CN115384617A - 一种轮距可调的全向履带行走装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮距可调的全向履带行走装置，所述轮距可调的全向履带行走装置包括齿轮箱、车架、调距机构、安装支架、连接机构、转向驱动机构和三角履带轮结构，所述车架两侧固定连接有安装支架，所述车架上方固定安装有齿轮箱，所述齿轮箱同时与安装支架固定连接，所述车架上固定安装有调距机构，所述调距机构用于驱动所述齿轮箱内的齿轮，所述安装支架上转动安装有连接机构，所述连接机构远离所述安装支架的端部与转向驱动机构固定连接，所述转向驱动机构与所述三角履带轮机构固定连接，所述转向驱动机构用于驱动所述三角履带轮机构转动；具有能够适应不同地形和环境等优点。

Description

一种轮距可调的全向履带行走装置

技术领域

本发明涉及履带行走机械车技术领域，尤其涉及一种轮距可调的全向履带行走装置。

背景技术

随着机械化水平的普遍提高，履带行走方式的机械车由于其对复杂路况的高适应性，正被广泛运用于崎岖山路救援，抢险救灾、农业工作和工程建造等领域。

虽然履带式行走机构可以适应复杂、恶劣地形，但依然存在一定问题。目前履带车的转向多采用差速转向，通过改变履带速度，差速使车体转向，但这种转向方式转向慢且对履带的磨损十分严重，大大减少了履带车的使用寿命。此外，目前履带车轮距通常是固定的，但履带车轮距却与履带车运动性能相关。履带车轮距设计越大，行驶平稳性越好，但转弯半径比较大，既不利于通过狭小路段，也影响在复杂地形的行驶机动性；履带车轮距设计越小，机动性提高，但稳定性却大大降低，当地形变化率过大时，极有可能发生侧翻等事故。

所以提供一种轮距可调的全向履带行走装置，能够解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，目前履带车轮距通常是固定的，但履带车轮距却与履带车运动性能相关。履带车轮距设计越大，行驶平稳性越好，但转弯半径比较大，既不利于通过狭小路段，也影响在复杂地形的行驶机动性；履带车轮距设计越小，机动性提高，但稳定性却大大降低，当地形变化率过大时，极有可能发生侧翻等事故，所以提供一种轮距可调的全向履带行走装置，所述轮距可调的全向履带行走装置包括：

齿轮箱、车架、调距机构、安装支架、连接机构、转向驱动机构和三角履带轮结构，所述车架两侧固定连接有安装支架，所述车架上方固定安装有齿轮箱，所述齿轮箱同时与安装支架固定连接，所述车架上固定安装有调距机构，所述调距机构用于驱动所述齿轮箱内的齿轮，所述安装支架上转动安装有连接机构，所述连接机构远离所述安装支架的端部与转向驱动机构固定连接，所述转向驱动机构与所述三角履带轮机构固定连接，所述转向驱动机构用于驱动所述三角履带轮机构转动。

进一步地，所述齿轮箱包括箱体、所述箱体内设置有主动齿轮、第一惰轮、第二惰轮、第三惰轮、第一从动齿轮、第二从动齿轮、第三从动齿轮、第四从动齿轮、第一齿轮转轴、第二齿轮转轴、第三齿轮转轴、第四齿轮转轴、第一带座轴承、第二带座轴承、第三带座轴承和第四带座轴承，所述主动齿轮与所述箱体转动连接，所述主动齿轮与所述调距机构的转轴固定连接，所述主动齿轮同时和所述第一惰轮和所述第二惰轮外啮合，两个所述第一惰轮分别与第一动齿轮和第四动齿轮啮合，所述第二惰轮和所述第三惰轮相啮合，两个所述第三惰轮分别与第二从动齿轮和第三从动齿轮啮合，所述第一带座轴承、所述第二带座轴承、第三带座轴承和所述第四带座轴承都固定在所述箱体的底板上，所述第一齿轮转轴同时和所述第一从动齿轮、第一带座轴承和转动关节连接，所述第二齿轮转轴同时和所述第二从动齿轮、第二带座轴承和转动关节连接，所述第三齿轮转轴同时和所述第三从动齿轮、第三带座轴承和转动关节连接，所述第四齿轮转轴同时和所述第四从动齿轮、第四带座轴承和转动关节连接，所述第一齿轮转轴、所述第二齿轮转轴、第三齿轮转轴和第四齿轮转轴的长度均直至安装支架底部的轴承孔，所述第二齿轮转轴穿过所述第一惰轮，与所述第二带座轴承相连；所述第三齿轮转轴穿过所述第二惰轮，与所述第三带座轴承相连；所述第四齿轮转轴4穿过所述第三惰轮，与所述第四带座轴承相连。

进一步地，所述调距机构为调距电机。

进一步地，所述连接机构包括转动关节、连杆、连接关节、转向电机安装架和转向架，所述转向关节与所述安装支架转动连接，所述连杆的一端与所述转动关节转动连接，另一端与所述连接关节转动连接，所述连接关节通过连接销和锁紧块与所述连杆转动连接，所述连接关节与所述转向电机安装支架固定连接，所述转向电机安装架上安装有转向驱动机构，所述转向驱动机构的下端通过调整块与所述转向架转动连接。

进一步地，所述转向驱动机构为转向电机。

进一步地，所述三角履带轮结构包括履带驱动电机、驱动轮、第一驱动轮法兰、第二驱动轮法兰、连架、履带轮骨架、张紧轮、张紧轮支座、弹簧、支重轮、支重轮支架和履带，所述履带驱动电机固定在所述第二驱动轮法兰上，所述第一驱动轮法兰和所述第二驱动轮法兰通过螺栓分别安装在所述驱动轮的两侧，所述第一驱动轮法兰和所述履带轮骨架之间通过连架连接，所述履带轮骨架安装在两个所述张紧轮支座上，所述支重轮和所述履带轮骨架之间通过支重轮支架连接，所述连架与所述转向架固定连接。

进一步地，所述第一从轮齿轮和所述第一齿轮转轴之间设置有轴卡。

实施本发明，具有如下有益效果：

1.本发明采用四轮驱动的结构设计，转向电机带动三角履带轮实现360度转向，相较差速转向，转向反应更快，对履带磨损也较小；相较于一般履带轮与车身的刚性连接，本机构在履带轮与主体转动关节之间采用铰链连接，能够在崎岖路段起到很好的缓冲作用；通过齿轮传动来控制四个履带轮的轮距，以适应不同地形和环境的需求，相比于固定轮距的履带机构，可同时兼顾平稳性和机动性。

附图说明

图1是本发明的总成装配图；

图2是本发明的主要结构示意图；

图3是本发明的三角履带轮机构的左视图；

图4是本发明的三角履带轮机构的右视图；

图5是本发明的实现转向部分的示意图；

图6是本发明的转向示意图；

图7是本发明的其中一个三角履带轮机构和车架及安装支架的连接结构图；

图8是本发明的齿轮箱内部结构图；

图9是本发明的齿轮转轴、从动齿轮、带座轴承和转动关节的连接结构图；

图10是本发明的主齿轮转动时履带轮距变化示意图；

图11是本发明减小轮距来降低回转半径以提高机动性示意图；

图12是本发明的过狭窄区域改变轮距示意图；

图13是本发明的路面崎岖度高时增加轮距以提高稳定性示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅说明书附图，本实施例中所要解决的技术问题在于，目前履带车轮距通常是固定的，但履带车轮距却与履带车运动性能相关。履带车轮距设计越大，行驶平稳性越好，但转弯半径比较大，既不利于通过狭小路段，也影响在复杂地形的行驶机动性；履带车轮距设计越小，机动性提高，但稳定性却大大降低，当地形变化率过大时，极有可能发生侧翻等事故，所以提供一种轮距可调的全向履带行走装置，所述轮距可调的全向履带行走装置包括：

齿轮箱3、车架1、调距机构、安装支架2、连接机构、转向驱动机构和三角履带轮结构5，车架1两侧固定连接有安装支架2，车架1上方固定安装有齿轮箱3，齿轮箱3同时与安装支架2固定连接，车架1上固定安装有调距机构，调距机构用于驱动齿轮箱3内的齿轮，安装支架2上转动安装有连接机构，连接机构远离安装支架2的端部与转向驱动机构固定连接，转向驱动机构与三角履带轮结构5固定连接，转向驱动机构用于驱动三角履带轮结构5转动。

齿轮箱3包括箱体、箱体内设置有主动齿轮28、第一惰轮33、第二惰轮34、第三惰轮35、第一从动齿轮29、第二从动齿轮30、第二从动齿轮31、第四从动齿轮32、第一齿轮转轴40、第二齿轮转轴41、第三齿轮转轴42、第四齿轮转轴43、第一带座轴承36、第二带座轴承37、第三带座轴承38和第四带座轴承39，主动齿轮28与箱体转动连接，主动齿轮28与调距机构的转轴27固定连接，主动齿轮28同时和第一惰轮33和第二惰轮34外啮合，两个第一惰轮33分别与第一动齿轮和第四动齿轮啮合，第二惰轮34和第三惰轮35相啮合，两个第三惰轮35分别与第二从动齿轮30和第二从动齿轮31啮合，第一带座轴承36、第二带座轴承37、第三带座轴承38和第四带座轴承39都固定在箱体的底板上，第一齿轮转轴40同时和第一从动齿轮29、第一带座轴承36和转动关节14连接，第二齿轮转轴41同时和第二从动齿轮30、第二带座轴承37和转动关节14连接，第三齿轮转轴42同时和第二从动齿轮31、第三带座轴承38和转动关节14连接，第四齿轮转轴43同时和第四从动齿轮32、第四带座轴承39和转动关节14连接，第一齿轮转轴40、第二齿轮转轴41、第三齿轮转轴42和第四齿轮转轴43的长度均直至安装支架2底部的轴承孔，第二齿轮转轴41穿过第一惰轮33，与第二带座轴承37相连；第三齿轮转轴42穿过第二惰轮34，与第三带座轴承38相连；第四齿轮转轴434穿过第三惰轮35，与第四带座轴承39相连。

调距机构为调距电机13。

连接机构包括转动关节14、连杆4、连接关节8、转向电机安装架9和转向架12，转向关节与安装支架2转动连接，连杆4的一端与转动关节14转动连接，另一端与连接关节8转动连接，连接关节8通过连接销6和锁紧块7与连杆4转动连接，连接关节8与转向电机10安装支架2固定连接，转向电机安装架9上安装有转向驱动机构，转向驱动机构的下端通过调整块11与转向架12转动连接。

转向驱动机构为转向电机10。

三角履带轮结构5包括履带15驱动电机25、驱动轮16、第一驱动轮法兰17、第二驱动轮法兰24、连架18、履带轮骨架19、张紧轮20、张紧轮支座26、弹簧、支重轮22、支重轮支架23和履带15，履带15驱动电机25固定在第二驱动轮法兰24上，第一驱动轮法兰17和第二驱动轮法兰24通过螺栓分别安装在驱动轮16的两侧，第一驱动轮法兰17和履带轮骨架19之间通过连架18连接，履带轮骨架19安装在两个张紧轮支座26上，支重轮22和履带轮骨架19之间通过支重轮支架23连接，连架18与转向架12固定连接。

第一从轮齿轮和第一齿轮转轴40之间设置有轴卡45。

当调距电机13启动，主动齿轮28转动，第二带动惰轮和第一惰轮33转动，第一惰轮33又会带动第一从动齿轮29和第四从动齿轮32转动，第一从动齿轮29和第四从动齿轮32的转向与主动齿轮28转向一致；第二惰轮34带动第三惰轮35转动，第三惰轮35又会带动第二从动齿轮30和第二从动齿轮31转动，第二从动齿轮30和第二从动齿轮31转向与主动齿轮28转向相反。当第一从动齿轮29、第二从动齿轮30、第二从动齿轮31、第四从动齿轮32转动时，与之连接的第一齿轮转轴40会跟随转动，第一齿轮转轴40又会带动转动关节14发生转动，以实现履带轮的调距。如图10，当主动齿轮28顺时针转动时，第一从动齿轮29和第四从动齿轮32也将顺时针转动，第二从动齿轮30和第四从动齿轮32则将逆时针转动，此时履带轮距将变大；当主动轮逆时针转动时，第一从动齿轮29和第四从动齿轮32也将逆时针转动，第二从动齿轮30和第四从动齿轮32则将顺时针转动，此时履带轮距将变小。

驱动电机25启动，驱动轮16在履带15紧边产生一个拉力，力图把履带15从支重轮22下拉出，但支重轮22下的履带15与地面有足够的附着力，阻止履带15的拉出，迫使张紧轮20卷绕履带15向前滚动，从而使整个机构借支重轮22沿履带15轨道向前运行。

当履带15车运动遇到障碍物需要避让或过弯道时，转向电机10启动，使4个三角履带轮产生一定的角度，以达到避障和过弯的目的。根据路况来进行轮距调节，当路面比较平缓、障碍物较多需要连续性避让时，启动调距电机13，使履带15机构轮距减小，回转半径变小，机动性提高，以实现避障，见图11；或者需要通过狭窄路段时，履带15车宽度较大无法通过，此时也可以减小轮距，使履带15车整体宽度变小，以适应狭窄区域；具体见图12。当路面状况比较恶劣、路面呈现连续性变化时，启动调距电机13，使履带轮间距变大，保持较好的平稳性，与此同时连杆4与转向关节的铰链连接起也起到很好的缓冲作用，防止发生侧翻等事故，见图13。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种轮距可调的全向履带行走装置，其特征在于，包括：齿轮箱、车架、调距机构、安装支架、连接机构、转向驱动机构和三角履带轮结构，所述车架两侧固定连接有安装支架，所述车架上方固定安装有齿轮箱，所述齿轮箱同时与安装支架固定连接，所述车架上固定安装有调距机构，所述调距机构用于驱动所述齿轮箱内的齿轮，所述安装支架上转动安装有连接机构，所述连接机构远离所述安装支架的端部与转向驱动机构固定连接，所述转向驱动机构与所述三角履带轮机构固定连接，所述转向驱动机构用于驱动所述三角履带轮机构转动。

2.根据权利要求1所述的轮距可调的全向履带行走装置，其特征在于，所述齿轮箱包括箱体、所述箱体内设置有主动齿轮、第一惰轮、第二惰轮、第三惰轮、第一从动齿轮、第二从动齿轮、第三从动齿轮、第四从动齿轮、第一齿轮转轴、第二齿轮转轴、第三齿轮转轴、第四齿轮转轴、第一带座轴承、第二带座轴承、第三带座轴承和第四带座轴承，所述主动齿轮与所述箱体转动连接，所述主动齿轮与所述调距机构的转轴固定连接，所述主动齿轮同时和所述第一惰轮和所述第二惰轮外啮合，两个所述第一惰轮分别与第一动齿轮和第四动齿轮啮合，所述第二惰轮和所述第三惰轮相啮合，两个所述第三惰轮分别与第二从动齿轮和第三从动齿轮啮合，所述第一带座轴承、所述第二带座轴承、第三带座轴承和所述第四带座轴承都固定在所述箱体的底板上，所述第一齿轮转轴同时和所述第一从动齿轮、第一带座轴承和转动关节连接，所述第二齿轮转轴同时和所述第二从动齿轮、第二带座轴承和转动关节连接，所述第三齿轮转轴同时和所述第三从动齿轮、第三带座轴承和转动关节连接，所述第四齿轮转轴同时和所述第四从动齿轮、第四带座轴承和转动关节连接，所述第一齿轮转轴、所述第二齿轮转轴、第三齿轮转轴和第四齿轮转轴的长度均直至安装支架底部的轴承孔，所述第二齿轮转轴穿过所述第一惰轮，与所述第二带座轴承相连；所述第三齿轮转轴穿过所述第二惰轮，与所述第三带座轴承相连；所述第四齿轮转轴4穿过所述第三惰轮，与所述第四带座轴承相连。

3.根据权利要求2所述的轮距可调的全向履带行走装置，其特征在于，所述调距机构为调距电机。

4.根据权利要求3所述的轮距可调的全向履带行走装置，其特征在于，所述连接机构包括转动关节、连杆、连接关节、转向电机安装架和转向架，所述转向关节与所述安装支架转动连接，所述连杆的一端与所述转动关节转动连接，另一端与所述连接关节转动连接，所述连接关节通过连接销和锁紧块与所述连杆转动连接，所述连接关节与所述转向电机安装支架固定连接，所述转向电机安装架上安装有转向驱动机构，所述转向驱动机构的下端通过调整块与所述转向架转动连接。

5.根据权利要求4所述的轮距可调的全向履带行走装置，其特征在于，所述转向驱动机构为转向电机。

6.根据权利要求5所述的轮距可调的全向履带行走装置，其特征在于，所述三角履带轮结构包括履带驱动电机、驱动轮、第一驱动轮法兰、第二驱动轮法兰、连架、履带轮骨架、张紧轮、张紧轮支座、弹簧、支重轮、支重轮支架和履带，所述履带驱动电机固定在所述第二驱动轮法兰上，所述第一驱动轮法兰和所述第二驱动轮法兰通过螺栓分别安装在所述驱动轮的两侧，所述第一驱动轮法兰和所述履带轮骨架之间通过连架连接，所述履带轮骨架安装在两个所述张紧轮支座上，所述支重轮和所述履带轮骨架之间通过支重轮支架连接，所述连架与所述转向架固定连接。

7.根据权利要求6所述的轮距可调的全向履带行走装置，其特征在于，所述第一从轮齿轮和所述第一齿轮转轴之间设置有轴卡。

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