CN104175795A - 一种安装有可变形轮的行走机构 - Google Patents

Abstract

一种安装有可变形轮的行走机构，它是由轮边减速机构，变形驱动机构，变形轮以及转向机构组成；轮边减速机构的输入圆锥齿轮轴与车辆动力系统相连，其输出轴与变形轮连接；变形驱动机构连接在轮边减速机构下箱体上，其中的变形套筒空套在输出轴上，一端通过花键与变形轮中链轮组连接；转向机构的转向节臂通过花键与轮边减速机构中转向主销相连；车辆动力从轮边减速箱输入圆锥齿轮轴输入，通过轮边减速机构中两级锥齿轮传动传到输出轴上，输出轴通过花键与变形轮的轮毂部分连接，带动变形轮转动，变形轮外部为六块实心轮胎块，轮胎块承载地面作用力并传递到轮毂部分上，通过控制转向油缸的伸缩，带动转向节臂转动从而实现转向。

Description

一种安装有可变形轮的行走机构

【技术领域】

本发明涉及一种安装有可变形轮的行走机构，具体来说，是指一种既能在公路上又能在深松软无硬底层的深淤泥地面中应用的行走机构，属于工程机械技术领域。

【背景技术】

地球陆地大约有50％的区域是车辆不能到达的地方。有一类属于深松软和无硬底层的深淤泥地面，如南方的部分水田、滩涂、湿地和沼泽等，动物和人类不借助交通工具难以在其中行动。

针对这个问题，人们设计了一些专用的非常规行走机构，这些行走装置首先要支承起车身，同时要提供驱动的牵引力。传统的轮型车辆在深松软地面容易打滑甚至于无法运动，无法实现这样的功能，而非常规行走机构由于在松软地面上有较强的适应性与通过性，可以用来解决这个问题。我国上世纪六十年代发明机耕船，其主要特点是利用船体底面支承重量浮于水田土表，而叶片驱动轮的叶片则插入土中产生驱动力推动船体在土表滑行，使浮与沉、滑行与驱动有机地结合在一起，其中的叶片轮即属于这方面的研究应用。

【发明内容】

1、发明目的：

本发明的目的是提供一种安装有可变形轮的行走机构，它是一种安全可靠、可安装调试、操作方便的非常规行走机构，通过变形轮在有轮缘和无轮缘间的形态转换来改变行走机构与深松软地面的作用形式，从而提高地面对车辆驱动力，同时结合浮式车身等，达到保证车辆在常规路面上行驶能力的同时提高车辆在深松软地面的通过性的技术要求。

2、技术方案：

本发明所采用的技术方案是：本发明一种安装有可变形轮的行走机构，它是由轮边减速机构，变形驱动机构，变形轮以及转向机构组成。它们之间的位置连接关系是：轮边减速机构的输入圆锥齿轮轴与车辆动力系统相连，其输出轴与变形轮连接；变形驱动机构连接在轮边减速机构下箱体上，其中的变形套筒空套在输出轴上，一端通过花键与变形轮中链轮组连接；转向机构的转向节臂通过花键与轮边减速机构中转向主销相连。车辆动力从轮边减速箱输入圆锥齿轮轴输入，通过轮边减速机构中两级锥齿轮传动传到输出轴上，输出轴通过花键与变形轮的轮毂部分连接，带动变形轮转动，变形轮外部为六块实心轮胎块，轮胎块承载地面作用力并传递到轮毂部分上，通过控制转向油缸的伸缩，带动转向节臂转动从而实现转向。

所述轮边减速机构(已另申请专利)包括输入圆锥齿轮轴、输入轴轴承套筒、上箱体、转向主销、一级输出圆锥齿轮、二级输入圆锥齿轮、输出圆锥齿轮、下箱体、输出轴、输出轴轴承套筒。它们之间的位置连接关系是：输入圆锥齿轮轴为整个行走机构的动力输入，通过输入轴轴承套筒安装在上箱体上；转向主销在轮边减速机构竖轴线上，下端固定在下箱体上，另一端通过轴承支承；一级输出圆锥齿轮与二级输入圆锥齿轮通过花键连接定位，安装在转向主销上并可在其上自由转动；上箱体通过下箱体上的台阶对中并安装其上；输出圆锥齿轮通过花键连接在输出轴上，输出轴通过输出轴轴承套筒安装在下箱体上。动力从输入圆锥齿轮轴传入，通过两级圆锥齿轮传动，传递到输出轴，继而通过输出轴传递到变形轮。

所述变形驱动机构附接在轮边减速机构上，它包括变形套筒、驱动套筒、闸皮、拉杆、回位弹簧、拉线、油封、毡圈、变形驱动机构壳体及壳体上盖。它们之间的位置连接关系是：变形套筒空套在输出轴上，可与之相对转动，轴向一端通过轮边减速机构的输出轴轴承套筒端盖定位，另一端通过变形轮上的法兰定位，并有调节垫片保证间隙，驱动套筒安装在变形套筒上，并通过花键与之连接，轴向一端通过变形套筒上轴肩定位，另一端通过挡圈定位；闸皮环绕驱动套筒布置，一端固定在变形驱动机构壳体上，另一端与拉杆连接，拉杆通过一组螺栓螺母组合固定在输出轴轴承套筒的端盖上，并布置有回位弹簧，拉线穿过壳体上盖连在拉杆上；变形驱动机构壳体及壳体上盖通过六组螺栓螺母组合固定在轮边减速机构的输出轴轴承套筒的端盖上，变形驱动机构壳体一端设置有油封及毡圈防水。拉动拉线可以使拉杆绕固定位置摆动，从而带动闸皮贴紧驱动套筒，产生刹车作用。该变形套筒是带有台肩的筒状结构件；该驱动套筒是内环加工有花键槽的圆环状件；该闸皮、拉杆、回位弹簧、拉线、油封、毡圈是按需选购的市购件；该变形驱动机构壳体是上端带开口的薄壳结构件；该壳体上盖是上端带有拉线通过圆孔的薄壳结构件。

所述变形轮(已另申请专利)作为整个机构的执行机构，承载车重并完成变形动作，通过与地面作用为车辆提供驱动力。变形轮包括轮毂部分、链轮组、旋转机构及轮胎块。它们之间的位置连接关系是：轮边减速机构的输出轴是变形轮的动力输入，与轮毂部分通过花键相连并锁紧；轮毂部分内部一侧为链轮组，链轮组通过变形套筒一端上的花键与之相连，同时与轮毂部分内部另一侧的旋转机构连接；轮胎块由橡胶制成，包裹旋转机构外部并与之一体，承载重力并与地面相互作用。当变形驱动机构发生作用使变形套筒与输出轴产生差速时，差速作用驱动链轮组转动，带动旋转机构旋转，从而使轮胎块转动，轮胎块的转动使得变形轮在有轮缘和无轮缘之间变换。

所述转向机构与布置在车辆上的液压缸共同作用完成转向驱动，该转向机构包括转向节臂、转向油缸、销轴、开口销。它们之间的位置关系是：转向节臂一端与布置在车辆上的转向油缸通过销轴与开口销连接，另一端通过花键与轮边减速机构转向主销连接，并用螺母锁紧，通过控制转向油缸伸缩，可使转向节臂带动转向主销转动，而转向主销与轮边减速机构固连，故可带动整个行走机构绕转向主销转动，实现转向。该转向节臂是两端设有通孔的板状件；该转向油缸是按需选购的市购件；该销轴是带台肩的圆柱状件；该开口销是按需选购的市购件。

本发明的工作原理及工况简介如下：

在公路等常规硬路面上行驶时，车轮保持完整状态，不变形，行驶原理与常规车轮相同。

在进入深松软地面如沼泽、滩涂中行驶时，操纵拉线，带动拉杆绕固定位置摆动，带动与之相连的变形闸皮贴紧驱动套筒，产生摩擦制动作用，从而使驱动套筒及与之连接的变形套筒停止转动，从而与输出轴相对转动，即产生差速，此时差速作用将使变形套筒带动链轮组转动，从而驱动与之相连的旋转机构，实现轮胎块的旋转，即从无轮缘变为有轮缘。变形后轮胎块与松软地面有剪切作用，大大提高驱动力，避免常规车轮在深松软地面上的无效滑转。

在将要驶出深松软地面驶入常规路面时，挂倒档，使车轮反方向转动，同时操纵拉线，则变形车轮开始变形，方向与上述展开过程相反，即轮胎块反向转动，车轮收回到初始状态，此时行驶原理与常规车轮相同。

3、本发明优点及功效在于：

(1)多地面行驶。本行走机构除能在常规硬地面上行驶外，还具有在深松软特殊地面上行驶的能力。通过变形轮使车轮能在有轮缘及无论缘两种状态间自由转换，提高了车辆的适应能力。

(2)操作方便。只需拉动拉线即可驱动变形作用，回位弹簧使拉杆能够自动回位保证稳定性，且变形方向可逆。

(3)应用前景广阔。可与不同车辆及属具配合，结合浮式车身、推进器等可以广泛适应于海边、滩涂等作业环境，可用于农业养殖、抢险救援、两栖登陆等方面。

【附图说明】

图1是行走机构结构图。

图2是行走机构变形图。

图3是轮边减速及变形驱动机构转配图。

图4是变形驱动机构展示图。

图5是变形轮结构图。

图6是变形轮装配图

图7是转向机构展示图。

图中序号说明如下：

1-轮边减速机构        2-变形驱动机构        3-变形轮              4-转向机构

101-输入圆锥齿轮轴    102-输入轴轴承套筒    103-上箱体            104-转向主销

105-一级输出圆锥齿轮  106-二级输入圆锥齿轮  107-输出圆锥齿轮      108-下箱体

109-输出轴            110-输出轴轴承套筒    201-变形套筒          202-驱动套筒

203-闸皮              204-拉杆              205-回位弹簧          206-拉线

207-油封              208-毡圈              209-变形驱动机构壳体  210-壳体上盖

301-轮毂部分          302-链轮组            303-旋转机构          304-轮胎块

401-转向节臂          402-转向油缸          403-销轴              404-开口销

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明：

如图1、2所示，,本发明一种安装有可变形轮的行走机构，它是由轮边减速机构1，变形驱动机构2，变形轮3以及转向机构4组成。轮边减速机构的输入圆锥齿轮轴101与车辆动力系统相连，输出轴109与变形轮3连接；变形驱动机构2连接在轮边减速机构1下箱体108上，其中的变形套筒201空套在输出轴109上，一端通过花键与变形轮3中链轮组302连接；转向机构4的转向节臂401通过花键与轮边减速机构1中转向主销104相连。车辆动力从轮边减速机构1输入圆锥齿轮轴101输入，通过轮边减速机构1中两级锥齿轮传动传到输出轴109，再通过花键与变形轮3的轮毂部分301连接，带动变形轮3转动，变形轮3外部为六块实心轮胎块304，轮胎块304承载地面作用力并传递到轮毂部分301上，通过控制转向油缸402的伸缩，带动转向节臂401转动从而实现转向。

如图1、3所示，轮边减速机构1(已另申请专利)包括输入圆锥齿轮轴101、输入轴轴承套筒102、上箱体103、转向主销104、一级输出圆锥齿轮105、二级输入圆锥齿轮106、输出圆锥齿轮107、下箱体108、输出轴109、输出轴轴承套筒110。输入圆锥齿轮轴101为整个行走机构的动力输入，通过输入轴轴承套筒102安装在上箱体103上；转向主销104在轮边减速机构1竖轴线上，下端固定在下箱体108上，另一端通过轴承支承；一级输出圆锥齿轮105与二级输入圆锥齿轮106通过花键连接定位，安装在转向主销104上并可在其上自由转动；上箱体103通过下箱体108上的台阶对中并安装其上；输出圆锥齿轮107通过花键连接在输出轴109上，输出轴109通过输出轴轴承套筒110安装在下箱体108上。动力从输入圆锥齿轮轴101传入，通过两级圆锥齿轮传动，传递到输出轴109，继而传递到变形轮3。

如图1、3、4，变形驱动机构2附接在轮边减速机构1上，它包括变形套筒201、驱动套筒202、闸皮203、拉杆204、回位弹簧205、拉线206、油封207、毡圈208、变形驱动机构壳体209及壳体上盖210。变形套筒201空套在轮边减速机构1输出轴109上，可与之相对转动，轴向一端通过轮边减速机构1的输出轴轴承套筒110端盖定位，另一端通过变形轮3上的法兰定位，并有调节垫片保证间隙，驱动套筒202在变形套筒201上，通过花键与之连接，轴向一端通过变形套筒201上轴肩定位，另一端通过挡圈定位；闸皮203环绕驱动套筒202布置，一端固定在变形驱动机构壳体209上，另一端与拉杆204连接，拉杆204通过一组螺栓螺母组合固定在输出轴轴承套筒110端盖上，并布置有回位弹簧205，拉线206穿过壳体上盖210连在拉杆204上；变形驱动机构壳体209及壳体上盖210通过螺栓螺母组合固定在轮边减速机构1的输出轴轴承套筒110端盖上，变形驱动机构壳体209一端设置有油封207及毡圈208防水。拉动拉线206可以使拉杆204绕固定位置摆动，从而带动闸皮203贴紧驱动套筒202，产生刹车作用。

如图1、5、6所示，变形轮3(已另申请专利)作为整个机构的执行机构，承载车重并完成变形动作，通过与地面作用为车辆提供驱动力。变形轮3包括轮毂部分301、链轮组302、旋转机构303及轮胎块304。轮边减速机构1的输出轴109是变形轮3的动力输入，与轮毂部分301通过花键相连并锁紧；轮毂部分301内部一侧为链轮组302，链轮组302通过变形套筒201一端上的花键与之相连，同时与轮毂部分301内部另一侧的旋转机构303连接；轮胎块304由橡胶制成，包裹旋转机构303外部并与之一体，承载重力并与地面相互作用。当变形驱动机构2发生作用使变形套筒201与输出轴109产生差速时，差速作用驱动链轮组302转动，带动旋转机构303旋转，从而使轮胎块304转动，轮胎块304的转动使得变形轮3在有轮缘和无轮缘之间变换。

如图1、7所示，转向机构4与布置在车辆上的液压缸共同作用完成转向驱动，转向机构包括转向节臂401、转向油缸402、销轴403、开口销404。转向节臂401一端与布置在车辆上的转向油缸402通过销轴403与开口销404连接，另一端通过花键与轮边减速机构1转向主销104连接，并用螺母锁紧，通过控制转向油缸402伸缩，可使转向节臂401带动转向主销104转动，而转向主销104与轮边减速机构1固连，故可带动整个行走机构绕转向主销104转动，实现转向。

Claims (1)

1.一种安装有可变形轮的行走机构，其特征在于：它是由轮边减速机构，变形驱动机构，变形轮以及转向机构组成；轮边减速机构的输入圆锥齿轮轴与车辆动力系统相连，其输出轴与变形轮连接；变形驱动机构连接在轮边减速机构下箱体上，其中的变形套筒空套在输出轴上，一端通过花键与变形轮中链轮组连接；转向机构的转向节臂通过花键与轮边减速机构中转向主销相连；车辆动力从轮边减速箱输入圆锥齿轮轴输入，通过轮边减速机构中两级锥齿轮传动传到输出轴上，输出轴通过花键与变形轮的轮毂部分连接，带动变形轮转动，变形轮外部为六块实心轮胎块，轮胎块承载地面作用力并传递到轮毂部分上，通过控制转向油缸的伸缩，带动转向节臂转动从而实现转向；

所述轮边减速机构包括输入圆锥齿轮轴、输入轴轴承套筒、上箱体、转向主销、一级输出圆锥齿轮、二级输入圆锥齿轮、输出圆锥齿轮、下箱体、输出轴、输出轴轴承套筒；输入圆锥齿轮轴为整个行走机构的动力输入，通过输入轴轴承套筒安装在上箱体上；转向主销在轮边减速机构竖轴线上，下端固定在下箱体上，另一端通过轴承支承；一级输出圆锥齿轮与二级输入圆锥齿轮通过花键连接定位，安装在转向主销上并可在其上自由转动；上箱体通过下箱体上的台阶对中并安装其上；输出圆锥齿轮通过花键连接在输出轴上，输出轴通过输出轴轴承套筒安装在下箱体上；动力从输入圆锥齿轮轴传入，通过两级圆锥齿轮传动，传递到输出轴，继而通过输出轴传递到变形轮；

所述变形驱动机构附接在轮边减速机构上，它包括变形套筒、驱动套筒、闸皮、拉杆、回位弹簧、拉线、油封、毡圈、变形驱动机构壳体及壳体上盖；变形套筒空套在输出轴上，可与之相对转动，轴向一端通过轮边减速机构的输出轴轴承套筒端盖定位，另一端通过变形轮上的法兰定位，并有调节垫片保证间隙，驱动套筒安装在变形套筒上，并通过花键与之连接，轴向一端通过变形套筒上轴肩定位，另一端通过挡圈定位；闸皮环绕驱动套筒布置，一端固定在变形驱动机构壳体上，另一端与拉杆连接，拉杆通过一组螺栓螺母组合固定在输出轴轴承套筒的端盖上，并布置有回位弹簧，拉线穿过壳体上盖连在拉杆上；变形驱动机构壳体及壳体上盖通过六组螺栓螺母组合固定在轮边减速机构的输出轴轴承套筒的端盖上，变形驱动机构壳体一端设置有油封及毡圈防水；拉动拉线可以使拉杆绕固定位置摆动，从而带动闸皮贴紧驱动套筒，产生刹车作用；该变形套筒是带有台肩的筒状结构件；该驱动套筒是内环加工有花键槽的圆环状件；该变形驱动机构壳体是上端带开口的薄壳结构件；该壳体上盖是上端带有拉线通过圆孔的薄壳结构件；

所述变形轮作为整个机构的执行机构，承载车重并完成变形动作，通过与地面作用为车辆提供驱动力；变形轮包括轮毂部分、链轮组、旋转机构及轮胎块；轮边减速机构的输出轴是变形轮的动力输入，与轮毂部分通过花键相连并锁紧；轮毂部分内部一侧为链轮组，链轮组通过变形套筒一端上的花键与之相连，同时与轮毂部分内部另一侧的旋转机构连接；轮胎块由橡胶制成，包裹旋转机构外部并与之一体，承载重力并与地面相互作用；当变形驱动机构发生作用使变形套筒与输出轴产生差速时，差速作用驱动链轮组转动，带动旋转机构旋转，从而使轮胎块转动，轮胎块的转动使得变形轮在有轮缘和无轮缘之间变换；

所述转向机构与布置在车辆上的液压缸共同作用完成转向驱动，该转向机构包括转向节臂、转向油缸、销轴、开口销；转向节臂一端与布置在车辆上的转向油缸通过销轴与开口销连接，另一端通过花键与轮边减速机构转向主销连接，并用螺母锁紧，通过控制转向油缸伸缩，使转向节臂带动转向主销转动，而转向主销与轮边减速机构固连，故带动整个行走机构绕转向主销转动，实现转向；该转向节臂是两端设有通孔的板状件；该销轴是带台肩的圆柱状件。