CN104192206A - 一种转向机构、从动系统及履带底盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转向机构、从动系统及履带底盘，其中，转向机构包括平衡梁，所述平衡梁的两端均设置有一回转机构，两个所述回转机构分别连接一偏心支架，两所述偏心支架分别连接一轮胎，通过所述偏心支架，产生使所述轮胎和所述偏心支架绕所述回转机构的中轴线旋转的旋转力矩。本发明通过偏心支架连接轮胎和回转机构，通过地面对轮胎产生的侧向滑动摩擦力与偏心支架的偏心距产生使轮胎转向的力矩，从而能够利用滑动摩擦力，实现轮胎随前车转向，结构简单，成本低。

Description

一种转向机构、从动系统及履带底盘

技术领域

本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种转向机构、从动系统及履带底盘。

背景技术

履带底盘为装有履带可行走的底盘，其特点是负载能力大、接地比压小，可原地转弯，转弯半径小，场地适应性强，被广泛运用于机械行业。在某些运用领域，履带底盘作为整个系统的主动行走部分，由于系统的需要，履带底盘后面接一个平台车，该平台车不主动行走，被动随前面的履带底盘行走。

履带底盘行走过程中，一方面要克服其自身阻力,另一方面要克服后面平台车的阻力。如图1(a)所示，当履带底盘1’往前行走时，后平台车2’的轮子也滚动前行，克服的是滚动摩擦产生的阻力F1；如图1(b)所示，当履带底盘1’转弯行走(单边原地转弯)时，后平台车2’将产生一个垂直于轮胎的滑动摩擦力F2，滑动摩擦力F2远大于F1，而且将产生一个阻力距d×F2，其中，d为后平台车2’到履带底盘1’的距离，这样就要求履带底盘1’提供更大的驱动力。通常情况下为克服该滑动摩擦力，要求后平台车2’的轮胎跟随前履带底盘1’转弯的方向进行转向。

目前，为了克服前车转向时地面对后平台车产生的阻力矩，通常采用的方案有：1、增加前面履带底盘的驱动力，但增加的驱动力需要履带底盘选择更高级别的减速机，会增加较大的额外成本；2、给后平台车增加一个主动转向的机构，类似汽车的转向桥(轮)，通过一个连杆机构来让轮子自动转向，但增加主动转向机构需要负责的控制系统来检查履带底盘的转向角度，该系统实现起来较复杂；3、让后平台车自身产生一个驱动力，但该方案也会增加较多的成本。

发明内容

本发明的目的是提出一种转向机构、从动系统及履带底盘，其中，转向机构能够利用滑动摩擦力，随动转弯，结构简单，成本低。

为实现上述目的，本发明提供了一种转向机构，其包括平衡梁，所述平衡梁的两端均设置有一回转机构，两个所述回转机构分别连接一偏心支架，两所述偏心支架分别连接一轮胎，通过所述偏心支架，产生使所述轮胎和所述偏心支架绕所述回转机构的中轴线旋转的旋转力矩。

在一优选或可选实施例中，所述轮胎的中轴线与所述回转机构的中轴线之间具有大于0的偏心距d。

在一优选或可选实施例中，所述偏心距d与滑动摩擦力F2的阻力距d×F2大于所述回转机构内阻力产生的阻力距Ms，即，d＞Ms/F2。

在一优选或可选实施例中，所述回转机构为回转支承。

在一优选或可选实施例中，所述平衡梁呈U型，其由两个侧梁一体设置形成，两个所述侧梁的顶部向外侧水平方向延伸，所述回转机构设置在所述侧梁的顶部延伸段的底部。

在一优选或可选实施例中，两个所述侧梁之间设置有连接板，所述连接板上设置有用于与后平台车连接的连接结构。

在一优选或可选实施例中，所述偏心支架包括顶板，设置在所述顶板两侧的偏心板，两个所述偏心板分别设置在所述轮胎的两侧，与所述轮胎连接，所述顶板上设置所述回转机构。

在一优选或可选实施例中，所述偏心板的宽度从与所述顶板的连接端到与所述轮胎的连接端，宽度逐渐减小。

为实现上述目的，本发明还提供了一种从动系统，其包括后平台车，还包括上述任一实施例中的转向机构，所述后平台车的两侧分别设置一所述转向机构。

为实现上述目的，本发明还提供了一种履带底盘，所述履带底盘的后方设置有上述的从动系统。

基于上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：

本发明通过偏心支架连接轮胎和回转机构，通过地面对轮胎产生的侧向滑动摩擦力与偏心支架的偏心距产生使轮胎转向的力矩，从而能够利用滑动摩擦力，实现轮胎随前车转向，结构简单，成本低。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1(a)为履带底盘接后平台车正向前进的受力分析示意图；

图1(b)为履带底盘接后平台车转弯行走的受力分析示意图；

图2为本发明提供的转向机构的立体结构示意图；

图3为本发明提供的转向机构的主视示意图；

图4为本发明提供的从动系统应用在履带底盘上的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图2、图3所示，为本发明提供的转向机构A的示意性实施例，在该示意性实施例中，转向机构A包括平衡梁1，平衡梁1的两端均设置有一回转机构2，两个回转机构2分别连接一偏心支架3，两偏心支架3分别连接一轮胎4，通过偏心支架3使轮胎4和回转机构2之间产生偏心距，通过偏心距产生使轮胎4和偏心支架3能够绕回转机构2的中轴线旋转的旋转力矩。

本发明提供的转向机构A，其平衡梁1通过回转机构2与偏心支架3连接，偏心支架3连接轮胎4。在行走过程中，当前车转弯时，将产生垂直于轮胎4的滑动摩擦力，由于偏心支架3存在偏心距，将产生一个使轮胎4及偏心支架3绕回转机构2的中轴线旋转的旋转力矩，该旋转力矩在克服回转机构2的内部阻力后，使轮胎4旋转，直到轮胎4滚动方向符合前车的转弯轨迹，此时，地面对轮胎4的侧向摩擦力消失，轮胎4实现纯滚动，这样就实现了轮胎4的自动转向，结构简单，成本低。

在本发明提供的转向机构A的示意性实施例中，轮胎4的中轴线与回转机构2的中轴线之间具有大于0的偏心距d。

进一步的，偏心距d与滑动摩擦力F2的阻力距d×F2大于回转机构2内阻力产生的阻力距Ms，即d＞Ms/F2，其中，Ms由回转机构2自身的特性及加载在上面的载荷决定。

在本发明提供的转向机构A的示意性实施例中，平衡梁1可以呈U型，其由两个侧梁11一体设置形成，两个侧梁11的顶部均向外侧水平方向延伸，回转机构2设置在侧梁11的顶部延伸段的底部。两个侧梁11之间设置有连接板12，连接板12上设置有用于与后平台车连接的连接结构13。

在本发明提供的转向机构A的示意性实施例中，偏心支架3可以包括顶板31，设置在顶板31两侧的偏心板32，两个偏心板32分别设置在轮胎4的两侧，且与轮胎4连接，回转机构2设置在顶板31上。偏心板32的宽度从与顶板31的连接端到与轮胎4的连接端，宽度逐渐减小。

上述示意性实施例中，平衡梁1的两端可以对称设置回转机构2，两个偏心支架3中的偏心板32均向同一方向倾斜。

本发明中用到的回转机构2可以为回转支承，或滚动轴承或者滑动轴承。其中，回转支承是一种能够承受综合载荷的大型轴承，其可以同时承受较大的轴向、径向负荷和倾覆力矩。

本发明提供的转向机构A可以应用在从动系统上。

如图4所示，本发明提供的从动系统包括后车平台B，还包括上述任一实施例中的转向机构A，后平台车B的两侧分别设置一转向机构A。

本发明提供的从动系统可以应用在履带底盘上。

如图4所示，本发明提供的履带底盘C包括上述的从动系统，该从动系统可以跟随前面的履带底盘C行走，当前面的履带底盘C转弯时，该从动系统可以及时调整轮胎4的行走方面以最小的阻力跟随前面的履带底盘C转弯，进而使后平台车B自动跟随前面的履带底盘C转弯的方向转向。

通过上述描述，可以推导出本发明至少具有以下优点。

1)通过偏心支架3的偏心距能让滑动的阻力转变成让回转机构2回转的动力，使得轮胎4自动转向，因此，不需要额外的动力来实现轮胎4转向，保持与履带底盘相同的走向。

2)回转机构2可以为回转支承，回转支承能够承受较大的垂直力及倾覆力矩，使得该从动系统可以承受较大的载荷，且回转支承的回转阻力系数较小。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种转向机构，其特征在于:包括平衡梁，所述平衡梁的两端均设置有一回转机构，两个所述回转机构分别连接一偏心支架，两所述偏心支架分别连接一轮胎，通过所述偏心支架，产生使所述轮胎和所述偏心支架绕所述回转机构的中轴线旋转的旋转力矩。

2.如权利要求1所述的转向机构，其特征在于:所述轮胎的中轴线与所述回转机构的中轴线之间具有大于0的偏心距d。

3.如权利要求2所述的转向机构，其特征在于:所述偏心距d与滑动摩擦力F2的阻力距d×F2大于所述回转机构内阻力产生的阻力距Ms，即，d＞Ms/F2。

4.如权利要求1所述的转向机构，其特征在于:所述回转机构为回转支承。

5.如权利要求1-4任一项所述的转向机构，其特征在于:所述平衡梁呈U型，其由两个侧梁一体设置形成，两个所述侧梁的顶部向外侧水平方向延伸，所述回转机构设置在所述侧梁的顶部延伸段的底部。

6.如权利要求5所述的转向机构，其特征在于:两个所述侧梁之间设置有连接板，所述连接板上设置有用于与后平台车连接的连接结构。

7.如权利要求1-4任一项所述的转向机构，其特征在于:所述偏心支架包括顶板，设置在所述顶板两侧的偏心板，两个所述偏心板分别设置在所述轮胎的两侧，与所述轮胎连接，所述顶板上设置所述回转机构。

8.如权利要求7所述的转向机构，其特征在于:所述偏心板的宽度从与所述顶板的连接端到与所述轮胎的连接端，宽度逐渐减小。

9.一种从动系统，包括后平台车，其特征在于：还包括如权利要求1-8任一项所述的转向机构，所述后平台车的两侧分别设置一所述转向机构。

10.一种履带底盘，其特征在于：所述履带底盘的后方设置有如权利要求9所述的从动系统。