CN201800767U - 四轮连动转向装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及果园作业机械的转向装置技术领域，是一种四轮连动转向装置，其包括底盘车架、前桥总成、后桥总成、左前轮、右前轮、左后轮、右后轮、转向操纵机构和转向传动机构；前桥总成包括前驱动桥、左前转向节和右前转向节；后桥总成包括后驱动桥、左后转向节和右后转向节；转向操纵机构通过转向传动机构分别与各转向节相连接并能够使左前轮和右前轮同时偏转而左后轮和右后轮反向偏转。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其通过在前、后桥总成两端分别安装转向节，并通过转向传动机构带动使前两个车轮与后两个车轮反向偏转，大大缩小了转弯半径、提高了机动灵活性，降低了对果木种植行距的要求，扩大了作业范围，提高了作业效率。

Description

四轮连动转向装置

技术领域

本实用新型涉及果园作业机械的转向装置技术领域，是一种四轮连动转向装置。

背景技术

目前国内研究与制造的自走式果园作业机械，可分为轮式和履带式两大类型。轮式果园作业机械采用同轴两轮驱动，另一同轴两轮进行液压或者机械转向操作，缺点是转弯半径较大，机动灵活性差，辅助部件较多，机构比较复杂，维修性较差；履带式果园作业机械采用带有差速器部件的农用变速箱做为驱动转向装置，通过差速器使一侧的输出轴转速几乎为零，同轴的另一侧利用速度差实现车辆的整体左转向或者右转向，缺点是操作杆件较多，操作过程带有间歇性，履带磨损较快，行走速度范围较低，不能实现可靠的坡地停驻。因此，现有果园作业机械的转向装置在实际使用过程中存在以下不足：转弯半径大、机动灵活性差、机构复杂不易维修和操作、高速行走性能不佳、坡地停驻性能不可靠。

发明内容

本实用新型提供了一种四轮连动转向装置，其解决了现有果园作业机械的转向装置存在的转弯半径大、机动灵活性差的问题。

同时本实用新型还进一步解决了现有果园作业机械的转向装置存在的机构复杂不易维修和操作、高速行走性能不佳、坡地停驻性能不可靠的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种四轮连动转向装置，包括底盘车架、前桥总成、后桥总成、左前轮、右前轮、左后轮、右后轮、转向操纵机构和转向传动机构；前桥总成安装在底盘车架的前部，前桥总成包括前驱动桥、左前转向节和右前转向节；后桥总成安装在底盘车架的后部，后桥总成包括后驱动桥、左后转向节和右后转向节；左前轮安装在左前转向节的左部，右前轮安装在右前转向节的右部，左后轮安装在左后转向节的左部，右后轮安装在右后转向节的右部；转向操纵机构安装在底盘车架的前部，转向操纵机构的后端通过转向传动机构分别与左前转向节的左部、右前转向节的右部、左后转向节的左部和右后转向节的右部相连接并能够使左前轮和右前轮同时向相同方向偏转而左后轮和右后轮同时向与左前轮转向相反的方向偏转。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述转向操纵机构可包括转向器、转向柱、转向盘和方向输出轴；转向器包括转向壳体、转向蜗杆和转向蜗轮，转向壳体的底部固定安装在底盘车架的前部上，转向壳体内有转向蜗杆及转向蜗轮，转向柱下部通过轴承安装在转向壳体上，转向柱的下端伸入转向壳体内并固定安装有转向蜗杆，转向柱的上端固定安装有转向盘；方向输出轴的前端和中部分别有轴承并通过轴承安装在转向壳体上，方向输出轴的前部位于转向壳体内并固定安装有转向蜗轮，转向蜗轮与转向蜗杆相啮合并能随转向蜗杆转动。

上述转向传动机构可包括转向轴、转向轴承、转向摇臂、转向横拉杆、前转向臂、前节臂、前转向拉杆、后转向臂、转向连杆、后节臂和后转向拉杆；转向轴的前端与方向输出轴的后端固定连接在一起，转向轴的后部通过转向轴承安装在底盘车架上，转向轴的后端固定连接有转向摇臂，转向摇臂的上部与转向横拉杆的右端通过球形铰链铰接在一起；左前转向节的左部上端有呈L形的前转向臂，前转向臂的后部固定连接在左前转向节的左部上，前转向臂的前端与转向横拉杆的左端铰接在一起，右前转向节的右部上端固定安装有前节臂，前转向臂的中部与前节臂的前端分别铰接在前转向拉杆的左右两端；右后转向节的右部上端有呈倒L形的后转向臂，后转向臂的前部固定连接在右后转向节的右部上，前转向臂的后部右端和后转向臂的前部左端分别铰接在转向连杆的前后两端，左后转向节的左部上端固定安装有后节臂，后节臂的后端与后转向臂的后端分别铰接在后转向拉杆的左右两端。

上述底盘车架上可安装有动力传动机构，动力传动机构包括离合器、变速箱、前万向节和后万向节，离合器的动力输入轴上有能够随发动机动力输出带轮转动的离合器带轮，离合器的动力输出轴与变速箱的动力输入轴相连接，前驱动桥的后部有前桥输入轴，后驱动桥的后部有后桥输入轴，变速箱的动力输出轴前端通过前万向节与前桥输入轴相连接，变速箱的动力输出轴后端通过后万向节与后桥输入轴相连接。

上述底盘车架上可有变速机构，变速机构包括变速杆、高低档杆、上变速连杆、下变速连杆、换档块、变速横连杆和高低速拉杆；变速箱上有主变速档杆和高低变速档杆，主变速档杆上安装有换档块，变速杆安装在底盘车架中部，上变速连杆的前端铰接在变速杆的中部上，上变速连杆的后端铰接有变速横连杆，变速横连杆的另一端铰接在换档块上，下变速连杆的前端铰接在变速杆的下端上，下变速连杆的后端铰接在换档块上；高低档杆的下端铰接在底盘车架前部，高低速拉杆的前端铰接在高低档杆中部，高低速拉杆的后端铰接在高低变速档杆上。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其通过在前、后桥总成两端分别安装转向节，并通过转向传动机构带动使前两个车轮与后两个车轮反向偏转，大大缩小了转弯半径、提高了机动灵活性，降低了对果木种植行距的要求，扩大了作业范围，提高了作业效率。

附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例的主视结构示意图。

附图2为附图1的俯视结构示意图。

附图3为附图1中的转向操纵机构的主视局部剖视结构示意图。

附图4为附图3中转向器的俯视局部剖视结构示意图。

附图5为附图1中的转向传动机构的主视结构示意图。

附图6为附图5的俯视结构示意图。

附图7为附图1中的前桥变向机构的俯视结构示意图。

附图8为附图7中省略前转向拉杆后的A向结构示意图。

附图9为附图1中的后桥变向机构的俯视结构示意图。

附图10为变速机构的主视结构示意图。

附图11为附图10的俯视结构示意图。

附图12为附图11中的B向放大结构示意图。

附图13为变速箱的主视结构示意图。

附图14为附图13的左视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为底盘车架，2为左前轮，3为右前轮，4为左后轮，5为右后轮，6为前驱动桥，7为左前转向节，8为右前转向节，9为后驱动桥，10为左后转向节，11为右后转向节，12为转向柱，13为转向盘，14为方向输出轴，15为转向壳体，16为转向蜗杆，17为转向蜗轮，18为转向轴，19为转向轴承，20为转向摇臂，21为转向横拉杆，22为前转向臂，23为前节臂，24为前转向拉杆，25为后转向臂，26为转向连杆，27为后节臂，28为后转向拉杆，29为变速箱，30为前万向节，31为后万向节，32为离合器带轮，33为前桥输入轴，34为后桥输入轴，35为变速箱的动力输出轴，36为变速杆，37为高低档杆，38为上变速连杆，39为下变速连杆，40为换档块，41为变速横连杆，42为高低速拉杆，43为主变速档杆，44为高低变速档杆。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图的布图方式来进行描述的，如：上、下、左右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合最佳实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1、2所示，该四轮连动转向装置包括底盘车架1、前桥总成、后桥总成、左前轮2、右前轮3、左后轮4、右后轮5、转向操纵机构和转向传动机构；前桥总成安装在底盘车架1的前部，前桥总成包括前驱动桥6、左前转向节7和右前转向节8；后桥总成安装在底盘车架1的后部，后桥总成包括后驱动桥9、左后转向节10和右后转向节11；左前轮2安装在左前转向节7的左部，右前轮3安装在右前转向节8的右部，左后轮4安装在左后转向节10的左部，右后轮5安装在右后转向节11的右部；转向操纵机构安装在底盘车架1的前部，转向操纵机构的后端通过转向传动机构分别与左前转向节7的左部、右前转向节8的右部、左后转向节10的左部和右后转向节11的右部相连接并能够使左前轮2和右前轮3同时向相同方向偏转而左后轮4和右后轮5同时向与左前轮2转向相反的方向偏转。通过转向传动机构带动左前转向节7、右前转向节8和左后转向节10和右后转向节11，使左前轮2、右前轮3与左后轮4、右后轮5的同时反向偏转，缩小了果园作业机械的车辆转弯半径、提高了其机动灵活性，使其更加适于在果树地块内行走和作业。

可根据实际需要，对上述四轮连动转向装置作进一步优化或/和改进：

如附图3、4所示，转向操纵机构包括转向器、转向柱12、转向盘13和方向输出轴14；转向器包括转向壳体15、转向蜗杆16和转向蜗轮17，转向壳体15的底部固定安装在底盘车架1的前部上，转向壳体15内有转向蜗杆16及转向蜗轮17，转向柱12下部通过轴承安装在转向壳体15上，转向柱12的下端伸入转向壳体15内并固定安装有转向蜗杆16，转向柱12的上端固定安装有转向盘13；方向输出轴14的前端和中部分别有轴承并通过轴承安装在转向壳体15上，方向输出轴14的前部位于转向壳体15内并固定安装有转向蜗轮17，转向蜗轮17与转向蜗杆16相啮合并能随转向蜗杆16转动。通过结构简单紧凑的转向操纵机构，不但使果园作业机械易于操作，而且使其更加便于维修。

如附图5、6、7、8、9所示，转向传动机构包括转向轴18、转向轴承19、转向摇臂20、转向横拉杆21、前转向臂22、前节臂23、前转向拉杆24、后转向臂25、转向连杆26、后节臂27和后转向拉杆28；转向轴18的前端与方向输出轴14的后端固定连接在一起，转向轴18的后部通过转向轴承19安装在底盘车架1上，转向轴18的后端固定连接有转向摇臂20，转向摇臂20的上部与转向横拉杆21的右端通过球形铰链铰接在一起；左前转向节7的左部上端有呈L形的前转向臂22，前转向臂22的后部固定连接在左前转向节7的左部上，前转向臂22的前端与转向横拉杆21的左端铰接在一起，右前转向节8的右部上端固定安装有前节臂23，前转向臂22的中部与前节臂23的前端分别铰接在前转向拉杆24的左右两端；右后转向节11的右部上端有呈倒L形的后转向臂25，后转向臂25的前部固定连接在右后转向节11的右部上，前转向臂22的后部右端和后转向臂25的前部左端分别铰接在转向连杆26的前后两端，左后转向节10的左部上端固定安装有后节臂27，后节臂27的后端与后转向臂25的后端分别铰接在后转向拉杆28的左右两端。通过前转向拉杆24和前节臂23使左前轮2和右前轮3能够同时同向偏转，通过后转向拉杆28和后节臂27使左后轮4和右后轮5能够同时同向偏转；通过转向连杆26连接前转向臂22和后转向臂25，使车辆前部的两个车轮和后部两个车轮能够做到同时反向偏转，从而大大缩小了车辆转弯半径。

如附图1、13、14所示，底盘车架1上安装有动力传动机构，动力传动机构包括离合器、变速箱29、前万向节30和后万向节31，离合器的动力输入轴上有能够随发动机动力输出带轮转动的离合器带轮32，离合器的动力输出轴与变速箱29的动力输入轴相连接，前驱动桥6的后部有前桥输入轴33，后驱动桥9的后部有后桥输入轴34，变速箱的动力输出轴35前端通过前万向节30与前桥输入轴33相连接，变速箱的动力输出轴35后端通过后万向节31与后桥输入轴34相连接。通过操纵驾驶室内的离合踏板，能够使离合器的动力输入轴与离合器的动力输出轴连接在一起或及时断开。通过前万向节30和后万向节31，使变速箱29带动前桥输入轴33和后桥输入轴34形成四轮驱动，不但最大限度利用了发动机的输出动力，而且提高了果园作业机械在复杂路面条件下的通过能力。离合器带轮32还能够与底盘车架1上安装的各种果园作业机械的动力装置相连接，为其提供动力、带动其工作。

如附图1、2、10、11、12所示，底盘车架1上有变速机构，变速机构包括变速杆36、高低档杆37、上变速连杆38、下变速连杆39、换档块40、变速横连杆41和高低速拉杆42；变速箱29上有主变速档杆43和高低变速档杆44，主变速档杆43上安装有换档块40，变速杆36安装在底盘车架1中部，上变速连杆38的前端铰接在变速杆36的中部上，上变速连杆38的后端铰接有变速横连杆41，变速横连杆41的另一端铰接在换档块40上，下变速连杆39的前端铰接在变速杆36的下端上，下变速连杆39的后端铰接在换档块40上；高低档杆37的下端铰接在底盘车架1前部，高低速拉杆42的前端铰接在高低档杆37中部，高低速拉杆42的后端铰接在高低变速档杆44上。通过操纵高低档杆37能够使果园作业机械在高速行驶和低速作业两种状态下互换，当路况较好时，果园作业机械使用高速档位能够易较快速度转移，当路况较差或者在田间作业时，使用低速档位更加安全可靠。通过操纵变速杆36能够使果园作业机械以合适的速度行驶或倒车，较低的底盘车架1还改善了果园作业机械高速行驶时的稳定性。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

本实用新型最佳实施例的工作过程是：首先，如附图3、4所示，转动转向盘13带动转向柱12和转向壳体15内的转向蜗杆16转动，转向蜗杆16带动与其相啮合的转向蜗轮17转动，进而带动方向输出轴14转动；接着，如附图5、6、7、8所示，方向输出轴14通过转向轴18带动转向摇臂20转动，转向摇臂20通过转向横拉杆21带动前转向臂22的前端左右移动，前转向臂22进而通过前转向拉杆24带动前节臂23前端左右移动，使左前轮2和右前轮3分别绕左前转向节7和右前转向节8同时偏转；同时，如附图1、2、9所示，前转向臂22的后端通过转向连杆26带动后转向臂25前端前后移动，后转向臂25后端通过后转向拉杆28带动后节臂27后端左右移动，使左后轮4和右后轮5分别绕左后转向节10和右后转向节11同时偏转；由于前转向臂22和前节臂23与前转向拉杆24的连接端都位于前驱动桥6的前部，因此左前轮2和右前轮3偏转方向的相位保持一致，而前转向臂22的后端和后转向臂25的前端通过转向连杆26连接在一起，因此左前轮2和右后轮5偏转方向的相位相反，由于后转向臂25和后节臂27与后转向拉杆28的连接端都位于后驱动桥9的后部，因此左后轮4和右后轮5偏转方向的相位保持一致；最后，本实用新型在前进或者倒退时，当转向盘13向左或者向右偏转时，前桥总成上的左前轮2和右前轮3相应地向左或者向右转动一定角度，而后桥总成上的左后轮4和右后轮5则会向右或者向左转动一定的角度，使得本实用新型前后桥轴线相对底盘车架1的纵中心线产生一个扭转角度，从而使本实用新型逐渐改变原来的方向偏向新的方向，即发生转弯。

Claims (5)

1.一种四轮连动转向装置，其特征在于包括底盘车架、前桥总成、后桥总成、左前轮、右前轮、左后轮、右后轮、转向操纵机构和转向传动机构；前桥总成安装在底盘车架的前部，前桥总成包括前驱动桥、左前转向节和右前转向节；后桥总成安装在底盘车架的后部，后桥总成包括后驱动桥、左后转向节和右后转向节；左前轮安装在左前转向节的左部，右前轮安装在右前转向节的右部，左后轮安装在左后转向节的左部，右后轮安装在右后转向节的右部；转向操纵机构安装在底盘车架的前部，转向操纵机构的后端通过转向传动机构分别与左前转向节的左部、右前转向节的右部、左后转向节的左部和右后转向节的右部相连接并能够使左前轮和右前轮同时向相同方向偏转而左后轮和右后轮同时向与左前轮转向相反的方向偏转。

2.根据权利要求1所述的四轮连动转向装置，其特征在于转向操纵机构包括转向器、转向柱、转向盘和方向输出轴；转向器包括转向壳体、转向蜗杆和转向蜗轮，转向壳体的底部固定安装在底盘车架的前部上，转向壳体内有转向蜗杆及转向蜗轮，转向柱下部通过轴承安装在转向壳体上，转向柱的下端伸入转向壳体内并固定安装有转向蜗杆，转向柱的上端固定安装有转向盘；方向输出轴的前端和中部分别有轴承并通过轴承安装在转向壳体上，方向输出轴的前部位于转向壳体内并固定安装有转向蜗轮，转向蜗轮与转向蜗杆相啮合并能随转向蜗杆转动。

3.根据权利要求2所述的四轮连动转向装置，其特征在于转向传动机构包括转向轴、转向轴承、转向摇臂、转向横拉杆、前转向臂、前节臂、前转向拉杆、后转向臂、转向连杆、后节臂和后转向拉杆；转向轴的前端与方向输出轴的后端固定连接在一起，转向轴的后部通过转向轴承安装在底盘车架上，转向轴的后端固定连接有转向摇臂，转向摇臂的上部与转向横拉杆的右端通过球形铰链铰接在一起；左前转向节的左部上端有呈L形的前转向臂，前转向臂的后部固定连接在左前转向节的左部上，前转向臂的前端与转向横拉杆的左端铰接在一起，右前转向节的右部上端固定安装有前节臂，前转向臂的中部与前节臂的前端分别铰接在前转向拉杆的左右两端；右后转向节的右部上端有呈倒L形的后转向臂，后转向臂的前部固定连接在右后转向节的右部上，前转向臂的后部右端和后转向臂的前部左端分别铰接在转向连杆的前后两端，左后转向节的左部上端固定安装有后节臂，后节臂的后端与后转向臂的后端分别铰接在后转向拉杆的左右两端。

4.根据权利要求1或2或3所述的四轮连动转向装置，其特征在于底盘车架上安装有动力传动机构，动力传动机构包括离合器、变速箱、前万向节和后万向节，离合器的动力输入轴上有能够随发动机动力输出带轮转动的离合器带轮，离合器的动力输出轴与变速箱的动力输入轴相连接，前驱动桥的后部有前桥输入轴，后驱动桥的后部有后桥输入轴，变速箱的动力输出轴前端通过前万向节与前桥输入轴相连接，变速箱的动力输出轴后端通过后万向节与后桥输入轴相连接。

5.根据权利要求4所述的四轮连动转向装置，其特征在于底盘车架上有变速机构，变速机构包括变速杆、高低档杆、上变速连杆、下变速连杆、换档块、变速横连杆和高低速拉杆；变速箱上有主变速档杆和高低变速档杆，主变速档杆上安装有换档块，变速杆安装在底盘车架中部，上变速连杆的前端铰接在变速杆的中部上，上变速连杆的后端铰接有变速横连杆，变速横连杆的另一端铰接在换档块上，下变速连杆的前端铰接在变速杆的下端上，下变速连杆的后端铰接在换档块上；高低档杆的下端铰接在底盘车架前部，高低速拉杆的前端铰接在高低档杆中部，高低速拉杆的后端铰接在高低变速档杆上。

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