转向装置、悬挂油缸、控制系统、方法和起重机制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种转向装置、悬挂油缸、控制系统、方法和起重机，涉及工程机械领域。转向控制系统包括：第一角度传感器、第二角度传感器和转向控制器；该第一角度传感器采集与机械转向轴对应的车轮的第一转向角度，并传送至转向控制器；该第二角度传感器采集与电控转向轴对应的车轮的第二转向角度，并传送至转向控制器；该转向控制器根据第一转向角度获得相应行驶模式下的与电控转向轴对应的车轮的理论转向角度，并将第二转向角度与该理论转向角度进行比较，根据这两者的差值控制与电控转向轴对应的车轮进行转向，直至该第二转向角度与该理论转向角度的差值在预设的范围内。本发明专利技术实现了控制车轮转向的目的。

【技术实现步骤摘要】
转向装置、悬挂油缸、控制系统、方法和起重机
本专利技术涉及工程机械领域，特别涉及一种转向装置、悬挂油缸、控制系统、方法和起重机。
技术介绍
为了满足客户对全地面起重机驾乘舒适性的要求，全地面起重机由原来的整体式车轴逐渐向独立悬架式车轴转型。独立悬架车轴的应用，消除了车辆行驶过程中左右侧车轮上下运动相互影响，极大程度提升了全地面起重机行驶过程中的驾乘舒适性。目前，为了匹配独立悬架车轴，设计了工程机械车辆电液车轴转向系统。但当前的转向系统存在以下缺陷：(1)该转向系统的转向机构包括过渡摇臂、梯形臂和转向拉杆等，这造成转向机构重量太大。(2)通过测量转向摇臂转角后，运用拟合工具间接获取轮胎转角数据，轮胎转角数据准确性较差。(3)左右侧车轮轮胎转角关系固定，在切换不同转向模式的过程中，由于理论设计轮胎转角的变化而造成某一侧轮胎转角不足或转角过大，从而容易造成轮胎异常磨损。(4)独立悬架车桥四轮定位困难，由于转向机构中梯形机构连接复杂，在进行四轮定位时，无法准确找到理论设计中位状态而造成四轮定位困难。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人发现上述现有技术中存在问题，并因此针对所述问题中的至少一个问题提出了一种新的技术方案。根据本专利技术的第一方面，提供了一种转向装置，包括：转向节臂和转向助力油缸；其中，所述转向节臂位于悬挂油缸与车轴轮边之间；所述转向助力油缸包括第一端和第二端，所述第一端连接在车架底部，所述第二端与所述转向节臂相连。在一个实施例中，所述转向装置还包括：固定支架；其中，所述固定支架固连在所述车架底部，所述转向助力油缸的第一端与所述固定支架铰接；所述转向节臂通过螺栓与所述悬挂油缸及所述车轴轮边连接；所述转向助力油缸的第二端与所述转向节臂铰接。本专利技术的转向装置可以应用于工程机械车辆底盘，可显著减轻车辆转向系统部件的重量，为整机轻量化设计做出显著的贡献。根据本专利技术的第二方面，提供了一种悬挂油缸，包括：缸杆、缸筒、连接杆和角度传感器，其中，所述角度传感器包括转动部和固定部，所述转动部与所述缸筒连接，所述固定部与所述连接杆相连；所述连接杆与所述缸杆连接。在一个实施例中，所述悬挂油缸还包括：位移传感器，与所述缸杆固连，并且与所述连接杆可滑动地相连；以及旋转限制装置，设置在所述连接杆上，限制所述位移传感器和所述连接杆之间的相对旋转。在一个实施例中，所述悬挂油缸还包括：轴承，安装在所述缸筒上，其中，所述角度传感器的转动部与所述轴承相连。本专利技术的悬挂油缸通过角度传感器实现了缸筒和缸杆之间的旋转运动检测，可直接获取轮胎转角，解决了间接获取轮胎转角导致精度差的问题。根据本专利技术的第三方面，提供了一种转向控制系统，包括：第一角度传感器、第二角度传感器和转向控制器；所述第一角度传感器和所述第二角度传感器分别与所述转向控制器电连接；所述第一角度传感器采集与机械转向轴对应的车轮的实际转向角度，记为第一转向角度，并将所述第一转向角度传送至所述转向控制器；所述第二角度传感器采集与电控转向轴对应的车轮的实际转向角度，记为第二转向角度，并将所述第二转向角度传送至所述转向控制器；所述转向控制器根据所述第一转向角度获得相应行驶模式下的与所述电控转向轴对应的车轮的理论转向角度，并将所述第二转向角度与所述理论转向角度进行比较，根据这两者的差值控制与所述电控转向轴对应的车轮进行转向，直至所述第二转向角度与所述理论转向角度的差值在预设的范围内。在一个实施例中，所述第一角度传感器安装在与所述机械转向轴对应的第一悬挂油缸上；所述第二角度传感器安装在与所述电控转向轴对应的第二悬挂油缸上。在一个实施例中，所述第一角度传感器与所述第一悬挂油缸集成在一起，所述第二角度传感器与所述第二悬挂油缸集成在一起；其中，所述第一角度传感器包括第一转动部和第一固定部，所述第一转动部与所述第一悬挂油缸的缸筒连接，所述第一固定部与所述第一悬挂油缸的连接杆相连；所述第二角度传感器包括第二转动部和第二固定部，所述第二转动部与所述第二悬挂油缸的缸筒连接，所述第二固定部与所述第二悬挂油缸的连接杆相连。在一个实施例中，所述机械转向轴为独立机械车轴，所述电控转向轴为独立电控车轴；在所述独立机械车轴的左右两侧的悬挂油缸上分别安装第一角度传感器，以及在所述独立电控车轴的左右两侧的悬挂油缸上分别安装第二角度传感器；其中，所述转向控制器根据所述第一转向角度和所述第二转向角度分别控制所述独立电控车轴的左右两侧的车轮转向。在一个实施例中，所述转向控制器按照阿克曼定理计算相应行驶模式下的与所述电控转向轴对应的车轮的理论转向角度；其中，所述行驶模式包括：正常公路行驶模式、小转弯行驶模式、蟹形行驶模式、防甩尾行驶模式、后轴独立转向行驶模式和后轴锁定行驶模式。在一个实施例中，所述机械转向轴包括：第一机械转向轴和第二机械转向轴；与所述机械转向轴对应的车轮包括：与所述第一机械转向轴对应的第一车轮和与所述第二机械转向轴对应的第二车轮；所述第一转向角度包括：第一车轮的转向角度和第二车轮的转向角度；其中，所述转向控制器根据所述第一车轮的转向角度和所述第二车轮的转向角度这二者之间的阿克曼定理关系以及所述第二车轮的转向角度判断所述第一车轮的转向角度是否正确，如果所述第一车轮的转向角度正确，则根据所述第一车轮的转向角度计算相应行驶模式下的与所述电控转向轴对应的车轮的理论转向角度。在一个实施例中，所述转向控制系统还包括：转向液压系统，用于在收到所述转向控制器的转向电信号后，通过液压油控制相应车轮的转向装置进行动作，从而控制与所述电控转向轴对应的车轮转向；其中，所述转向控制器根据所述第二转向角度与所述理论转向角度的差值向所述转向液压系统发送转向电信号。在一个实施例中，所述转向装置包括：转向节臂和转向助力油缸；其中，所述转向节臂位于悬挂油缸与车轴轮边之间；所述转向助力油缸包括第一端和第二端，所述第一端连接在车架底部，所述第二端与所述转向节臂相连。在一个实施例中，所述转向液压系统包括：液压泵、液压油箱、方向电磁阀组和油腔锁止阀组；其中，所述转向控制器分别与所述方向电磁阀组和油腔锁止阀组电连接，所述方向电磁阀组分别通过油路与所述液压泵、所述液压油箱以及相应的所述油腔锁止阀组相连，所述液压泵通过油路与所述液压油箱相连，所述油腔锁止阀组通过油路连接至所述转向装置的转向助力油缸的油腔；所述转向控制器根据所述第二转向角度与所述理论转向角度的差值分别向相应的方向电磁阀组和油腔锁止阀组发送转向电信号，使得所述相应的方向电磁阀组和油腔锁止阀组的油路导通，从而控制相应的转向助力油缸进行伸出或缩回动作，进而控制相应车轮进行转向。在一个实施例中，所述转向控制系统还包括：车速检测设备，用于获得车速，并将所述车速传输至所述转向控制器；其中，所述转向控制器结合所述车速对与所述电控转向轴对应的车轮的转向角度进行调整。在一个实施例中，所述转向控制系统还包括：位置检测开关，设置在所述转向装置的转向助力油缸上，用于检测所述转向助力油缸中的活塞位置，并且将所述活塞位置发送到所述转向控制器；其中，所述转向控制器根据所述活塞位置判断所述转向助力油缸是否处于中位，当所述转向油缸不处于中位时控制所述活塞运动，使得所述转向助力油缸处于所述中位。在一个实施例中，所述的转向控制系统还包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转向装置，其特征在于，包括：转向节臂和转向助力油缸；其中，所述转向节臂位于悬挂油缸与车轴轮边之间；所述转向助力油缸包括第一端和第二端，所述第一端连接在车架底部，所述第二端与所述转向节臂相连。

【技术特征摘要】
1.一种转向装置，其特征在于，包括：转向节臂和转向助力油缸；其中，所述转向节臂位于悬挂油缸与车轴轮边之间；所述转向助力油缸包括第一端和第二端，所述第一端连接在车架底部，所述第二端与所述转向节臂相连。2.根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于，还包括：固定支架；其中，所述固定支架固连在所述车架底部，所述转向助力油缸的第一端与所述固定支架铰接；所述转向节臂通过螺栓与所述悬挂油缸及所述车轴轮边连接；所述转向助力油缸的第二端与所述转向节臂铰接。3.一种悬挂油缸，其特征在于，包括：缸杆、缸筒、连接杆和角度传感器，其中，所述角度传感器包括转动部和固定部，所述转动部与所述缸筒连接，所述固定部与所述连接杆相连；所述连接杆与所述缸杆连接。4.根据权利要求3所述的悬挂油缸，其特征在于，还包括：位移传感器，与所述缸杆固连，并且与所述连接杆可滑动地相连；以及旋转限制装置，设置在所述连接杆上，限制所述位移传感器和所述连接杆之间的相对旋转。5.根据权利要求3所述的悬挂油缸，其特征在于，还包括：轴承，安装在所述缸筒上，其中，所述角度传感器的转动部与所述轴承相连。6.一种转向控制系统，其特征在于，包括：第一角度传感器、第二角度传感器和转向控制器；所述第一角度传感器和所述第二角度传感器分别与所述转向控制器电连接；所述第一角度传感器采集与机械转向轴对应的车轮的实际转向角度，记为第一转向角度，并将所述第一转向角度传送至所述转向控制器；所述第二角度传感器采集与电控转向轴对应的车轮的实际转向角度，记为第二转向角度，并将所述第二转向角度传送至所述转向控制器；所述转向控制器根据所述第一转向角度获得相应行驶模式下的与所述电控转向轴对应的车轮的理论转向角度，并将所述第二转向角度与所述理论转向角度进行比较，根据这两者的差值控制与所述电控转向轴对应的车轮进行转向，直至所述第二转向角度与所述理论转向角度的差值在预设的范围内。7.根据权利要求6所述的转向控制系统，其特征在于，所述第一角度传感器安装在与所述机械转向轴对应的第一悬挂油缸上；所述第二角度传感器安装在与所述电控转向轴对应的第二悬挂油缸上。8.根据权利要求7所述的转向控制系统，其特征在于，所述第一角度传感器与所述第一悬挂油缸集成在一起，所述第二角度传感器与所述第二悬挂油缸集成在一起；其中，所述第一角度传感器包括第一转动部和第一固定部，所述第一转动部与所述第一悬挂油缸的缸筒连接，所述第一固定部与所述第一悬挂油缸的连接杆相连；所述第二角度传感器包括第二转动部和第二固定部，所述第二转动部与所述第二悬挂油缸的缸筒连接，所述第二固定部与所述第二悬挂油缸的连接杆相连。9.根据权利要求6所述的转向控制系统，其特征在于，所述机械转向轴为独立机械车轴，所述电控转向轴为独立电控车轴；在所述独立机械车轴的左右两侧的悬挂油缸上分别安装第一角度传感器，以及在所述独立电控车轴的左右两侧的悬挂油缸上分别安装第二角度传感器；其中，所述转向控制器根据所述第一转向角度和所述第二转向角度分别控制所述独立电控车轴的左右两侧的车轮转向。10.根据权利要求6所述的转向控制系统，其特征在于，所述转向控制器按照阿克曼定理计算相应行驶模式下的与所述电控转向轴对应的车轮的理论转向角度；其中，所述行驶模式包括：正常公路行驶模式、小转弯行驶模式、蟹形行驶模式、防甩尾行驶模式、后轴独立转向行驶模式和后轴锁定行驶模式。11.根据权利要求6所述的转向控制系统，其特征在于，所述机械转向轴包括：第一机械转向轴和第二机械转向轴；与所述机械转向轴对应的车轮包括：与所述第一机械转向轴对应的第一车轮和与所述第二机械转向轴对应的第二车轮；所述第一转向角度包括：第一车轮的转向角度和第二车轮的转向角度；其中，所述转向控制器根据所述第一车轮的转向角度和所述第二车轮的转向角度这二者之间的阿克曼定理关系以及所述第二车轮的转向角度判断所述第一车轮的转向角度是否正确，如果所述第一车轮的转向角度正确，则根据所述第一车轮的转向角度计算相应行驶模式下的与所述电控转向轴对应的车轮的理论转向角度。12.根据权利要求6所述的转向控制系统，其特征在于，还包括：转向液压系统，用于在收到所述转向控制器的转向电信号后，通过液压油控制相应车轮的转向装置进行动作，从而控制与所述电控转向轴对应的车轮转向；其中，所述转向控制器根据所述第二转向角度与所述理论转向角度的差值向所述转向液压系统发送转向电信号。13.根据权利要求12所述的转向控制系统，其特征在于，所述转向装置包括：转向节臂和转向助力油缸；其中，所述转向节臂位于悬挂油缸与车轴轮边之间；所述转向助力油缸包括第一端和第二端，所述第一端连接在车架底部，所述第二端与所述转向节臂相连。14.根据权利要求12所述的转向控制系统，其特征在于，所述转向液压系统包括：液压泵、液压油箱、方向电磁阀组和油腔锁止阀组；其中，所述转向控制器分别与所述方向电磁阀组和油腔锁止阀组电连接，所述方向电磁阀组分别通过油路与所述液压泵、所述液压油箱以及相应的所述油腔锁止阀组相连，所述液压泵通过油路与所述液压油箱相连，所述油腔锁止阀组通过油路连接至所述转向装置的转向助力油缸的油腔；所述转向控制器根据所述第二转向角度与所述理论转向角度的差值分别向相应的方向电磁阀组和油腔锁止阀组发送转向电信号，使得所述相应的方向电磁阀组和油腔锁止阀组的油路导通，从而控制相应的转向助力油缸进行伸出或缩回动作，进而控制相应车轮进行转向。15.根据权利要求6所述的转向控制系统，其特征在于，还包括：车速检测设备，用于获得车速，并将所述车速传输至所述转向控制器；其中，所述转向控制器结合所述车速对与所述电控转向轴对应的车轮的转向角度进行调整。16.根据权利要求13所述的转向控制系统，其特征在于，还包括：位置检测开关，设置在所述转向装置的转向助力油缸上，用于检测所述转向助力油缸中的活塞位置，并且将所述活塞位置发送到所述转向控制器；其中，所述转向控制器根据所述活塞位置判断所述转向助力油缸是否处于中位，当所述转向油缸不处于中位时控制所述活塞运动，使得所述转向助力油缸处于所述中位。17.根据权利要求13所述的转向控制系统，其特征在于，还包括：油缸位移传感器，设置在所述转向装置的转向助力油缸上，用于检测所述转向助力油缸的位移，并且将所述位移发送到所述转向控制器；其中，所述转向控制器根据所述位移判断所述转向助力油缸是否处于中位，当所述转向油缸不处于中位时控制活塞运动，使得所述转向助力油缸处于所述中位。18.根据权利要求16或17所述的转向控制系统，其特征在于，所述转向控制器还用于在所述转向助力油缸处于所述中位后锁定所述活塞的位置，并在调整所述车轮的定位参数后对所述第一角度传感器和所述第二角度传感器进行自动清零操作。19.一种辅助应急控制系统，其特征在于，包括：辅助控制器，与转向控制器电连接，用于读取所述转向控制器的信号，当获知所述转向控制器出现故障或与所述转向控制器对应的转向液压系统出现故障时，向辅助液压系统发送应急电信号；以及所述辅助液压系统，用于当接收到所述应急电信号时通过液压油控制对应车轮的转向装置的转向助力油缸动作，使得所述车轮回到中位。20.根据权利要求19所述的辅助应急控制系统，其特征在于，所述辅助液压系统包括：分动箱、辅助应急泵和多个辅助控制电磁阀；所述辅助应急泵安装在...

【专利技术属性】
技术研发人员：单增海，陈建凯，马云旺，俞宗嘉，赵玉峰，赵留福，鹿鹏程，
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