一种工程机械及其转向机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种工程机械及其转向机构，包括设置于工程机械底盘上的转向垂臂、转向节臂以及布置于转向垂臂和转向节臂之间的转向纵拉杆，转向纵拉杆的两端部直接连接转向垂臂和转向节臂，以便实现车轮的转向；与现有技术中转向纵拉杆通过摇臂连接转向节臂相比，本实用新型的转型机构转向纵拉杆与转向节臂之间无需通过摇臂连接，不仅可以简化转向机构的结构，占据车架空间比较小，便于车架上其他零部件的布置，进而满足整车设计需求，而且转向节臂和转向纵拉杆之间连接部件数量的减少，可以减少摇臂所带来的加工误差，减小转向机构整体传动误差，尽量使车辆的实际状态与理论设计状态一致，缓解轮胎的磨损，降低整车的使用成本。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及工程机械转向【技术领域】，特别涉及一种工程机械及其转向机构。 一种工程机械及其转向机构
【背景技术】
[0002] 近年来，随着国内外基础建设的发展，工程机械车辆的发展出现了前所未有的高 潮，多轴车辆的转向技术呈现出突飞猛进的发展趋势，以下给出了目前多轴转向工程机械 常用的一种转向机构。
[0003] 请参考图1，图1为现有技术中工程机械中一种典型的转向机构的结构示意图。
[0004] 现有技术中一种典型转向机构包括两个枢接于工程机械底盘前部的前侧转向摇 臂，即第一转向摇臂111以及第二转向摇臂112 ;上述第一转向摇臂111设置于底盘第一轴 L1和第二轴L2之间,第二转向摇臂112设置于第二轴L2和第三轴L3之间。
[0005] 来自方向盘17的转向信号(扭矩)传递至转向器16,转向器16因而带动转向垂臂 15绕转向器输出轴转动相应角度。转向垂臂15通过第一传动纵拉杆121带动同样与底盘 枢接的过渡转向摇臂14,过渡转向摇臂14进而通过第二传动纵拉杆122带动上述第一转向 摇臂111转动相应角度。
[0006] 上述第一转向摇臂111的转动将通过第一转向纵拉杆131带动第一轴L1的转向 节臂，进而使其转向轮转动；同时，第一转向摇臂111的转动还将通过第二转向纵拉杆132 带动第二轴L2的转向节臂，进而使其转向轮同时转动，第三传动纵拉杆123和第三转向纵 拉杆133的作用与前述相同。
[0007] 通过上述描述可以看出，现有技术中的转向机构主要使用转向摇臂作为过渡，转 向器与转向摇臂相连，然后通过转向摇臂与车轴上的转向节臂相连接，最终建立了方向盘 与各个车轮之间的转角关系。
[0008] 然而，采用转向摇臂的布置形式，不仅占据车架的侧面空间车架的侧面空间部件 容易引起干涉且在机械转向系统周围布置零部件有一定的障碍。
[0009] 并且，传统的机械转向布置形式对于轴数较多的车辆，运用的转向摇臂的数量较 多，增加机械转向系统中零部件的数量，部件数量的增多势必会带来加工误差的累积增大， 使车辆的实际状态与理论设计状态有一定的差异，误差累积严重会带来轮胎的异常磨损。 [0010] 另外，转向摇臂由于受到多个力的重复作用，随着时间的推移，转向摇臂出现疲劳 破坏，且出现的频率较高。一般情况下通过增加转向摇臂局部厚度或者优化转向摇臂的结 构形式避免出现应力集中的方法改善转向摇臂的受力状况，但此种方法仍然存在转向摇臂 疲劳破坏的隐患。
[0011] 故，如何提供一种转向机构，在满足车辆转向精度的前提下，该转向机构构造简 单，占据空间比较小，满足整车布置需求，并且具有比较低的使用成本。 实用新型内容
[0012] 本实用新型的目的为提供一种转向机构，在满足车辆转向精度的前提下，该转向 机构构造简单，占据空间比较小，满足整车布置需求，并且具有比较低的使用成本。另外，本 实用新型的另一目的为提供一种具有上述转向机构的工程机械。
[0013] 为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于工程机械转向的转向机构，包 括设置于所述工程机械底盘上的转向垂臂、转向节臂以及布置于所述转向垂臂和所述转 向节臂之间的转向纵拉杆，所述转向纵拉杆的两端部直接连接所述转向垂臂和所述转向节 臂，以便实现车轮的转向。
[0014] 优选地，所述工程机械为多轴转向工程机械，所述转向垂臂通过所述转向纵拉杆 直接连接所述工程机械的第一车轴转向节臂，后一车轴的转向节臂通过设置于相邻车轴之 间的转向纵拉杆直接铰接前一车轴的转向节臂，以便控制相应车轮进行转向。
[0015] 优选地，所述转向节臂与相应车轴的铰接轴、所述转向节臂与转向纵拉杆的铰接 轴均坚直布置。
[0016] 优选地，连接于同一所述转向节臂上的用于动力传递的前一转向纵拉杆和后一转 向纵拉杆分别位于所述转向节臂的两侧。
[0017] 优选地，所述转向节臂设有第一铰接孔和第二铰接孔，分别用于连接所述车轴和 驱动该转向节臂动作的所述转向纵拉杆，当所述工程机械处于非转向状态时，所述第一铰 接孔和第二铰接孔的连线与该转向节臂驱动的车轴的轴向在水平面内成预定夹角。
[0018] 优选地，所述第一铰接孔和所述第二铰接孔分别靠近各所述转向节臂的两端部。
[0019] 优选地，所述转向垂臂与相应所述转向纵拉杆的铰接轴水平设置。
[0020] 优选地，所述多轴转向工程机械为两轴转向工程机械.
[0021] 本实用新型所提供的转向机构中转向纵拉杆的两端部直接连接所述转向垂臂和 所述转向节臂实现车轮的转向，与现有技术中转向纵拉杆通过摇臂连接转向节臂相比，本 实用新型的转型机构转向纵拉杆与转向节臂之间无需通过摇臂连接，不仅可以简化转向机 构的结构，占据车架空间比较小，便于车架上其他零部件的布置，进而满足整车设计需求， 而且转向节臂和转向纵拉杆之间连接部件数量的减少，可以减少摇臂所带来的加工误差， 减小转向机构整体传动误差，尽量使车辆的实际状态与理论设计状态一致，缓解轮胎的磨 损，降低整车的使用成本。
[0022] 在上述转向机构的基础上，本实用新型还提供了一种工程机械，包括车体以及设 置于所述车体上的转向机构，所述工程机械的转向机构为上述任一项所述的转向机构。
[0023] 优选地，上述工程机械可以为多轴转向工程机械。
[0024] 因上述工程机械包括了上述转向机构，故该工程机械也具有上述转向机构的上述 技术效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 图1为现有技术中工程机械中一种典型的转向机构的结构示意图；
[0026] 图2为本实用新型一种具体实施例中转向机构的结构示意图。
[0027] 其中，图1中附图标记和部件名称之间的一一对应关系如下所示：
[0028] 111第一转向摇臂、112第二转向摇臂、121第一传动纵拉杆、122第二传动纵拉杆、 123第三传动纵拉杆、131第一转向纵拉杆、132第一转向纵拉杆、133第一转向纵拉杆、14过 渡转向摇臂、15转向垂臂、16转向器、17方向盘。
[0029] 其中，图2中附图标记和部件名称之间的一一对应关系如下所示：
[0030] 1方向盘、2转向管柱、3角传动器、4转向传动轴、5转向器、11第一转向纵拉杆、12 第二转向纵拉杆、20、转向垂臂、21第一车轴转向节臂、22第二车轴转向节臂、201第一铰接 孔、202第二铰接孔、203第三铰接孔。
【具体实施方式】
[0031] 本实用新型的核心为提供一种转向机构，在满足车辆转向精度的前提下，该转向 机构构造简单，占据空间比较小，满足整车布置需求，并且具有比较低的使用成本。另外，本 实用新型的另一核心为提供一种具有上述转向机构的工程机械。
[0032] 为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具 体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。需要特别指出的是，下文仅以二轴工程机械 为例对本实用新型的技术方案进行说明，但是，本实用新型所提供的技术方案显然也可以 应用于具有其他轴数的工程机械中，本实用新型的保护范围不应受到工程机械的轴数的限 制。
[0033] 请参考图2,图2为本实用新型一种具体实施例中转向机构的结构示意图。
[0034] 在一种具体的实施方式中，工程机械上的转向机构一般包括转向指令部件，转向 指令部件一般用于获取操作人员的转向指令，在工程车辆中一般为方向盘1，来自方向盘1 的转向信号（扭矩）依次经转向管柱2、角传动器3、转向传动轴4传递至转向器5,转向器5 带动与其连接的转向垂臂20绕转向器5的输出轴转动相应角度，转向垂臂20带动与其连 接的转向纵拉杆动作可以将转向信号传递至车轮，从而实现车轮的转向动作。
[0035] 本实用新型所提供的转向机构中连接转向垂臂20的转向纵拉杆的另一端部直接 连接车轴的转向节臂，也就是说，转向纵拉杆的两端部直接连接所述转向垂臂20和所述转 向节臂，以便实现车辆的转向。转向节臂与车轴连接，一般地，转向节臂连接车轴的主销，转 向节臂动作从而带动车轮转动。
[0036] 本实用新型所提供的转向机构中转向纵拉杆的两端部直接连接所述转向垂臂20 和所述转向节臂实现车轮的转向，与现有技术中转向纵拉杆通过摇臂连接转向节臂相比， 本实用新型的转型机构转向纵拉杆与转向节臂之间无需通过摇臂连接，不仅可以简化转向 机构的结构，占据车架空间比较小，便于车架上其他零部件的布置，进而满足整车设计需 求，而且转向节臂和转向纵拉杆之间连接部件数量的减少，可以减少摇臂所带来的加工误 差，减小转向机构整体传动误差，尽量使车辆的实际状态与理论设计状态一致，缓解轮胎的 磨损，降低整车的使用成本。
[0037] 另外，也消除了转向机构因摇臂应力集中而带来的摇臂损坏现象，进一步提高了 转向机构的使用安全性。
[0038] 可以通过对转向节臂长度以及转向节臂与车轴之间相对布置位置的优化获得上 述技术效果。
[0039] 在一种优选的实施方式中，工程机械为多轴转向工程机械，所述转向垂臂20通过 所述转向纵拉杆直接连接所述工程机械的第一车轴转向节臂21，后一车轴的转向节臂通过 设置于相邻车轴之间的转向纵拉杆直接铰接前一车轴的转向节臂，以便控制相应车轴进行 转向。
[0040] 为了表述技术方案的清楚简洁，本文按照动力传递的方向将车轴定义为第一车 轴、第二车轴等，设置于第一车轴上的转向节臂为第一车轴转向节臂21，设置于第二车轴上 的转向节臂为第二车轴转向节臂22,设置于转向垂臂20和第一车轴之间的转向纵拉杆为 第一转向纵拉杆11，设置于第一车轴和第二车轴之间的转向纵拉杆为第二转向纵拉杆12， 依次类推。
[0041] 以两车轴工程机械为例，转向垂臂20通过第一转向纵拉杆11直接连接第一车轴 转向节臂21，第一车轴转向节臂21通过第二转向纵拉杆12直接连接第二车轴转向节臂 22 ;这样，转向垂臂20的转向动力直接传递到第一车轴转向节臂21，第一车轴转向节臂21 控制第一车轴的车轮转向，并且在转向同时，第一车轴转向节臂21直接通过第二转向纵拉 杆12将动力传递给第二车轴转向节臂22,第二车轴转向节臂22控制与其连接的第二车轴 的车轮完成转向。
[0042] 与现有技术相比，本实用新型中第二车轴上的车轮可以通过相邻车轴之间两转向 节臂的直接连接完成动力传递，进一步简化了转向机构，提高转向精度。
[0043] 在一种优选的实施方式中，转向节臂与相应车轴的铰接轴、所述转向节臂与转向 纵拉杆的铰接轴均坚直布置，请再次参考图2,第一车轴转向节臂21与第一转向纵拉杆11、 第二转向纵拉杆12、第一车轴的铰接轴均为坚直方向，第二车轴转向节臂22与第二转向纵 拉杆12、第二车轴的铰接轴均为坚直方向。所述坚直方式是指车体高度方向。
[0044] 上述设置方式可以有效减小转向机构在车体高度方向上的占用空间，便于车体其 他零部件的布置。
[0045] 在上述实施例的基础上，以下给出了转向机构的优化结构，具体如下。
[0046] 在另一种优选的实施方式中，连接于同一所述转向节臂上的用于动力传递的前一 转向纵拉杆和后一转向纵拉杆分别位于转向节臂的两侧；以图2中第一车轴转向节臂21为 例，第一转向纵拉杆11位于第一车轴转向节臂21的下表面，第二转向纵拉杆12位于第一 车轴转向节臂21的上表面。
[0047] 这样可以优化各构件之间的位置，避免转向机构中各部件动作时干涉现象发生。
[0048] 上述各实施例中，转向节臂可以设有第一铰接孔201和第二铰接孔202,分别用于 连接车轴和驱动该转向节臂动作的转向纵拉杆，当所述工程机械处于非转向状态时，所述 第一铰接孔201和第二铰接孔202的连线与该转向节臂驱动的车轴的轴向在水平面内成预 定夹角，该夹角的选择可以根据具体工程车辆和车轴进行合理设置，一般地，该夹角可以根 据该转向节臂与前一转向纵拉杆之间的连接位置以及转向需求进行合理设置。
[0049] 为了尽量减小转向节臂的体积，上述实施例中的转向节臂的第一铰接孔201和第 二铰接孔202分别靠近各所述转向节臂的两端部。当然，连接后一车轴转向节臂的转向纵 拉杆的第三铰接孔203可以设置于第一铰接孔201和第二铰接孔202之间。
[0050] 上述各实施例中的转向垂臂20与相应转向纵拉杆的铰接轴水平设置，以图2为 例，转向垂臂20与第一转向纵拉杆11的铰接轴水平设置，所述水平是指平行于车体长度方 向。
[0051] 在上述转向机构的基础上，本实用新型还提供了一种工程机械，包括车体以及设 置于所述车体上的转向机构，所述工程机械的转向机构为上述任一实施例所述的转向机 构。
[0052] 具体地，上述工程机械可以为多轴转向工程机械，所述的多轴至少为2轴。
[0053] 因上述工程机械包括了上述转向机构，故该工程机械也具有上述转向机构的上述 技术效果。
[0054] 以上对本实用新型所提供的一种工程机械及其转向机构进行了详细介绍。本文中 应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于 帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来 说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改 进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1. 一种用于工程机械转向的转向机构，包括设置于所述工程机械底盘上的转向垂臂、 转向节臂以及布置于所述转向垂臂和所述转向节臂之间的转向纵拉杆，其特征在于，所述 转向纵拉杆的两端部直接连接所述转向垂臂和所述转向节臂，以便实现车轮的转向。
2. 如权利要求1所述的转向机构，其特征在于，所述工程机械为多轴转向工程机械，所 述转向垂臂通过所述转向纵拉杆直接连接所述工程机械的第一车轴转向节臂，后一车轴的 转向节臂通过设置于相邻车轴之间的转向纵拉杆直接铰接前一车轴的转向节臂，以便控制 相应车轮进行转向。
3. 如权利要求2所述的转向机构，其特征在于，所述转向节臂与相应车轴的铰接轴、所 述转向节臂与转向纵拉杆的铰接轴均坚直布置。
4. 如权利要求2所述的转向机构，其特征在于，连接于同一所述转向节臂上的用于动 力传递的前一转向纵拉杆和后一转向纵拉杆分别位于所述转向节臂的两侧。
5. 如权利要求2所述的转向机构，其特征在于，所述转向节臂设有第一铰接孔和第二 铰接孔，分别用于连接所述车轴和驱动该转向节臂动作的转向纵拉杆，当所述工程机械处 于非转向状态时，所述第一铰接孔和第二铰接孔的连线与该转向节臂驱动的车轴的轴向在 水平面内成预定夹角。
6. 如权利要求5所述的转向机构，其特征在于，所述第一铰接孔和所述第二铰接孔分 别靠近各所述转向节臂的两端部。
7. 如权利要求2所述的转向机构，其特征在于，所述转向垂臂与相应所述转向纵拉杆 的铰接轴水平设置。
8. 如权利要求2至7任一项所述的转向机构，其特征在于，所述多轴转向工程机械为两 轴转向工程机械。
9. 一种工程机械，包括车体以及设置于所述车体上的转向机构，其特征在于，所述工程 机械的转向机构为上述权利要求1至8任一项所述的转向机构。
10. 如权利要求9所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械为多轴转向工程机械。
【文档编号】B62D7/00GK203844833SQ201420156750
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年4月1日 优先权日:2014年4月1日
【发明者】陈建凯, 李丽, 於磊, 王志芳, 李黎明 申请人:徐州重型机械有限公司