專利名稱：一種履帶式車輛的操縱控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及履帶式車輛操縱裝置，特別是涉及一種雙流傳動履帶式車輛的傳動機構(gòu)。
背景技術(shù)：
由于履帶式車輛和輪式車輛行動裝置的不同，導(dǎo)致了車輛轉(zhuǎn)向特性的差異。從車輛平移運動和旋轉(zhuǎn)運動兩方面考慮，阻力可分為履帶接地段地面變形阻力和履帶接地段轉(zhuǎn)向阻力。轉(zhuǎn)向過程中，履帶接地段要受到地面的橫向阻力，這個阻力遠大于直線行駛時的阻力，并且轉(zhuǎn)向過程對牽引力的要求相應(yīng)增大，這就需要車輛所配用的發(fā)動機要有足夠的功率儲備，而發(fā)動機功率為車輛速度的函數(shù)，適當?shù)慕档蛙囁倏梢栽龃筌囕v的驅(qū)動力矩和操縱的安全性，因此履帶車輛在轉(zhuǎn)向期間適當?shù)淖詣咏邓伲岣哕囕v的轉(zhuǎn)向動力性能很有必要。
以往的履帶式車輛(如推土機和聯(lián)合收割機)轉(zhuǎn)向一般采用單邊離合和制動的方式實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，而且車輛操縱機構(gòu)為多桿式操縱機構(gòu)，變速與換向用一根操縱桿，轉(zhuǎn)向用兩根操縱桿，駕駛過程中需頻繁地操作不同的操縱桿，駕駛員勞動強度大、易疲勞、效率較低，此外駕駛室中的多操縱桿勢必難保證最佳操作位置，從而降低了操作舒適性與安全性。
由專利號為03257959.4提供了一種履帶式車輛單桿控制操縱機構(gòu)可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的多桿操縱，簡化了以上的多桿操作，通過一個操縱桿控制整車的前進、后退、左轉(zhuǎn)向及右轉(zhuǎn)向，但該裝置對駕駛操作習慣性及車輛轉(zhuǎn)向的同時自動無級減速的問題沒有解決。
本發(fā)明綜合現(xiàn)今的多檔變速箱的自動換檔技術(shù)，操作方式與輪式車輛相仿并可以實現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向的同時自動無級減速，保證車輛在轉(zhuǎn)向時發(fā)動機有較好的動力性和經(jīng)濟性和整車轉(zhuǎn)向的平順性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及綜合現(xiàn)今的多檔變速箱的自動換檔技術(shù)提出的，其目的在于提供一種構(gòu)造簡單、結(jié)構(gòu)合理，性能優(yōu)良，且工作效率高的履帶式車輛的操縱控制裝置。
為解決上述課題，本發(fā)明的履帶式車輛的操縱控制裝置通過由方向盤控制轉(zhuǎn)向，液壓無級變速桿控制的控制變速、換向的操縱系統(tǒng)組成。
本發(fā)明通過下述裝置來實現(xiàn)發(fā)明的目的，該操縱控制機構(gòu)包括一個操縱控制箱和一個可與液壓無級變速器配用的兩側(cè)可以反向輸出的齒輪差動傳動變速箱，操縱控制箱由方向盤控制轉(zhuǎn)向部分，由無級變速桿通過操縱控制箱控制變速、換向部分；操縱控制箱轉(zhuǎn)向部分具有位于方向盤連接軸下的一對嚙合齒輪、固定于支撐架的主軸、與主軸連接的半萬向節(jié)、控制盤、滑球、外滑套軌、帶動鋼絲軟軸動作的轉(zhuǎn)向滑軸；變速、換向部分是通過無級變速桿帶動鋼絲軟軸通過搖臂驅(qū)動轉(zhuǎn)軸；其特征在于，固定于支撐架的主軸上安裝有限位回位盤，萬向節(jié)十字軸上安裝的控制盤、滑球、外滑套軌，轉(zhuǎn)軸上固定的撥盤裝置，并與控制盤、滑球、內(nèi)滑套軌相連，主軸(3)與內(nèi)滑套軌(14)及內(nèi)滑套軌(14)與外滑套軌(7)均為滑動摩擦副。
其變速、換向部分主要包括所述液壓無級變速桿通過鋼絲軟軸控制轉(zhuǎn)軸11帶動撥盤12轉(zhuǎn)動，所述撥盤帶動控制盤舌部繞Y軸正旋或反旋，位于X軸上的所述控制盤上的滑球13將繞著Y軸正旋或反旋，由于所述滑球位于所述內(nèi)滑套軌之中，所述撥盤的轉(zhuǎn)動將通過所述控制盤帶動所述滑球產(chǎn)生繞Y軸正旋或反旋的牽連運動和所述控制盤上短臂的相對運動，通過所述滑球的牽連運動和相對運動共同作用在內(nèi)滑套軌上產(chǎn)生使內(nèi)滑套軌帶動行駛滑軸15在Z軸方向產(chǎn)生向上或向下的位移。此位移通過鋼絲軟軸到行駛液壓無級變速器的搖臂使行駛液壓無級變速器輸出正、反不同的旋向，從而進行整車前進和后退的換向操作。在此操作過程中，所述撥盤帶動控制盤繞Y軸正旋或反旋時，位于Y軸上的控制盤長臂上的滑球6的位置無變化，所以受限于滑球6的所述外滑套軌亦無位置變化，故變速、換向的動作不影響轉(zhuǎn)向液壓無級變速器的工作，車輛穩(wěn)定前進或后退。
其轉(zhuǎn)向部分主要包括所述方向盤通過所述連接軸下的一對嚙合的減速齒輪1、2，使固定于所述支撐架的主軸下的半萬向節(jié)及與連接在所述半萬向節(jié)內(nèi)的十字軸相聯(lián)接的控制盤轉(zhuǎn)動，所述控制盤的舌部將在所述撥盤的環(huán)形軌道內(nèi)滑動，所述控制盤長臂上的滑球6將繞著由所述轉(zhuǎn)軸引起的偏轉(zhuǎn)后的撥盤的垂心做旋轉(zhuǎn)運動，所述滑球?qū)a(chǎn)生繞偏轉(zhuǎn)后的撥盤的垂心轉(zhuǎn)動的牽連運動和在控制盤長臂上的相對運動，通過所述滑球的牽連運動和相對運動共同作用在外滑套軌上，使所述外滑套軌在Z軸上產(chǎn)生向上或向下的位移，所述轉(zhuǎn)向滑軸將由外滑套軌在Z軸上產(chǎn)生的位移帶動鋼絲軟軸8通過轉(zhuǎn)向液壓無級變速器的搖臂使轉(zhuǎn)向液壓無級變速器輸出正、反不同的旋向，從而進行整車向左轉(zhuǎn)和向右轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向操作。
在旋轉(zhuǎn)方向盤的過程中，所述控制盤也將使控制盤短臂上的滑球繞偏轉(zhuǎn)后的所述撥盤的垂心做旋轉(zhuǎn)運動，控制盤短臂上的所述滑球?qū)a(chǎn)生與原來在Z軸上位移方向相反的運動，即是將原來的位移減小的過程。并以此變化后的位移通過鋼絲軟軸到行駛液壓無級變速器的搖臂使行駛液壓無級變速器輸出較變化前小的轉(zhuǎn)速，從而達到車體轉(zhuǎn)向過程的自動無級減速。由于所述控制盤自身既可以擺動又可以轉(zhuǎn)動，車體轉(zhuǎn)向自動無級減速的過程中，所述液壓無級變速桿不會隨著車體的減速而擺動。
所述主軸上的限位回位盤通過支撐架上的限位螺栓使主軸可以繞Z軸順時針和逆時針各旋轉(zhuǎn)的最大角度為90°，所述滑動芯軸上的小輪23通過固定滑套和彈簧將滑動芯軸壓靠在限位回位盤的曲面上。方向盤旋轉(zhuǎn)時，將帶動主軸和限位回位盤繞Z軸旋轉(zhuǎn)，所述滑動芯軸上的所述小輪將壓縮所述固定滑套內(nèi)的彈簧，當不需要轉(zhuǎn)向時，彈簧上的反力將使所述限位回位盤回中位，即不轉(zhuǎn)向的位置。
所述方向盤經(jīng)過減速齒輪使主軸可以繞Z軸順時針和逆時針各旋轉(zhuǎn)90°，為了對車輛的轉(zhuǎn)向半徑進行精確的修正，方向盤的轉(zhuǎn)角可以正方向、反方向各旋轉(zhuǎn)360°。
因車輛轉(zhuǎn)向的同時車輛有自動無級減速的功能，并且減速的過程和減速的大小由獨立于液壓無級變速桿之外的方向盤控制，因此車輛的操作性與可控性提高。
按照上述構(gòu)造，就可實現(xiàn)既簡化操作、提高控制精度使車輛的動力性提高并且車輛在轉(zhuǎn)向期間自動無級減速，使轉(zhuǎn)向過程得以平順完成，給駕駛員有一個類似輪式車輛的舒適、安全的操作空間降低駕駛員的勞動強度。所以與現(xiàn)有的履帶式車輛的操縱控制裝置相比可以提高車輛轉(zhuǎn)向的動力性能和轉(zhuǎn)向的平順性。
本發(fā)明的技術(shù)方案是引入人機工程學(xué)，使其操縱動作符合人們傳統(tǒng)共識的操縱動作，向前推動液壓無級變速桿，車前進；向后拉液壓無級變速桿，車后退；液壓無級變速桿置中，車停；向左向右旋轉(zhuǎn)方向盤，車向左向右減速轉(zhuǎn)向行駛，即實現(xiàn)了類似輪式車輛的操縱方式。當車轉(zhuǎn)向期間自動無級減速時，液壓無級變速桿不是隨著車速的減小而回中位，自動減速過程是獨立于液壓無級變速桿裝置之外的操控裝置。


圖1是表示發(fā)明實施例的控制簡圖。
圖2是該操縱機構(gòu)的正面剖視機械裝配圖。
圖3是該操縱機構(gòu)的水平局部剖視機械裝配圖。
圖4是該操縱機構(gòu)的側(cè)面剖視機械裝配圖。
圖5是車輛不動時控制盤及相聯(lián)部件的位置6是車輛接駛時控制盤及相聯(lián)部件的位置7是車輛行駛中轉(zhuǎn)向控制盤及相聯(lián)部件的位置8是車輛原地轉(zhuǎn)向時控制盤及相聯(lián)部件的位置9是實施例的控制部分具體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
參照圖1、圖2、圖3、圖4和圖9對實施例進行詳細說明。
該車輛的操縱控制裝置包括一個操縱控制箱和一個可與液壓無級變速器配用的兩側(cè)可以反向輸出的齒輪差動傳動變速箱，操縱控制箱由方向盤控制轉(zhuǎn)向部分，由無級變速桿通過操縱控制箱控制變速、換向部分，操縱控制箱轉(zhuǎn)向部分具有位于方向盤連接軸下的一對嚙合齒輪1和2、固定于支撐架17的主軸3、與主軸連接的半萬向節(jié)4、帶動鋼絲軟軸8動作的轉(zhuǎn)向滑軸9；變速、換向部分是通過鋼絲軟軸10帶動行駛滑軸15驅(qū)動轉(zhuǎn)軸11；其特征在于，固定于支撐架17的主軸3上安裝有限位回位盤16，萬向節(jié)十字軸上安裝有控制盤5、滑球6、外滑套軌7，轉(zhuǎn)軸11上固定有裝置撥盤12，并與控制盤5、滑球13、內(nèi)滑套軌14連接，主軸(3)與內(nèi)滑套軌(14)及內(nèi)滑套軌(14)與外滑套軌(7)均為滑動摩擦副。
該履帶式車輛操縱控制裝置通過限位回位盤16及支撐架上安裝的限位螺栓18限制方向盤左旋、右旋的最大角度，防止方向盤轉(zhuǎn)過而失效，由此完成限位。
這種履帶式車輛的操縱控制裝置的限位回位盤16一側(cè)安裝有固定滑套20，固定滑套20內(nèi)安裝有滑動芯軸19及彈簧21。所述滑動芯軸上的小輪23通過固定滑套和彈簧將滑動芯軸壓靠在限位回位盤的曲面上。方向盤旋轉(zhuǎn)時，將帶動主軸和限位回位盤繞Z軸旋轉(zhuǎn)，所述滑動芯軸上的所述小輪將壓縮所述固定滑套內(nèi)的彈簧，當不需要轉(zhuǎn)向時，彈簧的反力將使所述限位回位盤回中位，即把所述小輪壓靠在所述限位回位盤上設(shè)計的凹槽內(nèi)，完成該轉(zhuǎn)向操縱控制機構(gòu)完成自動回中位和限位的功能。
該設(shè)計所述外滑套軌7及所述內(nèi)滑套軌14可為圓環(huán)形滑道，所述控制盤長臂上的滑球6及所述控制盤短臂上的滑球13分別鑲嵌在所述外滑套軌及所述內(nèi)滑套軌的圓環(huán)形滑道內(nèi)。
根據(jù)該裝置設(shè)計的履帶式車輛的操縱控制機構(gòu)，其控制盤長臂上的滑球6及所述控制盤短臂上的滑球13可在所述外滑套軌及所述內(nèi)滑套軌上的圓弧形滑道內(nèi)完成繞偏轉(zhuǎn)后的所述撥盤的垂心旋轉(zhuǎn)運動的牽連運動和在所述控制盤長臂及所述控制盤短臂上的相對運動。
在操縱該機構(gòu)時，所述控制盤長臂上的滑球6在外滑套軌7的軌道內(nèi)牽連運動時，能夠完成與所述控制盤長臂沿臂向的相對運動，確保所述外滑套軌可以產(chǎn)生縱向的位移；所述控制盤短臂上的滑球13在內(nèi)滑套軌14的軌道內(nèi)牽連運動時，能夠完成與控制盤短臂有沿臂向的相對運動，確保所述內(nèi)滑套軌可以產(chǎn)生縱向的位移。
該裝置中所述撥盤12通過無級變速桿帶動相關(guān)部件使控制盤偏轉(zhuǎn)，且當方向盤通過相關(guān)部件使控制盤轉(zhuǎn)動時，控制盤的舌部受控于偏轉(zhuǎn)后的撥盤上的滑道能夠繞著偏轉(zhuǎn)后的控制盤的垂心做旋轉(zhuǎn)運動，使控制盤上的兩個滑球通過內(nèi)、外滑套軌的軌道內(nèi)的牽連運動和控制盤短、長臂沿臂向的相對運動共同作用使內(nèi)、外滑套軌本體能夠完成上下運動的規(guī)定設(shè)計值，該規(guī)定值即是使行進液壓無級變速器和轉(zhuǎn)向液壓無級變速器有從零到最大轉(zhuǎn)速的變化范圍。
在設(shè)計上，用于連接所述控制盤5、所述萬向節(jié)的十字軸、所述控制盤長臂上的滑球6、所述控制盤短臂上的滑球13、所述控制盤的舌部及所述撥盤的內(nèi)滑軌應(yīng)當處于一個平面上。
為進一步說明該操縱機構(gòu)動作時撥盤、控制盤及方向盤之間的位置結(jié)構(gòu)現(xiàn)以圖5、圖6、圖7、圖8四個視圖詳細說明圖5所述萬向節(jié)上連接的十字軸，控制盤的舌部，控制盤的長臂、短臂及與其連接的兩個滑球和撥盤的內(nèi)滑軌處于一個平面上，此時方向盤和液壓無級變速桿置中位，車輛無任何運動。
圖6在圖5所述位置上使液壓無級變速桿前推通過相關(guān)關(guān)聯(lián)部件使所述撥盤處于偏轉(zhuǎn)位置，此時，受控于撥盤的控制盤將使其短臂上的滑球13產(chǎn)生相對于初始位置的相對位移差，該位移差通過滑球13作用在該滑球所鑲嵌的內(nèi)滑套軌14的圓環(huán)形滑道上，使內(nèi)滑套軌14也產(chǎn)生一個相對于原始位置的位移差，該位移差通過內(nèi)滑套軌14連接的滑軸15、鋼絲軟軸10作用在行進液壓無級變速器的搖臂上使其工作，此時車輛前進。
在此操作過程中，所述撥盤帶動控制盤旋轉(zhuǎn)時，位于控制盤長臂上的滑球6的位置無變化，因此受限于滑球6的所述外滑套軌亦無位置變化，故該操作的動作不會影響轉(zhuǎn)向液壓無級變速器的工作，車輛穩(wěn)定前進。
圖7在圖6所述位置上轉(zhuǎn)動方向盤，該動作將使主軸下的半萬向節(jié)及與連接在所述半萬向節(jié)內(nèi)的十字軸相聯(lián)接的控制盤轉(zhuǎn)動，所述控制盤的舌部將在所述撥盤的環(huán)形軌道內(nèi)滑動，所述控制盤長臂上的滑球6將繞著由所述轉(zhuǎn)軸引起的偏轉(zhuǎn)后的撥盤的垂心做旋轉(zhuǎn)運動，使滑球6在縱向上產(chǎn)生向上的位移，該位移通過與之相關(guān)聯(lián)的部件作用在轉(zhuǎn)向液壓無級變速器的搖臂上使其工作，此時車輛前進中轉(zhuǎn)向。
在旋轉(zhuǎn)方向盤的過程中，所述控制盤也將使控制盤短臂上的滑球繞偏轉(zhuǎn)后的所述撥盤的垂心做旋轉(zhuǎn)運動，控制盤短臂上的所述滑球?qū)a(chǎn)生與原來在縱方向上的相對位移減小的變化。并以此變化后的位移通過與之相關(guān)聯(lián)的部件作用在前進液壓無級變速器的搖臂上使其工作轉(zhuǎn)速減小，此時車輛前進速度減小，轉(zhuǎn)向過程的無級減速得以完成。
圖8在圖7所述位置上繼續(xù)旋轉(zhuǎn)方向盤直至最大，在該位置上控制盤5上的長臂上的滑球6相對于初始位置產(chǎn)生最大位移，滑球13則因控制盤5的轉(zhuǎn)動而回到初始位置，此時，車輛無前進動作僅轉(zhuǎn)向，即實現(xiàn)車輛原地轉(zhuǎn)向的功能。
權(quán)利要求
1.一種履帶式車輛的操縱控制裝置，包括一個操縱控制箱和一個可與液壓無級變速器配用的兩側(cè)可以反向輸出的齒輪差動傳動變速箱，操縱控制箱由方向盤控制轉(zhuǎn)向部分，由無級變速桿通過操縱控制箱控制變速、換向部分，操縱控制箱轉(zhuǎn)向部分具有位于方向盤連接軸下的一對嚙合齒輪(1，2)、固定于支撐架(17)的主軸(3)、與主軸連接的半萬向節(jié)(4)、帶動鋼絲軟軸(8)動作的轉(zhuǎn)向滑軸(9)；變速、換向部分是通過鋼絲軟軸(10)帶動行駛滑軸(15)驅(qū)動轉(zhuǎn)軸(11)；其特征在于，固定于支撐架(17)的主軸(3)上安裝有限位回位盤(16)，萬向節(jié)十字軸上安裝有控制盤(5)、滑球(6)、外滑套軌(7)，轉(zhuǎn)軸(11)上固定有裝置撥盤(12)，并與控制盤(5)、滑球(13)、內(nèi)滑套軌(14)連接，主軸(3)與內(nèi)滑套軌(14)及內(nèi)滑套軌(14)與外滑套軌(7)均為滑動摩擦副。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種履帶式車輛的操縱控制裝置，其特征在于，所述限位回位盤(16)通過支撐架上安裝的限位螺栓(18)完成限位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種履帶式車輛的操縱控制機構(gòu)，其特征在于，限位回位盤(16)一側(cè)安裝有固定滑套(20)裝置，固定滑套(20)內(nèi)安裝有滑動芯軸(19)及彈簧(21)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種履帶式車輛的操縱控制機構(gòu)，其特征在于，所述限位回位盤(16)設(shè)計有凹槽，通過限位螺栓(18)、滑動芯軸(19)及彈簧(21)使該操縱控制機構(gòu)方向盤完成自動回中位和限位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種履帶式車輛的操縱控制機構(gòu)，其特征在于，所述外滑套軌(7)及所述內(nèi)滑套軌(14)可為圓環(huán)形滑道，所述控制盤長臂上的滑球(6)及所述控制盤短臂上的滑球(13)分別鑲嵌在所述外滑套軌及所述內(nèi)滑套軌的圓環(huán)形滑道內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種履帶式車輛的操縱控制機構(gòu)，其特征在于，所述控制盤長臂上的滑球(6)及所述控制盤短臂上的滑球(13)可在所述外滑套軌及所述內(nèi)滑套軌上的圓弧形滑道內(nèi)完成相對運動的規(guī)定值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種履帶式車輛的操縱控制機構(gòu)，其特征在于，所述控制盤長臂上的滑球(6)在外滑套軌(7)的軌道內(nèi)牽連運動時，能夠完成與所述控制盤長臂沿臂向相對運動規(guī)定值；所述控制盤短臂上的滑球(13)在內(nèi)滑套軌(14)的軌道內(nèi)牽連運動時，與控制盤短臂有沿臂向的相對運動規(guī)定值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種履帶式車輛的操縱控制機構(gòu)，其特征在于當所述撥盤(12)通過無級變速桿帶動相關(guān)部件使控制盤偏轉(zhuǎn)，且當方向盤通過相關(guān)部件使控制盤轉(zhuǎn)動時，控制盤的舌部受控于偏轉(zhuǎn)后的撥盤上的滑道能夠繞著偏轉(zhuǎn)后的控制盤做垂心轉(zhuǎn)動，使控制盤上的兩個滑球通過內(nèi)、外滑套軌的軌道內(nèi)的牽連運動和控制盤短、長臂沿臂向的相對運動共同作用使內(nèi)、外滑套軌本體能夠完成上下運動的規(guī)定設(shè)計值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種履帶式車輛的操縱控制機構(gòu)，其特征在于，用于連接所述控制盤(5)、所述萬向節(jié)的十字軸、所述控制盤長臂上的滑球(6)、所述控制盤短臂上的滑球(13)、所述控制盤的舌部及所述撥盤的滑軌處于一個平面上。
全文摘要
一種履帶式車輛的操縱控制裝置，適用于雙流傳動的液壓傳動機構(gòu)，屬于工程機械領(lǐng)域。包括一個操縱控制箱和一個可與液壓無級變速器配用的兩側(cè)可以反向輸出的差動傳動變速箱，操縱控制箱由方向盤控制轉(zhuǎn)向部分，由無級變速桿通過操縱控制箱控制變速、換向部分；操縱控制箱轉(zhuǎn)向部分包括位于方向盤連接軸下的一對嚙合齒輪、主軸、與主軸連接的半萬向節(jié)、萬向節(jié)十字軸上的控制盤、滑球、外滑套軌及帶動軟軸動作的轉(zhuǎn)向滑軸；變速、換向部分是由無級變速桿帶動軟軸，通過搖臂驅(qū)動轉(zhuǎn)軸；轉(zhuǎn)軸上固定的撥盤、控制盤、滑球、內(nèi)滑套軌；本發(fā)明機構(gòu)的操作方式與輪式車輛相仿，能提高履帶車輛的轉(zhuǎn)向行駛靈活性，操作輕便，實現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向期間自動無級降速，減輕操作者勞動強度提高駕駛舒適性，能夠完成原地轉(zhuǎn)向。
文檔編號B62D3/00GK1727243SQ20051000978
公開日2006年2月1日 申請日期2005年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月4日
發(fā)明者李文哲, 張鴻瓊 申請人:東北農(nóng)業(yè)大學(xué)