CN114701579A - 一种履带式行走装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种履带式行走装置，包括履带式底盘行走机构，所述履带式底盘行走机构包括底盘、驱动装置、若干个行走轮和套设在行走轮上的两组履带，还包括转弯控制机构，所述转弯控制机构包括支撑机构和旋转机构，所述支撑机构包括整机支撑座和与整机支撑座相连的液压缸系统；所述旋转机构包括固定座、控制电机、与控制电机转动连接的第一齿轮和与第一齿轮啮合的第二齿轮，第二齿轮与底盘转动连接；所述液压缸系统包括与固定座相连的液压缸和固定在整机支撑座上的液压缸杆。该履带式行走装置转弯半径小，扰动土壤问题小；转弯时不影响履带使用寿命，重心可调，稳定性好，转弯角度调整精准、快速，并且改造成本低，适应性强。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械技术领域，尤其是涉及一种履带式行走装置。
背景技术
随着农业机械自动化程度越来越高，各种功能的小型农业机械不断推陈出新，例如拖挂式螺旋钻机、拖挂式平地机、岩石耙、割草机、装载、搬运机等，仅需将对应农业机械安装在行走装置上利用行走装置对其提供动力并保持拖行或推行即可实现对应功能。目前常见的行走装置主要以轮胎式和履带式两种，轮胎式行走机动性比较好，但缺点是接地比压大，爬坡能力小；履带式行走稳定性好，对地压强小，爬坡能力强，但是机械式履带通过机械传动的方式将发动机输出的动力最终传递给履带，所用结构较为繁琐复杂。更为重要的是，履带式行走在转弯时，只能通过给一条履带进行刹车的方式使两条履带产生速度差进行转弯，转弯半径较大，因此要求作业两端要留出足够多的转弯空间。实际作业过程中，为使空间利用最大化，转弯空间往往较小，这就使得履带式行走装置在转弯时扰动土壤问题较为严重，并且履带转弯时要承受巨大的扭转力矩，特别是对履带销会产生巨大的剪切力，影响其使用寿命。面对温室、阶梯地形或转弯空间更为苛刻的场地，履带式行走装置局限性更为严重，甚至根本无法使用履带式行走装置。目前市场上有通过将两条履带设置成可以独立进行前进和后退的模式来减小转弯半径，但该种形式仍然存在局限性，转弯半径依旧较大，并且依旧存在履带转弯时要承受巨大的扭转力矩，影响其使用寿命。除此之外，还普遍存在履带转弯角度不易调整的问题。
发明内容
本发明目的是提供一种履带式行走装置，该履带式行走装置转弯半径小，扰动土壤问题小；转弯时不影响履带使用寿命，重心可调，稳定性好，转弯角度调整精准、快速，并且改造成本低，适应性强。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种履带式行走装置，包括履带式底盘行走机构，所述履带式底盘行走机构包括底盘、驱动装置、若干个行走轮和套设在行走轮上的两组履带，还包括转弯控制机构，所述转弯控制机构包括支撑机构和旋转机构，所述支撑机构包括整机支撑座和与整机支撑座相连的液压缸系统；所述旋转机构包括固定座、控制电机、与控制电机转动连接的第一齿轮和与第一齿轮啮合的第二齿轮，第二齿轮与底盘转动连接，所述控制电机固定在固定座上；所述液压缸系统包括与固定座相连的液压缸和固定在整机支撑座上的液压缸杆，液压缸竖直设置，液压缸杆上下运动带动整机支撑座上下运动；当液压缸杆运动至高点时，整机支撑座底面高于行走轮最低点；液压缸杆可带动整机支撑座向下运动直至整机支撑座抵住地面并利用整机支撑座支撑、并托起底盘。
优选的，还包括位置调整机构，所述位置调整机构包括悬挂架、连杆、第一液压缸系统和第二液压缸系统，其中所述连杆一端与悬挂架一侧铰接，另一端铰接在底盘上，第一液压缸系统包括第一液压缸和第一液压缸杆，第二液压缸系统包括第二液压缸和第二液压缸杆，第一液压缸一侧铰接在连杆上，第一液压缸杆一侧铰接在悬挂架上，第一液压缸杆伸缩控制悬挂架旋转；第二液压缸一侧铰接在底盘上，第二液压缸杆一侧铰接在连杆上，第二液压缸杆伸缩控制连杆旋转。
优选的，所述转弯控制机构基本位于底盘中心。
优选的，所述位置调整机构设有两套，分别对称设置在底盘两侧。
优选的，在所述固定座上设有固定轴，所述第二齿轮通过轴承套设在固定轴上。
优选的，所述第二齿轮上面与转换座固连，转换座与底盘固连。
优选的，所述第二液压缸杆铰接在连杆中部或中上部，第一液压缸杆铰接在悬挂架中部。
优选的，在所述悬挂架远连杆侧设有固定孔，所述固定孔与挂接装置相连。
优选的，所述挂接装置为螺旋钻装置、平地装置或搬运装置中的任意一个。
进一步优选的，所述控制电机为伺服电机，在所述固定座和液压缸上设有加强筋。
上述技术方案中，通过在履带式底盘行走机构的底盘下方竖直设置液压缸系统和整机支撑座，使得液压缸杆上下运动带动整机支撑座上下运动；当液压缸杆运动至高点时，整机支撑座底面高于行走轮最低点，不影响履带式底盘行走机构正常行走功能；当需要转弯时，液压缸杆带动整机支撑座向下运动直至整机支撑座抵住地面，此时液压缸杆继续伸长即可利用整机支撑座支撑住底盘并将履带式底盘行走机构托起悬空。此时，控制电机驱动第一齿轮旋转进而驱动第二齿轮旋转，由于第二齿轮与底盘底部转动连接，因此履带式底盘行走机构即可实现原地旋转直至转弯，转弯半径极小，仅为自身原地旋转所需空间，扰动土壤问题也随之减小。由于该履带式底盘行走机构旋转直至转弯过程中，底盘始终被托起至悬空状态，履带始终未与地面接触并且为停止运转状态，故其转弯时不影响履带使用寿命，履带使用寿命随之延长。履带式底盘行走机构的旋转角度可以通过伺服电机精准的控制第二齿轮旋转角度进而控制底盘旋转角度，因此其转弯角度调整精准、快速。转弯前，控制第一液压缸杆伸缩即可控制悬挂架旋转进而带动挂接装置上下位置调整；控制第二液压缸杆伸缩即可控制连杆旋转进而带动挂接装置前后位置调整，第一液压缸杆和第二液压缸杆配合即可实现履带式底盘行走机构和挂接装置的整体重心调整，避免履带式底盘行走机构托起悬空和转弯时出现侧翻，转弯过程平稳、角度精准可调。通过转换座与底盘焊接或螺栓固定连接，即可便捷的将转弯控制机构固定在现有的履带式底盘行走机构上，结构简单，改造成本低。当转弯空间足够大时，也可以利用两组履带产生速度差进行转弯，提高适应性。
附图说明
图1为本履带式行走装置（液压缸杆伸长状态）立体结构示意图；
图2为本履带式行走装置（不包括挂接装置）立体结构示意图；
图3为本履带式行走装置中的转弯控制机构立体结构示意图；
图4为本履带式行走装置中的第二齿轮与固定轴固定结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步说明：
如图1至图4所示，本履带式行走装置，包括履带式底盘行走机构10和转弯控制机构20，其中履带式底盘行走机构10包括底盘11、驱动装置（附图未示出）、多个行走轮12和套设在行走轮12上的两组履带13，驱动装置与其中的一至两个行走轮转动连接，通过驱动行走轮旋转驱动履带13运转，驱动装置可以是液压马达也可以是发动机。转弯控制机构20包括支撑机构30和旋转机构40，其中支撑机构30包括整机支撑座31和与整机支撑座31相连的液压缸系统32，整机支撑座31可以是基本呈圆盘状的盘体也可以是框架结构形式；旋转机构40包括固定座41、控制电机42、与控制电机42转动连接的第一齿轮43和与第一齿轮43啮合的第二齿轮44，第二齿轮44与底盘11底部转动连接。控制电机42采用精准度更高的伺服电机，便于后续精准控制底盘11转动角度；将控制电机42固定设置在固定座41下方，控制电机42的输出轴穿过固定座41将动力通过第一齿轮43传动给第二齿轮44。在本实施例中，液压缸系统32包括与固定座41固连的液压缸33和固定在整机支撑座31上的液压缸杆34，液压缸33竖直设置，液压缸杆34上下运动带动整机支撑座31上下运动；当液压缸杆34运动至高点时，整机支撑座31底面高于行走轮12最低点，不影响履带式底盘行走机构10正常行走功能；当需要转弯时，液压缸杆34伸长带动整机支撑座31向下运动直至整机支撑座31抵住地面，此时液压缸杆34继续伸长即可利用整机支撑座31支撑住底盘11并将履带式底盘行走机构10整体托起悬空。此时，控制电机42驱动第一齿轮43旋转进而驱动第二齿轮44旋转，由于第二齿轮44与底盘11底部转动连接，因此履带式底盘行走机构10整体原地旋转直至转弯，转弯半径极小，仅为自身原地旋转所需空间，扰动土壤问题也随之减小。由于该履带式底盘行走机构10旋转直至转弯过程中，底盘11始终被托起至悬空状态，履带13始终未与地面接触并且为停止运转状态，故其转弯时不影响履带13使用寿命，履带13使用寿命随之延长。履带式底盘行走机构10的旋转角度可以通过伺服电机精准的控制第二齿轮44旋转角度进而控制底盘11旋转角度，因此其转弯角度调整精准、快速。
在一个优选实施例中，本履带式行走装置还包括位置调整机构50，位置调整机构50包括悬挂架51、连杆52、第一液压缸系统53和第二液压缸系统54，其中连杆52一端与悬挂架51一侧铰接，另一端铰接在底盘11上，第一液压缸系统53包括第一液压缸531和第一液压缸杆532，第二液压缸系统54包括第二液压缸541和第二液压缸杆542，将第一液压缸531一侧铰接在连杆52上，第一液压缸杆532一侧铰接在悬挂架51上，由第一液压缸杆532伸缩控制悬挂架51做绕轴旋转运动；第二液压缸541一侧铰接在底盘11上，第二液压缸杆542一侧铰接在连杆52上，由第二液压缸杆542伸缩控制连杆52做绕轴旋转运动，进而控制悬挂架51位置调整。在本实施例中，位置调整机构50设有两套，分别对称设置在底盘11两侧。在悬挂架51的远连杆52侧设有固定孔55，通过固定孔55与挂接装置60三点式悬挂固定连接，挂接装置60可以螺旋钻装置、平地装置或搬运装置中的任意一个，螺旋钻装置、平地装置和搬运装置为现有技术，在此不做赘述。这样，第一液压缸杆532伸缩控制悬挂架51旋转，就可以近似调整挂接装置60的相对高度；第二液压缸杆542伸缩控制连杆52旋转，进而控制悬挂架51旋转就可以近似调整挂接装置60的前后相对位置，第一液压缸杆532和第二液压缸杆542配合即可实现履带式底盘行走机构10和挂接装置60的整体重心调整，适应不同功能的挂接装置60，避免本履带式行走装置拖挂或推行时出现重心不稳，以及履带式底盘行走机构10托起悬空和转弯时出现侧翻，保证转弯及拖挂、推行过程平稳。转弯控制机构20基本位于底盘11中心，为进一步提高挂接装置60位置调整的敏感度，将第二液压缸杆542铰接在连杆52中部或中上部，第一液压缸杆532铰接在悬挂架51中部。
在一个优选实施例中，在固定座41上设有固定轴45，第二齿轮44通过轴承46套设在固定轴45上，这样第二齿轮44可绕固定轴45旋转，固定轴45通过轴承46支撑第二齿轮44旋转，因此底盘11旋转即履带式底盘行走机构10转弯所需的扭矩可以大大减小。还可以在第二齿轮44上面设置盘状的转换座47，将转换座47与底盘11焊接或螺栓固定连接，即可便捷的将转弯控制机构20固定在现有的履带式底盘行走机构10上，结构简单，改造成本低，适应性强。还可以进一步的在固定座41和液压缸33上加设加强筋48，提高转弯控制机构20使用寿命。
上述技术方案中，将相应功能的挂接装置60通过固定孔55固定在悬挂架51上。当不需要转弯时，液压缸杆34运动至高点，液压缸杆34收缩至最小行程，整机支撑座31底面高于行走轮12最低点，履带式底盘行走机构10可正常行走以便拖挂或推行挂接装置60实现挂接装置60的相应功能。当需要转弯时，第一液压缸杆532伸缩控制悬挂架51旋转，调整挂接装置60的相对高度；第二液压缸杆542伸缩控制连杆52旋转，进而控制悬挂架51旋转调整挂接装置60的前后相对位置，第一液压缸杆532和第二液压缸杆542配合实现履带式底盘行走机构10和挂接装置60的整体重心调整，避免履带式底盘行走机构10托起悬空和转弯时出现侧翻，保证转弯过程平稳。随后，液压缸杆34伸长带动整机支撑座31向下运动直至整机支撑座31抵住地面，此时液压缸杆34继续伸长，整机支撑座31支撑住底盘11并将履带式底盘行走机构10整体托起悬空。随后，控制电机42驱动第一齿轮43旋转进而驱动第二齿轮44旋转，履带式底盘行走机构10整体原地旋转直至转弯。转弯完成后，液压缸杆34缩短，履带式底盘行走机构10连同挂接装置60整体高度下降，直至履带13重新与地面接触换由履带13支撑，液压缸杆34继续缩短又运动至高点，整机支撑座31底面高于行走轮12最低点，履带式底盘行走机构10又可正常行走以便拖挂或推行挂接装置60实现相应功能。在履带式底盘行走机构10再次正常行走前，再次利用第一液压缸杆532和第二液压缸杆542配合调整履带式底盘行走机构10和挂接装置60的整体重心即可。该履带式行走装置转弯半径小，扰动土壤问题小；转弯时不影响履带使用寿命，转弯平稳，转弯角度调整精准、快速，不会出现侧翻，并且结构简单，改造成本低。当转弯空间足够大时，也可以利用两组履带产生速度差进行转弯，提高适应性。
本实施例只是对本发明构思和实现的说明，并非对其进行限制，在本发明构思下，未经实质变换的技术方案仍然在保护范围内。
Claims (10)
1.一种履带式行走装置，包括履带式底盘行走机构，所述履带式底盘行走机构包括底盘、驱动装置、若干个行走轮和套设在行走轮上的两组履带，其特征在于，还包括转弯控制机构，所述转弯控制机构包括支撑机构和旋转机构，所述支撑机构包括整机支撑座和与整机支撑座相连的液压缸系统；所述旋转机构包括固定座、控制电机、与控制电机转动连接的第一齿轮和与第一齿轮啮合的第二齿轮，第二齿轮与底盘转动连接，所述控制电机固定在固定座上；所述液压缸系统包括与固定座相连的液压缸和固定在整机支撑座上的液压缸杆，液压缸竖直设置，液压缸杆上下运动带动整机支撑座上下运动；当液压缸杆运动至高点时，整机支撑座底面高于行走轮最低点；液压缸杆可带动整机支撑座向下运动直至整机支撑座抵住地面并利用整机支撑座支撑、并托起底盘。
2.如权利要求1所述的履带式行走装置，其特征在于，还包括位置调整机构，所述位置调整机构包括悬挂架、连杆、第一液压缸系统和第二液压缸系统，其中所述连杆一端与悬挂架一侧铰接，另一端铰接在底盘上，第一液压缸系统包括第一液压缸和第一液压缸杆，第二液压缸系统包括第二液压缸和第二液压缸杆，第一液压缸一侧铰接在连杆上，第一液压缸杆一侧铰接在悬挂架上，第一液压缸杆伸缩控制悬挂架旋转；第二液压缸一侧铰接在底盘上，第二液压缸杆一侧铰接在连杆上，第二液压缸杆伸缩控制连杆旋转。
3.如权利要求1或2所述的履带式行走装置，其特征在于，所述转弯控制机构基本位于底盘中心。
4.如权利要求2所述的履带式行走装置，其特征在于，所述位置调整机构设有两套，分别对称设置在底盘两侧。
5.如权利要求1或2所述的履带式行走装置，其特征在于，在所述固定座上设有固定轴，所述第二齿轮通过轴承套设在固定轴上。
6.如权利要求5所述的履带式行走装置，其特征在于，所述第二齿轮上面与转换座固连，转换座与底盘固连。
7.如权利要求4所述的履带式行走装置，其特征在于，所述第二液压缸杆铰接在连杆中部或中上部，第一液压缸杆铰接在悬挂架中部。
8.如权利要求2所述的履带式行走装置，其特征在于，在所述悬挂架远连杆侧设有固定孔，所述固定孔与挂接装置相连。
9.如权利要求8所述的履带式行走装置，其特征在于，所述挂接装置为螺旋钻装置、平地装置或搬运装置中的任意一个。
10.如权利要求1所述的履带式行走装置，其特征在于，所述控制电机为伺服电机，在所述固定座和液压缸上设有加强筋。
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