[发明专利]八轴汽车底盘起重机及其转向控制系统、方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车操控系统，具体涉及一种八轴汽车底盘起重机及其转向控制系统及方法。

背景技术

为了满足工程缩短工期、提高效率以及降低成本的需要，多轴大吨位汽车底盘越来越广泛地应用于全地面起重机械等工程机械。

众所周知，多轴大吨位汽车底盘的转向控制系统是相当复杂的，以八轴全地面起重机为例，现有的八轴全地面起重机的转向装置一般均采用连杆式机械转向机构，并辅以液压助力系统，每个转向轴的转向角度由整个转向机构的转向杆系的布置决定。图1示出了现有技术的一种八轴全地面起重机的连杆式机械转向机构示意图，请参见图1，顺时针转动方向盘1时，转向信号由方向盘1传递至转向器2并带动其上的转向垂臂绕转向器2的输出轴转动相应的角度，转向垂臂通过第一拉杆总成3拉动第一摇臂4绕铰点A1逆时针转动，于是在第一摇臂4的带动下，第二拉杆总成5推动第二摇臂7绕铰点A2逆时针转动，这样，第二摇臂7拉动第三拉杆总成6向右运动，从而拉动与第一转向轴L1上的车轮对应的转向节臂移动，使第一转向轴L1上的车轮向右转向；第四拉杆总成8推动与第二轴转向轴L2上的车轮对应的转向节臂移动，使第二转向轴L2上的车轮向右转向；同时，第五拉杆总成9使第三摇臂10绕铰点A3逆时针转动，以此类推，第六拉杆总成11使第三转向轴L3上的车轮向右转向，第七拉杆总成12使第四摇臂13绕铰点A4逆时针转动，第八拉杆总成14推动第四转向轴L4上的车轮向右转向，第九拉杆总成15拉动第六摇臂16绕铰点A5逆时针转动，第十拉杆总成17和第十一拉杆总成19通过第六摇臂18铰接，于是，推动第七摇臂21绕铰点A6顺时针转动，第十二拉杆总成20向推动第七转向轴L7上的车轮向左转向，第十三拉杆总成22拉动第八转向轴L8上的车轮向左转向。以上为车辆在公路行驶模式下，顺时针转动方向盘时，各转向轴上的车轮转向变化过程，逆时针操纵方向盘，第一、第二、第三、第四、第七和第八转向轴上的车轮的转向方向与前述各车轮的转向方向相反，在此不再赘述。

对于八轴全地面起重机而言，由于第五和第六轴转向轴位于其回转座圈前后，受空间的限制，机械转向机构无法布置到第五和第六转向轴，因此，现有的八轴全地面起重机第五和第六转向轴上的车轮不能参与转向过程；另外，同样是由于空间受限，第十拉杆总成17也无法由转向锁死装置替代(转向锁死装置是由前、后两个组件组合而成的杆件结构，能够提供前、后两个组件的锁死和解锁两种状态，在锁死状态下，前、后两个组件等效于一个刚性的拉杆，可以将转向角度向后面的转向轴传递，而在解锁的状态下，前、后两个组件之间可以自由转动，于是转向角度无法向后面的转向轴传递，转向锁死装置目前在六轴全地面起重机的转向控制系统中广泛采用，用于实现第五和第六转向轴机械驱动和液压驱动转向的切换)，因此，第七和第八转向轴上的车轮只能跟随第一转向轴上的车轮的转向而同时转向，并且第七和第八转向轴上的车轮的转向方向与第一转向轴上的车轮的转向方向相反。

根据以上描述可知，现有的八轴全地面起重机，通过机械转向机构控制第一、第二、第三、第四和第七、第八转向轴上的车轮进行转向，其中第五和第六转向轴上的车轮不参与转向。很明显，采用这种机械转向机构方式进行转向控制存在以下一些不足：

第一、只能提供一种转向模式，即公路行驶转向模式，不能获取更多的转弯直径，车辆的弯道通过能力弱；

第二，由机械转向机构控制相应转向轴上的车轮进行转向，如果设置在某一转向轴上的车轮被卡住，或者转向传动机构与附近的零部件存在运动干涉，液压助力系统会把转向油缸提供的动力通过转向拉杆总成传递到其他部件上，从而会导致局部转向杆系的受力超过其许用应力范围而出现断裂现象，给驾驶员带来生命危险。

第三，若机械转向机构的设计不合理，不同转向轴的转角彼此不协调，会导致轮胎局部非正常磨损，降低车辆行驶安全性。

有鉴于此，亟待针对现有结构进行优化设计，以满足八轴汽车底盘转向操纵的稳定性以及弯道通过能力和机动灵活性的要求，减少轮胎局部非正常磨损，并且当车速较高时，使后四根转向轴上的车轮自动保持中位锁定状态，保证行驶安全。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种八轴汽车底盘的转向控制系统，使八轴车辆具有多个转弯直径，同时具有灵敏的转向响应、操纵稳定性强并且轮胎磨损量小。在此基础上，本发明还提供了一种八轴汽车底盘的转向控制方法及具有该转向控制系统的八轴汽车底盘起重机。