專利名稱：銷軸鉸接車輛轉向角度檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種轉角檢測裝置，具體地說是一種銷軸鉸接車輛轉向角度檢測裝置。
背景技術：
轉向系統(tǒng)的功用是操縱車輛的行駛方向，系統(tǒng)應能根據需要保持車輛穩(wěn)定地沿直線行駛，并能根據要求靈活地改變行駛方向。對轉向系統(tǒng)的基本要求是操縱輕便靈活、工作穩(wěn)定可靠、使用經濟耐久，車輛的轉向性能是保證車輛安全行駛，減輕駕駛員的勞動強度，提高作業(yè)生產率的重要因素。轉向系統(tǒng)是決定車輛安全性和作業(yè)效率的關鍵總成。工程車輛如裝載機、壓路機等為實現(xiàn)良好的轉彎性能多采用銷軸鉸接形式，該車輛的車架由前后兩段車架組成，前、后車架用垂直鉸銷軸相連，并由轉向油缸使前后車架保持或改變相對夾角從而使車輛以不同的彎道行駛半徑在地面運行。隨著應用場合工況要求的提高和現(xiàn)代技術的發(fā)展，裝載機各方面性能需要進一步提高，尤其是在轉向系統(tǒng)方面，提出了轉向穩(wěn)定可靠、操作輕便靈活、轉向功率足夠大等的技術要求，而原有的轉向系統(tǒng)中存在著靈敏度不可調節(jié)、沒有路感等問題，為提高轉向性能，科技工作者致力于研究線控轉向技術。它是通過微電子技術連接并控制轉向系統(tǒng)的各個元件來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械或液壓連接。由于取消了方向盤和轉向輪之間的機械連接，完全擺脫了傳統(tǒng)轉向系統(tǒng)的各種限制，因此使車輛的設計、裝配大為簡化，而且還可以自由設計車輛轉向的力傳遞特性和角傳遞特性，是車輛轉向系統(tǒng)的重大革新。線控轉向技術采用傳感器記錄駕駛者的轉向數(shù)據，然后通過數(shù)據線將信號傳遞給車上的微控制單元(MCU)，MCU綜合有關的信號做出判斷，發(fā)出控制車輛轉向的指令，然后MCU檢測車輛轉過的角度信號與給定指令比較，構成閉環(huán)反饋控制，實現(xiàn)穩(wěn)定、安全高性能的轉向動作。現(xiàn)有的轉向角度檢測技術方案是在轉向油缸的兩端跨接安裝軸向尺寸很大的直線位移傳感器，通過測量轉向油缸的伸縮量來間接測量車輛的轉向角度，然而所需的傳感器長度很大，由于轉向油缸所處的位置低，接近地面，工作過程中傳感器容易受到灑落奔跳的物料的沖擊，以致破壞。裝載機前車架與后車架鉸接處裝有球鉸，兩者之間存在著復雜的相對轉動，若檢測裝置設計不合理，易引起轉角測量誤差，故如何準確測得前后車架的相對轉向角度成為線控轉向系統(tǒng)研究中的一個關鍵問題。因此設計一種銷軸鉸接車輛轉向角度檢測裝置變得非常有必要，有利于推動線控轉向系統(tǒng)的開發(fā)、研制與應用。
發(fā)明內容本實用新型提供的銷軸鉸接車輛轉向角度檢測裝置，能夠準確測得前后車架的相對轉向角度，且能夠消除因前后車架發(fā)生相對扭轉、俯仰而引起的轉角誤差。為了解決上述技術問題，本實用新型采用下述技術方案:銷軸壓板與銷軸固定聯(lián)接，所述銷軸壓板與后車架固定聯(lián)接，前車架與后車架由銷軸鉸接聯(lián)接，裝置主要由支撐座、彈簧、下固定軸、下軸承、弧形梁、上固定軸、上軸承、擺動支座、擺桿支撐塊、擺桿、支架、擺桿軸、聯(lián)軸器、角位移傳感器、擺桿固定套、低摩擦系數(shù)材料襯層和長銷軸組成；所述支架固定聯(lián)接在銷軸壓板上，所述擺桿軸通過軸承安裝在支架的軸承座內，所述擺桿固定套固定聯(lián)接在擺桿軸上，所述角位移傳感器固定聯(lián)接在支架的上端，所述角位移傳感器的軸心線與擺桿軸的軸心線同心安裝，所述擺桿軸的軸心線與銷軸的軸心線同心安裝，所述角位移傳感器的輸入軸通過聯(lián)軸器與擺桿軸的上端固定聯(lián)接，所述擺桿的右端與擺桿固定套的左端由水平方向的銷軸實現(xiàn)鉸鏈連接，所述支撐座固定聯(lián)接在前車架上，所述擺動支座上端的兩側對稱各設置有一個銷軸孔體，所述支撐座的上端設置有一個凸形銷軸孔體，所述長銷軸同時穿過擺動支座上端的兩個銷軸孔和支撐座上端的凸形銷軸孔，所述長銷軸與支撐座上端的凸形銷軸孔動配合聯(lián)接，所述長銷軸與擺動支座上端的兩個銷軸孔靜配合聯(lián)接，所述支撐座上端的凸形銷軸孔體動配合安裝在擺動支座上端一對銷軸孔體之間，所產生的兩對動配合接觸平面限制擺動支座沿長銷軸軸線方向的移動，所述擺動支座的下端通過彈簧與支撐座聯(lián)接，所述擺桿支撐塊上端的兩個側面與擺動支座上端槽口內的兩個側面動配合聯(lián)接，所述擺桿支撐塊下端動配合安裝在兩個弧形梁之間，所述上軸承通過上固定軸安裝在擺桿支撐塊的下部，所述下軸承通過下固定軸安裝在擺桿支撐塊的下部、位于上軸承的下方，所述弧形梁的兩端固定聯(lián)接在擺動支座的下部，所述弧形梁的上表面與上軸承外圈外圓工作面接觸，所述弧形梁的下表面與下軸承外圈外圓工作面接觸，所述弧形梁與上軸承外圈外圓工作面接觸的上表面和弧形梁與下軸承外圈外圓工作面接觸的下表面兩者為同心圓弧曲面，所述擺桿的左端與擺桿支撐塊上的槽口由水平方向的銷軸實現(xiàn)鉸鏈連接，所述擺桿的前后兩個側面與擺桿支撐塊上的槽口內的兩個側面動配合聯(lián)接；前車架與后車架由銷軸鉸接聯(lián)接后，前后車架保持零度角轉向時，有一條垂直通過銷軸軸心線的前后車架左右對稱線0-0，所述支架安裝在使擺桿軸的軸心線垂直通過對稱線0-0，并使擺桿軸的軸心線與銷軸的軸心線同心的位置處。所述長銷軸與擺動支座上端的兩個銷軸孔動配合聯(lián)接，擺動支座上端的兩個銷軸孔內各安裝一個卡圈限制長銷軸的軸向移動。所述擺桿支撐塊的上端與擺動支座上端槽口動配合聯(lián)接的兩個側面安裝有低摩擦系數(shù)材料襯層。所述低摩擦系數(shù)材料襯層是聚四氟乙烯材料的，也可以是高密度聚乙烯材料的。采用本實用新型的有益效果是，能很好地實現(xiàn)前后車架相對轉向角度的準確測量，有很好的推廣應用價值。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明。

圖1是本實用新型所述銷軸鉸接車輛轉向角度檢測裝置的主視圖；圖2是本實用新型所述銷軸鉸接車輛轉向角度檢測裝置的俯視圖；圖3是圖1中的A-A剖視圖。圖中:前車架I支撐座2彈簧3下固定軸4下軸承5弧形梁6上固定軸7上軸承8擺動支座9擺桿支撐塊10擺桿11支架12擺桿軸13聯(lián)軸器14角位移傳感器15擺桿固定套16銷軸壓板17銷軸18后車架19低摩擦系數(shù)材料襯層20長銷軸具體實施方式
在圖1、圖2和圖3中，銷軸壓板17焊接在銷軸18的上端，所述銷軸壓板17與后車架19通過螺栓固定聯(lián)接，前車架I與后車架19由銷軸18鉸接聯(lián)接，該裝置主要由支撐座2、彈簧3、下固定軸4、下軸承5、弧形梁6、上固定軸7、上軸承8、擺動支座9、擺桿支撐塊10、擺桿11、支架12、擺桿軸13、聯(lián)軸器14、角位移傳感器15、擺桿固定套16、低摩擦系數(shù)材料襯層20和長銷軸21組成；所述支架12通過螺栓固定聯(lián)接在銷軸壓板17上，所述擺桿軸13通過軸承安裝在支架12的軸承座內，所述擺桿固定套16通過鍵固定聯(lián)接在擺桿軸13上，所述角位移傳感器15通過螺栓固定聯(lián)接在支架12的上端，所述角位移傳感器15的軸心線與擺桿軸13的軸心線同心安裝，所述擺桿軸13的軸心線與銷軸18的軸心線同心安裝，所述角位移傳感器15的輸入軸通過聯(lián)軸器14與擺桿軸13的上端固定聯(lián)接，所述擺桿11的右端與擺桿固定套16的左端由水平方向的銷軸實現(xiàn)鉸鏈連接；所述支撐座2通過螺栓固定聯(lián)接在前車架I上，所述擺動支座9上端的兩側對稱各焊接有一個銷軸孔體，所述支撐座2的上端焊接有一個凸形銷軸孔體，所述長銷軸21同時穿過擺動支座9上端的兩個銷軸孔和支撐座2上端的凸形銷軸孔，所述長銷軸21與支撐座2上端的凸形銷軸孔動配合聯(lián)接，所述長銷軸21與擺動支座9上端的兩個銷軸孔靜配合聯(lián)接，所述支撐座2上端的凸形銷軸孔體動配合安裝在擺動支座9上端一對銷軸孔體之間，所產生的兩對動配合接觸平面限制擺動支座9沿長銷軸21軸線方向的移動，所述擺動支座9的下端通過彈簧3與支撐座2聯(lián)接，所述擺桿支撐塊10上端的兩個側面與擺動支座9上端槽口內的兩個側面動配合聯(lián)接，所述擺桿支撐塊10下端動配合安裝在兩個弧形梁6之間，所述上軸承8通過上固定軸7安裝在擺桿支撐塊10的下部，所述下軸承5通過下固定軸4安裝在擺桿支撐塊10的下部、位于上軸承8的下方，所述弧形梁6的兩端通過螺栓固定聯(lián)接在擺動支座9的下部，所述弧形梁6的上表面與上軸承8外圈外圓工作面接觸，所述弧形梁6的下表面與下軸承5外圈外圓工作面接觸，所述弧形梁6與上軸承8外圈外圓工作面接觸的上表面和弧形梁6與下軸承5外圈外圓工作面接觸的下表面兩者為同心圓弧曲面，所述擺桿11的左端與擺桿支撐塊10上的槽口由水平方向的銷軸實現(xiàn)鉸鏈連接，所述擺桿11的前后兩個側面與擺桿支撐塊10上的槽口內的兩個側面動配合聯(lián)接；前車架I與后車架19由銷軸18鉸接聯(lián)接后，前后車架保持零度角轉向時，劃出一條垂直通過銷軸18軸心線的前后車架左右對稱線0-0，所述支架12通過螺栓安裝在使擺桿軸13的軸心線垂直通過對稱線0-0，并使擺桿軸13的軸心線與銷軸18的軸心線同心的位置處。另外，所述長銷軸21與擺動支座9上端的兩個銷軸孔也可以動配合聯(lián)接，為此需要在擺動支座9上端的兩個銷軸孔內各安裝一個卡圈限制長銷軸21的軸向移動。所述擺桿支撐塊10的上端與擺動支座9上端槽口動配合聯(lián)接的兩個側面粘接有低摩擦系數(shù)材料襯層20。所述低摩擦系數(shù)材料襯層20是聚四氟乙烯材料的，也可以是高密度聚乙烯材料的。當銷軸鉸接車輛轉向時，在轉向油缸的推動下，前車架I與后車架19之間會轉過一定角度，固定在前車架I上的支撐座2使得擺動支座9通過擺桿支撐塊10帶動擺桿11繞擺桿軸13的軸線轉過相應的角度，從而使與擺桿軸13通過聯(lián)軸器14固定聯(lián)接的角位移傳感器15轉過相應的角度，角位移傳感器15產生電信號輸出，測得前車架I與后車架19之間的相對轉向角度。當前車架I與后車架19發(fā)生非轉向方向的相對扭轉時，前車架I會帶動支撐座2擺動，使得弧形梁6在下軸承5與上軸承8之間擺動，此運動不會使擺桿支撐塊10帶動擺桿11繞擺桿軸13轉動，不會產生附加的轉角誤差。由于擺桿11左端與擺桿支撐塊10鉸鏈連接，右端與擺桿固定套16鉸鏈連接，故當前車架I與后車架19發(fā)生非轉向方向的相對俯仰時，擺動支座9在擺桿11的作用下會產生繞長銷軸21軸線的轉動，此運動不會使擺桿支撐塊10帶動擺桿11繞擺桿軸13轉動，故不會產生附加的轉角誤差。從而可以實現(xiàn)準確測量銷軸鉸接車輛轉向角度的目的。
權利要求1.一種銷軸鉸接車輛轉向角度檢測裝置，銷軸壓板(17)與銷軸(18)固定聯(lián)接，所述銷軸壓板(17)與后車架(19)固定聯(lián)接，前車架(I)與后車架(19)由銷軸(18)鉸接聯(lián)接，其特征是，主要由支撐座(2)、彈簧(3)、下固定軸(4)、下軸承(5)、弧形梁￠)、上固定軸(7)、上軸承(8)、擺動支座(9)、擺桿支撐塊(10)、擺桿(11)、支架(12)、擺桿軸(13)、聯(lián)軸器(14)、角位移傳感器(15)、擺桿固定套(16)、低摩擦系數(shù)材料襯層(20)和長銷軸(21)組成；所述支架(12)固定聯(lián)接在銷軸壓板(17)上，所述擺桿軸(13)通過軸承安裝在支架(12)的軸承座內，所述擺桿固定套(16)固定聯(lián)接在擺桿軸(13)上，所述角位移傳感器(15)固定聯(lián)接在支架(12)的上端，所述角位移傳感器(15)的軸心線與擺桿軸(13)的軸心線同心安裝，所述擺桿軸(13)的軸心線與銷軸(18)的軸心線同心安裝，所述角位移傳感器(15)的輸入軸通過聯(lián)軸器(14)與擺桿軸(13)的上端固定聯(lián)接，所述擺桿(11)的右端與擺桿固定套(16)的左端由水平方向的銷軸實現(xiàn)鉸鏈連接；所述支撐座(2)固定聯(lián)接在前車架(I)上，所述擺動支座(9)上端的兩側對稱各設置有一個銷軸孔體，所述支撐座(2)的上端設置有一個凸形銷軸孔體，所述長銷軸(21)同時穿過擺動支座(9)上端的兩個銷軸孔和支撐座(2)上端的凸形銷軸孔，所述長銷軸(21)與支撐座(2)上端的凸形銷軸孔動配合聯(lián)接，所述長銷軸(21)與擺動支座(9)上端的兩個銷軸孔靜配合聯(lián)接，所述支撐座(2)上端的凸形銷軸孔體動配合安裝在擺動支座(9)上端一對銷軸孔體之間，所產生的兩對動配合接觸平面限制擺動支座(9)沿長銷軸(21)軸線方向的移動，所述擺動支座(9)的下端通過彈簧(3)與支撐座(2)聯(lián)接，所述擺桿支撐塊(10)上端的兩個側面與擺動支座(9)上端槽口內的兩個側面動配合聯(lián)接，所述擺桿支撐塊(10)下端動配合安裝在兩個弧形梁(6)之間，所述上軸承(8)通過上固定軸(7)安裝在擺桿支撐塊(10)的下部，所述下軸承(5)通過下固定軸(4)安裝在擺桿支撐塊(10)的下部、位于上軸承(8)的下方，所述弧形梁(6)的兩端固定聯(lián)接在擺動支座(9)的下部，所述弧形梁￠)的上表面與上軸承(8)外圈外圓工作面接觸，所述弧形梁￠)的下表面與下軸承(5)外圈外圓工作面接觸，所述弧形梁(6)與上軸承(8)外 圈外圓工作面接觸的上表面和弧形梁(6)與下軸承(5)外圈外圓工作面接觸的下表面兩者為同心圓弧曲面，所述擺桿(11)的左端與擺桿支撐塊(10)上的槽口由水平方向的銷軸實現(xiàn)鉸鏈連接，所述擺桿(11)的前后兩個側面與擺桿支撐塊(10)上的槽口內的兩個側面動配合聯(lián)接；前車架(I)與后車架(19)由銷軸(18)鉸接聯(lián)接后，前后車架保持零度角轉向時，有一條垂直通過銷軸(18)軸心線的前后車架左右對稱線0-0，所述支架(12)安裝在使擺桿軸(13)的軸心線垂直通過對稱線0-0，并使擺桿軸(13)的軸心線與銷軸(18)的軸心線同心的位置處。
2.根據權利要求1所述的銷軸鉸接車輛轉向角度檢測裝置，其特征是:所述長銷軸(21)與擺動支座(9)上端的兩個銷軸孔動配合聯(lián)接，擺動支座(9)上端的兩個銷軸孔內各安裝一個卡圈限制長銷軸(21)的軸向移動。
3.根據權利要求1所述的銷軸鉸接車輛轉向角度檢測裝置，其特征是:所述擺桿支撐塊(10)的上端與擺動支座⑶上端槽口動配合聯(lián)接的兩個側面安裝有低摩擦系數(shù)材料襯層(20)。
4.根據權利要求3所述的銷軸鉸接車輛轉向角度檢測裝置，其特征是:所述低摩擦系數(shù)材料襯層(20)是聚四氟乙烯材料的。
5.根據權利要求3所述的銷軸鉸接車輛轉向角度檢測裝置，其特征是:所述低摩擦系數(shù)材料襯層(20)是高密度聚乙烯材料的。
專利摘要本實用新型公開了一種銷軸鉸接車輛轉向角度檢測裝置，旨在準確測得銷軸鉸接車輛前后車架的相對轉向角度。支架固定聯(lián)接在銷軸壓板上，擺桿軸通過軸承安裝在支架的軸承座內，擺桿固定套固定聯(lián)接在擺桿軸上，軸角編碼器固定聯(lián)接在支架的上端，軸角編碼器的輸入端通過聯(lián)軸器與擺桿軸的上端固定聯(lián)接，擺桿的右端與擺桿固定套的左端鉸鏈連接，支撐座固定聯(lián)接在前車架上，擺動支座上端鉸鏈連接在支撐座的上端，擺動支座的下端通過彈簧與支撐座固定聯(lián)接，擺桿支撐塊下端動配合安裝在兩個弧形梁之間，弧形梁的兩端固定聯(lián)接在擺動支座的下部，擺桿的左端與擺桿支撐塊上的槽口鉸鏈連接。本實用新型能準確測得銷軸鉸接車輛前后車架的轉向角度。
文檔編號B62D15/02GK203005522SQ20132007309
公開日2013年6月19日 申請日期2013年1月10日 優(yōu)先權日2013年1月10日
發(fā)明者王安敏, 朱建鑫 申請人:青島科技大學