CN201321074Y - 一种马达驱动独立转向系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种马达驱动独立转向系统，属于重型运输设备的转向技术领域。所述系统包括：液压变量泵、回转支承、角度传感器、液压马达、控制器、比例多路阀、溢流阀和液压油箱；液压变量泵分别与液压油箱和比例多路阀相连，比例多路阀分别与液压马达和控制器相连，液压马达分别与回转支承和液压油箱相连，角度传感器与回转支承相连，溢流阀分别与液压变量泵和比例多路阀相连。本实用新型通过液压马达驱动回转支承转向，解决了大吨位工程车辆多模式转向操作复杂及布置困难的问题，提高了大吨位工程车辆转向角度的精确度，降低了转向系统结构的复杂度。

Description

一种马达驱动独立转向系统

技术领域

本实用新型涉及重型运输设备的转向技术领域，特别涉及一种马达驱动独立转向系统。

背景技术

目前，大吨位的多轴工程车辆转向系统分为机械连杆转向系统和油缸驱动独立转向系统两大类。机械连杆转向系统是通过连杆将所有转向轴连杆连接起来，转向油缸推动连杆转向，进而实现所有轴线整体转向；油缸驱动独立转向系统由控制器、角度传感器、比例多路阀、转向油缸和连杆机构等组成，每个悬架上都有一个角度传感器，悬架的角度位置信号通过该传感器发送到控制器，将实际位置信息与设定值进行比较，控制器通过比例多路阀来控制每个独立悬架的转向油缸工作，转向油缸与轮架通过连杆机构连接。

但是，上述两种转向系统都存在缺陷。机械连杆转向系统可以实现的转向模式有限，并且转向模式的转换是通过改变每个轴线之间的连杆连接位置来实现的，操作程序复杂，效率低；另外，机械连杆机构的孔位计算采用的是一种模糊计算方式，即在围绕同一转向中心转向的时候，各轴线的转向半径近似相等，因此转向时各轴线之间存在一定的角度误差。油缸驱动独立转向系统中的每个转向桥都要求一个油缸来驱动，这样就需要有较大的布置空间，在布置空间有限的工程车辆上难以推广使用。

实用新型内容

为了解决大吨位工程车辆转向操作复杂、精确度低及布置困难的问题，本实用新型提出了一种马达驱动独立转向系统，所述系统包括：

液压变量泵，用于提供转向系统的压力油；

回转支承，用于驱动工程车辆的转向；

角度传感器，用于测量所述回转支承的转向角度信息，并发送所述角度信息；

液压马达，用于向所述回转支承提供驱动力矩；

控制器，用于接收所述角度信息，并根据所述角度信息和预先存储的转向模式信息，输出不同大小的电流信号；

比例多路阀，用于接收所述控制器发送的电流信号，并根据所述电流信号调节输出压力油的流量；

溢流阀，用于设定转向系统的压力；

液压油箱，用于存贮液压油；

所述液压变量泵分别与所述液压油箱和比例多路阀相连，所述比例多路阀分别与所述液压马达和控制器相连，所述液压马达分别与所述回转支承和液压油箱相连，所述角度传感器与所述回转支承相连，所述溢流阀分别与所述液压变量泵和比例多路阀相连。

所述系统还包括高压管路过滤器；所述高压管路过滤器分别与所述液压变量泵、比例多路阀和溢流阀相连，用于过滤所述液压变量泵输出的压力油。

所述系统还包括回油过滤器；所述回油过滤器与分别与所述液压油箱、溢流阀和比例多路阀相连，用于过滤所述比例多路阀T口的回油。

所述液压变量泵为负载敏感变量的柱塞泵；所述柱塞泵根据转向负载压力的大小自动调节泵的输出量，输出转向系统所需要的压力流量。

所述回转支承具体为双蜗杆回转支承或单蜗杆回转支承；所述双蜗杆回转支承或单蜗杆回转支承直接驱动工程车辆的转向；所述双蜗杆回转支承或单蜗杆回转支承由带齿回转支承、蜗杆、壳体、角度传感器和连接套构成，所述带齿回转支承与所述蜗杆相连，所述角度传感器与所述蜗杆相连，所述蜗杆与所述连接套相连，所述壳体与所述蜗杆相连。

所述比例多路阀具体为负载敏感多路阀；所述比例多路阀的工作油口管路分别与每个转向桥相连，并分为两路分别进入所述液压马达。

所述液压马达具体为低速大扭矩马达或高速柱塞马达；当所述液压马达为高速柱塞马达时，所述系统还包括减速机，所述减速机安装在所述高速柱塞马达和回转支承之间，用于增加输出扭矩。

所述控制器具体为可编程控制器。

有益效果：本实用新型通过液压马达驱动回转支承转向，解决了大吨位工程车辆多模式转向操作复杂及布置困难的问题，提高了大吨位工程车辆转向角度的精确度，降低了转向系统结构的复杂度。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的马达驱动独立转向系统原理示意图；

图2是本实用新型实施例双蜗杆回转支承安装示意图；

图3是本实用新型实施例双蜗杆回转支承结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

参见图1，本实用新型实施例提供的马达驱动独立转向系统由液压变量泵1、双蜗杆回转支承2、液压马达3、比例多路阀4、溢流阀5、液压油箱6、控制器7、高压管路过滤器8、回油过滤器9和角度传感器10构成。其中，液压变量泵1的吸油口与液压油箱6相连，液压变量泵1的出油口与高压管路过滤器8的入口相连；高压管路过滤器8的一路出口与溢流阀5的进油口相连，高压管路过滤器8的另一路出口与比例多路阀4的进油口相连；比例多路阀4的Ls口与液压变量泵1的Ls口相连；溢流阀5的出油口与比例多路阀4的T口汇合后，与回油过滤器9的进油口相连；回油过滤器9的出油口与液压油箱6相连。

高压管路过滤器8，用于过滤液压变量泵1输出的压力油。

回油过滤器9，用于过滤比例多路阀4T口的回油。

比例多路阀4为负载敏感多路换向阀，比例多路阀的A口和B口工作油口管路分别与每个转向桥相连，并分为两路分别进入与双蜗杆回转支承2相连接的两个液压马达3的A口和B口。所有液压马达3的回油口T1通过管路连接在一起后，回到液压油箱6。比例多路阀4中的每个比例电磁阀都通过数据线与控制器7相连，双蜗杆回转支承2上的角度传感器10通过数据线与控制器7相连。在实际应用中，通过调节比例多路阀4上电磁铁的电流大小，来控制通过比例多路阀4的液压油的流量，液压油的流量与电磁铁的电流大小成线性关系。负载敏感多路阀4可以将转向的负载压力传输到液压变量泵1，使液压变量泵1的输出油量发生变化。

如图2和图3所示，双蜗杆回转支承2的外圈通过安装螺栓14与悬架11相连，双蜗杆回转支承2的内圈通过安装螺栓13与车架12相连；双蜗杆回转支承2上安装有角度传感器10，悬架11转动的实时角度可以通过角度传感器10传送到控制器7，控制器7将实时角度与转向模式设定的标准值进行比较，如果存在误差，则控制器7在给比例多路阀4的比例电磁铁分配电流的时候将这个误差进行纠正，从而保证对每个转向桥转向角度的精确控制。

液压变量泵1为转向系统提供压力油。液压变量泵1提供压力油给比例多路阀4，比例多路阀4分别给每个双蜗杆回转支承2上的液压马达3供油，通过控制比例多路阀4的换向来改变每组液压马达的旋向，通过角度传感器10检测出悬架11的位置反馈给控制器7，控制器7实时控制比例多路阀4，进而控制每个双蜗杆回转支承2的转动角度，实现车辆的多模式转向。在实际应用中，液压变量泵1为一种负载敏感变量的柱塞泵，它可以根据转向负载压力自动调节泵的排量，输出转向所需要的流量，功率损失小，发热量少，效率高。

双蜗杆回转支承2是一种可以直接驱动旋转的回转支承，用于驱动工程车辆的转向。它主要应用于太阳能发电设备，采用电动机驱动使太阳能电池转动。如图3所示，双蜗杆回转支承2由带齿回转支承15、蜗杆16、壳体17、角度传感器10和连接套18构成，带齿回转支承15与蜗杆16相连，角度传感器10与蜗杆16相连，蜗杆16与连接套18相连，壳体17与蜗杆16相连。在实际应用中，除了可以使用双蜗杆回转支承实现本实施例外，还可以使用单蜗杆回转支承实现本实施例。当工程车辆所需转向力矩小的时候，可以采用单蜗杆回转支承；当工程车辆所需转向力矩大的时候，可以采用双蜗杆回转支承。另外，还可以根据工程车辆所需转向力矩的大小，在液压马达和双蜗杆(单蜗杆)回转支承之间加装减速机来增加输出扭矩。

液压马达3为双蜗杆回转支承2提供驱动力矩。液压马达3可以根据工程车辆所需要的转向力矩的不同来进行选取，具体可以采用低速大扭矩马达或高速柱塞马达；当液压马达3为高速柱塞马达时，该系统还包括减速机，减速机安装在高速柱塞马达和双蜗杆回转支承2之间，用于增加输出扭矩。

溢流阀5，用于设定液压转向系统的压力。

控制器7为可编程控制器，各种转向模式的转向数据储存在控制器7里面。当工程车辆转向时，控制器7根据转向模式给比例多路阀4分配相应大小的电流，从而使转向桥转动相应的角度。

液压油箱6，用于存贮液压油。

本实用新型实施例提供的马达驱动独立转向系统的工作原理是：液压变量泵1从液压油箱6吸取液压油，压力油进入高压管路过滤器8，经过高压管路过滤器8过滤后，进入比例多路阀4；比例多路阀4将负载压力通过Ls口传输到液压变量泵1的Ls口，使液压变量泵1改变排量，输出转向所需要的流量；在高压管路过滤器8的出口设置了溢流阀5，液压变量泵1输出的压力超过了溢流阀5设定的系统最高压力后，溢流阀5打开，压力油经过溢流阀5流回液压油箱6，使转向系统压力不超过设定的最高压力，保证液压转向系统的安全；当控制器7接到转向模式的指令后，根据转向模式给比例多路阀4的比例电磁铁分配不同大小的电流，比例多路阀4阀芯的开口大小与电流大小成比例，通过阀芯的流量大小也与电流大小成比例；比例多路阀4的A口和B口输出的油分别进入每个转向桥上液压马达3的A口和B口，液压马达3驱动双蜗杆回转支承2上的蜗杆转动，通过双蜗杆回转支承2内部的蜗杆齿轮机构将转动传输到双蜗杆回转支承2的内圈，内圈通过螺栓与悬架连接，双蜗杆回转支承2驱动悬架转动，转动的角度与控制器7的输出电流成比例。在实际应用中，通过控制器7给每片比例多路阀的比例电磁铁分配不同大小的电流，可以使每个转向桥转动不同的角度，进而使工程车辆实现斜行模式(所有转向桥转动角度相同)、八字转向模式(车辆围绕车辆外一点为中心转向)、原地转圈模式(车辆围绕车的中心点转向)、汽车模式(前轴转向，后轴不转向)以及其它自定义转向模式等多种模式转向。

本实用新型通过液压马达驱动回转支承转向，解决了大吨位工程车辆多模式转向操作复杂及布置困难的问题，提高了大吨位工程车辆转向角度的精确度，降低了转向系统结构的复杂度。

本实用新型实施例提供的马达驱动独立转向系统，可以应用于港口、造船厂、钢铁企业等重型运输设备，特别适用于大吨位两轴或多轴的工程车辆的转向。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种马达驱动独立转向系统，其特征在于，所述系统包括：

液压变量泵，用于提供转向系统的压力油；

回转支承，用于驱动工程车辆的转向；

角度传感器，用于测量所述回转支承的转向角度信息，并发送所述角度信息；

液压马达，用于向所述回转支承提供驱动力矩；

控制器，用于接收所述角度信息，并根据所述角度信息和预先存储的转向模式信息，输出不同大小的电流信号；

比例多路阀，用于接收所述控制器发送的电流信号，并根据所述电流信号调节输出压力油的流量；

溢流阀，用于设定转向系统的压力；

液压油箱，用于存贮液压油；

所述液压变量泵分别与所述液压油箱和比例多路阀相连，所述比例多路阀分别与所述液压马达和控制器相连，所述液压马达分别与所述回转支承和液压油箱相连，所述角度传感器与所述回转支承相连，所述溢流阀分别与所述液压变量泵和比例多路阀相连。

2.如权利要求1所述的马达驱动独立转向系统，其特征在于，所述系统还包括高压管路过滤器；所述高压管路过滤器分别与所述液压变量泵、比例多路阀和溢流阀相连，用于过滤所述液压变量泵输出的压力油。

3.如权利要求1或2所述的马达驱动独立转向系统，其特征在于，所述系统还包括回油过滤器；所述回油过滤器与分别与所述液压油箱、溢流阀和比例多路阀相连，用于过滤所述比例多路阀T口的回油。

4.如权利要求1所述的马达驱动独立转向系统，其特征在于，所述液压变量泵为负载敏感变量的柱塞泵；所述柱塞泵根据转向负载压力的大小自动调节泵的输出量，输出转向系统所需要的压力流量。

5.如权利要求1所述的马达驱动独立转向系统，其特征在于，所述回转支承具体为双蜗杆回转支承或单蜗杆回转支承；所述双蜗杆回转支承或单蜗杆回转支承直接驱动工程车辆的转向；所述双蜗杆回转支承或单蜗杆回转支承由带齿回转支承、蜗杆、壳体、角度传感器和连接套构成，所述带齿回转支承与所述蜗杆相连，所述角度传感器与所述蜗杆相连，所述蜗杆与所述连接套相连，所述壳体与所述蜗杆相连。

6.如权利要求1所述的马达驱动独立转向系统，其特征在于，所述比例多路阀具体为负载敏感多路阀；所述比例多路阀的工作油口管路分别与每个转向桥相连，并分为两路分别进入所述液压马达。

7.如权利要求1所述的马达驱动独立转向系统，其特征在于，所述液压马达具体为低速大扭矩马达或高速柱塞马达；当所述液压马达为高速柱塞马达时，所述系统还包括减速机，所述减速机安装在所述高速柱塞马达和回转支承之间，用于增加输出扭矩

8.如权利要求1所述的马达驱动独立转向系统，其特征在于，所述控制器具体为可编程控制器。

Images