桥的转向组件内，通过监测转向组件的转向角度来分析获得车桥的转向角，而为保证车桥两侧的车轮转向过程中呈同步同角度转动，多通过一根滑杆及两根拉杆对车桥两侧的转向节进行转动连接，转动方向过程中只需驱动滑杆进行左右方向滑动即可达到控制两个转向节同步转动同角度的目的，但是车辆在行驶使用过程中，可能会出现因障碍物、路面或者事故等原因导致滑杆或拉杆发生变形弯曲的情况出现，当该滑杆或拉杆发生变形弯曲时，可能会影响车桥传感器对车桥转向角监测的准确性，可能导致车桥两侧的转向节角度出现偏差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车桥转向角监测机构及其使用方法，解决以下技术问题：

如何对车桥两侧的转向节转向角度进行实时监测的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种车桥转向角监测机构，包括车桥本体，所述车桥本体两端转动连接有转向节，所述转向节上转动连接有轮毂；

固定连接在所述转向节上的支架，所述支架上安装有转向组件，用于驱动两个转向节同步同向转动；

固定连接在车桥本体上的油筒，所述油筒内滑动连接有两个顶杆，所述顶杆一端上固定连接有活塞，所述活塞滑动连接在油筒内，所述顶杆另一端延伸至油筒外与支架相抵，所述油筒上安装有监测组件，用于对两个活塞在油筒内滑动距离进行监测。

进一步地，所述监测组件包括对照管，所述对照管连通在油筒上，所述对照管呈透明状，所述对照管内固定连接有隔板，所述隔板一端延伸至油筒内对油筒进行分隔，所述对照管上设有刻度，所述油筒内对称设有弹簧，所述弹簧一端固定连接在隔板上，所述弹簧另一端固定连接在活塞上，所述油筒和对照管内灌装有液压油。

进一步地，所述监测组件还包括液位传感器和温度传感器，所述液位传感器和温度传感器均安装在对照管内；

处理模块，根据液位传感器采集的液位高度和温度传感器采集的液压油温度对两个转向节转动角度进行分析处理，判断是否生成转向异常预警；

预警模块，用于执行处理模块生成的转向异常预警。

进一步地，所述支架上固定连接有挡板，所述挡板上开设有导向凹槽；

所述顶杆另一端上转动连接有滚珠，所述滚珠滑动连接在导向凹槽内。

进一步地，所述转向组件包括滑杆，所述滑杆两端通过万向节连接有两根拉杆，两个所述拉杆远离滑杆的一端转动连接在支架上；

所述滑杆上安装有转向油缸和转向传动机构，所述转向传动机构用于将转向方向盘上的转动力传递至滑杆上，所述转向油缸用于对转向方向盘控制滑杆移动提供助力。

一种车桥转向角监测机构使用方法，用于一种车桥转向角监测机构，所述方法包括：

S1、转动方向盘驱动滑杆移动驱动转向节转动，转向节转动带动顶杆与油筒相对滑动，位于对照管内的液压油发生波动；

S2、液位传感器对对照管内液压油高度进行采集，温度传感器对液压油温度进行采集；

S3、处理模块对采集的液位高度进行分析，分析判断车桥转向是否异常，若异常，生成车桥转向异常预警信号。

进一步地，所述车桥转向异常预警信号的生成过程包括：

θ＝arctanΔH*ρ*ε

通过上述公式计算分析获得两个转向节的转向角度θ；

其中，ΔH为转向节转动前后状态时其对应的对照管内的液位高度差，ρ为液位高度差的补正系数，ε为液位高度差的影响系数；

将两个转向节的转向角度相互比对；

若生成车桥转向异常预警信号；

其中，θ₁为一个转向节转向角度，θ₂为另一个转向节转向角度，为两转向节之间转向角度误差允许值

进一步地，所述液位高度差补正系数获得过程包括：

ρ＝1/(ΔT*β+1)

通过上述公式计算分析获得液位高度差的影响系数；

其中，ΔT为温度传感器采集温度与标准温度之间的差值，β为单位温度差值对应影响系数，ΔT*β≠-1。

本发明的有益效果：

(1)本发明通过转向节发生转动时，向靠近顶杆方向转动的支架会将顶杆向油筒内推动，使其位于对照管内的液位向上移动，液位传感器可对对照管内一侧的液位高度差进行监测采集，同理，另外一个液位传感器可对另一侧对照管内的液位高度差进行监测采集，然后通过处理模块对两个液位传感器及温度传感器采集的数据进行分析，既可以计算获得车桥转动的角度，又可以判断两个转向节转动角度是否异常，若异常，则生成转向异常预警信号，预警模块对该信号进行执行。

(2)本发明中对照管呈透明状，且其上设有刻度，可便于预警模块发出异常预警信号后，人工通过刻度的对照，对对照管内两个液面高度进行比对判断，以提高检查维修的效率。

(3)本发明通过计算分析获得两个转向节的转向角度，然后对两个转向角度进行比对，若两个角度之间的差值大于误差允许系数，则生成车桥转向异常的预警信号，如此可便于对车桥转向角进行监测，当滑杆或拉杆发生变形弯曲时，及时进行预警。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明提出的一种车桥转向角监测机构的结构示意图一；

图2是本发明提出的一种车桥转向角监测机构的结构示意图二；

图3是本发明提出的一种车桥转向角监测机构油筒部分的剖视图；

图4是本发明图3中A区域的局部结构放大图。

附图标记：1、车桥本体；11、转向节；12、轮毂；13、支架；14、挡板；15、导向凹槽；2、滑杆；21、拉杆；22、转向油缸；23、转向传动机构；3、油筒；31、弹簧；4、顶杆；41、活塞；42、滚珠；5、对照管；51、隔板；6、液位传感器；7、温度传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图4所示，在一个实施例中，提供了一种车桥转向角监测机构，包括车桥本体1，车桥本体1两端转动连接有转向节11，转向节11上转动连接有轮毂12；

固定连接在转向节11上的支架13，支架13上安装有转向组件，用于驱动两个转向节11同步同向转动；

固定连接在车桥本体1上的油筒3，油筒3内滑动连接有两个顶杆4，顶杆4一端上固定连接有活塞41，活塞41滑动连接在油筒3内，顶杆4另一端延伸至油筒3外与支架13相抵，油筒3上安装有监测组件，用于对两个活塞41在油筒3内滑动距离进行监测。

监测组件包括对照管5，对照管5连通在油筒3上，对照管5呈透明状，对照管5内固定连接有隔板51，隔板51一端延伸至油筒3内对油筒3进行分隔，对照管5上设有刻度，油筒3内对称设有弹簧31，弹簧31一端固定连接在隔板51上，弹簧31另一端固定连接在活塞41上，油筒3和对照管5内灌装有液压油。

监测组件还包括液位传感器6和温度传感器7，液位传感器6和温度传感器7均安装在对照管5内；

处理模块，根据液位传感器6采集的液位高度和温度传感器7采集的液压油温度对两个转向节11转动角度进行分析处理，判断是否生成转向异常预警；

预警模块，用于执行处理模块生成的转向异常预警。

通过上述技术方案，本实施例提供了一种车桥转向角度监测机构，固定连接在车桥本体1上的油筒3，顶杆4内滑动连接在油筒3内，其一端通过活塞41滑动连接在油筒3内，其另一端与支架13相抵，油筒3上连通有对照管5，且对照管5内固定连接有延伸至油筒3内的隔板51，如此当转动连接在车桥本体1两端上的转向节11发生转动时，向靠近顶杆4方向转动的支架13会将顶杆4向油筒3内推动，从而对油筒3内的液压油进行挤压，使其位于对照管5内的液位向上移动，液位传感器6可对对照管5内一侧的液位高度差进行监测采集，同理，另外一个向远离顶杆4方向转动的支架13会使对照管5内液压油的液面高度在弹簧31的弹力作用下向下移动，对应的液位传感器6可对对应对照管5另一侧对照管5内的液位高度差进行监测采集，然后通过处理模块对两个液位传感器6及温度传感器7采集的数据进行分析，既可以计算获得车桥转动的角度，又可以判断两个转向节11转动角度是否异常，若异常，则生成转向异常预警信号，预警模块对该信号进行执行；

需要说明的是，对照管5呈透明状，且其上设有刻度，可便于预警模块发出异常预警信号后，人工通过刻度的对照，对对照管5内两个液面高度进行比对判断，以提高检查维修的效率。

支架13上固定连接有挡板14，挡板14上开设有导向凹槽15；

顶杆4另一端上转动连接有滚珠42，滚珠42滑动连接在导向凹槽15内。

转动连接在顶杆4上的滚珠42，滑动连接在导向凹槽15内，可便于减少转向过程中顶杆4与挡板14之间的摩擦力，进而提高对照管5内通过液面高度差计算出转向节11转向角的精度。

转向组件包括滑杆2，滑杆2两端通过万向节连接有两根拉杆21，两个拉杆21远离滑杆2的一端转动连接在支架13上；

滑杆2上安装有转向油缸22和转向传动机构23，转向传动机构23用于将转向方向盘上的转动力传递至滑杆2上，转向油缸22用于对转向方向盘控制滑杆2移动提供助力。

一种车桥转向角监测机构使用方法，用于一种车桥转向角监测机构，方法包括：

S1、转动方向盘驱动滑杆2移动驱动转向节11转动，转向节11转动带动顶杆4与油筒3相对滑动，位于对照管5内的液压油发生波动；

S2、液位传感器6对对照管5内液压油高度进行采集，温度传感器7对液压油温度进行采集；

S3、处理模块对采集的液位高度进行分析，分析判断车桥转向是否异常，若异常，生成车桥转向异常预警信号。

通过上述技术方案，本实施例提供了一种车桥转向监测机构的使用方法，首先转动方向盘驱动滑杆2进行左右移动，可驱动两个转向节11同步发生转动，即达到车桥转向的目的，转向节11转向过程中可通过挡板14驱动油筒3和顶杆4相对滑动，进而使对照管5内的液压油液面高度发生改变，然后通过液位传感器6和温度传感器7对对照管5内液压油高度变化及温度进行监测采集，处理模块根据采集到的液压油液面高度变化及温度进行分析，判断车桥转动过程中，两个转向节11的转向角度及转向节11转向角度是否同步相同，若两个转向节11转动过程中的转向角度差大于允许误差值，则生成车桥转向异常预警信号。

于一实施例中，车桥转向异常预警信号的生成过程包括：

θ＝arctanΔH*ρ*ε

通过上述公式计算分析获得两个转向节11的转向角度θ；

其中，ΔH为转向节11转动前后状态时其对应的对照管5内的液位高度差，ρ为液位高度差的补正系数，ε为液位高度差的影响系数；

将两个转向节11的转向角度相互比对；

若生成车桥转向异常预警信号；

其中，θ₁为一个转向节11转向角度，θ₂为另一个转向节11转向角度，为两转向节11之间转向角度误差允许值。

液位高度差补正系数获得过程包括：

ρ＝1/(ΔT*β+1)

通过上述公式计算分析获得液位高度差的影响系数；

其中，ΔT为温度传感器7采集的温度与标准温度之间的差值，β为单位温度差值对应影响系数，ΔT*β≠-1。

通过上述技术方案，本实施例提供了一种车桥转向异常预警信号生成的方法；

θ＝arctanΔH*ρ*ε

ρ＝1/(ΔT*β+1)

通过以上公式联立计算分析获得两个转向节11的转向角度θ，其中，ΔH为转向节11转动前后状态时其对应的对照管5内的液位高度差，转动前的状态为两个轮毂12与车身呈平行状态，转动后状态为两个轮毂12在滑杆2的作用下发生转动后的状态，液位高度差可通过液位传感器6采集信息计算获得，ρ为液位高度差的补正系数，ε为液位高度差的影响系数，可根据车桥转向与液位高度变化实验获得，ΔT为温度传感器7采集的温度与标准温度之间的差值，标准温度可根据实验选择获得，β为单位温度差值对应影响系数，可根据温度变化对液面高度影响实验获得，ΔT*β≠-1；

然后将两个转向节11的转向角度进行比对，若则生成车桥转向异常预警信号；其中，θ₁为一个转向节11转向角度，θ₂为另一个转向节11转向角度，/>为两转向节11之间转向角度误差允许值。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种车桥转向角监测机构，其特征在于，包括车桥本体(1)，所述车桥本体(1)两端转动连接有转向节(11)，所述转向节(11)上转动连接有轮毂(12)；

固定连接在所述转向节(11)上的支架(13)，所述支架(13)上安装有转向组件，用于驱动两个转向节(11)同步同向转动；

固定连接在车桥本体(1)上的油筒(3)，所述油筒(3)内滑动连接有两个顶杆(4)，所述顶杆(4)一端上固定连接有活塞(41)，所述活塞(41)滑动连接在油筒(3)内，所述顶杆(4)另一端延伸至油筒(3)外与支架(13)相抵，所述油筒(3)上安装有监测组件，用于对两个活塞(41)在油筒(3)内滑动距离进行监测。

2.根据权利要求1所述的一种车桥转向角监测机构，其特征在于，所述监测组件包括对照管(5)，所述对照管(5)连通在油筒(3)上，所述对照管(5)呈透明状，所述对照管(5)内固定连接有隔板(51)，所述隔板(51)一端延伸至油筒(3)内对油筒(3)进行分隔，所述对照管(5)上设有刻度，所述油筒(3)内对称设有弹簧(31)，所述弹簧(31)一端固定连接在隔板(51)上，所述弹簧(31)另一端固定连接在活塞(41)上，所述油筒(3)和对照管(5)内灌装有液压油。

3.根据权利要求2所述的一种车桥转向角监测机构，其特征在于，所述监测组件还包括液位传感器(6)和温度传感器(7)，所述液位传感器(6)和温度传感器(7)均安装在对照管(5)内；

处理模块，根据液位传感器(6)采集的液位高度和温度传感器(7)采集的液压油温度对两个转向节(11)转动角度进行分析处理，判断是否生成转向异常预警；

预警模块，用于执行处理模块生成的转向异常预警。

4.根据权利要求3所述的一种车桥转向角监测机构，其特征在于，所述支架(13)上固定连接有挡板(14)，所述挡板(14)上开设有导向凹槽(15)；

所述顶杆(4)另一端上转动连接有滚珠(42)，所述滚珠(42)滑动连接在导向凹槽(15)内。

5.根据权利要求4所述的一种车桥转向角监测机构，其特征在于，所述转向组件包括滑杆(2)，所述滑杆(2)两端通过万向节连接有两根拉杆(21)，两个所述拉杆(21)远离滑杆(2)的一端转动连接在支架(13)上；

所述滑杆(2)上安装有转向油缸(22)和转向传动机构(23)，所述转向传动机构(23)用于将转向方向盘上的转动力传递至滑杆(2)上，所述转向油缸(22)用于对转向方向盘控制滑杆(2)移动提供助力。

6.一种车桥转向角监测机构使用方法，其特征在于，用于权利要求1-5任一项所述的一种车桥转向角监测机构，所述方法包括：

S1、转动方向盘驱动滑杆(2)移动驱动转向节(11)转动，转向节(11)转动带动顶杆(4)与油筒(3)相对滑动，位于对照管(5)内的液压油发生波动；

S2、液位传感器(6)对对照管(5)内液压油高度进行采集，温度传感器(7)对液压油温度进行采集；

S3、处理模块对采集的液位高度进行分析，分析判断车桥转向是否异常，若异常，生成车桥转向异常预警信号。

7.根据权利要求6所述的一种车桥转向角监测机构使用方法，其特征在于，所述车桥转向异常预警信号的生成过程包括：

θ＝arctanΔH*ρ*ε

通过上述公式计算分析获得两个转向节(11)的转向角度θ；

其中，ΔH为转向节(11)转动前后状态时其对应的对照管(5)内的液位高度差，ρ为液位高度差的补正系数，ε为液位高度差的影响系数；

将两个转向节(11)的转向角度相互比对；

若生成车桥转向异常预警信号；

其中，θ₁为一个转向节(11)转向角度，θ₂为另一个转向节(11)转向角度，为两转向节(11)之间转向角度误差允许值。

8.根据权利要求7所述的一种车桥转向角监测机构，其特征在于，所述液位高度差补正系数获得过程包括：

ρ＝1/(ΔT*β+1)

通过上述公式计算分析获得液位高度差的影响系数；

其中，ΔT为温度传感器(7)采集的温度与标准温度之间的差值，β为单位温度差值对应影响系数，ΔT*β≠-1。