CN106428269A - 履刺角度可调式履带行走底盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种履刺角度可调式履带行走底盘，包括支座、安装于支座两侧的两个履带行走装置以及安装于支座上的驱动装置，各履带行走装置包括机架、安装在机架上的带轮单元和绕设在带轮单元上的行走履带，驱动装置与带轮单元相连，行走履带上设有若干间隔布置的履刺板，各履刺板通过转动机构安装于行走履带上并可绕与行走履带外表面垂直的轴线转动，各履带式行走装置还设有用于调节履刺板转动角度的角度调节装置。本发明具有对土壤的破坏小、转向能力好、功率损失小、适应性好等优点。

Description

履刺角度可调式履带行走底盘

技术领域

本发明涉及履带行走装备技术领域，具体涉及一种履刺角度可调式履带行走底盘。

背景技术

履带式行走系是在工程机械中仅次于轮胎式广泛采用的行走系。常见的履带式工程机械有推土机、装载机挖掘机、钻孔机、凿岩台机、收割机等。

中国作为世界上最大的粮食供应产地，在粮食安全中占有及其重要的地位。就水稻而言，世界水稻种植区域主要集中在亚洲，其产量占世界水稻总产量的92%，美国是北美的主要水稻生产国，欧洲最大的水稻生产国是意大利。我国是世界上最大的水稻生产国，水稻常年种植面积约3000万公顷，为世界水稻种植面积的20%左右；水稻也是我国最主要的粮食作物之一，稻谷总产量近2亿吨。国内外的实践证明，水稻生产全程机械化具有明显的优点：提高稻米的品质，效率提高，增加产量。

农业机械在湖南等丘陵地区适合采用履带式，但现有履带机械的转向受到土壤剪切变形的影响较大,存在对土壤的破坏大，履带对地面的附着力小,功率损失高，履带车转向能力差等问题。

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，提供一种对土壤的破坏小、转向能力好、功率损失小、适应性好的履刺角度可调式履带行走底盘。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种履刺角度可调式履带行走底盘，包括支座、安装于支座两侧的两个履带行走装置以及安装于支座上的驱动装置，各履带行走装置包括机架、安装在机架上的带轮单元和绕设在带轮单元上的行走履带，所述驱动装置与带轮单元相连，所述行走履带上设有若干间隔布置的履刺板，各履刺板通过转动机构安装于行走履带上并可绕与行走履带外表面垂直的轴线转动，各履带式行走装置还设有用于调节履刺板转动角度的角度调节装置。

上述的履刺角度可调式履带行走底盘，优选的，各履刺板均连接有一扇形齿轮，所述角度调节装置包括三个用于与扇形齿轮配合驱使履刺板转动的调节齿轮，三个调节齿轮安装在机架上并沿行走履带接地段的运行方向间隔布置，各调节齿轮均连接有一旋转驱动组件，各履刺板与行走履带之间还设有用于固定履刺板转动角度的锁止组件。

上述的履刺角度可调式履带行走底盘，优选的，所述转动机构包括转轴和夹板，所述转轴穿设安装于行走履带上的安装通孔中，所述履刺板和夹板分别连接于转轴的两端，所述扇形齿轮固设于夹板上。

上述的履刺角度可调式履带行走底盘，优选的，所述锁止组件包括锁销和设于行走履带上的滑孔，所述夹板上设有多个通过转动夹板可分别与滑孔对齐的定位孔，所述锁销滑设于滑孔中并能滑动伸入或退出所述定位孔，所述滑孔中安装有使锁销伸入定位孔的弹性部件，各定位孔中安装有用于克服弹性部件作用迫使锁销退出定位孔的推杆，所述锁止组件还包括用于驱动所述推杆动作以迫使锁销退出定位孔的解锁机构。

上述的履刺角度可调式履带行走底盘，优选的，所述解锁机构包括与所述调节齿轮固接且同步转动的凸轮。

上述的履刺角度可调式履带行走底盘，优选的，所述夹板上设有三个定位孔，三个定位孔分别与滑孔对齐时，履刺板分别处于与行走履带接地段的运行方向垂直、相对于行走履带接地段的运行方向向一侧偏转和相对于行走履带接地段的运行方向向另一侧偏转的状态。

上述的履刺角度可调式履带行走底盘，优选的，所述驱动装置包括动力输入轴、转向输入轴以及由第一太阳轮、第一行星轮、第一行星架和第一齿圈构成的驱动行星轮系，所述动力输入轴与第一太阳轮相连，所述第一行星架通过驱动轮轴与带轮单元的驱动轮相连，所述转向输入轴通过第一传动机构与第一齿圈相连；各调节齿轮连接的旋转驱动组件均包括旋转输入轴、旋转输出轴以及由第二太阳轮、第二行星轮、第二行星架和第二齿圈构成的角度调节行星轮系，所述旋转输入轴与第二太阳轮相连，所述调节齿轮通过旋转输出轴与第二行星架相连，所有调节齿轮连接的旋转驱动组件的旋转输入轴通过第二传动机构与驱动轮轴相连，位于中间的调节齿轮连接的旋转驱动组件的第二齿圈与机架固定，其余两个调节齿轮的旋转驱动组件的第二齿圈通过第三传动机构与第一齿圈相连。

上述的履刺角度可调式履带行走底盘，优选的，各行走履带接地段沿运行方向依次分为前部接地段、中间接地段和后部接地段，行走底盘直行时，行走履带接地段的所有履刺板与行走履带接地段运行方向垂直；行走底盘转弯时，中间接地段的履刺板与行走履带接地段运行方向垂直，前部接地段的履刺板与后部接地段的履刺板偏转且偏转方向相反。

上述的履刺角度可调式履带行走底盘，优选的，在行走底盘直行和转弯时两个行走履带接地段的履刺板的偏转方向均保持对称。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的履刺角度可调式履带行走底盘中，角度调节装置可调节行走履带上履刺板的转动角度，使履刺板与行走履带接地段运行方向垂直或者向行走履带接地段运行方向的两侧偏转一定角度，在行走底盘转弯时，通过使履刺板偏转至合适角度，可减轻对土壤的破坏，减小土壤剪切变形对行走底盘转向的影响，提高履带车转向能力，同时还能增加行走履带对底面的附着力，降低功率损失。该履刺角度可调式履带行走底盘能够适应多种履带车和多种路况，利于推广，适合于中国的国情。

附图说明

图1为履刺角度可调式履带行走底盘的局部俯剖视图。

图2为履刺角度可调式履带行走底盘的侧视结构示意图。

图3为履刺板通过转动机构安装在行走履带上的结构示意图。

图4为图3的俯视结构示意图。

图5为图3的侧剖视结构示意图。

图6为调节齿轮与扇形齿轮配合的结构示意图。

图7为驱动装置和角度调节装置的结构原理图。

图8为履刺角度可调式履带行走底盘直行时履刺板转动状态的示意图。

图9为履刺角度可调式履带行走底盘转弯时履刺板转动状态的示意图。

图例说明：

1、支座；2、驱动装置；21、动力输入轴；22、转向输入轴；23、第一太阳轮；24、第一行星轮；25、第一行星架；26、第一齿圈；27、驱动轮轴；3、机架；4、带轮单元；5、行走履带；51、履刺板；52、扇形齿轮；53、转轴；54、夹板；55、锁销；56、滑孔；57、定位孔；58、弹性部件；59、推杆；510、凸轮；6、角度调节装置；61、调节齿轮；62、旋转输入轴；63、旋转输出轴；64、第二太阳轮；65、第二行星轮；66、第二行星架；67、第二齿圈；711、第一链轮传动机构；712、第二链轮传动机构；713、第二链轮传动机构；714、中间输入轴；721、第一中间轴；722、第二中间轴；723、第三中间轴；724、第四中间轴；725、第四链轮传动机构。

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和图2所示，本实施例的履刺角度可调式履带行走底盘，包括支座1、安装于支座1两侧的两个履带行走装置以及安装于支座1上的驱动装置2，各履带行走装置包括机架3、安装在机架3上的带轮单元4和绕设在带轮单元4上的行走履带5，带轮单元4为现有技术，其包括驱动轮、支承轮、托轮、张紧轮等，驱动装置2与带轮单元4的驱动轮相连，以驱动带轮单元4转动以使行走履带5运行，行走履带5上设有若干间隔布置的履刺板51，各履刺板51通过转动机构安装于行走履带5上，履刺板51可绕与行走履带5外表面垂直的轴线转动，各履带式行走装置还设有用于调节履刺板51转动角度的角度调节装置6。角度调节装置6可调节行走履带5上履刺板51的转动角度，使履刺板51与行走履带5接地段运行方向垂直或者向行走履带5接地段运行方向的两侧偏转一定角度，在行走底盘转弯时，通过使履刺板51偏转至合适角度，可减轻对土壤的破坏，减小土壤剪切变形对行走底盘转向的影响，提高履带车转向能力，同时还能增加行走履带5对底面的附着力，降低功率损失。该履刺角度可调式履带行走底盘能够适应多种履带车和多种路况，利于推广，适合于中国的国情。

本实施例中，如图3至图6所示，转动机构包括转轴53和夹板54，转轴53穿设安装于行走履带5上的安装通孔中，履刺板51和夹板54分别连接于转轴53的两端，履刺板51和夹板54分别位于行走履带5的两侧形成定位，使履刺板51不会掉落，并且履刺板51、转轴53和夹板54连接为一体，三者同步转动。该种转动机构的结构简单、易于制作装配、工作稳定可靠。

本实施例中，各履刺板51的夹板54均连接有一扇形齿轮52，角度调节装置6包括三个调节齿轮61，各调节齿轮61用于与行走履带5接地段上的履刺板51所对应的扇形齿轮52配合驱使履刺板51，三个调节齿轮61安装在机架3上并沿行走履带5接地段（与地面接触的一段行走履带5）的运行方向间隔布置，各调节齿轮61均连接有一旋转驱动组件，各履刺板51与行走履带5之间还设有用于固定履刺板51转动角度的锁止组件。旋转驱动组件驱动调节齿轮61转动并控制调节齿轮61的转速，通过控制调节齿轮61与行走履带5的线速度差来调节履刺板51的转动角度。当调节齿轮61的线速度与行走履带5的线速度相同时，调节齿轮61对扇形齿轮52无驱动作用，履刺板51不转动；当调节齿轮61的线速度大于行走履带5的线速度时，调节齿轮61驱动扇形齿轮52使履刺板51向一侧偏转；当调节齿轮61的线速度小于行走履带5的线速度时，调节齿轮61阻碍扇形齿轮52使履刺板51向另一侧偏转，履刺板51的偏转角度由调节齿轮61与扇形齿轮52的啮合时间以及行走履带5与调节齿轮61的线速度差决定。上述三个调节齿轮61分别独立调节履刺板51的转动角度，相当于将行走履带5接地段分为三段，每一段上的履刺板51的转动角度可分别调节至需要的角度，从而可更好的适应行走底盘转弯。

上述锁止组件包括锁销55和设于行走履带5上的滑孔56，夹板54上设有三个通过转动夹板54可分别与滑孔56对齐的定位孔57，三个定位孔57分别与滑孔56对齐时履刺板51分别对应处于三个状态，第一个状态为履刺板51与行走履带5接地段的运行方向垂直，第二个状态为履刺板51相对于行走履带5接地段的运行方向向一侧偏转一定角度，第三个状态为履刺板51相对于行走履带5接地段的运行方向向另一侧偏转一定角度。锁销55滑设于滑孔56中并能滑动伸入或退出定位孔57，滑孔56中安装有使锁销55伸入定位孔57的弹性部件58，弹性部件58为伸缩弹簧，各定位孔57中安装有用于克服弹性部件58作用迫使锁销55退出定位孔57的推杆59，锁止组件还包括用于驱动推杆59动作以迫使锁销55退出定位孔57的解锁机构。本实施例的解锁机构包括与调节齿轮61固接且同步转动的凸轮510，调节齿轮61是通过速度差实现控制履刺板51转动的，对于凸轮510而言，跟随调节齿轮61旋转，只要存在转向差速，就可以通过旋转的方式迫使推杆59推动锁销55退出定位孔57，这样就使履刺板51处于一种自由状态，可以适应履带车身的旋转，当转动角度恰好适应偏上或者偏下角度的锁定位置时，锁销55伸入任意一个定位孔57时，可阻止履刺板51转动，从而实现锁止。

如图7所示，本实施例的驱动装置2包括与行走驱动件（发动机和变速器）相连的动力输入轴21、与转向驱动件（转向液压马达）相连的转向输入轴22以及由第一太阳轮23、第一行星轮24、第一行星架25和第一齿圈26构成的驱动行星轮系，动力输入轴21与第一太阳轮23相连，第一行星架25通过驱动轮轴27与带轮单元4的驱动轮相连，转向输入轴22通过第一传动机构与第一齿圈26相连；各调节齿轮61连接的旋转驱动组件均包括旋转输入轴62、旋转输出轴63以及由第二太阳轮64、第二行星轮65、第二行星架66和第二齿圈67构成的角度调节行星轮系，旋转输入轴62与第二太阳轮64相连，调节齿轮61通过旋转输出轴63与第二行星架66相连，所有调节齿轮61连接的旋转驱动组件的旋转输入轴62通过第二传动机构与驱动轮轴27相连，位于中间的调节齿轮61连接的旋转驱动组件的第二齿圈67与机架3固定，其余两个调节齿轮61（分别为前端调节齿轮61和后端调节齿轮61）的旋转驱动组件的第二齿圈67通过第三传动机构与第一齿圈26相连。

上述第一传动机构包括分别安装在转向输入轴22和第一齿圈26上的两个相互啮合进行传动的传动齿轮；

第二传动机构包括第一链轮传动机构711、第二链轮传动机构712、第三链轮传动机构713、中间输入轴714，中间输入轴714通过齿轮副与驱动轮轴27相连进行传动，第一链轮传动机构711安装在中间输入轴714和后端调节齿轮61对应的旋转输入轴62之间进行传动，第二链轮传动机构712安装在后端调节齿轮61对应的旋转输入轴62和中间调节齿轮61对应的旋转输入轴62之间进行传动，第三链轮传动机构713安装在中间调节齿轮61对应的旋转输入轴62和前端调节齿轮61对应的旋转输入轴62之间进行传动。驱动轮轴27驱使中间输入轴714转动，再通过第一链轮传动机构711、第二链轮传动机构712、第三链轮传动机构713驱动三个调节齿轮61同步转动，通过配置第一链轮传动机构711、第二链轮传动机构712、第三链轮传动机构713的传动比，可使三个调节齿轮61所对应的旋转输入轴62转速相等；

第三传动机构包括第一中间轴721、第二中间轴722、第三中间轴723、第四中间轴724，第一中间轴721通过齿轮副与第一齿圈26相连进行传动，后端调节齿轮61对应的第二齿圈67通过齿轮副与第一中间轴721相连进行传动，第二中间轴722通过齿轮副与后端调节齿轮61对应的第二齿圈67相连进行传动，第三中间轴723通过第四链轮传动机构725与第二中间轴722相连进行传动，第三中间轴723通过齿轮副与第四中间轴724相连进行传动，第四中间轴724通过齿轮副与前端调节齿轮61对应的第二齿圈67相连进行传动。转向输入轴22通过第三传动机构驱动前端调节齿轮61和后端调节齿轮61所对应的第二齿圈67同步转动，通过配置各齿轮副的传动比和第四链轮传动机构725的传动比，可调节使前端调节齿轮61和后端调节齿轮61的转速。

在行走底盘直线行走时，行走驱动件驱动动力输入轴21转动，转向驱动件使转向输入轴22不转动，前端调节齿轮61和后端调节齿轮61的旋转驱动组件的第二齿圈67保持固定，驱动轮轴27驱使带轮单元4带动行走履带5运行，同时，动力输入轴21的动力经传动机构、角度调节行星轮系分别传递至三个调节齿轮61，使三个调节齿轮61的线速度与行走履带5的线速度相等，各调节齿轮61不驱使履刺板51转动；当行走底盘转弯时，行走驱动件驱动动力输入轴21转动，转向驱动件也驱动转向输入轴22转动，转向输入轴22驱使第一齿圈26转动，第一齿圈26通过传动机构带动前端调节齿轮61和后端调节齿轮61的旋转驱动组件的第二齿圈67转动，进而改变前端调节齿轮61和后端调节齿轮61的转速，迫使履刺板51转动至相应角度。

本实施例中各调节齿轮61连接的旋转驱动组件的动力源均取自行走底盘的驱动装置2，并且驱动装置2的转向输入轴22驱动转向的同时调节各调节齿轮61的转速，使行走履带5上的履刺板51转动至相适应的角度，其控制简单方便、可靠性高。在其他实施例中，各调节齿轮61连接的旋转驱动组件也可设置各自独立的动力源。

本实施例中，如图8和图9所示，各行走履带5接地段沿运行方向依次分为前部接地段、中间接地段和后部接地段，行走底盘直行时，行走履带5接地段的所有履刺板51与行走履带5接地段运行方向垂直；行走底盘转弯时，中间接地段的履刺板51与行走履带5接地段运行方向垂直，前部接地段的履刺板51与后部接地段的履刺板51偏转且偏转方向相反。在行走底盘直行和转弯时两个行走履带5接地段的履刺板51的偏转方向均保持对称。由于转向时，行走履带5接地段前部、中部和后部与地面接触受力的情况不同，这样设置使每个履带行走装置中，行走履带5接地段每一部分的履刺板51均符合转向要求，达到减轻对土壤的破坏，减小土壤剪切变形对行走底盘转向的影响的最佳效果。

以行走底盘右转弯为例，行走底盘右转弯时，左侧行走履带5的前部接地段的履刺板51向右转弯方向偏转，左侧行走履带5的后部接地段的履刺板51偏转方向与前部接地段的履刺板51偏转方向相反，左侧行走履带5的中间接地段保持与行走履带5接地段运行方向垂直。右侧行走履带5接地段的履刺板51的偏转方向与左侧行走履带5接地段的履刺板51偏转方向保持对称，也即右侧行走履带5的前部接地段的履刺板51偏转方向与左侧行走履带5的前部接地段的履刺板51偏转方向相反，右侧行走履带5的后部接地段的履刺板51偏转方向与左侧行走履带5的后部接地段的履刺板51偏转方向相反，右侧行走履带5的中间接地段的履刺板51与行走履带5接地段运行方向垂直。

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)

1.一种履刺角度可调式履带行走底盘，包括支座（1）、安装于支座（1）两侧的两个履带行走装置以及安装于支座（1）上的驱动装置（2），各履带行走装置包括机架（3）、安装在机架（3）上的带轮单元（4）和绕设在带轮单元（4）上的行走履带（5），所述驱动装置（2）与带轮单元（4）相连，所述行走履带（5）上设有若干间隔布置的履刺板（51），其特征在于：各履刺板（51）通过转动机构安装于行走履带（5）上并可绕与行走履带（5）外表面垂直的轴线转动，各履带式行走装置还设有用于调节履刺板（51）转动角度的角度调节装置（6）。

2.根据权利要求1所述的履刺角度可调式履带行走底盘，其特征在于：各履刺板（51）均连接有一扇形齿轮（52），所述角度调节装置（6）包括三个用于与扇形齿轮（52）配合驱使履刺板（51）转动的调节齿轮（61），三个调节齿轮（61）安装在机架（3）上并沿行走履带（5）接地段的运行方向间隔布置，各调节齿轮（61）均连接有一旋转驱动组件，各履刺板（51）与行走履带（5）之间还设有用于固定履刺板（51）转动角度的锁止组件。

3.根据权利要求2所述的履刺角度可调式履带行走底盘，其特征在于：所述转动机构包括转轴（53）和夹板（54），所述转轴（53）穿设安装于行走履带（5）上的安装通孔中，所述履刺板（51）和夹板（54）分别连接于转轴（53）的两端，所述扇形齿轮（52）固设于夹板（54）上。

4.根据权利要求3所述的履刺角度可调式履带行走底盘，其特征在于：所述锁止组件包括锁销（55）和设于行走履带（5）上的滑孔（56），所述夹板（54）上设有多个通过转动夹板（54）可分别与滑孔（56）对齐的定位孔（57），所述锁销（55）滑设于滑孔（56）中并能滑动伸入或退出所述定位孔（57），所述滑孔（56）中安装有使锁销（55）伸入定位孔（57）的弹性部件（58），各定位孔（57）中安装有用于克服弹性部件（58）作用迫使锁销（55）退出定位孔（57）的推杆（59），所述锁止组件还包括用于驱动所述推杆（59）动作以迫使锁销（55）退出定位孔（57）的解锁机构。

5.根据权利要求4所述的履刺角度可调式履带行走底盘，其特征在于：所述解锁机构包括与所述调节齿轮（61）固接且同步转动的凸轮（510）。

6.根据权利要求4所述的履刺角度可调式履带行走底盘，其特征在于：所述夹板（54）上设有三个定位孔（57），三个定位孔（57）分别与滑孔（56）对齐时，履刺板（51）分别处于与行走履带（5）接地段的运行方向垂直、相对于行走履带（5）接地段的运行方向向一侧偏转和相对于行走履带（5）接地段的运行方向向另一侧偏转的状态。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的履刺角度可调式履带行走底盘，其特征在于：所述驱动装置（2）包括动力输入轴（21）、转向输入轴（22）以及由第一太阳轮（23）、第一行星轮（24）、第一行星架（25）和第一齿圈（26）构成的驱动行星轮系，所述动力输入轴（21）与第一太阳轮（23）相连，所述第一行星架（25）通过驱动轮轴（27）与带轮单元（4）的驱动轮相连，所述转向输入轴（22）通过第一传动机构与第一齿圈（26）相连；各调节齿轮（61）连接的旋转驱动组件均包括旋转输入轴（62）、旋转输出轴（63）以及由第二太阳轮（64）、第二行星轮（65）、第二行星架（66）和第二齿圈（67）构成的角度调节行星轮系，所述旋转输入轴（62）与第二太阳轮（64）相连，所述调节齿轮（61）通过旋转输出轴（63）与第二行星架（66）相连，所有调节齿轮（61）连接的旋转驱动组件的旋转输入轴（62）通过第二传动机构与驱动轮轴（27）相连，位于中间的调节齿轮（61）连接的旋转驱动组件的第二齿圈（67）与机架（3）固定，其余两个调节齿轮（61）的旋转驱动组件的第二齿圈（67）通过第三传动机构与第一齿圈（26）相连。

8.根据权利要求7所述的履刺角度可调式履带行走底盘，其特征在于：各行走履带（5）接地段沿运行方向依次分为前部接地段、中间接地段和后部接地段，行走底盘直行时，行走履带（5）接地段的所有履刺板（51）与行走履带（5）接地段运行方向垂直；行走底盘转弯时，中间接地段的履刺板（51）与行走履带（5）接地段运行方向垂直，前部接地段的履刺板（51）与后部接地段的履刺板（51）偏转且偏转方向相反。

9.根据权利要求8所述的履刺角度可调式履带行走底盘，其特征在于：在行走底盘直行和转弯时两个行走履带（5）接地段的履刺板（51）的偏转方向均保持对称。