CN201907368U - 错位布置的轮轴伸缩结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种错位布置的轮轴伸缩结构，两侧轮轴相互错开，前后错位布置。伸缩轮轴错位布置的应用，可显著提高车辆稳定性，且结构形式简单、功能易于实现；转向油缸布置在伸缩轮轴内部，节省空间，防止油缸碰撞；每个车轮均能独立转向，便于实现车辆的多种转向模式，即两轮转向、蟹行、四轮转向，操作简单灵活。

Description

错位布置的轮轴伸缩结构

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种有效加大作业时的轮胎跨距、增强整机稳定性的高空作业平台底盘的轮轴伸缩结构。

背景技术

高空作业平台以其方便灵活的特点被广泛应用于生产建设的诸多场合，随着社会的发展进步，对作业高度的要求也不断加大。大部分自行式高空作业平台不设置支腿而由车轮支撑全部载荷，作业时随着臂架伸展和转台回转，整机的重心位置不断变化，轮距的大小对整机稳定性的影响至关重要。轮距增大，则倾覆线外移，稳定性随之提高。但受道路运输标准限制，整车宽度不能超过2.5m，因此可伸缩轮轴的高空作业平台应运而生，缩进轮轴可适应道路运输标准，伸展轮轴则增加作业稳定性。

如图1，现有的轮轴伸缩结构呈左右两侧对称布置，两侧伸缩轮轴的中心线共线，轮轴伸长量受底盘宽度的限制较大。本发明采用两侧轮轴错位布置的结构形式，在底盘宽度不变的情况下有效加大了车轮横向跨距，增大了作业区间并提高了整机稳定性。

以往的设计中伸缩轮轴呈两侧对称布置，一个伸缩油缸的两端分别连接在两侧的可伸缩轮轴上，油缸伸缩带动轮轴伸缩。阻力小的一侧可能会优先伸展到位，受到机械限位后停止伸展，另一侧轮轴会继续伸展直至达到预定位置。

发明内容

本发明目的是为自行式高空作业平台提供一种有效增大作业时轮距的伸缩轮轴结构形式。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种错位布置的轮轴伸缩结构，两侧轮轴相互错开，前后错位布置。

其中，所述两侧轮轴的主销固定于同一直线上。

其中，每个所述轮轴包括：固定轮轴、可伸缩轮轴及在固定轮轴和可伸缩轮轴之间布置的滑块。

其中，每个所述轮轴配置一个伸缩油缸，所述伸缩油缸一端与固定轮轴连接，另一端与可伸缩轮轴连接，伸缩油缸带动轮轴伸展和缩进。

其中，每个所述轮轴布置一个用于检测轮轴是否伸展到位的拉杆阀，当轮轴伸展完全时，活动轮轴后端的滑块将压下拉杆阀，以接通上车油路，实现上车动作。

其中，所述固定轮轴内部下方设置限位挡块，所述限位挡块垂直方向的边缘与拉杆阀压下后的位置在同一条垂直线上。

其中，每个所述轮轴单独配置一个转向油缸，同一轮轴两侧的转向油缸分别布置在前后两个方向上，且放置在可伸缩轮轴箱的内部。

其中，每个所述轮轴配置一个用于检测转角大小的转角传感器。

有益的技术效果：伸缩轮轴错位布置的应用，可显著提高车辆稳定性，且结构形式简单、功能易于实现；转向油缸布置在伸缩轮轴内部，节省空间，防止油缸碰撞；每个车轮均能独立转向，便于实现车辆的多种转向模式，即两轮转向、蟹行、四轮转向，操作简单灵活。

【附图说明】

图1传统的伸缩轮轴采用的两侧对称布置，两侧轮轴中心线共线。

图2本发明采用的错位伸缩轮轴，有效增大轮轴伸缩量。

图3采用本发明的错位伸缩轮轴的转向模式示意图。

(a)         两轮转向模式（轮轴全缩）。

(b)         两轮转向模式（轮轴全伸）。

(c)         蟹行转向模式（轮轴全缩）。

(d)         蟹行转向模式（轮轴全伸）。

(e)         四轮转向模式（轮轴全缩）。

(f)         四轮转向模式（轮轴全伸）。

图4传统的对称轮轴结构中四轮转向时转向油缸的布置。

图5本发明的错位轮轴结构中四轮转向时转向油缸的布置。

图6本发明的错位伸缩轮轴机构示意图。

附图标识：1、轮胎；2、转角传感器；3、转向油缸；4、拉杆阀；5、滑块；6、主销；7、转向支架；8、可伸缩轮轴；9、限位挡块；10、固定轮轴；11、伸缩油缸。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

一、错位轮轴布置。

本发明打破以往伸缩轮轴两侧对称布置的结构形式，将两侧轮轴相互错开，每个轮轴的固定部分和可伸缩部分的长度均较以往结构形式的尺寸增加了接近半个车架的宽度。因而轮轴伸缩量大大增加，相应提高了整机作业稳定性。对比以往的高空作业平台，改进后的底盘可以在上装不变的情况下加大整机的作业区间。

由于车辆在转弯时内、外侧的转弯半径不同，为保证各车轮尽可能的做纯滚动而减小与地面之间的摩擦，必需使内侧车轮转速慢、外侧车轮转速快，内侧轮转角大于外侧轮转角，且内外侧轮速满足一定的比例关系。在以往的设计中，可以设置转向横拉杆从机械上保证内外侧的转向角匹配关系。而在错位伸缩轮轴的结构中无法布置横拉杆，但可以依靠编码器来实现这一功能。

左右侧轮轴错位布置，其中心线不共线，为转向参数确定带来不利影响。为消除这一影响，可将两侧主销仍布置在一条直线上（如图2）。主销共线，则与普通对称轮轴转向参数的确定方法完全相同。

两轮转向模式：由内侧前轮所在转角位置的车轮中垂线与后轮轴中心线的交点确定转向中心，由转向中心确定外侧前轮的转向角。（如图3（a）（b））。

蟹行模式：在蟹行模式下，错位轮轴与以往的对称轮轴设计在各车轮转向角的确定上完全相同。即各轮转弯方向与转角大小均相同。（如图3（c）（d））。

四轮转向模式：由内侧前轮所在转角位置的车轮中垂线与前后轴中线的交点确定转向中心，再由转向中心确定外侧前轮的转向角。内侧前、后两轮转角大小相同方向相反，外侧前、后两轮转角大小相同方向相反。（如图3（e）（f））。

二、控制原理及功能实现。

为减小轮轴伸缩过程中地面对轮胎的摩擦力，要求在车辆行驶过程中进行轮轴伸缩操作。只有当车辆的行驶速度高于预先设定的最低行驶速度时，操作开关或手柄才能实现轮轴伸缩动作。在轮轴伸缩的过程中，当车速低于设定速度或轮轴伸缩开关离开接合位置时，轮轴伸缩动作将停止。

轮轴伸展量决定车辆倾覆线的位置，为保证作业安全，要求作业时轮轴全部伸展开，因而设置接近开关检测轮轴是否全伸。接近开关检测到轮轴没有全伸时，当臂架在运输位置或固有的稳定位置之外时，行走和转向功能被禁用直到臂架收回到运输位置。一旦处于运输位置，操作者能再次操作伸缩轮轴。如果轮轴不能伸出，则不允许操作臂架离开运输位置。只有当轮轴全伸触发接近开关后，才能操控处于运输状态的臂架进行伸展、变幅、回转等动作。

为使车辆具备多种转向模式，每个车轮必需有独立的转向机构，可为每个轮配置一个转向油缸。因错位布置轮轴，所以取消转向横拉杆，代之以编码器，实现内外侧轮的转角匹配。各转向参数可根据阿克曼定律计算得出。

在两轮转向和四轮转向模式下，车辆的转向中心都是由内侧前轮所处的位置来确定的。因此需为每个车轮配置角度传感器，以检测车轮的实时转向角度。车辆转向时，读取内前轮的角度，通过闭环控制回路利用各轮的角度传感器作为反馈输入，控制系统计算出其余三个轮子应有的转角。当操作者将转向开关打到中立位置，有最大内侧转角的车轮又成为计算各轮转角的主动轮，其余三个车轮为从动轮。当转向模式改变时控制系统自动调整轮子转角关系。

当车辆转弯时，为尽可能减小轮胎与地面之间的摩擦，内侧轮速应小于外侧轮速，所以配置左侧泵和右侧泵，分别为左、右两侧的行走机构供油。转向时内侧泵流速小于外侧泵流速，内外侧泵速比通过差速器实现。

三、错位伸缩轮轴结构。

如图6所示，错位伸缩轮轴与以往的对称轮轴相比，主要结构相似，即均包括固定轮轴10和可伸缩轮轴8，在固定部分和可伸缩部分之间布置滑块5。两侧轮轴前后错位布置，较对称布置时轮轴长度有明显增加。因而车辆的倾覆线外移，整机稳定性增强。

本发明为每个轮轴配置一个伸缩油缸11，一端与固定的轮轴连接，另一端与可伸缩轮轴连接，油缸带动轮轴伸展和缩进。因错位轮轴的结构长度较长，所以油缸的行程可以较长。每个轮轴有独立的伸缩油缸，方便实现控制。

车辆只有在轮轴完全伸开后才能进行臂架变幅、伸展、回转等动作，因此布置拉杆阀4，用于检测轮轴是否伸展到位。当轮轴伸展完全时，活动轮轴后端的滑块将压下拉杆阀，从而接通上车油路，实现上车动作。轮轴伸展不完全时，上车无法动作，可以避免危险情况的发生。在固定轮轴内部下方设置限位挡块，其垂直方向的边缘与拉杆阀压下后的位置在同一条垂直线上，所以当拉杆阀压下时，活动轮轴下方的滑块被挡块机械限位，可以避免拉杆阀和伸缩油缸受损。

为能够实现多种转向模式，为每个车轮单独配置一个转向油缸3。以往产品中同一轮轴两侧的转向油缸对称布置，而在错位轮轴中难以实现（如图4），因而本发明将同一轮轴两侧的转向缸分别布置在前后两个方向上（如图5），且放置在可伸缩轮轴箱的内部，即节省空间，又避免油缸受到其它物体的碰撞。

车辆转向时内侧轮速低于外侧轮速，内侧转向角大于外侧转向角，且内外侧轮速和转角满足一定的比例关系。转向模式不同的情况下，各轮转向角及旋转的方向都会不同。为满足上文所述，本发明为每个轮配置一个转角传感器2，检测转角大小。转向时以内侧前轮的转角为依据，通过控制系统计算出其它各轮的转角大小。为实现车辆的多种转向模式，需设置选择开关，各档位分别对应不同的转向模式。两轮转向时，后轮不参与转向，外侧轮转角小于内侧轮；蟹行时，四个轮转角大小相等、方向相同；四轮转向时，同一侧的前轮和后轮转向角大小相同、方向相反，外侧转向角小于内侧转向角。

以上内容是结合优选技术方案对本发明所做的进一步详细说明，不能认定发明的具体实施仅限于这些说明。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应当视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种错位布置的轮轴伸缩结构，其特征在于，两侧轮轴相互错开，前后错位布置。

2.根据权利要求1所述的错位布置的轮轴伸缩结构，其特征在于，所述两侧轮轴的主销固定于同一直线上。

3.根据权利要求1或2所述的错位布置的轮轴伸缩结构，其特征在于，每个所述轮轴包括：固定轮轴（10）、可伸缩轮轴（8）及在固定轮轴（10）和可伸缩轮轴（8）之间布置的滑块（5）。

4.根据权利要求3所述的的错位布置的轮轴伸缩结构，其特征在于，每个所述轮轴配置一个伸缩油缸（11），所述伸缩油缸（11）一端与固定轮轴（10）连接，另一端与可伸缩轮轴（8）连接，伸缩油缸（11）带动轮轴伸展和缩进。

5.根据权利要求3所述的的错位布置的轮轴伸缩结构，其特征在于，每个所述轮轴布置一个用于检测轮轴是否伸展到位的拉杆阀（4），当轮轴伸展完全时，活动轮轴（8）后端的滑块（5）将压下拉杆阀（4），以接通上车油路，实现上车动作。

6.根据权利要求5所述的的错位布置的轮轴伸缩结构，其特征在于，所述固定轮轴（10）内部下方设置限位挡块（9），所述限位挡块（9）垂直方向的边缘与拉杆阀（9）压下后的位置在同一条垂直线上。

7.根据权利要求3所述的的错位布置的轮轴伸缩结构，其特征在于，每个所述轮轴单独配置一个转向油缸（3），同一轮轴两侧的转向油缸（3）分别布置在前后两个方向上，且放置在可伸缩轮轴箱的内部。

8.根据权利要求3所述的错位布置的轮轴伸缩结构，其特征在于，每个所述轮轴配置一个用于检测转角大小的转角传感器（2）。

Images