CN105835970A - 一种液压变体控制越障车 - Google Patents

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苏欣平
曾祥营
刘寅
张珂宁
叶鹏
马超
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
    • B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members

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Abstract

本发明公开了一种液压变体控制越障车，包括车体和行走机构，所述行走机构包括执行元件，所述执行元件包括轮辐液压机构和水平液压机构，所述轮辐液压机构包括多个在车轮圆周上均匀分布的轮履伸缩结构，所述轮履伸缩结构包括轮履、轮幅、轮辐液压缸，所述轮履与轮幅的一端相连接，轮幅的另一端与轮辐液压缸相连接，通过轮幅液压缸控制轮辐和轮履做径向伸缩，所述水平液压机构包括车轴、水平液压缸。与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)本发明综合了车轮和腿式移动机构在速度和越障能力方面的优势。(2)本发明根据执行机构液压缸多、受力大的特点，采用了液压传动系统。

Description

一种液压变体控制越障车
技术领域
本发明涉及特种车辆技术领域，特别是涉及一种液压变体控制越障车。
背景技术
近年来，自然灾害的频繁发生，给人们的生产生活带来了巨大的灾难，然而抢险救灾工作却往往由于设备技术等因素的影响受到很大的限制。比如在地震灾区，路面条件十分恶劣，很多普通的救援车辆无法开进。因此，在抢险救灾过程中，研制出一种具有较高的越野机动能力的越障车辆具有很大的现实意义和实用价值。
自20世纪60年代美、前苏掀起月球探测高潮以来，各国科研机构相继研制出诸如轮式、腿式、轮腿式、履带式等各种型式的行星探测车移动系统。每种型式的移动系统都有其自身的优点与不足，其中腿式结构的适应能力最强，但效率最低；履带式结构的越障能力较强，但是效率也不高，且体积和重量较大；只有轮式移动系统因其效率高、易控制等特点成为研究最多、车型最全、应用最广的一类行星探测车移动系统。
移动机构是各种移动机器人的最基本和最关键的环节。从最早出现的机器人到如今涌现出的形态各异的机器人，其机构的形式层出不穷。而各种地面移动机构的快速性、越障性、平稳性等方面都各有优势。轮式移动机构行驶平稳快速，但是越障性能最差；腿式移动机构越障性能最强，但是速度慢、平稳性差，易发生故障且承重能力差。而车轮具有的特殊优点，例如普遍性、承重性，应用的广泛性等使得开展变形车轮的研究具有重要的科学意义和实用价值。同时，在遇到特殊地形或者障碍的时候，车轮采取适当的形变，能够更好地获得越障能力，在速度和越障能力方面取得突破。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种液压变体控制越障车。
为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：
一种液压变体控制越障车，包括车体和行走机构，所述行走机构包括执行元件，所述执行元件包括轮辐液压机构和水平液压机构，所述轮辐液压机构包括多个在车轮圆周上均匀分布的轮履伸缩结构，所述轮履伸缩结构包括轮履、轮幅、轮辐液压缸，所述轮履与轮幅的一端相连接，轮幅的另一端与轮辐液压缸相连接，通过轮幅液压缸控制轮辐和轮履做径向伸缩，所述水平液压机构包括车轴、水平液压缸，所述车轮通过轴承与车轴的一端滑动连接，所述车轴的另一端与水平液压缸相连接，通过水平液压缸控制车轮水平方向的伸缩。
其中，所述行走机构还包括动力元件，所述动力元件由齿轮泵组成。
其中，所述行走机构还包括控制元件，所述控制元件由控制阀组组成，所述控制阀组包括安全阀、单向阀、轮幅控制手动换向阀和水平液压缸控制手动换向阀、平衡阀，液压油箱与齿轮泵相连接，齿轮泵与轮幅控制手动换向阀、水平液压缸控制手动换向阀相连接，轮幅控制手动换向阀、水平液压缸控制手动换向阀与回油管相连接，回油管通过回油滤油器与液压油箱相连接，轮幅控制手动换向阀与轮幅液压缸相连接，水平液压缸控制手动换向阀与水平液压缸相连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明综合了车轮和腿式移动机构在速度和越障能力方面的优势。
(2)本发明根据执行机构液压缸多、受力大的特点，采用了液压传动系统。
附图说明
图1所示为本发明实施例的结构示意图(展开状态)；
图2所示为本发明实施例的结构示意图(回收状态)；
图3所示为本发明实施例执行元件的结构示意图；
图4所示为本发明实施例传动连接方框图；
图5所示为本发明实施例越障车液压原理图之一(常态)；
图6所示为本发明实施例液压原理图之二(展开)；
图7所示为本发明实施例液压原理图之三(回收)。
图中：1-轮履；2-轮幅；3-车轮；4-轴承；5-车轴；6-水平液压缸；7-车架；8-密封圈；9-弹簧挡圈；10-车体，11-控制阀组；12-安全阀；13-回油滤油器；31-发动机；32-离合器；33-变速箱；34-传动轴；35-前后桥；36-联轴器；37-油箱图中，14-齿轮泵；15-单向阀；16-轮幅控制手动换向阀；17-单向阀；18-水平液压缸控制手动换向阀；19-水平液压缸；20-轮幅液压缸；21-平衡阀
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明也可以作为车辆的辅助行走系统。一般车辆的越障能力，主要取决于两方面，一是车轮的大小，车轮直径越大，越障能力越好，二是车轮与地面的附着力大小，附着力越大，越障能力越好。而作为车轮的越障能力，一般不如腿式移动机构的越障能力。
如图1-图7所示，本发明提供了一种越障车，该越障车的车轮跨度可以向两侧伸展，而且，每个车轮上都有可以伸缩的轮履，通过该结构既可实现快速，又可实现较好的翻越障碍物性能。
一种液压变体控制越障车，包括车体和行走机构，所述行走机构包括执行元件，所述执行元件包括轮辐液压机构和水平液压机构，所述轮辐液压机构包括多个在车轮圆周上均匀分布的轮履伸缩结构，所述轮履伸缩结构包括轮履、轮幅、轮辐液压缸，所述轮履与轮幅的一端相连接，轮幅的另一端与轮辐液压缸相连接，通过轮幅液压缸控制轮辐和轮履做径向伸缩，所述水平液压机构包括车轴、水平液压缸，所述车轮通过轴承与车轴的一端滑动连接，所述车轴的另一端与水平液压缸相连接，通过水平液压缸控制车轮水平方向的伸缩。
如图4所示，本发明的主机械传动功率流是：发动机主轴输出扭矩和转速→离合器→变速箱→传动轴→前后桥→车轮；越障车车轮变体控制液压传动功率流是：发动机分动箱输出扭矩和转速→联轴器→齿轮泵(从油箱吸油)→控制阀组(回油接油箱)→水平液压缸(或轮幅液压缸)。处于回收状态时，越障车适于在比较平坦的路面上行驶。处于展开状态时，越障车适于在比较泥泞、凹凸不平的路面上行驶。
本发明的工作原理为：
如图5所示，为液压变体控制越障车之一(常态)，作为液压传动系统，包括动力元件、执行元件、控制元件、辅助装置和液压油等组成。所述动力元件是由齿轮泵组成。所述执行元件是由轮幅液压缸(包括轮履、轮幅、车轮、轴承、车轴、密封圈、弹簧挡圈等)和水平液压缸组成。所述控制元件是由控制阀组组成(包括溢流阀、单向阀、轮幅控制手动换向阀、水平液压缸控制手动换向阀、平衡阀等)。所述辅助装置是由回油滤油器、液压软管、接头等组成。
当液压传动系统处于常态(非工作状态)时，如图5(由于系统处于卸荷状态，压力为零，用蓝色箭头表示油流方向途径)所示，油液流动的途径是：油箱→齿轮泵→轮幅控制手动换向阀(中位)→水平液压缸控制手动换向阀(中位)→回油管→回油滤油器→油箱。
当液压传动系统处于展开工作状态时，如图6(红色箭头表示有压力油流方向途径，蓝色箭头表示压力为零油流方向途径)所示，首先用3～4个液压千斤顶将越障车车体稍微顶起，操纵水平液压缸伸出，油液流动的途径是：压力油路，油液从油箱→齿轮泵→单向阀17→水平液压缸控制手动换向阀(右位)→水平液压缸(无杆腔)；回油油路，油液从水平液压缸(有杆腔)→水平液压缸控制手动换向阀(右位)→回油管→回油滤油器→油箱。然后操纵轮幅液压缸伸出，油液流动的途径是：压力油路，油液从油箱齿轮泵单向阀15轮幅控制手动换向阀(右位)平衡阀轮幅液压缸(无杆腔)；回油油路，油液从轮幅液压缸(有杆腔)轮幅控制手动换向阀(右位)回油管回油滤油器油箱。
当液压传动系统处于回收工作状态时，如图7(红色箭头表示有压力油流方向途径，蓝色箭头表示压力为零油流方向途径)所示，首先操纵轮幅液压缸回收，油液流动的途径是：压力油路，油液从油箱齿轮泵单向阀15轮幅控制手动换向阀(左位)管道(同时将平衡阀打开)轮幅液压缸(有杆腔)；回油油路，油液从轮幅液压缸(无杆腔)管道平衡阀轮幅控制手动换向阀(左位)回油滤油器油箱。然后用3～4个液压千斤顶将越障车车体稍微顶起，操纵水平液压缸回收，油液流动的途径是：压力油路，油液从油箱→齿轮泵→单向阀17→水平液压缸控制手动换向阀(左位)→水平液压缸(有杆腔)；回油油路，油液从水平液压缸(无杆腔)→水平液压缸控制手动换向阀(左位)→回油管→回油滤油器→油箱。撤收千斤顶。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种液压变体控制越障车，包括车体和行走机构，其特征在于，所述行走机构包括执行元件，所述执行元件包括轮辐液压机构和水平液压机构，所述轮辐液压机构包括多个在车轮圆周上均匀分布的轮履伸缩结构，所述轮履伸缩结构包括轮履、轮幅、轮辐液压缸，所述轮履与轮幅的一端相连接，轮幅的另一端与轮辐液压缸相连接，通过轮幅液压缸控制轮辐和轮履做径向伸缩，所述水平液压机构包括车轴、水平液压缸，所述车轮通过轴承与车轴的一端滑动连接，所述车轴的另一端与水平液压缸相连接，通过水平液压缸控制车轮水平方向的伸缩。
2.根据权利要求1所述的液压变体控制越障车，其特征在于，所述行走机构还包括动力元件，所述动力元件由齿轮泵组成。
3.根据权利要求1所述的液压变体控制越障车，其特征在于，所述行走机构还包括控制元件，所述控制元件由控制阀组组成，所述控制阀组包括安全阀、单向阀、轮幅控制手动换向阀和水平液压缸控制手动换向阀、平衡阀，液压油箱与齿轮泵相连接，齿轮泵与轮幅控制手动换向阀、水平液压缸控制手动换向阀相连接，轮幅控制手动换向阀、水平液压缸控制手动换向阀与回油管相连接，回油管通过回油滤油器与液压油箱相连接，轮幅控制手动换向阀与轮幅液压缸相连接，水平液压缸控制手动换向阀与水平液压缸相连接。
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