一種全地形行走機構的制作方法
【專利摘要】一種全地形行走機構，其構成如下：主履帶，副履帶，渦輪蝸桿電機，支撐架(11)、擺動架(12)；其中：主履帶具體有兩處，即左主履帶(5)、右主履帶(6)；兩處主履帶均為三角履帶，其中：位于上方的為驅動輪(21)，位于下方貼近地面布置的為履帶輪(22)；用于驅動的渦輪蝸桿電機連接著驅動輪(21)；用于調節副履帶角度的渦輪蝸桿電機連接著前后轉軸。本實用新型提高了承載能力，擴大了應用范圍，其對地形復雜地區適應能力強，但是變形部分強度要求高，增加變形隨之自由度增加，機構穩定性高，成本低，應用廣；其具有可預期的較為巨大的經濟價值和社會價值。
【專利說明】
一種全地形行走機構
技術領域
[0001]本實用新型涉及全地形行走機構的結構設計和應用技術領域，特別提供了一種全地形行走機構。
【背景技術】
[0002]當前國內行走機構能保證承載最大爬坡度達到20°以上，而爬坡速度較低一般不超過19km/h，但受作業地形限制，依據不同地形需要對行走機構進行不同的改裝，隨著技術進步，履帶行走機構不斷改進，對性能和成本的優化強于之前方案，但在許多的特殊場合，如地震現場、火災救援、軍事行動、地質勘測等不適合人類進入的場合，必須依靠設備先進入獲得實時信息，而在這些特殊場合，又常常有不規則障礙物，樓梯，臺階，瓦礫，普通履帶動力系統無法通過，此履帶系統可以通過變形實現。
[0003]針對人們的潛在需求，擬需在以下幾個方面進行改進:1.改進結構形式，提升承重能力，擴大應用范圍。2.進行結構仿真與優化使可履帶輪向輕量化發展，并使結構變得更加穩定、可靠。3.改變傳統履帶行走機構行走方式，適應更全面的地形特征。4.改進傳動方式，增強動力傳動性能。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目是提供一種技術效果優良的全地形行走機構。
[0005]本實用新型一種全地形行走機構，其特征在于:其構成如下:主履帶，副履帶，禍輪蝸桿電機，支撐架11、擺動架12;其中:
[0006]主履帶具體有兩處，即左主履帶5、右主履帶6;且左主履帶5、右主履帶6 二者以軸對稱方式分別布置在全地形行走機構的左右兩側;兩處主履帶均為三角履帶(TTW)，其中:位于上方的為驅動輪21，位于下方貼近地面布置的為履帶輪22;同屬于一個主履帶的兩個履帶輪22和一個驅動輪21的輪軸都軸向固定布置在同一個支撐架11上;擺動架12也布置在支撐架11上；
[0007]渦輪蝸桿電機有兩處:渦輪蝸桿電機C9、渦輪蝸桿電機D10;且渦輪蝸桿電機C9、渦輪蝸桿電機DlO分別連接著左主履帶5和右主履帶6上的驅動輪21;
[0008]副履帶有四處:副履帶Al、副履帶B2、副履帶C3、副履帶D4;其中:副履帶Al、副履帶D4連接布置在左主履帶5的前部和后部；副履帶B2、副履帶C3連接布置在右主履帶6的前部和后部;每個副履帶上都設置有兩個履帶輪22，二者的轉軸通過擺動架12連接和固定；同一個副履帶上的兩個履帶輪22其中之一為與主履帶共用的履帶輪22，另一個為與前者配對使用且能夠伸出到主履帶周圍且能夠根據要求改變其相對于支撐架11的相對位置。
[0009]所述新型全地形行走機構，其特征在于:
[0010]還有2處用于調整所述新型全地形行走機構的前、后部的副履帶相對于支撐架11的姿態的渦輪蝸桿電機:
[0011]其一是用于調整處于所述新型全地形行走機構前部的副履帶Al、副履帶B2相對于支撐架11的姿態的渦輪蝸桿電機A7;渦輪蝸桿電機A7連接著所述新型全地形行走機構前部的分別屬于左主履帶5和右主履帶6的兩個履帶輪22共用的輪軸；
[0012]其二是用于調整處于所述新型全地形行走機構前部的副履帶C3、副履帶D4相對于支撐架11的姿態的渦輪蝸桿電機B8;渦輪蝸桿電機B8連接著所述新型全地形行走機構后部的分別屬于左主履帶5和右主履帶6的兩個履帶輪22共用的輪軸。
[0013]所述新型全地形行走機構，其特征在于:所述新型全地形行走機構中的左主履帶5和右主履帶6中，二者的下部還設置有用于輔助承重的支重輪23，支重輪23布置在同一個主履帶下部前后兩個履帶輪22之間且其輪緣接觸著履帶內側面。
[0014]所述新型全地形行走機構，其特征在于:所述新型全地形行走機構中還設置有用于幫助主履帶或/和副履帶中的履帶張緊的張緊機構;在同一個主履帶中分處于前部、后部的兩個履帶輪22之間還設置有用于保障前后履帶輪的穩定性的減震彈簧機構。
[0015]本實用新型所述全地形行走機構為解決現有的靈活度問題，對履帶行走機構采用三角雙側履帶設計，為防止地形復雜引起土石砂礫卷入主動輪，將主動輪即驅動輪21置于頂端，兩側的左主履帶5、右主履帶6分別由兩個不同的驅動輪21驅動，在同一個三角形的主履帶中的兩個底輪(即兩個履帶輪22)處經軸銷傳遞動力帶動前部的履帶輪22和后部的履帶輪22運動；因履帶輪大小相等，前、后兩個履帶輪22上的速度和驅動輪21驅動的履帶速度相同，前部、后部的履帶輪22由M6的螺釘固接保證同步轉動，中心孔通過軸連接，軸的末端與擺動架12連接固定，可以改變前部、后部的副履帶的角度，通過角度的改變可以實現本實用新型所述新型全地形行走機構的整體形狀以及重心的變化，從而實現爬坡，爬臺階，越障礙等功能。在三角履帶中存在履帶張進機構，保障履帶運行安全性。在前部、后部的履帶輪22之間還可以設置減震彈簧機構，以便保障前、后兩個履帶輪22的運行過程中的穩定性。
[0016]本實用新型所述全地形行走機構由履帶輪22、驅動輪21、支撐架11、擺動架12、支重輪23、張緊輪、減震彈簧機構等構成。由對運行阻力和附著力分析，本實用新型對履帶輪系零部件進行了改進，重新設計主要零部件的機械參數，通過對樣機的爬坡、通過性等進行測試分析，可知本實用新型明顯具有較好的全地形適應能力，明顯優于現有的類似裝置。
[0017]履帶輪22可以使用橡膠材質的整體式履帶輪，驅動輪21選擇的材料為15Cr，其熱處理后的硬度為HRC50?60;用于連接左右兩個主履帶即左主履帶5、右主履帶6中的驅動輪21的共用的驅動軸具體為圓形截面階梯軸;上述驅動軸的轉向方式采用雙向旋轉，驅動軸的材料為40Cr調質處理，“人”字形兩支撐臂的支撐架11中兩桿間夾角優選為132°;支重輪23采用氈圈密封，并用墊圈和軸承端蓋密封，輪軸材料選用45號鋼。
[0018]所述全地形行走機構中，機械結構在履帶內運動，驅動輪21懸于地面之上，帶動雙側的履帶運動，由內部機械結構組合構成支撐和傳動結構。
[0019]本實用新型所述全地形行走機構為解決現有的靈活度問題，其履帶行走機構采用三角雙側履帶設計，為防止地形復雜引起土石砂礫卷入主動輪(即驅動輪21 )，特將主動輪置于頂端，雙側的主履帶分別由兩個不同的主動輪驅動。
[0020]當機械裝置運動時，驅動輪21通過履帶傳遞動力，欲使裝置進行轉向運動可采用兩種辦法。其一，當條件允許，轉向范圍內無障礙物且地面較為平整時，可采用雙側履帶輪22差速運動，轉向外側的履帶速度大于內側履帶，裝置將向內側轉動;其二，當轉向范圍比較小或有障礙物存在或處于沼澤地等地面時，采用雙側履帶反向運動轉向，內側履帶運動方向向后，外側履帶運動方向向前，適當調整速度比值可盡量使轉向在較狹小空間內完成。
[0021]當裝置遇到臺階障礙時可通過履帶前段履帶部分改變角度搭到臺階上，由履帶與地面的摩擦驅動裝置爬上臺階，待機構車身部分(即支撐架11等主體結構)爬上臺階再次改變前部履帶角度爬上第二級臺階，后履帶部分依次爬上機構車身部位所在臺階；當機械裝置遇到壕溝障礙時，若壕溝深度不及前履帶長度且溝的長度不超過車身加后履帶長度，可由前部履帶探入壕溝中帶動機構前行，若壕溝深度超過前履帶深度可以采用下樓梯型方法進入壕溝中前行再用爬樓梯方法爬出壕溝；當機構在斜面爬坡時，爬坡能力受到發動機和機構阻力限定，本裝置經測定可在爬坡角度和速度上具有良好的性能，當發動機以最大功率輸出時，爬坡性能最優。
[0022]相較于現有技術而言，本實用新型提高了履帶輪機構的承載能力，擴大了應用范圍，通過改變角度、變形等方法增強了對地形復雜地區適應能力，但是變形部分強度要求高，增加變形隨之自由度增加，機構穩定性會相應降低。履帶輪承載能力、機構的穩定性和地形適應性都得到了明顯的提高，降低相較以往技術的成本費用，擴大機構的應用面。本實用新型具有可預期的較為巨大的經濟價值和社會價值。
【附圖說明】
[0023]圖1為實施例1所述全地形行走機構的結構簡圖；
[0024]圖2為垂直于左主履帶5豎直方向外側面視角的全地形行走機構的結構簡圖；
[0025]圖3為全地形行走機構越過壕溝的過程示意圖之一；
[0026]圖4為全地形行走機構越過壕溝的過程示意圖之二；
[0027]圖5為全地形行走機構越過壕溝的過程示意圖之三；
[0028]圖6為全地形行走機構越過壕溝的過程示意圖之四；
[0029]圖7為全地形行走機構越過壕溝的過程示意圖之五；
[0030]圖8為全地形行走機構越過壕溝的過程示意圖之六；
[0031 ]圖9為處于快爬狀態的全地形行走機構示意簡圖；
[0032]圖10為位于平地且副履帶立體展開狀態的全地形行走機構示意簡圖；
[0033]圖11為全地形行走機構爬樓梯過程示意圖之一；
[0034]圖12為全地形行走機構爬樓梯過程示意圖之二；
[0035]圖13為全地形行走機構爬樓梯過程示意圖之三。
【具體實施方式】
[0036]附圖標記含義說明如下:副履帶Al、副履帶B2、副履帶C3、副履帶D4、左主履帶5、右主履帶6、渦輪蝸桿電機A7、渦輪蝸桿電機B8、渦輪蝸桿電機C9、渦輪蝸桿電機D10、支撐架11、擺動架12、驅動輪21、履帶輪22、支重輪23。
[0037]實施例1
[0038]—種全地形行走機構，其構成如下:主履帶，副履帶，渦輪蝸桿電機，支撐架11、擺動架12;其中:
[0039]主履帶具體有兩處，即左主履帶5、右主履帶6;且左主履帶5、右主履帶6 二者以軸對稱方式分別布置在全地形行走機構的左右兩側;兩處主履帶均為三角履帶(TTW)，其中:位于上方的為驅動輪21，位于下方貼近地面布置的為履帶輪22;同屬于一個主履帶的兩個履帶輪22和一個驅動輪21的輪軸都軸向固定布置在同一個支撐架11上;擺動架12也布置在支撐架11上；
[0040]渦輪蝸桿電機有兩處:渦輪蝸桿電機C9、渦輪蝸桿電機D10;且渦輪蝸桿電機C9、渦輪蝸桿電機DlO分別連接著左主履帶5和右主履帶6上的驅動輪21;
[0041]副履帶有四處:副履帶Al、副履帶B2、副履帶C3、副履帶D4;其中:副履帶Al、副履帶D4連接布置在左主履帶5的前部和后部;副履帶B2、副履帶C3連接布置在右主履帶6的前部和后部;每個副履帶上都設置有兩個履帶輪22，二者的轉軸通過擺動架12連接和固定；同一個副履帶上的兩個履帶輪22其中之一為與主履帶共用的履帶輪22，另一個為與前者配對使用且能夠伸出到主履帶周圍且能夠根據要求改變其相對于支撐架11的相對位置。
[0042]所述新型全地形行走機構中，還有2處用于調整所述新型全地形行走機構的前、后部的副履帶相對于支撐架11的姿態的渦輪蝸桿電機:
[0043]其一是用于調整處于所述新型全地形行走機構前部的副履帶Al、副履帶B2相對于支撐架11的姿態的渦輪蝸桿電機A7;渦輪蝸桿電機A7連接著所述新型全地形行走機構前部的分別屬于左主履帶5和右主履帶6的兩個履帶輪22共用的輪軸；
[0044]其二是用于調整處于所述新型全地形行走機構前部的副履帶C3、副履帶D4相對于支撐架11的姿態的渦輪蝸桿電機B8;渦輪蝸桿電機B8連接著所述新型全地形行走機構后部的分別屬于左主履帶5和右主履帶6的兩個履帶輪22共用的輪軸。
[0045]所述新型全地形行走機構中的左主履帶5和右主履帶6中，二者的下部還設置有用于輔助承重的支重輪23，支重輪23布置在同一個主履帶下部前后兩個履帶輪22之間且其輪緣接觸著履帶內側面。
[0046]所述新型全地形行走機構中還設置有用于幫助主履帶或/和副履帶中的履帶張緊的張緊機構;在同一個主履帶中分處于前部、后部的兩個履帶輪22之間還設置有用于保障前后履帶輪的穩定性的減震彈簧機構。
[0047]本實施例所述全地形行走機構為解決現有的靈活度問題，對履帶行走機構采用三角雙側履帶設計，為防止地形復雜引起土石砂礫卷入主動輪，將主動輪即驅動輪21置于頂端，兩側的左主履帶5、右主履帶6分別由兩個不同的驅動輪21驅動，在同一個三角形的主履帶中的兩個底輪(即兩個履帶輪22)處經軸銷傳遞動力帶動前部的履帶輪22和后部的履帶輪22運動；因履帶輪大小相等，前、后兩個履帶輪22上的速度和驅動輪21驅動的履帶速度相同，前部、后部的履帶輪22由M6的螺釘固接保證同步轉動，中心孔通過軸連接，軸的末端與擺動架12連接固定既可以傳遞動力，又可以改變前部、后部的副履帶的角度，通過角度的改變可以實現本實施例所述全地形行走機構的整體形狀以及重心的變化，從而實現爬坡，爬臺階，越障礙等功能。在三角履帶中存在履帶張進機構，保障履帶運行安全性。在前部、后部的履帶輪22之間還可以設置減震彈簧機構，以便保障前、后兩個履帶輪22的運行過程中的穩定性。
[0048]本實施例所述全地形行走機構由履帶輪22、驅動輪21、支撐架11、擺動架12、支重輪23、張緊輪、減震彈簧機構等構成。由對運行阻力和附著力分析，本實施例對履帶輪系零部件進行了改進，重新設計主要零部件的機械參數，通過對樣機的爬坡、通過性等進行測試分析，可知本實用新型明顯具有較好的全地形適應能力，明顯優于現有的類似裝置。
[0049]履帶輪22可以使用橡膠材質的整體式履帶輪，驅動輪21選擇的材料為15Cr，其熱處理后的硬度為HRC50?60;用于連接左右兩個主履帶即左主履帶5、右主履帶6中的驅動輪21的共用的驅動軸具體為圓形截面階梯軸;上述驅動軸的轉向方式采用雙向旋轉，驅動軸的材料為40Cr調質處理，“人”字形兩支撐臂的支撐架11中兩桿間夾角優選為132°;支重輪23采用氈圈密封，并用墊圈和軸承端蓋密封，輪軸材料選用45號鋼。
[0050]所述全地形行走機構中，機械結構在履帶內運動，驅動輪21懸于地面之上，帶動雙側的履帶運動，由內部機械結構組合構成支撐和傳動結構。
[0051]本實施例所述全地形行走機構為解決現有的靈活度問題，其履帶行走機構采用三角雙側履帶設計，為防止地形復雜引起土石砂礫卷入主動輪(即驅動輪21 )，特將主動輪置于頂端，雙側的主履帶分別由兩個不同的主動輪驅動。
[0052]當機械裝置運動時，驅動輪21通過履帶傳遞動力，欲使裝置進行轉向運動可采用兩種辦法。其一，當條件允許，轉向范圍內無障礙物且地面較為平整時，可采用雙側履帶輪22差速運動，轉向外側的履帶速度大于內側履帶，裝置將向內側轉動;其二，當轉向范圍比較小或有障礙物存在或處于沼澤地等地面時，采用雙側履帶反向運動轉向，內側履帶運動方向向后，外側履帶運動方向向前，適當調整速度比值可盡量使轉向在較狹小空間內完成。
[0053]當裝置遇到臺階障礙時可通過履帶前段履帶部分改變角度搭到臺階上，由履帶與地面的摩擦驅動裝置爬上臺階，待機構車身部分(即支撐架11等主體結構)爬上臺階再次改變前部履帶角度爬上第二級臺階，后履帶部分依次爬上機構車身部位所在臺階；當機械裝置遇到壕溝障礙時，若壕溝深度不及前履帶長度且溝的長度不超過車身加后履帶長度，可由前部履帶探入壕溝中帶動機構前行，若壕溝深度超過前履帶深度可以采用下樓梯型方法進入壕溝中前行再用爬樓梯方法爬出壕溝；當機構在斜面爬坡時，爬坡能力受到發動機和機構阻力限定，本裝置經測定可在爬坡角度和速度上具有良好的性能，當發動機以最大功率輸出時，爬坡性能最優。
[0054]相較于現有技術而言，本實施例提高了履帶輪機構的承載能力，擴大了應用范圍，通過改變角度、變形等方法增強了對地形復雜地區適應能力，但是變形部分強度要求高，增加變形隨之自由度增加，機構穩定性會相應降低。履帶輪承載能力、機構的穩定性和地形適應性都得到了明顯的提高，降低相較以往技術的成本費用，擴大機構的應用面。本實施例具有可預期的較為巨大的經濟價值和社會價值。
【主權項】
1.一種全地形行走機構，其特征在于:其構成如下:主履帶，副履帶，禍輪蝸桿電機，支撐架(11)、擺動架(12);其中: 主履帶具體有兩處，即左主履帶(5)、右主履帶(6);且左主履帶(5)、右主履帶(6) 二者以軸對稱方式分別布置在全地形行走機構的左右兩側;兩處主履帶均為三角履帶，其中:位于上方的為驅動輪(21)，位于下方貼近地面布置的為履帶輪(22);同屬于一個主履帶的兩個履帶輪(22)和一個驅動輪(21)的輪軸都軸向固定布置在同一個支撐架(11)上;擺動架(12)也布置在支撐架(11)上； 渦輪蝸桿電機有兩處:渦輪蝸桿電機C(9)、渦輪蝸桿電機D(1);且渦輪蝸桿電機C(9)、渦輪蝸桿電機D(1)分別連接著左主履帶(5)和右主履帶(6)上的驅動輪(21); 副履帶有四處:副履帶A(I)、副履帶B(2)、副履帶C(3)、副履帶D(4);其中:副履帶A(I)、副履帶D(4)連接布置在左主履帶(5)的前部和后部;副履帶B(2)、副履帶C(3)連接布置在右主履帶(6)的前部和后部;每個副履帶上都設置有兩個履帶輪(22)，二者的轉軸通過擺動架(12)連接和固定；同一個副履帶上的兩個履帶輪(22)其中之一為與主履帶共用的履帶輪(22)，另一個為與前者配對使用且能夠伸出到主履帶周圍且能夠根據要求改變其相對于支撐架(11)的相對位置。2.根據權利要求1所述新型全地形行走機構，其特征在于: 還有2處用于調整所述新型全地形行走機構的前、后部的副履帶相對于支撐架(11)的姿態的渦輪蝸桿電機: 其一是用于調整處于所述新型全地形行走機構前部的副履帶A(I)、副履帶B(2)相對于支撐架(11)的姿態的渦輪蝸桿電機A(7);渦輪蝸桿電機A(7)連接著所述新型全地形行走機構前部的分別屬于左主履帶(5)和右主履帶(6)的兩個履帶輪(22)共用的輪軸； 其二是用于調整處于所述新型全地形行走機構前部的副履帶C(3)、副履帶D(4)相對于支撐架(11)的姿態的渦輪蝸桿電機B(S);渦輪蝸桿電機B(S)連接著所述新型全地形行走機構后部的分別屬于左主履帶(5)和右主履帶(6)的兩個履帶輪(22)共用的輪軸。3.根據權利要求1或2所述新型全地形行走機構，其特征在于:所述新型全地形行走機構中的左主履帶(5)和右主履帶(6)中，二者的下部還設置有用于輔助承重的支重輪(23)，支重輪(23)布置在同一個主履帶下部前后兩個履帶輪(22)之間且其輪緣接觸著履帶內側面。4.根據權利要求3所述新型全地形行走機構，其特征在于:所述新型全地形行走機構中還設置有用于幫助主履帶或/和副履帶中的履帶張緊的張緊機構； 在同一個主履帶中分處于前部、后部的兩個履帶輪(22)之間還設置有用于保障前后履帶輪的穩定性的減震彈簧機構。
【文檔編號】B62D55/065GK205706931SQ201620525098
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月26日
【發明人】王澤政, 于犇, 曹野
【申請人】王澤政