CN108473170A - 履带系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于具有底盘和从底盘横向地向外延伸的驱动轴的车辆的履带系统，包括附接组件、多构件框架组件、阻尼器、前惰轮组件、后惰轮组件、支撑轮组件、齿轮箱、链轮和环形履带，其中，附接组件具有前枢轴和后枢轴；多构件框架组件包括前框架构件、后框架构件、前车轮支承框架构件和后车轮支承框架构件，前框架构件经由前枢轴以可枢转的方式连接至附接组件以绕前枢轴轴线枢转，后框架构件经由后枢轴以可枢转的方式连接至附接组件以绕后枢轴轴线枢转，前车轮支承框架构件以可枢转的方式至少间接地连接至前框架构件，后车轮支承框架构件以可枢转的方式至少间接地连接至后框架构件；阻尼器与前框架构件和后框架构件互相连接。

Description

履带系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年6月22日提交的、标题为“Two Pivot Points Track Systemand Method”(“具有两个枢转点的履带系统和方法”)、序列号为No.62/353,138的美国临时专利申请的优先权，该申请的全部公开内容通过参引并入本文。
技术领域
本发明技术涉及用于车辆的履带系统。
背景技术
在松软的、打滑的和/或不平坦的地面上(例如，土地、泥地、沙地、冰地、雪地等)上使用某些车辆比如说例如农用车辆(例如，收割机、联合收割机、拖拉机等)和建筑用车辆(例如，推土机、前端推土机等)执行工作。
通常，这种车辆上具有带轮胎的较大车轮，以使车辆沿着地面移动。在某些情况下，这种轮胎在一些地面上具有较差的牵引力，并且由于这些车辆通常很重，轮胎因为车辆的重量而可能以不期望的方式压实地面。例如，当车辆是农用车辆的情况下，轮胎可能将土壤不期望地压成抑制农作物生长。为了减少上述缺陷、增大牵引力以及将车辆的重量分布在地面上较大的区域上，开发了在车辆上使用的履带系统来代替至少一些车轮和轮胎。
然而，使用履带系统代替车轮和轮胎本身也带来一些不便。常规履带系统的缺点之一在于，由于这种履带系统中不存在由轮胎提供的气垫(在每个车轮与轮胎之间)，这种履带系统倾向于降低车辆操作者所经历的驾乘舒适性。因此，配备有代替车轮和轮胎的这种履带系统的车辆在不平坦的表面上行驶时通常受到增大的振动量和竖向位移(与具有车轮和轮胎的相同车辆相比)，因为气垫的缺少意味着没有阻尼——然而如果有气垫则就有阻尼。除了潜在地增大了操作员的不舒适性之外，这些振动和竖向位移也可能导致车辆、其部件和/或其附接的附件和设备的过早磨损。在特定情况下并且在特定速度下，传递至底盘的竖向位移和振动可能是非常重要的，因为可能需要其减慢车辆的速度。
考虑到在上文描述的履带系统中可能发生的振动，2015年9月24日公开的标题为“Crawler Vehicle”(“履带式车辆”)的美国专利申请公开No.2015/0266524A1提供了一种意为改进的履带系统。根据其摘要，‘524美国公开描述了下述技术：其中，“履带式车辆具有车身和至少一个左履带式行驶装置和一个右履带式行驶装置。履带式行驶装置经由机械轴连接至车身。履带滚动单元包括第一导向轮和第二导向轮以及第一支承臂和第二支承臂，导向轮被支承在支承臂上。每个行驶装置的第一支承臂和第二支承臂以能够彼此独立地围绕机械轴枢转的方式安装”。
尽管在‘524美国公开中描述的技术确实改良了常规履带系统的一些缺陷，但仍期望对此领域的继续改进。
发明内容
因此，本发明技术的目的是改善关于现有技术中存在的至少一个不便之处的情况。
本发明的另一个目的是提供一种至少在一些情况下与一些现有技术相比改进的履带系统。
根据本发明技术的一方面，提供了一种与具有底盘和驱动轴的车辆一起使用的履带系统，其中，驱动轴从底盘横向地向外延伸以用于驱动履带系统。在本发明技术的上下文中，车辆的“驱动轴”应当理解为将由发动机产生的旋转力最终传递至车辆的地面接合组件(例如，当在车辆上安装有车轮组件时的车辆的车轮组件、或者当车辆上安装有履带系统时的车辆的履带系统等)的车辆的传动系部件。
履带系统包括能够连接至车辆的底盘的附接组件。附接组件具有从其横向地向外延伸的前枢轴和后枢轴。在本发明技术的上下文中，履带系统的“前”部件是接近车辆的前端布置的部件(当履带系统正确地安装在车辆上时)，并且“后”部件是接近履带车辆的后端布置的部件(当履带系统正确地安装在车辆上时)。
履带系统还包括布置在附接组件的横向外侧的多构件框架组件。多构件框架组件包括前框架构件和后框架构件，其中，前框架构件经由前枢轴以可枢转的方式连接至附接组件，以绕前枢轴轴线枢转，后框架构件经由后枢轴以可枢转的方式连接至附接组件，以绕后枢轴轴线枢转。前框架构件和后框架构件是履带系统的能够支撑车辆的重量的材料部分的结构部件。前框架构件和后框架构件在它们大致限定履带系统的整体结构的实施方式中、或者在它们为履带系统的首先接收车辆的载荷的框架构件的实施方式中被称为“主”框架。
履带系统还包括前车轮支承框架构件和后车轮支承框架构件，其中，前车轮支承框架构件以可枢转的方式至少间接地连接至前框架构件，后车轮支承框架构件以可枢转的方式至少间接地连接至后框架构件。在本发明技术的上下文中，车轮支承构件“以可枢转的方式至少间接地连接”的条件包括以可枢转的方式直接连接至框架构件的车轮支承构件，以及通过中间结构以可枢转的方式连接至框架构件的车轮支承构件，其中，中间结构是中间框架构件或其他构型。
履带系统还包括与前框架构件和后框架构件互相连接的阻尼器、以可旋转的方式连接至前车轮支承框架构件的前惰轮组件、以可旋转的方式连接至后车轮支承框架构件的后惰轮组件、以及布置在前惰轮组件与后惰轮组件中间的多个支撑轮组件。
履带系统还包括齿轮箱、链轮和环形履带，其中，齿轮箱具有输入轴和输出轴，输入轴能够操作性地连接至车辆的驱动轴，链轮操作性地连接至齿轮箱的输出轴，环形履带围绕链轮、前惰轮组件、后惰轮组件和多个支撑轮组件延伸并且能够由链轮驱动。
本发明技术的履带系统旨在提高在某些情况下由车辆操作者所体验的行驶舒适性。例如，在由于地面的不平坦度所导致的车辆底盘的竖向位移被减小的情况下以及/或者在车辆行驶在地面上时所产生的振动在从履带系统被传递至车辆底盘之前被抑制时，操作者可能会感觉到行驶舒适性的改善。
本发明技术的履带系统的前框架构件和后框架构件限定了在一定程度上呈剪刀状的结构，其中，每个框架构件绕其相应的枢轴枢转，并且阻尼器互连在前框架构件与后框架构件之间。前车轮支承构件和后车轮支承构件中的每一者又以可枢转的方式分别连接至前框架构件或后框架构件。这些结构中的每一者的枢转和阻尼器一起可以在某些情况下有助于减小传递至底盘的竖向位移和振动。
另外，使履带系统具有剪刀状结构在不同情况下可以具有其他优点。例如，当车辆的重量例如在收割操作期间增大时，剪刀状结构可以打开，并且环形履带的地面接触部分形成于增大的表面积上(即，地面接触面积的大小可以随着由履带系统承受的载荷增大——载荷取决于特定履带系统的设计而至少以某种程度增大——而增大)。因此，在一些情况下，由环形履带施加至地面的压力(因为车辆的重量)以比车辆的重量增大的比率更小的比率增大。在某些实施方式中，与常规的履带系统相比，这允许本发明技术的履带系统承受额外的载荷。
本发明技术的履带系统在某些情况下可以提供当安装有该履带系统的车辆在松软地面上行进的改进的能力。关于此方面，在常规的履带系统中，当履带系统需要较高的牵引力时，会发生环形履带的前边缘负俯仰(pitch negatively)到松软的地面中的趋势(在本领域中也已知为“俯冲”(“dive”))。履带系统的前边缘的该负俯仰可能导致履带系统和/或车辆在特定情况下损坏。在一些实施方式中，本发明技术的履带系统的几何形状构型出于减小特定情况下的这种趋势的目的而构造。
在许多常规的履带系统中发现的另一潜在的缺点是，履带系统代替车轮附接在车辆的车轮轮轴上。由于车辆的重量经由轮轴承受，因此当链轮组件附接至轮轴时，车辆的重量传递至履带系统的链轮组件。这需要特定的履带系统设计参数，而这在某些情况下是次优的。当输出轴已经将旋转力传递至履带系统的链轮组件时，还可能在输出轴中中引起不期望的折弯力。这进而可能导致齿轮箱及其部件的加速磨损，并导致更高的维修成本。
本发明技术的履带系统可以减少在某些情况下发生的这种问题，因为车辆的大部分重量从底盘传递至履带系统的附接组件、随后传递至前框架构件和后框架构件、随后传递至到前车轮支承构件和后车轮支承构件、并且最终传递至惰轮和支撑轮以及环形履带。因此，链轮组件不需要承受(并且在大多数实施方式中不承受)车辆重量的材料量，并且不需要设计成承受车辆重量的材料量(在大多数实施方式中)。
根据实施方式，使前框架构件和后框架构件中的每一者绕它们自身的枢轴(与绕同一枢轴不同)枢转可以提供某些优点。例如，在一些实施方式中，前枢轴和后枢轴各自支承由履带系统承受的载荷的一部分，这与单个枢轴必须支承由系统承受的全部载荷不同。与两个框架构件必须由单个枢轴承受的情况相比，这种使载荷分开可能允许枢轴不太坚固(并且因此制造起来不太昂贵并且更简单)。另外，如在许多实施方式中那样，高效的机械包装是重要的，由于需要框架构件的枢轴与转向节之间的特定最小接触区域，双枢轴设计可以允许比单枢轴设计更高效的包装，并且在许多情况下，对于给定宽度的履带系统而言，双枢轴设计与单枢轴设计相比可以具有更多可用的接触区域。此外，考虑到这种情况，在许多情况下，枢轴与转向节之间的压力在双枢轴设计中可以比在单枢轴设计中更低，因而也允许使用不太坚固的部件。
在本发明技术的履带系统的一些实施方式中，前框架构件和后框架构件中的至少一者在其中具有开孔。齿轮箱的输入轴和车辆的驱动轴(例如车辆车轮轮轴)中的至少一者延伸穿过该开孔。该开孔的形状和尺寸设定成尽管存在齿轮箱的输入轴和车辆驱动轴中的至少一者延伸穿过该开孔，但仍允许前框架构件和后框架构件中的至少一者的枢转运动。在被认为重要的实施方式中，该特征有助于允许本发明技术的履带系统的实施方式以机械的方式被高效地包装，从而减小履带系统的体积和/或质量。
在一些实施方式中，前框架构件在其中具有第一开孔，后框架构件在其中具有第二开孔，齿轮箱的输入轴和车辆的驱动轴中的至少一者延伸穿过第一开孔和第二开孔中的一者，第一开孔和第二开孔中的所述一者的形状和尺寸设定成尽管存在齿轮箱的输入轴和车辆的驱动轴中的所述至少一者延伸穿过第一开孔和第二开孔中的所述一者，但仍允许前框架构件和后框架构件中的一者的枢转运动。止挡件在第一开孔和第二开孔中的另一者内延伸，止挡件的结构和尺寸设定成限制前框架构件和后框架构件中的另一者的枢转运动。在被认为重要的实施方式中，该特征也可以有助于允许本发明技术的履带系统的实施方式以机械的方式被高效地包装。
在一些实施方式中，前枢轴轴线布置在后枢轴轴线的上方。在一些实施方式中，该特征减小了履带的有效周长的变化(此变化由于惰轮和/支撑轮的位置的改变而发生)，从而减小了履带张紧器的所需操作范围。
在一些实施方式中，前车轮支承框架构件绕第一轴线以可枢转的方式直接连接至前框架构件。后车轮支承框架构件绕第二轴线以可枢转的方式直接连接至后框架构件。第一轴线和第二轴线、前枢轴轴线和后枢轴轴线以与平行于履带系统的纵向方向延伸的平面垂直的方式延伸，并且在履带系统的静置位置中，第二轴线在第一轴线的上方。静置位置定义为当履带系统附接至车辆时，车辆处于其运行状态、静止、未加载并且被停置在平坦的地面上。
在一些实施方式中，环形履带具有前边缘、后边缘和地面接合边缘。在后边缘与地面接合边缘之间形成第一角，并且前边缘与地面接合边缘之间形成第二角。第一角具有平分线，并且第一角的平分线经过后枢轴轴线的下方。在本发明技术的履带系统的一些实施方式中，该特征可以有助于在本发明技术的履带系统的一些实施方式中产生减小履带系统具有负俯仰的倾向的扭矩。
在一些实施方式中，前车轮支承框架构件绕第一轴线以可枢转的方式直接连接至前框架构件。后车轮支承框架构件绕第二轴线以可枢转的方式直接连接至后框架构件。前惰轮组件的惰轮绕第三轴线旋转。后惰轮组件的惰轮绕第四轴线旋转。第一轴线、第二轴线、第三轴线、第四轴线、前枢轴轴线和后枢轴轴线以与平行于履带系统的纵向方向延伸的平面垂直的方式延伸，并且第二轴线和第四轴线与第一角的平分线相交。
在一些实施方式中，第二角具有平分线，并且第二角的平分线经过前枢轴轴线的下方。在本发明技术的履带系统的一些实施方式中，该特征也可以有助于在本发明技术的履带系统的一些实施方式中产生减小履带系统具有负俯仰的倾向的扭矩。
在一些实施方式中，第一轴线和第三轴线与第二角的平分线相交。
在一些实施方式中，在所述平面中限定的介于第一角的平分线与后枢轴轴线之间的最短距离大于在所述平面中限定的介于第二角的平分线与前枢轴轴线之间的最短距离。
在一些实施方式中，前车轮支承框架构件绕第一轴线以可枢转的方式直接连接至前框架构件，后车轮支承框架构件绕第二轴线以可枢转的方式直接连接至后框架构件，并且在履带系统的静置位置中，第二轴线位于第一轴线的上方。
在一些实施方式中，前惰轮组件的惰轮绕第三轴线旋转，后惰轮组件的惰轮绕第四轴线旋转。第一轴线、第二轴线、第三轴线、第四轴线、前枢轴轴线和后枢轴轴线以与平行于履带系统的纵向方向延伸的平面垂直的方式延伸。限定在所述平面中并且在第一轴线与第三轴线之间延伸的第一线经过前枢轴轴线的下方。限定在所述平面中并且在第二轴线与第四轴线之间延伸的第二线经过后枢轴轴线的下方。
在一些实施方式中，在所述平面中限定的介于前枢轴轴线与第一轴线之间的第一纵向距离大于在所述平面中限定的介于后枢轴轴线与第二轴线之间的第二纵向距离。
在一些实施方式中，在所述平面中限定的介于第二线与后枢轴轴线之间的最短距离大于在所述平面中限定的介于第一线与前枢轴轴线之间的最短距离。
在一些实施方式中，由后车轮支承框架构件支撑的载荷大于由前车轮支承框架构件支撑的载荷。
在一些实施方式中，后支撑轮组件绕第五轴线以可枢转的方式连接至后车轮支承框架构件，并且在所述平面中限定的介于第二轴线与第四轴线之间的第三纵向距离大于在所述平面中限定的介于第二轴线与第五轴线之间的第四纵向距离。
在一些实施方式中，前支撑轮绕第六轴线以可旋转的方式连接至前车轮支承框架构件，并且第四纵向距离大于在所述平面中限定的介于第一轴线与第六轴线之间的第五纵向距离。
在一些实施方式中，后支撑轮组件以可枢转的方式连接至后车轮支承框架构件，后支撑轮组件包括支撑轮框架构件、一对前向支撑轮和一对后向支撑轮，其中，所述一对前向支撑轮以可旋转的方式连接至支撑轮框架构件，所述一对后向支撑轮以可旋转的方式连接至支撑轮框架构件。
在一些实施方式中，前惰轮组件和后惰轮组件各自包括具有相同直径的惰轮。
在一些实施方式中，附接组件包括板，板具有前枢轴接纳孔和后枢轴接纳孔，前枢轴接纳孔的形状和尺寸设定成接纳前枢轴，后枢轴接纳孔的形状和尺寸设定成接纳后枢轴，并且前枢轴延伸穿过前枢轴接纳孔，后枢轴延伸穿过后枢轴接纳孔。该特征有助于允许本发明技术的履带系统的一些实施方式更容易制造、更牢固并且可以精确地加工(与当枢轴和板是单个整体件例如单个铸造件时不同)。
在一些实施方式中，板具有围绕前枢轴接纳孔和后枢轴接纳孔中的每一者限定的肩状凹部。前枢轴具有形状和尺寸设定成抵接板的前枢轴接纳孔的肩状凹部的肩部部分；后枢轴具有形状和尺寸设定成抵接板的后枢轴接纳孔的肩状凹部的肩部部分。该特征有助于允许本发明技术的履带系统的一些实施方式能够更好地将载荷分布在板上。
在一些实施方式中，履带系统还包括轴向地延伸穿过前枢轴和后枢轴以紧固齿轮箱的紧固件。在被认为重要的实施方式中，该特征也可以有助于允许本发明技术的履带系统的实施方式以机械的方式被高效地包装。
在一些实施方式中，驱动轴经由等速万向节连接至齿轮箱的输入轴。该特征有助于允许本发明技术的履带系统的一些实施方式在车辆的驱动轴和齿轮箱的输入轴彼此成角度的情况下互相连接。
在一些实施方式中，阻尼器布置在齿轮箱的横向内侧。在被认为重要的实施方式中，该特征也可以有助于允许本发明技术的履带系统的实施方式以机械的方式被高效地包装。
在一些实施方式中，履带系统还包括将齿轮箱连接至附接组件的支架，支架在阻尼器上方并围绕阻尼器延伸。支架可以有助于保护阻尼器免受进入履带系统的环境碎屑的影响。
在一些实施方式中，止挡部连接至齿轮箱。在被认为重要的实施方式中，该特征可以有助于允许本发明技术的履带系统的实施方式以机械的方式被高效地包装。
在一些实施方式中，履带具有大小随着由履带系统承受的载荷增大而增大的地面接触面积。
本发明技术的实施方式各自具有上述目的和/或方面至少一者，但不一定具有所有这些目的和/或方面。应当理解的是，试图达到上述目的而产生的本发明技术的某些方面可能不满足该目的以及/或者可能满足本文未具体叙述的其他目的。
本发明技术的实施方式的附加和/或替代特征、方面和优点将从以下描述、附图和所附权利要求书中变得明显。
附图说明
为了更好地了解本发明技术及本发明技术的其他方面以及其他特征，参考下面结合附图使用的描述，在附图中：
图1是从作为本发明技术的实施方式的履带系统的右后上侧观察的立体图，该履带系统构造成操作性地连接在车辆的右侧；
图2A是具有作为本发明技术的实施方式的履带系统的车辆的俯视图，其中，履带系统操作性地连接在该车辆的左侧，并且图1的履带系统位于该车辆的右侧但与该车辆是分开的；
图2B是从图2A的车辆的右前下侧观察的立体图；
图2C是从图2A的车辆的右前下侧观察的另一立体图；
图2D是图2C的部分2D的放大图；
图3A是图1的履带系统的左侧的正视图；
图3B是图1的履带系统的右侧的正视图；
图4是从图1的履带系统的右前上侧观察的分解图；
图5是图1的履带系统的正视图，其中，移除了环形履带；
图6是从图1的履带系统的右前上侧观察的立体图，其中，移除了环形履带和链轮。
图7是从图6的履带系统的右前上侧观察的立体图，其中，移除了齿轮箱；
图8是从图7的履带系统的左前上侧观察的立体图，其中，移除了前惰轮。
图9A是从图1的履带系统的附接组件的右前上侧观察的立体图；
图9B是从图9A的附接组件的板的左后上侧观察的立体图；
图10是从图8的履带系统的左前上侧观察的立体图，其中，移除了前惰轮和后惰轮。
图11是图10的履带系统的左右正视图，其中，移除了后车轮支承框架构件；
图12A是沿着图11中的截面线12A-12A截取的图11的履带系统的截面图；
图12B图12A的截面12B的放大图；
图13是从图11的履带系统的右后下侧观察的立体图，其中，移除了后框架构件；
图14是从图13的履带系统的左后上侧观察的立体图，其中，移除了附接组件的后枢轴；
图15A是从图1的履带系统的齿轮箱的左后上侧观察的立体图；
图15B是从图15A的齿轮箱的部件的左后上侧观察的立体图；
图15C是从图15B的部件的右前上侧观察的立体图；
图16是图1的履带系统的右侧正视图，其中，移除了链轮、齿轮箱和附接组件；
图17是图16的履带系统的右侧正视图，其中，移除了环形履带和两个后支撑轮；
图18A是图1履带系统的处于静置位置和静止状态的示意性右侧正视图；
图18B是图1的处于完全压缩位置的履带系统的示意性右侧正视图；
图18C是图1的处于完全伸长位置的履带系统的示意性右侧正视图；
图18D是图18B的履带系统的示意性右侧正视图；以及
图18E是图18C的履带系统的示意性右侧正视图。
具体实施方式
介绍
参照图1至图5，示出了本发明技术的实施方式，即履带系统40。要明确理解的是，履带系统40仅是本发明技术的实施方式。因此，本发明技术的以下描述旨在仅是本发明技术的说明性示例的描述。该描述不旨在限定或阐述本发明技术的范围。在下文中，也可以阐述在一些情形下被认为是对履带系统40的修改或替代的有用示例。这仅仅是为了帮助理解，而同样不是限定本发明技术的范围或阐述本发明技术的范围。这些修改不是穷举，并且如本领域技术人员将理解的那样，其他修改也是可能的。此外，如果没有进行修改(即，没有阐述修改的示例)，则不应该解释为不可能有修改以及/或者所描述的是实现或实施本发明技术的元素的唯一方式。就像本领域技术人员所理解的那样，不太可能有这种情况。另外，要理解的是，履带系统40可以在某些方面提供本发明技术的简单实施方式，并且在这种情况下，履带系统40以为了帮助理解的方式呈现。正如本领域技术人员所理解的那样，本发明技术的各种实施方式可以比本文所描述的更复杂。
履带系统40与具有底盘62和驱动轴64的车辆60一起使用，其中，驱动轴64从底盘62横向地向外延伸以用于驱动履带系统40。底盘62支撑车辆60的各部件，比如车厢70、发动机、变速箱72和其他传动系部件(未示出)。在该实施方式中，驱动轴64是将来自车辆60的发动机和变速箱72的驱动力传递至履带系统40的传动系部件，即，驱动轴64是变速箱72的输出轴。
在下面的描述的上下文中，“向外地”或“向外”意为离开车辆60的底盘62的纵向中心线66，并且“向内地”或“向内”意为朝向纵向中心线66。另外，在下面的描述的上下文中，“纵向地”意为与车辆60的底盘62的纵向中心线66平行的方向，并且“横向地”意为与纵向中心线66垂直的方向。应当注意的是，在所有附图中，“+”号用于表示旋转轴线。在本发明技术的上下文背景中，术语“轴线”可以用于表示旋转轴线，或者术语可以根据具体情况指包括所有必需结构的“枢转接合件”(支承结构、销、轴和其他部件)以允许结构绕该轴线枢转。此外，履带系统40的向前行进方向由箭头80(图3A)表示。在本描述中，“前”部件用加至它们附图标记的“a”表示，并且“后”部件用加至它们附图标记的“b”或“c”来表示。另外，靠近车辆60的纵向中心线66布置的一些部件具有以“1”为下标的附图标记，并且远离车辆60的纵向中心线66布置的一些部件具有以“2”为下标的附图标记。在下面的描述和图1以及图3A至图18C中，履带系统40构造成附接至车辆60的底盘62的右侧。作为本发明技术的另一实施方式的、构造成连接至车辆60的底盘62的左侧的履带系统是通过必要调整而实现的履带系统40的镜像图像，如可以在图2B至2D中可以看到的，该履带系统的实施方式将不再在本文中描述。
履带系统的总体描述
参照图1至图5，将对履带系统40进行总体描述。履带系统40包括能够连接至车辆60的底盘62的附接组件100。附接组件100包括板102、从附接组件100横向地向外延伸穿过板102的前枢轴130a和后枢轴130b(图3B和图4)。
履带系统40还包括布置在附接组件100的横向外侧的多构件框架组件160(图5)。多构件框架组件160包括前框架构件170a，前框架构件170a能够经由前枢轴130a枢转地连接至附接组件100，以绕前枢轴轴线180a(图3B)枢转。多构件框架组件160还包括后框架构件170b，后框架构件170b能够经由后枢轴130b枢转地连接至附接组件100，以绕后枢轴轴线180b(图3B)枢转。多构件框架组件160还包括以可枢转的方式连接至前框架构件170a的前车轮支承框架构件200a和以可枢转的方式连接至后框架构件170b的后车轮支承框架构件200b。后支撑轮组件210以可枢转的方式连接至后车轮支承框架构件200b。履带系统40还包括阻尼器230(在该实施方式中为减振器)，阻尼器230与前框架构件170a和后框架构件170b互相连接。前惰轮组件260a以可旋转的方式连接至前车轮支承框架构件200a，并且后惰轮组件260b以可旋转的方式连接至后车轮支承框架构件200b。多个支撑轮组件290a、290b、290c布置在前惰轮组件260a与后惰轮组件260b中间。支撑轮组件290a以可旋转的方式连接至前车轮支承框架构件200a。支撑轮组件290b、290c以可旋转的方式连接至后支撑轮组件210。
仍参照图1至图5，履带系统40还包括具有输入轴322的齿轮箱320，输入轴322能够操作性地连接至车辆60的驱动轴64。在图2B至图2D中示出了输入轴322与驱动轴64的连接。齿轮箱320还包括输出轴324。履带系统40还包括操作性地连接至输出轴324的链轮350，以及绕链轮350、前惰轮组件260a、后惰轮组件260b和多个支撑轮组件290a、290b、290c延伸的环形履带380。环形履带380能够由链轮350驱动。
环形履带
参照图3A至图4，环形履带380是环形聚合物履带380。环形履带380具有接合前惰轮组件260a、后惰轮组件260b、多个支撑轮组件290a、290b、290c以及链轮350的内表面382。内表面382具有布置在内表面382的中央部分上的突部384。环形履带380还具有带有用于地面接合的胎面388的外表面386。胎面388可以根据与履带系统40一起使用车辆的类型以及/或者车辆将行驶的地面的类型来改变。可以设想的是，在本发明技术的范围内，环形履带380可以由各种材料和包括在履带系统中已知的金属部件的结构构成。环形履带380的特定性能和材料对本发明技术而言不是主要的并且将不进行详细描述。
参照图16和图18A，环形履带380具有前边缘390、地面接合边缘392和后边缘394。环形履带380的“边缘”是环形履带380的部段。
附接组件
参照图4至图10，将对附接组件100进行描述。板102具有向内面104和向外面106(图9A和图9B)。螺栓排列型式108限定在板102的向内面104上。螺栓排列型式108的孔是带螺纹的孔眼，但在其他实施方式中可以是通孔。示出的螺栓排列型式108仅为示例性的并且可以根据与要与履带系统40一起使用的车辆60的类型改变。在车辆60的底盘62上限定有可兼容的螺栓排列型式74(图2C和图2D)。附接组件100通过紧固件112连接至车辆60的底盘62，其中，紧固件112从底盘62延伸并且接合孔110的螺纹。因此，当履带系统40附接至底盘62时，车辆60的重量由在底盘62与履带系统40的附接组件100之间延伸的紧固件112提供的夹持载荷支承。在某些情况下，附接组件100的构型以及履带系统40的其他部件的构型为使得车辆60的底盘62具有与车辆60配备有车轮和轮胎而不是履带系统40时相同的离地间隙。因此，在某些情况下，车辆60距地面的整体高度与在履带系统40代替车轮和轮胎使用时相同。附接组件的板
参照图9A和图9B，板102在其中具有前枢轴接纳孔120a和后枢轴接纳孔120b。前枢轴接纳孔120a和后枢轴接纳孔120b定形状和定尺寸成接纳前枢轴130a和后枢轴130b。枢轴接纳孔120a和120b在板102的向内面104与向外面106之间延伸。板102在邻近枢轴接纳孔120a、120b的区域中具有用以减少枢轴130a、130b折弯的加强部122。在本实施方式中，加强部122的厚度比板102的其他部分的厚度厚。在其他实施方式中，加强部122可以以其他方式构造或者可以省略加强部122。
前枢轴130a和后枢轴130b延伸穿过对应的前枢轴接纳孔120a和后枢轴接纳孔120b。枢轴130a、130b水平地并且与附接板102垂直地延伸。板102具有限定在向内面104上的围绕前枢轴接纳孔120a和后枢轴接纳孔120b中的每一者的肩状凹部124a、124b。板102还具有限定在向内面104上的围绕前枢轴接纳孔120a和后枢轴接纳孔120b中的每一者的沉孔126a、126b。前枢轴130a和后枢轴130b各自在其相应的向内端134——与向外端136相反——处具有肩部部分132(图12A和图12B)。每个肩部部分132定形状和定尺寸成在前枢轴130a和后枢轴130b插入前枢轴接纳孔120a和后枢轴接纳孔120b中时(图12B)抵接在对应的肩状凹部124a、124b中。在每个枢轴130a、130b的肩部部分132与向内端134之间设置有圆角133。圆角133的半径可以选择成减小邻近于向内端134的区域中的应力集中。
当板102通过紧固件112连接至底盘62时，车辆的底盘62上的载荷(包括车辆的重量)传递至板102。载荷随后传递至前枢轴130a和后枢轴130b并且随后传递至前框架构件170a和后框架构件170b等。在其他实施方式中，可以设想板102和枢轴构件130a、130b的其他构型。在一些实施方式中，枢轴130a、130b还可以在其向内端134处包括沉孔部。沉孔部可以定形状和定尺寸成抵接沉孔126a、126b中的对应的一者。在一些实施方式中，枢轴130a、130b可以与板102一体地形成。
参照图4、图7和图12B，紧固件138a、138b轴向地延伸穿过前枢轴130a和后枢轴130b以紧固至齿轮箱320的壳体326。紧固件138a、138b与限定在齿轮箱320的壳体326中的螺纹连接孔328a、328b接合(图12B和图15A——这些附图是示意图并且因而没有示出紧固件138a、138b的螺纹和螺纹连接孔328a、328b的螺纹)。因此，壳体326经由紧固件138a、138b紧固至附接组件100。当枢轴130a、130b的肩部部分132抵接板102的凹进的肩部部分124a、124b(图9B)时，紧固件138a、138b还将前枢轴130a和后枢轴130b相对于板102保持就位。紧固件138a、138b与前枢轴轴线180a和后枢轴轴线180b同轴地延伸。壳体326还经由连接至板102的支架150连接至附接组件100，如在图5、图6和图10中最佳地观察的。支架150在阻尼器230上方并围绕阻尼器230延伸。阻尼器230布置在齿轮箱320的壳体326的横向内侧。在一些实施方式中，支架150为阻尼器230提供了一些保护，使得阻尼器230免受在配备有履带系统40的车辆60运行期间可能撞击阻尼器230的碎片或投掷物的影响。可以设想支架150的其他构型。例如，在其他实施方式中，支架150可以与板102一体地形成，或者可以省略支架150。
枢轴轴线和止挡部
返回参照图4至图10，前枢轴轴线180a布置在后枢轴轴线180b的上方，如在图8至图10中最佳地观察到的。已经发现该构型有助于减小履带系统40中的振动并且有助于减小环形履带380的周缘的振动。然而，可以设想其他构型。在其他实施方式中，前枢轴轴线180a和后枢轴轴线180b可以相对于地面处于同一高度处。在另外其他实施方式中，前枢轴轴线180a和后枢轴轴线180b可以以一个在另一个上方的方式布置。在一些实施方式中，前枢轴轴线180a和后枢轴轴线180b的定位由螺栓排列型式108确定，这是由于前枢轴130a和后枢轴130b的定位以及与其相邻的加强部122的定位不应与螺栓排列型式108干涉。
止挡部152一体地形成在附接组件100的板102中(图9A)。止挡部152从板102的向外面106向外沿侧向延伸。止挡部152延伸穿过限定在后框架构件170b中的开孔172b。止挡部152构造并定尺寸成限制后框架构件170b绕后枢轴轴线180b的枢转运动。开孔172b是弧形的，但可以是其他形状。在一些实施方式中，开孔172b的弧中心与后枢轴轴线180b一致。当后框架构件170b绕后枢轴轴线180b枢转时，开孔172b的上壁173b和下壁175b(图7和图16)可以抵接止挡部152并且因此限制后框架构件170b的枢转运动。在其他实施方式中，止挡部152和/或开孔172b可以以其他方式构造并且将后框架构件170b的枢转运动限制成比所示出的枢转运动的程度更小或更大。止挡部152还使用紧固件340(图4和图6)连接至壳体326。在一些实施方式中，止挡部152仅连接至附接组件100。在一些实施方式中，止挡部152是与板102分开的部件并且使用紧固件和/或结合技术连接至板102。在一些实施方式中，止挡部152具有由柔性材料比如橡胶或弹性体制成的涂层，或者具有附接至止挡部152的橡胶部件。在一些实施方式中，止挡部152在被后框架构件170b接触时沿着止挡部152的长度偏转。在一些实施方式中，后框架构件170b不具有限定在其中的开孔172b，并且从板102的向外面106延伸的一个或更多个止挡部可以在其顶部侧壁或底部侧壁上接合后框架构件170b。在一些实施方式中可以省略止挡部152。
前框架构件和后框架构件
参照图11、图12A、图12B、图16和图17，将对前框架构件170a和后框架构件170b进行描述。前框架构件170a和后框架构件170b在它们由前枢轴130a和后枢轴130b支撑时以可枢转的方式连接至附接组件100。前框架构件170a和后框架构件170b布置在附接组件100的横向外侧(图5)。为了便于前框架构件170a和后框架构件170b在前枢轴130a和后枢轴130b上枢转，在该实施方式中，每个枢轴构件130a、130b与每个框架构件170a、170b之间布置有球面轴承。为了说明的目的，，枢轴的构型、框架构件的构型以及球面轴承的构型将参照后框架构件170b进行描述，因为在该实施方式中，前框架构件170a具有相似的构型。
参照图12A和图12B，在后框架构件170b与后枢轴130b之间布置有球面轴承174b1、174b2。球面轴承174b1、174b2沿着枢轴130b的长度间隔开，其中，一个靠近枢轴130b的向内端134，另一个靠近枢轴130b的向外端136。在一些实施方式中，球面轴承174b1、174b2可以由布置在枢轴130b与后框架构件170b之间的衬套、平面轴承或圆锥滚子代替。
参照图9A和图12B，在后框架构件170b与附接组件100之间靠近枢轴130b的向内端134布置有密封件176b。凹槽177b1、177b2限定在板102中并且限定在后框架构件170b的向内面中以接纳密封件176b的一部分。在前框架构件170a上靠近前枢轴130a处可以设有类似的构型。在前框架构件170a和后框架构件170b与壳体326之间靠近枢轴130a、130b的向外端136布置有密封件178b。凹槽179b1、179b2(图12B和图15A)限定在后框架构件170b的向外面和壳体326的向内面中以接纳密封件178b的一部分。在前框架构件170a上靠近前枢轴130a处可以设有类似的构型。由于轴承174b1与板102之间设置有间隙181b1，前框架构件170a和后框架构件170b既不接触板102也不接触壳体326。在轴承174b2与壳体326之间设置有另一间隙181b2。在一些实施方式中，间隙181b1比间隙181b2小。在一些实施方式中，前框架构件170a和后框架构件170b能够分别在枢轴130a、130b上轴向移动。
参照图10至图17，前框架构件170a具有限定在其中的开孔172a。齿轮箱320的输入轴322向内侧延伸穿过开孔172a(图2D)，以操作性地连接至车辆60的驱动轴64。在一些实施方式中，输入轴322完全延伸穿过开孔172a，以操作性地连接至驱动轴64。输入轴322与驱动轴64经由等速万向节342(图2B至图2D)操作性地连接。输入轴322与驱动轴64可以以其他方式操作性地连接。例如，在一些实施方式中，输入轴322与驱动轴64可以使用带花键的套筒或联接件而同轴地且操作性地连接在一起。开孔172a定形状和定尺寸成允许前框架构件170a在不受到延伸穿过开孔172a的输入轴322和/或驱动轴64的存在的影响的情况下进行枢转运动。换句话说，开孔172a定形状和定尺寸成使得当前框架构件170a枢转时防止延伸穿过开孔172a的输入轴322和/或驱动轴64接触开孔172a的上壁173a和下壁175a(图10和图16)。在该实施方式中，开孔172a是弧形的，但在另一些实施方式中，开孔172a可以是其他形状。在一些实施方式中，开孔172a的弧中心与前枢轴轴线180a一致。在一些实施方式中，开孔172a延伸到框架构件170a的上侧壁和下侧壁中的一者并在框架构件170a中形成槽。
在一些实施方式中，齿轮箱320可以构造成使得输入轴322延伸穿过限定在后框架构件170b中的开孔172b，并且附接组件100可以构造成使得止挡部152延伸穿过限定在前框架构件170a中的开孔172a。
注意的是，在本发明技术的实施方式中，车辆60的驱动轴64不支承车辆60的重量的材料部分，而是仅经由与输入轴322的操作性连接将旋转力传递至齿轮箱320。齿轮箱320的输出轴324也不支承车辆60的重量的材料部分。输出轴324由于存在于环形履带320中的张力而受到弯曲力，并且受到由输入轴322传递的旋转力。
参照图16和图17，前框架构件170和后框架构件170b各自具有上部部分182a、184a和下部部分182b、184b。上部部分182a、184a在对应的枢轴轴线180a、180b的上方延伸，并且下部部分在枢轴轴线180a、180b的下方延伸。阻尼器230以可旋转的方式连接至前框架构件170a的上部部分182a和后框架构件170b的上部部分182b。阻尼器230包括液压气动缸232和卷簧234。阻尼器230将前框架构件170a的上部部分182a和后框架构件170b的上部部分182b偏置成远离彼此。当履带系统40支撑车辆60的重量时，卷簧234变形(即，压缩)，并且缸232提供了前框架构件170a和后框架构件170b相对于彼此的被抑制的枢转运动。
阻尼器230定位在前框架构件170a的上部部分182a与后框架构件170b的上部部分182b之间允许阻尼器230的缸232的较长行程。因此，阻尼器230的阻尼作用通常比在阻尼缸的行程更短的常规履带系统中更精确。与其中阻尼器的行程较短的常规履带系统相比，卷簧234的弹簧刚度也降低了。这种构型提供了阻尼器230的更顺畅的阻尼作用，并且可以减小完全压缩阻尼器230的危险。在特定情况下，由于履带系统40所行进的地面的表面而引起的并且被传递至前框架构件170a和后框架构件170b的振动被阻尼器230抑制。
如上所述，止挡部152限制后框架构件170b的枢转运动，并且前框架构件170a的枢转运动受到缸232的行程的限制。
在一些实施方式中，阻尼器230具有如在2016年4月11日提交的标题为“ProgressDamping System for a Track System”(用于履带系统的过程阻尼系统)并且公开为WO2016/161527的共同拥有的国际专利申请No.PCT/CA2016/050418中所述的可变阻尼特性。(该申请的全部内容通过参引并入本文。)
齿轮箱和链轮
参照图2、图4、图11、图12和图15A至图15C，将对齿轮箱320和链轮350进行描述。齿轮箱320布置在前框架构件170a和后框架构件170b外侧。齿轮箱320布置在链轮350内侧。当链轮350旋转时，链轮350的齿352绕过齿轮箱320。输入轴322连接至位于齿轮箱320的壳体326内的输入齿轮330。输入轴322和输入齿轮330绕轴线334旋转。输入齿轮330驱动连接至输出轴324的输出齿轮332。输出齿轮332也位于齿轮箱320的壳体326内。输出轴324和输出齿轮332绕轴线336旋转。轴线334与轴线336平行并且彼此偏移，但在其他实施方式中可以是同轴的。输入齿轮330和输出齿轮332直接接合，但在其他实施方中可以使用链或带来将旋转运动从输入齿轮330传递至输出齿轮332。
输出轴324连接至输出齿轮332并且从壳体326横向地向外延伸。输出轴324具有凸缘部325(图15C)。链轮350使用紧固件354(图4)连接至输出轴324的凸缘部325。链轮350的齿352接合限定在环形履带380的内表面382上的突部384，并驱动环形履带380。因此，履带系统40是“正驱动”履带系统。
前车轮支承框架构件、后车轮支承框架构件和惰轮
参照图1至图4以及图16和图17，在该实施方式中，前车轮支承框架构件200a绕轴线202a以可枢转的方式直接连接至前框架构件170a的下部部分184a。在该实施方式中，后车轮支承框架构件200b绕轴线202b以可枢转的方式直接连接至后框架构件170b的下部部分184b(图17)。
在图16至图18A中，履带系统40示出为处于静置位置。在本实施方式中，履带系统的标称载荷对应于附接至车辆的下述履带系统：当车辆60处于其空车重量、前后没有附件并且其容器或储罐中没有有效载荷时，该履带系统支承车辆60的重量的正常部分。如图2和图17中所示，轴线202b在轴线202a上方。已经发现轴线202b在轴线202a上方在特定情况下减小环形履带380的周缘的变化。
参照图1至图4、图10、图16和图17，前惰轮组件260a的惰轮262a1、262a2绕由轮轴组件266a限定的轴线264a旋转，轮轴组件266a将前惰轮组件260a以可旋转的方式连接至前车轮支承框架构件200a。后惰轮组件260b的惰轮262b1、262b2绕由轮轴组件266b限定的轴线264b旋转，轮轴组件266b将后惰轮组件206b以可旋转的方式连接至后车轮支承框架构件200b。惰轮262a1、262b1布置在环形履带380的突部384的内侧，并且惰轮262a2、262b2布置在环形履带380的突部384的外侧。环形履带380于布置在内侧的惰轮262a1、262b1与布置在外侧的惰轮262a2、262b2之间沿着环形履带380的地面接合边缘392被引导(图16)。惰轮262a1、262a2、262b1、262b2具有相同的直径，但在其他实施方式中，前惰轮262a1、262a2的直径与后惰轮262b1、262b2的直径可以不同。
张紧器
参照图8、图10和图14，前车轮支承框架构件200a包括具有第一端部412和第二端部414的张紧器410。第一端部412在近侧张紧枢轴416处以可旋转的方式连接至前车轮支承框架构件200a。近侧张紧枢轴416包括球形接头(未示出)。车轮连杆418在从轴线264a偏移的轴线420处以可旋转的方式连接至前车轮支承框架构件200a。张紧器410的第二端部414在从轴线264a偏移的远侧张紧枢轴422处以可旋转的方式连接至车轮连杆418。在一些实施方式中，远侧张紧枢轴422包括球形接头，而近侧张紧枢轴416不包括球形接头。在一些实施方式中，近侧张紧枢轴416和远侧张紧枢轴422两者均包括球形接头。前轮轴组件266a操作性地连接至车轮连杆418。远侧张紧枢轴422和轴线420绕轴线264a成角度地移位，使得车轮连杆418形成杠杆，其中，轴线420为该杠杆的支点。在一些实施方式中，张紧器410可以包括在后车轮支承框架构件200b上。
张紧器410和车轮连杆418的动作通过偏置力501(图16和18A)将前轮轴组件266a和前惰轮组件260a朝向履带系统40的前端偏置。环形履带380抵抗由张紧器410和车轮连杆418的动作提供的偏置力501，并且在环形履带380的前边缘390和地面接合边缘392中出现张紧力502、504(图16和18A)。
在一些实施方式中，使用张紧器410来减少由于前框架构件170a、后框架构件170b以及车轮支承框架构件200a、200b的枢转而引起的环形履带380的周缘的变化。
另外，在某些情况下，在碎屑被卡在车轮中的一个车轮与环形履带380之间的情况下，张紧器410构造成施加较小的偏置力501以及/或者收缩，以减小环形履带380的周缘的变化。当碎屑从履带系统40弹出时，张紧器410构造成施加较大的偏置力501以及/或者伸长以在环形履带380中提供足够的张紧力502、504。
在一些实施方式中，张紧器410是于2016年4月11日提交的、标题为“DynamicTensioner Locking Device for a Track System and Method Thereof”(“用于履带系统的动态张紧器锁定装置及其方法”)并公布为WO 2016/161528的国际专利申请No.PCT/CA2016/050419中所述的动态张紧装置。该申请的全部内容通过参引并入本文。
履带调节
参照图8、图14和图17，前车轮支承框架构件200a还包括履带调节系统430。履带调节系统430包括支撑件432，支撑件432能够相对于前车轮支承框架构件200a绕轴线434枢转。轮轴组件266a以可旋转的方式连接至支撑件432。调节螺钉4361、4362(图8和图17)以从轴线434向后偏移的方式连接至前车轮支承框架构件200a。支撑件432的一部分(未示出)向轴线434后方延伸。调节螺钉4361、4362中的每一者均抵接支撑件432的该部分，并且调节螺钉4361、4362中的每一者均可以调节成使得支撑件432向内或向外枢转。因此，在环形履带380绕链轮350、前惰轮组件260a、后惰轮组件260b和多个支撑轮组件290a、290b、290c驱动时，前惰轮组件260a可以为环形履带380提供履带调节。
支撑轮
参照图8、图14、图16和图17，支撑轮组件290a包括支撑轮292a1、292a2，支撑轮292a1、292a2经由轮轴组件294a以可枢转的方式连接至前车轮支承框架构件200a。支撑轮292a1、292a2绕轴线296a旋转。支撑轮组件290b、290c包括支撑轮292b1、292b2、292c1、292c2，支撑轮292b1、292b2、292c1、292c2经由轮轴组件294b、294c以可旋转的方式连接至后支撑轮组件210。支撑轮292b1、292b2绕轴线296b旋转，支撑轮292c1、292c2绕轴线296c旋转。
后支撑轮组件210包括支撑轮框架构件212(图17)。支撑轮框架构件212具有沿纵向为长形的本体。支撑轮构件212在环形履带380的地面接合边缘392的突部384的上方延伸。支撑轮框架构件212相对于后车轮支承框架200b绕轴线216枢转。如此，支撑轮组件290b、290c以可枢转的方式间接地连接至后车轮支承框架构件200b。支撑轮组件290b布置在轴线216的前方，并且支撑轮组件290c布置在轴线216的后方。
由于环形履带380的地面接合边缘392的突部384于布置在内侧的支撑轮290a1、290b1、290c1与布置在外侧的支撑轮290a2、290b2、290c2之间延伸，因此环形履带380于布置在内侧的支撑轮290a1、290b1、290c1与布置在外侧的支撑轮290a2、290b2、290c2之间被引导。支撑轮292a1、292a2、292b1、292b2、292c1、292c2的直径比惰轮262a1、262a2、262b1、262b2的直径小。在一些实施方式中，前车轮支承构件200a可以包括以可枢转的方式连接至前车轮支承构件200a并且包括前支撑轮的支撑轮框架构件。
材料和制造
履带系统40的各个部件由常规材料(例如大部分情况下为金属和金属合金比如刚)经由常规制造过程(例如，铸造、模制等)制成。本发明技术不需要任何特殊的材料也不需要任何特殊的制造方法。本发明技术仅需要每个部件适于其预期的和要使用的目的。在本发明技术中可以使用生产该部件的任何材料或制造方法。
线和合力
参照图5，平面500平行于履带系统40的纵向方向延伸并且平行于履带系统40的高度方向延伸。图16至图18C以与平面500平行的平面图示出了履带系统40。枢轴轴线180a、180b和轴线202a、202b、216、264a、264b、296a、296b、296c与平面500垂直。
参照图16至图18A，前枢轴轴线180a与轴线202a间隔开了限定在平面500中的纵向距离600a。后枢轴轴线180b与轴线202b间隔开了限定在平面500中的纵向距离600b。在本实施方式中，纵向距离600a大于纵向距离600b。因此，前框架构件170a在前枢轴轴线180a与轴线202a之间限定了比由后框架构件170b在后枢轴轴线180b与轴线202b之间限定的杠杆臂更大的杠杆臂。当车辆60的重量的一部分从底盘62经由附接组件100传递至履带系统40并且传递至枢轴130a、130b，并且又传递至前框架构件170a、后框架构件170b时，由于由后框架构件170b在后枢轴轴线180b与轴线202b之间限定的杠杆臂更短，因此后框架构件170b比前框架构件170a支撑更大的载荷。为了支撑后框架构件170b上额外的载荷并且为了将车辆60的重量更均匀地分布在环形履带380上，后车轮支承框架构件200b比前车轮支承框架构件200a具有更多的以可旋转的方式间接地连接至后车轮支承框架构件200b的支撑轮组件(即，支撑轮组件290b、290c以可旋转的方式连接至后支撑轮组件210)。
轴线296a、202a沿纵向方向间隔开了限定在平面500中的纵向距离620a。轴线264a、202a沿纵向方向间隔开了限定在平面500中的纵向距离630a。在本实施方式中，距离620a小于距离630a。车辆60的重量的一部分在轴线202a处从前框架构件170a传递至前车轮支承构件200a。由于由前车轮支承构件200a的支撑前支撑轮组件290a的部分限定的杠杆臂比前车轮支承构件200a的支撑前惰轮组件260a的部分限定的杠杆臂短，因此，前支撑轮组件290a比前惰轮组件260a支撑更多的载荷。
轴线216、202b沿纵向方向间隔开了限定在平面500中的纵向距离620b。轴线264b、202a沿纵向方向间隔开了限定在平面500中的纵向距离630b。在本实施方式中，距离620b小于距离630b。车辆60的重量的一部分在轴线202b处从后框架构件170b传递至后车轮支承构件200b。由于由前车轮支承构件200b的支撑支撑轮框架构件212的部分限定的杠杆臂比后车轮支承构件200b的支撑后惰轮组件260b的部分短，因此，支撑轮框架构件212和支撑轮组件290b、290c比后惰轮组件260b支撑更多的载荷。
轴线296b、216沿纵向方向间隔开了限定在平面500中的纵向距离640b。类似地，轴线296c、216沿纵向方向间隔开了限定在平面500中的纵向距离640c。在本实施方式中，距离640b、640c相等。因此，后支撑轮组件290b、290c支承相等的载荷。
通过使用本说明书中的教示并且通过选择本文中所述的各个部件的尺寸，履带系统的设计者能够设定由前惰轮组件260a、后惰轮组件260b以及支撑轮组件290a、290b、290c施加至环形履带380的压力分布，从而满足特定应用的要求。
在本实施方式中，距离600a、600b、620a、620b、630a、630b、640b、640c、惰轮组件260b的直径和宽度以及支撑轮组件290a、290b、290c的直径和宽度被选择成使由前支撑轮组件290a、后支撑轮组件290b、290c以及后惰轮组件260b施加至环形履带380的压力相等。在本实施方式中，由前惰轮组件260a施加至环形履带380的压力小于由前支撑轮组件290a、后支撑轮组件290b、290c和后惰轮组件260b中的每一者所施加的压力。
在其他实施方式中可以设想其他构型。例如，距离600a、600b、620a、620b、630a、630b、640b、640c、惰轮组件260a、260b的直径和宽度以及支撑轮组件290a、290b、290c的直径和宽度可以被选择成使由支撑轮组件290a、290b、290c施加至环形履带380的压力相等。在另外其他实施方式中，距离600a、600b、620a、620b、630a、630b、640b、640c、惰轮组件260a、260b的直径和宽度以及支撑轮组件290a、290b、290c的直径和宽度可以被选择成使由前惰轮组件260a和后惰轮组件260b施加至环形履带380的压力相等。
在附图中应当指出的是，表示张紧力、扭矩和偏置力的箭头并没有按比例绘制(这些箭头是示意性的)。参照图18A并且如上文所述，张紧器410和前惰轮组件260a上的车轮连杆418的动作在轴线264a处产生了偏置力501。因此，在环形履带380的前边缘390和地面接合边缘392中存在相反的张紧力502、504。合力510(例如，张紧力502、504的组合)在轴线264a处施加至前惰轮组件260a并且抵抗偏置力501。环形履带380的前边缘390和地面接合边缘392形成了角700a。合力510与角700a的平分线702a共线。
前车轮支承框架构件200a将合力510沿着在轴线264a与轴线202a之间延伸的线550a传递至轴线202a，线550a在图16以及图18A至图18E中示出为虚线。在本实施方式中，线550a与平分线702a共线，但在其他实施方式中可以是其他构型，因为可以设想前车轮支承框架构件200a的其他构型。使合力510经过轴线202处具有防止产生绕轴线202a施加至前车轮支承构件200a的扭矩的效果。线550a和平分线702a经过前枢轴轴线180a的下方。平分线702a和枢轴轴线180a间隔开了限定在平面500中的最短距离552a。距离552a在平分线702a与枢轴轴线180a之间限定了杠杆臂。由于合力510沿着平分线702a施加，合力510经过前枢轴轴线180a的下方。扭矩540a绕前枢轴轴线180a施加至前框架构件170a。从图18A的视角来看，扭矩540a具有使前框架构件170a绕枢轴轴线180a顺时针旋转的效果。扭矩540a还具有使由前支撑轮组件290a支撑的载荷以及由前惰轮组件260a支撑的载荷增大的效果。
为了抵抗张紧力504，相等且相反的张紧力520靠近后惰轮组件260b而施加于环形履带380的地面接合边缘392。在环形履带380的后边缘394中也出现张紧力522，并且张紧力522抵抗邻近于链轮350出现在环形履带380中的张紧力524、526。在图18A中，张紧力502、504、520、522、524和526相等。合力530(例如，张紧力520、522的组合)施加至后惰轮组件260b，并且合力530在轴线264b处施加。
环形履带380的后边缘394和地面接合边缘392形成角700b。合力530与角700b的平分线702b共线。后车轮支承框架构件200b将合力530沿着在轴线264b与轴线202b之间延伸的线550b传递至轴线202b，如在图16以及图18A至图18E中的虚线所示出的。在本实施方式中，线550b与平分线702b共线，但在其他实施方式可以是其他构型，因为可以设想后车轮支承框架构件200b的其他构型。使合力530经过轴线202b处具有防止产生绕轴线202b施加至后车轮支承构件200b的扭矩的效果。线550b和平分线702b经过后枢轴轴线180b的下方。平分线702b和枢轴轴线180b间隔开了限定在平面500中的最短的距离552b。距离552b在平分线702b与枢轴轴线180b之间限定了杠杆臂。由于合力530沿着平分线702b施加，合力530经过后枢轴轴线180b的下方。扭矩540b绕后枢轴轴线180b施加至后框架构件170b。从图18A的视角来看，扭矩540b具有使后框架构件170b绕枢轴轴线180b逆时针旋转的效果。扭矩540b还具有使由支撑轮组件290b、290c支承的载荷和由后惰轮组件260b支撑的载荷增大的效果。
在本实施方式中，距离552b大于距离552a。另外，合力530的幅值大于合力510。因此，扭矩540b的幅值大于扭矩540a。因此，具有与扭矩540b相同的方向的净扭矩(例如，扭矩540a、540b的组合)施加至履带系统40。
应当指出的是，在一些实施方式中，平分线702a可以经过前枢轴轴线180a的上方。在这种情况下，由于施加至履带系统40的净扭矩将仍具有与扭矩540b相同的方向，因此距离552a可以大于距离552b。
当履带系统40被驱动时，由于由链轮350施加至环形履带380的牵引力，在环形履带380中出现额外的张紧力。因此，张紧力524、522和520的幅值增大。同时，张紧器410构造成增大其偏置力501并且在环形履带380中保持充足的张紧力502、504。这些额外的张紧力使得合力530的幅值在履带系统40被驱动时更大并且大于合力510的幅值。
当履带系统40被驱动时，在前惰轮组件260a和前支撑轮组件290a下方施加至环形履带380的压力减小，并且在支撑轮组件290b、290c和后惰轮组件260b下方施加至环形履带380的压力增大。因此，在某些情况下，履带系统40具有减小的负俯仰倾向，特别是在软地面上行驶时更是如此。
此外，在某些情况下，当将履带系统40与附接至相同车辆60的常规履带系统进行比较时，环形履带380的外表面386(图4)的发热和磨损由于下述原因而减小。首先，由于在前惰轮组件260a下方施加了的压力减小，在环形履带380接合地面时施加至环形履带380的压力减小并且胎面388在与地面平行并且经受了牵引力之前具有与地面改进的接合。第二，在车辆60的重量增大时，由于履带系统40的剪刀状结构，环形履带380在地面上的表面积增大。因此，地面上的压力以比车辆60的重量增大的比率小的比率增大。
图18B、图18C、图18D和图18E示出了履带系统40在静止时的不同位置。在图18B和图18D中，履带系统40示出为具有被完全压缩的阻尼器230。这种构型将在履带系统40支撑大于标称载荷的载荷时形成。在图18C和18D中，履带系统40示出为具有处于完全伸长的阻尼器。这种构型将在履带系统40支撑小于标称载荷的载荷时形成。
参照图18B，当阻尼器230被完全压缩时，以图18B的视角，前框架构件170a逆时针枢转，并且后框架构件170b顺时针枢转。线550a、550b和平分线702a、702b分别仍经过前枢轴轴线180a和后枢轴轴线180b的下方。此外，距离552b保持大于距离552a。
参照图18C，当阻尼器230完全伸长时，以图18C的视角，前框架构件170a顺时针枢转，并且后框架构件170b逆时针枢转。线550a、550b和平分线702a、702b分别仍经过前枢轴轴线180a和后枢轴轴线180b的下方。此外，距离552b保持大于距离552a。
因此，履带系统40在其被驱动时保持其减小的负俯仰倾向，而与车辆60的载荷无关。
参照图18D，当阻尼器230被完全压缩时，前惰轮组件260a与后惰轮组件260b间隔开了距离800(在惰轮组件260a、260b中的每一者的旋转轴线之间测得)。参照图18E，当阻尼器230完全伸长时，前惰轮组件260a与后轮惰轮组件260b间隔开了距离800(在惰轮组件260a、260b中的每一者的旋转轴线之间测得)。图18D中的距离800大于图18E中的距离800。因此，履带380的地面接触面积的大小随着由履带系统40承受的载荷增大(以及阻尼器压缩)而增大。
除了履带系统40的减小的负俯仰倾向之外，当履带系统40沿着其行进路径遭遇诸如凸块或凹坑之类的障碍物时，前车轮支承构件200a和后车轮支承构件200b的枢转以及前框架构件170a和后框架构件170b的枢转具有减小前枢轴130a和后枢轴130b的竖向位移的效果。因此，减小了车辆60的底盘62的竖向位移。应当指出的是，在某些速度制度下，单独的前车轮支承构件200a的枢转和后车轮支承构件200b的枢转足以减小前枢轴130a的竖向位移和后枢轴130b的竖向位移。在其他速度制度下，这是前车轮支承构件200a的枢转、后车轮支承构件200b的枢转、前框架构件170a的枢转、后框架构件170b的枢转、以及阻尼器230的阻尼作用的共同作用，由此减小了前枢轴130a的竖向位移和后枢轴130b的竖向位移。
本发明技术的上述实施方式的修改和改进对于本领域技术人员来说是明显的。前面的描述旨在是示例性的而不是限制性的。因此，本发明技术的范围旨在仅由所附权利要求的范围限制。

Claims (21)

1.一种履带系统，所述履带系统与具有底盘和驱动轴的车辆一起使用，所述驱动轴从所述底盘横向地向外延伸以用于驱动所述履带系统，所述履带系统包括：
·附接组件，所述附接组件能够连接至所述车辆的所述底盘，所述附接组件具有从所述附接组件横向地向外延伸的前枢轴和后枢轴；
·多构件框架组件，所述多构件框架组件布置在所述附接组件的横向外侧，所述多构件框架组件包括：
○前框架构件，所述前框架构件经由所述前枢轴以可枢转的方式连接至所述附接组件，以绕前枢轴轴线枢转；
○后框架构件，所述后框架构件经由所述后枢轴以可枢转的方式连接至所述附接组件，以绕后枢轴轴线枢转；
○前车轮支承框架构件，所述前车轮支承框架构件以可枢转的方式至少间接地连接至所述前框架构件；
○后车轮支承框架构件，所述后车轮支承框架构件以可枢转的方式至少间接地连接至所述后框架构件；
·阻尼器，所述阻尼器与所述前框架构件和所述后框架构件互相连接；
·前惰轮组件，所述前惰轮组件以可旋转的方式连接至所述前车轮支承框架构件；
·后惰轮组件，所述后惰轮组件以可旋转的方式连接至所述后车轮支承框架构件；
·多个支撑轮组件，所述多个支撑轮组件布置在所述前惰轮组件与所述后惰轮组件中间；
·齿轮箱，所述齿轮箱具有输入轴和输出轴，所述输入轴能够操作性地连接至所述车辆的所述驱动轴；
·链轮，所述链轮操作性地连接至所述齿轮箱的所述输出轴；以及
·环形履带，所述环形履带围绕所述链轮、所述前惰轮组件、所述后惰轮组件和所述多个支撑轮组件延伸并且能够由所述链轮驱动。
2.根据权利要求1所述的履带系统，其中，
·所述前框架构件和所述后框架构件中的至少一者中具有开孔；以及
·所述齿轮箱的所述输入轴和所述车辆的所述驱动轴中的至少一者延伸穿过所述开孔，所述开孔的形状和尺寸设定成尽管存在所述齿轮箱的所述输入轴和所述车辆的所述驱动轴中的所述至少一者延伸穿过所述开孔，但仍允许所述前框架构件和所述后框架构件中的所述至少一者的枢转运动。
3.根据权利要求1所述的履带系统，其中，
·所述前框架构件中具有第一开孔；
·所述后框架构件中具有第二开孔；
·所述齿轮箱的所述输入轴和所述车辆的所述驱动轴中的至少一者延伸穿过所述第一开孔和所述第二开孔中的一者，所述第一开孔和所述第二开孔中的所述一者的形状和尺寸设定成尽管存在所述齿轮箱的所述输入轴和所述车辆的所述驱动轴中的所述至少一者延伸穿过所述第一开孔和所述第二开孔中的所述一者，但仍允许所述前框架构件和所述后框架构件中的所述一者的枢转运动；以及
·止挡部，所述止挡部在所述第一开孔和所述第二开孔中的另一者内延伸，所述止挡部的结构和尺寸设定成限制所述前框架构件和所述后框架构件中的另一者的枢转运动。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的履带系统，其中，所述前枢轴轴线布置在所述后枢轴轴线的上方。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的履带系统，其中，
·所述前车轮支承框架构件绕第一轴线以可枢转的方式直接连接至所述前框架构件；
·所述后车轮支承框架构件绕第二轴线以可枢转的方式直接连接至所述后框架构件；
·所述第一轴线、所述第二轴线、所述前枢轴轴线和所述后枢轴轴线以与平行于所述履带系统的纵向方向延伸的平面垂直的方式延伸；以及
·在所述履带系统的静置位置中，所述第二轴线在所述第一轴线的上方。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的履带系统，其中，
·所述环形履带具有前边缘、后边缘和地面接合边缘；
·所述后边缘与所述地面接合边缘之间形成第一角，并且所述前边缘与所述地面接合边缘之间形成第二角；
·所述第一角具有平分线；以及
·所述第一角的平分线经过所述后枢轴轴线的下方。
7.根据权利要求6所述的履带系统，其中，
·所述前车轮支承框架构件绕第一轴线以可枢转的方式直接连接至所述前框架构件；
·所述后车轮支承框架构件绕第二轴线以可枢转的方式直接连接至所述后框架构件；
·所述前惰轮组件的惰轮绕第三轴线旋转；
·所述后惰轮组件的惰轮绕第四轴线旋转；
·所述第一轴线、所述第二轴线、所述第三轴线、所述第四轴线、所述前枢轴轴线和所述后枢轴轴线以与平行于所述履带系统的纵向方向延伸的平面垂直的方式延伸；以及
·所述第二轴线和所述第四轴线与所述第一角的平分线相交。
8.根据权利要求6至7中的任一项所述的履带系统，其中，
·所述第二角具有平分线；以及
·所述第二角的平分线经过所述前枢轴轴线的下方。
9.根据权利要求8所述的履带系统，其中，所述第一轴线和所述第三轴线与所述第二角的平分线相交。
10.根据权利要求8所述的履带系统，其中，在所述平面中限定的介于所述第一角的平分线与所述后枢轴轴线之间的最短距离大于在所述平面中限定的介于所述第二角的平分线与所述前枢轴轴线之间的最短距离。
11.根据权利要求7至10中的任一项所述的履带系统，其中，在所述平面中限定的介于所述前枢轴轴线与所述第一轴线之间的第一纵向距离大于在所述平面中限定的介于所述后枢轴轴线与所述第二轴线之间的第二纵向距离。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的履带系统，其中，由所述后车轮支承框架构件支撑的载荷大于由所述前车轮支承框架构件支撑的载荷。
13.根据权利要求7至12中的任一项所述的履带系统，其中，后支撑轮组件绕第五轴线以可枢转的方式连接至所述后车轮支承框架构件，并且在所述平面中限定的介于所述第二轴线与所述第四轴线之间的第三纵向距离大于在所述平面中限定的介于所述第二轴线与所述第五轴线之间的第四纵向距离。
14.根据权利要求13所述的履带系统，其中，前支撑轮绕第六轴线以可旋转的方式连接至所述前车轮支承框架构件，并且所述第四纵向距离大于在所述平面中限定的介于所述第一轴线与所述第六轴线之间的第五纵向距离。
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的履带系统，其中，后支撑轮组件以可枢转的方式连接至所述后车轮支承框架构件，所述后支撑轮组件包括支撑轮框架构件、一对前向支撑轮和一对后向支撑轮，其中，所述一对前向支撑轮以可旋转的方式连接至所述支撑轮框架构件，所述一对后向支撑轮以可旋转的方式连接至所述支撑轮框架构件。
16.根据权利要求1至15中的任一项所述的履带系统，其中，所述附接组件包括：
·板，所述板具有前枢轴接纳孔和后枢轴接纳孔，所述前枢轴接纳孔的形状和尺寸设定成接纳所述前枢轴，所述后枢轴接纳孔的形状和尺寸设定成接纳所述后枢轴；以及
·所述前枢轴延伸穿过所述前枢轴接纳孔，并且所述后枢轴延伸穿过所述后枢轴接纳孔。
17.根据权利要求16所述的履带系统，其中，
·所述板具有围绕所述前枢轴接纳孔和所述后枢轴接纳孔中的每一者限定的肩状凹部；
·所述前枢轴具有形状和尺寸设定成抵接所述板的所述前枢轴接纳孔的所述肩状凹部的肩部部分；以及
·所述后枢轴具有形状和尺寸设定成抵接所述板的所述后枢轴接纳孔的所述肩状凹部的肩部部分。
18.根据权利要求1至17中的任一项所述的履带系统，还包括轴向地延伸穿过所述前枢轴和所述后枢轴以紧固所述齿轮箱的紧固件。
19.根据权利要求1至18中的任一项所述的履带系统，其中，所述阻尼器布置在所述齿轮箱的横向内侧。
20.根据权利要求3至19中的任一项所述的履带系统，其中，所述止挡部连接至所述齿轮箱。
21.根据权利要求1至20中的任一项所述的履带系统，其中，所述履带具有大小随着由所述履带系统承受的载荷增大而增大的地面接触面积。
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