基于同步缸技術(shù)的空間連桿轉(zhuǎn)向機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤礦井下運輸車輛的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于同步缸技術(shù)的空間連桿轉(zhuǎn)向機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]近十年來，井下無軌車輛運輸?shù)玫搅碎L足的發(fā)展，應(yīng)用日益廣泛，形成了以輕型運人車輛、重型特種車輛以及短壁機械化開采運輸車輛為代表的多領(lǐng)域產(chǎn)品系列。由于井下作業(yè)環(huán)境空間狹窄，要求運輸車輛機動靈活、轉(zhuǎn)彎半徑小，因此對轉(zhuǎn)向機構(gòu)有著特殊的要求?，F(xiàn)有某型運輸車輛轉(zhuǎn)向機構(gòu)由上轉(zhuǎn)向臂、下轉(zhuǎn)向臂、縱拉桿、橫拉桿、轉(zhuǎn)向塊等組成，左右轉(zhuǎn)向塊之間的同步由同步軸實現(xiàn)。由于一個縱拉桿通過上轉(zhuǎn)向臂帶動一個擺動輪轂回轉(zhuǎn)，還需要通過兩個下轉(zhuǎn)向臂及橫拉桿帶動對側(cè)擺動輪轂回轉(zhuǎn)，因此縱拉桿及上轉(zhuǎn)向臂受力較為惡劣，且整個轉(zhuǎn)向機構(gòu)的傳遞路線較長，剛度較差，易于變形，傳遞路線長也造成設(shè)計性較差，導(dǎo)致同側(cè)擺動輪轂擺動角度一致性不足。同時因為兩側(cè)擺動輪轂由橫拉桿連接的緣故，兩側(cè)之間車輪跳動會互相影響，不適應(yīng)于應(yīng)用獨立懸架的場合。
[0003]由于兩側(cè)轉(zhuǎn)向油缸的同步精度取決于同步軸，同步軸的同步精度完全取決于同步軸剛度，同步軸剛度基本取決于同步軸直徑，而同步軸直徑受限于車輛空間要求，因此，該類由同步軸實現(xiàn)同步的運輸車輛的同步精度受井下空間的限制較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有轉(zhuǎn)向機構(gòu)的剛度不足、同步偏差大、不適用于獨立懸架結(jié)構(gòu)等問題，進而提供了一種基于同步缸技術(shù)的空間連桿轉(zhuǎn)向機構(gòu)。
[0005]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種基于同步缸技術(shù)的空間連桿轉(zhuǎn)向機構(gòu)，包括對稱設(shè)置的兩組轉(zhuǎn)向連桿機構(gòu)以及實現(xiàn)兩組轉(zhuǎn)向連桿機構(gòu)同步轉(zhuǎn)向的同步缸控制單元，所述每組轉(zhuǎn)向連桿機構(gòu)包括由擺動輪轂和固定座鉸接構(gòu)成的前輪邊減速器和后輪邊減速器，前輪邊減速器和后輪邊減速器通過連桿組連接，所述連桿組包括依次鉸接的前轉(zhuǎn)向臂、短縱拉桿、副轉(zhuǎn)向塊、中間連桿、主轉(zhuǎn)向塊、長縱拉桿和后轉(zhuǎn)向臂，所述前轉(zhuǎn)向臂、后轉(zhuǎn)向臂分別與對應(yīng)的前輪邊減速器、后輪邊減速器連接；
所述的連桿組還連接有轉(zhuǎn)向油缸，轉(zhuǎn)向油缸的活塞桿與主轉(zhuǎn)向塊鉸接，所述的兩個轉(zhuǎn)向油缸均與同步缸控制單元連接。
[0006]所述的同步缸控制單元包括同步缸和液壓栗，同步缸的左腔體、右腔體分別與兩組轉(zhuǎn)向連桿機構(gòu)對應(yīng)的轉(zhuǎn)向油缸連接，同步缸的中間腔體與液壓栗的出油口連接，液壓栗與同步缸的回路中連接有轉(zhuǎn)向閥。
[0007]所述液壓栗的出油口還連接有補液回路，所述的補液回路包括依次連接的減壓閥、換向閥和互鎖單向閥組，互鎖單向閥組與兩個轉(zhuǎn)向油缸連接。
[0008]所述的短縱拉桿與前轉(zhuǎn)向臂、副轉(zhuǎn)向塊之間通過球鉸鏈連接，長縱拉桿與主轉(zhuǎn)向塊、后轉(zhuǎn)向臂之間也是通過球鉸鏈連接。
[0009]本發(fā)明具有如下有益效果:
1、原有基于同步軸的同步結(jié)構(gòu)，其同步精度可用同步軸扭轉(zhuǎn)變形角度來度量，車輛原地轉(zhuǎn)向時，測試同步軸扭轉(zhuǎn)變形角度約0.6°?0.8°，而本發(fā)明左右兩側(cè)轉(zhuǎn)向連桿機構(gòu)的同步轉(zhuǎn)向是通過同步缸使兩個轉(zhuǎn)向油缸的有桿腔-無桿腔的油液作用面積比高度一致來實現(xiàn)的，兩個轉(zhuǎn)向油缸的進油是由同步缸的左腔體、右腔體進行容積式的強制同步，車輛原地轉(zhuǎn)向時油缸行程偏差換算為同步軸扭轉(zhuǎn)變形角度約為0.1°?0.2°，同步精度更高；同時能通過補液回路進行補液并調(diào)整轉(zhuǎn)向油缸的零位，進一步保證了同步轉(zhuǎn)向的精度。
[0010]2、本發(fā)明所述轉(zhuǎn)向機構(gòu)中的一個縱拉桿和轉(zhuǎn)向臂只帶動一個輪轂回轉(zhuǎn)，受力較小，約為原有結(jié)構(gòu)受力大小的1/2 ;同時擺動輪轂至相應(yīng)轉(zhuǎn)向塊(主、副轉(zhuǎn)向塊)的傳遞路線短，整體剛度大，與原結(jié)構(gòu)對比，相同轉(zhuǎn)矩下變形量減小了約2/3，變形更小。
[0011]3、主轉(zhuǎn)向塊、副轉(zhuǎn)向塊和中間連桿的設(shè)計性好，可保證同側(cè)輪轂擺動角度達到較尚的一致性。
[0012]4、左右兩側(cè)轉(zhuǎn)向連桿機構(gòu)之間沒有連桿及同步軸連接，解放了車輛中部空間，更適用于井下空間要求受限的場所，適用更廣泛。
[0013]5、每個輪邊減速器的擺動輪轂只通過縱拉桿與轉(zhuǎn)向塊發(fā)生聯(lián)系，排除了單個輪邊減速器跳動時對其余輪邊減速器的影響，能適用于應(yīng)用獨立懸架的車輛。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為同步缸控制單元的原理圖；
圖3為同步缸缸體的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1-擺動輪轂、2-前轉(zhuǎn)向臂、3-球鉸鏈、4-固定座、5-短縱拉桿、6-副轉(zhuǎn)向塊、7-中間連桿、8-主轉(zhuǎn)向塊、9-長縱拉桿、10-后轉(zhuǎn)向臂、11-轉(zhuǎn)向油缸、12-同步缸、13-轉(zhuǎn)向閥、14-液壓栗、15-減壓閥、16-換向閥、17-互鎖單向閥組；
121-左腔體、122-中間腔體、123-右腔體。
【具體實施方式】
[0015]結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步說明:
如圖1所示的基于同步缸技術(shù)的空間連桿轉(zhuǎn)向機構(gòu)，包括對稱設(shè)置的左右兩組轉(zhuǎn)向連桿機構(gòu)以及實現(xiàn)兩組轉(zhuǎn)向連桿機構(gòu)同步轉(zhuǎn)向的同步缸控制單元，所述每組轉(zhuǎn)向連桿機構(gòu)包括由擺動輪轂I和固定座4鉸接構(gòu)成的前輪邊減速器和后輪邊減速器，前輪邊減速器和后輪邊減速器通過連桿組連接，所述連桿組包括依次鉸接的前轉(zhuǎn)向臂2、短縱拉桿5、副轉(zhuǎn)向塊6、中間連桿7、主轉(zhuǎn)向塊8、長縱拉桿9和后轉(zhuǎn)向臂10，所述前轉(zhuǎn)向臂2、后轉(zhuǎn)向臂10分別通過螺栓與對應(yīng)的前輪邊減速器、后輪邊減速器連接。其中，短縱拉桿5與前轉(zhuǎn)向臂2、副轉(zhuǎn)向塊6之間通過球鉸鏈3連接，長縱拉桿9與主轉(zhuǎn)向塊8、后轉(zhuǎn)向臂10之間也是通過球鉸鏈3連接，球鉸鏈3的扭轉(zhuǎn)角度大，轉(zhuǎn)動更靈活，同時能承受來自各異面的壓力，更利于實現(xiàn)兩側(cè)輪邊減速器的同步轉(zhuǎn)向。前后四個輪邊減速器均與車輛懸架機構(gòu)連接，副轉(zhuǎn)向塊6和主轉(zhuǎn)向塊8與車輛機架鉸接，從而實現(xiàn)整個連桿轉(zhuǎn)向機構(gòu)與車輛機體的連接。
[0016]所述的兩個連桿組各連接有一個轉(zhuǎn)向油缸11，轉(zhuǎn)向油缸11的活塞桿與主轉(zhuǎn)向塊8鉸接，轉(zhuǎn)向油缸11的缸筒與車輛機架鉸接，所述左右對稱的兩個轉(zhuǎn)向油缸11均與同步缸控制單元連接。
[0017]如圖2所示，同步缸控制單元包括同步缸12和液壓栗14，同步缸12的結(jié)構(gòu)如圖3所示，缸體分為左腔體121、中間腔體122和右腔體123，左腔體121與一側(cè)的轉(zhuǎn)向油缸11連接，右腔體123與另一側(cè)的轉(zhuǎn)向油缸11連接。而液壓栗14的出油口連接兩條回路，一條回路經(jīng)轉(zhuǎn)向閥13進入同步缸12的中間腔體122 ;另一條回路為補液回路，經(jīng)減壓閥15、換向閥16和互鎖單向閥組17與兩個轉(zhuǎn)向油缸11連接。
[0018]運輸車輛工作時，一側(cè)的轉(zhuǎn)向油缸11推動該側(cè)的主轉(zhuǎn)向塊8回轉(zhuǎn)，主轉(zhuǎn)向塊8 一方面通過長縱拉桿9、后轉(zhuǎn)向臂10帶動相連的擺動輪轂1 (后輪邊減速器)回轉(zhuǎn)，同時通過中間連桿7帶動副轉(zhuǎn)向塊6回轉(zhuǎn)，并經(jīng)短縱拉桿5、前轉(zhuǎn)向臂2帶動相連的另一個后輪邊減速器(前輪邊減速器)回轉(zhuǎn)。同理，另一側(cè)的轉(zhuǎn)向油缸11推動相應(yīng)的主轉(zhuǎn)向塊回轉(zhuǎn)，使該側(cè)的前輪邊減速器、后輪邊減速器回轉(zhuǎn)，兩側(cè)的轉(zhuǎn)向油缸11利用同步缸控制單元實現(xiàn)同步運行。一個縱拉桿和轉(zhuǎn)向臂只帶動一個輪轂回轉(zhuǎn)，受力較小，同時擺動輪轂至相應(yīng)轉(zhuǎn)向塊(主、副轉(zhuǎn)向塊)的傳遞路線短，整體剛度大，變形小。主轉(zhuǎn)向塊、副轉(zhuǎn)向塊和中間連桿的設(shè)計性好，可保證同側(cè)輪轂擺動角度達到較高的一致性。每個輪邊減速器的擺動輪轂只通過縱拉桿與轉(zhuǎn)向塊發(fā)生聯(lián)系，在配有獨立懸架的車輛中，其跳動對其它輪邊減速器不產(chǎn)生影響。
[0019]兩組轉(zhuǎn)向連桿機構(gòu)的同步轉(zhuǎn)向是通過同步缸使兩個轉(zhuǎn)向油缸的有桿腔-無桿腔的油液作用面積比高度一致來實現(xiàn)的，同步精度高，具體原理為:
如圖2所示，同步缸左腔體的有桿腔、無桿腔對應(yīng)與一個轉(zhuǎn)向油缸的有桿腔、無桿腔連接，同步缸右腔體的有桿腔、無桿腔對應(yīng)與另一個轉(zhuǎn)向油缸的有桿腔、無桿腔連接，正常工作時，油液經(jīng)液壓栗的出口進入同步缸的中間腔體，然后經(jīng)同步缸的左腔體、右腔體進行容積式的強制同步，分別進入兩個轉(zhuǎn)向油缸，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向油缸雙向同步運動，同步精度高。在經(jīng)過長時間使用同步偏差累積到一定程度后，可開啟補液回路中的換向閥，壓力油打開互鎖單向閥組，進行補液并調(diào)整轉(zhuǎn)向油缸的零位，保證同步轉(zhuǎn)向的精度；不開啟換向閥時，互鎖單項閥組阻斷油液從同步缸至換向閥的通路。
【主權(quán)項】
1.一種基于同步缸技術(shù)的空間連桿轉(zhuǎn)向機構(gòu)，其特征在于:包括對稱設(shè)置的兩組轉(zhuǎn)向連桿機構(gòu)以及實現(xiàn)兩組轉(zhuǎn)向連桿機構(gòu)同步轉(zhuǎn)向的同步缸控制單元，所述每組轉(zhuǎn)向連桿機構(gòu)包括由擺動輪轂(1)和固定座(4)鉸接構(gòu)成的前輪邊減速器和后輪邊減速器，前輪邊減速器和后輪邊減速器通過連桿組連接，所述連桿組包括依次鉸接的前轉(zhuǎn)向臂(2 )、短縱拉桿(5)、副轉(zhuǎn)向塊(6)、中間連桿(7)、主轉(zhuǎn)向塊(8)、長縱拉桿(9)和后轉(zhuǎn)向臂(10)，所述前轉(zhuǎn)向臂(2)、后轉(zhuǎn)向臂(10)分別與對應(yīng)的前輪邊減速器、后輪邊減速器連接； 所述的連桿組還連接有轉(zhuǎn)向油缸(11)，轉(zhuǎn)向油缸(11)的活塞桿與主轉(zhuǎn)向塊(8)鉸接，所述的兩個轉(zhuǎn)向油缸(11)均與同步缸控制單元連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于同步缸技術(shù)的空間連桿轉(zhuǎn)向機構(gòu)，其特征在于:所述的同步缸控制單元包括同步缸(12)和液壓栗(14)，同步缸(12)的左腔體(121)、右腔體(123)分別與兩組轉(zhuǎn)向連桿機構(gòu)對應(yīng)的轉(zhuǎn)向油缸(11)連接，同步缸(12 )的中間腔體(122 )與液壓栗(14)的出油口連接，液壓栗(14)與同步缸(12)的回路中連接有轉(zhuǎn)向閥(13)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于同步缸技術(shù)的空間連桿轉(zhuǎn)向機構(gòu)，其特征在于:所述液壓栗(14)的出油口還連接有補液回路，所述的補液回路包括依次連接的減壓閥(15)、換向閥(16 )和互鎖單向閥組(17 )，互鎖單向閥組(17 )與兩個轉(zhuǎn)向油缸(11)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于同步缸技術(shù)的空間連桿轉(zhuǎn)向機構(gòu)，其特征在于:所述的短縱拉桿(5 )與前轉(zhuǎn)向臂(2 )、副轉(zhuǎn)向塊(6 )之間通過球鉸鏈(3 )連接，長縱拉桿(9 )與主轉(zhuǎn)向塊(8 )、后轉(zhuǎn)向臂(10 )之間也是通過球鉸鏈(3 )連接。
【專利摘要】本發(fā)明屬于煤礦井下運輸車輛的技術(shù)領(lǐng)域，為了解決現(xiàn)有轉(zhuǎn)向機構(gòu)的剛度不足、同步偏差大、不適用于獨立懸架結(jié)構(gòu)等問題，進而提供了一種基于同步缸技術(shù)的空間連桿轉(zhuǎn)向機構(gòu)，包括對稱設(shè)置的兩組轉(zhuǎn)向連桿機構(gòu)以及實現(xiàn)同步轉(zhuǎn)向的同步缸控制單元，同步缸控制單元包括同步缸和液壓泵，同步缸的左腔體、右腔體分別與兩組轉(zhuǎn)向連桿機構(gòu)對應(yīng)的轉(zhuǎn)向油缸連接，液壓泵的出油口連接兩條回路，一條回路經(jīng)轉(zhuǎn)向閥進入同步缸的中間腔體，另一條回路為補液回路，經(jīng)減壓閥、換向閥和互鎖單向閥組與兩個轉(zhuǎn)向油缸連接。兩組轉(zhuǎn)向連桿機構(gòu)的同步轉(zhuǎn)向是通過同步缸使兩個轉(zhuǎn)向油缸的有桿腔-無桿腔的油液作用面積比高度一致來實現(xiàn)的，同步精度高，能適用于獨立懸架結(jié)構(gòu)。
【IPC分類】B62D7/00
【公開號】CN105253194
【申請?zhí)枴緾N201510638216
【發(fā)明人】馬凱, 楊敬偉, 楊韜仁, 閆金寶, 王佃武, 馬福文, 郭治富, 康鵬, 葉竹剛, 車立明, 劉長龍, 宋明江, 喬彥華
【申請人】中國煤炭科工集團太原研究院有限公司, 山西天地煤機裝備有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年9月30日