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1、(10)申请公布号 CN 104015797 A (43)申请公布日 2014.09.03 C N 1 0 4 0 1 5 7 9 7 A (21)申请号 201410279276.8 (22)申请日 2014.06.20 B62D 5/06(2006.01) B62D 7/04(2006.01) B62D 7/14(2006.01) (71)申请人徐州重型机械有限公司 地址 221004 江苏省徐州市铜山路165号 (72)发明人於磊 李丽 李黎明 陈建凯 (74)专利代理机构中国国际贸易促进委员会专 利商标事务所 11038 代理人张丹 (54) 发明名称 钻机车 (57) 摘要 本发明公。
2、开了一种钻机车，涉及工程机械领 域，用于解决现有钻机车转向模式单一的问题。该 钻机车包括前桥独立转向系统和后桥独立转向系 统；其中，所述前桥独立转向系统包括前轮和前 轮转向驱动装置，所述后桥独立转向系统包括后 轮和后轮转向驱动装置；所述前轮转向驱动装置 能驱动所述前轮转向，所述后轮转向驱动装置能 驱动所述后轮转向。该钻机车的前轮和后轮都能 实现转向，转向模式多，能适用于更多的工况。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书6页 附图3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书6页 附图3页 (10)申请公布号 CN 104015797 A CN。
3、 104015797 A 1/1页 2 1.一种钻机车，其特征在于，包括前桥独立转向系统和后桥独立转向系统； 其中，所述前桥独立转向系统包括前轮和前轮转向驱动装置，所述后桥独立转向系统 包括后轮和后轮转向驱动装置； 所述前轮转向驱动装置能驱动所述前轮转向，所述后轮转向驱动装置能驱动所述后轮 转向。 2.根据权利要求1所述的钻机车，其特征在于，所述前轮转向驱动装置包括第一动力 源、第一驱动件和第一执行件； 所述第一动力源与第一驱动件连接，所述第一驱动件与所述第一执行件连接，所述第 一执行件与所述前轮连接； 其中，所述第一动力源驱动所述第一驱动件运动，所述第一驱动件带动所述第一执行 件运动，所述第。
4、一执行件带动所述前轮转向。 3.根据权利要求2所述的钻机车，其特征在于，所述第一驱动件包括第一液压泵、方向 盘、转向器和第一液压油缸；所述第一执行件包括第一转向摇臂； 所述第一液压泵与所述转向器连接，所述方向盘与所述转向器连接，所述转向器与所 述第一液压油缸连接，所述第一液压油缸的活塞杆与所述第一转向摇臂连接，所述第一转 向摇臂与所述前轮连接。 4.根据权利要求3所述的钻机车，其特征在于，所述第一动力源为钻机车上的发动机。 5.根据权利要求1所述的钻机车，其特征在于，所述后轮转向驱动装置包括第二动力 源、第二驱动件和第二执行件； 所述第二动力源与第二驱动件连接，所述第二驱动件与所述第二执行件连。
5、接，所述第 二执行件与所述后轮连接； 其中，所述第二动力源驱动所述第二驱动件运动，所述第二驱动件带动所述第二执行 件运动，所述第二执行件带动所述后轮转向。 6.根据权利要求5所述的钻机车，其特征在于，所述第二驱动件包括第二液压泵、控制 阀和第二液压油缸；所述第二执行件包括第二转向摇臂； 所述第二液压泵与所述控制阀连接，所述控制阀与所述第二液压油缸连接，所述第二 液压油缸的活塞杆与所述第二转向摇臂连接，所述第二转向摇臂与所述后轮连接； 当所述控制阀处于不同的工作位置，所述第二液压泵与所述第二液压油缸之间的油路 的连通方向不同，且所述第二液压油缸能实现伸出、保持或回缩。 7.根据权利要求6所述的钻。
6、机车，其特征在于，所述控制阀为三位四通换向阀。 8.根据权利要求5所述的钻机车，其特征在于，所述第二动力源为钻机车上的发动机。 9.根据权利要求1所述的钻机车，其特征在于，所述钻机车为具有3轴或3轴以上底盘 的钻机车。 权 利 要 求 书CN 104015797 A 1/6页 3 钻机车 技术领域 0001 本发明涉及工程机械领域，具体涉及一种钻机车。 背景技术 0002 随着经济的高速、快速增长，石油和天然气资源大量消耗，未来能源紧缺是各国都 将面临的重大问题，目前各国均在积极地寻求新的替代能源。近期，我国连续出台政策加大 煤层气、油页岩等非常规新型替代能源的勘探、开采。但是煤层气及油页岩开。
7、采环境较为恶 劣，基本都在沙漠丘陵以及山区地带，目前专用于煤层气、油页岩勘探设备较少。适用于煤 层气、油页岩开采的新型专用车载钻机是属于符合国家产业政策的朝阳产业。目前市场上 的钻机车大部分为通用汽车底盘改制而成，这些汽车底盘只有一种转向模式，最小转弯直 径普遍都比较大，不能满足用户对车辆的机动灵活性要求。这类钻机车受地形因素影响较 大，对作业场地的大小和平整度要求较高，严重制约了车载钻机的通过性能，影响了车载钻 机的普及应用。 0003 申请号为201020623226.4的专利文献中介绍了一种车载式水井钻机底盘，该专 利主要介绍了一种车载式水井钻机底盘，包括车架以及与车架连接的发动机、行车。
8、传动结 构和钻机主传动机构。 0004 申请号为201020623226.4的专利文献中涉及的技术方案主要是将上下车的发动 机合并为一个发动机，整机的动力来源于下车发动机，从而达到节油、控制成本、布局紧凑 等目的。 0005 整机配置单台发动机的钻机车，发动机通过变速箱连接全功率取力器，全功率取 力器分别与行车传动机构、钻机主传动机构相连接。行车时，全功率取力器从发动机获得动 力传输给行车传动机构。钻井工作时，全功率取力器从发动机获得动力后不再传输给行车 传动系统，而是直接传输给钻机主传动机构，从而满足上车的工作需求。上述技术方案中， 并未涉及车辆的转向。 0006 参见图1，目前市场上的钻机。
9、车均是采用通用的汽车底盘，其底盘的转向模式单 一，一般只有前一、二车桥转向，最小转弯直径较大，对作业场地大小以及平整度要求较高， 不能适应车辆在山区路面行驶及不能快速的进出矿难抢险救援场地，影响钻机车的机动性 及灵活性。拿标准钻深15002000米钻机车举例，该类车辆底盘轴数一般均为五轴，为减 少在转向时非转向轮胎的拖动磨损，一般将转向中心设计在四轴位置。因非转向轮胎的限 制，所以得到的最小转弯直径较大。其最小转弯直径一般在30米左右。 0007 发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：现有的钻机车转弯模式单一，使得钻 机车的使用场合受限。 发明内容 0008 本发明的其中一个目的是提出一种钻。
10、机车，用以解决现有钻机车转向模式单一的 问题。 说 明 书CN 104015797 A 2/6页 4 0009 为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案： 0010 本发明提供了一种钻机车，包括前桥独立转向系统和后桥独立转向系统； 0011 其中，所述前桥独立转向系统包括前轮和前轮转向驱动装置，所述后桥独立转向 系统包括后轮和后轮转向驱动装置； 0012 所述前轮转向驱动装置能驱动所述前轮转向，所述后轮转向驱动装置能驱动所述 后轮转向。 0013 如上所述的钻机车，优选的是，所述前轮转向驱动装置包括第一动力源、第一驱动 件和第一执行件； 0014 所述第一动力源与第一驱动件连接，所述第一驱动件。
11、与所述第一执行件连接，所 述第一执行件与所述前轮连接； 0015 其中，所述第一动力源驱动所述第一驱动件运动，所述第一驱动件带动所述第一 执行件运动，所述第一执行件带动所述前轮转向。 0016 如上所述的钻机车，优选的是，所述第一驱动件包括第一液压泵、方向盘、转向器 和第一液压油缸；所述第一执行件包括第一转向摇臂； 0017 所述第一液压泵与所述转向器连接，所述方向盘与所述转向器连接，所述转向器 与所述第一液压油缸连接，所述第一液压油缸的活塞杆与所述第一转向摇臂连接，所述第 一转向摇臂与所述前轮连接。 0018 如上所述的钻机车，优选的是，所述第一动力源为钻机车上的发动机。 0019 如上所述。
12、的钻机车，优选的是，所述后轮转向驱动装置包括第二动力源、第二驱动 件和第二执行件； 0020 所述第二动力源与第二驱动件连接，所述第二驱动件与所述第二执行件连接，所 述第二执行件与所述后轮连接； 0021 其中，所述第二动力源驱动所述第二驱动件运动，所述第二驱动件带动所述第二 执行件运动，所述第二执行件带动所述后轮转向。 0022 如上所述的钻机车，优选的是，所述第二驱动件包括第二液压泵、控制阀和第二液 压油缸；所述第二执行件包括第二转向摇臂； 0023 所述第二液压泵与所述控制阀连接，所述控制阀与所述第二液压油缸连接，所述 第二液压油缸的活塞杆与所述第二转向摇臂连接，所述第二转向摇臂与所述后。
13、轮连接； 0024 当所述控制阀处于不同的工作位置，所述第二液压泵与所述第二液压油缸之间的 油路的连通方向不同，且所述第二液压油缸能实现伸出、保持或回缩。 0025 如上所述的钻机车，优选的是，所述控制阀为三位四通换向阀。 0026 如上所述的钻机车，优选的是，所述第二动力源为钻机车上的发动机。 0027 如上所述的钻机车，优选的是，所述钻机车为具有3轴或3轴以上底盘的钻机车。 0028 基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果： 0029 上述技术方案提供的钻机车，具有前桥独立转向系统和后桥独立转向系统，前轮 和后轮都能实现转向，且前轮和后轮之间的转向可以相互独立、互不影响。因。
14、而，可以基于 实际应用场景，设置钻机车的多转向模式，以适应多种使用场合的要求。上述钻机车的转向 方式打破了传统的转向模式，能实现整车全轮胎的不同方向控制，以得到更小的最小转弯 直径，极大的提升钻机车的机动性和通过性。将多模式转向技术应用到钻机车中，相较于目 说 明 书CN 104015797 A 3/6页 5 前单一转向模式的通用汽车底盘，整车行驶时，驾驶员可以根据不同的路况进行转向方式 的切换，提高了钻机车机动性和灵活性，极大提高车辆在小范围转场能力，提高了车辆的机 动灵活性和越野性能，在抢险救灾中将有突出的表现。通过不同转向模式的切换，使得钻机 车适用于丘陵、沙漠及山区地带，使钻机车在抢险。
15、救灾过程中有更优越的能力。另外，上述 钻机车与相同轴数但采用通用底盘的钻机车比较，可以做到较小的转弯直径，对作业场地 大小以及平整度要求较低，提高了钻机车对矿难抢险救灾能力。 附图说明 0030 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中： 0031 图1为现有技术中通用汽车底盘转向模式示意图； 0032 图2为本发明实施例提供的钻机车在正常公路行驶状态下底盘转向模式示意图； 0033 图3为本发明实施例提供的钻机车在小转弯转向模式下底盘转向模式示意图； 0034 图4为本发明实施例提供的。
16、钻机车在蟹行转弯模式下底盘转向模式示意图； 0035 图5为本发明实施例提供的钻机车在后轴独立转向模式下底盘转向模式示意图； 0036 图6为本发明实施例提供的钻机车的前桥独立转向系统和后桥独立转向系统的 原理示意图； 0037 附图标记： 0038 1、方向盘； 2、转向器； 3、第一液压油缸； 0039 4、第一转向摇臂； 5、前轮； 6、发动机； 0040 7、第一液压泵； 8、第二液压泵； 9、控制阀； 0041 10、第二液压油缸； 11、第二转向摇臂； 12、后轮； 0042 13、溢流阀。 具体实施方式 0043 下面结合图2图6对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述，将本发明。
17、提 供的任一技术手段进行替换或将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互 相进行组合而得到的技术方案均应该在本发明的保护范围之内。 0044 本发明实施例提供一种钻机车，包括前桥独立转向系统和后桥独立转向系统。其 中，前桥独立转向系统包括前轮5和前轮转向驱动装置，后桥独立转向系统包括后轮12和 后轮转向驱动装置。前轮转向驱动装置能驱动前轮5转向，后轮转向驱动装置能驱动后轮 12转向。 0045 钻机车：在动力头的驱动下，满足一定的钻进工艺，可进行钻进施工的一种工程车 辆。 0046 本实施例中，钻机车优选为具有3轴或3轴以上底盘的钻机车，此处以轴数、轴距、 轮距、及一轴左侧轮胎最大转向。
18、角度相同的通用汽车底盘和具有多模式的五轴钻机车为 例，其中，前桥对应1轴和2轴，后桥对应3轴、4轴和5轴。 0047 前桥独立转向系统和后桥独立转向系统具体的实现方式有多种，后文分别给出了 两者的一种具体实现方式，可以理解的是，不限于下述实现方式，只要是能够实现前轮的转 说 明 书CN 104015797 A 4/6页 6 向的前桥独立转向系统、后轮的转向的后桥独立转向系统均可应用在此处。 0048 上述技术方案中，前桥独立转向系统和后桥独立转向系统能够分别控制前轮5和 后轮12转向，整个钻机车的转弯模式会有多种： 0049 工作转向模式：参见图2，工作转向模式即正常公路行驶状态。在该模式下，。
19、只有 前桥独立转向系统控制前轮5转向，后轮12不转向。该转向模式的特点适用于任何场所及 其路况，与通用汽车底盘具有相同的转向能力和性能。 0050 小转弯转向模式：参见图3，在该模式下，前桥独立转向系统控制前轮5转向，后桥 独立转向系统控制后轮12转向，且前轮5和后轮12的转向方向相反。在该种转向模式下， 前轮5和后轮12的转向方向相反。因全轮胎均转向，在车辆设计时转向中心设计较靠前， 因此能得到较小的最小转弯直径。小转弯转向模式下的最小转弯直径能比工作转向模式下 的最小转弯直径小。该种转向模式适用于任何路况，对车速有一定的限制。对场地的大小 和平整度需求较低，能快速的进出各种抢险救灾场所，更。
20、适于山区丘陵地区的弯道路况。 0051 最小转弯直径：根据标准GB/T12540-2009的定义，最小转弯直径是指转向盘(俗 称方向盘1)转到极限位置时，车辆外侧转向轮胎面中心在平整地面上的轨迹圆直径中的 较大者。根据车辆的结构特点，一台车辆上的所有转向轮胎并不能具有相同的最小转弯直 径。 0052 蟹行转弯模式：参见图4，在该模式下，前桥独立转向系统控制前轮5转向，后桥独 立转向系统控制后轮12转向，且前轮5和后轮12的转向方向相同。在该种转向状态下，前 轮5和后轮12的转向方向一致。该种转向模式适用于任何路况，对车速有一定的限制。对 场地的大小和平整度需求较低，车辆在前进的同时还能实现向左。
21、或者向右的运行，主要使 用于钻机车在钻井场地快速进入和撤离，能提高钻机车的机动性和灵活性。 0053 后轴独立转向模式：参见图5，在该模式下，后桥独立转向系统控制后轮12转向， 前轮5不转向。在该种转向模式下，前轮5不转向，后轮12可以实现左右转向。该种转向 模式使用于任何路况，对车速有一定的限制。对场地的大小和平整度需求较低，该转向状 态主要使用于钻机车在钻井场地独立调整车辆尾部状态，提高钻机车的快速进场和到位能 力，提高钻机车的机动性和灵活性。 0054 多模式全轮转向技术：一种能实现车辆全轮胎转向，并能实现公路行驶、小转弯、 蟹行及后桥独立转向的机械传动液电控制转向技术。 0055 上述。
22、技术方案提供的钻机车，具有多模式全轮转向技术，钻机车的转向方式打破 了传统的转向模式，能实现整车全轮胎的不同方向控制，以得到更小的最小转弯直径，极大 地提升了钻机车的机动性和通过性。将多模式转向技术应用到钻机车中，应用此技术，相较 于目前单一转向模式的通用汽车底盘，整车行驶时，驾驶员可以根据不同的路况进行转向 方式的切换，提高了钻机车机动性和灵活性，极大提高车辆在小范围转场能力，提高了车辆 的机动灵活性和越野性能，在抢险救灾中将有突出的表现。通过不同转向模式的切换，使得 钻机车适用于丘陵、沙漠及山区地带，使钻机车在抢险救灾过程中有更优越的能力。另外， 上述钻机车与相同轴数但采用通用底盘的钻机车。
23、比较，可以做到较小的转弯直径，对作业 场地大小以及平整度要求较低，提高了钻机车对矿难抢险救灾能力。 0056 下面介绍前桥独立转向系统中前轮转向驱动装置的可选实现方式：参见图6，前 轮转向驱动装置包括第一动力源、第一驱动件和第一执行件。第一动力源与第一驱动件连 说 明 书CN 104015797 A 5/6页 7 接，第一驱动件与第一执行件连接，第一执行件与前轮5连接。其中，第一动力源驱动第一 驱动件运动，第一驱动件带动第一执行件运动，第一执行件带动前轮5转向。 0057 第一动力源可以采用钻机车上的发动机6。 0058 进一步地，第一驱动件包括第一液压泵7、方向盘1、转向器2和第一液压油缸3。
24、； 第一执行件包括第一转向摇臂4。第一液压泵7与转向器2连接，方向盘1与转向器2连 接，转向器2与第一液压油缸3连接，第一液压油缸3的活塞杆与第一转向摇臂4连接，第 一转向摇臂4与前轮5连接。 0059 上述技术方案提供的前轮转向驱动装置，前桥采用一、二轴机械传动加液压助力 实现转向。实现动作的方式为：通过方向盘1作为转向方向的信号输入，通过该信号作为转 向器2的输入信号，通过转向器2比例输出液压油的流量，从而控制车桥上第一液压油缸3 的行程。通过第一液压油缸3的行程，推动车桥上第一转向摇臂4的旋转，从而实现前轮5 轮胎行驶方向的改变。 0060 进一步地，参见图6，后桥独立转向系统中后轮转向。
25、驱动装置的优选实现方式为： 后轮转向驱动装置包括第二动力源、第二驱动件和第二执行件。第二动力源与第二驱动件 连接，第二驱动件与第二执行件连接，第二执行件与后轮12连接。其中，第二动力源驱动第 二驱动件运动，第二驱动件带动第二执行件运动，第二执行件带动后轮12转向。 0061 第二动力源也可采用钻机车上的发动机6。 0062 第二驱动件可采用下述实现方式：第二驱动件包括第二液压泵8、控制阀9和第二 液压油缸10；第二执行件包括第二转向摇臂11。第二液压泵8与控制阀9连接，控制阀9 与第二液压油缸10连接，第二液压油缸10的活塞杆与第二转向摇臂11连接，第二转向摇 臂11与后轮12连接。当控制阀9。
26、处于不同的工作位置，第二液压泵8与第二液压油缸10 之间的油路的连通方向不同，且第二液压油缸10能实现伸出、保持或回缩。控制阀9的主 要作用是实现换向。在控制阀9与第二液压泵8之间可以设置溢流阀13，以保证系统安全。 0063 此处，控制阀9具体采用三位四通换向阀。 0064 上述技术方案提供的钻机车，后桥采用电液转向控制技术，实现动作的方式为： 0065 a)、三、四、五桥(即图6中3轴、4轴、5轴)不转向状态：三位四通阀不得电，处于 中位状态，三、四、五桥上第二液压油缸10无液压油输入，处于中位不转向状态。进一步地， 为提高中位状态的稳定性，该系统增加了中位锁定状态。 0066 b)、三、。
27、四、五桥(即图6中3轴、4轴、5轴)转向状态：控制阀9得电，阀芯向左或 右运动，实现第二液压油缸10的液压油输入，通过第二液压油缸10的行程，推动车桥上第 二转向摇臂11的旋转，从而实现后轮12轮胎行驶方向的改变。 0067 需要说明的是： 0068 一、以上实现后轮12转向使用的电液转向控制技术原理为通过电磁阀实现开关 控制的一种原理，也可以采用电液比例阀等液压和电气组合的控制实现转向的功能。 0069 二、针对提及车桥上第一液压油缸3及第二液压油缸10，不同的车桥上液压油缸 的行程不一致，方能实现各桥轮胎的转向角度上的协调。 0070 上述技术方案提供的钻机车，具有多模式全轮转向功能，能实。
28、现如正常公路行驶 模式、小转弯模式、蟹行模式及后桥独立转向等模式的转向，提高钻机车的机动灵活性、通 过性。各转向模式之间的切换可靠驾驶室内的电控开关进行，驾驶员在钻机车长途行驶和 说 明 书CN 104015797 A 6/6页 8 场地转移过程中可以根据路况选择不同转向状态，从而达到需要的运行轨迹。 0071 如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应 该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明 外，上述词语并没有特殊的含义。 0072 最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽 管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然 可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发 明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。 说 明 书CN 104015797 A 1/3页 9 图1 图2 说 明 书 附 图CN 104015797 A 2/3页 10 图3 图4 图5 说 明 书 附 图CN 104015797 A 10 3/3页 11 图6 说 明 书 附 图CN 104015797 A 11 。