轮式车辆的制作方法

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种轮式车辆。

背景技术：

工程车辆中，由于车架相对转动半径小，机动灵活，车架相对转动方式得到广泛应用。但车架相对转动高速行驶的平顺性及操纵稳定性较差。对于一些用户对工程车辆高速的特殊需求，例如当用户需求轮式装载机、轮式推土机行驶速度大于80km/h时，目前的普通车架相对转动方式，已无法满足工程车辆高速行驶时要求的平顺性及操纵稳定性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种轮式车辆，其在低速模式下，能利用车架相对转动转向，在高速模式下，能稳定可靠地切换为利用车轮偏转转向，利于提高车辆高速行驶的平顺性和操纵稳定性。

本发明公开了一种轮式车辆，所述轮式车辆具有低速模式和高速模式，包括：

第一车架；

第二车架，与所述第一车架铰接；

第一车轮，可偏转地连接于所述第一车架；

车轮转向装置，与所述第一车轮驱动连接，用于使所述第一车轮相对于所述第一车架偏转；

铰接转向装置，设于所述第一车架与所述第二车架之间，用于使所述第一车架与所述第二车架之间相对转动；

铰接锁止装置，在所述高速模式下，所述铰接锁止装置使所述第一车架和第二车架相对锁止，在所述低速模式下，所述铰接锁止装置使所述第一车架和第二车架解锁；

对正锁止装置，在所述高速模式下，所述对正锁止装置与所述第一车轮的偏转随动，在所述低速模式下，所述对正锁止装置使所述第一车轮与所述第一车架对正锁止。

进一步地，所述对正锁止装置包括对正锁止油缸和与所述对正锁止油缸连接的对正锁止液压回路，所述对正锁止油缸连接所述第一车轮和所述第一车架。

进一步地，所述对正锁止油缸包括缸筒和活塞组件，所述活塞组件包括活塞杆和与所述活塞杆连接的第一滑块组件和第二滑块组件；所述第一滑块组件和所述第二滑块组件将所述缸筒的内腔分为位于第一滑块组件和第二滑块组件之间的中间腔、位于所述第一滑块组件外侧的第一外腔，以及位于所述第二滑块组件外侧的第二外腔；所述第一外腔设有第一油口，所述第二外腔设有第二油口，所述中间腔设有中间油口；

所述对正锁止液压回路包括压力油路和回油油路，所述中间油口与所述回油油路连通；

在所述高速模式下，所述对正锁止液压回路控制所述第一油口和所述第二油口同时与所述回油油路连通，所述活塞杆与所述第一车轮的偏转随动；在所述低速模式下，所述对正锁止液压回路控制所述第一油口和所述第二油口同时与所述压力油路连通，所述活塞杆在所述第一滑块组件和所述第二滑块组件的作用下锁止在活塞杆对正位。

进一步地，所述对正锁止液压回路包括第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、第一液控单向阀和第二液控单向阀；所述第一电磁换向阀的工作油口与所述第一液控单向阀的液控口和所述第二液控单向阀的液控口连接；所述第二电磁换向阀的工作油口分别通过所述第一液控单向阀和所述第二液控单向阀与所述第一油口和所述第二油口连接；

所述压力油路与所述第一电磁换向阀的压力油口和所述第二电磁换向阀的压力油口连接；

所述回油油路与所述第一电磁换向阀的回油口和所述第二电磁换向阀的回油口连接；

所述高速模式下，所述第一电磁换向阀的压力油口与工作油口连接，所述第二电磁换向阀的回油口与工作油口连接；所述低速模式下，所述第一电磁换向阀的回油口与工作油口连接，所述第二电磁换向阀的回油口与工作油口连接。

进一步地，所述铰接锁止装置包括用于控制所述第一车架和第二车架相对锁止和解锁的铰接锁止油缸和用于控制所述铰接锁止油缸的第三电磁换向阀，所述第三电磁换向阀的压力油口与所述压力油路连接，所述第三电磁换向阀的排油口回油口与所述回油油路连接，所述第三电磁换向阀的第一工作油口和第二工作油口分别与所述铰接锁止油缸的有杆腔和无杆腔连接。

进一步地，所述轮式车辆还包括控制器，所述控制器与所述第一电磁换向阀、所述第二电磁换向阀和所述第三电磁换向阀耦合以控制所述第一电磁换向阀、所述第二电磁换向阀和所述第三电磁换向阀动作。

进一步地，所述铰接锁止装置包括铰接锁止油缸和与所述铰接锁止油缸连接的销轴，所述第一车架和所述第二车架上分别设置有与所述销轴配合的第一销孔和第二销孔，所述铰接锁止油缸带动所述销轴动作，以使所述销轴在同时穿过所述第一销孔和所述第二销孔以使所述第一车架和所述第二车架相对锁止的状态和在至少与所述第一销孔和所述第二销孔中的一个解除配合以使所述第一车架和所述第二车架解锁的状态之间切换。

进一步地，所述铰接锁止装置还包括行程开关，所述行程开关在所述铰接锁止装置到达使所述第一车架和所述第二车架相对锁止的位置时触发所述铰接转向装置关闭，以停止使所述第一车架与所述第二车架之间相对转动的动作。

进一步地，所述铰接锁止装置包括用于检测所述第一车架和所述第二车架的相对偏转角度的角度传感器。

进一步地，所述第一车轮包括左车轮和右车轮，所述车轮转向装置包括左车轮转向油缸和右车轮转向油缸，所述左车轮转向油缸连接所述左车轮和所述第一车架，所述右车轮转向油缸连接所述右车轮和与所述第一车架；所述左车轮转向油缸的有杆腔与所述右车轮转向油缸的无杆腔相连通，所述左车轮转向油缸的无杆腔与所述右车轮转向油缸的有杆腔相连通。

基于本发明提供的轮式车辆，其能够根据车辆的行驶状态选择与之相适应的低速模式和高速模式两种不同模式下的转向方式。在低速模式下，能够利用第一车架与第二车架之间相对转动转向，同时第一车轮与第一车架对正锁止，利于保证车架相对转动的可靠性。在高速模式下，能够将第一车架与第二车架锁止，然后利用车轮偏转转向，稳定可靠，利于提高车辆高速行驶的平顺性和操纵稳定性。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的轮式车辆的部分结构的主视结构示意图；

图2为图1所示的轮式车辆的部分结构的俯视结构示意图；

图3为本发明又一实施例的轮式车辆的部分结构的俯视结构示意图；

图4为本发明实施例的对正锁止油缸的液压原理图；

图5为本发明实施例的铰接锁止油缸的液压原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在以下描述中，所称的“前”指的是轮式车辆的车头所在的一侧；“后”指的是与“前”相对的一侧，“左”和“右”指的是面对前方时形成的左右方向。

本实施例的轮式车辆具有低速模式和高速模式。如图1和图2所示，该轮式车辆包括第一车架1、第二车架6、第一车轮、车轮转向装置，铰接转向装置，铰接锁止装置4和对正锁止装置17。第二车架6与第一车架1铰接。第一车轮可相对偏转地连接于第一车架1。车轮转向装置与第一车轮驱动连接，用于使第一车轮相对于第一车架1偏转，从而轮式车辆可以通过第一车轮的偏转进行转弯。铰接转向装置设于第一车架1与第二车架6之间，用于使第一车架1与第二车架6之间相对转动。在高速模式下，铰接锁止装置使第一车架1和第二车架6相对锁止，对正锁止装置17与第一车轮的偏转随动，即在高速模式下，随着第一车轮的偏转，对正锁止装置17只相应地跟随动作，该动作不对第一车轮的偏转产生阻碍或干涉。在低速模式下，铰接锁止装置使第一车架1和第二车架6解锁，对正锁止装置17使第一车轮与第一车架1对正锁止，即对正锁止装置17能使第一车轮转动到与第一车架1处于对正的位置，同时能够使第一车轮与第一车架1锁定于对正位置。

本实施例的轮式车辆能够根据车辆的行驶状态选择与之相适应的低速模式和高速模式。在低速模式下，本实施例的轮式车辆能够利用第一车架1与第二车架6之间的相对转动，获得较小的转弯半径，同时第一车轮与第一车架1能够对正锁止，利于提高车架相对转动的准确性和可靠性。在高速模式下，能够将第一车架1与第二车架6锁止，然后进行车轮偏转转向，稳定可靠，利于提高车辆高速行驶的平顺性和操纵稳定性。

如图1和图2所示，本实施例中第一车轮包括左前轮14和右前轮7，然后铰接在车桥上通过车桥与第一车架1连接。在一些未示出的实施例中，第一车轮也可以是只有一个车轮；第一车轮也可以直接与第一车架1铰接。

在一些实施例中，第一车轮包括左前轮14和右前轮7，对正锁止装置17可以分别作用在左前轮14和右前轮7上，也可以直接作用在左前轮14和右前轮7中的一个车轮上，然后在左前轮14和右前轮7之间通过连接杆带动另一个车轮使之共同与第一车架1对正锁止。

在一些实施例中，如图1、图2、图3、图4所示，对正锁止装置17包括对正锁止油缸和与对正锁止油缸连接的对正锁止液压回路，对正锁止油缸连接第一车轮和第一车架1。对正锁止油缸通过活塞杆的伸缩和在第一车轮和第一车架1对正时对活塞杆的对正位进行锁定，可以实现第一车轮和第一车架1的对正锁止。该设置结构简单，操作方便可靠。

在一些实施例中，如图4所示，对正锁止油缸包括缸筒和活塞组件，活塞组件包括活塞杆和与活塞杆连接的第一滑块组件18和第二滑块组件20；第一滑块组件18和第二滑块组件20将缸筒的内腔分为位于第一滑块组件18和第二滑块组件20之间的中间腔、位于第一滑块组件18外侧的第一外腔，以及位于第二滑块组件20外侧的第二外腔；第一外腔设有第一油口d1，第二外腔设有第二油口d2，中间腔设有中间油口d3；中间油口d3与对正锁止液压回路的回油油路t连通。在低速模式下，对正锁止液压回路控制第一油口d1和第二油口d2同时与对正锁止液压回路的压力油路p连通，活塞杆在第一滑块组件18和第二滑块组件20的作用下锁止在活塞杆对正位。在高速模式下，对正锁止液压回路控制第一油口d1和第二油口d2同时与回油油路t连通，活塞杆与第一车轮的偏转随动。

在一些实施例中，如图4所示，活塞杆包括伸出缸筒的活塞直杆和位于缸筒内与活塞直杆连接的活塞杆头。第一滑块组件18环套在活塞直杆上且与活塞直杆以及缸筒的内壁密封且可相对滑动。第二滑块组件20与第一滑块组件18位于活塞杆头的两侧且与缸筒的内壁密封且可相对滑动。缸筒的内壁在中间腔内设有用于限制第一滑块组件18和第二滑块组件20滑动行程的凸起，在活塞杆滑动方向上凸起与活塞杆头的长度相同。第一滑块组件18和第二滑块组件20可分别滑动至与凸起的两端靠接，且第一滑块组件18通过推动活塞杆头的一个端面以及第二滑块组件20通过推动活塞杆头的另一个端面可将活塞杆头限制在沿活塞杆滑动方向上与凸起平齐处。

在一些实施例中，如图4所示，对正锁止液压回路包括第一电磁换向阀s1、第二电磁换向阀s2、第一液控单向阀和第二液控单向阀。第一电磁换向阀s1的工作油口a1与第一液控单向阀的液控口和第二液控单向阀的液控口连接。第二电磁换向阀s2的工作油口a2分别通过第一液控单向阀和第二液控单向阀与第一油口d1和第二油口d2连接。压力油路p与第一电磁换向阀s1的压力油口p1和第二电磁换向阀s2的压力油口p2连接。回油油路t与第一电磁换向阀s1的回油口t1和第二电磁换向阀s2的回油口t2连接。高速模式下，第一电磁换向阀s1的压力油口p1与工作油口a1连接，第二电磁换向阀s2的回油口t2与工作油口a2连接。此时，第一液控单向阀和第二液控单向阀打开，第一外腔和第二外腔均与回油回路t连通，从而活塞杆可以在第一车轮的带动下与第一车轮的偏转随动，对正锁止装置17对第一车轮相对于第一车架的偏转无限制作用。低速模式下，第一电磁换向阀s1的回油口t1与工作油口a1连接，第二电磁换向阀s2的压力油口p2与工作油口a2连接。此时，第一液控单向阀和第二液控单向阀单向导通，第一外腔和第二外腔均与压力油路p连通，活塞杆在第一滑块组件18和第二滑块组件20的作用下锁止在活塞杆对正位，对正锁止装置17使第一车轮相对于第一车架对正锁止。

该对正锁止液压回路，能够与对正锁止油缸配合，稳定可靠的实现在低速模式下第一车轮与第一车架1之间的对正锁止功能，以及在高速模式下对正锁止油缸的随动功能。同时，该对正锁止液压回路中的第一液控单向阀和第二液控单向阀的设置，可以进一步提高该控制液压回路的稳定性。同时在对正锁止时，在活塞杆到达对正位后，还可以关闭压力油路p,第一液控单向阀和第二液控单向阀可以稳定的保证第一外腔和第二外腔内的压力油，使活塞杆稳定锁定在对正位，有助于提高锁止可靠性和节省动力。

在一些实施例中，铰接锁止装置包括铰接锁止油缸4和与铰接锁止油缸4连接的销轴，第一车架1和第二车架6上分别设置有与销轴配合的第一销孔和第二销孔，铰接锁止油缸4带动销轴动作，以使销轴在同时穿过第一销孔和第二销孔以使第一车架1和第二车架6相对锁止的状态和在至少与第一销孔和第二销孔中的一个解除配合以使第一车架1和第二车架6解锁的状态之间切换。

如图1和图5所示，铰接锁止装置包括铰接锁止油缸4和分别设于第一车架1和第二车架6上的第一销孔和第二销孔。铰接锁止油缸4的活塞杆与销孔结构的销轴固定连接。通过铰接锁止油缸4的活塞杆伸出和回缩，可以将销轴插入第一销孔和第二销孔中以及从第一销孔和第二销孔中抽回，从而可以将第一车架1和第二车架6相对锁止或者解锁。

在一些实施例中，如图1、图5所示，铰接锁止装置包括用于控制第一车架1和第二车架6相对锁止和解锁的铰接锁止油缸4和用于控制铰接锁止油缸4的第三电磁换向阀19。第三电磁换向阀19的压力油口p3与压力油路p连接。第三电磁换向阀19的回油口t3与回油油路t连接。第三电磁换向阀19的第一工作油口a3和第二工作油口b3分别与铰接锁止油缸4的有杆腔和无杆腔连接。

在一些实施例中，轮式车辆还包括控制器，控制器与第一电磁换向阀s1、第二电磁换向阀s2和第三电磁换向阀19耦合以控制其动作。通过控制器对第一电磁换向阀s1、第二电磁换向阀s2和第三电磁换向阀19统一控制，能够方便的实现轮式车辆在低速模式和高速模式之间的切换。

在一些实施例中，如图1所示，铰接锁止装置还包括行程开关5，行程开关5在铰接锁止装置到达使第一车架1和第二车架6相对锁止的位置时触发铰接转向装置关闭，以停止使第一车架1与第二车架6之间相对转动的动作。

在一些实施例中，铰接锁止装置包括用于检测第一车架1和第二车架6的相对偏转角度的角度传感器。

在一些实施例中，如图2、图3所示，铰接锁止装置包括位于第一车架1和第二车架6之间的左转向油缸11和右转向油缸8。

在一些实施例中，如图1、图2、图3所示，车轮转向装置包括方向盘、转向器2、角传动装置3和连杆机构12。方向盘通过角传动装置3连接转向器2，转向器2连接连杆机构12，连杆机构12的拉杆13连接左前轮14，左前轮14与右前轮7通过连接杆相连。

在一些实施例中，如图2所示，第一车轮包括左车轮14和右车轮7，车轮转向装置包括左车轮转向油缸15和右车轮转向油缸17，左车轮转向油缸15连接左车轮14和第一车架1，右车轮转向油缸17连接右车轮7和与第一车架1。左车轮转向油缸15的有杆腔与右车轮转向油缸17的无杆腔相连通，左车轮转向油缸15的无杆腔与右车轮转向油缸17的有杆腔相连通。该设置，有助于提高左车轮14和右车轮7的转向同步性。

本实施例中，第一车架1与第二车架6通过铰接轴9铰接。铰接转向装置包括左右对称设置的左转向油缸11和右转向油缸8。左转向油缸11和右转向油缸8各自连接于第一车架1和第二车架6之间。在使第一车架1与第二车架6之间相对转动时，左转向油缸11和右转向油缸8一伸一缩，使第一车架1与第二车架6绕铰接轴9的轴线相对转动。

下面通过描述本发明一个实施例轮式车辆的工作过程来示意本发明的工作原理：

低速模式：如图3、图4及图5所示，按下低速模式开关，控制器连接的第一电磁换向阀s1和第二电磁换向阀s2得电接通，这时对正锁止油缸的第一外腔和第二外腔同时进入高压液压油，推动活塞杆进入对正位，此时第一车轮处于与第一车架1对正锁止状态。同时控制器连接的第三电磁换向阀19的js2得电、js1失电，铰接锁止油缸4的有杆腔进油，无杆腔回油，铰接锁止油缸4解除第一车架1与第二车架6的铰接锁定，然后关闭左车轮转向油缸15和右车轮转向油缸17，最后让左转向油缸11和右转向油缸8动作。左转向油缸11的活塞杆缩回时，右转向油缸8的活塞杆伸出，实现第一车架1围绕铰接机构9逆时针旋转，实现车辆向左转向，同理，当左转向油缸11的活塞杆伸出，右转向油缸8的活塞杆缩回，实现前车架1围绕铰接机构9顺时针旋转，实现车辆向右转向。

高速模式：如图3、图4及图5所示，按下高速模式开关，先通过角度传感器10测定第一车架1和第二车架6处于对正位置，然后控制器连接的第三电磁换向阀19的js1得电、js2失电，铰接锁止油缸4无杆腔进油，有杆腔回油，铰接锁止油缸4动作锁定第一车架1和第二车架6，此时行程开关5检测铰接锁止油缸4达到设定位置后，左转向油缸11、右转向油缸8动作关闭。然后控制器连接的第一电磁换向阀s1、第二电磁换向阀s2失电，这时对正锁止油缸第一外腔和第二外腔均与回油油路t连通，活塞杆处于浮动位，对正锁止油缸的状态变为活塞杆与第一车轮随动，对正锁止油缸解除锁定，左车轮转向油缸15和右车轮转向油缸16根据方向盘的转动动作。向左转动方向盘，转向器2上的摆臂向前摆动，并通过连杆机构12将拉杆13向前推动，同时左车轮转向油缸15活塞杆伸出，右车轮转向油缸16活塞杆缩回，对正锁止油缸的活塞杆随动，使左前轮14围绕左铰接机构逆时针旋转，并通过连接杆带动右前轮7围绕右铰接机构逆时针旋转，实现车辆向左转向。同理，向右转动方向盘，转向器2上的摆臂向后摆动，并通过连杆机构12将拉杆13向后拉动，同时左车轮转向油缸15活塞杆缩回，右车轮转向油缸16活塞杆伸出，对正锁止油缸活塞杆随动，使左前轮14围绕左铰接机构顺时针旋转，并通过连接杆带动右前轮7围绕右铰接机构顺时针旋转，实现车辆向右转向。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。