一种车辆的多状态转向系统技术方案

一种车辆的多状态转向系统属于车辆转向控制技术领域，目的在于解决现有技术存在的转向动作受限、无法在空间狭小区域完成转向动作的问题。本发明专利技术的转向机械系统包括控制前轮转向的前轮转向单元和控制后轮转向的后轮转向单元；前轮转向单元至少包括左前液压缸和右前液压缸，左前液压缸和右前液压缸同轴相背放置并且无杆腔连通，左前液压缸和右前液压缸分别通过一组转向驱动机构驱动左前轮和右前轮转向；后轮转向单元至少包括左后液压缸和右后液压缸，左后液压缸和右后液压缸同轴相背放置并且无杆腔连通，左后液压缸和右后液压缸分别通过一组转向驱动机构驱动左后轮和右后轮转向；液压控制系统控制左前液压缸、右前液压缸、左后液压缸和右后液压缸的活塞杆伸出或缩回。

A Multi-state Steering System for Vehicles

【技术实现步骤摘要】
一种车辆的多状态转向系统
本专利技术属于车辆转向控制
，具体涉及一种车辆的多状态转向系统。
技术介绍
传统的车辆转向一般依照阿克曼转向定律，由连杆结构形成转向梯形，进而完成车辆的转向。根据转向模式的不同一般分为前轮转向、后轮转向及四轮转向，但目前的转向机制无法完成车辆的原地转向，无法在空间受限的地域完成转向动作，极大的限制了车辆的机动能力，同时也加剧了驾驶员的操作疲劳。为了使车辆具有良好的灵活机动性能，原地转向模式就显得尤为重要了。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种车辆的多状态转向系统，解决现有技术存在的转向动作受限、无法在空间狭小区域完成转向动作的问题。为实现上述目的，本专利技术的一种车辆的多状态转向系统包括转向机械系统和液压控制系统；所述转向机械系统包括控制前轮转向的前轮转向单元和控制后轮转向的后轮转向单元；所述前轮转向单元至少包括左前液压缸和右前液压缸，所述左前液压缸和右前液压缸同轴相背放置并且无杆腔连通，所述左前液压缸和右前液压缸分别通过一组转向驱动机构驱动左前轮和右前轮转向；所述后轮转向单元至少包括左后液压缸和右后液压缸，所述左后液压缸和右后液压缸同轴相背放置并且无杆腔连通，所述左后液压缸和右后液压缸分别通过一组转向驱动机构驱动左后轮和右后轮转向；所述液压控制系统控制所述左前液压缸、右前液压缸、左后液压缸和右后液压缸的活塞杆伸出或缩回。所述转向驱动机构包括：摇臂、拉杆和转向主销，拉杆的一端和摇臂的一端铰接，所述拉杆的另一端和左前液压缸、右前液压缸、左后液压缸或右后液压缸的活塞杆铰接，所述摇臂的另一端通过转向主销和汽车的车架铰接。所述液压控制系统包括液压油输入单元、转向信号输入液压系统、转向调节液压系统、回正补偿系统以及控制单元；所述液压油输入单元和所述转向信号输入液压系统连接供油，所述控制单元分别与转向信号输入液压系统和转向调节液压系统连接控制液压元件通电状态；所述转向信号输入液压系统通过转向调节液压系统分别与左前液压缸、右前液压缸、左后液压缸和右后液压连接，调整左前液压缸、右前液压缸、左后液压缸和右后液压的活塞杆状态，所述回正补偿系统与左前液压缸、右前液压缸、左后液压缸和右后液压缸连接采集转向状态并将采集信后传输至控制单元。所述液压油输入单元包括：油箱；进油口和油箱连接的转向主泵，所述转向主泵通过优先阀和转向信号输入液压系统连接；连接在油箱和转向主泵主油路之间的主泵溢流阀；进油口和油箱连接的控制泵；连接在油箱和控制泵主油路间之间的控制泵溢流阀；以及发动机，所述发动机与转向主泵和控制泵连接驱动转动。所述转向信号输入液压系统包括：转向器，所述转向器的左位和右位分别与控制单元连接；和流量放大阀，所述流量放大阀的左右端控制油路和转向器的输出油口相连接，所述流量放大阀通过优先阀和转向主泵连接，所述流量放大阀和转向调节液压系统连接。所述转向调节液压系统包括分别与控制单元连接的三位四通电磁换向阀一和三位四通电磁换向阀二；所述三位四通电磁换向阀一的T口和三位四通电磁换向阀二的P口连接，所述三位四通电磁换向阀一的P口与流量放大阀的B口连接，所述三位四通电磁换向阀一的A口和B口分别与左后液压缸和右后液压缸的有杆腔连通；三位四通电磁换向阀二的T口与流量放大阀的A口连接，所述三位四通电磁换向阀二的A口和B口分别与左前液压缸和右前液压缸的有杆腔连通。所述转向调节液压系统还包括分别与控制单元连接的三位四通电磁换向阀三、三位四通电磁换向阀四、电磁开关阀一、电磁开关阀二、电磁开关阀三和电磁开关阀四；所述三位四通电磁换向阀三的B口和三位四通电磁换向阀四的B口连接；所述三位四通电磁换向阀三的A口和油箱连接，P口分别与左后液压缸和右后液压缸的有杆腔连通，T口分别与左后液压缸和右后液压缸的无杆腔连接；所述三位四通电磁换向阀四的A口和油箱连接，P口分别与左前液压缸和右前液压缸的有杆腔连通，T口分别与左前液压缸和右前液压缸的无杆腔连接；所述电磁开关阀一位于三位四通电磁换向阀三B口和左后液压缸无杆腔之间，控制端电磁铁由控制单元控制；所述电磁开关阀二位于左后液压缸无杆腔和右后液压缸无杆腔之间，控制端电磁铁由控制单元控制，所述电磁开关阀三位于左前液压缸无杆腔和右前液压缸无杆腔之间，控制端电磁铁由控制单元控制，所述电磁开关阀四位于三位四通电磁换向阀四B口和左前液压缸无杆腔之间，控制端电磁铁由控制单元控制。所述回正补偿液压系统包括分别于控制单元连接的采集卡和位移传感器；位移传感器采集左前液压缸、右前液压缸、左后液压缸和右后液压缸的位移信号送入采集卡，并经采集卡传送至控制单元。所述左前液压缸、右前液压缸、左后液压缸和右后液压缸均为单出杆液压缸。本专利技术的有益效果为：1、在传统的前轮单独转向的基础上引入了后轮单独转向、普通四轮转向、蟹型转向、原地转向，使得车辆的转向半径得以减小，并可在相对狭小的地带可实现调头，提高了车辆的灵活性，以适应工作环境的要求；2、整个转向系统应用全液压技术，在继承传统转向系统特点的同时，对原转向系统的复杂结构进行了简化；3、整个控制采用电液复合的闭环控制系统，使转向系统具有很好的可靠性，并且该系统实现了多种转向方式，使驾驶员有了更多的选择，且能实现转向灵敏度的调整。附图说明图1为本专利技术的一种车辆的多状态转向系统原理图；图2为本专利技术的一种车辆的多状态转向系统中转向机械系统中前轮转向单元结构示意图；图3为本专利技术的一种车辆的多状态转向系统中液压控制系统示意图；其中：1、左前液压缸，2、右前液压缸，3、左后液压缸，4、右后液压缸，5、摇臂，6、拉杆，7、转向主销，8、油箱，9、控制泵，10、控制泵溢流阀，11、优先阀，12、转向主泵，13、主泵溢流阀，14、转向器，15、流量放大阀，16、三位四通电磁换向阀一，17、三位四通电磁换向阀二，18、三位四通电磁换向阀三，19、三位四通电磁换向阀四，20、电磁开关阀一，21、电磁开关阀二，22、电磁开关阀三，23、电磁开关阀四，24、采集卡，25、位移传感器，26、控制单元。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施方式作进一步说明。参见附图1-附图3，本专利技术的一种车辆的多状态转向系统包括转向机械系统和液压控制系统；所述转向机械系统包括控制前轮转向的前轮转向单元和控制后轮转向的后轮转向单元；所述前轮转向单元至少包括左前液压缸1和右前液压缸2，所述左前液压缸1和右前液压缸2同轴相背放置并且无杆腔连通，所述左前液压缸1和右前液压缸2分别通过一组转向驱动机构驱动左前轮和右前轮转向；所述后轮转向单元至少包括左后液压缸3和右后液压缸4，所述左后液压缸3和右后液压缸4同轴相背放置并且无杆腔连通，所述左后液压缸3和右后液压缸4分别通过一组转向驱动机构驱动左后轮和右后轮转向；转向机械系统中转向主销7与车架铰接，每个单元的两个液压缸同轴且相背而置，与车架固联后取代传统的双出杆液压缸，拉杆6以铰接的连接方式连接摇臂5和单出杆液压缸，从而构成转向梯形，根据车辆的具体参数优化之后即可得到相应的转向系统结构形式，该形式除了能实现传统转向结构的功能外，配合相应的液压控制系统即可实现原地转向功能；所述液压控制系统控制所述左前液压缸1、右前液压缸2、左后液压缸3和右后液压缸4的活塞杆伸出或缩回。所述转向驱动机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆的多状态转向系统，包括转向机械系统和液压控制系统；其特征在于，所述转向机械系统包括控制前轮转向的前轮转向单元和控制后轮转向的后轮转向单元；所述前轮转向单元至少包括左前液压缸(1)和右前液压缸(2)，所述左前液压缸(1)和右前液压缸(2)同轴相背放置并且无杆腔连通，所述左前液压缸(1)和右前液压缸(2)分别通过一组转向驱动机构驱动左前轮和右前轮转向；所述后轮转向单元至少包括左后液压缸(3)和右后液压缸(4)，所述左后液压缸(3)和右后液压缸(4)同轴相背放置并且无杆腔连通，所述左后液压缸(3)和右后液压缸(4)分别通过一组转向驱动机构驱动左后轮和右后轮转向；所述液压控制系统控制所述左前液压缸(1)、右前液压缸(2)、左后液压缸(3)和右后液压缸(4)的活塞杆伸出或缩回。

【技术特征摘要】
1.一种车辆的多状态转向系统，包括转向机械系统和液压控制系统；其特征在于，所述转向机械系统包括控制前轮转向的前轮转向单元和控制后轮转向的后轮转向单元；所述前轮转向单元至少包括左前液压缸(1)和右前液压缸(2)，所述左前液压缸(1)和右前液压缸(2)同轴相背放置并且无杆腔连通，所述左前液压缸(1)和右前液压缸(2)分别通过一组转向驱动机构驱动左前轮和右前轮转向；所述后轮转向单元至少包括左后液压缸(3)和右后液压缸(4)，所述左后液压缸(3)和右后液压缸(4)同轴相背放置并且无杆腔连通，所述左后液压缸(3)和右后液压缸(4)分别通过一组转向驱动机构驱动左后轮和右后轮转向；所述液压控制系统控制所述左前液压缸(1)、右前液压缸(2)、左后液压缸(3)和右后液压缸(4)的活塞杆伸出或缩回。2.根据权利要求1所述的一种车辆的多状态转向系统，其特征在于，所述转向驱动机构包括：摇臂(5)、拉杆(6)和转向主销(7)，拉杆(6)的一端和摇臂(5)的一端铰接，所述拉杆(6)的另一端和左前液压缸(1)、右前液压缸(2)、左后液压缸(3)或右后液压缸(4)的活塞杆铰接，所述摇臂(5)的另一端通过转向主销(7)和汽车的车架铰接。3.根据权利要求1或2所述的一种车辆的多状态转向系统，其特征在于，所述液压控制系统包括液压油输入单元、转向信号输入液压系统、转向调节液压系统、回正补偿系统以及控制单元(26)；所述液压油输入单元和所述转向信号输入液压系统连接供油，所述控制单元(26)分别与转向信号输入液压系统和转向调节液压系统连接控制液压元件通电状态；所述转向信号输入液压系统通过转向调节液压系统分别与左前液压缸(1)、右前液压缸(2)、左后液压缸(3)和右后液压连接，调整左前液压缸(1)、右前液压缸(2)、左后液压缸(3)和右后液压的活塞杆状态，所述回正补偿系统与左前液压缸(1)、右前液压缸(2)、左后液压缸(3)和右后液压缸(4)连接采集转向状态并将采集信后传输至控制单元(26)。4.根据权利要求3所述的一种车辆的多状态转向系统，其特征在于，所述液压油输入单元包括：油箱(8)；进油口和油箱(8)连接的转向主泵(12)，所述转向主泵(12)通过优先阀(11)和转向信号输入液压系统连接；连接在油箱(8)和转向主泵(12)主油路之间的主泵溢流阀(13)；进油口和油箱(8)连接的控制泵(9)；连接在油箱(8)和控制泵(9)主油路间之间的控制泵溢流阀(10)；以及发动机，所述发动机与转向主泵(12)和控制泵(9)连接驱动转动。5.根据权利要求4所述的一种车辆的多状态转向系统，其特征在于，所述转向信号输入液压系统包括：转向器(14)，所述转向器(14)的左位和右位分别与控制单元(26)连接；和流量放大阀(15)，所述流量放大阀(15)的左右端控制油路和转向器(14...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昕晖，曹丙伟，陈伟，谭鹏，徐飞翔，周晨，王永超，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22