一种前桥跟随前轮偏转的联动转向系统的制作方法

1.本发明涉及车辆转向技术领域，具体为一种前桥跟随前轮偏转的联动转向系统。


背景技术：

2.目前，轮式拖拉机转向系统大部分为偏转前轮转向，前轮偏转角度越大，转向半径越小。但是当前轮偏转角度过大时，造成前轮与发动机、前托架和车架干涉。在现有技术中，为了保证车辆能够平稳转弯，轮胎的转角一般不大于50度，但是，这样的角度范围导致车辆的转弯半径较大，不适合在较小的空间内转向。国内市场上农机的转向轮偏转角度一般为45度左右，而在果园等对转向性能要求较高的应用场景中，很多拖拉机无法实现小半径转向，灵活性大大降低，不利于拖拉机在田间实施作业。
3.为了进一步减小车辆的转弯半径，目前市场上的现行方案有以下两种：一种为日系拖拉机采用的倍速转向系统，通过分动箱的多级速比，实现前轮超前率的变化。当前轮偏转角小于设定角度时，超前率为正常值；当前轮偏转角大于设定角度时，分动箱速比改变，超前率变大，转向半径减小；倍速转向随然可以实现小的转向半径，但其分动箱结构复杂，超前率随前轮偏转角度的联动控制也难于实现，且效果不明显。另一种为使用折腰转向，拖拉机前箱和后箱之间通过铰链连接，其转向半径小，机动性好。然而，折腰转向机构只能实现水平方向转向，不能沿车身纵轴线在垂直平面内旋转，两前轮不能时刻适应不平地形，当在不平地形行驶时，会导致转向机构发生变形，使其转向阻力较大。且转向涉及的机械结构较多，直线行驶稳定定性差，且不具备前轮定位功能，转向自回正差，技术复杂，造价成本很高，不利于推广。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供一种前桥跟随前轮偏转的联动转向系统，本方案通过结构优化，加大了前轮的偏转角度，进一步减小拖拉机的转向半径。
5.本发明采用的技术方案是：一种前桥跟随前轮偏转的联动转向系统，包括转向桥、前托架、转向桥安装铰接架、联动杆、中置转向油缸、前轮轮毂、分动箱以及转向桥过渡连接架；分动箱的动力输出端通过传动单元将动力传递至转向桥，所述转向桥安装在前托架的下侧面并与转向桥过渡连接架固定连接，转向桥过渡连接架通过安装在铰接架上下平面的上销轴以及下销轴安装在转向桥安装铰接架上，所述转向桥安装铰接架为箱型结构，并通过锁紧件固定连接在前托架两侧；联动杆一端铰接在前轮轮毂的主销上端盖上，另一端铰接在前托架上；所述中置转向油缸位于转向桥前端，通过球铰连接两侧前轮轮毂。
6.作为优选方案，所述的传动单元为万向传动轴，该万向传动轴一端连接转向桥的输入花键轴，另一端连接分动箱的输出花键轴。
7.作为优选方案，所述联动杆可布置在前托架的任意一侧。
8.作为优选方案，车辆转向状态时，所述中置转向油缸向一侧伸出，前轮轮毂带动主销上端盖发生旋转，联动杆一端固定于前托架上，另一端通过球铰固定在主销上端盖上，在
主销上端盖转动时，在联动杆推力作用下，转向桥绕上销轴和下销轴的轴线发生偏转。
9.作为优选方案，车辆直行状态时，所述中置转向油缸和联动杆无动作，所述转向桥以及前轮轮毂上的主销上端盖处于初始位置。
10.本发明的有益效果是：基于现有技术存在的缺陷，本方案通过优化设计，提供一种前桥跟随前轮偏转的联动转向系统，可以实现在前轮偏转的同时实现前桥的偏转，进一步加大了前轮的偏转角度，减小了拖拉机的转向半径。前轮的偏转由转向油缸提供动力，转向桥的跟随偏转动作间接也由转向油缸提供，无需增加额外的动力系统，结构简单可靠；转向桥绕转向桥安装铰接架偏转后，可使内侧前轮远离前托架，外侧前轮可旋转至前托架侧前方，在增大转向角度的同时避免前轮与前托架的干涉；前轮定位的存在，前轮可自行复位，前轮复位的同时带动转向桥复位，拖拉机直线行驶稳定性好。转向桥的偏转和前轮的偏转同时开始，同时结束，即前轮偏转到最大角度时转向桥也偏转到最大角度，跟随性好，转向过程平顺。
附图说明
11.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1为一种前桥跟随前轮偏转的联动转向系统结构布置主视图；图2为一种前桥跟随前轮偏转的联动转向系统剖视图；图3为一种前桥跟随前轮偏转的联动转向系统直行动作示意图；图4为一种前桥跟随前轮偏转的联动转向系统转向动作示意图；图5为一种前桥跟随前轮偏转的联动转向系统转向效果示意图。
具体实施方式
13.下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益的结合到其他实施方式中。
14.需要说明的是：除非另做定义，本文所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语不表述数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，但并不排除其他具有相同功能的元件或者物件。
15.实施例一、下面结合附图1-5对本实施例装置的结构及转向过程进行详细描述：如图1-2所示，一种前桥跟随前轮偏转的联动转向系统，包括：转向桥1、前托架2、转向桥安装铰接架3、联动杆4、中置转向油缸5、万向传动轴6、主销上端盖7、上销轴8、下销轴9、前轮轮毂10、分动箱11以及转向桥过渡连接架12；其中，所述转向桥1布置在前托架2的
下侧面，与转向桥过渡连接架12固定连接，转向桥过渡连接架12通过安装在铰接架上下平面的上销轴8、下销轴9安装在转向桥安装铰接架3上，转向桥安装铰接架3为箱型结构，通过螺栓固定连接在前托架2两侧；联动杆4一端铰接在前轮轮毂10的主销上端盖7上，另一端铰接在前托架2上；所述中置转向油缸5位于转向桥1的前端，并通过球铰连接两侧前轮轮毂10；万向传动轴6的前端连接转向桥1的输入花键轴，其后端连接分动箱11的输出花键轴。
16.本方案，其中中置转向油缸伸出或缩进时，前轮偏转，前轮偏转的同时带动主销上端盖偏转，由于联动杆的作用，使转向桥绕转向桥安装铰接架偏转。转向桥的偏转跟随前轮的偏转联动、相对于拖拉机纵向中心面来说，进一步加大了前轮的偏转角度，减小了拖拉机的转向半径。前轮的偏转由转向油缸提供动力，转向桥的跟随偏转动作间接也由转向油缸提供，无需增加额外的动力系统，具有结构简单、性能可靠的优点。
17.需要说明的是：所述联动杆4可布置在前托架2的任意一侧。
18.下面结合附图3-5对车辆的转向过程进行详细描述：车辆在直行状态时：如附图3所示，中置转向油缸5无动作，在前轮定位作用下处于中间位置，前轮不发生偏转。此时主销上端盖7也处于初始位置，联动杆4也没有伸长和缩进的趋势。转向桥1在联动杆4的作用下保持在初始位置，也没发生偏转，此时车辆处于直行状态。
19.车辆发生转向动作时：如附图4所示，以车辆向左转向为例进一步描述转向动作； 中置转向油缸5向左侧伸出时，转向桥1上的前轮轮毂10向左偏转，带动主销上端盖7逆时针发生旋转，联动杆4一端固定于前托架2上，前托架2与机体固定，即联动杆4一端通过球铰接固定，位置不发生改变；联动杆4的另一端通过球铰固定在主销上端盖7上，在主销上端盖7逆时针转动时，在联动杆推力作用下，转向桥1绕上销轴8和下销轴9的轴线发生逆时针偏转。前轮偏转角度越大，转向桥1发生偏转的角度也越大；前轮停止偏转，转向桥1也停止偏转，即转向桥的偏转一直跟随者前轮的偏转进行。
20.需要说明的是：车辆向右转向过程与向左转向过程类似，不同之处在于：主销上端盖7顺时针转动时，在联动杆拉力作用下，转向桥1绕上销轴8和下销轴9的轴线发生顺时针偏转。
21.最小转向圆：如附图5所示，虚线图为仅偏转前轮时的车辆最小转向圆，实线图为一种前桥跟随前轮偏转的联动转向系统的最小转向圆，最小转向圆直径明显缩小，转向性能进一步提升。
22.本实施例未详述部分为现有技术。
23.应当指出，虽然通过上述实施方式对本发明进行了描述，然而本发明还可以有其他的多种实施方式。在不脱离本发明精神和范围的前提下，熟悉本领域的技术人员显然可以对本发明做出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应当属于本发明所附权利要求及其等效物所保护的范围内。

技术特征：
1.一种前桥跟随前轮偏转的联动转向系统，其特征在于：包括转向桥、前托架、转向桥安装铰接架、联动杆、中置转向油缸、前轮轮毂、分动箱以及转向桥过渡连接架；分动箱的动力输出端通过传动单元将动力传递至转向桥，所述转向桥安装在前托架的下侧面并与转向桥过渡连接架固定连接，转向桥过渡连接架通过安装在铰接架上下平面的上销轴以及下销轴安装在转向桥安装铰接架上，所述转向桥安装铰接架为箱型结构，并通过锁紧件固定连接在前托架两侧；联动杆一端铰接在前轮轮毂的主销上端盖上，另一端铰接在前托架上；所述中置转向油缸位于转向桥前端，通过球铰连接两侧前轮轮毂。2.根据权利要求1所述的一种前桥跟随前轮偏转的联动转向系统，其特征在于：所述的传动单元为万向传动轴，该万向传动轴一端连接转向桥的输入花键轴，另一端连接分动箱的输出花键轴。3.根据权利要求1所述的一种前桥跟随前轮偏转的联动转向系统，其特征在于：所述联动杆可布置在前托架的任意一侧。4.根据权利要求1所述的一种前桥跟随前轮偏转的联动转向系统，其特征在于：车辆转向状态时，所述中置转向油缸向一侧伸出，前轮轮毂带动主销上端盖发生旋转，联动杆一端固定于前托架上，另一端通过球铰固定在主销上端盖上，在主销上端盖转动时，在联动杆推力作用下，转向桥绕上销轴和下销轴的轴线发生偏转。5.根据权利要求1所述的一种前桥跟随前轮偏转的联动转向系统，其特征在于：车辆直行状态时，所述中置转向油缸和联动杆无动作，所述转向桥以及前轮轮毂上的主销上端盖处于初始位置。

技术总结
一种前桥跟随前轮偏转的联动转向系统，包括转向桥、前托架、转向桥安装铰接架、联动杆、中置转向油缸、前轮轮毂、分动箱以及转向桥过渡连接架；分动箱的动力输出端通过传动单元将动力传递至转向桥，所述转向桥安装在前托架的下侧面并与转向桥过渡连接架固定连接，转向桥过渡连接架通过安装在铰接架上下平面的上销轴以及下销轴安装在转向桥安装铰接架上，所述转向桥安装铰接架为箱型结构，并通过锁紧件固定连接在前托架两侧；联动杆一端铰接在前轮轮毂的主销上端盖上，另一端铰接在前托架上；所述中置转向油缸位于转向桥前端，通过球铰连接两侧前轮轮毂。本方案通过结构优化，加大了前轮的偏转角度，进一步减小拖拉机的转向半径。进一步减小拖拉机的转向半径。进一步减小拖拉机的转向半径。


技术研发人员：张举鑫 史金钟 赵晨辉 董昊 胡新燕 赵鑫 金鑫 崔晴 陶涛 段华威
受保护的技术使用者：第一拖拉机股份有限公司
技术研发日：2023.03.27
技术公布日：2023/6/28