CN104118270A - 一种深泥脚水田驱动轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种深泥脚水田驱动轮，主要由主轮毂、副轮毂、驱动叶片、Z型连杆、铰链轴组成，主轮毂的2个轮毂外圈分别通过中间连接件连接于驱动轴上，副轮毂的1个轮毂外圈通过中间连接件连接于被动轴上，轮毂外圈的外周部在相对应的位置分别均布若干个所述铰链轴套，主轮毂的2个轮毂外圈之间设置若干个所述驱动叶片，铰链轴一端与主轮毂一侧轮毂外圈上铰链轴套铰接，另一端与驱动叶片的连接轴管固定连接，Z型连杆的第一连接段一端与主轮毂另一侧轮毂外圈上铰链轴套铰接，另一端与驱动叶片的连接轴管固定连接，Z型连杆的第二连接段与副轮毂的轮毂外圈上铰链轴套铰接。该驱动轮的驱动力大，结构简单，适用于深泥脚水田、滩涂作业。

Description

一种深泥脚水田驱动轮

技术领域

本发明涉及驱动轮技术领域，特别涉及一种在农机具上使用以行走于深泥脚水田、滩涂的驱动轮。

背景技术

当普通的叶片式水田驱动轮工作于泥脚过深水田、滩涂时，由于驱动轮无法行走在硬底层上，因此驱动轮的驱动力不是来自于硬底层土壤对驱动轮叶片的反作用力，而主要是来自于水田泥浆对驱动轮叶片的反作用力。由于普通叶片式水田驱动轮的驱动方式的固有缺陷，驱动轮在工作时容易掏空水田泥浆，从而使驱动轮原地打滑、越陷越深。因此需要一种新型的水田驱动轮，能够在深泥脚的水田上作业，能够发挥出较大驱动力，工作时不会掏空淤泥，使得船体式作业机具顺利行走。

发明内容

本发明的目的在于提供一种驱动力大、结构简单、适用于深泥脚水田、滩涂的深泥脚水田驱动轮。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种深泥脚水田驱动轮，主要由主轮毂、副轮毂、驱动叶片、Z型连杆、铰链轴组成，所述主轮毂包括2个轮毂外圈、铰链轴套、中间连接件和驱动轴，所述2个轮毂外圈分别通过所述中间连接件连接于所述驱动轴的两端，且驱动轴的轴线与轮毂外圈的轴线重合，所述2个轮毂外圈的外周部在相对应的位置分别均布若干个所述铰链轴套；

所述副轮毂包括1个轮毂外圈、铰链轴套、中间连接件和被动轴，所述轮毂外圈通过所述中间连接件连接于所述被动轴上，且被动轴的轴线与轮毂外圈的轴线重合，所述副轮毂的轮毂外圈上铰链轴套的数量、相对位置与主轮毂的单个轮毂外圈上铰链轴套的数量、相对位置一致；

所述主轮毂的2个轮毂外圈之间设置若干个所述驱动叶片，所述驱动叶片的数量与单个轮毂外圈上铰链轴套的数量一致，所述驱动叶片的连接轴管的一端与穿过主轮毂一侧轮毂外圈上铰链轴套的铰链轴固定连接，所述驱动叶片的连接轴管的另一端与穿过主轮毂另一侧轮毂外圈上铰链轴套的Z型连杆固定连接；

所述铰链轴一端与所述主轮毂一侧轮毂外圈上铰链轴套铰接，另一端与所述连接轴管固定连接；所述Z型连杆包括第一连接段、第一拐部、第二拐部和第二连接段，所述第一连接段一端与所述主轮毂另一侧轮毂外圈上铰链轴套铰接，另一端与所述连接轴管固定连接，所述第二连接段与所述副轮毂的轮毂外圈上铰链轴套铰接。

进一步的，所述驱动叶片的数量为                                               ，其中π为圆周率，R为主轮毂的轮毂外圈的半径，h为驱动轮的陷深量。

进一步的，所述副轮毂的轮毂外圈的直径与主轮毂的轮毂外圈的直径相同，所述副轮毂的被动轴与主轮毂的驱动轴不同心，具有一定的偏心距，所述偏心距的大小等于Z型连杆第一连接段和第二连接段的轴线的间距A。

进一步的，所述中间连接件包括外辐条、内辐条和轮毂内圈；所述主轮毂的轮毂外圈通过外辐条与轮毂内圈相连接，且轮毂外圈和轮毂内圈同心，所述轮毂内圈通过内辐条连接于驱动轴上；所述副轮毂的轮毂外圈通过外辐条与轮毂内圈相连接，且轮毂外圈和轮毂内圈同心，所述轮毂内圈通过内辐条连接于被动轴上。

进一步的，所述驱动叶片的连接轴管为方轴管，所述方轴管的两端各设有一个销孔，所述铰链轴及Z型连杆的第一连接段上也设有与所述方轴管上销孔相适应的销孔，通过定位销将所述方轴管与所述铰链轴及Z型连杆的第一连接段固定连接，以起到轴向定位的作用。

进一步的，所述驱动叶片由2片矩形的叶片、2片等腰三角形的叶片侧板以及用于与主轮毂相连接的1根方轴管组成，所述叶片的左、右侧边与叶片侧板的左、右侧边相互连接，所述叶片、叶片侧板的上侧边与所述方轴管的下侧面相连接。

进一步的，所述驱动轴为多边形轴管，以与作业机具的动力输入轴固定连接，所述被动轴为圆形轴管，以与作业机具的固定轴转动连接。

本发明的有益效果是提供了一种深泥脚水田驱动轮，可作为深泥脚水田、滩涂等船体式作业机具的驱动轮，该驱动轮在工作时不会掏空滩涂淤泥或水田泥浆，驱动叶片不易带土，能够发挥出较大的前进驱动力，保证船体式作业机具顺利前进，同时该驱动轮结构简单、制造成本低，具有很强的实用性和广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明实施例的深泥脚水田驱动轮的轴测图。

图2是本发明实施例的深泥脚水田驱动轮的爆炸图。

图3是本发明实施例中主轮毂的轴测图。

图4是本发明实施例中副轮毂的轴测图。

图5是本发明实施例中Z型连杆的轴测图。

图6是本发明实施例中铰链轴的轴测图。

图7是本发明实施例中驱动叶片的轴测图。

图8是本发明实施例中驱动叶片的侧向剖视图。

图9是本发明实施例的深泥脚水田驱动轮的主侧视图。

图10是本发明实施例的深泥脚水田驱动轮的工作原理图。

图中，1、主轮毂；2、铰链轴；3、驱动叶片；4、定位销；5、Z型连杆；6、副轮毂；7、固定轴；8动力输入轴；11、轮毂外圈；12、铰链轴套；13、外辐条；14内辐条；15、轮毂内圈；16、驱动轴；21、方轴；22、圆柱销孔；23、圆柱面；31、叶片侧板；32、方轴管；33、叶片；34、销孔；61、被动轴；51、方轴；52、圆柱销孔；53、圆柱面；54、圆柱面；55、圆柱销孔；56、第一连接段；57、第一拐部；58、第二拐部；59、第二连接段；A、偏心距。

具体实施方式

本发明的深泥脚水田驱动轮，主要由主轮毂1、副轮毂6、驱动叶片3、Z型连杆5、铰链轴2组成。主轮毂包括2个轮毂外圈11、铰链轴套12、中间连接件和驱动轴16，2个轮毂外圈11分别通过中间连接件连接于驱动轴16的两端，且驱动轴16的轴线与轮毂外圈11的轴线重合，2个轮毂外圈11的外周部在相对应的位置分别均布若干个铰链轴套12。副轮毂6包括1个轮毂外圈11、铰链轴套12、中间连接件和被动轴61，轮毂外圈11通过中间连接件连接于被动轴61上，且被动轴61的轴线与轮毂外圈11的轴线重合，副轮毂的轮毂外圈上铰链轴套的数量、相对位置与主轮毂的单个轮毂外圈上铰链轴套的数量、相对位置一致。在本实施例中，中间连接件包括外辐条13、内辐条14和轮毂内圈15；主轮毂1的轮毂外圈11通过4根长度一样的外辐条13与轮毂内圈15相连接，且轮毂外圈11和轮毂内圈15同心，轮毂内圈15通过4根长度一样的内辐条14连接于驱动轴16上。副轮毂的轮毂外圈11通过4根长度一样的外辐条13与轮毂内圈15相连接，且轮毂外圈11和轮毂内圈15同心，轮毂内圈15通过4根长度一样的内辐条14连接于被动轴61上。

主轮毂1的2个轮毂外圈11之间设置若干个驱动叶片3，驱动叶片3的数量与单个轮毂外圈上铰链轴套12的数量一致，驱动叶片3的连接轴管32的一端与穿过主轮毂1一侧轮毂外圈11上铰链轴套12的铰链轴2固定连接，驱动叶片3的连接轴管32的另一端与穿过主轮毂1另一侧轮毂外圈11上铰链轴套12的Z型连杆5固定连接。

为了方便实现连接轴管32与铰链轴2、Z型连杆5的固定连接，在本实施例中，驱动叶片3的连接轴管32为方轴管，方轴管32的两端各设有一个销孔34，铰链轴2及Z型连杆5的第一连接段上也设有与方轴管32上销孔34相适应的销孔22、52，通过定位销4将方轴管32与铰链轴2及Z型连杆5的第一连接段固定连接，以起到轴向定位的作用。

为了减轻驱动叶片3的重量，同时又使其具有足够的强度，驱动叶片3由2片矩形的叶片33、2片等腰三角形的叶片侧板31以及用于与主轮毂相连接的1根方轴管32组成，叶片33的左、右侧边与叶片侧板31的左、右侧边相互连接，叶片33、叶片侧板31的上侧边与方轴管32的下侧面相连接，这样驱动叶片3的横断面为三角形。

为了实现主轮毂1、驱动叶片3、副轮毂6之间的连接，铰链轴2一端的圆柱面23与主轮毂1一侧轮毂外圈11上铰链轴套12配合，实现铰接，另一端的方轴21与方轴管32经定位销4固定连接；Z型连杆5包括第一连接段56、第一拐部57、第二拐部58和第二连接段59，第一连接段一端的圆柱面53与主轮毂1另一侧轮毂外圈11上铰链轴套12配合，实现铰接，另一端的方轴51与方轴管32经定位销4固定连接，第二连接段与副轮毂6的轮毂外圈11上铰链轴套12铰接，同时第二连接段穿过铰链轴套12，并通过定位销4使得轮毂外圈11不会脱离Z型连杆5。

本驱动轮中，副轮毂6的轮毂外圈11的直径与主轮毂1的轮毂外圈11的直径相同，副轮毂6的被动轴61与主轮毂1的驱动轴16不同心，具有一定的偏心距，所述偏心距的大小等于Z型连杆5第一连接段和第二连接段的轴线的间距A。较佳的，驱动轴16为多边形轴管，如六方轴管，以与作业机具的动力输入轴8固定连接，被动轴61为圆形轴管，以与作业机具的固定轴7转动连接。

在本发明的较佳实施例中，驱动叶片3的数量为，其中π为圆周率，R为主轮毂的轮毂外圈的半径，h为驱动轮的陷深量。

为了充分公开本发明的深泥脚水田驱动轮，下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10所示，本发明的深泥脚水田驱动轮由主轮毂1、铰链轴2、驱动叶片3、定位销4、Z型连杆5、副轮毂6组成，其中主轮毂1由轮毂外圈11、铰链轴套12、外辐条13、内辐条14、轮毂内圈15、驱动轴16组成；副轮毂6由被动轴61以及与主轮毂1一样的轮毂外圈11、铰链轴套12、外辐条13、内辐条14、轮毂内圈15组成；驱动叶片3由叶片侧板31、方轴管32、叶片33组成。

如图3所示，2个轮毂外圈11分别通过4根长度一样外辐条13与2个轮毂内圈15连接在一起，同时轮毂外圈11和轮毂内圈15同心，2个轮毂内圈15分别通过4根长度一样内辐条14连接在驱动轴16的两端，驱动轴16的轴线与轮毂外圈11的轴线重合，在2个轮毂外圈上相对应的位置上分别连接着若干个、均布的铰链轴套12，驱动轴16为六方轴管。

如图4所示，副轮毂6上的轮毂外圈11的直径与主轮毂1的轮毂外圈11的直径一样，轮毂外圈11也是通过4根长度一样外辐条13与轮毂内圈15连接在一起，轮毂内圈15通过内辐条14连接于被动轴61上，被动轴61的轴线与轮毂外圈11的轴线重合，轮毂外圈11也均匀地分布着铰链轴套12，铰链轴套12的数量等于主轮毂1上的单个轮毂外圈上铰链轴套12的数量。

如图1所示，驱动叶片3置于主轮毂1的两个轮毂外圈11之间，方轴管32的右端与穿过主轮毂1右侧的轮毂外圈上11的铰链轴套12的铰链轴2的左端相连，其左端与穿过主轮毂1左侧的轮毂外圈11上的铰链轴套12的Z型连杆5的右端相连，方轴管32的两端各有一个销孔34（如图7），铰链轴2的左端及Z型连杆5的右端也具有与方轴管32两边一样大小的销孔，通过定位销4把它们连接起来，起到轴向定位的作用；铰链轴2的圆柱面23及Z型连杆5第一连接段的圆柱面53分别与主轮毂1两侧的轮毂外圈11上的铰链轴套12铰接配合，它们之间可以相互转动；副轮毂6的轮毂外圈11上的铰链轴套12与Z型连杆5第二连接段的圆柱面54铰接，通过定位销使得轮毂外圈11不会脱离Z型连杆5。轮毂外圈上的铰链轴套12与Z型连杆5左端的圆柱面可以相对转动；因此该发明的一种深泥脚水田驱动轮的副轮毂6上被动轴61与主轮毂1上驱动轴16不同心，有一定的偏心距，偏心距的大小等于Z型连杆5第一连接段和第二连接段的轴线的间距A。

本发明的一种深泥脚水田驱动轮的工作原理是，如图9，副轮毂6上被动轴61与船体式作业机具上固定轴7相连，被动轴61可以绕固定轴7转动，主轮毂1上驱动轴16与船体式作业机具上动力输入轴8相连，假设主轮毂1上驱动轴16的轴心为O₁点，主轮毂1上轮毂外圈11上铰链轴套12的轴心为D点，副轮毂6上被动轴61的轴心为O₂点、副轮毂6上轮毂外圈11上铰链轴套12的轴心为C点，CD即为驱动叶片3的平面。由于主轮毂1的轮毂外圈和副轮毂6的轮毂外圈的直径一样，因此|O₁D|=|O₂C|，主轮毂1的驱动轴16的轴心与副轮毂6的被动轴61的轴心的偏心距等于Z型连杆5两端轴线的间距A，因此|O₁O₂|=|CD|，因此O₁O₂CD组成了一个平行四边形；当动力输入轴8把旋转的动力传递给驱动轴16，O₁D绕O₁作旋转运动；O₂C绕O₂作旋转运动；CD则作平移运动，因此当主轮毂1作旋转运动时，不论转到什么位置，CD（即驱动叶片3）与地面的夹角始终保持为初始的调整角度，当驱动叶片3初始的安装角为90度时，则驱动轮工作时，驱动叶片3始终与地面垂直，如图10所示，水田泥浆对平动叶片和普通叶片的反作用力都为F_n，但是驱动船体式作业机具前进的力分别为F_n和F_x，而F_n≥F_x，F_x只有一个时刻等于F_n，因此在具有同样面积驱动叶片的情况下，本发明的一种深泥脚水田驱动轮所产生的有效驱动力远远大于普通水田驱动轮所产生的驱动力。

由于水田泥浆机械强度差，为了能够发挥出最大的驱动力，本发明对叶片的数量也进行了优化，保证驱动轮在工作的过程中前一驱动叶片快离开水田地面时候，后一片驱动叶片才进入水田地面，这样可以减少对水田泥浆的破坏，增大水田泥浆对驱动叶片的反作用力。驱动叶片的数量是这样确定的，假设主轮毂的轮毂外圈的半径为R，驱动轮的陷深量为h，π为圆周率，则驱动叶片的数量为，向上取整后的n即为驱动叶片的数量。驱动轮工作时驱动叶片是垂直离开地面的，因而容易脱土，本驱动轮具有结构简单、驱动性能好、能耗低的特点，特别合适作为深泥脚水田农机具的驱动轮，或者是滩涂行走机具的驱动轮。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种深泥脚水田驱动轮，其特征在于，主要由主轮毂、副轮毂、驱动叶片、Z型连杆、铰链轴组成，所述主轮毂包括2个轮毂外圈、铰链轴套、中间连接件和驱动轴，所述2个轮毂外圈分别通过所述中间连接件连接于所述驱动轴的两端，且驱动轴的轴线与轮毂外圈的轴线重合，所述2个轮毂外圈的外周部在相对应的位置分别均布若干个所述铰链轴套；

所述副轮毂包括1个轮毂外圈、铰链轴套、中间连接件和被动轴，所述轮毂外圈通过所述中间连接件连接于所述被动轴上，且被动轴的轴线与轮毂外圈的轴线重合，所述副轮毂的轮毂外圈上铰链轴套的数量、相对位置与主轮毂的单个轮毂外圈上铰链轴套的数量、相对位置一致；

所述主轮毂的2个轮毂外圈之间设置若干个所述驱动叶片，所述驱动叶片的数量与单个轮毂外圈上铰链轴套的数量一致，所述驱动叶片的连接轴管的一端与穿过主轮毂一侧轮毂外圈上铰链轴套的铰链轴固定连接，所述驱动叶片的连接轴管的另一端与穿过主轮毂另一侧轮毂外圈上铰链轴套的Z型连杆固定连接；

所述铰链轴一端与所述主轮毂一侧轮毂外圈上铰链轴套铰接，另一端与所述连接轴管固定连接；所述Z型连杆包括第一连接段、第一拐部、第二拐部和第二连接段，所述第一连接段一端与所述主轮毂另一侧轮毂外圈上铰链轴套铰接，另一端与所述连接轴管固定连接，所述第二连接段与所述副轮毂的轮毂外圈上铰链轴套铰接。

2.根据权利要求1所述的一种深泥脚水田驱动轮，其特征在于，所述驱动叶片的数量为                                               ，其中π为圆周率，R为主轮毂的轮毂外圈的半径，h为驱动轮的陷深量。

3.根据权利要求1所述的一种深泥脚水田驱动轮，其特征在于，所述副轮毂的轮毂外圈的直径与主轮毂的轮毂外圈的直径相同，所述副轮毂的被动轴与主轮毂的驱动轴不同心，具有一定的偏心距，所述偏心距的大小等于Z型连杆第一连接段和第二连接段的轴线的间距A。

4.根据权利要求1所述的一种深泥脚水田驱动轮，其特征在于，所述中间连接件包括外辐条、内辐条和轮毂内圈；所述主轮毂的轮毂外圈通过外辐条与轮毂内圈相连接，且轮毂外圈和轮毂内圈同心，所述轮毂内圈通过内辐条连接于驱动轴上；所述副轮毂的轮毂外圈通过外辐条与轮毂内圈相连接，且轮毂外圈和轮毂内圈同心，所述轮毂内圈通过内辐条连接于被动轴上。

5.根据权利要求1所述的一种深泥脚水田驱动轮，其特征在于，所述驱动叶片的连接轴管为方轴管，所述方轴管的两端各设有一个销孔，所述铰链轴及Z型连杆的第一连接段上也设有与所述方轴管上销孔相适应的销孔，通过定位销将所述方轴管与所述铰链轴及Z型连杆的第一连接段固定连接，以起到轴向定位的作用。

6.根据权利要求1所述的一种深泥脚水田驱动轮，其特征在于，所述驱动叶片由2片矩形的叶片、2片等腰三角形的叶片侧板以及用于与主轮毂相连接的1根方轴管组成，所述叶片的左、右侧边与叶片侧板的左、右侧边相互连接，所述叶片、叶片侧板的上侧边与所述方轴管的下侧面相连接。

7.根据权利要求1所述的一种深泥脚水田驱动轮，其特征在于，所述驱动轴为多边形轴管，以与作业机具的动力输入轴固定连接，所述被动轴为圆形轴管，以与作业机具的固定轴转动连接。