[实用新型]一种变轮距车辆的转向系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种变轮距车辆的转向系统，特别涉及一种驱动桥呈交叉布置形式的可调轮距的农用车辆底盘的机械式转向系统，属于车辆转向控制技术领域。

背景技术

众所周知，车辆行驶过程中需要转向；车辆转向时，理论上要使各车轮都只滚动不滑动，各车轮必须围绕同一个中心点O滚动，即转向轮偏转角满足阿克曼转向原理，即外侧转向车轮的偏转角的余切值等于内侧转向车轮的偏转角的余切值加轮距与轴距的比值(cotα＝cotβ+b/l，式中α、β分别为外、内侧车轮偏转角；b为两侧主销延长线与地面交点之间的距离；l为轴距)。对于一般车辆，其轮距和轴距基本上是固定不变的，所以其转向机构及转向特性是固定不变的，使用过程中不需要调整和改变；而有些情况下，要求作业车辆的轮距经常调整改变以满足作业要求，例如用于农作物除草、施肥以及喷药等田间管理机械化作业的车辆，要求其车辆底盘沿农作物行距行走并随农作物行距的变化而改变轮距，对于上述变轮距车辆，轮距的改变使得转向参数间的关系发生变化，因此要求转向机构的参数及转向特性随之改变，以保证时刻满足阿克曼转向原理。

目前，车辆的转向系统主要有机械式、液压式、电子液压式和电子控制式，相比其他类型的转向系统，机械式转向系统具有造价低、效率高、路感好和可靠性高等优点，所以国内的普通车辆、农用车辆等一般都采用基于阿克曼梯形转向机构的机械式转向机构。由于阿克曼梯形转向机构各连杆的长度是固定不变的，其转向特性也是不可改变的，因此，目前国内的机械式转向系统一般不能满足变轮距车辆的转向要求。对于变轮距车辆的转向系统，目前国内外研究及应用多集中于车轮独立转向，采用伺服控制、液压驱动转向车轮满足阿克曼转向条件，或者直接采用伺服电机控制车轮偏转以满足阿克曼转向条件。

因此，需要一种转向系统，在满足变轮距车辆的转向要求的基础上，采用基于阿克曼梯形转向机构转向方法的机械式转向机构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述的不足，提供一种变轮距车辆的转向系统，利用交叉车桥的布置特点，将阿克曼梯形转向机构设计为一个独立的转向单元，单独设置在一个车桥上，通过一系列连杆机构，实现车辆的转向，通过改变上述转向单元的结构参数改变其转向特性，来满足所有轮距条件下的转向要求。

实现上述目的的技术措施：包括驱动桥和交叉驱动桥，以及用于安装驱动桥和交叉驱动桥的车辆主车架；所述转向系统还包括转向单元及转向连杆机构；所述驱动桥和交叉驱动桥于各自中点位置相互铰接形成OC点；所述OC点位于车辆主车架上，驱动桥以及交叉驱动桥和车辆主车架之间构成中心铰接机构；

所述中心铰接机构包括车架主销轴、转向动力臂主轴和转向器；

所述驱动桥和交叉驱动桥安装于车架主销轴上，所述车架主销轴是一个中空轴，转向动力臂主轴穿过车架主销轴和转向器连接；

所述转向单元及转向连杆机构安装在驱动桥或交叉驱动桥上；

所述转向单元由转入节臂、转入梯形臂、转向横拉杆、转出梯形臂和转出节臂构成；

所述转向连杆机构包括转向动力臂、左侧拉杆、换向摇臂、左侧驱动杆、右侧拉杆、右侧驱动杆、后轮稳定臂、右侧稳定杆、左侧稳定杆、稳定杆、转向节臂、转向梯形臂、左后车轮转臂、右后车轮转臂、左前车轮转臂和右前车轮转臂；

所述转向动力臂一端铰接于OC点，另一端和固定在车辆主车架上的转向器相连，同时与左侧拉杆和右侧拉杆通过连杆销轴相铰接；

所述交叉驱动桥上焊接有转臂销轴，焊接点形成E点；

所述左侧拉杆另一端与换向摇臂的一端铰接；换向摇臂的中心销轴孔穿过转臂销轴，与交叉驱动桥形成铰接结构，另一端铰接有左侧驱动杆；左侧驱动杆另一端与左前车轮转臂相铰接，左前车轮转臂的中心轴穿过交叉车桥左前端的轴孔，形成铰接结构，左前车轮转臂下端装有左前车轮，右前车轮转臂下端装有右前车轮，左后车轮转臂下端装有左后车轮，右后车轮转臂下端装有右后车轮。

所述右侧拉杆另一端与转向单元中的转入节臂相铰接，右侧驱动杆一端与转向单元中的转出节臂相铰接，另一端与右前车轮转臂相铰接。

进一步的，所述车架主销轴是一个空心轴，固定在车辆主车架上，转向动力臂的主轴穿过车架主销轴，另一端和固定在车辆主车架上的转向器相连。