流动式起重机、转向中位定位锁定装置及其中位油缸 【技术领域】
本发明涉及一种用于大吨位或超大吨位汽车起重机或全地面起重机等流动式起重机的多转向桥底盘的转向控制，尤其涉及一种转向中位定位锁定装置及其中位油缸、以及具有该转向中位定位锁定装置的流动式起重机。
背景技术
向大吨位或超大吨位发展的汽车起重机或全地面起重机必须具备多桥承载、多桥转向和多种转向模式行驶工况的功能，为实现最小转弯半径和其它多种转向模式如蟹行、中后桥锁定等工况，如何保证车桥转向中位的定位和锁定是确保功能实现的必备条件。
目前，起重机底盘车桥中位主要依靠连杆机构进行确保，安全性和可靠性差且安装布置复杂，不利于大吨位起重机朝电控转向、线控转向和无杆系转向趋势发展，无法实现更小的转弯半径和更大的底盘承载能力和蟹行行走能力。
中国实用新型专利200620076396.1公开了一种多桥车辆后桥转向的转向锁死装置。其包括顺序连接的气压缸和液压缸，气压缸和液压缸中有一贯穿的活塞杆，其中，气压缸有连接套、气缸套、限位套、活塞、弹簧和钢珠组成。
上述多桥车辆后桥转向的转向锁死装置，通过向气压缸中冲入压缩气体和释放压缩气体实现锁死状态和解锁状态，其中，锁死状态对应于由方向盘控制的公路行驶转向功能，解锁状态对应于后桥由电磁阀控制的转向功能，仅能实现转向杆系的脱开不能实现转向桥的自动中位控制。
在实施本发明转向中位定位锁定装置的过程中，本发明人发现，采用向气压缸冲入或释放压缩气体的方式，使得转向锁死装置结构复杂而且反应不灵敏，控制复杂且不能实现瞬间自动锁定。
【发明内容】
本发明目的在于提供一种转向中位定位锁定装置，以实现转向车桥的瞬间中位定位锁定操作。本发明的目的还在于提供一种用于转向中位定位锁定装置的中位油缸。本发明的目的还在于提供一种具有转向中位定位锁定装置的流动式起重机。
为此，一方面，本发明提供了一种中位油缸，其包括：缸体，包括中间缸筒及对称地设置在中间缸筒两侧的第一缸筒与第二缸筒，其中，第一缸筒设置有连通其内腔的第一进油口，第二缸筒设置有连通其内腔的第二进油口；第一活塞，设置于第一缸筒中；第二活塞，设置于第二缸筒中；第一端盖，用于封闭第一缸筒的外端；第二端盖，用于封闭第二缸筒的外端；以及活塞杆，支撑于中间缸筒中，其贯穿第一活塞并伸出第一端盖，其中，活塞杆的移动行程小于中间缸筒的长度。
优选地，上述中间缸筒上设有用于润滑活塞杆的油口。
优选地，上述中间缸筒具有定位第二活塞的定位端面。
优选地，上述活塞杆的伸出第一端盖的一端具有定位安装螺杆，第二端盖具有定位安装螺杆。
优选地，所述中间缸筒、第一活塞、第二活塞对活塞杆有定位和限位功能。
优选地，上述缸体由第一缸筒、中间缸筒和第二缸筒焊接而成。
优选地，上述缸体的第一缸筒、中间缸筒和第二缸筒一体成型。
本发明的中位油缸可广泛用于各种执行机构中，特别是用于液压对中、定位装置中，杆端尺寸大于杆部尺寸且长度较长有利提高活塞杆的刚性，而且活塞杆具有两个支承点，活塞杆不易弯曲和卡阻，在运动过程负载稳定性好对称性好，依靠缸体中部左端面进行定位，左右定位力大小有别可实现瞬间精确定位，非常有利于提高对中、定位系统的控制精度。
另一方面，本发明提供了一种转向中位定位锁定装置，其包括：上述的中位油缸；阀组，用于控制经由第一进油口和第二进油口进入中位油缸的第一缸筒和第二缸筒的液压油，使第一缸筒和第二缸筒中的液压油可选择地处于至少两个设定压力状态，其中，两个设定压力状态中的一设定压力状态对应于中位油缸的活塞杆自由移动状态和另一压力设定状态对应于中位油缸的活塞杆被锁定的状态。
优选地，上述液压控制阀组包括：一电磁阀、两气控截止阀、两液压截止阀、两溢流阀、以及气动电磁阀，其中，中位油缸的第一、第二进油口各通过管路连接至液压截止阀，液压截止阀管路连接至电磁阀，电磁阀用于切换进油回路和回油回路，液压截止阀的泄油侧经由气控截止阀回路连接至溢流阀，各气控截止阀控制回路连接至气动电磁阀。
又一方面，本发明提供了一种流动式起重机，包括前转向车桥和多个后转向车桥，其特征在于，多个后转向车桥中的至少一个设置有上述的转向中位定位锁定装置。
优选地，上述转向中位定位锁定装置由编程控制器控制，可编程控制器至少根据转向模式、车速信号和前转向车桥的转向信号来控制转向定位锁定装置的活塞杆处于自由移动状态或中位锁定状态。
根据本发明优选实施例的转向中位定位锁定装置具有以下优点：1、体积小，重量轻，结构布置简单，方便大吨位车辆进行线控转向和无杆系转向设计和布置；2、操作简单、方便、逻辑性强，所有动作均可由底盘控制系统自动完成。3、使用安全、可靠：使用截止阀和气控阀控制具有更长时间稳定的液压锁定功能；依靠缸体中部左端面进行定位，左右定位力大小有别、可实现瞬间精确定位；4、定位位置精确尺寸的确定可通过左端盖和活塞杆的定位安装螺杆依靠外接零组件螺纹旋进旋出进行调整；5、很好的解决了多桥车辆的车桥独立转向地中位定位、回位和锁定问题。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
【附图说明】
构成本说明书的一部分、用于进一步理解本发明的附图示出了本发明的优选实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。图中：
图1示出了根据本发明的中位油缸安装于转向车桥的示意图；
图2示出了图1所示中位油缸的结构示意图；
图3示出了根据本发明优选实施例的用于控制转向车桥的转向中位定位锁定装置的结构示意图；
图4示出了用于两转向车桥中位控制的转向中位定位锁定装置；以及
图5示出了用于流动式起重机的多转向车桥的转向控制的电气框图。
【具体实施方式】
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
图1示出了根据本发明的中位油缸安装于转向车桥的示意图。如1图所示，转向横拉杆21和梯形臂23、25构成转向梯形，中位油缸10安装于车桥50和梯形臂23之间，梯形臂23、25和车桥50之间还设有转向阻力油缸30。
通过设置中位油缸10，可将转向车桥刚性地锁定在中位进行直线行驶，确保车辆的高速行驶稳定；自由脱开时可方便转向车桥自由转向，实现更小的转弯半径和更大的底盘承载能力和蟹行行走能力，有利于大吨位起重机朝线控转向和无杆系转向趋势发展。
图2示出了图1所示中位油缸的结构示意图。图2所示，中位油缸包括活塞杆103、活塞107、液压缸缸体、活塞111、左端盖109、右端盖115以及密封件组成。
液压缸缸体包括：内径较小的中间缸筒101、对称地设置中间缸筒101左右两端的两个相同内径的缸筒105、113，两个缸筒105、113的圆孔保持同心，该中间缸筒101用于定位、润滑和支撑活塞杆103，其长度尺寸大于活塞杆左右滑行长度要求。
活塞杆103可左右移动地支撑于中间缸筒101中，并且其右端贯穿活塞111和端盖115，向外伸出。
缸筒105设计有联通活塞腔的进油孔B，缸筒113设计有联通活塞腔的进油孔C，中间缸筒101上设计有润滑、充油油口T，用于定位、润滑和支撑活塞杆103。
活塞107安装于中间缸筒101的左端的缸筒105内，活塞111安装于中间缸筒101的右端的缸筒113内。
缸筒105的外端由外端由端盖109密封，该端盖109上设置有用于密封的密封圈和定位安装螺杆117。缸筒113的外端由端盖115密封。该端盖115上设置有用于密封的密封圈、防尘圈和支撑圈。
在油孔B和C通回油时，活塞杆a在外力推动下可左右滑行；在进油孔B和C通压力油时，由于液压力推动活塞107、111，并间接推动活塞杆103回至定位位置，定位位置精确尺寸的确定可通过左端盖109和活塞杆103的定位安装螺杆117、119依靠外接零组件螺纹旋进旋出进行调整。
本发明的中位油缸可广泛用于各种执行机构中，特别是用于液压对中、定位装置中，杆端尺寸大于杆部尺寸且长度较长有利提高活塞杆的刚性，而且活塞杆具有两个支承点，活塞杆不易弯曲和卡阻，在运动过程负载稳定性好对称性好，依靠缸体中部左端面进行定位，左右定位力大小有别可实现瞬间精确定位，非常有利于提高对中、定位系统的控制精度。
图3示出了根据本发明优选实施例的用于控制转向车桥的转向中位定位锁定装置的结构示意图。如图3所示，转向中位定位锁定装置包括中位油缸10和控制中位油缸10动作的阀组60构成，该阀组60包括：电磁阀61、气控截止阀62、液压截止阀63、溢流阀64、气动电磁阀65组成。
其中，中位油缸的第一、第二进油口B、C各通过管路连接至液压截止阀63，液压截止阀63管路连接至电磁阀61，该电磁阀61用于切换进油回路和回油回路。液压截止阀63的泄油侧经由气控截止阀62回路连接至溢流阀64。各所述气控截止阀62控制回路连接至气动电磁阀65，气动电磁阀65控制供气管路的通断。
在车辆正常转向时，电磁阀61和气动电磁阀65均处于初始位置，中位油缸103内不存在压力油且均实现与油箱连通，油缸活塞杆103跟随车轮40左右转向运动的外力牵引下能够自由滑行。
在车辆需要车桥此时不参与转向时，经电磁阀61和气动电磁阀65控制，压力油经电磁阀61推开液压截止阀63进入的中位油缸10的进油口B、C，在气动电磁阀66控制下气控截止阀62使中位油缸10的进油口腔油液切换到保持设定压力的状态，中位油缸活塞杆103在活塞液压力的推动下瞬时到达中位并被锁定，在车桥助力油缸30卸荷情况下，车桥被锁定在直行状态即中位锁定状态。
下面结合图3对转向中位定位锁定装置进行更加详细的描述。
优选地，电磁阀61为两位三通电磁阀，气控截止阀62为两位三通气控截止阀，液压截止阀63为插装式液压截止阀，气动电磁阀65为气动两位三通电磁阀。
根据流动式起重机转向工况和转向模式的要求，可将转向中位定位锁定装置布置于某一独立转向车桥上，实现与转向系统的合理匹配，确保转向功能和中位定位锁定正常；也可通过两位三通电磁阀61和气动两位三通电磁阀62将压力油源和气控源进行并联，实现分组多桥的控制。
在车辆正常转向时，两位三通电磁阀61和气动两位三通电磁阀62均处于初始位置，中位油缸10的进油口B、C均实现与T口连通，中位油缸10的活塞杆101在向左外力牵引下向左推动活塞105自由滑行，也可在向右外力牵引下向右推动活塞111自由滑行，跟随车轮左右转向运动。
在车辆需要车桥此时不参与转向时，经两位三通电磁阀61和气动两位三通电磁阀62控制，压力油经两位三通电磁阀61推开插装式液压截止阀63进入中位油缸10的进油口B和C，在气动两位三通电磁阀62控制下推动两位三通气控截止阀62使中位油缸10的进油口B和C的内腔油液切换至保持设定压力的状态，中位油缸活塞杆在两活塞的推动下瞬时到达中位并被锁定，在车桥助力油缸卸荷情况下，车桥被锁定在直行状态即中位锁定状态。
中位油缸筒体适宜安装在车桥箱体上，活塞杆端部安装在转向梯形臂上。阀组与底盘转向液压系统和气动系统进行联动、统筹安装和布置，控制系统阀块可以采用插装方式安装在中位油缸上。
图5示出了用于流动式起重机的多转向车桥的转向控制的电气框图。以七个转向车桥中后四个转向车桥都安装转向中位定位锁定装置为例，在一桥(第一转向车桥，依次类推)转向时，二、三桥在转向助力油缸30(如图1所示)等液助力或机械助力(简称机械液助力)的作用下随动转向。一桥转向的转向角信号通过感测元件检测并传送至可编程控制器(PLC)，同时车速信号和转向模式传送至PLC，PLC根据控制程序，控制各转向中位定位锁定装置的阀组。
PLC可存储控制程序，实现对各桥的转向中位的逻辑控制。例如，PLC可选择地控制四桥转向或四桥中高速转向中位锁定、五桥转向或五桥中高速转向中位锁定、六桥转向或六桥高速转向中位锁定、七桥转向或七桥高速转向中位锁定。
本领域技术人员容易理解，上述转向梯形以整体式转向来描述的，本发明的转向中位定位锁定装置也可以用于其它形式的转向梯形的场合。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。