一种电控可卸载式车轮收放装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电控可卸载式车轮收放装置，包括下横臂、传动短轴、扭杆弹簧、车轮收放作动器、电磁式卸载机构和滑动花键套；下横臂与传动短轴固连；传动短轴与扭杆弹簧同轴设置，并且二者之间能够通过滑动花键套连接；车轮收放作动器设置在传动短轴上，用于当滑动花键套轴向滑动与扭杆弹簧脱离连接，而与车轮收放作动器连接时，驱动传动短轴、悬架及车轮抬升；电磁式卸载机构与所述的滑动花键套连接，用于完成滑动花键套的轴向滑动。本发明专利技术采用电磁式卸载机构和车轮收放作动器结合，能够快速响应并完全卸除车轮收放过程中悬架弹性和阻尼元件施加于车轮收放装置的载荷。

A kind of electronic control unloading wheel retracting and releasing device and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种电控可卸载式车轮收放装置及控制方法
本专利技术属于轮式水陆两栖车的水陆工况切换设备领域，具体涉及一种电控可卸载式车轮收放装置及控制方法。
技术介绍
水陆两栖车是一种同时具备车与船的特性，既可在陆地行驶，又可泛水浮渡的特种车辆。由于其具备卓越的水陆通行性能，可在陆地和水域两种工况下快速转换行驶而不受路桥或江河湖海等水域的限制，因而在军事战略机动、水陆作业、抢险救灾、旅游娱乐、交通运输等专业领域具有突出的优势和特殊的历史意义。轮式水陆两栖车的陆上行驶装置为车轮，水上行驶可采用车轮直接划水，或用专门的水上推进器（螺旋桨或喷水推进器）驱动，其结构简单，但水上速度和机动性差。对机动性要求较高的水陆两栖车为了减小水陆两栖车在水中行驶的阻力，提高水陆两栖车的机动性，采用车轮收放装置或水陆行驶转换装置，在水中行驶时将车轮抬升收起，尽量使车轮高于水面，减小甚至消除由车轮产生的阻力。结构上，传统悬架结构进行车轮收放必然引起悬架弹性元件和减震器的压缩和拉伸，收起时车轮向上移动距离大，弹簧压缩量大，悬架结构和收放作动器受到很大的弹簧反作用力和减震器阻尼力，造成功率损失和部件磨损，而且收起后弹簧一直处于较大的压缩状态，会使悬架过早损坏。因此现有一类车轮收放装置是通过移动弹性元件上支点位置来减少收起时的弹性元件和减震器的压缩量，减少压缩反作用力；另一类是通过采用可卸载弹性元件或减震器，通过对液压油的卸载，使压缩时不会产生大的反作用力。因此，现有的车轮收放装置可以分为收放时弹性元件上支点移动和固定两种。上支点移动类车轮收放装置的上支点往往通过铰接与连杆、丝杠螺母、滑块滑轨、液压作动器等机构或零部件连接，保证上支点可移动。上述机构和零部件往往左右悬架共用一套，造成左右悬架在结构上横跨车辆，整个装置占用车厢或机舱的大量空间，不利于动力传动系统的布置和车内空间的利用。此外，采用铰接的上支点在路上行驶时受到悬架弹性元件的冲击，极易造成铰接点、丝杠螺母、滑轨滑块、液压缸油封的过渡磨损、变形甚至毁坏，可靠性较差；同时长期使用引起的变形磨损和变形会导致车轮放下后车轮定位参数发生改变，影响车辆的操纵稳定性。上支点固定类车轮收放装置的上支点固定，无过度磨损，但是采用筒式减震器与液压作动器一体式可卸载弹性元件，液压缸既提供车轮收放动力又起减振作用，要求有很好的密封性和可靠性，结构复杂，成本高，恶劣环境下容易失效。吉布斯公司在美国申请了两栖车辆车轮收放的专利，其液压缸既提供收放动力又起隔绝地面振动的作用，车轮收起时，液压缸下端输入液压力，将车轮收起；当放下车轮时，上端输入液压力放下车轮；当起减振作用时，液压缸与外部管路隔绝，依靠气体的压缩起到减振作用。该装置同时运用两种介质，且液压系统结构复杂，成本高，可靠性较差，另一方面，收起车轮时，液压缸上端油液被活塞推出缸体，受到液压阀的限流阻碍，产生一定的阻尼力，系统响应较差，而且不能做到完全卸载，使作动器负载最小。上述两种类型的车轮收放装置都采用轴向作用的弹性元件和阻尼元件，如螺旋弹簧、油气弹簧、筒式减震器等。轴向作用弹性元件和阻尼元件轴向尺寸大，体积较大，布置上需要防止避免运动干涉，占用的空间较大。控制上，现有的水陆两栖车车轮收放装置大都采用液压控制或者通过机械结构控制，由于液压系统的迟滞和机械结构的装配间隙，控制系统对于控制操作和命令的响应不够及时，增加了整个车轮收放动作完成所需的时间；控制精度低，不能保证悬架的抬升高度不变和车轮定位参数在合理范围内。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种电控可卸载式车轮收放装置及控制方法，能够快速响应收放动作指令并在收放过程中完全卸除悬架弹性、阻尼元件施加给车轮收放装置的载荷。本专利技术为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种电控可卸载式车轮收放装置，其特征在于：它包括下横臂、传动短轴、扭杆弹簧、车轮收放作动器、电磁式卸载机构和滑动花键套；其中，下横臂与传动短轴固连；传动短轴与扭杆弹簧同轴设置，并且二者之间能够通过滑动花键套连接；电磁式卸载机构与所述的滑动花键套连接，用于完成滑动花键套的轴向滑动；车轮收放作动器设置在传动短轴上，用于当滑动花键套轴向滑动而与扭杆弹簧脱离连接，而与车轮收放作动器连接时，驱动传动短轴及悬架、车轮抬升。按上述方案，所述的车轮收放作动器包括蜗轮、蜗杆和电动机；其中，电动机给蜗杆提供动力，蜗杆与所述的蜗轮啮合，蜗轮与所述的传动短轴通过轴承连接。按上述方案，所述的电磁式卸载机构包括传动拨叉、电磁开关和控制电路；其中，电磁开关包括外部的线圈组，线圈组内设有接触盘和动铁芯，接触盘为轴向移动件，接线柱即触点固定，动铁芯为活动件，动铁芯通过传动杆与所述的传动拨叉的一端连接，传动拨叉的另一端与所述的滑动花键套通过拨叉导环连接；动铁芯在线圈组导电时形成的磁场下轴向运动，同时使得传动拨叉产生向传动短轴的摆动，带动滑动花键套向传动短轴一侧轴向运动；动铁芯轴向运动达到一定行程后推动接触盘运动，使接触盘与接线柱接触，此时电磁开关闭合；动铁芯外设有第一复位弹簧，用于在线圈组不导电时带动动铁芯、传动拨叉、滑动花键套复位，同时接触盘受第二复位弹簧的复位轴向力与接线柱脱离，电磁开关断开；所述的控制电路分别与电磁开关的线圈组、接触盘、接线柱连接，用于给线圈组通电，当电磁开关闭合时，判断滑动花键套与扭杆弹簧脱离连接，控制车轮收放作动器抬起传动短轴、悬架、车轮。按上述方案，定义所述的滑动花键套靠近传动短轴一端为前端，靠近扭杆弹簧一端为后端；滑动花键套前端的外部设有外矩形花键，用于与车轮收放作动器的内矩形花键套配合；滑动花键套后端的外部设有所述的拨叉导环，用于放置所述的传动拨叉，并辅助传动拨叉拨动滑动花键套从而实现轴向滑动；滑动花键套前端和后端的内部均设有内矩形花键，分别与传动短轴和扭杆弹簧的外花键配合。按上述方案，所述的滑动花键套的内矩形花键和外矩形花键的花键齿端均具有倒角；滑动花键套的内矩形花键、以及传动短轴和扭杆弹簧的外花键，均分别设有以一定角度间隔布置的两处缺齿。按上述方案，所述的传动杆的端部设有孔，所述的传动拨叉的上端穿过所述的孔并能够在孔中滑动，所述的传动拨叉的中部通过铰接固定在壳体上，传动拨叉的下端通过铰接的矩形滑块装配在所述的拨叉导环的环槽内；所述的壳体固定在车架上。按上述方案，所述的控制电路还包括在悬架抬升行程限位块处设置的第一接近开关、传动杆的前端设置的第二接近开关；其中第一接近开关与所述的线圈组串联，第二接近开关与电动机串联，第一接近开关和第二接近开关用于控制电动机回路的通断，从而控制所述的车轮收放作动器完成收放动作；控制电路中第一接近开关、第二接近开关和电磁开关之间的连接和布置位置用于完成以下逻辑：当收到车轮抬升指令时，闭合第一继电器，给线圈组通电，滑动花键套与扭杆弹簧脱离啮合而与车轮收放作动器建立啮合，电磁开关闭合，控制单元控制车轮收放作动器进行抬升动作；当悬架抬升至预设位置时，第一接近开关断开，线圈组断电，电动机断电停止输出；当收到车轮下降指令时，闭合第二继电器，控制单元控制车轮收放作动器进行下降动作；当悬架下降到预设位置时，滑动花键套受复位弹簧轴向作用力自动与扭杆弹簧啮合，使得传动杆随之动作而触动第二接近开关断开，电动机停止输出。按上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电控可卸载式车轮收放装置，其特征在于：它包括下横臂、传动短轴、扭杆弹簧、车轮收放作动器、电磁式卸载机构和滑动花键套；其中，下横臂与传动短轴固连；传动短轴与扭杆弹簧同轴设置，并且二者之间能够通过滑动花键套连接；电磁式卸载机构与所述的滑动花键套连接，用于完成滑动花键套的轴向滑动；车轮收放作动器设置在传动短轴上，用于当滑动花键套轴向滑动而与扭杆弹簧脱离连接，而与车轮收放作动器连接时，驱动传动短轴及悬架、车轮抬升。

【技术特征摘要】
1.一种电控可卸载式车轮收放装置，其特征在于：它包括下横臂、传动短轴、扭杆弹簧、车轮收放作动器、电磁式卸载机构和滑动花键套；其中，下横臂与传动短轴固连；传动短轴与扭杆弹簧同轴设置，并且二者之间能够通过滑动花键套连接；电磁式卸载机构与所述的滑动花键套连接，用于完成滑动花键套的轴向滑动；车轮收放作动器设置在传动短轴上，用于当滑动花键套轴向滑动而与扭杆弹簧脱离连接，而与车轮收放作动器连接时，驱动传动短轴及悬架、车轮抬升。2.根据权利要求1所述的电控可卸载式车轮收放装置，其特征在于：所述的车轮收放作动器包括蜗轮、蜗杆和电动机；其中，电动机给蜗杆提供动力，蜗杆与所述的蜗轮啮合，蜗轮与所述的传动短轴通过轴承连接。3.根据权利要求1所述的电控可卸载式车轮收放装置，其特征在于：所述的电磁式卸载机构包括传动拨叉、电磁开关和控制电路；其中，电磁开关包括外部的线圈组，线圈组内设有接触盘和动铁芯，接触盘为轴向移动件，接线柱即触点固定，动铁芯为活动件，动铁芯通过传动杆与所述的传动拨叉的一端连接，传动拨叉的另一端与所述的滑动花键套通过拨叉导环连接；动铁芯在线圈组导电时形成的磁场下轴向运动，同时使得传动拨叉产生向传动短轴的摆动，带动滑动花键套向传动短轴一侧轴向运动；动铁芯轴向运动达到一定行程后推动接触盘运动，使接触盘与接线柱接触，此时电磁开关闭合；动铁芯外设有第一复位弹簧，用于在线圈组不导电时带动动铁芯、传动拨叉、滑动花键套复位，同时接触盘受第二复位弹簧的复位轴向力与接线柱脱离，电磁开关断开；所述的控制电路分别与电磁开关的线圈组、接触盘、接线柱连接，用于给线圈组通电，当电磁开关闭合时，判断滑动花键套与扭杆弹簧脱离连接，控制车轮收放作动器抬起传动短轴、悬架、车轮。4.根据权利要求3所述的电控可卸载式车轮收放装置，其特征在于：定义所述的滑动花键套靠近传动短轴一端为前端，靠近扭杆弹簧一端为后端；滑动花键套前端的外部设有外矩形花键，用于与车轮收放作动器的内矩形花键套配合；滑动花键套后端的外部设有所述的拨叉导环，用于放置所述的传动拨叉，并辅助传动拨叉拨动滑动花键套从而实现轴向滑动；滑动花键套前端和后端的内部均设有内矩形花键，分别与传动短轴和扭杆弹簧的外花键配合。5.根据权利要求4所述的电控可卸载式车轮收放装置，其特征在于：所述的滑动花键套的内矩形花键和外矩形花键的花键齿端均具有倒角；滑动花键套的内矩形花键、以及传动短轴和扭杆弹簧的外花键，均分别设有以一定角度间隔布置的两处缺齿。6.根据权利要求3所述的电控可卸载式车轮收放装置，其特征在于：所述的传动杆的端部设有孔，所述的传动拨叉的上端穿过所述的孔并能够在孔中滑动，所述的传动拨叉的中部通过铰接固定在壳体上，传动拨叉的下端通过铰接的矩形滑块装配在所述的拨叉导环的环槽内；所述的壳体固定在车架上。7.根据权利要求3所述的电控可卸载式车轮收放装置，其特征在于：所述的控制电路还包括在悬架抬升行程限位块处设置的第一接近开关、传动杆的前端设置的第二接近开关；其中第一接近开关与所述的线圈组串联，第二接近开关与电动机串联，第一接近开关和第二接近开关用于控制电动机回路的通断，从而控制所述的车轮收放作动器完成收放动作；控制电路中第一接近开关、第二接近开关和电磁开关之间的连接和布置位置用于完成以下逻辑：当收到车轮抬升指令时，给线圈组通电，滑动花键套与扭杆弹簧脱离啮合而与车轮收放作动器建立啮合，电磁开关闭合，控制器控制车轮收放作动器进行抬升动作；当悬架抬升至预设位置时，第一接近开关断开，线圈组断电，电动机断电停止输出；当收到车轮下降指令时，控制器控制车轮收放作动器进行下降动作；当悬架下降到预设位置时，滑动花键套受复位弹簧轴向作用力自动与扭杆弹簧啮合，使得传动杆随之动作而触动第二接近开关断开，电动机停止输出。8.根据权利要求1所述的电控可卸载式车轮收放装置，其特征在于：所述的扭杆弹簧上还设有同轴式摩擦减震器；同轴式摩擦减震器的部分摩擦片通过花键座与扭...

【专利技术属性】
技术研发人员：付翔，杨鹏，吴森，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42