六軸汽車底盤起重機及其轉向控制系統、方法

《六軸汽車底盤起重機及其轉向控制系統、方法》是徐州重型機械有限公司於2010年12月6日申請的專利，該專利的申請號為2010105757429，公布號為CN102019958A，授權公布日為2011年4月20日，發明人是朱亞夫、朱長建、丁宏剛、劉東宏、王東華、王志芳，該發明涉及汽車操控系統，具體涉及一種六軸汽車底盤起重機及其轉向控制系統及方法。

《六軸汽車底盤起重機及其轉向控制系統、方法》包括用於驅動車輪轉向的機械驅動裝置、液壓驅動裝置和轉向控制裝置，機械驅動裝置分別驅動第一、第二轉向軸上的車輪轉向，第三、第四、第五和第六轉向軸上分別設有中位鎖定油缸和轉向油缸，各中位鎖定油缸和轉向油缸的伸出端均與相應轉向軸的轉向節臂連線形成連鎖機構，轉向控制裝置根據轉向模式接通或斷開相應的中位鎖定油缸以及轉向油缸的進油和回油油路，驅動相應轉向軸上的車輪轉向。

2013年，《六軸汽車底盤起重機及其轉向控制系統、方法》獲得第八屆江蘇省專利項目獎金獎。

（概述圖為《六軸汽車底盤起重機及其轉向控制系統、方法》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：六軸汽車底盤起重機及其轉向控制系統、方法
• 公布號：CN102019958A
• 公布日：2011年4月20日
• 申請號：2010105757429
• 申請日：2010年12月6日
• 申請人：徐州重型機械有限公司
• 地址：江蘇省徐州市銅山路165號
• 發明人：朱亞夫、朱長建、丁宏剛、劉東宏、王東華、王志芳
• Int.Cl.：B62D7/16（2006.01）I、B62D7/18（2006.01）I、B62D5/06（2006.01）I、B62D6/08（2006.01）I
• 代理機構：北京集佳智慧財產權代理有限公司
• 代理人：薛晨光、魏曉波
• 類別：發明專利

專利背景

為了滿足工程縮短工期、提高效率以及降低成本的需要，多軸大噸位汽車底盤越來越廣泛地套用於重型載重汽車以及全地面起重機械等工程機械。由於多軸汽車底盤具有多根轉向軸以適應多種不同的轉向模式，因此，其轉向控制系統也相對比較複雜，以六軸全地面起重機為例，轉向控制系統需要滿足公路行駛和場地作業等多種轉向工況的需求。

眾所周知，汽車在行駛（直線行駛和轉彎行駛）過程中，每個車輪的運動軌跡都必須完全符合它的自然運動軌跡，從而保證輪胎與地面處於純滾動而無滑動現象，這就是阿克曼原理。《多輪重型車輛轉向機構的設計分析》（機械科學與技術，2008年，第27卷，第8期），基於阿克曼原理提出了一種多輪重型車輛轉向機構的設計方法，以實現多輪重型車輛的轉向控制，這也是2010年12月前六軸全地面起重機轉向控制系統所普遍採用的一種結構形式。

圖1為2010年12月前已有技術的六軸全地面起重機機械轉向機構示意圖，如圖1所示，該2010年12月前已有技術的六軸全地面起重機具有三種轉向模式：公路行駛轉向模式、小轉彎轉向模式和蟹行模式。

在公路行駛轉向模式下，轉向鎖死裝置14鎖定，使其等效為一個剛性的拉桿總成，在此模式下轉向時，轉向中心位於第四轉向軸L4的沿長線上，每個轉向軸的轉向角度由整個轉向機構的桿系布置所決定，第二轉向軸L2和第三轉向軸L3上的車輪與第一轉向軸L1上的車輪的轉向方向相同，第五轉向軸L5和第六轉向軸L6上的車輪與第一轉向軸L1上的車輪的轉向方向相反，第四轉向軸L4上的車輪不參與轉向，參見圖2六軸全地面起重機轉向原理圖。具體地說，在公路行駛轉向模式下，順時針轉動方向盤1時，轉向信號由方向盤1傳遞至轉向器2並帶動其上的轉向垂臂繞轉向器2的輸出軸轉動相應的角度，轉向垂臂通過第一拉桿總成3拉動第一搖臂總成4繞鉸點A1逆時針轉動，於是在第一搖臂總成4的帶動下，第二拉桿總成5推動第二搖臂總成7繞鉸點A2逆時針轉動，這樣，第二搖臂總成7拉動第三拉桿總成6向右運動，從而拉動與第一轉向軸L1上的車輪對應的轉向節臂移動，使第一轉向軸L1上的車輪向右轉向；同時，第二搖臂總成7拉動第四拉桿總成8並使第三搖臂總成10繞鉸點A3逆時針轉動，第三搖臂總成10的轉動，一方面拉動第五拉桿總成9向右運動，進而拉動與第二軸轉向軸L2上的車輪對應的轉向節臂移動，使第二轉向軸L2上的車輪向右轉向，另一方面通過第六拉桿總成11推動與第三轉向軸L3上車輪對應的轉向節臂，使第三轉向軸L3上的車輪向右轉向。以此類推，第三搖臂總成10拉動第七拉桿總成12使第四搖臂總成13繞鉸點A4逆時針轉動，推動轉向鎖死裝置14帶動第五搖臂總成15繞鉸點A5順時針轉動，第五搖臂總成15的轉動，推動第八拉桿總成16使第六搖臂總成18繞鉸點A6順時針轉動，於是，第九拉桿總成17向左推動與第五轉向軸L5上的車輪對應的轉向節臂，使第五轉向軸上的車輪向左轉向，第十拉桿總成19向左拉動與第六轉向軸L6上的車輪對應的轉向節臂，使第六轉向軸上的車輪向左轉向。以上為車輛在公路行駛模式下，順時針轉動方向盤時，各轉向軸上的車輪轉向變化過程，其中第四轉向軸上的車輪不進行轉向。逆時針操縱方向盤，第一、二軸、第三、第五和第六轉向軸上的車輪的轉向方向與上述各車輪的轉向方向相反。

在小轉彎轉向模式或蟹行模式下，轉向鎖死裝置14被解鎖，這時，轉向鎖死裝置14無法帶動第五搖臂總成15轉動，因此，第五轉向軸L5和第六轉向軸L6上的車輪不再隨第一轉向軸L1上的車輪轉向而轉向，而是通過液壓助力式轉向系統驅動實現。液壓助力式轉向系統的具體結構如下，支腿液壓系統向第五轉向軸L5和第六轉向軸L6上左、右對稱布置的兩個左、右轉向油缸提供動力油，通過切換三位四通電磁換向閥兩端的得電狀態控制第五和第六轉向軸上的車輪的轉向方向。在小轉彎轉向模式下，轉向中心在第四轉向軸前方，第五轉向軸L5和第六轉向軸L6上的車輪與第一轉向軸L1上的車輪的轉向方向相反，車輛的整體轉向角度比公路行駛轉向模式時的角度大。在蟹行模式下，第五轉向軸L5和第六轉向軸L6上的車輪與第一轉向軸L1上的車輪的轉向方向相同。

根據以上描述可知，2010年12月前已有的六軸全地面起重機，通過機械轉向機構控制第一、第二、第三、第五和第六轉向軸上的車輪進行轉向，第四轉向軸上的車輪不參與轉向。很明顯，採用這種機械轉向機構方式進行轉向存在以下一些不足：

第一，轉向傳動機構的桿繫結構複雜，連桿及鉸點多，從而造成車輪的轉向定位精度較低；

第二，若設定在某一轉向軸上的車輪被卡住，或者轉向傳動機構與附近的零部件存在運動干涉，液壓助力系統會把左、右轉向油缸提供的動力通過轉向拉桿總成傳遞到其他部件上，從而會導致局部轉向桿系的受力超過其許用應力範圍而出現斷裂現象，給駕駛員帶來生命危險。

第三，若機械轉向機構的設計不合理，不同轉向軸的轉角彼此不協調，從而導致輪胎局部非正常磨損以及產生車輪螺栓鬆動，降低車輛行駛安全性和轉向性能。

有鑒於此，亟待針對2010年12月前已有結構進行最佳化設計，以滿足多軸車輛轉向操縱的穩定性以及彎道通過能力和機動靈活性的要求，並且當車速較高時，提高車輛防甩尾能力，保證行駛安全。

發明內容

專利目的

《六軸汽車底盤起重機及其轉向控制系統、方法》解決的技術問題在於，提供一種六軸汽車通用底盤轉向控制系統，使六軸車輛具有多個轉彎直徑，同時具有靈敏的轉向回響、操縱穩定性強並且輪胎磨損量小。在此基礎上，《六軸汽車底盤起重機及其轉向控制系統、方法》還提供了一種六軸汽車通用底盤轉向控制方法及具有該轉向控制系統的六軸汽車底盤起重機。

技術方案

《六軸汽車底盤起重機及其轉向控制系統、方法》包括用於驅動車輪轉向的機械驅動裝置和液壓驅動裝置以及轉向控制裝置，所述機械驅動裝置包括方向盤和由方向盤驅動的拉桿式轉向傳動機構，所述拉桿式轉向傳動機構具有兩個輸出端，分別用於連線驅動第一、第二轉向軸上的車輪轉向的轉向節臂；所述液壓驅動裝置包括分別固定設定在第三、第四、第五和第六轉向軸上的中位鎖定油缸和驅動相應轉向軸上的車輪轉向的轉向油缸；各轉向軸上的所述中位鎖定油缸和轉向油缸的伸出端均與相應轉向軸的轉向節臂連線，形成連鎖機構；所述轉向控制裝置根據轉向模式輸出控制信號，以接通或斷開所述中位鎖定油缸以及轉向油缸的進油油路和回油油路。

優選地，所述轉向控制裝置包括輸入面板、檢測單元和控制單元，所述輸入面板上設有小轉彎轉向模式、蟹行模式、防甩尾轉向模式和後軸中位鎖定轉向模式四種工況轉向模式選擇鍵；所述檢測單元根據車速信號輸出當前車輛處於低速、中速或者高速公路行駛的轉向模式信號，根據用戶選擇的相應選擇鍵輸出當前車輛所處的相應工況轉向模式信號；所述控制單元根據所述轉向模式信號輸出所述控制信號。

優選地，所述輸入面板上還設有後軸獨立轉向模式選擇鍵及旋鈕，所述控制單元根據用戶選擇的後軸獨立轉向模式以及所述旋鈕的轉動方向、轉動角度輸出所述控制信號。

優選地，每個所述中位鎖定油缸的進油油路上分別設定有進油電磁開關閥，接收所述控制信號接通或斷開相應所述中位鎖定油缸的進油油路；每個所述轉向油缸的進油油路上分別設定有電磁比例換向閥，接收所述控制信號接通或斷開相應所述轉向油缸的進油油路以及調整所述轉向油缸的進油流量；每個轉向軸的中位鎖定與解鎖，由相應轉向軸上的所述進油電磁開關閥、回油電磁開關閥以及所述電磁比例換向閥接收所述控制信號接通或斷開相應的進油、回油油路來實現。

優選地，每個轉向軸上的所述中位鎖定油缸的回油油路上分別設有回油電磁開關閥，且與該中位鎖定油缸進油油路上的進油電磁開關閥以及相應向軸上的所述電磁比例換向閥聯動。

優選地，第三和第四轉向軸上的所述中位鎖定油缸的回油油路連通，該連通油路與系統回油油路連通且連通油路上設有第一回油電磁開關閥，第三和第四轉向軸上的至少一個所述中位鎖定油缸進油油路上的進油電磁開關閥和所述第一回油電磁開關閥分別接收所述控制信號，接通至少一個第三和第四轉向軸上的所述中位鎖定油缸的進油油路；第五和第六轉向軸上的所述中位鎖定油缸的回油油路連通，該連通油路與系統回油油路連通且連通油路上設有第二回油電磁開關閥，第五和第六轉向軸上的至少一個所述中位鎖定油缸進油油路上的進油電磁開關閥和所述第二回油電磁開關閥分別接收所述控制信號，接通至少一個第五、第六轉向軸上的所述中位鎖定油缸的進油油路。

優選地，第三、第四、第五和第六轉向軸上分別設有連桿，每個所述連桿的中部分別鉸接在相應的轉向軸上，相應轉向軸上的所述中位鎖定油缸和轉向油缸的伸出端分別與所述連桿的兩端部鉸接；每個所述連桿分別與用於連線相應的轉向節臂，以驅動相應轉向軸上的車輪轉向。

優選地，所述拉桿式轉向傳動機構包括搖臂、第一拉桿總成、第二拉桿總成和第三拉桿總成，搖臂的中部用於與六軸汽車底盤鉸接；第一拉桿總成的一端與所述搖臂的上端鉸接，另一端用於與六軸汽車底盤上的轉向垂臂的輸出端鉸接；第二拉桿總成的一端與所述搖臂的下端鉸接，另一端用於與所述第一轉向軸上的轉向節臂的輸入端鉸接；第三拉桿總成的一端與所述搖臂的下端鉸接，另一端用於與所述第二轉向軸上的轉向節臂的輸入端鉸接。

優選地，所述拉桿式轉向傳動機構包括搖臂、第一拉桿總成、第二拉桿總成和第三拉桿總成，搖臂的上部用於與六軸汽車底盤鉸接；第一拉桿總成的一端與所述搖臂的中部鉸接，另一端用於與六軸汽車底盤上的轉向垂臂的輸出端鉸接；第二拉桿總成的一端與所述搖臂的下端鉸接，另一端與所述第一轉向軸上的轉向節臂的輸入端鉸接；第三拉桿總成的一端與所述搖臂的下部鉸接，另一端與所述第二轉向軸上的轉向節臂的輸入端鉸接。

優選地，在低速公路行駛轉向模式下，所述控制單元分別輸出控制信號：接通每個所述中位鎖定油缸和每個所述轉向油缸的進油油路，且第三和第四轉向軸上的車輪在相應轉向油缸的驅動下與第一轉向軸上的車輪的轉向相同、第五和六轉向軸上的車輪在相應轉向油缸的驅動下與第一轉向軸上的車輪的轉向相反；

在中速公路行駛的轉向模式下，所述控制單元分別輸出控制信號：接通所述第三和第六轉向軸上的中位鎖定油缸的進油油路，並斷開所述第四和第五轉向軸上的中位鎖定油缸的進油油路；接通驅動所述第三和第六轉向軸上的車輪轉向的轉向油缸的進油油路，並斷開驅動所述第四和第五轉向軸上的車輪轉向的轉向油缸的進油油路；第三轉向軸上的車輪在相應轉向油缸的驅動下與第一轉向軸上的車輪的轉向相同、第六轉向軸上的車輪在相應轉向油缸的作用下與第一轉向軸上的車輪的轉向相反；

在高速公路行駛的轉向模式下，所述控制單元分別輸出控制信號：斷開每個所述中位鎖定油缸和每個所述轉向油缸的進油油路。

優選地，在小轉彎轉向模式下，所述控制單元分別輸出控制信號：接通每個所述中位鎖定油缸的進油油路和每個所述轉向油缸的進油油路，且第三、第四、第五和第六轉向軸上的車輪在相應轉向油缸的驅動下與第一轉向軸上的車輪的轉向相同。

優選地，在蟹行模式下，所述控制單元分別輸出控制信號：接通每個所述中位鎖定油缸的進油油路和每個所述轉向油缸的進油油路，且第三、第四、第五和第六轉向軸上的車輪在相應轉向油缸的驅動下與第一轉向軸上的車輪的轉向相同。

優選地，在防甩尾轉向模式的轉向模式下，所述控制單元輸出控制信號：接通所述第三和第四轉向軸上的中位鎖定油缸的進油油路，並斷開所述第五和第六轉向軸上的中位鎖定油缸的進油油路；接通所述驅動第三和第四轉向軸上的車輪轉向的轉向油缸的進油油路，並斷開所述驅動第五和第六轉向軸上的車輪轉向的轉向油缸的進油油路；使第三和第四轉向軸上的車輪在相應轉向油缸的驅動下與第一轉向軸上的車輪的轉向相同。

優選地，在後軸獨立轉向模式下，所述控制單元分別輸出控制信號：接通每個所述中位鎖定油缸和每個所述轉向油缸的進油油路，所述輸入面板採集後軸獨立轉向旋鈕的轉動方向和轉動角度並輸出後軸獨立轉向控制信號至所述電磁比例換向閥，第三、第四、第五和第六轉向軸上的車輪在相應轉向油缸的驅動下轉向相同。

優選地，在後軸中位鎖定轉向模式下，所述控制單元分別輸出控制信號：斷開每個所述中位鎖定油缸和每個所述轉向油缸的進油油路。

優選地，還包括多個角度感測器，分別用於檢測每個車輪的轉向角度，所述檢測單元根據任一個角度感測器採集到該車輪的轉向角度與該車輪轉向角特徵曲線所對應的標準值之間的差距是否大於設定值為依據，獲得當前轉向是否存在危險的判斷結果；當判斷結果表明當前轉向存在危險時，所述控制單元輸出報警信號。

《六軸汽車底盤起重機及其轉向控制系統、方法》提供的六軸汽車底盤的轉向控制方法包括以下步驟：設定在第一、第二轉向軸上的車輪由方向盤通過拉桿式轉向傳動機構分別驅動其轉向；第三、第四、第五和第六轉向軸上分別設有中位鎖定油缸和轉向油缸，且每個所述中位鎖定油缸和轉向油缸的伸出端均與相應轉向軸上的轉向節臂連線，形成連鎖機構，根據車輛當前所處的轉向模式，第三、第四、第五和第六轉向軸上的所述中位鎖定油缸鎖定或解鎖，並根據方向盤的轉動方向和轉動角度控制相應的轉向油缸驅動相應轉向軸上的車輪轉向。

優選地，根據車速信號獲得當前車輛處於低速、中速或者高速公路行駛的轉向模式；根據用戶的選擇獲得當前車輛所處的工況的轉向模式，可供用戶選擇的工況轉向模式包括小轉彎轉向模式、蟹行模式、防甩尾轉向模式和後軸中位鎖定轉向模式四種。

優選地，當車輛處於低速公路行駛轉向模式時，每個所述中位鎖定油缸解鎖，每個所述轉向油缸隨方向盤的轉動方向和轉動角度進行伸縮，使第三和第四轉向軸上的車輪與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相同，第五和第六轉向軸上的車輪與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相反；當車輛處於中速公路行駛轉向模式時，所述第三和第六轉向軸上的中位鎖定油缸解鎖，第四和第五轉向油缸上的中位鎖定油缸鎖定，第三和第六轉向軸上的轉向油缸隨方向盤的轉動方向和轉動角度進行伸縮，使第三轉向軸上的車輪與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相同，第六轉向軸上的車輪與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相反，第四和第五轉向軸上的車輪無法轉向；當車輛處於高速公路行駛轉向模式時，第三、第四、第五和第六轉向軸上的中位鎖定油缸鎖定，相應轉向軸上的車輪無法轉向。

優選地，當車輛處於小轉彎轉向模式時，每個所述中位鎖定油缸解鎖，每個所述轉向油缸隨方向盤的轉動方向和轉動角度進行伸縮，使第三轉向軸上的車輪與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相同，第四、第五和第六轉向軸上的車輪與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相反。

優選地，當車輛處於蟹行模式時，每個所述中位鎖定油缸解鎖，每個所述轉向油缸隨方向盤的轉動方向和轉動角度進行伸縮，使第三、第四、第五和第六轉向軸上的車輪與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相同。

優選地，當車輛處於防甩尾轉向模式時，第三和第四轉向軸上的所述中位鎖定油缸解鎖，第五和第六轉向油缸上的所述中位鎖定油缸鎖定，第三和第四轉向軸上的所述轉向油缸隨方向盤的轉動方向和轉動角度進行伸縮，使第三和第四轉向軸上車輪與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相同，第五和第六轉向軸上的車輪無法轉向。

優選地，當車輛處於後軸中位鎖定轉向模式時，每個所述中位鎖定油缸鎖定，使第三、第四、第五和第六轉向軸上的車輪無法轉向。

優選地，供用戶選擇的工況還包括後軸獨立轉向模式，當車輛處於後軸獨立轉向模式時，每個所述中位鎖定油缸解鎖，每個所述轉向油缸隨後軸獨立轉向旋鈕的轉動方向和轉動角度進行伸縮，使第三、第四、第五和第六轉向軸上的車輪的轉向方向全部相同。

優選地，如果檢測到任一個車輪的轉向角度與該車輪的轉向角特徵曲線所對應的標準值之間的差距大於設定值，則發出報警信號。

該發明提供的六軸汽車底盤的轉向控制系統，第一、第二轉向軸上的車輪轉向由機械驅動裝置實現，第三、第四、第五和第六轉向軸上的車輪分別根據轉向控制裝置由液壓驅動裝置實現。與2010年12月前已有技術相比，該方案大大減少了桿繫結構，並通過液壓驅動裝置控制各後側車軸上車輪的轉向，大大提高了整機車輪的轉向定位精度；同時，在保證所有車輪的轉向角度都近似滿足阿克曼定理的條件下，提供了多種不同的轉彎直徑，以適應不同轉向模式的需要，大大減少了輪胎的磨損，進一步提高了車輪轉向時的轉向角控制精度；另外，第三、第四、第五和第六轉向軸上固定設有中位鎖定油缸和驅動相應轉向軸上的車輪轉向的轉向油缸，且二者形成連鎖機構，可有效規避非正常狀態下轉向油缸的動力傳遞至其他部件而出現斷裂的現象出現，因此，提高了控制系統的工作可靠性。

該發明提供的六軸汽車底盤的轉向控制系統的一種優選方案中，還提供了一種後軸獨立轉向模式，該模式適用於特定情況下車輛的轉向，例如車輛在倒車進入倉庫的工況，用戶倒車進入倉庫時，一般是方向盤保持中位不動，只有後軸參與轉向。該發明採用的方案是，在輸入面板上設定後軸獨立轉向模式選擇鍵及旋鈕，控制單元根據用戶選擇的後軸獨立轉向模式以及旋鈕的轉動方向、轉動角度輸出控制信號，實現相應車輪的轉向。具體來說，在後軸獨立轉向模式下，由方向盤控制第一、第二轉向軸上的車輪處於直線狀態，由液壓驅動裝置驅動的第三、第四、第五和第六轉向軸上的車輪以前兩個轉向軸的對稱中心延長線上的某點作為轉向中心進行轉向。

改善效果

在《六軸汽車底盤起重機及其轉向控制系統、方法》提供的六軸汽車底盤的轉向控制系統的另一種優選方案中，每個轉向軸上的中位鎖定油缸的回油油路上分別設有回油電磁開關閥，且與該中位鎖定油缸進油油路上設定的進油電磁開關閥以及相應轉向軸上的電磁比例換向閥聯動，從而保證了中位鎖定油缸在中位鎖定時始終保持在中位狀態，避免了由於系統壓力損失導致的中位鎖定油缸活塞桿的波動。

附圖說明

圖1是2010年12月前已有技術中的六軸全地面起重機機械轉向機構示意圖；

圖2是2010年12月前已有技術中的六軸全地面起重機轉向原理圖；

圖3是具體實施方式中所述的實現第一、第二轉向軸上的車輪轉向的機械驅動裝置的第一種實施例示意圖；

圖4是具體實施方式中所述的實現第一、第二轉向軸上的車輪轉向的機械驅動裝置第二種實施例示意圖；

圖5是第三轉向軸上的中位鎖定油缸和轉向油缸組成的連鎖機構的一種具體實例示意圖；

圖6具體實施方式中所述的實現第三、第四、第五和第六轉向軸轉向的液壓驅動裝置液壓原理圖；

圖7是圖6所示的液壓驅動裝置中中位鎖定油缸和轉向油缸與第一、第二控制閥組的連線示意圖；

圖8是具體實施方式中所述低速公路行駛轉向模式的轉向原理示意圖；

圖9是具體實施方式中所述中速公路行駛轉向模式的轉向原理示意圖；

圖10是具體實施方式中所述高速公路行駛轉向模式的轉向原理示意圖；

圖11是具體實施方式中所述小轉彎轉向模式的轉向原理示意圖；

圖12是具體實施方式中所述蟹行模式的轉向原理示意圖；

圖13是具體實施方式中所述防甩尾轉向模式的轉向原理示意圖；

圖14是具體實施方式中所述後軸中位鎖定轉向模式的轉向原理示意圖；

圖15是具體實施方式中所述後軸獨立轉向模式的轉向原理示意圖；

圖16是具體實施方式中所述中位鎖定油缸的結構示意圖；

圖17圖示出了該起重機的整體結構示意圖。

圖中：L1-第一轉向軸、L2-第二轉向軸、L3-第三轉向軸、L4-第四轉向軸、L5-第五轉向軸、L6-第六轉向軸；101-方向盤、102-傳動軸、103-轉向器、104-第一拉桿總成、105-第二拉桿總成、106-搖臂、107-第三拉桿總成；201-方向盤、202-傳動軸、203-轉向器、204-第一拉桿總成、205-第二拉桿總成、206-搖臂、207-第三拉桿總成；301、311-第三轉向軸上的左、右車輪，302、312-第三轉向軸上的左、右轉向油缸，402、412-第四轉向軸上的左、右轉向油缸，502、512-第五轉向軸上的左、右轉向油缸，602、612-第六轉向軸上的左、右轉向油缸，304、404、504、604-第三、第四、第五、第六轉向軸上的中位鎖定油缸，305-連桿，306-鉸接軸，307-拉桿，308-第一控制閥組，508-第二控制閥組，309、409、509、609-第三、第四、第五第六轉向軸用第三控制閥組；701-缸體，702-右活塞，703-活塞桿，704-中位腔，705-有桿腔，706-無桿腔，707-中間活塞，708-中位定位塊，709-左活塞。

權利要求

1.六軸汽車底盤的轉向控制系統，包括用於驅動車輪轉向的機械驅動裝置和液壓驅動裝置以及轉向控制裝置，所述機械驅動裝置包括方向盤和由方向盤驅動的拉桿式轉向傳動機構,其特徵在於，所述拉桿式轉向傳動機構具有兩個輸出端，分別用於連線驅動第一、第二轉向軸上的車輪轉向的轉向節臂；所述液壓驅動裝置包括分別固定設定在第三、第四、第五和第六轉向軸上的中位鎖定油缸和驅動相應轉向軸上的車輪轉向的轉向油缸；各轉向軸上的所述中位鎖定油缸和轉向油缸的伸出端均與相應轉向軸的轉向節臂連線，形成連鎖機構；所述轉向控制裝置根據轉向模式輸出控制信號，以接通或斷開所述中位鎖定油缸以及轉向油缸的進油油路和回油油路。

2.根據權利要求1所述的六軸汽車底盤的轉向控制系統，其特徵在於，所述轉向控制裝置包括：輸入面板，其上設有小轉彎轉向模式、蟹行模式、防甩尾轉向模式和後軸中位鎖定轉向模式四種工況轉向模式選擇鍵；檢測單元，根據車速信號輸出當前車輛處於低速、中速或者高速公路行駛的轉向模式信號；根據用戶選擇的相應選擇鍵輸出當前車輛所處的相應工況轉向模式信號；控制單元，根據所述轉向模式信號輸出所述控制信號。

3.根據權利要求2所述的六軸汽車底盤的轉向控制系統，其特徵在於，所述輸入面板上還設有後軸獨立轉向模式選擇鍵及旋鈕，所述控制單元根據用戶選擇的後軸獨立轉向模式以及所述旋鈕的轉動方向、轉動角度輸出所述控制信號。

4.根據權利要求3所述的六軸汽車底盤的轉向控制系統,其特徵在於，每個所述中位鎖定油缸的進油油路上分別設定有進油電磁開關閥，接收所述控制信號接通或斷開相應所述中位鎖定油缸的進油油路；每個轉向軸上的所述中位鎖定油缸的回油油路上分別設有回油電磁開關閥,且與該中位鎖定油缸進油油路上的進油電磁開關閥以及相應轉向軸上的所述電磁比例換向閥聯動；每個所述轉向油缸的進油油路上分別設定有電磁比例換向閥，接收所述控制信號接通或斷開相應所述轉向油缸的進油油路以及調整所述轉向油缸的進油流量；每個轉向軸的中位鎖定與解鎖，由相應轉向軸上的所述進油電磁開關閥、回油電磁開關閥以及所述電磁比例換向閥接收所述控制信號接通或斷開相應的進油、回油油路來實現。

5.根據權利要求3所述的六軸汽車底盤的轉向控制系統,其特徵在於，每個所述中位鎖定油缸的進油油路上分別設定有進油電磁開關閥，接收所述控制信號接通或斷開相應所述中位鎖定油缸的進油油路；第三和第四轉向軸上的所述中位鎖定油缸的回油油路連通，該連通油路與系統回油油路連通且連通油路上設有第一回油電磁開關閥,第三和第四轉向軸上的至少一個所述中位鎖定油缸進油油路上的進油電磁開關閥和所述第一回油電磁開關閥分別接收所述控制信號,接通至少一個第三和第四轉向軸上的所述中位鎖定油缸的進油油路；第五和第六轉向軸上的所述中位鎖定油缸的回油油路連通，該連通油路與系統回油油路連通且連通油路上設有第二回油電磁開關閥,第五和第六轉向軸上的至少一個所述中位鎖定油缸進油油路上的進油電磁開關閥和所述第二回油電磁開關閥分別接收所述控制信號，接通至少一個第五、第六轉向軸上的所述中位鎖定油缸的進油油路。

6.根據權利要求1所述的六軸汽車底盤的轉向控制系統，其特徵在於，第三、第四、第五和第六轉向軸上分別設有連桿,每個所述連桿的中部分別釵接在相應的轉向軸上，相應轉向軸上的所述中位鎖定油缸和轉向油缸的伸出端分別與所述連桿的兩端部釵接；每個所述連桿分別用於連線相應的轉向節臂，以驅動相應轉向軸上的車輪轉向。

7.根據權利要求1所述的六軸汽車底盤的轉向控制系統，其特徵在於，所述拉桿式轉向傳動機構包括：搖臂，其中部用於與六軸汽車底盤釵接；第一拉桿總成，一端與所述搖臂的上端釵接，另一端用於與六軸汽車底盤上的轉向垂臂的輸出端釵接；第二拉桿總成，一端與所述搖臂的下端釵接，另一端用於與所述第一轉向軸上的轉向節臂的輸入端釵接；和，第三拉桿總成，一端與所述搖臂的下端釵接，另一端用於與所述第二轉向軸上的轉向節臂的輸入端釵接。

8.根據權利要求1所述的六軸汽車底盤的轉向控制系統，其特徵在於，所述拉桿式轉向傳動機構包括：搖臂，其上部用於與六軸汽車底盤釵接；第一拉桿總成，一端與所述搖臂的中部釵接，另一端用於與六軸汽車底盤上的轉向垂臂的輸出端釵接；第二拉桿總成，一端與所述搖臂的下端釵接，另一端與所述第一轉向軸上的轉向節臂的輸入端釵接；和，第三拉桿總成，一端與所述搖臂的下部釵接，另一端與所述第二轉向軸上的轉向節臂的輸入端釵接。

9.根據權利要求4所述的六軸汽車底盤的轉向控制系統,其特徵在於，在低速公路行駛轉向模式下，所述控制單元分別輸出控制信號：接通每個所述中位鎖定油缸和每個所述轉向油缸的進油油路,且第三和第四轉向軸上的車輪在相應轉向油缸的驅動下與第一轉向軸上的車輪的轉向相同、第五和六轉向軸上的車輪在相應轉向油缸的驅動下與第一轉向軸上的車輪的轉向相反；在中速公路行駛轉向模式下，所述控制單元分別輸出控制信號：接通所述第三和第六轉向軸上的中位鎖定油缸的進油油路，並斷開所述第四和第五轉向軸上的中位鎖定油缸的進油油路；接通所述驅動第三和第六轉向軸上的車輪轉向的轉向油缸的進油油路，並斷開所述驅動第四和第五轉向軸上的車輪轉向的轉向油缸的進油油路；第三轉向軸上的車輪在相應轉向油缸的驅動下與第一轉向軸上的車輪的轉向相同、第六轉向軸上的車輪在相應轉向油缸的作用下與第一轉向軸上的車輪的轉向相反；在高速公路行駛的轉向模式下，所述控制單元分別輸出控制信號：斷開每個所述中位鎖定油缸和每個所述轉向油缸的進油油路。

10.根據權利要求4所述的六軸汽車底盤的轉向控制系統,其特徵在於，在小轉彎轉向模式下，所述控制單元分別輸出控制信號：接通每個所述中位鎖定油缸和每個所述轉向油缸的進油油路,且第三轉向軸上的車輪在相應轉向油缸的驅動下與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相同，第四、第五和第六轉向軸上的車輪在相應轉向油缸的驅動下與第一轉向軸上的車輪的轉向相反。

11.根據權利要求4所述的六軸汽車底盤的轉向控制系統,其特徵在於，在蟹行模式下，所述控制單元分別輸出控制信號：接通每個所述中位鎖定油缸的進油油路和每個所述轉向油缸的進油油路,且第三、第四、第五和第六轉向軸上的車輪在相應轉向油缸的驅動下與第一轉向軸上的車輪的轉向相同。

12.根據權利要求4所述的六軸汽車底盤的轉向控制系統,其特徵在於，在防甩尾轉向模式下，所述控制單元輸出控制信號：接通第三和第四轉向軸上的所述中位鎖定油缸的進油油路，並斷開第五和第六轉向軸上的所述中位鎖定油缸的進油油路;接通驅動第三和第四轉向軸上的車輪轉向的所述轉向油缸的進油油路，並斷開驅動第五和第六轉向軸上的車輪轉向的所述轉向油缸的進油油路；第三和第四轉向軸上的車輪在相應轉向油缸的驅動下與第一轉向軸上的車輪的轉向相同。

13.根據權利要求4所述的六軸汽車底盤的轉向控制系統,其特徵在於，在後軸中位鎖定轉向模式下，所述控制單元分別輸出控制信號：斷開每個所述中位鎖定油缸和每個所述轉向油缸的進油油路。

14.根據權利要求4所述的六軸汽車底盤的轉向控制系統,其特徵在於，在後軸獨立轉向模式下，所述控制單元分別輸出控制信號：接通每個所述中位鎖定油缸和每個所述轉向油缸的進油油路，所述輸入面板採集後軸獨立轉向旋鈕的轉動方向和轉動角度並輸出後軸獨立轉向控制信號至所述電磁比例換向閥，第三、第四、第五和第六轉向軸上的車輪在相應轉向油缸的驅動下轉向均相同。

15.根據權利要求2至14項任一項權利要求所述的六軸汽車底盤的轉向控制系統，其特徵在於，還包括多個角度感測器,分別用於檢測每個車輪的轉向角度，所述檢測單元根據任一個角度感測器採集到車輪的轉向角度與該車輪轉向角特徵曲線所對應的標準值之間的差距是否大於設定值為依據,獲得當前轉向是否存在危險的判斷結果；當判斷結果表明當前轉向存在危險時，所述控制單元輸出報警信號。

16.六軸汽車底盤的轉向控制方法,其特徵在於包括以下步驟：設定在第一、第二轉向軸上的車輪由方向盤通過拉桿式轉向傳動機構分別驅動其轉向；第三、第四、第五和第六轉向軸上分別設有中位鎖定油缸和轉向油缸，且每個所述中位鎖定油缸和轉向油缸的伸出端均與相應轉向軸上的轉向節臂連線，形成連鎖機構；根據車輛當前所處的轉向模式,使第三、第四、第五和第六轉向軸上的所述中位鎖定油缸鎖定或解鎖，並根據方向盤的轉動方向和轉動角度控制相應的轉向油缸驅動相應轉向軸上的車輪轉向。

17.根據權利要求16所述的六軸汽車底盤的轉向控制方法,其特徵在於，根據車速信號獲得當前車輛處於低速、中速或者高速公路行駛的轉向模式；根據用戶的選擇獲得當前車輛所處的工況的轉向模式，可供用戶選擇的工況轉向模式包括小轉彎轉向模式、蟹行模式、防甩尾轉向模式和後軸中位鎖定轉向模式四種。

18.根據權利要求16所述的六軸汽車底盤的轉向控制方法,其特徵在於，當車輛處於低速公路行駛轉向模式時,每個所述中位鎖定油缸解鎖，每個所述轉向油缸隨方向盤的轉動方向和轉動角度進行伸縮，使第三和第四轉向軸上的車輪與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相同,第五和第六轉向軸上的車輪與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相反；當車輛處於中速公路行駛轉向模式時，第三和第六轉向軸上的所述中位鎖定油缸解鎖，第四和第五轉向油缸上的所述中位鎖定油缸鎖定,第三和第六轉向軸上的所述轉向油缸隨方向盤的轉動方向和轉動角度進行伸縮，使第三轉向軸上的車輪與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相同，第六轉向軸上的車輪與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相反，第四和第五轉向軸上的車輪無法轉向；當車輛處於高速公路行駛轉向模式時，第三、第四、第五和第六轉向軸上的中位鎖定油缸鎖定，使相應轉向軸上的車輪無法轉向。

19.根據權利要求16所述的六軸汽車底盤的轉向控制方法,其特徵在於，當車輛處於小轉彎轉向模式時,每個所述中位鎖定油缸解鎖，每個所述轉向油缸隨方向盤的轉動方向和轉動角度進行伸縮，使第三轉向軸上的車輪與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相同，第四、第五和第六轉向軸上的車輪與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相反。

20.根據權利要求16所述的六軸汽車底盤的轉向控制方法,其特徵在於，當車輛處於蟹行模式時,每個所述中位鎖定油缸解鎖，每個所述轉向油缸隨方向盤的轉動方向和轉動角度進行伸縮,使第三、第四、第五和第六轉向軸上的車輪與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相同。

21.根據權利要求16所述的六軸汽車底盤的轉向控制方法,其特徵在於，當車輛處於防甩尾轉向模式時，第三和第四轉向軸上的所述中位鎖定油缸解鎖，第五和第六轉向油缸上的所述中位鎖定油缸鎖定，第三和第四轉向軸上的所述轉向油缸隨方向盤的轉動方向和轉動角度進行伸縮，使第三和第四轉向軸上車輪與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相同，第五和第六轉向軸上的車輪無法轉向。

22.根據權利要求16所述的六軸汽車底盤的轉向控制方法,其特徵在於，當車輛處於後軸中位鎖定轉向模式時，每個所述中位鎖定油缸鎖定,使第三、第四、第五和第六轉向軸上的車輪無法轉向。

23.根據權利要求16所述的六軸汽車底盤的轉向控制方法,其特徵在於，供用戶選擇的工況還包括後軸獨立轉向模式，當車輛處於後軸獨立轉向模式時，每個所述中位鎖定油缸解鎖，每個所述轉向油缸隨後軸獨立轉向旋鈕的轉動方向和轉動角度進行伸縮，使第三、第四、第五和第六轉向軸上的車輪的轉向方向全部相同。

24.根據權利要求16至23項任一項權利要求所述的六軸汽車底盤的轉向控制方法，其特徵在於，如果檢測到任一個車輪的轉向角度與該車輪的轉向角特徵曲線所對應的標準值之間的差距大於設定值，則發出報警信號。

25.六軸汽車底盤起重機，具有控制各軸車輪轉向的轉向控制系統，其特徵在於，所述轉向控制系統具體如權利要求1-15任一項所述的六輛汽車底盤的轉向控制系統。

實施方式

《六軸汽車底盤起重機及其轉向控制系統、方法》的核心是提供一種六軸汽車底盤的轉向控制裝置及方法，以使採用該汽車底盤的載重汽車或全地面起重機等工程機械具有多個轉彎直徑，從而具有靈敏的轉向回響、更強的操縱穩定性並且輪胎磨損量較小。下面結合說明書附圖說明該發明的具體實施方式。

不失一般性，該文以六軸全地面起重機為例進行詳細說明，參見圖17，該圖示出了該起重機的整體結構示意圖。需要說明的是，該發明提供的技術方案並不僅限於套用在六軸全地面起重機上，對六軸載重汽車以及其他採用六軸汽車底盤的工程機械均適用。該文中提到的六軸，自車頭至車尾依次定義為第一轉向軸L1、第二轉向軸L2、第三轉向軸L3、第四轉向軸L4、第五轉向軸L5和第六轉向軸L6。該六軸全地面起重機的底盤、卷揚裝置及吊臂裝置等功能部件與2010年12月前已有技術相同，該領域的技術人員基於2010年12月前已有技術完全可以實現。

基於2010年12月前已有的六軸全地面起重機具有公路行駛轉向模式、小轉彎轉向模式和蟹行模式三種轉向模式，《六軸汽車底盤起重機及其轉向控制系統、方法》增加了防甩尾轉向模式、後軸獨立轉向模式和後軸中位鎖定轉向模式三種；並且在公路行駛轉向模式下，設定了低速、中速和高速公路行駛三種轉向模式，因此，採用該具體實施方式的六軸汽車底盤共有八種轉向模式，也就相當於提供了八種轉彎直徑，大大提高了六軸汽車底盤的轉向操控性能，具有靈敏的轉向回響、更強的操縱穩定性並且輪胎磨損量較小。

在具體實施方式中，該六軸汽車底盤的轉向控制系統包括用於驅動車輪轉向的機械驅動裝置和液壓驅動裝置以及轉向控制裝置。第一、第二轉向軸上的車輪分別由機械驅動裝置驅動其轉向，第三、第四、第五和第六轉向軸上的車輪分別由液壓驅動裝置驅動其轉向。

機械驅動裝置包括方向盤和由方向盤驅動的拉桿式轉向傳動機構，拉桿式轉向傳動機構具有兩個輸出端，分別用於連線驅動第一、第二轉向軸上的車輪轉向的轉向節臂。參見圖3，該圖示出了實現第一、第二轉向軸上的車輪轉向的機械驅動裝置的第一種實施例示意圖。

如圖3所示，機械驅動裝置包括方向盤101和拉桿式轉向傳動機構。拉桿式轉向傳動機構主要由搖臂106、第一拉桿總成104、第二拉桿總成105和第三拉桿總成107組成。搖臂106設定在第一轉向軸L1和第二轉向軸L2之間，其中部鉸接在六軸汽車底盤上，方向盤101通過轉向傳動軸102將轉向信號傳遞至轉向器103，並帶動轉向器103上的轉向垂臂繞轉向器103的輸出軸轉動相應的角度。第一拉桿總成104的一端連線在轉向垂臂的輸出端上，另一端與搖臂106的上端鉸接，搖臂106的下端分別與第二拉桿總成105和第三拉桿總成107的一端鉸接，第二拉桿總成105的另一端作為拉桿式轉向傳動機構的一個輸出端，與驅動第一轉向軸上的車輪轉向的轉向節臂鉸接，第三拉桿總成107的另一端作為拉桿式轉向傳動機構的另一個輸出端，與驅動第二轉向軸上的車輪轉向的轉向節臂鉸接。當搖臂106隨方向盤101的順時針轉動進行順時針轉動時，在第一拉桿總成104的帶動下，搖臂106繞其中部的鉸點轉動一定的角度，於是，第二拉桿總成105帶動第一轉動軸L1上的車輪向右轉向，同時，第三拉桿總成107帶動第二轉向軸L2上的車輪向右轉向。反之，當搖臂106隨方向盤逆時針轉動而進行逆時針轉動時，第一、第二轉向軸上的車輪均分別向左轉向。

當然，上述各構件的連線關係不局限於圖3中所示，參見圖4，該圖示出了實現第一、第二轉向軸上的車輪轉向的機械驅動裝置的第二種實施例。

如圖4所示，搖臂206設定在第一轉向軸L1和第二轉向軸L2之間，且其上部鉸接在六軸汽車底盤上，第一拉桿總成204的一端與六軸汽車底盤上的轉向垂臂的輸出端鉸接，另一端與搖臂206的中部鉸接，搖臂206的下端分別與第二拉桿總成205和第三拉桿總成207的一端鉸接，第二拉桿總成205的另一端與第一轉向軸上的轉向節臂的輸入端鉸接，第三拉桿總成207的另一端與第二轉向軸上的轉向節臂的輸入端鉸接。與圖3所示的實施例的工作原理相似，方向盤201的轉動經轉向傳動軸202和轉向器203傳遞給第一拉桿總成204，從而帶動搖臂206繞其上部的鉸點擺動，搖臂206的擺動分別帶動第二拉桿總成205和第三拉桿總成207移動，從而分別帶動第一、第二轉向軸L1、L2上的車輪進行轉向。

液壓驅動裝置包括分別設定在第三、第四、第五和第六轉向軸上的中位鎖定油缸和驅動相應轉向軸上的車輪進行轉向的轉向油缸。每箇中位鎖定油缸和轉向油缸的伸出端均與相應轉向軸的轉向節臂連線形成連鎖結構，即如果中位鎖定油缸的進油和回油油路均斷開，則中位鎖定油缸處於鎖定狀態，由於轉向節臂與中位鎖定油缸的伸出端連線，因此，轉向節臂就被鎖定了不能移動，此時，即使接通轉向油缸的進油和回油油路，也無法帶動轉向節臂移動從而驅動相應的車輪實現轉向。下面以其中的一根轉向軸（第三轉向軸）為例，對實現這種連鎖機構的一種具體實施例加以說明。

參見圖5，圖5是第三轉向軸上的中位鎖定油缸和轉向油缸組成的連鎖機構的一種具體實施例示意圖。左、右車輪301、311分別通過轉向節設定在第三轉向軸303（即L3）的兩端，中位鎖定油缸304和轉向油缸分別固定設定在第三轉向軸303的兩側，其中，左、右轉向油缸302、312分別用於驅動左、右車輪301、311轉向（以圖5中圖面的上方為右，下方為左）。連桿305的中部鉸接在第三轉向軸303的右端部，中位鎖定油缸304和右轉向油缸312的伸出端分別鉸接在連桿305的兩端，連桿305與右車輪311的轉向節臂連線，用於驅動右車輪311實現轉向。左轉向油缸302的伸出端連線在左車輪301的轉向節臂上，左、右車輪301、311上的轉向節臂通過拉桿307連線形成連桿機構，以此實現左、右轉向節臂之間的聯動。當中位鎖定油缸304的進油和回油油路均接通時，如果在方向盤的控制下右轉向油缸312伸出，則在拉桿307的作用下左轉向油缸302縮回，連桿305繞鉸接軸306逆時針轉動，於是帶動中位鎖定油缸304縮回，從而帶動左、右車輪301、311向左轉向；反之，如果右轉向油缸312縮回，則在拉桿307的作用下左轉向油缸302伸出，連桿305繞鉸接軸306順時針轉動，帶動中位鎖定油缸304伸出，帶動左、右車輪301、311向右轉向。但是，如果中位鎖定油缸304的進油和回油油路均斷開，則中位鎖定油缸304鎖死，於是連桿305的位置固定，不能繞鉸接軸306轉動，因此左、右轉向油缸302、312無法實現伸縮，也就不能帶動轉向節臂使左、右車輪301、311進行轉向，從而實現了只有在中位鎖定油缸304解鎖（進油和回油油路均接通）的情況下，才能操縱車輪進行轉向。

轉向控制裝置根據轉向模式輸出的控制信號，接通或斷開中位鎖定油缸以及轉向油缸的進油油路和回油油路，從而控制相應轉向軸上的車輪進行轉向。轉向控制裝置包括檢測單元、輸入面板和控制單元，檢測單元和控制單元的功能分別由單片機通過編程實現。輸入面板上設有小轉彎轉向模式、蟹行模式、防甩尾轉向模式、後軸獨立轉向模式和後軸中位鎖定轉向模式五種工況轉向模式選擇選擇鍵以及後軸獨立轉向旋鈕。檢測單元根據車輛當前的發動機轉速以及變速箱的檔位實時採集獲得當前車輛的車速信號，並自動輸出當前車輛處於低速、中速或者高速公路行駛的轉向模式信號（這裡所提到的低速、中速或者高速需根據某一具體車型在不同帶載工況下的行駛姿態，綜合車輛的操縱穩定性以及最佳行駛姿態的角度來考慮確定，當然，這對於該領域的普通技術人員而言是容易做到的，即使不能獲得最佳的速度設定值，也不會影響到該發明的實質）；根據用戶選擇的相應選擇鍵輸出當前車輛所處的相應轉向模式信號；控制單元根據所述控制信號，接通或斷開所述中位鎖定油缸以及轉向油缸的進油油路和回油油路，以使相應的第三、第四、第五和第六轉向軸上的車輪隨方向盤的轉動進行轉向或不進行轉向，並且在不同的轉向模式下，不同轉向軸上的車輪與第一轉向軸上的車輪的轉向方向有的相同、有的不同。特別地，在後軸獨立轉向模式，方向盤不動，通過後軸獨立轉向旋鈕的旋轉方向和旋轉角度帶動相應的轉向油缸驅動相應車輪的進行轉向。

實現車輪轉向的具體方案是：每一個轉向油缸的伸縮由一個電磁比例換向閥控制，每一個中位鎖定油缸的伸縮由至少一個進油電磁開關閥控制，當僅採用一個進油電磁開關閥時，該進油電磁開關閥設定在中位鎖定油缸的進油油路上，當需要提高系統工作可靠性時，中位鎖定油缸的進油和回油油路上各設有一個電磁開關閥，即在中位鎖定油缸的進油油路上設有進油電磁開關閥，回油油路上設有回油電磁開關閥，且進油電磁開關閥與回油電磁開關閥聯動，通過進油電磁開關閥與回油電磁開關閥聯動，使中位鎖定油缸的進油、回油油路同時接通或斷開。控制單元根據車輛當前所處的轉向模式分別輸出控制信號至相應的進油電磁開關閥和回油電磁開關閥，並根據檢測單元採集到的方向盤的轉動方向和轉動角度信號分別輸出控制信號，調整相應電磁比例換向閥的工作方向和閥口開度大小，從而實現車輛在不同轉向模式下的轉向。各轉向軸上的內、外側車輪的轉向角度應滿足阿克曼原理，該領域的技術人員基於2010年12月前已有技術完全可以實現。

圖6是具體實施方式中所述的實現第三、第四、第五和第六轉向軸上的車輪轉向的一種液壓驅動裝置液壓原理圖，圖7是圖6所示的液壓驅動裝置中位鎖定油缸和轉向油缸與第一、第二控制閥組的連線示意圖，圖8-圖15分別為前述八種轉向模式對應的轉向原理示意圖。下面結合圖6、圖7和圖8-圖15對每一種轉向模式逐一進行介紹。

如圖6所示，第三和第四轉向軸上的中位鎖定油缸304、404分別通過相應的第三閥組309、409連線到第一控制閥組308上，第五和第六轉向軸上的中位鎖定油缸504、604分別通過相應的第三閥組509、609連線到第二控制閥組508上，第一、第二控制閥組308、508的結構完全相同，具體結構和連線方式如圖7所示，第一控制閥組308包括兩個具有壓力補償功能的電液比例換向閥Y813、Y814和三個電磁開關閥Y834、Y823、Y824，電磁開關閥Y834作為第一回油電磁開關閥，用於控制中位鎖定油缸304、404的回油油路的通斷，電磁開關閥Y823和Y824分別作為進油電磁開關閥，用於控制第三和第四轉向軸上的中位鎖定油缸304、404的進油油路的通斷。每個電液比例換向閥控制通過一個轉向軸上的轉向油缸的流量及方向，轉向油缸分別包括兩個左右對稱布置的轉向油缸302、312，等效為一個雙出桿式的液壓油缸，保證執行負載進、回油腔的面積比為1。通過控制施加在電液比例換向閥Y813、Y814的a、b兩端電磁鐵的順序和得電電流的大小，來控制比例閥閥口的開度，進而控制流向轉向油缸的流量，以實現相應車輪轉向角度大小的調節。中位鎖定油缸304、404的回油油路連通並且第一電磁開關閥Y834設定在該連通油路上，該連通油路連通至系統回油油路，通過第一電磁開關閥Y834控制中位鎖定油缸304、404的回油油路的通斷，進油電磁開關閥Y823設定在第三轉向軸上的中位鎖定油缸304的進油油路上，進油電磁開關閥Y824設定在第四轉向軸上的中位鎖定油缸404的進油油路上，三個電磁開關閥的得電與否控制第三和第四轉向軸上的車輪能否進行轉向。當第一電磁開關閥Y834得電時，第三和第四轉向軸上中位鎖定油缸304、404的回油油路均與系統回油油路相通，於是第三和第四轉向軸上中位鎖定油缸304、404均解鎖，這時，電磁開關閥Y823、Y824中的任一個得電，相應的中位鎖定油缸的進油油路與系統高壓油路相通，配合電液比例換向閥Y813、Y814實現相應轉向油缸的伸縮，從而帶動相應轉向軸上的車輪進行轉向。如果第一電磁開關閥Y834失電，則第三和第四轉向軸上中位鎖定油缸304、404的回油油路均與系統回油油路斷開，於是中位鎖定油缸304、404均鎖定，無法實現伸縮，這樣，由於中位鎖定油缸304與相應的左、右轉向油缸302、312形成連鎖機構，中位鎖定油缸404與相應的左、右轉向油缸402、412形成連鎖機構，因此，即使電液比例換向閥Y813和/或Y814得電，轉向油缸302、312、402、412也無法進行伸縮，第三、第四轉向軸上的車輪只能沿直線行駛，無法進行轉向。同樣地，第二控制閥組508包括兩個具有壓力補償功能的電液比例換向閥Y815、Y816和三個電磁開關閥Y865、Y825、Y805，電磁開關閥Y865作為第二回油電磁開關閥，用於控制第五和第六轉向軸上的兩個中位鎖定油缸504、604的回油油路的通斷，電磁開關閥Y825和Y805分別作為進油電磁開關閥，用於控制中位鎖定油缸504、604的進油油路的通斷。電液比例換向閥Y815、Y816控制通過第五和第六轉向軸上的左、右轉向油缸502、512和602、612的流量及方向，三個電磁開關閥的得電與否控制第五和第六轉向軸上的車輪能否進行轉向。電磁開關閥Y865與電磁開關閥Y834功能相同，電磁開關閥Y825、Y805與電磁開關閥Y823、Y824功能相同。第二控制閥組508的控制原理與第一控制閥組308的控制原理相同。

上述方案中，第三和第四、第五和第六轉向軸上的中位鎖定油缸分別通過第一、第二控制閥組308、508中的第一、第二回油電磁開關閥Y834、Y865控制其回油油路的通斷，顯然，各中位鎖定油缸均通過一個電磁開關閥實現其回油油路的通斷也可以實現該技術方案。或者，僅控制中位鎖定油缸的進油或回油油路的通斷也可以實現技術方案。

參見圖8，當檢測單元檢測到當前車輛處於低速公路行駛轉向模式時，通過控制第一、第二回油電磁開關閥Y834、Y865以及進油電磁開關閥Y823、Y824和Y805、Y825，接通第三、第四、第五和第六轉向軸上的中位鎖定油缸304、404、504和604的進油和回油油路，所有的中位鎖定油缸均解鎖。此時，檢測單元不斷檢測方向盤的轉動方向和轉動角度的大小，並根據方向盤的轉動方向和轉動角度分別控制相應的電液比例換向閥，例如，當方向盤順時針轉動時，控制單元輸出控制信號使電液比例換向閥Y813、Y814的a端得電、電液比例換向閥Y815、Y816的b端得電，並根據方向盤轉動角度的大小調節電液比例換向閥Y813、Y814、Y815和Y816的比例閥口的開度，使第三和第四轉向軸上的車輪在各自轉向油缸的作用下與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相同，第五和第六轉向軸上的車輪在轉向油缸的作用下與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相反，此時，車輛沿順時針轉向，車輛的迴轉中心O位於第四、第五轉向軸之間的延長線上。當方向盤逆時針轉動時，控制單元輸出控制信號使電液比例換向閥Y813、Y814的b端得電、電液比例換向閥Y815、Y816的a端得電，使車輛沿逆時針轉向。

參見圖9，當檢測單元檢測到車輛處於中速公路行駛轉向模式時，通過控制第一、第二回油電磁開關閥Y834、Y865和進油電磁開關閥Y823、Y805，接通第三和第六轉向軸上的中位鎖定油缸304和604的進油和回油油路，中位鎖定油缸304和604解鎖，通過控制第一、第二回油電磁開關閥Y834、Y865和進油電磁開關閥Y824、Y825，斷開第四和第五轉向軸上的中位鎖定油缸404和504的進油油路，使中位鎖定油缸404和504鎖定。此時，檢測單元不斷檢測方向盤的轉動方向和轉動角度的大小，並根據方向盤的轉動方向和轉向角度分別控制相應的電液比例換向閥Y813和Y816，使第三轉向軸上的車輪在其轉向油缸的作用下與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相同、第六轉向軸上的車輪在其轉向油缸的作用下與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相反，迴轉中心O位於第四、第五轉向軸之間的延長線上。

參見圖10，當檢測單元檢測到車輛處於高速公路行駛轉向模式時，通過控制第一、第二回油電磁開關閥Y834、Y865以及進油電磁開關閥Y823、Y824和Y805、Y825，斷開第三、第四、第五和第六轉向軸上的中位鎖定油缸304、404、504和604的進油和回油油路，所有的中位鎖定油缸鎖定，這樣，第三、第四、第五和第六轉向軸上的車輪不能夠隨著方向盤的轉動而進行轉向，以避免高速公路行駛狀態下轉向時，由於轉向直徑過小而發生側翻危險，迴轉中心O位於第四、第五轉向軸之間的延長線上。

參見圖11，當用戶選擇輸入面板上的小轉彎轉向模式選擇鍵時，通過控制第一、第二回油電磁開關閥Y834、Y865以及進油電磁開關閥Y823、Y824和Y825、Y805，接通第三、第四、第五和第六轉向軸上的中位鎖定油缸304、404、504和604的進油和回油油路，所有的中位鎖定油缸解鎖。此時，檢測單元不斷檢測方向盤的轉動方向和轉動角度的大小，並根據方向盤的轉動方向和轉動角度分別控制相應的電液比例換向閥，使第三轉向軸上的車輪在其轉向油缸的作用下與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相同，第四、第五和第六轉向軸上的車輪在各自轉向油缸的作用下與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相反，迴轉中心O位於第三、第四轉向軸之間且靠近第四轉向軸的延長線上。

參見圖12，當用戶選擇輸入面板上的蟹行模式選擇鍵時，通過控制第一、第二回油電磁開關閥Y834、Y865以及進油電磁開關閥Y823、Y824和Y825、Y805，接通第三、第四、第五和第六轉向軸上的中位鎖定油缸304、404、504和604的進油和回油油路均接通，所有的中位鎖定油缸解鎖。此時，檢測單元不斷檢測方向盤的轉動方向和轉動角度的大小，並根據方向盤的轉動方向和轉動角度控制電液比例換向閥，使第三、第四、第五和第六轉向軸上的車輪在各自轉向油缸的作用下與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相同。

參見圖13，當用戶選擇輸入面板上的防甩尾轉向模式選擇鍵時，通過控制第一回油電磁開關閥Y834和進油電磁開關閥Y823、Y824，接通第三和第四轉向軸上的中位鎖定油缸304和404的進油和回油油路，中位鎖定油缸304和404解鎖，通過控制第二回油電磁開關閥Y865和進油電磁開關閥Y825、Y805，斷開第五和第六轉向軸上的中位鎖定油缸504和604的進油油路，使中位鎖定油缸504和604鎖定。此時，檢測單元不斷檢測方向盤的轉動方向和轉動角度的大小，並根據方向盤的轉動方向和轉動角度分別控制相應的電液比例換向閥，使第三、第四轉向軸上的車輪在其轉向油缸的作用下與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相同，第五、第六轉向軸上的車輪不進行轉向，此時迴轉中心O位於第五、第六轉向軸之間的延長線上。

參見圖14，當用戶選擇輸入面板上的後軸中位鎖定轉向模式時，通過控制第一、第二回油電磁開關閥Y834、Y865以及進油電磁開關閥Y823、Y824和Y825、Y805，斷開第三、第四、第五和第六轉向軸上的中位鎖定油缸304、404、504和604的進油和回油油路，所有的中位鎖定油缸鎖定，這樣，第三、第四、第五和第六轉向軸上的車輪不能夠隨著方向盤的轉動而進行轉向。

參見圖15，當用戶選擇輸入面板上的後軸獨立轉向模式選擇鍵時，通過控制第一、第二回油電磁開關閥Y834、Y865以及進油電磁開關閥Y823、Y824和Y825、Y805，接通第三、第四、第五和第六轉向軸上的中位鎖定油缸304、404、504和604的進油和回油油路，所有的中位鎖定油缸解鎖。檢測單元不斷檢測輸入面板上的後軸獨立轉向旋鈕的旋轉方向和旋轉角度，並根據後軸獨立轉向旋鈕的轉動方向和轉動角度控制電液比例換向閥，使第三、第四、第五和第六轉向軸上的車輪在各自轉向油缸的作用下的轉向方向相同，第一和第二轉向軸上的車輪禁止轉向，如圖15所示。

為了提高中位鎖定油缸的工作可靠性，該發明中所採用的中位鎖定油缸的具體結構如圖16所示，採用活塞桿與雙活塞分離式的結構型式，包括缸體701，缸體701的內腔中間隔地設定左、右活塞709、702，通過左、右活塞709、702將缸體701的內腔分隔成有桿腔705、中間腔和無桿腔706三個部分，活塞桿703呈台階軸狀且大直徑部置於中間腔內，小直徑部依次穿過右活塞702和缸體右端蓋後伸出，中間腔的內壁上固定設定管狀的中位定位塊708，活塞桿703的大直徑部分的外圓周面上套裝有中間活塞707，中間活塞707的外圓周面與中位定位塊708內壁之間的間隙形成中位腔704，中間活塞707的長度大於等於中位定位塊708的長度，中間活塞707的左端面與左活塞709的中間部的右端面相抵且左活塞709右端面的外周部與中位定位塊708的左端面相抵，中位腔704始終接系統回流，有桿腔705和無桿腔706通過相應的進油和回油電磁開關閥同時連通系統的壓力油路或回油油路，當有桿腔705和無桿腔706均接通系統回油油路時，中位鎖定油缸處於解鎖狀態時，施加在活塞桿703上的外力推動活塞桿703伸出或縮回；當中位鎖定油缸的有桿腔705、無桿腔706與系統的壓力油路相通，而中位腔704與系統的回油油路相通時，中位鎖定油缸處於鎖定狀態時，此時，在壓力油的作用下，右活塞702向左移動直到與中位定位塊708相抵，左活塞709在壓力油的作用下向右移動，與中間活塞707或中位定位塊708中的至少一個相接觸，確保了相應轉向軸上的車輪保持直線行駛。通過調整中位定位塊708的位置和中間活塞707的長度，可以調整中位鎖定油缸鎖定時的具體位置，並且中間活塞708和中位定位塊708相當於提供了雙重定位保護。

為了確保轉向控制系統工作的可靠性，避免由於電氣、液壓或者機械零部件的故障而出現危險，轉向控制系統還具備應急措施。具體措施是，在每個車輪上都設定角度感測器，檢測單元根據任一個角度感測器採集到車輪的轉向角度與該車輪轉向角特徵曲線所對應的標準值之間的差距是否大於設定值為依據，例如設定值為3°，獲得當前轉向是否存在危險的判斷結果，這裡的轉向角特徵曲線是指在當前轉向模式下，當判斷結果表明當前轉向存在危險時，控制單元輸出報警信號，提示用戶停車檢查，使所有車輪復位至直線行駛狀態。

另外，為避免出現轉向系統失效、行駛失控故障，車輛傾翻等情況，轉向控制系統還具備應急措施，當電氣、液壓或者機械零部件出現故障時，自動啟動後軸中位鎖定轉向模式，比如，一旦後軸轉向液壓系統中出現角度測量錯誤、匯流排控制器當機、轉向控制器當機、電磁比例換向閥故障、液壓系統油路污染或堵塞等狀況，即報警並自動啟動後軸中位鎖定轉向模式。

《六軸汽車底盤起重機及其轉向控制系統、方法》還提供了一種六軸汽車通用底盤轉向控制方法，包括以下步驟：

設定在第一、第二轉向軸上的車輪由方向盤通過拉桿式轉向傳動機構分別驅動其轉向；

第三、第四、第五和第六轉向軸上分別設有中位鎖定油缸和轉向油缸，且每個所述中位鎖定油缸和轉向油缸的伸出端均與相應轉向軸上的轉向節臂連線，形成連鎖機構；

根據車輛當前所處的轉向模式，第三、第四、第五和第六轉向軸上的所述中位鎖定油缸鎖定或解鎖，並根據方向盤的轉動方向和轉動角度控制相應的轉向油缸驅動相應轉向軸上的車輪轉向。

在上述方法中，根據車速信號獲得當前車輛處於低速、中速或者高速公路行駛的轉向模式；根據用戶的轉向模式選擇指令獲得當前車輛所處的工況的轉向模式，供用戶選擇的工況的轉向模式包括小轉彎轉向模式、蟹行模式、防甩尾轉向模式和後軸中位鎖定轉向模式四種。

具體來說，對應不同的轉向模式，控制相應轉向軸上的車輪進行不同的轉向，但前提是相應轉向軸上的中位鎖定油缸首先解鎖。

當車輛處於低速公路行駛轉向模式時，每個所述中位鎖定油缸解鎖，每個所述轉向油缸隨方向盤的轉動方向和轉動角度進行伸縮，使第三和第四轉向軸上的車輪與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相同，第五和第六轉向軸上的車輪與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相反；

當車輛處於中速公路行駛轉向模式時，所述第三和第六轉向軸上的中位鎖定油缸解鎖，第四和第五轉向油缸上的中位鎖定油缸鎖定，第三和第六轉向軸上的轉向油缸隨方向盤的轉動方向和轉動角度進行伸縮，使第三轉向軸上的車輪與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相同，第六轉向軸上的車輪與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相反，第四和第五轉向軸上的車輪無法轉向；

當車輛處於高速公路行駛轉向模式時，第三、第四、第五和第六轉向軸上的中位鎖定油缸鎖定，相應轉向軸上的車輪無法轉向。

當車輛處於小轉彎轉向模式時，每個所述中位鎖定油缸解鎖，每個所述轉向油缸隨方向盤的轉動方向和轉動角度進行伸縮，使第三轉向軸上的車輪與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相同，第四、第五和第六轉向軸上的車輪與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相反。

當車輛處於蟹行模式時，每個所述中位鎖定油缸解鎖，每個所述轉向油缸隨方向盤的轉動方向和轉動角度進行伸縮，使第三、第四、第五和第六轉向軸上的車輪與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相同。

當車輛處於防甩尾轉向模式時，所述第三和第四轉向軸上的中位鎖定油缸解鎖，所述第五和第六轉向油缸上的中位鎖定油缸鎖定，所述第三和第四轉向軸上的轉向油缸隨方向盤的轉動方向和轉動角度進行伸縮，使第三和第四轉向軸上車輪與第一轉向軸上的車輪的轉向方向相同，第五和第六轉向軸上的車輪無法轉向。

當車輛處於後軸中位鎖定轉向模式時，每個所述中位鎖定油缸鎖定，使第三、第四、第五和第六轉向軸上的車輪無法轉向。

供用戶選擇的工況還包括後軸獨立轉向模式，當車輛處於後軸獨立轉向模式時，每個所述中位鎖定油缸解鎖，每個所述轉向油缸隨後軸獨立轉向旋鈕的轉動方向和轉動角度進行伸縮，使第三、第四、第五和第六轉向軸上的車輪的轉向方向全部相同。

在《六軸汽車底盤起重機及其轉向控制系統、方法》提供的六軸汽車底盤的轉向控制方法中，如果檢測到任一個車輪的轉向角度與該車輪的轉向角特徵曲線所對應的標準值之間的差距大於設定值，則發出報警信號。

榮譽表彰

2013年，《六軸汽車底盤起重機及其轉向控制系統、方法》獲得第八屆江蘇省專利項目獎金獎。