360度四輪轉向農用車的製作方法
2023-09-20 04:32:40 4
360度四輪轉向農用車的製作方法
【專利摘要】一種360度四輪轉向農用車，它包括立柱式車輪軸，車輪軸包括從內到外依次套置的動力軸、轉向軸和保護套，前驅動橋和後驅動橋的輸出端分別經過齒輪換向器Ⅰ將水平方向動力變為豎直方向動力後傳遞給動力軸，動力軸的下端再經過齒輪換向器Ⅱ將豎直動力變為水平動力傳遞給輪轂的動力輸入端；在車輪軸的轉向軸上設置一個渦輪Ⅱ，四輪轉向控制機構的渦輪Ⅰ帶動與其配合的蝸杆，所述蝸杆帶動與其配合的渦輪Ⅱ，從而帶動所述轉向軸轉動。本發明實現了農用車四輪的360度轉動，方便作業，動力性能好。
【專利說明】360度四輪轉向農用車
【技術領域】
[0001]本發明涉及農用車，具體地說是一種可以在360度任意角度內四輪轉向的農用車。
【背景技術】
[0002]隨著我國農業機械化步伐的加快，農用車在現代農業領域的地位舉足輕重，例如，農用拖拉機在播種、施肥、耕整地、起壟、移栽、中耕培土、收割收穫等方面都離不開它。但是，目前的農用拖拉機在實際使用過程中存在轉向半徑大、在小空間內無法轉向的問題，給生產過程全程機械化帶來一定製約。拖拉機在田地裡工作時，由於受車輪轉向範圍的限制，在地頭轉向時轉彎半徑大，會剩餘一小部分田地不能作業；同時，為了提高農田利用率，多數農田留有的操作車道很窄，造成拖拉機在轉向時經常會壓壞周圍的農作物的現象。
[0003]現在很多人提出了四輪轉向來解決這個問題，例如中國專利CN 201633774U公開了一種汽車四輪轉向控制器，它實現了車輛四輪轉向，而且可以通過操縱擋杆，同時控制後輪轉向，且後輪既可與前輪向同一方向轉動，也可向與前輪相反的方向轉動，但該四輪轉向控制器的末端依然連接轉向拉杆，由轉向拉杆帶動汽車懸掛裝置，從而帶動車輪轉向節轉動，車輛的橫向驅動橋結構並未改變，因此轉向角度受驅動橋限制，不能任意轉向，仍會留有部分田地沒法作業。
[0004]針對車輪轉向受驅動橋結構影響，不能360度轉向的問題，中國專利CN202186422U公開了一種可360度轉向的轉向機構，它通過鏈條鏈輪實現車輪轉向，但該機構需要在車輪上安裝電動機實現車輪驅動，整個裝置動力性能差，鏈輪鏈條結構容易損壞故障，因此不適合農用車領域使用。
[0005]綜上所述，要想在不改變農用機動力源的基礎上實現車輪360度轉向，需要提出一種對車輪轉向沒有妨礙的驅動橋結構，而且，還需要提出一種不採用轉向拉杆帶動車輪上的轉向節的車輪轉向執行機構。
【發明內容】
[0006]為解決在不改變農用車動力源的情況下實現車輪360度轉向的問題，本發明提出了一種360度四輪轉向農用車，它具有立柱式車輪軸和一種新型的車輪轉向執行機構，實現了車輪無障礙360度旋轉。
[0007]為解決上述問題，本發明採用以下技術方案:一種360度四輪轉向農用車，包括車架、輪轂、發動機、變速器、離合器、分動器、前驅動橋、後驅動橋及四輪轉向控制機構，所述發動機的動力經分動器分別傳遞到前驅動橋和後驅動橋，其特徵在於，還包括車輪軸，所述車輪軸豎直設置，車輪軸包括從內到外依次套置的動力軸、轉向軸和保護套，所述前驅動橋和後驅動橋的輸出端分別經過齒輪換向器I將水平方向動力變為豎直方向動力後傳遞給所述動力軸，所述動力軸的下端再經過齒輪換向器II將豎直動力變為水平動力傳遞給輪轂的動力輸入端；所述四輪轉向控制機構的前輪轉向搖臂軸和後輪轉向搖臂軸分別通過萬向聯軸器連接一個渦輪I，在所述轉向軸上設置一個渦輪II，所述渦輪I帶動與其配合的蝸杆，所述蝸杆帶動與其配合的渦輪II，從而帶動所述轉向軸轉動；所述轉向軸的下端與輪轂的轉向節固定連接，所述齒輪換向器II的殼體與轉向軸下端固定連接；所述車架設置在前驅動橋和後驅動橋上；所述分動器與前驅動橋和後驅動橋之間均通過萬向聯軸器連接。
[0008]進一步的，為了提高車體的減震性能，所述車架與前驅動橋和後驅動橋之間設置有減震器。
[0009]作為轉向節與轉向軸固定的優選實施例，在所述轉向節上設置有弧形連接件，弧形連接件的弧面與所述轉向軸的弧面相配合，在所述弧形連接件的兩端分別設置一個凸耳I，在所述轉向軸的兩側也分別設置一個與凸耳I對應的凸耳II，在凸耳I和凸耳II上設置有相匹配的通孔。
[0010]進一步的，在每一所述車輪軸的下部左右對稱固定兩個車輪，所述齒輪換向器II有兩個輸出軸，分別為兩個車輪提供動力。
[0011]本發明的有益效果在於:它通過立柱式車輪轉軸解決了車輪轉向過程中受驅動橋限制的弊端，而且，驅動橋的動力經車輪轉軸中的動力軸傳遞給輪轂的動力輸入端，動力依然採用原有的發動機動力；它的轉向系統通過蝸杆帶動立柱式車輪轉軸的轉向軸，進而帶動車輪旋轉，因此實現了車輪的360度旋轉；在驅動橋與分動器之間，四輪轉向控制機構的輸出端與渦輪之間均通過萬向聯軸器連接，保證了前輪部分和後輪部分之間為軟連接，再加上車架與驅動橋之間的減震器，保證了車輛具有較好的減震性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明的結構簡圖；
[0013]圖2是本發明車輪轉向部分結構示意圖；
[0014]圖3是本發明轉向節與轉向軸固定的第一實施例結構示意圖；
[0015]圖4是本發明轉向節與轉向軸固定的第二實施例結構示意圖；
[0016]圖5是本發明的車輪軸設置兩個車輪的結構示意圖；
[0017]圖6是本發明的車輪軸原理結構圖；
[0018]圖7是本發明四輪轉向控制器的結構示意圖。
[0019]圖中，I四輪轉向控制機構、11方向盤、12萬向聯軸器、12 '萬向聯軸器、12 ' 』萬向聯軸器、13轉向控制器、1301殼體、1302轉向萬向節軸、1303前輪轉向搖臂軸、1304第一主動齒輪、1305蝸輪、1306第一被動齒輪、1307雙向齒式離合器、1308擋杆、1309花鍵、1310第二被動齒輪、1311後輪轉向搖臂軸、1312過輪、1313第二主動齒輪、2前渦輪蝸杆組、2 』後蝸輪蝸杆組、21、渦輪1、22蝸杆、3前驅動橋、3 '後驅動橋、4車輪軸、41動力軸、42轉向軸、421渦輪I1、422凸耳I1、43保護套、5齒輪換向器1、6齒輪換向器I1、61錐齒輪、62錐齒輪、63殼體、7輪轂、71動力輸入端、72轉向節、721弧形連接件、7211凸耳1、9車輪。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖及具體實施例對本發明進行詳細的描述。
[0021]如圖1至圖7所示，本發明包括四輪轉向控制機構I，分別連接在四輪轉向控制機構兩個輸出端的前渦輪蝸杆組2和後蝸輪蝸杆組2 '，前驅動橋3，後驅動橋3 '，連接車輪與驅動橋動力輸出端的車輪軸4。本發明的發動機部分依然沿用現有的拖拉機發動機系統，變速器和離合器也並未作改變，因此圖中並未畫出。前驅動橋3和後驅動橋3 '的動力輸出端分別與分動器的輸出端連接，前驅動橋3和後驅動橋3 '包括差速器和減速器。在分動器(在四驅車系統中將變速器輸出的動力分配到各驅動橋的結構，因此採用四驅車的四輪驅動系統)與前驅動橋3和後驅動橋3 '之間分別通過萬向聯軸器連接。
[0022]下面對本發明的各部分逐一詳細說明:
[0023]四輪轉向控制機構I包括方向盤11、萬向聯軸器和轉向控制器13，方向盤11通過一個萬向聯軸器12與轉向控制器13的輸入端連接，由於方向盤11傳遞的轉向力不是水平方向，因此，轉向控制器13的前輪轉向搖臂軸和後輪轉向搖臂軸分別通過萬向聯軸器12 '和萬向聯軸器12' 』與前蝸輪蝸杆組2、後蝸輪蝸杆組2 '的輸入端連接(即連接在渦輪I 21上)。轉向控制器13採用中國專利CN 202186422 U中公開的轉向控制器，如圖7所示，它包括殼體1301，殼體1301內裝有轉向萬向節軸1302、前輪轉向搖臂軸1303和後輪轉向搖臂軸1311，前輪轉向搖臂軸1302的一端伸出殼體外並與萬向聯軸器12丨相連，後輪轉向搖臂軸1311的一端伸出殼體外並與萬向聯軸器12丨'相連，前輪轉向搖臂軸1303上固裝有蝸輪1305、第一主動齒輪1304和第二主動齒輪1313，第一主動齒輪1304和第二主動齒輪1313位於蝸輪的兩側，蝸輪1305與轉向萬向節軸1302相嚙合，轉向萬向節軸1302的另一端與萬向聯軸器12相連，後輪轉向搖臂軸1311上裝有雙向齒式離合器1307、第一被動齒輪1306和第二被動齒輪1310，第一被動齒輪1306和第二被動齒輪1310位於雙向齒式離合器1307的兩側，雙向齒式離合器1307上裝有擋杆1308，第一被動齒輪1306和第二被動齒輪1310上均有可與雙向齒式離合器相配合的花鍵1309，第一主動齒輪1304與第一被動齒輪1306相嚙合，在殼體內還裝有過輪1312，第二主動齒輪1313與過輪1312嚙合，第二被動齒輪1310也與過輪1312嚙合。當雙向齒式離合器1307處於中間位置時，第一被動齒輪1306與第二被動齒輪1310均可在後輪轉向搖臂軸1311上自由轉動而不會帶動後輪轉向搖臂軸1311轉動，方向盤11隻能控制前輪轉向搖臂軸1303轉動，此時第一被動齒輪1306的轉動方向與第一主動齒輪1304的轉動方向相反，第二被動齒輪1310的轉動方向與第二被動齒輪1310的轉動方向相同。當扳動擋杆使雙向齒式離合器1307與第一被動齒輪1306上的花鍵結合時，第一被動齒輪1306即可帶動後輪轉向搖臂軸1311轉動，這時，後輪轉向搖臂軸1311的轉動方向與前輪轉向搖臂軸1303的轉動方向相反，當前輪向左轉動時，後輪則向右轉動，實現了前後輪同步轉向。當扳動擋杆使雙向齒式離合器1307與第二被動齒輪1310上的花鍵結合時，第二被動齒輪1310可帶動後輪轉向搖臂軸1311轉動，這時，後輪轉向搖臂軸1311的轉動方向與前輪轉向搖臂軸1303的轉動方向相同，當前輪向左轉動時，後輪也向左轉動，即可實現四輪平行移位。
[0024]對於本發明的前蝸輪蝸杆組2和後蝸輪蝸杆組2 』，其結構和原理與現在的汽車上的轉向機構的蝸輪蝸杆結構相同，不同的是，蝸杆22的兩端不再連接轉向拉杆，而是蝸杆22的兩端分別設置有與轉向軸42上的渦輪II 421嚙合的螺旋齒。
[0025]如圖6所示，車輪軸4包括從內到外依次套置的動力軸41、轉向軸42和保護套43，前驅動橋和後驅動橋的動力輸出軸均通過齒輪換向器I 5將動力由水平方向變為垂直方向，進而傳遞給車輪軸4的動力軸41，動力軸41的下端再通過一組齒輪換向器II 6(圖3中的錐齒輪61和錐齒輪62配合成齒輪換向器II )將動力由垂直方向變為水平方向後傳遞給輪轂7的動力輸入端71。齒輪換向器II 6位於轉向軸42的下端，齒輪換向器II 6的殼體63與轉向軸42固定連接，這樣，轉向軸42轉動時即可帶動齒輪換向器II 6轉動。齒輪換向器I和齒輪換向器II的結構相同，均有兩個錐齒輪配合而成，實現動力在水平方向和垂直方向的變換。
[0026]在每一個轉向軸42上均套置一個渦輪II 421，渦輪蝸杆組的蝸杆橫向水平設置，其左右兩側分別與左右車輪軸的轉向軸上的渦輪II 421嚙合，轉向軸42的下端固定在轉向節72上。所述車輪軸4的保護套與蝸輪蝸杆組中蝸杆的保護套固定連接，車輪軸4的保護套上端還與齒輪換向器I 5的外殼固定連接。
[0027]優選的，轉向軸與輪轂轉向節的連接方式如圖4所示，在輪轂轉向節上設置有弧形連接件721，弧形連接件721的弧面與轉向軸42的弧面相配合，在所述弧形連接件721的兩端分別設置一個凸耳I 7211，在轉向軸42的兩側也分別設置一個與弧形連接件721上的凸耳I 7211對應的凸耳II 422，在凸耳I 7211和凸耳II 422上均設置有相互對應匹配的通孔，轉向軸42和弧形連接件721通過螺栓固定連接。
[0028]本實施例中，在車輪軸4的下端設置了一個車輪9，為了提高穩定性和轉彎性能，如圖5所示，設計了第二實施例，在車輪軸的下端設置兩個車輪9，兩個車輪9對稱固定在轉向軸兩側。在輪轂的轉向節上採用如圖4所示的弧形連接件，兩個車輪輪轂上的弧形連接件和轉向軸上的凸耳對接。對於車輪上的動力傳輸，需要將齒輪換向器II 6適應性的該為兩個輸出端的齒輪換向器，兩個輸出端分別為兩個車輪提供動力，兩個輸出端的齒輪換向器為公知技術，因此不再詳述其內部結構。
[0029]本發明的車架設置在前驅動橋和後驅動橋上，優選的，在前、後驅動橋與車架之間設置有減震。
[0030]以上所述結合附圖對本發明的優選實施方式和實施例作了詳述，但是本發明並不局限於上述實施方式和實施例，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種360度四輪轉向農用車，包括車架、輪轂、發動機、變速器、離合器、分動器、前驅動橋、後驅動橋及四輪轉向控制機構，所述發動機的動力經分動器分別傳遞到前驅動橋和後驅動橋，其特徵在於，還包括車輪軸，所述車輪軸豎直設置，車輪軸包括從內到外依次套置的動力軸、轉向軸和保護套，所述前驅動橋和後驅動橋的輸出端分別經過齒輪換向器I將水平方向動力變為豎直方向動力後傳遞給所述動力軸，所述動力軸的下端再經過齒輪換向器II將豎直動力變為水平動力傳遞給輪轂的動力輸入端；所述四輪轉向控制機構的前輪轉向搖臂軸和後輪轉向搖臂軸分別通過萬向聯軸器連接一個渦輪I，在所述轉向軸上設置一個渦輪II，所述渦輪I帶動與其配合的蝸杆，所述蝸杆帶動與其配合的渦輪II，從而帶動所述轉向軸轉動；所述轉向軸的下端與輪轂的轉向節固定連接，所述齒輪換向器II的殼體與轉向軸下端固定連接；所述車架設置在前驅動橋和後驅動橋上；所述分動器與前驅動橋和後驅動橋之間均通過萬向聯軸器連接。
2.根據權利要求1所述的360度四輪轉向農用車，其特徵在於，所述車架與前驅動橋和後驅動橋之間設置有減震器。
3.根據權利要求1或2所述的360度四輪轉向農用車，其特徵在於，在所述轉向節上設置有弧形連接件，弧形連接件的弧面與所述轉向軸的弧面相配合，在所述弧形連接件的兩端分別設置一個凸耳I，在所述轉向軸的兩側也分別設置一個與凸耳I對應的凸耳II，在凸耳I和凸耳II上設置有相匹配的通孔。
4.根據權利要求3所述的360度四輪轉向農用車，其特徵在於，在每一所述車輪軸的下部左右對稱固定兩個車輪，所述齒輪換向器II有兩個輸出軸，分別為兩個車輪提供動力。
【文檔編號】B62D7/00GK104477238SQ201410843095
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月30日 優先權日:2014年12月30日
【發明者】林慶玉, 李妍妍 申請人:林慶玉, 李妍妍