CN111994179A - 一种收缩展成式轮履行走装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种收缩展成式轮履行走装置，包括：主履带行走单元、前副履带行走单元、后副履带行走单元、行走架、左曲柄及右曲柄；所述主履带行走单元的轮A通过销轴安装在行走架的销接座上，所述履带行走单元的轮D支撑在地面上；所述前副履带行走单元的轮C通过左曲柄与所述主履带行走单元的轮B销接；所述前副履带行走单元的轮A通过连杆与所述左滑块销接；所述后副履带行走单元的轮B通过右曲柄与所述主履带行走单元的轮C销接；所述后副履带行走单元的轮A通过连杆与所述右滑块销接；本发明结构简单，不仅能够在收缩状态下实现常规轮式地面行驶，而且能够在展成状态下完成崎岖不平、水田、泥泞和雪地等复杂地面的履带行驶任务。

Description

一种收缩展成式轮履行走装置
技术领域
本发明属于车辆行走技术领域，具体涉及一种收缩展成式轮履行走装置。
背景技术
应用履带行走装置的车辆接地比压小、对土壤的附着性能好且不易打滑、稳定性较好、爬坡性能和越障能力较强、能够进行越野行驶，适用于各种地形、尤其是非道路场合、松软易沉陷环境、田间或山地等工况下通过性较好。但效率较低，机动灵活性差，转向时摩擦损失较大，自重过高以及由此导致的高能耗限制了它的推广应用，所以可变形履带行走装置是当前的一个研究热点。
目前国内已有授权的几种轮履一体式行驶技术相关专利：一种可实现轮式与履带式状态相互转换的履带轮(授权公告号为CN105882774B)，可通过保持架变形、驱动制动总成驱动履带旋转实现轮和履带转换，但由于在轮式状态中心轴安装偏心，所以不具有滚动性能；一种轮履转换机构(授权公告号为CN202358210U)，通过可变径驱动齿轮实现轮和履带转换，但由于其齿轮变径过程不具有连续性，机构变形稳定性和及时性较差；轮履足互变式行进装置(授权公告号为CN 205499102U)由姿态调整部分和轮体部分组成，可以实现轮、履、足三种行驶方式相互转换，但机构复杂、行走方式转换时能耗比高、且额外加装履带使变形及时性差。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种收缩展成式轮履行走装置，结构简单，不仅能够在收缩状态下实现常规轮式地面行驶，而且能够在展成状态下完成崎岖不平、水田、泥泞和雪地等复杂地面的履带行驶任务。
本发明是通过下述技术方案实现的：
一种收缩展成式轮履行走装置，包括：主履带行走单元、前副履带行走单元、后副履带行走单元、行走架、左曲柄及右曲柄；
所述行走架的中部设有销接座，行走架的两端分别设有滑道，两个滑道互相平行，且两个滑道上分别滑动配合有左滑块和右滑块；
所述主履带行走单元、前副履带行走单元及后副履带行走单元的结构相同，均包括：履带、四个滚轮及履带支架；所述履带支架为四边形结构；所述四边形结构的四个角分别与四个滚轮销接；履带呈环形封闭绕装在四个滚轮外部；令四个滚轮分别为轮A、轮B、轮C、轮D，其中，轮A和轮D相对，轮B和轮C相对；
整体连接关系如下：所述主履带行走单元的轮A通过销轴安装在行走架的销接座上，令销轴的轴线为转动中心O点；所述履带行走单元的轮D支撑在地面上；
所述前副履带行走单元的轮C通过左曲柄与所述主履带行走单元的轮B销接；所述前副履带行走单元的轮A通过连杆与所述左滑块销接；令左曲柄与所述主履带行走单元的轮B的销接点为B点；所述左滑块、行走架上的滑道、左履带支架及左曲柄组成前曲柄滑块机构，左曲柄可绕所述B点转动；令所述前副履带行走单元的轮D支撑在地面上时的左滑块的位置为E点；
所述后副履带行走单元的轮B通过右曲柄与所述主履带行走单元的轮C销接；所述后副履带行走单元的轮A通过连杆与所述右滑块销接；令右曲柄与所述主履带行走单元的轮C的销接点为C点；所述右滑块、行走架上的滑道、右履带支架及右曲柄组成后曲柄滑块机构，右曲柄可绕所述C点旋转；令所述后副履带行走单元的轮D支撑在地面上时的右滑块的位置为F点；
当左滑块和右滑块的中心均位于行走架的销接座内销轴的轴线上时，主履带行走单元、前副履带行走单元、后副履带行走单元处于收缩状态，为轮状结构；
当左滑块移动到E点，右滑块移动到F点时，主履带行走单元、前副履带行走单元、后副履带行走单元的轮D均支撑在地面上，主履带行走单元、前副履带行走单元、后副履带行走单元处于展成状态，为多段式的履带结构。
进一步的，所述轮B为驱动轮；当所述行走装置为展成状态时，外部的动力机构分别驱动主履带行走单元、前副履带行走单元、后副履带行走单元的驱动轮转动，进而分别带动主履带行走单元、前副履带行走单元、后副履带行走单元的履带转动。
进一步的，所述轮C为驱动轮；当所述行走装置为展成状态时，外部的动力机构分别驱动主履带行走单元、前副履带行走单元、后副履带行走单元的驱动轮转动，进而分别带动主履带行走单元、前副履带行走单元、后副履带行走单元的履带转动。
进一步的，令前副履带行走单元的履带支架为左履带支架；主履带行走单元的履带支架为主履带支架；后副履带行走单元的履带支架为右履带支架；
所述左履带支架和右履带支架相对的两个边长度相等，均为边A；所述左履带支架和主履带支架相对的两个边长度相等，均为边B；所述右履带支架和主履带支架相对的两个边长度相等，均为边C；则边A＜边B＝边C。
有益效果：本发明通过改变左滑块和右滑块在对应的滑道上的位置，可实现前副履带行走单元和后副履带行走单元相对于主履带行走单元的收缩或展成，实现轮状结构或履带结构两种工作状态；正常行驶在平坦路面上时，所述行走装置处于收缩状态，为轮状结构，与普通轮式相同；当遇到泥泞、沼泽以及雪地等附着力差的地面时，所述行走装置处于展成状态，为多段式的履带结构，以便增大附着力、提高通过性能；进一步增加了驱动力和承载能力，克服打滑、适应各种路面连续行驶。
附图说明
图1为本发明的展成状态结构图；
图2为本发明的收缩状态结构图；
图3为主履带行走单元的结构原理图；
其中，1-行走架；2-滑道；3-左滑块；4-前副履带行走单元；5-左履带支架；6-左曲柄；7-主履带行走单元；8-主履带支架；9-右曲柄；10-后副履带行走单元；11-右履带支架；12右滑块；71-履带；72-支撑轮；23-导向轮；74驱动轮；75-履带支架；76-连接轮。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本实施例提供了一种收缩展成式轮履行走装置，参见附图1，包括：主履带行走单元7、前副履带行走单元4、后副履带行走单元10、行走架1、左曲柄6及右曲柄9；
所述行走架1的中部设有销接座，行走架1的两端分别设有滑道2，两个滑道2互相平行，且两个滑道2上分别安装有左滑块3和右滑块12，左滑块3和右滑块12分别与滑道2滑动配合；
参见附图3，所述主履带行走单元7、前副履带行走单元4及后副履带行走单元10的结构相同，均包括：履带71、支撑轮72、导向轮73、驱动轮74、连接轮76及履带支架75；所述履带支架75为四边形结构；所述四边形结构的四个角分别与支撑轮72、导向轮73、驱动轮74及连接轮76销接；其中，支撑轮72与连接轮76相对，导向轮73与驱动轮74相对；履带71呈环形封闭依次绕装在连接轮76、导向轮73、支撑轮72及驱动轮74外部；
令前副履带行走单元4的履带支架75为左履带支架5；主履带行走单元7的履带支架75为主履带支架8；后副履带行走单元10的履带支架75为右履带支架11；
整体连接关系如下：所述主履带行走单元7的连接轮76通过销轴安装在行走架1的销接座上，令所述销轴的轴线为转动中心O点；所述履带行走单元7的支撑轮72支撑在地面上；
所述前副履带行走单元4的驱动轮74(或导向轮73)通过左曲柄6与所述主履带行走单元7的导向轮73(或驱动轮74)销接(左曲柄6两端均为销接)；所述前副履带行走单元4的连接轮76通过连杆与所述左滑块3销接(连杆两端均为销接)；令左曲柄6与所述主履带行走单元7的导向轮73(或驱动轮74)的销接点为B点；所述左滑块3、行走架1上的滑道2、左履带支架5及左曲柄6组成前曲柄滑块机构，左曲柄6可绕所述B点转动；令所述前副履带行走单元4的支撑轮72支撑在地面上时的左滑块3的位置为E点；
所述后副履带行走单元10的导向轮73(或驱动轮74)通过右曲柄9与所述主履带行走单元7的驱动轮74(或导向轮73)销接(右曲柄9两端均为销接)；所述后副履带行走单元10的连接轮76通过连杆与所述右滑块12销接(连杆两端均为销接)；令右曲柄9与所述主履带行走单元7的驱动轮74(或导向轮73)的销接点为C点；所述右滑块12、行走架1上的滑道2、右履带支架11及右曲柄9组成后曲柄滑块机构，右曲柄9可绕所述C点旋转；令所述后副履带行走单元10的支撑轮72支撑在地面上时的右滑块12的位置为F点；
参见附图2，当左滑块3和右滑块12均向O点移动时，所述前副履带行走单元4通过左曲柄6绕所述B点顺时针转动，所述后副履带行走单元10通过右曲柄9绕所述C点逆时针转动；当左滑块3和右滑块12的中心均与O点重合且锁定时(但三者不干涉，即左滑块3、右滑块12的中心均位于行走架1的销接座内的销轴轴线上)，主履带行走单元7、前副履带行走单元4、后副履带行走单元10处于收缩状态，为轮状结构，所述O点为轮状结构的圆心；所述轮状结构绕所述O点转动，实现在平坦地面上的行走；以轮状结构的方式行走，所述行走装置的机动灵活性较好，转向摩擦损失较小；
所述左履带支架5和右履带支架11相对的两个边长度相等，均为边A；所述左履带支架5和主履带支架8相对的两个边长度相等，均为边B；所述右履带支架11和主履带支架8相对的两个边长度相等，均为边C；则边A＜边B＝边C；
参见附图1，当左滑块3和右滑块12均远离O点时，所述前副履带行走单元4通过左曲柄6绕所述B点逆时针转动，所述后副履带行走单元10通过右曲柄9绕所述C点顺时针转动；当左滑块3移动到E点且锁定，右滑块12移动到F点且锁定时，主履带行走单元7、前副履带行走单元4、后副履带行走单元10的支撑轮72均支撑在地面上，主履带行走单元7、前副履带行走单元4、后副履带行走单元10处于展成状态，为多段式的履带结构；外部的动力机构分别驱动主履带行走单元7、前副履带行走单元4、后副履带行走单元10的驱动轮74转动，进而分别带动主履带行走单元7、前副履带行走单元4、后副履带行走单元10的履带71转动，实现在不同的地面环境上的行走；以履带结构的方式行走，所述行走装置能够增大附着力、提高通过性能，适应于泥泞、沼泽以及雪地等附着力差的不同地面环境。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种收缩展成式轮履行走装置，其特征在于，包括：主履带行走单元(7)、前副履带行走单元(4)、后副履带行走单元(10)、行走架(1)、左曲柄(6)及右曲柄(9)；
所述行走架(1)的中部设有销接座，行走架(1)的两端分别设有滑道(2)，两个滑道(2)互相平行，且两个滑道(2)上分别滑动配合有左滑块(3)和右滑块(12)；
所述主履带行走单元(7)、前副履带行走单元(4)及后副履带行走单元(10)的结构相同，均包括：履带(71)、四个滚轮及履带支架(75)；所述履带支架(75)为四边形结构；所述四边形结构的四个角分别与四个滚轮销接；履带(71)呈环形封闭绕装在四个滚轮外部；令四个滚轮分别为轮A、轮B、轮C、轮D，其中，轮A和轮D相对，轮B和轮C相对；
整体连接关系如下：所述主履带行走单元(7)的轮A通过销轴安装在行走架(1)的销接座上，令销轴的轴线为转动中心O点；所述履带行走单元(7)的轮D支撑在地面上；
所述前副履带行走单元(4)的轮C通过左曲柄(6)与所述主履带行走单元(7)的轮B销接；所述前副履带行走单元(4)的轮A通过连杆与所述左滑块(3)销接；令左曲柄(6)与所述主履带行走单元(7)的轮B的销接点为B点；所述左滑块(3)、行走架(1)上的滑道(2)、左履带支架(5)及左曲柄(6)组成前曲柄滑块机构，左曲柄(6)可绕所述B点转动；令所述前副履带行走单元(4)的轮D支撑在地面上时的左滑块(3)的位置为E点；
所述后副履带行走单元(10)的轮B通过右曲柄(9)与所述主履带行走单元(7)的轮C销接；所述后副履带行走单元(10)的轮A通过连杆与所述右滑块(12)销接；令右曲柄(9)与所述主履带行走单元(7)的轮C的销接点为C点；所述右滑块(12)、行走架(1)上的滑道(2)、右履带支架(11)及右曲柄(9)组成后曲柄滑块机构，右曲柄(9)可绕所述C点旋转；令所述后副履带行走单元(10)的轮D支撑在地面上时的右滑块(12)的位置为F点；
当左滑块(3)和右滑块(12)的中心均位于行走架(1)的销接座内销轴的轴线上时，主履带行走单元(7)、前副履带行走单元(4)、后副履带行走单元(10)处于收缩状态，为轮状结构；
当左滑块(3)移动到E点，右滑块(12)移动到F点时，主履带行走单元(7)、前副履带行走单元(4)、后副履带行走单元(10)的轮D均支撑在地面上，主履带行走单元(7)、前副履带行走单元(4)、后副履带行走单元(10)处于展成状态，为多段式的履带结构。
2.如权利要求1所述的一种收缩展成式轮履行走装置，其特征在于，所述轮B为驱动轮；当所述行走装置为展成状态时，外部的动力机构分别驱动主履带行走单元(7)、前副履带行走单元(4)、后副履带行走单元(10)的驱动轮转动，进而分别带动主履带行走单元(7)、前副履带行走单元(4)、后副履带行走单元(10)的履带(71)转动。
3.如权利要求1所述的一种收缩展成式轮履行走装置，其特征在于，所述轮C为驱动轮；当所述行走装置为展成状态时，外部的动力机构分别驱动主履带行走单元(7)、前副履带行走单元(4)、后副履带行走单元(10)的驱动轮转动，进而分别带动主履带行走单元(7)、前副履带行走单元(4)、后副履带行走单元(10)的履带(71)转动。
4.如权利要求1所述的一种收缩展成式轮履行走装置，其特征在于，令前副履带行走单元(4)的履带支架(75)为左履带支架(5)；主履带行走单元(7)的履带支架(75)为主履带支架(8)；后副履带行走单元(10)的履带支架(75)为右履带支架(11)；
所述左履带支架(5)和右履带支架(11)相对的两个边长度相等，均为边A；所述左履带支架(5)和主履带支架(8)相对的两个边长度相等，均为边B；所述右履带支架(11)和主履带支架(8)相对的两个边长度相等，均为边C；则边A＜边B＝边C。
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