转向系统及作业车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车辆转向系统技术领域，尤其涉及一种转向系统及作业车辆。


背景技术：

2.在现有的专用工程车辆(如越野轮胎起重机、装载机、叉车等)中，由于车桥负载较大，车辆通常采用两桥式的驱动结构，并通过液压系统驱动，车辆转向系统的类型有：前后桥串联连接、前后桥协同控制、前后并联连接，具体问题如下：
3.其一，车辆的前后桥采用串联结构连接时，液压系统压力叠加在前后桥的转向油缸上，在总压力不变的情况下，前、后桥油缸上的压差皆变小，因此分配在每个桥上的转向力不够，转向沉重，使用效果不佳。
4.其二，车辆采用前后桥协同控制的方式时，前桥一般由全液压转向器驱动转向，而后桥转向则是由电液比例阀控制转向，通过采集前桥的转角、速度等信息，实现对后桥进行转向控制，这种形式的控制方式存在一定的延时和误差，并且后桥的转向效果依赖于电气元件、液压元件的精度和可靠性，控制系统结构复杂，成本高，使用效果不佳。
5.其三，车辆的前后桥采用并联结构连接时，在前、后桥同时转向的过程中，虽然压力都可以达转向系统最大压力，但由于系统分流的原因，会导致前、后桥的转向速度减半，从而增加方向盘的旋转圈数，车辆的转向速度受到影响，并且由于前、后桥的负载不同，向角度也会存在差异，使用效果不佳。
6.因此有必要针对上述问题进行改进，以改变现状。


技术实现要素：

7.本实用新型提供一种转向系统及作业车辆，用于解决传统的转向系统中转向效果不佳的问题。
8.本实用新型第一方面提出一种转向系统，包括：
9.转向机构，包括转向器、第一转向装置和第二转向装置，所述转向器用于连接外部的转向部件，所述转向器连通于所述第一转向装置和所述第二转向装置，并用于驱动所述第一转向装置和/或所述第二转向装置进行转向；以及
10.主动力源，分别连接于所述转向器和所述第二转向装置，所述主动力源用于输送介质以及驱动所述第二转向装置进行转向。
11.根据本实用新型提供的转向系统，所述第一转向装置包括第一转向控制阀和第一转向组件，所述第一转向控制阀分别连通于所述转向器和所述第一转向组件，并用于控制所述转向器与所述第一转向组件的通断；
12.所述第二转向装置包括第二转向控制阀、转向调节组件和至少一个第二转向组件，所述第二转向控制阀用于控制所述转向器与所述第二转向组件的通断，所述转向调节组件用于控制所述主动力源与所述第二转向组件之间的通断。
13.根据本实用新型提供的转向系统，所述转向调节组件包括第一转向调节阀和第二
转向调节阀，所述第一转向调节阀分别连接所述第二转向控制阀和所述第二转向装置，所述第二转向调节阀分别连接主动力源和所述第二转向装置，并用于控制所述主动力源与所述第二转向装置的通断。
14.根据本实用新型提供的转向系统，所述第一转向调节阀为三位四通阀，所述第二转向调节阀和所述第二转向控制阀均为两位四通阀；
15.其中，所述转向器的两个输出口分别连接于所述第一转向控制阀的第一输入口和所述第二转向控制阀的第一输入口，所述第一转向控制阀的第二输入口连接于所述第二转向控制阀的第二输入口，所述第二转向控制阀的输出口连接于所述转向调节组件。
16.根据本实用新型提供的转向系统，所述第二转向控制阀和所述转向调节组件均为三位四通阀，其中，所述第二转向控制阀和/或所述转向调节组件用于控制所述第二转向装置的转向方向；
17.其中，所述转向器的两个输出口分别连接于所述第一转向控制阀的第一输入口和所述第二转向控制阀的第一输入口，所述第一转向控制阀的第二输入口连接于所述第二转向控制阀的第二输入口，所述第二转向控制阀的两个输出口分别连接于所述转向调节组件和所述第二转向装置。
18.根据本实用新型提供的转向系统，所述第二转向装置还包括第一阻尼阀，所述第一阻尼阀分别连接于所述转向调节组件和所述主动力源，并用于调节介质的流量。
19.根据本实用新型提供的转向系统，所述转向机构还包括辅助转向组件，所述辅助转向组件分别连接于所述转向器和所述主动力源，并用于控制所述主动力源与外部的工作管路之间的通断。
20.根据本实用新型提供的转向系统，所述辅助转向组件包括优先阀和辅助控制阀，所述优先阀分别连接于所述主动力源和所述辅助控制阀，所述辅助控制阀连接于所述转向器的转向器反馈口，并用于控制所述优先阀在与所述转向器连通或与所述外部的工作管路连通之间切换。
21.根据本实用新型提供的转向系统，所述转向器具有转向器输入口、转向器回流口和转向器反馈口，所述转向器输入口用于输入介质，所述转向器回流口用于输出介质，所述转向器反馈口连接于所述辅助转向组件，并用于控制所述主动力源与所述转向器输入口的通断；所述辅助转向组件还包括第二阻尼阀，所述第二阻尼阀分别连接于所述优先阀和所述辅助控制阀，并用于控制介质的流量，和/或所述转向器还设有转向器溢流阀，所述转向器溢流阀分别连通于所述转向器回流口和所述转向器反馈口。
22.本实用新型第二方面提出了一种作业车辆，包括第一方面所述的转向系统，所述转向系统为液压转向系统。
23.使用本实施例的转向系统时，通过设置转向器与第一转向装置和第二转向装置配合，可以根据实际作业需求使转向系统在第一转向装置或第二转向装置进行单独转向、第一转向装置和第二转向装置协同转向的模式之间切换；通过将主动力源的一路直接与第二转向装置相连，相较于传统的转向系统，本实施例的转向系统可以保证第一转向装置和第二转向装置在各种转向模式下均具有最大的转向驱动力，并且转向速度不会受到影响，当第二转向装置需要更大的转向驱动力时，可以通过主动力源直接驱动第二转向装置进行转向操作，以保证第二转向装置的转向速度。
24.在本实施例的转向系统中，可以实现在单桥转向、多桥协同转向模式之间切换，通过设置与第二转向装置相连的主动力源，可以保证转向系统在各种转向模式时各转向机构均具有最大的转向能力，并且转向速度不会受到影响，使用效果好。
25.在本实施例的作业车辆中，通过设置上述转向系统，作业车辆在具备多种转向模式的前提下，第一转向装置和第二转向装置均具有系统的最大液压压力，转向速度快，转向精度高。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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。
27.图1是本实用新型的实施例中转向系统的结构示意图；
28.图2是本实用新型的实施例中主动力源的结构示意图；
29.图3是本实用新型的一实施例中转向机构的结构示意图；
30.图4是本实用新型的另一实施例中转向机构的结构示意图；
31.图5是本实用新型的实施例中转向器的结构示意图；
32.附图标记：
33.10、转向系统；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
100、主动力源；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
110、齿轮泵；
34.120、油箱；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
130、主溢流阀；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
200、转向机构；
35.210、转向器；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
211、转向器输入口； 212、转向器回流口；
36.213、转向器反馈口； 214、转向器输出口； 2141、第一转向器输出口；
37.2142、第二转向器输出口；215、转向器溢流阀；220、第一转向装置；
38.221、第一转向控制阀；222、第一转向组件；2221、第一左油缸；
39.2222、第一右油缸；230、第二转向装置；231、第二转向控制阀；
40.232、转向调节组件；2321、第一转向调节阀；2322、第二转向调节阀；
41.233、第二转向组件；2331、第二左油缸； 2332、第二右油缸；
42.234、第一阻尼阀；
ꢀꢀꢀꢀꢀ
240、辅助转向组件； 241、优先阀；
43.242、辅助控制阀；
ꢀꢀꢀꢀ
243、第二阻尼阀。
具体实施方式
44.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
45.参阅图1所示，本实用新型实施例提供了一种转向系统10，包括主动力源100以及转向机构200，具体地，转向机构200包括转向器210、第一转向装置220和第二转向装置230，转向器210用于连接外部的转向部件，转向器210连通于第一转向装置220和第二转向装置
230，并用于驱动第一转向装置220和/或第二转向装置230进行转向；主动力源100分别连接于转向器210和第二转向装置230，主动力源100用于输送介质以及驱动第二转向装置230进行转向。
46.使用本实施例的转向系统10时，通过设置转向器210与第一转向装置220和第二转向装置230配合，可以根据实际作业需求使转向系统10在第一转向装置220或第二转向装置230进行单独转向、第一转向装置220和第二转向装置230协同转向的模式之间切换；通过将主动力源100的一路直接与第二转向装置230相连，相较于传统的转向系统10，本实施例的转向系统10可以保证第一转向装置220和第二转向装置230在各种转向模式下均具有最大的转向驱动力，并且转向速度不会受到影响，当第二转向装置230需要更大的转向驱动力时，可以通过主动力源100直接驱动第二转向装置230进行转向操作，以保证第二转向装置230的转向速度。
47.在本实施例的转向系统10中，可以实现在单桥转向、多桥协同转向模式之间切换，通过设置与第二转向装置230相连的主动力源100，可以保证转向系统10在各种转向模式时各转向机构200均具有最大的转向能力，并且转向速度不会受到影响，使用效果好。
48.参阅图2所示，在本实施例中，主动力源100为以液压油作为动力介质，定义l1为齿轮泵110下游的输出油路l1，定义l2为连接油箱120的回流油路；具体地，主动力源100包括齿轮泵110和油箱120，油箱120用于储存液压油，以及接收转向系统10中回流的液压油，齿轮泵110用于驱动油箱120内的液压油沿l1输送至转向器210转向机构200，以驱动第一转向装置220和/或第二转向装置230进行转向，转向机构200中回流的液压油可以通过l2输送返回油箱120中，以形成液压油循环回路，或通过转向机构200输送至外部的其他工作管路中。进一步地，主动力源100还包括主溢流阀130，主溢流阀130分别连接于l2和l1。
49.在其他实施例中，主动力源100也可以采用高压气体作为动力介质，以实现驱动第一转向装置220和第二转向装置230的功能；在一些其他实施例中，主动力源100也可以是柔性拉索或刚性拉杆等机械部件，通过机械运动以实现驱动第一转向装置220和第二转向装置230的功能，在此不做赘述。
50.具体地，参阅图1所示，第一转向装置220包括第一转向控制阀221和第一转向组件222，第一转向控制阀221分别连通于转向器210和第一转向组件222，并用于控制转向器210与第一转向组件222的通断；第二转向装置230包括第二转向控制阀231、转向调节组件232和至少一个第二转向组件233，第二转向控制阀231用于控制转向器210与第二转向组件233的通断，转向调节组件232用于控制主动力源100与第二转向组件233之间的通断。
51.通过设置第一转向控制阀221、第二转向控制阀231以及转向调节组件232的配合，可以实现转向系统10在第一转向装置220和第二转向装置230进行单独转向、协调转向、蟹行转向等模式之间进行切换，需要说明的是，协调转向是指，第一转向装置220和第二转向装置230的转向相反，以使转向系统10具有更小的转向半径，蟹行转向是指，第一转向装置220和第二转向装置230的转向相同。
52.在一实施例中，第二转向控制阀231和转向调节组件232均为三位四通阀，其中，第二转向控制阀231和/或转向调节组件232用于控制第二转向装置230的转向方向；
53.其中，转向器210的两个输出口分别连接于第一转向控制阀221的第一输入口a1和第二转向控制阀231的第一输入口b2，第一转向控制阀221的第二输入口b1连接于第二转向
控制阀231的第二输入口a2，第二转向控制阀231的两个输出口c2和d2分别连接于转向调节组件232和第二转向装置230。
54.具体在本实施例中，第二转向控制阀231具有输入口a2和b2以及输出口c2和d2，转向调节组件232具有输入口b3和d3以及输出口a3和c3；b3连接于l2，d3连接于l1，a3连接于c2，c3连接于d2。
55.在一些实施例中，第二转向组件233也可以设置有多组，并且多组第二转向组件233可以通过并联或串联的方式与第二转向控制阀231和转向调节组件232相连接，或每一个第二转向组件233各连接有一个第二转向控制阀231和转向调节组件232，以实现单轴转向；当转向系统10应用于多轴的车辆时，可以使转向系统10具有多轴转向功能。
56.参阅图1和图3所示，转向器210转向器输出口214的至少具有两个，且包括第一转向器输出口2141和第二转向器输出口2142，第一转向器输出口2141连通于第一转向控制阀221的输入口a1，第二转向器输出口2142连通于第二转向控制阀231的输入口b2；在本实施例中，第一转向控制阀221为两位四通阀，在得电之后可以在两个工作位之间切换，第二转向控制阀231得电之后可以在三个工作位之间切换，第二转向组件233在得电之后可以在三个工作位之间切换。
57.在本实施例中，第一转向组件222包括第一左油缸2221和第一右油缸2222，第二转向组件233包括第二左油缸2331和第二右油缸2332，且第一转向控制阀221的输出口c1连接于第一左油缸2221的上腔体和第一右油缸2222的上腔体，第一转向控制阀221的输出口d1连接于第一左油缸2221的下腔体和第一右油缸2222的下腔体；第二转向控制阀231的输出口c2分别连接于第二左油缸2331的上腔体和第二右油缸2332的上腔体，第二转向控制阀231的输出口d2分别连接于第二左油缸2331的下腔体和第二右油缸2332的下腔体。
58.参阅图3所示，为了便于说明，定义图中横向的左侧和右侧为转向系统10的前侧和后侧，图中的竖向的下侧和上侧为转向系统10的左侧和右侧，但是需要说明的是，此处指出的“左”、“右”、“前”、“后”并非限定转向系统10的具体朝向，在此不做唯一限定。下面将图3作为转向系统10的初始状态，并对转向系统10的模式切换做进一步说明：
59.单独转向模式：
60.第一转向组件222进行单独转向：第一转向控制阀221朝图中的“前”方向移动，此时通过操作转向器210即可实现第一转向组件222的单独转向，第二转向组件233处于静止状态；
61.第二转向组件233进行单独转向：在第一模式下，第二转向控制阀231朝图中的“前”方向移动，通过操作转向器210即可实现第二转向组件233的单独转向；在第二模式下，转向调节组件232得电并可使第二转向组件233与l1连通，通过改变转向调节组件232的工作位以改变第二转向组件233的转向。
62.协调转向模式：
63.第一转向控制阀221得电并使转向器210与第一转向组件222连通，并且第二转向控制阀231朝图中的“前”方向移动，第一转向组件222沿r方向的反向转动时，第二转向组件233便同步沿r方向的正向转动，当第一转向组件222反向转动时，第二转向组件233同步转动；此时如果第二转向组件233的负载较大时，转向调节组件232可以得电并为第二转向组件233提供驱动力。
64.蟹行转向模式：
65.与协调转向模式的区别在于，第二转向控制阀231移动至另一工作位置，由此第一转向组件222即可与第二转向组件233进行同向旋转，在此不做赘述。
66.参阅图4所示，在另一实施例中，本实施例与上述实施例的区别在于：转向调节组件232包括第一转向调节阀2321和第二转向调节阀2322，第一转向调节阀2321分别连接第二转向控制阀231和第二转向装置230，第二转向调节阀2322分别连接主动力源100和第二转向装置230，并用于控制主动力源100与第二转向装置230的通断。
67.具体地，第一转向调节阀2321为三位四通阀，第二转向调节阀2322和第二转向控制阀231均为两位四通阀；
68.其中，所述转向器210的两个输出口分别连接于所述第一转向控制阀221的第一输入口a1和所述第二转向控制阀231的第一输入口b2，所述第一转向控制阀221的第二输入口b1连接于所述第二转向控制阀231的第二输入口a2，所述第二转向控制阀231的输出口c2和d2连接于所述转向调节组件232，第一转向调节阀2321用于控制第二转向装置230的转向方向。
69.具体在本实施例中，第二转向控制阀231具有输入口a2和b2以及输出口c2和d2，第一转向调节阀2321具有输入口a4和b4以及输出口c4和d4，第二转向调节阀2322具有输入口b3和d3以及输出口a3和c3；b3连接于l2，d3连接于l1，a3连接于c2和a4，c3连接于d2和b4。
70.参阅图4详解本实施例中的转向系统10的模式，以下仅对与上述实施例的区别做进一步说明：
71.单独转向模式：
72.第二转向组件233进行单独转向：在第一模式下，第二转向控制阀231朝图中的“前”方向移动，第一转向调节阀2321可朝图中“前”方向移动，此时即可通过操作转向器210即可实现第二转向组件233的单独转向；在第二模式下，第二转向调节阀2322得电并可使第二转向组件233与l1连通，以对第二转向组件233提供额外的驱动力。
73.协调转向模式：
74.第一转向控制阀221得电并使转向器210与第一转向组件222连通，第二转向控制阀231朝图中的“前”方向移动，第一转向调节阀2321朝图中“前”方向移动，此时当第一转向组件222沿r方向的反向转动时，第二转向组件233便同步沿r方向的正向转动，当第一转向组件222反向转动时，第二转向组件233同步转动；此时如果第二转向组件233的负载较大时，第二转向调节阀2322可以得电并为第二转向组件233提供驱动力。
75.蟹行转向模式：
76.与协调转向模式的区别在于，第一转向调节阀2321移动至另一工作位置，由此第一转向组件222即可与第二转向组件233进行同向旋转，在此不做赘述。
77.具体地，第二转向装置230还包括第一阻尼阀234，第一阻尼阀234分别连接于转向调节组件232和主动力源100，并用于调节介质的流量。由此设置，可以通过调节第一阻尼阀234以对第二转向组件233的转向速度进行调节。
78.需要说明的是，定义l3为转向系统10的控制路径，该控制路径的信号介质可以是液压油压力、气体压力或电信号，在此不做唯一限定。
79.进一步地，参阅图1所示，转向机构200还包括辅助转向组件240，辅助转向组件240
分别连接于转向器210和主动力源100，并用于控制主动力源100与外部的工作管路之间的通断。
80.在本实施例中，l3中的信号介质可以是液压油，当例如方向盘等外部的转向部件向转向器210输入转向指令时，转向器210可以通过转向器反馈口213沿l3对第一阻尼阀234反馈控制信号，以使l1与转向器210相连通，从而建立转向油压以驱动转向系统10实现转向动作。
81.具体地，辅助转向组件240包括优先阀241和辅助控制阀242，优先阀241分别连接于主动力源100和辅助控制阀242，辅助控制阀242连接于转向器210的转向器反馈口213，并用于控制优先阀241在与转向器210连通或与外部的工作管路连通之间切换。
82.可以理解的是，优先阀241的输入端连接于主动力源100，优先阀241的其中一个输出端连接于外部的工作管路，另一个输出端连接于辅助控制阀242，并与转向器210相连通，辅助控制阀242分别连接于l3和优先阀241的控制信号输入端口。在使用本实施例的转向系统10时，齿轮泵110启动并在l1内建立油压，此时l3内无压力，并且由于转向器210无转向信号输入，所以l1内处于高压状态，并驱使优先阀241的阀芯移动以使优先阀241与外部的工作管路相连通；当转向器210接收转向信号之后，此时优先阀241内的弹簧便克服l1的压力向右移动，以使主动力源100与l1相连通，并通过l1向转向器210供给高压介质。由此设置，即可实现辅助转向组件240的反馈控制功能，以保证转向系统10的转向效果。
83.具体地，转向器210具有转向器输入口211、转向器回流口212和转向器反馈口213，转向器输入口211用于输入介质，转向器回流口212用于输出介质，转向器反馈口213连接于辅助转向组件240，并用于控制主动力源100与转向器输入口211的通断；辅助转向组件240还包括第二阻尼阀243，第二阻尼阀243分别连接于优先阀241和辅助控制阀242，并用于控制介质的流量，
84.可以理解的是，通过设置的第二阻尼阀243可以对辅助控制阀242的反馈速度进行调节，以提高转向系统10的控制效果。
85.进一步地，转向器210还设有转向器溢流阀215，转向器溢流阀215分别连通于转向器回流口212。
86.本实用新型还提供了一种作业车辆，其包括上述任意一项实施例中所述的转向系统10，转向系统10为液压转向系统。
87.在本实施例的作业车辆中，通过设置上述转向系统10，作业车辆在具备多种转向模式的前提下，第一转向装置220和第二转向装置230均具有系统的最大液压压力，转向速度快，转向精度高。需要说明的是，作业车辆包括但不限于起重机、装载机、叉车等。
88.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。