CN102530114B

CN102530114B - 抗脱履带行走机构

Info

Publication number: CN102530114B
Application number: CN 201210013293
Authority: CN
Inventors: 朱健声; 张浩峰; 董宏林; 朱凯; 赵春霞; 唐振民
Original assignee: Nanjing University of Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Science and Technology
Priority date: 2012-01-17
Filing date: 2012-01-17
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2032-01-17
Also published as: CN102530114A

Abstract

本发明公开了一种抗脱履带行走机构，由支撑部分和行走部分组成，支撑部分的导齿槽通过导杆安装于轮毂支架上，弹簧套于导杆外，压板用于固定弹簧的上端；两个负重轮通过轴承并列安装于轮毂支架两侧，轴承盖装在外侧负重轮上，平衡肘安装在轮毂支架的中心孔里，上端通过连接板与车体及悬挂相连，摆杆垫片通过压紧螺母与轮毂支架固连并通过连杆铰接于连接板的一根柱销上；行走部分为由防脱诱导齿、履带板体、履带销和端连接器构成的履带；本发明通过改变履带和负重轮之间的相关结构避免了履带在各种工况下的脱落现象。

Description

抗脱履带行走机构

技术领域

本发明涉及一种中小型履带车辆的行走机构,具体的说是通过改变履带和负重轮之间的相关结构来避免履带在各种工况下的脱落现象。

背景技术

在现有履带车辆上，为防止履带在工作中脱落一般采用以下几种方法：1、中间诱导齿配合开槽负重轮。利用诱导齿两侧的轮缘限制履带横向位移，进而可防止履带脱落。这种方式结构简单效果良好应用较为普遍，且可配合大行程悬挂系统工作，但它不能彻底杜绝履带脱落现象；2、双侧诱导齿配合中间负重轮。由于履带两侧的诱导齿使中间形成一条U形滚道，各负重轮在U形滚道中滚动，履带则受负重轮限制而不会脱出，可配合大行程悬挂系统工作。其缺点是滚道内的杂物不易排出，其间的杂物不仅增加轮子和履带的损耗，转向和侧坡行驶时还会导致履带的脱落，这种方式在轻小型车辆上应用较为普遍；3、轨道式结构。履带在中间位置形成一条连续的凸起，各负重轮骑于轨道上滚动，依靠负重轮两侧的挡边来限制履带横向位移。这种方式可以较好的解决落入滚道的杂物阻碍负重轮运转问题，但其提供的横向限制力较小且在有悬挂系统时情况不佳。这种结构常用于速度缓慢没有悬挂系统的履带式工程机械；4、橡胶同步带式结构。履带以夹有筋线的橡胶为主体，在滚道面上做出凸起状传动齿并兼起防脱限位作用，有些在履带面开有通孔以便排出落入的杂物，常可在小型农机和机器人上见到。此类结构由于受橡胶材料特性限制，起限位作用的凸起不能做的太高，加上履带抗扭转变形能力不足，其抗脱落能力非常有限。

发明内容

本发明要解决的是现有中小型履带行走系统在防止履带脱落技术中所存在的上述不足，提供一种具有可靠防脱性能的行走系统配置结构，旨在改善小型履带车辆的履带防脱效果，装备该系统的履带车辆可以实现各种工况的稳定行驶，而不必考虑履带的脱落问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种抗脱履带行走机构，由支撑部分和行走部分组成，支撑部分包括导齿槽、导杆、弹簧、压板、螺母、轮榖支架、负重轮、轴承、轴承盖、平衡肘、连杆、摆杆垫片、压紧螺母和连接板，导齿槽通过导杆安装于轮毂支架上，弹簧套于导杆外，压板用于固定弹簧的上端；两个负重轮通过轴承并列安装于轮毂支架两侧，轴承盖装在外侧负重轮上，平衡肘安装在轮毂支架的中心孔里，上端通过连接板与车体及悬挂相连，摆杆垫片通过压紧螺母与轮毂支架固连并通过连杆铰接于连接板的一根柱销上；行走部分为由防脱诱导齿、履带板体、履带销和端连接器构成的履带；防脱诱导齿穿于履带销中间位置，履带板体穿装于防脱诱导齿的两侧，端连接器固定于履带销两端。轮毂支架与负重轮通过轴承连接并相对于车体不能转动。所述导齿槽具有一个T形的内空截面并布置于一对负重轮的轴向空间里，且能够沿导杆作上下移动。轮毂支架通过平衡肘、连杆、摆杆垫片和连接板构成的平行四杆机构连接于车体且相对车体保持角度不变。防脱诱导齿主运动法向面为上端倒角的T形截面并布置于履带的纵向中心线位置，该T形截面与导齿槽的T形内空截面相匹配构成一对移动副。导齿槽还可以桥式结构布置在两对负重轮之间。

本发明与现有技术相比，其显著优点：1、较彻底的杜绝了履带行驶过程中的脱落问题；2、不影响悬挂系统的工作和行程。导齿槽安装于轮毂支架上可随负重轮和轮毂支架上下运动，原悬挂系统的行程不会受到任何影响；3、适用于各种地面工况。由于导齿槽具有相对于负重轮的运动能力，使得落入履带的杂物不至影响正常行驶，又由于导齿槽和防脱诱导齿间具有较大的间隙，一般的泥沙等物即使进入运动副也不会卡住履带的运动；4、不增加安装空间，改装方便。整套系统通过更改负重轮和履带实现，因此不会增加额外的使用空间。

说明书附图

图1(a) 图1(b)是本发明结构示意图。

图2是设有防脱诱导齿的履带结构示意图。

图3(a) 图3 (b)是导齿槽结构示意图。

图4(a) 图4 (b)是平衡肘四杆机构结构及工作示意图。

图5(a) 图5 (b) 图5(c)是本发明导齿槽工作状态示意图。

图6是本发明采用桥式布置结构示意图。

具体实施方式

本发明一种抗脱履带行走系统，包括导齿槽、轮榖支架、导杆、弹簧、压板、负重轮、平衡肘、拉杆、中间式防脱诱导齿履带等。负重轮由两个并列安装在轮毂支架两端的滚轮和安装于其间（轮沟）的可伸缩导齿槽以及轮毂支架内端的平衡肘和拉杆等组成；所述的轮毂支架安装于平衡肘及拉杆组成的四连杆件上且相当于车身只能随平衡肘作上下摆动而不能转动以保证导齿槽相对于履带的角度不发生变动；所述的导齿槽带有一个T形的内空截面槽,其上有两根导杆穿过轮毂支架，导杆上端套有弹簧并有压板限制于轮毂支架上，导齿槽整体可相对于轮毂支架沿导杆作上下移动；履带中间的防脱诱导齿主运动法向面为上端倒角的T形截面可与导齿槽的T形内空截面相匹配构成一对移动副，为减小正常行驶时的运动阻力和和顺利排出移动副间进入的泥沙等杂物，在确保防脱效果的前提下这对移动副间应留有尽可能大的间隙。

所述的导齿槽主要作用是限制履带的横向或垂向运动从而避免履带跑出轮沟，因此其形式可以是单轮式也可以是跨接于两对负重轮之间的桥式结构。

采用单轮结构的导齿槽，结构精简，整体布置较为方便，可以通过直接替换负重轮实现安装，悬挂系统负荷不会发生变化，但平衡肘部分必须用连杆来保持轮毂支架的相对位置，一旦轮毂支架失稳旋转会导致履带卡滞。采用桥式结构可以有效避免导齿槽的转动并能取消连杆结构，但整体尺寸较大，一个悬挂要负担两组负重轮的载荷，且遇到凸起障碍时导齿槽将有一小段时间直接承载重量并会架空一组负重轮，长时间运行会导致导齿槽和履带的过早损坏。

为使负重轮与履带之间夹入杂物时不至卡住负重轮，导齿槽可以沿其上的导杆上下移动，导杆上的弹簧可使导齿槽在正常状态时保持在高端而不会依托在履带的滚道面上。

以上所述的导齿槽用于防止履带脱出轮沟而行驶失效，只要能达到这个目的，导齿槽可以布置在每一个负重轮上，也可以根据需要布置于个别负重轮上，而后者可以降低整体结构复杂度和履带行驶阻力因此更具有应用价值。

装置了本发明的履带车辆，在平直地面行驶时由于导齿槽与防脱诱导齿之间具有较大的间隙，可有效减少摩擦阻力。而当其运行于侧坡、乱石等复杂地面或高速转向时，履带会受持续横向外力作用而有脱离轮沟的趋势，导齿槽此时可以通过防脱诱导齿限制履带的过度位移，从而防止履带脱出；

当负重轮与履带之间落入杂物时，由于导齿槽可以沿垂向移动一段距离，故负重轮能够翻越杂物而不会被卡住。在翻越过程中又因为导齿槽向下移动而超出负重轮下端，其作用等效于诱导齿加长加宽，这将使得上述各情况同时出现时也能保证履带不会脱出。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

参见图1，本发明抗脱履带行走机构包括支撑和行走两个部分，支撑部分有：轮毂支架3及通过导杆4、弹簧5、压板6、螺母7等安装于其上的导齿槽2。所述导齿槽2具有一个T型的内空截面参见图3，可以与防脱诱导齿1构成相配合的移动副。所述导齿槽2可以在外力作用下沿轮毂支架3上的导杆孔向下作一定范围的移动，外力消除后依靠套在导杆4外面的弹簧5复位。两个负重轮8通过轴承19布置在轮毂支架3的两侧，导齿槽2位于两负重轮8的中间，负重轮8外侧装有轴承盖18。所述轮毂支架3与车体间通过平衡肘10、连杆9、摆杆垫片12、连接板11构成的平行四杆机构相连，并能相对车体作上下移动（悬挂行程）。所述轮毂支架3在整个行驶过程和作上下运动时依靠与其相连的平行四杆机构保持与车体的相对角度不变。行走部分由履带板体16、履带销17、端连接器14和防脱诱导齿1组装而成参见图2。防脱诱导齿1穿于履带销17中间位置，履带板体16穿装于防脱诱导齿1的两侧，端连接器4固定于履带销2两端。平衡肘10、连杆9、摆杆垫片12、压紧螺母13、连接板11构成平行四杆机构，用于确保轮毂支架3相对于车体的角度稳定；所述防脱诱导齿1的功能是与导齿槽2相配合实现履带与负重轮间的动态连接，是本发明的关键所在。

参见图6，本发明所述的导齿槽2还可以布置于两对负重轮8之间的轮毂支架3下，此时由于轮毂支架3桥架于两负重轮8之间，不会由于导齿槽2的移动阻力而出现翻滚旋转，可以取消上述的平行四杆连接结构而仅用一根平衡肘10和连接板11与车体相连，轮毂支架3与平衡肘10之间是可转动的轴连接，这样的连接关系有助于改善整个组件在运动中对履带的贴合。

应该指出的是，本实施例仅例举了履带行走系统中数个重复组件中的一个。实际应用中可以根据需要在履带接地段布置多个本发明组件以达到所期望的履带防脱效果。

图4是本发明中平行四杆机构的工作示意图。当履带压过一个地面凸起时，履带变形上凸负重轮8及导齿槽2等组件将通过平衡肘10压缩悬挂到达高端位置，此时由平衡肘10、连杆9、连接板11和摆杆垫片12构成的平行四杆机构将使摆杆垫片12的角度保持与固定在车体上的连接板11相一致。所述摆杆垫片12是一个带有外伸杆和多边形孔的垫片，其上的多边形孔与轮毂支架一端的多边形柱体相匹配，外侧用压紧螺母13固定后与轮毂支架3形成了固连关系。因此，轮毂支架3也将保持原角度不变，这样就保证了防脱诱导齿1始终能够顺利的通过导齿槽2。

参见图5，当履带行驶于松软或杂物较多的地面时，不可避免地会有泥沙块状物或其它块状杂物落入履带的滚道面，负重轮压过杂物时若有横向外力作用（侧坡上、转向时、越障过程中车体歪斜等）则很容易滚出诱导齿而造成履带脱落（这是一种导致履带脱落和损坏的重要外因）。本发明中的导齿槽2上设有两根导杆4和弹簧5、压板6等零件，这使得导齿槽2可以沿导杆4相对轮毂支架3及负重轮8向下移动而伸出负重轮8的轮缘以外，这样负重轮8可以压过杂物而不会被杂物卡死，同时由于导齿槽2的伸出杜绝了负重轮8跨过防脱诱导齿1的可能。

上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种抗脱履带行走机构，其特征在于：由支撑部分和行走部分组成，支撑部分包括导齿槽（2）、导杆(4)、弹簧(5)、压板(6)、螺母（7）、轮毂支架（3）、负重轮(8)、轴承（19）、轴承盖（18）、平衡肘(10)、连杆(9）、摆杆垫片（12）、压紧螺母（13）和连接板（11），导齿槽（2）通过导杆（4）安装于轮毂支架（3）上，弹簧（5）套于导杆（4）外，压板（6）用于固定弹簧（5）的上端；两个负重轮（8）通过轴承（19）并列安装于轮毂支架（3）两侧，轴承盖（18）装在外侧负重轮上，平衡肘（10）安装在轮毂支架（3）的中心孔里，上端通过连接板（11）与车体及悬挂相连，摆杆垫片（12）通过压紧螺母（13）与轮毂支架（3）固连并通过连杆（9）铰接于连接板（11）的一根柱销上；行走部分为由防脱诱导齿（1）、履带板体（16）、履带销（17）和端连接器（14）构成的履带；防脱诱导齿（1）穿于履带销（17）中间位置，履带板体（16）穿装于防脱诱导齿（1）的两侧，端连接器（14）固定于履带销（17）两端。

2.根据权利要求1所述的抗脱履带行走机构，其特征在于：所述轮毂支架（3）与负重轮（8）通过轴承（19）连接并相对于车体不能转动。

3.根据权利要求1所述的抗脱履带行走机构，其特征在于：所述导齿槽（2）具有一个T形的内空截面并布置于一对负重轮的轴向空间里，且能够沿导杆（4）作上下移动。

4.根据权利要求1所述的抗脱履带行走机构，其特征在于：轮毂支架（3）通过平衡肘（10）、连杆（9）、摆杆垫片（12）和连接板（11）构成的平行四杆机构连接于车体且相对车体保持角度不变。

5.根据权利要求1所述的抗脱履带行走机构，其特征在于：防脱诱导齿（1）主运动法向面为上端倒角的T形截面并布置于履带的纵向中心线位置，该T形截面与导齿槽（2）的T形内空截面相匹配构成一对移动副。

6.根据权利要求1所述的抗脱履带行走机构，其特征在于：导齿槽（2）还可以桥式结构布置在两对负重轮之间。