專利名稱：一種斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)及礦用自卸車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及車輛工程領(lǐng)域，特別涉及一種斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，以及包括該斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的礦用自卸車。
背景技術(shù)：
礦用自卸車是一種大型運(yùn)輸設(shè)備，主要用于礦山(煤礦、鐵礦、金礦等)、水利工程以及能源領(lǐng)域的運(yùn)輸作業(yè)，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展發(fā)揮著重要作用。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是礦用自卸車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的重要組成部分，是保證整車轉(zhuǎn)向特性和操縱穩(wěn)定性的最關(guān)鍵的部件之一。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的功用是將轉(zhuǎn)向器輸出的力和運(yùn)動(dòng)傳到轉(zhuǎn)向橋兩側(cè)的轉(zhuǎn)向節(jié)，使得兩側(cè)車輪按照一定的轉(zhuǎn)角關(guān)系偏轉(zhuǎn)，以保證汽車轉(zhuǎn)向時(shí)車輪與地面的相對(duì)滑動(dòng)盡可能小。現(xiàn)有技術(shù)中，礦用自卸車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)主要有整體式與斷開式兩種形式。整體式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)與整體式轉(zhuǎn)向橋配合使用，斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)與斷開式轉(zhuǎn)向橋配合使用。對(duì)于整體式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)而言，在不平路面行駛時(shí)，其會(huì)引起另一側(cè)車輪不斷偏擺，增加車輪磨損。對(duì)于斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)而言，三一重機(jī)有限公司的申請(qǐng)?zhí)枮?01020161527. X的專利公開了一種結(jié)構(gòu)形式，其包括轉(zhuǎn)向臂、轉(zhuǎn)向拉桿、雙臂曲柄及轉(zhuǎn)向油缸。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)， 一側(cè)的轉(zhuǎn)向油缸收縮，另一側(cè)的轉(zhuǎn)向油缸伸出，帶動(dòng)雙臂曲柄圍繞鉸接軸轉(zhuǎn)動(dòng)，雙臂曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)與之左右鉸接的轉(zhuǎn)向拉桿轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向拉桿動(dòng)作帶動(dòng)轉(zhuǎn)向臂以及與轉(zhuǎn)向臂連接的前車軸轉(zhuǎn)向，最終完成轉(zhuǎn)向動(dòng)作。該斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)主要存在以下問題1)車輛轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向缸通過雙臂曲柄和橫拉桿推動(dòng)轉(zhuǎn)向臂轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向輪阻力矩由轉(zhuǎn)向缸傳遞到轉(zhuǎn)向橫拉桿上的力來克服。從力的運(yùn)動(dòng)及傳遞關(guān)系分析知，轉(zhuǎn)向缸作為提供克服轉(zhuǎn)向輪阻力矩的動(dòng)力源，其推拉力需要經(jīng)過雙臂曲柄、橫拉桿、轉(zhuǎn)向臂后才傳遞至車軸上，該傳遞過程中需要進(jìn)行力臂等效，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向缸力的傳遞效率降低、轉(zhuǎn)向缸受力較大；2)轉(zhuǎn)向缸布置在雙臂曲柄與車架狹隘的空間內(nèi)，與車架易發(fā)生干涉，車輪轉(zhuǎn)角受到限制而不能太大，這樣導(dǎo)致整車轉(zhuǎn)彎半徑大、轉(zhuǎn)向性能較低；3)轉(zhuǎn)向臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，加工時(shí)基準(zhǔn)面不好確定，加工工藝性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)能夠改善轉(zhuǎn)向缸受力，優(yōu)化整體空間布局。此外，本發(fā)明還可以解決加工工藝問題。本發(fā)明的斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，包括固定于車輛前軸上的第一連接臂和第二連接臂；轉(zhuǎn)向缸，所述轉(zhuǎn)向缸的一端鉸接于車架上，所述轉(zhuǎn)向缸的另一端鉸接于所述第一連接臂上；拉桿和曲柄，所述拉桿的兩端分別鉸接于第二連接臂和曲柄上，所述曲柄鉸接于車架上。進(jìn)一步地，所述第二連接臂上設(shè)置有互成夾角的第一固定部和第二固定部，所述第一固定部和第二固定部上均設(shè)置有螺栓孔。進(jìn)一步地，所述第二連接臂上的第一鉸接孔所在的平面與所述第一固定部和第二固定部的上下兩端面平行。進(jìn)一步地，所述第一連接臂上設(shè)置有互成夾角的第三固定部和第四固定部，所述第三固定部和第四固定部上均設(shè)置有螺栓孔。進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)向缸的缸筒端與車架鉸接，所述轉(zhuǎn)向缸的活塞桿端與第一連接臂鉸接。進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)向缸的缸筒端鉸接于車架縱梁上。進(jìn)一步地，所述曲柄鉸接于車架圈梁的中心位置處。進(jìn)一步地，在車輛的前后位置上，轉(zhuǎn)向缸與車架的鉸接點(diǎn)位于曲柄與車架鉸接點(diǎn)的斜前方，所述轉(zhuǎn)向缸和曲柄均相對(duì)于其與車架的鉸接點(diǎn)向后設(shè)置。進(jìn)一步地，所述第一連接臂、第二連接臂、轉(zhuǎn)向缸、拉桿對(duì)稱設(shè)置于車架的左右兩側(cè)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供一種礦用自卸車，該礦用自卸車包括前述的斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。本發(fā)明通過轉(zhuǎn)向缸的伸縮動(dòng)作推拉第一連接臂，從而帶動(dòng)車輛前軸及轉(zhuǎn)向輪左右偏轉(zhuǎn)，并通過第二連接臂、拉桿和曲柄形成的連桿機(jī)構(gòu)保證左右轉(zhuǎn)向輪按一定的轉(zhuǎn)角關(guān)系轉(zhuǎn)動(dòng)，使得實(shí)際轉(zhuǎn)向時(shí)車輪內(nèi)外轉(zhuǎn)角關(guān)系符合阿克曼轉(zhuǎn)角特性，減少輪胎磨損。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明轉(zhuǎn)向缸提供的力直接作用在與車輛前軸固定的第一連接臂上來使車輪偏轉(zhuǎn)， 轉(zhuǎn)向缸力的傳遞效率提高，轉(zhuǎn)向缸受力也相應(yīng)減小；此外，本發(fā)明充分利用了車架縱梁外側(cè)及圈梁前后方向的有效空間，可以實(shí)現(xiàn)車輪大轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)向，減小了整車轉(zhuǎn)彎半徑；而且，本發(fā)明還有利于確定第二連接臂的加工基準(zhǔn)面，從而改善加工工藝性。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的主視圖；圖2是圖1所示實(shí)施例的斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的俯視圖；圖3是圖1所示實(shí)施例的斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的左側(cè)部件的立體圖；圖4是本發(fā)明一實(shí)施例的第二連接臂的立體圖；圖5是圖4所示實(shí)施例的第二連接臂的主視圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于
4本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。圖1-圖3是本發(fā)明一實(shí)施例的斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明的斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)可以用于礦用自卸車等車輛的轉(zhuǎn)向，并可以保證左右轉(zhuǎn)向輪按一定的轉(zhuǎn)角關(guān)系轉(zhuǎn)動(dòng)。從圖中可知，本發(fā)明的斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括第一連接臂1、第二連接臂2、轉(zhuǎn)向缸4、拉桿5及曲柄6。第一連接臂1和第二連接臂2固定于車輛前軸3上。該車輛前軸3分別連接車輛的左前車輪和右前車輪，從而使得本發(fā)明的斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)可以作為車輛的前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。如圖1-圖3所示，車輛前軸3可以包括橫軸和豎軸。在橫軸上安裝車輪，車輪的軸心與橫軸的軸心一致；在豎軸上可以固定第一連接臂1和第二連接臂2。車輛前軸3的結(jié)構(gòu)可以參考現(xiàn)有技術(shù)，本文在此不再贅述。應(yīng)當(dāng)清楚，多種現(xiàn)有及改制的車輛前軸均可以適用于本發(fā)明的斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，本發(fā)明并不受限于此。如圖4和圖5所示，為了將第二連接臂2固定于車輛前軸3上，第二連接臂2上設(shè)置有互成夾角的第一固定部21和第二固定部22，第一固定部21和第二固定部22上均設(shè)置有螺栓孔。車輛前軸3被夾持在第一固定部21和第二固定部22中間，并通過螺栓連接與第二連接臂2固定。在圖4和圖5所示的實(shí)施例中，第一固定部21和第二固定部22上分別設(shè)置有4個(gè)螺栓孔，其也可以是其它的數(shù)量。另外，為了與拉桿5進(jìn)行鉸接，第二連接臂2上還開設(shè)有與拉桿5鉸接的上下兩個(gè)第一鉸接孔加。拉桿5位于兩個(gè)第一鉸接孔加中間。設(shè)置第一固定部21、第二固定部22 以及第一鉸接孔加的第二連接臂2整體上形成Y型結(jié)構(gòu)。應(yīng)當(dāng)清楚，為了方便確定第二連接臂2的加工基準(zhǔn)面，本發(fā)明第二連接臂2上的兩個(gè)第一鉸接孔加所在的平面(圖5所示水平面)與第一固定部21和第二固定部22的上下兩端面平行，從而可以改善其加工工藝性。前述所指上下是相對(duì)于第二連接臂2安裝完成后所在的方位(同時(shí)也是圖4和圖5所示的方位)而言。進(jìn)一步地，參考圖3，為了將第一連接臂1固定于車輛前軸3上，第一連接臂1上設(shè)置有互成夾角的第三固定部和第四固定部。第三固定部和第四固定部上分別設(shè)置有4個(gè)螺栓孔，其也可以是其它的數(shù)量。車輛前軸3被夾持在第三固定部和第四固定部中間，并通過螺栓連接與第一連接臂1固定。同樣地，第一連接臂1上也可以設(shè)置與轉(zhuǎn)向缸4鉸接的鉸接孔，從而整體上形成Y型結(jié)構(gòu)。應(yīng)當(dāng)清楚，除了前述螺栓連接外，第一連接臂1、第二連接臂2還可以通過焊接、鉚接、一體形成等多種連接方式與車輛前軸3進(jìn)行固定，本發(fā)明并不受限于此。轉(zhuǎn)向缸4的一端鉸接于車架上，轉(zhuǎn)向缸4的另一端鉸接于第一連接臂1上。在轉(zhuǎn)向缸4的一端為缸筒端時(shí)，則其另一端為活塞桿端；反之，在轉(zhuǎn)向缸4的一端為活塞桿端時(shí)， 則其另一端為缸筒端。只要轉(zhuǎn)向缸4能夠在車架和第一連接臂1之間進(jìn)行伸縮動(dòng)作，即可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)效果。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)向缸4的缸筒端與車架鉸接，轉(zhuǎn)向缸4的活塞桿端與第一連接臂1鉸接。轉(zhuǎn)向缸4的缸筒端可以鉸接在車架上的多個(gè)位置。優(yōu)選地，如圖2所示，轉(zhuǎn)向缸4的缸筒端鉸接于車架縱梁7上。拉桿5的兩端分別鉸接于第二連接臂2和曲柄6上，曲柄6鉸接于車架上。通過第二連接臂2、拉桿5和曲柄6形成的連桿機(jī)構(gòu)可以保證左右轉(zhuǎn)向輪按一定的轉(zhuǎn)角關(guān)系轉(zhuǎn)動(dòng)。曲柄6可以鉸接于車架的多個(gè)位置，優(yōu)選曲柄6鉸接于如圖1和圖2所示的車架圈梁 8的中心位置處。另外，在車輛的前后位置上(在圖2所示的方位中，上方為車輛的前方)，優(yōu)選轉(zhuǎn)向缸4與車架的鉸接點(diǎn)位于曲柄6與車架鉸接點(diǎn)的斜前方，轉(zhuǎn)向缸4和曲柄6均相對(duì)于其與車架的鉸接點(diǎn)向后設(shè)置。在該技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明可以充分利用車架縱梁7外側(cè)及圈梁8前后方向的有效空間，避免了因轉(zhuǎn)向缸的伸縮行程增大而與車架發(fā)生干涉的問題，可以增大轉(zhuǎn)向缸4 的伸縮行程，實(shí)現(xiàn)車輪大轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)向，減小整車轉(zhuǎn)彎半徑，以提高轉(zhuǎn)向性能。應(yīng)當(dāng)清楚，本發(fā)明的斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)整體上形成對(duì)稱結(jié)構(gòu)，如圖1和圖2所示，第一連接臂1、第二連接臂2、轉(zhuǎn)向缸4、拉桿5對(duì)稱設(shè)置于車架的左右兩側(cè)。本發(fā)明圖1-圖3所示實(shí)施例的斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的工作原理如下車輛向右轉(zhuǎn)向時(shí)，左側(cè)轉(zhuǎn)向缸4伸出，右側(cè)轉(zhuǎn)向缸4收縮，左右轉(zhuǎn)向缸4的伸縮動(dòng)作分別推拉左右兩側(cè)的第一連接臂1，使得與其固定的左右兩側(cè)的車輛前軸3相對(duì)于旋轉(zhuǎn)中心順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)車輛右轉(zhuǎn)；與此同時(shí)，與車輛前軸3固接的左右兩側(cè)第二連接臂2也隨車輛前軸3 —起旋轉(zhuǎn)，通過設(shè)置曲柄3、第二連接臂2的長(zhǎng)度及拉桿5的兩個(gè)鉸點(diǎn)位置，使由左右拉桿5、曲柄3及左右第二連接臂2組成的連桿機(jī)構(gòu)保證左右側(cè)車輪按一定的角度偏轉(zhuǎn)。左轉(zhuǎn)與右轉(zhuǎn)相反，本文在此不再贅述。除了前述斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)外，本發(fā)明還提供一種包括該斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的礦用自卸車，優(yōu)選其為大型礦用自卸車。該礦用自卸車的其它結(jié)構(gòu)參考現(xiàn)有技術(shù)，本文在此不再贅述。綜上所述，本發(fā)明通過轉(zhuǎn)向缸4的伸縮動(dòng)作推拉第一連接臂1，從而帶動(dòng)車輛前軸 3及轉(zhuǎn)向輪左右偏轉(zhuǎn)，并通過第二連接臂2、拉桿5和曲柄6形成的連桿機(jī)構(gòu)保證左右轉(zhuǎn)向輪按一定的轉(zhuǎn)角關(guān)系轉(zhuǎn)動(dòng)，使得實(shí)際轉(zhuǎn)向時(shí)車輪內(nèi)外轉(zhuǎn)角關(guān)系符合阿克曼轉(zhuǎn)角特性，減少輪胎磨損。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1)受力狀況較優(yōu)本發(fā)明轉(zhuǎn)向缸4的推拉力直接通過第一連接臂1傳遞至車輛前軸3上，不需要進(jìn)行現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)雜的桿系傳遞及力臂等效，改善了轉(zhuǎn)向缸力效率，減小了轉(zhuǎn)向缸受力，提高了使用可靠性及工作壽命。2)車輪轉(zhuǎn)角大本發(fā)明在車架縱梁7前后方向分別布置轉(zhuǎn)向缸4與轉(zhuǎn)向連桿機(jī)構(gòu)，并充分利用了車架圈梁8前后有效空間，轉(zhuǎn)向缸4的伸縮行程增大時(shí)也不會(huì)與車架發(fā)生干涉，可以實(shí)現(xiàn)車輪大轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)向，減小了整車轉(zhuǎn)彎半徑，提高了其轉(zhuǎn)向性能。3)加工工藝性好本發(fā)明第二連接臂2上的兩個(gè)第一鉸接孔加所在的平面與第一固定部21和第二固定部22的上下兩端面平行，有利于確定第二連接臂2的加工基準(zhǔn)面，從而改善加工工藝性。因此，本發(fā)明的有益效果是顯而易見的。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括固定于車輛前軸(3)上的第一連接臂(1)和第二連接臂O)；轉(zhuǎn)向缸G)，所述轉(zhuǎn)向缸(4)的一端鉸接于車架上，所述轉(zhuǎn)向缸(4)的另一端鉸接于所述第一連接臂(1)上；拉桿(5)和曲柄(6)，所述拉桿(5)的兩端分別鉸接于第二連接臂(2)和曲柄(6)上， 所述曲柄(6)鉸接于車架上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第二連接臂(2)上設(shè)置有互成夾角的第一固定部和第二固定部(22)，所述第一固定部和第二固定部02) 上均設(shè)置有螺栓孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第二連接臂(2)上的第一鉸接孔Oa)所在的平面與所述第一固定部和第二固定部0 的上下兩端面平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第一連接臂(1)上設(shè)置有互成夾角的第三固定部和第四固定部，所述第三固定部和第四固定部上均設(shè)置有螺栓孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向缸(4)的缸筒端與車架鉸接，所述轉(zhuǎn)向缸的活塞桿端與第一連接臂(1)鉸接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向缸(4)的缸筒端鉸接于車架縱梁(7)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述曲柄(6)鉸接于車架圈梁 (8)的中心位置處。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于，在車輛的前后位置上，轉(zhuǎn)向缸⑷與車架的鉸接點(diǎn)位于曲柄(6)與車架鉸接點(diǎn)的斜前方，所述轉(zhuǎn)向缸⑷和曲柄(6)均相對(duì)于其與車架的鉸接點(diǎn)向后設(shè)置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第一連接臂 (1)、第二連接臂0)、轉(zhuǎn)向缸、拉桿( 對(duì)稱設(shè)置于車架的左右兩側(cè)。
10.一種礦用自卸車，其特征在于，所述礦用自卸車包括權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種斷開式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)及礦用自卸車。該轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括固定于車輛前軸上的第一連接臂和第二連接臂；轉(zhuǎn)向缸，所述轉(zhuǎn)向缸的一端鉸接于車架上，所述轉(zhuǎn)向缸的另一端鉸接于所述第一連接臂上；拉桿和曲柄，所述拉桿的兩端分別鉸接于第二連接臂和曲柄上，所述曲柄鉸接于車架上。本發(fā)明通過轉(zhuǎn)向缸的伸縮動(dòng)作推拉第一連接臂，從而帶動(dòng)車輛前軸及轉(zhuǎn)向輪左右偏轉(zhuǎn)，具有受力狀況較優(yōu)、車輪轉(zhuǎn)角大、加工工藝性好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B62D7/16GK102501899SQ201110366590
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者唐春喜, 潘玉斌, 陳娜 申請(qǐng)人:三一重型裝備有限公司