CN115649309A - 轮履组合式半挂牵引车及其牵引方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮履组合式半挂牵引车及其牵引方法，其中所述轮履组合式半挂牵引车包括：车架、履带总成和两组后桥总成。其中，履带总成，其设置在所述车架的头端，包括鞍座和履带底盘；两组后桥总成，每组后桥总成包括摆臂和轮胎组件，两个摆臂分别通过销轴与连接支架的两侧铰接。本发明可有效提高牵引设备的载重能力和行驶动力性能，缩小转弯半径，同时可以实现横移功能，满足矿区大型设备的转运需求。

Description

轮履组合式半挂牵引车及其牵引方法

技术领域

本发明涉及工程运输技术领域。更具体地说，本发明涉及一种轮履组合式半挂牵引车及其牵引方法。

背景技术

露天矿山开采过程中，为了防止爆破过程对采掘面上的大型采矿设备造成损坏，需要在爆破前将采矿设备转移至安全区域。常规采用半挂汽车实现采矿设备的转运，而目前在用的半挂汽车均按照公路汽车标准生产，其外形尺寸、轴荷等均需符合GB1589《汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限值》：采用公路标准的半挂汽车进行设备转运，在矿区存在载重不够，行驶不便，动力不佳，转弯半径大，转场效率低下等问题。

除了爆破前采矿设备的转场需求外，在露天矿山采掘面上一个台阶开采完，开始下一个台阶开采的场合，大型破碎设备、筛分设备等需要进行横移：用公路半挂汽车也不具备横移功能，准备时间被延长，严重影响采矿效率。中国专利CN201020181681.3《履带式半挂牵引设备》中公布了一种用于沥青路面加热再生设备的履带式半挂牵引设备，该履带牵引车可与中国专利CN200810023500.1公开的沥青路面加热车配套使用，适用于沥青路面修筑和养护的设备，该履带式半挂牵引设备虽然克服了轮式牵引车存在的牵引力不足、容易打滑等缺陷，但其仍然是为了匹配公路挂车而设计的，宽度、轴荷无法适应露天矿山道路的运输要求，不能进行大型矿山设备的转运。

因此亟待开发一种适用于矿区作业、具备大载重能力、行驶动力性佳、具备横移功能的半挂牵引设备。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种轮履组合式半挂牵引车，其通过履带总成和后桥总成的组合，可以实现在露天矿山工作台阶上的横移，有利于大型设备的转运。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种轮履组合式半挂牵引车，其包括：

车架，车架是整个整机的载体，所有的工作部件都需连接在车架上。车架的强度是整个设备的关键；所述车架底部安装有多个顶升油缸，所述车架的尾端安装有H形的连接支架。

履带总成，履带总成是整个设备的动力牵引部件，其设置在所述车架的头端，包括鞍座和履带底盘，所述鞍座通过牵引轴旋转安装在所述车架的底部，所述履带底盘与鞍座的底部连接，所述履带底盘由左右两侧履带和履带架、以及中间的连接架组成，且左右每组履带均由第一电控动力执行单元驱动；

两组后桥总成，每组后桥总成包括摆臂和轮胎组件，两个摆臂分别通过销轴与连接支架的两侧铰接，每个轮胎组件包括依次连接的浮动支架、驱动桥和两个实心轮胎，两个轮胎组件的浮动支架分别安装在两个摆臂的底部，每个轮胎组件的两个轮胎分别固定在所述驱动桥的两侧，每个摆臂与连接支架之间均设置有摆臂油缸，每组的后桥总成通过摆臂油缸来控制旋转，且每个轮胎组件的两个轮胎均由第二电控动力执行单元驱动。

优选的是，每个摆臂油缸的缸筒部均与连接支架铰接，每个摆臂油缸的缸杆部分别与两个摆臂铰接。

优选的是，每个顶升油缸的缸筒部均与车架的底部固定连接，每个顶升油缸的缸杆上下伸缩移动，分别顶起和下放车架。

优选的是，多个顶升油缸分别安装在所述车架的尾端和中部。

优选的是，所述车架为由钢材焊接而成的框架式刚性结构。

优选的是，所述牵引轴安装在所述车架的头端底部，所述鞍座上设置有与所述牵引轴匹配的连接孔，所述牵引轴转动插接入连接孔内，使所述鞍座与车架转动铰接，所述连接架与鞍座的底部固定连接，所述履带架设置在所述连接架的两侧，两组履带分别安装在两组履带架的外侧。

优选的是，每个第一电控动力执行单元安装在每组履带的驱动轮上。

优选的是，还包括电控系统，其分别与两个第一电控动力执行单元和两个第二电控动力执行单元电连接，并通过电控阀控制多个顶升油缸和摆臂油缸。

优选的是，所述第一电控动力执行单元和第二电控动力执行单元可以为牵引电机或液压马达等。

本发明还提供了一种轮履组合式半挂牵引车的牵引方法，包括以下步骤：

如图1和图2所示，当所述轮履组合式半挂牵引车正常行驶时，两组履带与车架的延伸方向平行，电控系统通过电控阀控制两个摆臂油缸收缩，使两个摆臂与连接支架垂直并与车架的延伸方向平行，轮胎的转动方向与车架的延伸方向平行，两个第一电控动力执行单元等速驱动两组履带运转，两个第二电控动力执行单元不工作，使轮胎处于随动状态，整车在履带总成的作用下实现前进或后退；

如图6和图7所示，当所述轮履组合式半挂牵引车旋转移动时，履带总成不动，电控系统通过电控阀控制多个顶升油缸伸长，将车架撑起至轮胎离开地面，两个摆臂油缸伸长使两个摆臂与连接支架平行并与车架的延伸方向垂直，轮胎的转动方向与车架的延伸方向垂直，顶升油缸收缩，使两组轮胎与地面接触，两个第二电控动力执行单元驱动轮胎转动，带动车架绕鞍座的转轴进行小范围的划弧转动；

如图8所示，当所述轮履组合式半挂牵引车进行整车横移时，首先电控系统通过电控阀控制两个第一电控动力执行单元差速驱动两组履带运转，使两组履带逐渐转向至与车架的延伸方向垂直，再控制多个顶升油缸伸长，将车架撑起至轮胎离开地面，两个摆臂油缸伸长使两个摆臂与连接支架平行并与车架的延伸方向垂直，轮胎的转动方向与车架的延伸方向垂直，顶升油缸收缩，使轮胎与地面接触，启动两个第一电控动力执行单元和两个第二电控动力执行单元，驱动整车实现横移。

本发明至少包括以下有益效果：本发明采用履带驱动型式，整车具有接地面积大，附着力强，适应性好，承载力大的优点，适合露天矿山的作业工况；同时通过履带总成和后桥总成的组合，可以实现在露天矿山工作台阶上的横移，有利于大型设备的转运。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的一种技术方案的结构示意图；

图2为本发明的一种技术方案的右视图；

图3为本发明的一种技术方案中后桥总成的结构示意图；

图4为本发明的另一种技术方案中后桥总成的结构示意图；

图5为本发明的另一种技术方案中鞍座的结构示意图；

图6为本发明所述轮履组合式半挂牵引车向左旋转移动时的结构示意图；

图7为本发明所述轮履组合式半挂牵引车向右旋转移动时的结构示意图；

图8为本发明所述轮履组合式半挂牵引车进行整车横移时的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，并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。

如图1～8所示，本发明提供了轮履组合式半挂牵引车，包括：

车架100，车架是整个整机的载体，所有的工作部件都需连接在车架上，车架的强度是整个设备的关键，车架的底部安装有多个顶升油缸109，所述车架100的尾端安装有H形的连接支架105；

履带总成，履带总成是整个设备的动力牵引部件，其设置在所述车架100的头端，包括鞍座101和履带底盘102，所述鞍座101通过牵引轴旋转安装在所述车架100的底部，所述履带底盘102与鞍座101的底部连接，所述履带底盘102由两侧履带103和履带架111、以及中间的连接架110组成，且每组履带103均由第一电控动力执行单元驱动；

两组后桥总成，每组后桥总成包括摆臂106和轮胎组件，两个摆臂106分别通过销轴与连接支架105的两侧铰接，每个轮胎组件包括依次连接的浮动支架120、驱动桥121和两个轮胎108，两个轮胎组件的浮动支架120分别安装在两个摆臂106的底部，每个轮胎组件的两个轮胎108分别固定在所述驱动桥121的两侧，每个摆臂106与连接支架105之间均设置有摆臂油缸107，每组的后桥总成通过摆臂油缸107来控制旋转，且每个轮胎组件的两个轮胎108均由第二电控动力执行单元驱动。

本技术方案中，所述轮履组合式半挂牵引车设置有车架100，车架100的两端分别安装履带总成和两组后桥总成，所述履带总成包括鞍座101、履带底盘102，所述车架100的前端安装有牵引轴，可使鞍座101转动安装在车架100的头端底部，所述履带底盘102由两侧履带103和履带架111、以及中间的连接架110组成，连接架110与鞍座的底部固接，两组履带架111对称安装在连接架110的两侧，两组履带103分别安装在两组履带架111的外侧，且两组履带103分别由两个第一电控动力执行单元驱动；每组后桥总成包括一个摆臂106和一组轮胎组件，车架100的尾端安装连接支架105，所述连接支架105为H形结构，两组后桥总成的两个摆臂106铰接设置在连接支架105的两侧，每个摆臂106均通过摆臂油缸107与连接支架105连接，每个摆臂油缸107的两端分别与摆臂106和连接支架105的侧壁铰接，摆臂油缸107伸缩可带动摆臂106与连接支架105的夹角在0°～90°范围内摆动，实现后桥总成的旋转，车架的底部靠近尾端还安装多个顶升油缸109，顶升油缸109沿竖直方向伸缩，可顶升起车架100的尾端，每个轮胎组件设置在摆臂106的底部，所述轮胎组件包括浮动支架120、驱动桥121和两个实心的轮胎108，所述浮动支架120与摆臂106的底部连接，驱动桥121的顶部连接浮动支架120，底部两侧安装两个轮胎，两个轮胎相互平行，且每个轮胎组件的两个轮胎108均由第二电控动力执行单元驱动其转动。使用时，两组履带103的运转方向与车架100平行，两个摆臂106与连接支架105垂直，使两组轮胎组件的运转方向与车架100平行，可实现整车的前进或后退；两个第一电控动力执行单元差速运转，带动两组履带103按不同的速度运转，从而使两组履带103实现转弯的功能，当两组履带103的运转方向与车架100垂直，两个摆臂油缸107伸长带动两个摆臂106与连接支架105平行，两组轮胎组的运转方向与车架100垂直，即可实现整车的横移功能。本技术方案采用履带驱动型式，使整车具有接地面积大，附着力强，适应性好，承载力大的优点，适合露天矿山的作业工况，且行驶动力佳，转弯半径小，转场效率高，同时可以实现横移功能，满足矿区大型设备转运的需求。

在另一些技术方案中，每个摆臂油缸107的缸筒部均与连接支架105铰接，每个摆臂油缸107的缸杆部分别与两个摆臂106铰接。本技术方案中，所述摆臂油缸107用于调节两个摆臂106的位置，控制后桥总成的旋转，进而带动调整轮胎108的方向。

在另一些技术方案中，每个顶升油缸109的缸筒部均与车架的底部固定连接，每个顶升油缸109的缸杆上下伸缩移动，分别顶起和下放车架100。本技术方案中，所述顶升油缸109用于将车架100的尾端顶升，方便调整轮胎108的方向。

在另一些技术方案中，多个顶升油缸109分别安装在所述车架100的尾端和中部。本技术方案中，多个顶升油缸109对称设置在连接支架105尾端和中部，便于将车架100稳定顶升。

在另一些技术方案中，所述车架100为由钢材焊接而成的框架式刚性结构。本技术方案中车架100由钢材焊接而成，提高结构的稳定性。

在另一些技术方案中，所述牵引轴安装在所述车架100的头端底部，所述鞍座101上设置有与所述牵引轴匹配的连接孔，所述牵引轴转动插接入连接孔内，使所述鞍座101与车架100转动铰接，所述连接架110与鞍座101的底部固定连接，所述履带架111设置在所述连接架110的两侧，两组履带103分别安装在两组履带架111的外侧。

本技术方案中，鞍座101与车架100转动连接，履带底盘102的连接架110与鞍座101固定连接，履带架111设置在连接架110的底部并向两侧斜向下延伸，履带架111的两端分别与两组履带103连接，所述履带103的结构为现有技术中已经公开的，由主动轮驱动，围绕主动轮、安装架和其它转轮设置有柔性链环，所述履带架111与安装架固定连接，提高结构稳定性，两组履带103通过鞍座101旋转安装在车架100上，便于两组履带103转弯。

在另一些技术方案中，每个第一电控动力执行单元安装在每组履带103的驱动轮上。本技术方案中，两个第一电控动力执行单元分别驱动两组履带103运转，两个第一电控动力执行单元等速使两组履带103同速前进或后退，两个第一电控动力执行单元差速可使两组履带103实现转向。

在另一些技术方案中，还包括电控系统104，其分别与两个第一电控动力执行单元和两个第二电控动力执行单元电连接，并通过电控阀控制多个顶升油缸109和摆臂油缸107。本技术方案中，所述电控系统104用于控制多个液压马达和油缸工作，进而控制整车的行驶、转向和横移。

在另一些技术方案中，所述第一电控动力执行单元和第二电控动力执行单元为牵引电机或液压马达。本技术方案中，电控动力执行单元可以为牵引电机、液压马达等驱动机构。

本发明还提供了一种轮履组合式半挂牵引车的牵引方法，包括以下步骤：

如图1和图2所示，当所述轮履组合式半挂牵引车正常行驶时，两组履带103与车架100的延伸方向平行，电控系统通过电控阀控制两个摆臂油缸107收缩使两个摆臂106与连接支架105垂直并与车架100的延伸方向平行，轮胎的转动方向与车架100的延伸方向平行，两个第一电控动力执行单元等速驱动两组履带103运转，两个第二电控动力执行单元不工作，使轮胎处于随动状态，整车在履带总成的作用下实现前进或后退；

如图6和图7所示，当所述轮履组合式半挂牵引车旋转移动时，履带总成不动，电控系统通过电控阀控制多个顶升油缸109伸长，将车架100撑起至轮胎离开地面，两个摆臂油缸107伸长使两个摆臂106与连接支架105平行并与车架100的延伸方向垂直，轮胎的转动方向与车架100的延伸方向垂直，顶升油缸109收缩，使轮胎与地面接触，两个第二电控动力执行单元驱动轮胎转动，带动车架100绕鞍座101的转轴进行小范围的划弧转动；

如图8所示，当所述轮履组合式半挂牵引车进行整车横移时，首先电控系统通过电控阀控制两个第一电控动力执行单元差速驱动两组履带103运转，使两组履带103逐渐转向至与车架100的延伸方向垂直，再控制多个顶升油缸109伸长，将车架100撑起至轮胎离开地面，两个摆臂油缸107伸长使两个摆臂106与连接支架105平行并与车架100的延伸方向垂直，轮胎的转动方向与车架100的延伸方向垂直，顶升油缸109收缩，使轮胎与地面接触，启动两个第一电控动力执行单元和两个第二电控动力执行单元，驱动整车实现横移。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.轮履组合式半挂牵引车，其特征在于，包括：

车架，其底部安装有多个顶升油缸，所述车架的尾端安装有H形的连接支架；

履带总成，其设置在所述车架的头端，包括鞍座和履带底盘，所述鞍座通过牵引轴旋转安装在所述车架的底部，所述履带底盘与鞍座的底部连接，所述履带底盘由两侧履带和履带架、以及中间的连接架组成，且每组履带均由第一电控动力执行单元驱动；

两组后桥总成，每组后桥总成包括摆臂和轮胎组件，两个摆臂分别通过销轴与连接支架的两侧铰接，每个轮胎组件包括依次连接的浮动支架、驱动桥和两个轮胎，两个轮胎组件的浮动支架分别安装在两个摆臂的底部，每个轮胎组件的两个轮胎分别固定在所述驱动桥的两侧，每个摆臂与连接支架之间均设置有摆臂油缸，且每个轮胎组件的两个轮胎均由第二电控动力执行单元驱动。

2.如权利要求1所述的轮履组合式半挂牵引车，其特征在于，每个摆臂油缸的缸筒部均与连接支架铰接，每个摆臂油缸的缸杆部分别与两个摆臂铰接。

3.如权利要求1所述的轮履组合式半挂牵引车，其特征在于，每个顶升油缸的缸筒部分均与车架的底部固定连接，每个顶升油缸的缸杆上下伸缩移动，分别顶起和下放车架。

4.如权利要求3所述的轮履组合式半挂牵引车，其特征在于，多个顶升油缸分别安装在所述车架的尾端和中部。

5.如权利要求1所述的轮履组合式半挂牵引车，其特征在于，所述车架为由钢材焊接而成的框架式刚性结构。

6.如权利要求1所述的轮履组合式半挂牵引车，其特征在于，所述牵引轴安装在所述车架的头端底部，所述鞍座上设置有与所述牵引轴匹配的连接孔，所述牵引轴转动插接入连接孔内，使所述鞍座与车架转动铰接，所述连接架与鞍座的底部固定连接，所述履带架设置在所述连接架的两侧，两组履带分别安装在两组履带架的外侧。

7.如权利要求1所述的轮履组合式半挂牵引车，其特征在于，每个第一电控动力执行单元安装在每组履带的驱动轮上。

8.如权利要求7所述的轮履组合式半挂牵引车，其特征在于，还包括电控系统，其分别与两个第一电控动力执行单元和两个第二电控动力执行单元电连接，并通过电控阀控制多个顶升油缸和摆臂油缸。

9.如权利要求8所述的轮履组合式半挂牵引车，其特征在于，所述第一电控动力执行单元和第二电控动力执行单元为牵引电机或液压马达。

10.如权利要求1～9任一项所述的轮履组合式半挂牵引车的牵引方法，其特征在于，包括以下步骤：

当所述轮履组合式半挂牵引车正常行驶时，两组履带与车架的延伸方向平行，电控系统通过电控阀控制两个摆臂油缸收缩，使两个摆臂与连接支架垂直并与车架的延伸方向平行，轮胎的转动方向与车架的延伸方向平行，两个第一电控动力执行单元等速驱动两组履带运转，两个第二电控动力执行单元不工作，使轮胎处于随动状态，整车在履带总成的作用下实现前进或后退；

当所述轮履组合式半挂牵引车旋转移动时，履带总成不动，电控系统通过电控阀控制多个顶升油缸伸缩，将车架撑起至轮胎离开地面，两个摆臂油缸伸长使两个摆臂转动角度大于90°，顶升油缸收缩，使轮胎与地面接触，两个第二电控动力执行单元驱动轮胎转动，带动车架绕鞍座的转轴进行小范围的划弧转动；

当所述轮履组合式半挂牵引车进行整车横移时，首先电控系统通过电控阀控制两个第一电控动力执行单元差速驱动两组履带运转，使两组履带逐渐转向至与车架的延伸方向垂直，再控制多个顶升油缸伸缩，将车架撑起至轮胎离开地面，两个摆臂油缸伸长使两个摆臂旋转90°，顶升油缸收缩，使轮胎与地面接触，启动两个第一电控动力执行单元和两个第二电控动力执行单元，驱动整车实现横移。

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