CN105966479B - 一种稀软底质驱动装置及行走底盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种稀软底质驱动装置及行走底盘，该稀软底质驱动装置包括支架、安装于支架上的链轮单元和绕设于链轮单元上的行走带，行走带设有若干间隔布置的驱动板，支架为能供稀软底质穿过的框架式结构，行走带于任意相邻驱动板之间均设有供稀软底质通过的贯通孔；该行走底盘包括车体和两个上述的稀软底质驱动装置，两个稀软底质驱动装置安装于车体的两侧。本发明具有结构简单、质量轻、运动灵活、驱动力大、行驶阻力小、易于脱泥等优点。

Description

一种稀软底质驱动装置及行走底盘

技术领域

本发明涉及水下自行式作业设备技术领域，具体涉及一种稀软底质驱动装置及具有该稀软底质驱动装置的行走底盘。

背景技术

随着人类的脚步逐渐走向海洋，水下作业设备越来越受到关注，海洋的多数底质均为稀软底质，其具有剪切强度低、承载能力小的特点，对水下着底作业设备的行驶造成了沉陷、严重打滑等严重问题。

在稀软底质行驶时，一般采用履带式行走机构，为保证正常行走，通常要求履带具有足够的接地面积以减小接地比压、降低沉陷量，而为了获得足够大的驱动力，又要求履带履齿能有较深的插入泥土深度。目前的水下作业车中，一般采用大接地比和高履齿的行驶履带，但在海洋稀软底质区域，表层低于3KPa的底质厚度平均深度约0.2—0.5米，高履齿也无法深入到剪切强度高的泥层，且随着接地面积增加，履齿高度的增加会造成整机设备质量增大，从而加剧沉陷，履带宽度的增加也会增大履带在行驶方向的行驶阻力（推土阻力和压实阻力）。此外，由于水下土壤粘附能力极强，行驶机构在行走过程中粘附的土壤越积越多，使得驱动机构的驱动力下降甚至失去驱动能力，同时也使得作业机构本身重量越来越大。驱动机构在稀软的土壤中行驶，因土壤粘附等情况还极易产生脱链的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种结构简单、质量轻、运动灵活、驱动力大、行驶阻力小、易于脱泥的稀软底质驱动装置及行走底盘。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种稀软底质驱动装置，包括支架、安装于支架上的链轮单元和绕设于链轮单元上的行走带，所述行走带设有若干间隔布置的驱动板，所述支架为能供稀软底质穿过的框架式结构，所述行走带于任意相邻驱动板之间均设有供稀软底质通过的贯通孔。

上述的稀软底质驱动装置，优选的，所述行走带包括两条绕设在链轮单元上的链条，若干驱动板连接于两条链条之间并沿链条依次间隔布置，任意相邻驱动板和两条链条围成一个所述的贯通孔。

上述的稀软底质驱动装置，优选的，所述链条由若干链节连接而成，所述链条两侧的外壁上每相隔若干个链节的距离均固接有一个连接耳，所述驱动板通过紧固件与连接耳连接。

上述的稀软底质驱动装置，优选的，所述驱动板设有两个分别对应卡套于两条链条上的U型卡槽，各U型卡槽的两侧边分别通过紧固件与链条两侧的连接耳固接。

上述的稀软底质驱动装置，优选的，所述行走带运行至支架底部的一段为与水平面平行的平直段，所述平直段上的驱动板与所述水平面垂直。

上述的稀软底质驱动装置，优选的，所述驱动板上设有若干交错布置的加强筋。

上述的稀软底质驱动装置，优选的，所述支架为采用轻质空心型材焊接而成的桁架结构；所述支架的一侧焊接有多个车体连接座。

上述的稀软底质驱动装置，优选的，所述链轮单元包括驱动组件、引导轮组件、两个承载导向组件、承载组件和两个托链组件，所述驱动组件和引导轮组件分别布置在支架上部的前后两端，所述托链组件布置在支架的上部并位于驱动组件和引导轮组件之间，两个承载导向组件分别布置在支架下部的前后两端，所述承载组件布置在支架下部并位于两个承载导向组件之间，所述行走带绕设在驱动组件、承载导向组件、承载组件、引导轮组件及托链组件上。

上述的稀软底质驱动装置，优选的，所述驱动组件包括驱动马达、驱动链轮、从动链轮、驱动轴和安装于支架上的支撑架，所述驱动马达安装于支撑架上，所述驱动链轮固定连接在驱动马达的驱动端，所述驱动轴通过轴承安装在支撑架上，驱动轴的一端与驱动马达的驱动端连接，所述从动链轮安装在驱动轴的另一端；

所述引导轮组件包括引导轴、两个引导链轮和安装于支架上的第一轴承支撑，所述引导轴通过轴承安装在第一轴承支撑中，两个引导链轮分别安装在引导轴的两端；所述第一轴承支撑与支架之间还安装有张紧机构；

所述承载导向组件包括承载轴、两个承载导向链轮和安装于支架上的第二轴承支撑，所述承载轴通过轴承安装在第二轴承支撑中，两个承载导向链轮分别安装在承载轴的两端；

所述承载组件包括通轴、两个承载轮和安装于支架上的第三轴承支撑，所述通轴安装在第三轴承支撑中，两个承载轮分别安装在通轴的两端；

所述托链组件包括两个托链轮，两个托链轮分别通过各自对应的轴承支撑座安装于支架上。

一种行走底盘，包括车体和两个上述的稀软底质驱动装置，两个稀软底质驱动装置分别安装于车体的两侧。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明稀软底质驱动装置的支架采用框架式结构，同时行走带设有若干贯通孔，首先，可以大大减轻整个装置的质量（相比于传统履带式驱动装置可减少一半的质量）；其次，驱动装置在插入沉积物时，泥土可以穿过支架及行走带，产生的阻力较小，使得驱动装置可以大深度插入，进而进入剪切强度高的底层，获得更大的驱动力，并且驱动装置在行驶过程中，行进方向的泥土可以穿过支架及行走带而不被完全挤压移开，从而大大降低了驱动装置的行驶阻力（挤压和移开产生的压实阻力和推土阻力）；另外，驱动装置在行驶过程中，粘附在驱动板上的泥在随着驱动板由底层带到驱动装置上部时，会在重力作用下穿过贯通孔和支架掉落回泥土表面，从而实现脱泥。该稀软底质驱动装置具有结构简单、质量轻、运动灵活、驱动力大、行驶阻力小、易于脱泥等优点。

本发明的行走底盘由于采用了上述稀软底质驱动装置，因此也具有该稀软底质驱动装置所具有的优点。

附图说明

图1为稀软底质驱动装置的立体结构示意图。

图2为稀软底质驱动装置中行走带的局部放大结构示意图。

图3为稀软底质驱动装置中支架的立体结构示意图。

图4为稀软底质驱动装置中驱动组件的立体结构示意图。

图5为稀软底质驱动装置中引导轮组件的立体结构示意图。

图6为稀软底质驱动装置中承载导向组件的立体结构示意图。

图7为稀软底质驱动装置中承载组件的立体结构示意图。

图8为行走底盘的结构示意图。

图例说明：

1、支架；11、前安装板；12、后安装板；13、连接座；2、链轮单元；21、驱动组件；211、支撑架；212、驱动马达；213、驱动链轮；214、从动链轮；215、驱动轴；22、引导轮组件；221、第一轴承支撑；222、引导轴；223、引导链轮；224、张紧机构；23、承载导向组件；231、第二轴承支撑；232、承载轴；233、承载导向链轮；24、承载组件；241、第三轴承支撑；242、通轴；243、承载轮；25、托链组件；251、轴承支撑座；252、托链轮；3、行走带；31、驱动板；311、U型卡槽；312、加强筋；32、链条；321、链节；322、连接耳； 4、车体。

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。

如图1至图3所示，本实施例的一种稀软底质驱动装置，包括支架1、安装于支架1上的链轮单元2和绕设于链轮单元2上的行走带3，行走带3设有若干间隔布置的驱动板31，驱动板31随行走带3运行插入稀软底质中驱动整个装置前行，本实施例的支架1为能供稀软底质穿过的框架式结构，行走带3于任意相邻驱动板31之间均设有供稀软底质通过的贯通孔。该稀软底质驱动装置的支架1采用框架式结构，同时行走带3设有若干贯通孔，首先，可以大大减轻整个装置的质量（相比于传统履带式驱动装置可减少一半的质量）；其次，驱动装置在插入沉积物时，泥土可以穿过支架1及行走带3，产生的阻力较小，使得驱动装置可以大深度插入，进而驱动板31可进入剪切强度高的底层，获得更大的驱动力，并且驱动装置在行驶过程中，行进方向的泥土可以穿过支架1及行走带3而不被完全挤压移开，从而大大降低了驱动装置的行驶阻力（挤压和移开产生的压实阻力和推土阻力）；另外，驱动装置在行驶过程中，粘附在驱动板31上的泥在随着驱动板31由底层带到驱动装置上部时，会在重力作用下穿过贯通孔和支架1掉落回泥土表面，从而实现脱泥。该驱动装置具有结构简单、质量轻、运动灵活、驱动力大、行驶阻力小、易于脱泥等优点。

本实施例中，行走带3包括上述的若干驱动板31和两条绕设在链轮单元2上的链条32，若干驱动板31连接于两条链条32之间并沿链条32依次间隔布置，任意相邻驱动板31与两条链条32围成一个上述的贯通孔，也即相邻驱动板31与两条链条32之间的空间均为贯通孔，该种链板式结构的行走带3使泥土在重力作用下无法粘附在驱动板31上，更加有利于脱泥，并且其结构简单、运动灵活、质量轻。

本实施例中，链条32采用耐腐蚀的通用不锈钢制成，链条32由若干链节321连接而成，链条32两侧的外壁上每相隔2-3个链节321的距离均焊接有一个连接耳322，驱动板31通过紧固件（螺栓）与连接耳322连接。本实施例的驱动板31可以采用金属材料，也可以采用非金属材料，例如钛合金、碳纤维材料等。

优选的，驱动板31设有两个U型卡槽311，两个U型卡槽311分别对应卡套于两条链条32上，各链条32两侧的外壁上对应每块驱动板31均设有一个连接耳322，各U型卡槽311的两侧边分别通过紧固件（螺栓）与对应链条32两侧的连接耳322固接，能够大大加强驱动板31的安装稳固性。

本实施例中，行走带3运行至支架1底部的一段为与水平面（底质表面）平行的平直段，平直段上的驱动板31与水平面垂直，使驱动板31更容易插入稀软底质，并能够提供最大化的驱动力。

本实施例中，驱动板31上设有若干交错布置的加强筋312，以增加驱动板31的强度。

如图1、图3和图8所示，本实施例的支架1为采用轻质空心圆管焊接而成的桁架结构，相比于传统履带式驱动装置，可大大降低整机质量，实现整个装置的轻量化。支架1上部的前端焊接有连接驱动组件21的前安装板11，支架1上部的后端焊接有引导轮组件22的后安装板12，在支架1的一侧焊接有多个连接座13，用来与车体4连接。

如图1、图4至图7所示，本实施例的链轮单元2包括驱动组件21、引导轮组件22、两个承载导向组件23、承载组件24和两个托链组件25，驱动组件21和引导轮组件22分别布置在支架1上部的前后两端，托链组件25布置在支架1的上部并位于驱动组件21和引导轮组件22之间，两个承载导向组件23分别布置在支架1下部的前后两端，承载组件24布置在支架1下部并位于两个承载导向组件23之间，行走带3绕设在驱动组件21、承载导向组件23、承载组件24、引导轮组件22及托链组件25上。

本实施例中，驱动组件21包括驱动马达212、驱动链轮213、从动链轮214和驱动轴215和通过螺栓连接安装于支架1的前安装板11上的支撑架211，驱动马达212通过螺栓连接安装于支撑架211上，驱动链轮213固定连接在驱动马达212的驱动端，驱动轴215呈伞形，驱动轴215通过轴承安装在支撑架211上，驱动轴215的一端与驱动马达212的驱动端连接，从动链轮214通过键及螺栓安装在驱动轴215的另一端。驱动马达212提供驱动力，带动驱动轴215、驱动链轮213、从动链轮214转动，进而驱动行走带3转动运行。

本实施例中，引导轮组件22包括引导轴222、两个引导链轮223和安装于支架1的后安装板12上的第一轴承支撑221，引导轴222通过轴承安装在第一轴承支撑221中，两个引导链轮223通过键及螺栓分别安装在引导轴222的两端；第一轴承支撑221与支架1之间还安装有张紧机构224。引导轮组件22用来引导驱动装置的行驶方向。

张紧机构224及其安装可以参考现有技术，本实施例的张紧机构224为弹簧张紧机构，在其他实施例中可采用液压或其他张紧机构，张紧机构224使行走带3保持一定的紧度，减少行走带3的下垂和在运行中的跳动，从而减小冲击载荷及额外的功率损耗，并防止链条32脱轨，同时当引导轮组件22前遇到障碍物或行走带3卡入石块等硬物而使行走带3过于张紧时，它能允许引导轮组件22后移，以免损坏机件，越过障碍物后，引导轮组件22又在弹簧的作用下恢复原位。

本实施例中，承载导向组件23包括承载轴232、两个承载导向链轮233和安装于支架1上的第二轴承支撑231，承载轴232通过轴承安装在第二轴承支撑231中，两个承载导向链轮233分别安装在承载轴232的两端。承载导向组件23既支撑整机质量又引导驱动装置的行驶方向，引导轮组件22和承载导向组件23的链轮导向能有效防止驱动装置在作业中出现的脱链情况。

本实施例中，承载组件24包括通轴242、两个承载轮243和安装于支架1上的第三轴承支撑241，通轴242安装在第三轴承支撑241中，两个承载轮243分别安装在通轴242的两端。承载组件24在支架1的下面支撑整个驱动装置的质量，并将质量分布到行走带3上，且承载组件24的辐条式结构也可降低驱动装置的质量。

本实施例中，托链组件25包括两个托链轮252，两个托链轮252分别通过各自对应的轴承支撑座251安装于支架1上。托链组件25将行走带3上部托起，防止行走带3下垂过大，减少行走带3在运动过程中产生的跳动和侧向摆动，进而防止脱链。

如图8所示，本实施例的一种行走底盘，包括车体4和两个上述的稀软底质驱动装置，两个稀软底质驱动装置分别安装于车体4的两侧，具体的，稀软底质驱动装置通过四连杆机构、油缸与车体4相连，车体4承受整车在竖直方向的质量载荷，稀软底质驱动装置提供整车前进的驱动力，稀软底质驱动装置可以在四连杆机构和油缸的作用下调节插入泥土的深度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种稀软底质驱动装置，包括支架（1）、安装于支架（1）上的链轮单元（2）和绕设于链轮单元（2）上的行走带（3），所述行走带（3）设有若干间隔布置的驱动板（31），其特征在于：所述支架（1）为能供稀软底质穿过的框架式结构，所述行走带（3）于任意相邻驱动板（31）之间均设有供稀软底质通过的贯通孔；所述行走带（3）包括两条绕设在链轮单元（2）上的链条（32），若干驱动板（31）连接于两条链条（32）之间并沿链条（32）依次间隔布置，任意相邻驱动板（31）和两条链条（32）围成一个所述的贯通孔。

2.根据权利要求1所述的一种稀软底质驱动装置，其特征在于：所述链条（32）由若干链节（321）连接而成，所述链条（32）两侧的外壁上每相隔若干个链节（321）的距离均固接有一个连接耳（322），所述驱动板（31）通过紧固件与连接耳（322）连接。

3.根据权利要求2所述的一种稀软底质驱动装置，其特征在于：所述驱动板（31）设有两个分别对应卡套于两条链条（32）上的U型卡槽（311），各U型卡槽（311）的两侧边分别通过紧固件与链条（32）两侧的连接耳（322）固接。

4.根据权利要求1所述的一种稀软底质驱动装置，其特征在于：所述行走带（3）运行至支架（1）底部的一段为与水平面平行的平直段，所述平直段上的驱动板（31）与所述水平面垂直。

5.根据权利要求1所述的一种稀软底质驱动装置，其特征在于：所述驱动板（31）上设有若干交错布置的加强筋（312）。

6.根据权利要求1所述的一种稀软底质驱动装置，其特征在于：所述支架（1）为采用轻质空心型材焊接而成的桁架结构；所述支架（1）的一侧焊接有多个车体连接座（13）。

7.根据权利要求1所述的一种稀软底质驱动装置，其特征在于：所述链轮单元（2）包括驱动组件（21）、引导轮组件（22）、两个承载导向组件（23）、承载组件（24）和两个托链组件（25），所述驱动组件（21）和引导轮组件（22）分别布置在支架（1）上部的前后两端，所述托链组件（25）布置在支架（1）的上部并位于驱动组件（21）和引导轮组件（22）之间，两个承载导向组件（23）分别布置在支架（1）下部的前后两端，所述承载组件（24）布置在支架（1）下部并位于两个承载导向组件（23）之间，所述行走带（3）绕设在驱动组件（21）、承载导向组件（23）、承载组件（24）、引导轮组件（22）及托链组件（25）上。

8.根据权利要求7所述的一种稀软底质驱动装置，其特征在于：所述驱动组件（21）包括驱动马达（212）、驱动链轮（213）、从动链轮（214）、驱动轴（215）和安装于支架（1）上的支撑架（211），所述驱动马达（212）安装于支撑架（211）上，所述驱动链轮（213）固定连接在驱动马达（212）的驱动端，所述驱动轴（215）通过轴承安装在支撑架（211）上，驱动轴（215）的一端与驱动马达（212）的驱动端连接，所述从动链轮（214）安装在驱动轴（215）的另一端；

所述引导轮组件（22）包括引导轴（222）、两个引导链轮（223）和安装于支架（1）上的第一轴承支撑（221），所述引导轴（222）通过轴承安装在第一轴承支撑（221）中，两个引导链轮（223）分别安装在引导轴（222）的两端；所述第一轴承支撑（221）与支架（1）之间还安装有张紧机构（224）；

所述承载导向组件（23）包括承载轴（232）、两个承载导向链轮（233）和安装于支架（1）上的第二轴承支撑（231），所述承载轴（232）通过轴承安装在第二轴承支撑（231）中，两个承载导向链轮（233）分别安装在承载轴（232）的两端；

所述承载组件（24）包括通轴（242）、两个承载轮（243）和安装于支架（1）上的第三轴承支撑（241），所述通轴（242）安装在第三轴承支撑（241）中，两个承载轮（243）分别安装在通轴（242）的两端；

所述托链组件（25）包括两个托链轮（252），两个托链轮（252）分别通过各自对应的轴承支撑座（251）安装于支架（1）上。

9.一种行走底盘，包括车体（4）和两个分别安装于车体（4）两侧的驱动装置，其特征在于：所述驱动装置为权利要求1至8中任一项所述的稀软底质驱动装置。