本發(fā)明涉及工程機械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于起重機械的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及起重機械。

背景技術(shù)：

目前，全地面起重機采用的是機械液壓助力轉(zhuǎn)向和電液比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，機械液壓助力系統(tǒng)因具有技術(shù)成熟、可靠性強的特點而被業(yè)內(nèi)普遍采用，電液比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以實現(xiàn)多軸多模式轉(zhuǎn)向。但是現(xiàn)有的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無法解決低速靈活性和高速穩(wěn)定性之間的矛盾。

近代汽車轉(zhuǎn)向技術(shù)經(jīng)歷了液壓助力轉(zhuǎn)向、電動助力轉(zhuǎn)向、線控轉(zhuǎn)向和主動轉(zhuǎn)向幾個階段。主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有線控轉(zhuǎn)向的可變傳動比功能，又保留著轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向輪之間的機械連接，保障了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安全性和可靠性，是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展方向。

現(xiàn)有技術(shù)中有一種八軸汽車底盤起重機及其轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)、方法(參見公開號為CN102030037A的專利)，其方向盤通過角傳動器改變傳遞方向，最終將方向盤轉(zhuǎn)角輸出到轉(zhuǎn)向器，進而控制車輪轉(zhuǎn)向。該轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)采用固定的轉(zhuǎn)角傳動比，角傳動器速比不能改變，僅作為改變傳遞方向使用，傳動比大小主要由轉(zhuǎn)向器傳動比決定，而轉(zhuǎn)向器的傳動比由轉(zhuǎn)向器內(nèi)部設(shè)計決定，同樣也是一個定比系統(tǒng)。

還有一種融合電動助力轉(zhuǎn)向功能的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及控制方法(參見公開號為CN101695935A的專利)，如圖1所示，該主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)依次包括轉(zhuǎn)向盤a1、轉(zhuǎn)向輸入軸a2、行星齒輪機構(gòu)a5、轉(zhuǎn)向輸出軸a6、轉(zhuǎn)向機a9、轉(zhuǎn)向橫拉桿a10、安裝于行星齒輪機構(gòu)a5上的轉(zhuǎn)向電機a4、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器、橫擺角速度傳感器以及側(cè)向加速度傳感器，裝在轉(zhuǎn)向輸入軸a2上的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩傳感器a3獲得的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩傳感器信號以及轉(zhuǎn)角傳感器、側(cè)向加速度傳感器和橫擺角速度傳感器獲得的信號，根據(jù)整車的操縱穩(wěn)定性計算出轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的理想傳動比和轉(zhuǎn)向角修正量，向轉(zhuǎn)向電機a4發(fā)出控制信號，驅(qū)動上述行星齒輪機構(gòu)a5實施變傳動比控制和主動轉(zhuǎn)向干預(yù)控制的ECU。ECU根據(jù)轉(zhuǎn)向電機a4發(fā)回的轉(zhuǎn)向電機反饋信號，給助力電機a7發(fā)送助力電機控制信號，確定助力電機a7助力力矩和回正控制力矩大小，通過轉(zhuǎn)向橫拉桿a10共同驅(qū)動前輪a11轉(zhuǎn)向，實施電動助力轉(zhuǎn)向助力控制、回正控制。

在上述的八軸汽車底盤起重機及其轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)中，采用固定的轉(zhuǎn)向傳動比，無法解決低速靈活性和高速穩(wěn)定性的矛盾：液壓助力可以使轉(zhuǎn)向較輕，但在低速大轉(zhuǎn)角、掉頭、小場地轉(zhuǎn)向等工況下，需要反復(fù)大幅度轉(zhuǎn)動方向盤，轉(zhuǎn)向靈活性差，易疲勞；高速行駛時，后橋鎖止可以一定程度上提高行駛穩(wěn)定性，但是改善程度有限，在遇到特殊情況如雨雪天、急轉(zhuǎn)彎時，仍有出現(xiàn)失穩(wěn)的可能性；在車輪定位參數(shù)不良、胎壓不標(biāo)準(zhǔn)、懸架未調(diào)平等情況下，直線行駛過程中會發(fā)生跑偏，需要駕駛員不斷的進行修正，增加駕駛負(fù)擔(dān)。

在上述的融合電動助力轉(zhuǎn)向功能的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)融合了電動助力轉(zhuǎn)向功能，由于起重機底盤轉(zhuǎn)向阻力大，電動助力轉(zhuǎn)向滿足不了系統(tǒng)要求，并且其布置方式占用空間較大，實際操作中布置困難。

需要說明的是，公開于本發(fā)明背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出一種用于起重機械的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及起重機械，以提高起重機械克服轉(zhuǎn)向阻力的能力，增大主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的適用范圍。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于起重機械的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該起重機械包括方向盤和車輪，主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括主動轉(zhuǎn)向裝置、液壓助力轉(zhuǎn)向器和液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，所述主動轉(zhuǎn)向裝置設(shè)置在所述方向盤和所述起重機械的轉(zhuǎn)向垂臂之間，以根據(jù)所述起重機械的行駛工況調(diào)節(jié)所述方向盤和所述轉(zhuǎn)向垂臂之間的轉(zhuǎn)向傳動比，所述液壓助力轉(zhuǎn)向器設(shè)置在所述方向盤和所述轉(zhuǎn)向垂臂之間，以控制所述液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)驅(qū)動所述車輪轉(zhuǎn)向。

進一步地，所述主動轉(zhuǎn)向裝置設(shè)置在所述方向盤和所述液壓助力轉(zhuǎn)向器之間，以通過所述主動轉(zhuǎn)向裝置改變所述方向盤的輸入與所述液壓助力轉(zhuǎn)向器的輸出之間的傳動比。

進一步地，所述主動轉(zhuǎn)向裝置設(shè)置在所述液壓助力轉(zhuǎn)向器和所述轉(zhuǎn)向垂臂之間，以通過所述主動轉(zhuǎn)向裝置改變所述液壓助力轉(zhuǎn)向器的輸出與所述轉(zhuǎn)向垂臂的輸出之間的傳動比。

進一步地，所述主動轉(zhuǎn)向裝置包括差動輪系，所述差動輪系通過調(diào)節(jié)其輸入軸與輸出軸之間的傳動比來調(diào)節(jié)所述方向盤和所述液壓助力轉(zhuǎn)向器之間的轉(zhuǎn)向傳動比。

進一步地，所述主動轉(zhuǎn)向裝置還包括電機，所述差動輪系包括行星輪、第一齒輪和第二齒輪，所述電機與所述行星輪通過系桿驅(qū)動連接，所述第一齒輪與所述行星輪相互嚙合并通過所述輸入軸與所述方向盤連接，所述第二齒輪與所述行星輪相互嚙合并通過所述輸出軸與所述液壓助力轉(zhuǎn)向器連接。

進一步地，所述差動輪系還包括中間軸，所述中間軸通過相互垂直設(shè)置的兩個齒輪連接在所述輸入軸與所述第一齒輪之間，以使得所述輸入軸與所述輸出軸的傳遞方向相互垂直，使所述主動轉(zhuǎn)向裝置集成角傳動器的功能。

進一步地，所述電機包括蝸輪和蝸桿，所述蝸輪與所述系桿連接，所述蝸輪在所述蝸桿的帶動作用下通過所述系桿驅(qū)動所述行星輪轉(zhuǎn)動。

進一步地，所述主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)至少具有高速行駛模式和低速行駛模式，在所述高速行駛模式下，所述方向盤與所述車輪之間的轉(zhuǎn)向傳動比較小；在所述低速行駛模式下，所述方向盤與所述車輪之間的轉(zhuǎn)向傳動比較大。

進一步地，在所述高速行駛模式下，所述電機的旋轉(zhuǎn)方向與所述方向盤的輸入方向相反，以增大所述方向盤的輸入角度；在所述低速行駛模式下，所述電機的旋轉(zhuǎn)方向與所述方向盤的輸入方向相同，以減小所述方向盤的輸入角度。

進一步地，還包括角度傳感器、ECU和控制器，所述角度傳感器用于測量所述方向盤的輸入轉(zhuǎn)角，并將所述方向盤的輸入轉(zhuǎn)角信號和所述起重機械的姿態(tài)信號一起傳遞至所述ECU，所述ECU根據(jù)接收的信號對所述控制器發(fā)出指令，以對所述主動轉(zhuǎn)向裝置進行控制。

進一步地，還包括鎖止裝置，所述鎖止裝置用于在所述主動轉(zhuǎn)向裝置發(fā)生故障時對所述主動轉(zhuǎn)向裝置進行鎖定，以使所述主動轉(zhuǎn)向裝置失去改變所述方向盤與所述車輪之間的轉(zhuǎn)向傳動比的作用。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種起重機械，包括上述的用于起重機械的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

進一步地，所述車輪包括前輪和后輪，所述液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用于驅(qū)動所述前輪轉(zhuǎn)向，所述后輪的轉(zhuǎn)向通過電控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來驅(qū)動。

基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明在方向盤與轉(zhuǎn)向垂臂之間設(shè)置了主動轉(zhuǎn)向裝置，該主動轉(zhuǎn)向裝置能夠根據(jù)起重機械的行駛工況調(diào)節(jié)方向盤與轉(zhuǎn)向垂臂之間的轉(zhuǎn)向傳動比，實現(xiàn)對車輪轉(zhuǎn)向的主動控制，提高運行的穩(wěn)定性、主動安全性和操縱舒適性；另外，該主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中采用了液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對車輪的轉(zhuǎn)向進行驅(qū)動，可以提高克服轉(zhuǎn)向阻力的能力，能夠適用于多種起重機底盤，增大了主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的適用范圍。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中融合電動助力轉(zhuǎn)向功能的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的原理圖。

圖2為本發(fā)明用于起重機械的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明用于起重機械的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一個實施例中主動轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。

圖中：a1-轉(zhuǎn)向盤，a2-轉(zhuǎn)向輸入軸，a3-轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩傳感器，a4-轉(zhuǎn)向電機，a5-行星齒輪機構(gòu)，a6-轉(zhuǎn)向輸出軸，a7-助力電機，a8-蝸輪蝸桿減速機構(gòu)，a9-轉(zhuǎn)向機，a10-轉(zhuǎn)向橫拉桿，a11-車輪；

1-方向盤，2-角度傳感器，3-主動轉(zhuǎn)向裝置，4-角度傳感器，5-轉(zhuǎn)向傳動軸，6-液壓助力轉(zhuǎn)向器，7-轉(zhuǎn)向垂臂，8-第一轉(zhuǎn)向拉桿，9-轉(zhuǎn)向搖臂，10-第二轉(zhuǎn)向拉桿，11-第三轉(zhuǎn)向拉桿，12-控制器，31-輸入軸，32-輸出軸，33-行星輪，34-系桿，35-蝸桿，36-蝸輪，37-中間軸。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“橫向”、“縱向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制。

如圖2所示，為本發(fā)明用于起重機械的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，在該實施例中，起重機械包括方向盤1和車輪，主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括主動轉(zhuǎn)向裝置3、液壓助力轉(zhuǎn)向器6和液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，主動轉(zhuǎn)向裝置3設(shè)置在方向盤1和轉(zhuǎn)向垂臂7之間，主動轉(zhuǎn)向裝置3能夠根據(jù)起重機械的行駛工況調(diào)節(jié)方向盤1和轉(zhuǎn)向垂臂7之間的轉(zhuǎn)向傳動比，液壓助力轉(zhuǎn)向器6設(shè)置在方向盤1和起重機械的轉(zhuǎn)向垂臂7之間，以控制液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)向。其中，在液壓助力轉(zhuǎn)向器6、轉(zhuǎn)向垂臂7和液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中液壓助力油缸的共同作用下，可以驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)向，同時，在主動轉(zhuǎn)向裝置3的作用下，還可以實現(xiàn)對車輪轉(zhuǎn)向的主動控制。

在上述實施例中，在方向盤1與轉(zhuǎn)向垂臂7之間設(shè)置了主動轉(zhuǎn)向裝置3，該主動轉(zhuǎn)向裝置3能夠根據(jù)起重機械的行駛工況調(diào)節(jié)方向盤1與轉(zhuǎn)向垂臂7之間的轉(zhuǎn)向傳動比，實現(xiàn)對車輪轉(zhuǎn)向的主動控制，除了駕駛員通過方向盤1對車輪進行轉(zhuǎn)向操作外，起重機械還可以通過主動轉(zhuǎn)向裝置3主動對車輪轉(zhuǎn)向角進行調(diào)節(jié)，提高運行的穩(wěn)定性、主動安全性和操縱舒適性。該主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中采用了液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對車輪的轉(zhuǎn)向進行驅(qū)動，可以提高克服轉(zhuǎn)向阻力的能力，能夠適用于多種起重機底盤，增大了主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的適用范圍。

具體來說，主動轉(zhuǎn)向裝置3可以設(shè)置在方向盤1和液壓助力轉(zhuǎn)向器6之間，以通過主動轉(zhuǎn)向裝置3改變方向盤1的輸入與液壓助力轉(zhuǎn)向器6的輸出之間的傳動比，進而調(diào)節(jié)車輪的轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)對車輪轉(zhuǎn)向的主動控制。

主動轉(zhuǎn)向裝置3也可以設(shè)置在液壓助力轉(zhuǎn)向器6和轉(zhuǎn)向垂臂7之間，以通過主動轉(zhuǎn)向裝置3改變液壓助力轉(zhuǎn)向器6的輸出與轉(zhuǎn)向垂臂7的輸出之間的傳動比，進而調(diào)節(jié)車輪的轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)對車輪轉(zhuǎn)向的主動控制。

其中，主動轉(zhuǎn)向裝置3可以包括差動輪系，差動輪系中包括輸入軸31與輸出軸32，通過調(diào)節(jié)其輸入軸31與輸出軸32之間的傳動比來調(diào)節(jié)方向盤1和液壓助力轉(zhuǎn)向器6之間的轉(zhuǎn)向傳動比。

作為主動轉(zhuǎn)向裝置3的一個具體實施例，如圖3所示，主動轉(zhuǎn)向裝置3還包括電機，差動輪系包括行星輪33、第一齒輪和第二齒輪，電機與行星輪33通過系桿34驅(qū)動連接，第一齒輪與行星輪33相互嚙合并通過輸入軸31與方向盤1連接，第二齒輪與行星輪33相互嚙合并通過輸出軸32與液壓助力轉(zhuǎn)向器6連接。

這樣，通過電機可以驅(qū)動行星輪33轉(zhuǎn)動，行星輪33的轉(zhuǎn)動可以改變第一齒輪和第二齒輪之間的傳動比，從而改變其輸入軸31與輸出軸32之間的傳動比，而輸入軸31一端與方向盤1連接，輸出軸32一端與液壓助力轉(zhuǎn)向器6連接，因此在電機的作用下，可以改變方向盤1和液壓助力轉(zhuǎn)向器6之間的轉(zhuǎn)向傳動比，同時，電機為主動控制，可以在需要的情況下啟動，也可以在需要時停止，即主動轉(zhuǎn)向裝置3可以實現(xiàn)主動控制。

如圖3所示，差動輪系還包括中間軸37，中間軸37通過相互垂直設(shè)置的兩個齒輪連接在輸入軸31與第一齒輪之間，以使得輸入軸31與輸出軸32的傳遞方向相互垂直，使主動轉(zhuǎn)向裝置3集成角傳動器的功能，這樣將主動轉(zhuǎn)向裝置與角傳動器集成在一起，在具體設(shè)置時可以將二者集成在同一模塊中，可以節(jié)省占地空間，使整體結(jié)構(gòu)更加緊湊。

優(yōu)選地，電機可以采用蝸輪蝸桿式結(jié)構(gòu)，包括蝸輪36和蝸桿35，蝸輪36與系桿34連接，蝸輪36在蝸桿35的帶動作用下通過系桿34驅(qū)動行星輪33轉(zhuǎn)動。

根據(jù)行駛工況，本發(fā)明的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向傳動比，至少具有高速行駛模式和低速行駛模式，在高速行駛模式下，方向盤1與車輪之間的轉(zhuǎn)向傳動比較小，間接的轉(zhuǎn)向比使車輛操控更穩(wěn)定，并保持更好的直線行駛能力；在低速行駛模式下，或者在以中速行駛在蜿蜒路面上時，方向盤1與車輪之間的轉(zhuǎn)向傳動比較大，可以提供一個更直接的轉(zhuǎn)向比，以提高轉(zhuǎn)向精準(zhǔn)度和靈活性。

具體地，在高速行駛模式下，電機的旋轉(zhuǎn)方向與方向盤1的輸入方向相反，以增大方向盤1的輸入角度，使車輛操控更穩(wěn)定；在低速行駛模式下，電機的旋轉(zhuǎn)方向與方向盤1的輸入方向相同，以減小方向盤1的輸入角度，提高轉(zhuǎn)向精準(zhǔn)度和靈活性。

另外，主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還可以包括角度傳感器2、ECU和控制器12，角度傳感器2用于測量方向盤1的輸入轉(zhuǎn)角，并將方向盤1的輸入轉(zhuǎn)角信號和起重機械的姿態(tài)信號一起傳遞至ECU，ECU根據(jù)接收的信號對控制器12發(fā)出指令，以對主動轉(zhuǎn)向裝置3進行控制。其中，姿態(tài)信號可以包括車速、車輪的轉(zhuǎn)角、起重機械的橫擺角速度信號等。

主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中還可以包括用于檢測和反饋控制的角度傳感器4，角度傳感器4將檢測到的車輪轉(zhuǎn)角、車速、橫擺角速度等信號反饋至ECU，ECU可以根據(jù)該信號對根據(jù)角度傳感器2所反饋的信號所計算得出的車輪轉(zhuǎn)角進行修正，從而實現(xiàn)更加精準(zhǔn)的控制。

主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中還可以包括鎖止裝置，鎖止裝置用于在主動轉(zhuǎn)向裝置3發(fā)生故障時對主動轉(zhuǎn)向裝置3進行鎖定，以使主動轉(zhuǎn)向裝置3失去改變方向盤1與車輪之間的轉(zhuǎn)向傳動比的作用，此時主動轉(zhuǎn)向裝置3相當(dāng)于機械傳動裝置，這時主動轉(zhuǎn)向裝置3的輸入軸31與輸出軸32的轉(zhuǎn)角相同。

基于以上各個實施例中的用于起重機械的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，本發(fā)明還提出一種包括用于起重機械的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的起重機械，上述各個實施例中用于起重機械的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所具備的積極效果同樣適用于起重機械，這里不再贅述。

本發(fā)明的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以應(yīng)用于各類起重機械中，特別是多軸起重機，在這類起重機中，車輪包括前輪和后輪，液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用于驅(qū)動前輪轉(zhuǎn)向，即主動轉(zhuǎn)向裝置3主要用于主動控制前輪的轉(zhuǎn)向，后輪的轉(zhuǎn)向則通過電控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來驅(qū)動，在主動轉(zhuǎn)向裝置3的作用下，前輪轉(zhuǎn)向可以克服較大的阻力，而后輪則無需進行專門的設(shè)置，一般的電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)即可方便、輕松地實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。對后輪為電控液壓轉(zhuǎn)向的起重機而言，其轉(zhuǎn)向可以有多種模式，如小轉(zhuǎn)彎模式、蟹行轉(zhuǎn)向模式等，在不同的模式下車速的變化必然導(dǎo)致車輛轉(zhuǎn)向性能發(fā)生改變，通過采用本發(fā)明的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，監(jiān)測運行姿態(tài)，將車輛姿態(tài)信號反饋至ECU，ECU通過計算向控制器發(fā)出控制信號，控制電機實時改變前輪轉(zhuǎn)角，維持車輛轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性。

在上述的多軸起重機中，前輪主要結(jié)合車速、方向盤轉(zhuǎn)角、車輪轉(zhuǎn)角等來控制主動轉(zhuǎn)向裝置中的電機，進而改變轉(zhuǎn)向傳動比，車輪的轉(zhuǎn)角依靠機械桿系來實現(xiàn)協(xié)調(diào)；后軸的電液比例系統(tǒng)則可以采用另外一套獨立的控制系統(tǒng)，其控制原理主要是通過控制器接收一軸轉(zhuǎn)角、車速等信號，后軸電液比例控制器根據(jù)反饋信號，計算得出后軸車輪需要的理論轉(zhuǎn)角，并結(jié)合后軸車輪的實際轉(zhuǎn)角，繼而控制比例閥組開啟和關(guān)閉，達(dá)到控制后軸轉(zhuǎn)角的目的。

下面對本發(fā)明用于起重機械的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及起重機械的一個實施例的工作過程進行說明：

如圖2所示，該主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括方向盤1、角度傳感器2、主動轉(zhuǎn)向裝置3、角度傳感器4、轉(zhuǎn)向傳動軸5、液壓助力轉(zhuǎn)向器6、轉(zhuǎn)向垂臂7、第一轉(zhuǎn)向拉桿8、轉(zhuǎn)向搖臂9、第二轉(zhuǎn)向拉桿10、第三轉(zhuǎn)向拉桿11和控制器12。

方向盤1輸入相應(yīng)的轉(zhuǎn)角，角度傳感器2測量輸入轉(zhuǎn)角，并和車速、輪胎轉(zhuǎn)角信號、橫擺角速度信號等傳遞至ECU，ECU根據(jù)這些信號進行計算，并向控制器12發(fā)送指令，控制器12用于調(diào)整主動轉(zhuǎn)向裝置3中電機的轉(zhuǎn)速和方向，并通過角度傳感器4進行反饋控制。液壓助力轉(zhuǎn)向器6與轉(zhuǎn)向垂臂7、車軸上的轉(zhuǎn)向助力油缸共同作用帶動車輪轉(zhuǎn)動，經(jīng)第一轉(zhuǎn)向拉桿8、轉(zhuǎn)向搖臂9、第二轉(zhuǎn)向拉桿10和第三轉(zhuǎn)向拉桿11傳遞至各車輪達(dá)到相應(yīng)的角度。其中，在該實施例中，車輪轉(zhuǎn)向的機械傳動結(jié)構(gòu)包括第一轉(zhuǎn)向拉桿8、轉(zhuǎn)向搖臂9、第二轉(zhuǎn)向拉桿10和第三轉(zhuǎn)向拉桿11，在其他實施例中，該機械傳動結(jié)構(gòu)也可以有本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠獲知的其他形式，這里不再贅述。

該實施例中，通過主動轉(zhuǎn)向裝置3來改變液壓助力轉(zhuǎn)向器6中閥門的開度來調(diào)節(jié)液壓助力系統(tǒng)的壓力，并通過液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的油壓推動車輪轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)前輪角度的變化，實現(xiàn)對車輪轉(zhuǎn)角的控制。車輛前輪轉(zhuǎn)角的變化通過方向盤1、主動轉(zhuǎn)向裝置3中的電機兩者共同控制，方向盤1的轉(zhuǎn)角和前輪轉(zhuǎn)角之間的比值與主動轉(zhuǎn)向裝置3中電機的轉(zhuǎn)動有關(guān)，電機轉(zhuǎn)動可以改變該比值，從而實現(xiàn)變傳動比功能。

該實施例中結(jié)合了液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和后橋電液比例多模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，電機的旋轉(zhuǎn)速度及方向可以根據(jù)車速、車輪轉(zhuǎn)角、橫擺角速度、轉(zhuǎn)向模式等進行控制。

通過對本發(fā)明用于起重機械的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及起重機械的多個實施例的說明，可以看到本發(fā)明用于起重機械的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及起重機械實施例至少具有以下一種或多種優(yōu)點：

1、通過在方向盤和液壓助力轉(zhuǎn)向器之間增加一個主動轉(zhuǎn)向裝置，可以實現(xiàn)對車輪轉(zhuǎn)向的主動控制功能；

2、主動轉(zhuǎn)向裝置中包括差動輪系，成為雙自由度驅(qū)動，實現(xiàn)輸入軸和輸出軸的差速輸出；

3、主動轉(zhuǎn)向裝置中集成了角傳動器的功能，通過集成可以減少角傳動器的占用空間，結(jié)構(gòu)更加緊湊；

4、結(jié)合液壓助力和后橋電液比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點，可以進行各種工況下的匹配優(yōu)化控制，依據(jù)行駛工況控制電機轉(zhuǎn)速及方向，自動調(diào)節(jié)車輛轉(zhuǎn)向傳動比；高速行駛時，間接的轉(zhuǎn)向比使車輛在高速時操控更沉穩(wěn)，并保持更好的直線行駛能力；反之，當(dāng)車輛以低速或中速行駛在蜿蜒路面上時，該系統(tǒng)將提供一個更直接的轉(zhuǎn)向比，以提高轉(zhuǎn)向精準(zhǔn)度和靈活性。

5、主動轉(zhuǎn)向裝置中包含鎖止裝置，在主動轉(zhuǎn)向控制部分出現(xiàn)故障時可以自動鎖住，安全性好；

6、具有繼承性，可以在原有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基礎(chǔ)上直接增加主動轉(zhuǎn)向裝置，原有車輛改制方便易行。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進行修改或者對部分技術(shù)特征進行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請求保護的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。