CN1040548A - 改进的可变形底架 - Google Patents

Abstract

一种汽车支撑结构，它包括一个刚性平台(4)，该平台以枢轴连接在围绕着平台的四构件(5、6、7)可变形底架的中点上。在每个底架拐角处相连接的二个底架构件(5、6)和(5、7)通过钩环(20)互连，该钩环包括一短的刚性搭接板(21)，在搭接板的每端有部分球形的外罩(22)，一眼状件(23)能在每个外罩内转动和摆动，销(24、25)从每二个构件通过各自的眼状件(23)伸出，二个底架构件的有效长度和它们之间的夹角可根据底架变形而自由地变化。

Description

本发明涉及不在路上行驶的汽车，农用机械，土方工程机械，拖拉机和其它这类可移动的设备，它包括如用地轮或履带支撑的可变形底架和由该底架支撑的刚性平台。

为了便于在下文中的描述，下面将使用象“水平”、“平行”、“矩形”和其它这类状态或几何学意义的术语，除了另有说明，始终假设所述设备安置在平坦的水平地面上，使其底架处于不变形状态。

可变形底架的用途是使地轮或履带独立地上升或下降，以保持与不平坦的地面有良好的接触，同时，保持刚性平台大体上处于稳定安置状态。后一种效果是借助于二个相互垂直的，基本上在水平面的回转枢轴的枢轴连接器将平台枢轴地支撑在底架上，该枢轴位于底架上的地轮或刷带安装点的中间位置（最好是在各安装点之间的中点位置）上来实现的。

该平台相当于普通可移动设备的标准刚性底盘。因此，举例来说，就拖拉机或其它的车辆而论，该平台或者是车辆的整体构件装载着汽车载荷或乘客，并支撑着发动机，动力传动装置和其它一般出现在汽车的机械装置。

到目前为止，所涉及这类可移动设备的可变形底架一般具有四个底架构件组件，二个侧边构件和二个端部构件，呈矩形排列，在底架的每个拐角处有四个拐角连接器，分别互连侧边构件和端部构件。可替换的但不是最佳方法是，如果平台的枢轴连接器具有足够的坚固性，一个底架构件不直接安装在地轮或履带上，也就是说，一个端部构件可以省略。

对底架来说，最好是不存在变形阻力，也就是从理论上说，当保持底架和传递载荷和从平台传至地面的驱动力的完整性情况下，在整个指定的这种运动的整个工作范围内，上述拐角连接器对底架构件绕它们各自的枢轴连接器轴相对平台的旋转运动不应产生任何阻力。这将消除底架部件内的变形应力，从而将其内总的应力值减低。这种理想的情况至今未实现。

这点是清楚的，即如果底架的一个拐角上升或下降至平台平面的上面或下面，则在拐角处相连接的二个构件都必须作为一个半径绕拐角点摆动或转动，以便允许进行上述运动。在所有的现有技术里，拐角连接器都允许这种摆动运动。

这点通常也是可以认识到的，即，如果这些构件保持互连而且不存在应力的话，在拐角连接处相连接的底架构件的有效长度或它们的整体位置必定能自由地改变。目前，在有效长度方面的这种变化通常已通过采用拐角连接器来提供，该拐角连接器在每个连接器和通过它互连的各个底架构件之间，允许一定量的伸缩滑动。因此，该拐角连接器被认为或多或少地提供部分底架构件的有效长度。尽管据本申请人所知先有技术中未曾介绍过，但是伸缩式底架构件是可以采用的。

当底架变形时，为了减轻它们的应力，底架构件整体移动可采用的方法已通过利用在底架构件之间的枢轴连接来完成，并且，工作台允许底架构件沿着枢轴轴线滑动。例如，当一个互连它们的端部底架构件变倾斜时，使得测边架构件相互靠近。

另一可供选择的方法已在本申请人早先的国际专利申请NO.PCT/AU87/00249里公开的本申请人自己列举的最佳实施例里论述过，在那里，公开了一种混合式的安排，其中端部底架构件可以沿平台纵长中心线在它们与工作台的枢轴连接上滑动，以便当它们倾斜时，以适合侧边构件长度在水平部分的变化，并且，拐角连接器允许端部构件自身有效长度的变化。

为了叙述方便，所讨论的任何这类设备底架构件内的应力是通过使任何底架构件或底架构件/拐角连接器组合体的有效长度的自由变化和/或底架构件的整体位置的自由变化来消除，这类设备下面将称为底架尺寸可变化的设备。

从现有技术可以看到，无应力变形被认为是出现尺寸可变形的充分必要条件。然而，申请人关于所述的早先申请的拖拉机主题的实验表明不是这样。已发现，当变形增加时，虽然它的尺寸变化设计极限还未达到，但在机架组件里产生了难以承受的高应力。

申请人注意到二个先前的论文里建议采用球窝接头作为拐角连接器，并且其中看来已设想采用变形的底架。它们是美国专利申请NO.812037和英国专利申请NO.770667。无论怎样，在这些申请专利说明书中的拖拉机，在构件的有效长度或间距方面的变化没有采取任何措施，也就是说，它们的底架没有尺寸的变化，并且至少可以这么说，对这样一些底架在使用中的变形程度是未定的，当然任何可能出现的变形不是无应力的。

本发明的目的是给该设备配置一变形底架，其中所述变形是无应力的，并仅由象用以确定一个允许在一定范围内变形那样的止动装置来限制。

本发明基于这样的理解，即当底架发生变形时，在拐角处它的底架构件之间的夹角要小于该底架未变形的对应角度，并且基于这样的发现，即在该底架组件里，角度变化越小，它的实施要求在底架构件内确定相当大的应力。

本发明的要点是带有一可变形底架的这类可移动设备，该底架本身包括若干底架构件和拐角连接器，其特征在于：该底架尺寸是可变的，并且所述的每个拐角连接器允许在由它所互连的底架构件之间的夹角进行自由变化。

图1是根据本申请人所述的早先国际专利申请中先有技术拖拉机的可变形底架和相关构件的透视图。

图2是根据本发明拖拉机的可变形底架右边前拐角部分的简化透视图，其中不属于本发明特点的部分与图1中的拖拉机一样。

图3是图2中主题部分的分解透视图。

图4是当拐角被压下时，从图2的拐角部分由下面观察的放大比例的透视图，并表示出底架侧边和端部构件之间所构成的锐角。

下面将参照附图，通过举例的方法，对上述本发明的实施例进行说明。

图1中的先有技术拖拉机包括一刚性盒式平台4，该平台分别由管状侧边构件5，前端和后端构件6和7，以及四个拐角连接器8组成的可变形底架环绕着。该底架由四个地轮（未表示）支撑，这四个地轮安装在四个向外张开的并从底架侧边构件5向下伸出的管状支柱9的底端。

平台4分别由底架枢轴连接件10和11支撑着。

每个枢轴连接件10包括一伸进齿轮箱13内的管状支撑臂12，通过该齿轮箱，将来自主传动变速齿轮箱14的驱动动力通过支撑臂12内的轴，侧边构件5和支柱9传递到地轮。这里的传动装置和轮的装配的细节就本发明涉及的内容而论无关紧要，所以不进一步说明。齿轮箱13作为一整体，侧边构件5可自由独立地绕着支撑臂12的水平轴X-X旋轴，该轴线与侧边构件5的中心点重合。此外，在先有技术的这个例子里，齿轮箱13和侧边构件5是不能沿X-X轴线纵向移动的，也就是说两侧边构件5的水平间距是恒定的。

每个枢轴连接器11包括一个穿过端部构件6或7（视情况而定）里的平套筒轴承，从平台4伸出的短轴。所述端部构件6和7可自由独立地绕Y-Y轴旋转，并沿该轴线横向滑动。因此，端部构件6和7之间的有效间距可在设计范围内自由变化。

每个拐角连接器8包括一带有二个伸出的枢轴销16和17的弯头15，枢轴销16和17分别伸入侧边构件5和端部构件6或7（视情况而定）的衬套里，这种布局方案是，枢轴销17不能在侧边5内纵向移动，而枢轴销16可以在端部构件6和7里的自由滑动。因此，端部构件6和7的有效长度在设计范围内是可变的。变化量取决于枢轴销16伸进这些端部构件里的长度。

可见，图1中先有技术的底架尺寸是可变的，但值的注意的是它的拐角连接器没有为侧边和端部构件之间的夹角偏离90℃采取措施，结果限制了底架的变形，该底架要求当变形量增加时，构件之间的夹角逐渐地变成更尖锐。

在图2、3和4中，与图1的相对应的部件具有对应的标号，下文中不再说明，只有一个重要的例外，即，在这个实施例中的枢轴连接件11允许底架构件6和7绕Y-Y轴摆动，但不允许它们沿Y-Y轴整体滑动。

在图2、3和4的中底架侧边构件5和端部构件6之间的拐角连接器包括一个钩环20，该钩环本身包括一搭接板21和二个与搭接板21组成的环形罩22和二个眼状件23，每个眼状件可以是具有一定直径通孔的球，或者具有与孔轴线垂直的中央平面的这种球的对称体。每个环形罩22的内周边表面是部分球形的，以便与它的眼状件23配合。每个眼状件23夹在它的外罩22里，但它在其内可以旋转和摆动。

枢轴销24从侧边构件5通过上部眼状件23的孔伸出。叉杆销25通过下部眼状件23的孔和二块在端部构件6的端部形成的夹板伸出。

钩环20实际上是一个短的拉杆，该拉杆通过其两端部万向接头和钩环将各个底架构件端部连接在一起。

最好每个环形罩22和它的眼状件23本质上是象所谓的提供在普通农用拖拉机上的标准3点联动升降臂上的球窝接头那样，用于接受从拖拉机携带的器械伸出的支撑销。这些球窝接头有三种类型，其中一种其外罩内部周围边缘当眼状件已在外罩内定位后，用顶锻盖过它，以便该眼状件永久地限制于外罩内;另一种其外罩是分离的，将这二部分围绕着眼状件合拢在一起，由紧固件固定;第三种是将精加工的外罩和眼状件的一小部分切去，以便使该眼状件装入该外罩内之后将一开尾销穿过外罩，以防此眼状件进入使它从外罩内脱出的位置。这些形式中的任何一种都可以用在本发明的底架拐角连接器里的钩环中。此外，在其它的实施例中，在钩环的任何一端的销、外套、眼状件组合体可以由任何其它普通万向接头替换，例如，这类球窝接头（ball    and    sockat    joint），其中一个销子从限制在杯状部分球形承窝内的球上刚性伸出。

当底架未变形时，搭接板21基本上是垂直的，但当底架变形时，例如由于所描述的拐角上升至轴X-X和Y-Y确定的平面上面，该构件本身绕这些轴转动时，构件5和6的端部沿扩散的弧形轨道移开，并且，搭接件21采取更接近水平位置，以保持两构件之间的连接。该搭接件21可以适应上述情况，部分地由于眼状件23绕销24和25转动的结果，和部分地由于外罩22绕眼状件23转动的结果。由于发生变形，构件5和6的端部就向外分开，但是在变形的情况它仍连在一起，在这种布置里的钩环位置的变化可以说增加了它们的有效长度。也就是说，列举的底架尺寸是完全可变的，尽管侧边构件5和端部构件6和7都不能沿它们的枢轴与平台4一起整体移动，尺寸可变化这个术语仍在这里使用。因此，可以看到，图2、3和4中列举的钩环供构件5和6之间垂直载荷的传递，同时，使它们自由适应于无应力状态下所有的变形要求，包括在底架构件之间在角度方面由于眼状件在它们的外罩内回转所产生的变化。

图2、3和4中的钩环仅仅是能满足本发明目的并适合于配合在该设备范围内的许多种拐角连接器中的一种。

例如，可使用类似于图1所示的，但是由二个半边弯头铰接在一起组成的弯头，以便围绕垂直轴连接。该铰链连接件可以是通过铰链穿入每半弯头的方法或通过插入放置在两对分弯头之间的弹性体，并将其粘合在一起的方法。

此外，整体弯头可以用来连接衬套，该衬套在底架构件内是可动的，例如弹性体安装的衬套或枢轴安装的衬套。

如果在所有方向提供了足够的连接，并在连接部件和底架构件之间，和/或在底架构件和平台之间提供了合适的运动组合，则可以使用一个单一球窝接头，以保证尺寸的可变化性。因此，考虑底架的每个拐角，如果二个底架构件都不能绕着其回转轴与平台一起整体运动，那么接头的球形构件和承窝构件都需要沿着用以安装该球窝接头的底架构件进行滑动，如果仅仅一个底架构件可绕着它的回转轴整体运动，则只有那个安装在该底架构件上的接头构件下需要沿着该底架构件滑动，而如果二个底架构件都能进行如前所述的整体运动，则二个接头构件就可以固定在各自的底架构件上。

当所描述钩环20所受到拉伸载荷达到所涉及的汽车上的静载荷程度时，在一些低速汽车里可以由挠性链坏或短链进行整体替换。另一方面，该钩环可将搭接板21进行倒置，则形成一个受压缩载荷的压杆。

最后应当指出，这里所描述的钩环端部的万向接头的布置可以改变，例如，在该钩环一端的销轴和外罩的轴呈一定倾斜角度而不是如图所示的相互平行。

Claims (8)

1、一种包括可变形底架的机动设备，该底架包括若干个底架构件(5、6、7)和拐角连接器(8)，其特征在于：该底架尺寸是可变化的，并且，每个拐角连接器(8)允许由它互连的底架构件(5、6)之间和(5、7)之间的夹角自由变化。

2、如权利要求1所述的设备，其特征在于：其中每个拐角连接器（8）包括一钩环，该钩环刚性搭接板（21）上的每端具有一万向接头，利用该万向接头，通过钩环将底架构件（5、6）、（5、7）分别相互连接。

3、如权利要求2所述的设备，其特征在于：其中所述的万向接头中至少一个包括具有部分球形内表面的外罩（22），限制在该外罩内的部分球形眼状件（23）和销（24、25），该销从所述的互连底架构件（5、6）、（5、7）穿过眼状件伸出。

4、如权利要求1所述的设备，其特征在于：其中所述每个拐角连接器包括一弯头，该弯头包括二个铰接在一起的对半弯头，以便围绕垂直轴铰接连接。

5、如权利要求4所述的设备，其特征在于：其中所述的对半弯头的铰接是将一弹性体件装入二对半弯头之间，并粘合在一起。

6、如权利要求1所述的设备，其特征在于：其中所述的拐角连接器包括一弯头（15），该弯头具有分别伸进由它互连的底架构件（5、6）和（5、7）里的活动衬套的支臂。

7、如权利要求6所述的设备，其特征在于：其中所述的衬套是安装的弹性体。

8、如权利要求1所述的设备，其特征在于：每个所述的拐角连接器包括一球窝接头。

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