用于起重机械的主动转向系统及起重机械技术方案

本发明专利技术涉及一种用于起重机械的主动转向系统及起重机械，其中该起重机械包括方向盘(1)和车轮，主动转向系统包括主动转向装置(3)、液压助力转向器(6)和液压助力转向系统，主动转向装置(3)设置在方向盘(1)和起重机械的转向垂臂(7)之间，以根据所述起重机械的行驶工况调节方向盘(1)和转向垂臂(7)之间的转向传动比，液压助力转向器(6)设置在方向盘(1)和转向垂臂(7)之间，以控制所述液压助力转向系统驱动所述车轮转向。本发明专利技术主动转向系统中采用了液压助力转向系统对车轮的转向进行驱动，可以提高克服转向阻力的能力，能够适用于多种起重机底盘，增大了主动转向系统的适用范围。

【技术实现步骤摘要】
用于起重机械的主动转向系统及起重机械
本专利技术涉及工程机械
，尤其涉及一种用于起重机械的主动转向系统及起重机械。
技术介绍
目前，全地面起重机采用的是机械液压助力转向和电液比例转向系统，机械液压助力系统因具有技术成熟、可靠性强的特点而被业内普遍采用，电液比例转向系统可以实现多轴多模式转向。但是现有的转向系统无法解决低速灵活性和高速稳定性之间的矛盾。近代汽车转向技术经历了液压助力转向、电动助力转向、线控转向和主动转向几个阶段。主动转向系统具有线控转向的可变传动比功能，又保留着转向盘与转向轮之间的机械连接，保障了转向系统的安全性和可靠性，是转向系统的发展方向。现有技术中有一种八轴汽车底盘起重机及其转向控制系统、方法(参见公开号为CN102030037A的专利)，其方向盘通过角传动器改变传递方向，最终将方向盘转角输出到转向器，进而控制车轮转向。该转向控制系统采用固定的转角传动比，角传动器速比不能改变，仅作为改变传递方向使用，传动比大小主要由转向器传动比决定，而转向器的传动比由转向器内部设计决定，同样也是一个定比系统。还有一种融合电动助力转向功能的主动转向系统及控制方法(参见公开号为CN101695935A的专利)，如图1所示，该主动转向系统依次包括转向盘a1、转向输入轴a2、行星齿轮机构a5、转向输出轴a6、转向机a9、转向横拉杆a10、安装于行星齿轮机构a5上的转向电机a4、转向盘转角传感器、横摆角速度传感器以及侧向加速度传感器，装在转向输入轴a2上的转向盘转矩传感器a3获得的转向盘转矩传感器信号以及转角传感器、侧向加速度传感器和横摆角速度传感器获得的信号，根据整车的操纵稳定性计算出转向系统的理想传动比和转向角修正量，向转向电机a4发出控制信号，驱动上述行星齿轮机构a5实施变传动比控制和主动转向干预控制的ECU。ECU根据转向电机a4发回的转向电机反馈信号，给助力电机a7发送助力电机控制信号，确定助力电机a7助力力矩和回正控制力矩大小，通过转向横拉杆a10共同驱动前轮a11转向，实施电动助力转向助力控制、回正控制。在上述的八轴汽车底盘起重机及其转向控制系统中，采用固定的转向传动比，无法解决低速灵活性和高速稳定性的矛盾：液压助力可以使转向较轻，但在低速大转角、掉头、小场地转向等工况下，需要反复大幅度转动方向盘，转向灵活性差，易疲劳；高速行驶时，后桥锁止可以一定程度上提高行驶稳定性，但是改善程度有限，在遇到特殊情况如雨雪天、急转弯时，仍有出现失稳的可能性；在车轮定位参数不良、胎压不标准、悬架未调平等情况下，直线行驶过程中会发生跑偏，需要驾驶员不断的进行修正，增加驾驶负担。在上述的融合电动助力转向功能的主动转向系统中，主动转向系统融合了电动助力转向功能，由于起重机底盘转向阻力大，电动助力转向满足不了系统要求，并且其布置方式占用空间较大，实际操作中布置困难。需要说明的是，公开于本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种用于起重机械的主动转向系统及起重机械，以提高起重机械克服转向阻力的能力，增大主动转向系统的适用范围。为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于起重机械的主动转向系统，该起重机械包括方向盘和车轮，主动转向系统包括主动转向装置、液压助力转向器和液压助力转向系统，所述主动转向装置设置在所述方向盘和所述起重机械的转向垂臂之间，以根据所述起重机械的行驶工况调节所述方向盘和所述转向垂臂之间的转向传动比，所述液压助力转向器设置在所述方向盘和所述转向垂臂之间，以控制所述液压助力转向系统驱动所述车轮转向。进一步地，所述主动转向装置设置在所述方向盘和所述液压助力转向器之间，以通过所述主动转向装置改变所述方向盘的输入与所述液压助力转向器的输出之间的传动比。进一步地，所述主动转向装置设置在所述液压助力转向器和所述转向垂臂之间，以通过所述主动转向装置改变所述液压助力转向器的输出与所述转向垂臂的输出之间的传动比。进一步地，所述主动转向装置包括差动轮系，所述差动轮系通过调节其输入轴与输出轴之间的传动比来调节所述方向盘和所述液压助力转向器之间的转向传动比。进一步地，所述主动转向装置还包括电机，所述差动轮系包括行星轮、第一齿轮和第二齿轮，所述电机与所述行星轮通过系杆驱动连接，所述第一齿轮与所述行星轮相互啮合并通过所述输入轴与所述方向盘连接，所述第二齿轮与所述行星轮相互啮合并通过所述输出轴与所述液压助力转向器连接。进一步地，所述差动轮系还包括中间轴，所述中间轴通过相互垂直设置的两个齿轮连接在所述输入轴与所述第一齿轮之间，以使得所述输入轴与所述输出轴的传递方向相互垂直，使所述主动转向装置集成角传动器的功能。进一步地，所述电机包括蜗轮和蜗杆，所述蜗轮与所述系杆连接，所述蜗轮在所述蜗杆的带动作用下通过所述系杆驱动所述行星轮转动。进一步地，所述主动转向系统至少具有高速行驶模式和低速行驶模式，在所述高速行驶模式下，所述方向盘与所述车轮之间的转向传动比较小；在所述低速行驶模式下，所述方向盘与所述车轮之间的转向传动比较大。进一步地，在所述高速行驶模式下，所述电机的旋转方向与所述方向盘的输入方向相反，以增大所述方向盘的输入角度；在所述低速行驶模式下，所述电机的旋转方向与所述方向盘的输入方向相同，以减小所述方向盘的输入角度。进一步地，还包括角度传感器、ECU和控制器，所述角度传感器用于测量所述方向盘的输入转角，并将所述方向盘的输入转角信号和所述起重机械的姿态信号一起传递至所述ECU，所述ECU根据接收的信号对所述控制器发出指令，以对所述主动转向装置进行控制。进一步地，还包括锁止装置，所述锁止装置用于在所述主动转向装置发生故障时对所述主动转向装置进行锁定，以使所述主动转向装置失去改变所述方向盘与所述车轮之间的转向传动比的作用。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种起重机械，包括上述的用于起重机械的主动转向系统。进一步地，所述车轮包括前轮和后轮，所述液压助力转向系统用于驱动所述前轮转向，所述后轮的转向通过电控液压转向系统来驱动。基于上述技术方案，本专利技术在方向盘与转向垂臂之间设置了主动转向装置，该主动转向装置能够根据起重机械的行驶工况调节方向盘与转向垂臂之间的转向传动比，实现对车轮转向的主动控制，提高运行的稳定性、主动安全性和操纵舒适性；另外，该主动转向系统中采用了液压助力转向系统对车轮的转向进行驱动，可以提高克服转向阻力的能力，能够适用于多种起重机底盘，增大了主动转向系统的适用范围。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为现有技术中融合电动助力转向功能的主动转向系统的原理图。图2为本专利技术用于起重机械的主动转向系统一个实施例的结构示意图。图3为本专利技术用于起重机械的主动转向系统一个实施例中主动转向装置的结构原理图。图中：a1-转向盘，a2-转向输入轴，a3-转向盘转矩传感器，a4-转向电机，a5-行星齿轮机构，a6-转向输出轴，a7-助力电机，a8-蜗轮蜗杆减速机构，a9-转向机，a10-转向横拉杆，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于起重机械的主动转向系统，该起重机械包括方向盘(1)和车轮，其特征在于，主动转向系统包括主动转向装置(3)、液压助力转向器(6)和液压助力转向系统，所述主动转向装置(3)设置在所述方向盘(1)和所述起重机械的转向垂臂(7)之间，以根据所述起重机械的行驶工况调节所述方向盘(1)和所述转向垂臂(7)之间的转向传动比，所述液压助力转向器(6)设置在所述方向盘(1)和所述转向垂臂(7)之间，以控制所述液压助力转向系统驱动所述车轮转向。

【技术特征摘要】
1.一种用于起重机械的主动转向系统，该起重机械包括方向盘(1)和车轮，其特征在于，主动转向系统包括主动转向装置(3)、液压助力转向器(6)和液压助力转向系统，所述主动转向装置(3)设置在所述方向盘(1)和所述起重机械的转向垂臂(7)之间，以根据所述起重机械的行驶工况调节所述方向盘(1)和所述转向垂臂(7)之间的转向传动比，所述液压助力转向器(6)设置在所述方向盘(1)和所述转向垂臂(7)之间，以控制所述液压助力转向系统驱动所述车轮转向。2.根据权利要求1所述的用于起重机械的主动转向系统，其特征在于，所述主动转向装置(3)设置在所述方向盘(1)和所述液压助力转向器(6)之间，以通过所述主动转向装置(3)改变所述方向盘(1)的输入与所述液压助力转向器(6)的输出之间的传动比。3.根据权利要求1所述的用于起重机械的主动转向系统，其特征在于，所述主动转向装置(3)设置在所述液压助力转向器(6)和所述转向垂臂(7)之间，以通过所述主动转向装置(3)改变所述液压助力转向器(6)的输出与所述转向垂臂(7)的输出之间的传动比。4.根据权利要求1～3任一项所述的用于起重机械的主动转向系统，其特征在于，所述主动转向装置(3)包括差动轮系，所述差动轮系通过调节其输入轴(31)与输出轴(32)之间的传动比来调节所述方向盘(1)和所述液压助力转向器(6)之间的转向传动比。5.根据权利要求4所述的用于起重机械的主动转向系统，其特征在于，所述主动转向装置(3)还包括电机，所述差动轮系包括行星轮(33)、第一齿轮和第二齿轮，所述电机与所述行星轮(33)通过系杆(34)驱动连接，所述第一齿轮与所述行星轮(33)相互啮合并通过所述输入轴(31)与所述方向盘(1)连接，所述第二齿轮与所述行星轮(33)相互啮合并通过所述输出轴(32)与所述液压助力转向器(6)连接。6.根据权利要求5所述的用于起重机械的主动转向系统，其特征在于，所述差动轮系还包括中间轴(37)，所述中间轴(37)通过相互垂直设置的两个齿轮连接在所述输入轴(31)与所述第一齿...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁宏刚，陈建凯，李丽，鹿鹏程，马云旺，曹书源，
申请(专利权)人：徐州重型机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32