原地转向工程机械的制作方法

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种原地转向工程机械。

背景技术：

现有前、后车架铰接的轮式工程机械，以装载机为例，其后驱动桥与后车架一般通过摆动架（中心摆动装置）装配连接，以实现整机在高低不同路面行驶时的上下摆动；虽然能够实现基本功能，但依然存在下述缺陷：

1、设计与装配较为复杂，可靠性较低，特别是驱动桥中心摆动式结构，遇到高低不平路面时，前、后车架需一起绕摆动架（中心摆动装置）销轴做上下摆动，增加了装载机的作业强度，可靠性不高；

2、对后车架的安装空间、整机高度等要求较高；

3、通过前、后车架铰接实现的转向使转弯半径加大，造成转向不够灵活等缺陷；

4、在遇到道路较窄路面时，装载机可能无法转向通过，使装载机使用范围受到很大限制。

技术实现要素：

为解决上述现有技术存在的缺陷，本发明提供一种原地转向工程机械，通过在前、后两车架之间的设计复合铰接机构，实现前、后两车架左右转动和上下摆动，配合可转向的驱动桥，大大减小工程机械的转弯半径。

本发明通过以下技术方案实现：一种原地转向工程机械，包括前车架、后车架，所述前车架、后车架之间通过中央复合铰接机构连接；所述中央复合铰接机构包括铰接体，铰接体通过竖向布置的销轴i与前车架铰接；所述铰接体后侧具有水平向后延伸的轴径，轴径与后车架转动连接；所述铰接体两侧与前车架两侧之间分别铰接有转向油缸；所述后车架上固定安装有后驱动桥，后驱动桥两侧分别通过转向节总成连接轮边机构；所述后驱动桥两侧与前车架两侧之间分别铰接有拉杆总成。

其进一步是：所述铰接体开有一条竖向布置的通孔，通孔的上下端开有内止口；所述销轴i共有两个，销轴i内端配合插入铰接体通孔外端的内止口中，销轴i内端与铰接体通孔之间安装有轴承i；所述前车架后侧固定有对称布置的前车架上铰接板、前车架下铰接板，上下侧的所述销轴i通过螺栓i对应固定连接在前车架上铰接板、前车架下铰接板上。

所述后车架前侧固定有后车架立板，后车架立板中心具有套筒；所述铰接体后侧的轴径配合套装在后车架立板套筒中，铰接体轴径与后车架立板套筒之间安装有轴承ii；所述铰接体轴径端面通过螺栓ii固定连接有轴承端盖，轴承端盖周边压在轴承ii外端面。

所述铰接体两侧固定有后转向耳座，前车架两侧固定有前转向耳座；所述转向油缸两端铰接在对应的后转向耳座、前转向耳座上，两所述转向油缸对称布置。

所述前车架后部两侧固定有前车架限位块，两前车架限位块对称布置；所述后车架前部两侧固定有后车架限位块，两后车架限位块对称布置；所述铰接体两侧固定有组合限位块，两组合限位块对称布置；所述组合限位块前侧具有与前车架限位块相对的前限位面，组合限位块上侧具有与后车架限位块相对的上限位面。

所述转向节总成包括转向节外壳体和转向节内壳体，转向节外壳体和转向节内壳体之间通过两对称布置的销轴ii铰接；所述转向节外壳体和转向节内壳体内部设有外半轴、内半轴和十字轴；所述十字轴中间与外半轴铰接，十字轴两端与内半轴铰接；所述内半轴与后驱动桥输出轴连接，外半轴穿过转向节外壳体并与所述轮边机构连接。

两所述销轴ii上下同轴布置，并通过螺栓与转向节外壳体上下两端固定连接。

所述转向节外壳体上固定有拉杆耳座，拉杆耳座通过球头组件与拉杆总成后端连接；两拉杆总成对称布置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、前、后两车架之间的铰接采用复合铰接机构，以此取消了驱动桥与后车架之间的摆动架（中心摆动装置），驱动桥可直接安装于后车架上，简化设计与装配过程，节省了空间，且简单可靠；

2、复合铰接机构显著降低了驱动桥安装高度，特别是车架高度，从而降低了整机质心高度，提高了整机稳定性；

3、复合铰接机构特别适用于微小、紧凑型铰接轮式工程机械，使整机结构布局更紧凑、灵活、可靠，同时质心更低、整机稳定性更高，地面通过性更好，提高了工况适应性；

4、后轮可原地转向，更加灵活，大大减小了工程机械的转弯半径，适应工况范围更广。

附图说明

图1是本发明俯视图；

图2是本发明左视图；

图3是本图2中中央复合铰接机构处放大图；

图4是本发明中央复合铰接机构位置处的三维图；

图5是本发明后驱动桥结构示意图；

图6是图5中转向节总成处放大图；

图7a至7c是本发明平直路面各工况示意图；

图8a至8f是本发明不平路面各工况示意图；

图中：1、前车架，2、转向油缸，3、前车架限位块，4、组合限位块，5、后车架限位块，6、拉杆总成，7、后驱动桥，8、转向节总成，9、后车架，10、中央复合铰接机构，11、后转向耳座，12、前转向耳座，13、前车架上铰接板，14、前车架下铰接板，15、后车架立板，16、销轴i，17、轴承i,18、螺栓i，19、铰接体，20、螺栓ii，21、轴承端盖，22、轴承ii，23、内半轴，24、十字轴，25、转向节内壳体，26、销轴ii，27、外半轴，28、拉杆耳座，29、球头组件，30、转向节外壳体。

具体实施方式

以下是本发明的一个具体实施例，现结合附图对本发明做进一步说明。

结合图1至图4所示，一种原地转向工程机械，前车架1、后车架9之间通过中央复合铰接机构10连接，前车架1上安装前驱动桥。中央复合铰接机构10包括铰接体19，铰接体19与前车架1、后车架9分别铰接，使前、后车架绕铰接体19既可相互转动又可摆动。

具体的，中央复合铰接机构10：

铰接体19开有一条竖向布置的通孔，通孔的上下端开有内止口，通孔上下对称。销轴i16内端具有外止口，销轴i16内端配合插入铰接体19通孔外端的内止口中，并且销轴i16内端与铰接体19通孔之间安装有轴承i17。前车架1后侧固定有对称布置的前车架上铰接板13、前车架下铰接板14，上下侧的销轴i16通过螺栓i18对应固定连接在前车架上铰接板13、前车架下铰接板14上；实现前、后车架的相互转动；

后车架9前侧固定有后车架立板15，后车架立板15中心具有套筒。铰接体19后侧具有水平向后延伸的轴径，铰接体19后侧的轴径配合套装在后车架立板15套筒中，铰接体19轴径与后车架立板15套筒之间安装有轴承ii22。铰接体19轴径端面通过螺栓ii20固定连接有轴承端盖21，轴承端盖21周边压在轴承ii22外端面，限制铰接体的横向位移；实现前、后车架的相互摆动。

铰接体19两侧固定有后转向耳座11，前车架1两侧固定有前转向耳座12。转向油缸2两端铰接在对应的后转向耳座11、前转向耳座12上，两转向油缸2对称布置。

前车架1后部两侧固定有前车架限位块3，两前车架限位块3对称布置。后车架9前部两侧固定有后车架限位块5，两后车架限位块5对称布置。铰接体19两侧固定有组合限位块4，两组合限位块4对称布置。组合限位块4前侧具有与前车架限位块3相对的前限位面，组合限位块4上侧具有与后车架限位块5相对的上限位面。限位块结合面处做橡胶涂层，以便进行防护和缓冲。

再结合图5和图6所示，后车架9上固定安装后驱动桥7，后驱动桥7两侧分别通过转向节总成8连接轮边机构。

具体的，转向节总成8：

转向节内壳体25与桥壳固定连接，转向节内壳体25上下两端转动安装销轴ii26，两销轴ii26上下同轴布置。销轴ii26的外端通过螺栓与转向节外壳体30上下两端固定连接，转向节外壳体30与轮边支撑轴固定连接。转向节外壳体30和转向节内壳体25内部设置外半轴27、内半轴23和十字轴24，十字轴24中间与外半轴27铰接，十字轴24两端与内半轴23铰接。内半轴23与后驱动桥7输出轴连接，外半轴27穿过转向节外壳体30并与所述轮边机构连接。

转向节外壳体30上固定有拉杆耳座28，拉杆耳座28通过球头组件29与拉杆总成6后端连接；拉杆总成6前端与前车架1侧部也通过球头组件29连接，两拉杆总成6对称布置。左、右对称的两拉杆总成通过球头组件构成四边形机构，通过四边形机构的变形，实现两后轮同时做平行摆动，使转向更加灵活，且减小转弯半径。

本实施例中

后驱动桥为可转向驱动桥，前驱动桥为普通驱动桥，同样也可设计成前驱动桥为可转向驱动桥，后驱动桥为普通驱动桥。

工作过程：

结合图7a至7c所示，

平直路面直线行驶（静止）状态：

此时前、后车桥在同一水平面内，前车架1、后车架2之间既不相互转动，也不相互摆动；此时两拉杆总成6组成的四边形机构不产生变形，从而后轮不发生偏转，前、后车轮在同一直线上。

平直路面转向过程：

当需要转向时，转动转向盘，在两转向油缸2一侧活塞杆伸出，另一侧活塞杆收缩作用下，前车架1通过销轴i16的作用，绕铰接体19在水平面内实现一定角度的旋转运动；

与此同时，在球铰组件29的作用下，拉杆总成6驱动转向节总成8，使两后轮始终平行做一定角度的摆动；

当前车架限位块3与组合限位块4的前面贴合时，前车架1和车轮均不再发生转动，运动到达极限位置；转向结束后，逆时针转动转向盘，便可恢复到直线行驶（静止）状态。

结合8a至8f所示，

不平路面直线行驶（静止）状态：

当行驶在崎岖不平的路面行走（静止）时，某一车架可在轴承ii22作用下绕另一车架做一定角度的上下摆动，以保证整机做直线运动（静止），当组合限位块4上面与后车架限位块5下面贴合时，达到最大摆动角度。

不平路面转向过程：

当在崎岖不平的路面转向时，除进行上述的上下摆动外，转动转向盘，同样可进行与平直路面转向过程相一致的运动。

上面以举例方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本发明所做的任何改动或变形均属于本发明要求保护的范围。