CN115723869A - 履带移动系统及移动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种履带移动系统及移动装置，所述履带移动系统包括履带以及履带轮，所述履带包括均安装在履带轮上的第一履带以及第二履带；在履带的宽度方向，第一履带设置在履带的一侧，第二履带设置在履带的另一侧；第一履带与第二履带相互搭接：第一履带靠近第二履带的一侧与第二履带靠近第一履带的一侧具有相互搭接的重叠段，所述重叠段的宽度可调。采用本方案提供的履带移动系统结构设计，可有效提高履带移动系统对路面的适应能力。所示移动装置包括所述履带移动系统。

Description

履带移动系统及移动装置

技术领域

本发明涉及移动装置技术领域，特别是涉及一种履带移动系统及移动装置。

背景技术

履带式移动机构具有接地比压大、牵引力大，在复杂地形环境中具有强大的通过能力与适应能力的特点，可以运用到运输、侦查、排爆、搜救等繁重或危险的工作中，因此，针对履带式移动机构的研究发展较为迅速，其需求也在不断增加。

具体的，在一些军事、应急救援等特殊运用环境下，需要进一步提高履带式移动机器人的通过能力及快速反应能力。现有技术方案中，公开(公告)号为CN 110723225 A的专利文件中，提出了一种水下采矿多自由度四履带行走装置，其利用增设液压油缸以及设置为履带绕悬挂支架板可在一定角度内转动，可实现自适应运动。

公开(公告)号为CN 101850792 A的专利文件中，提出的一种军用机器人通用履带移动平台，其通过增加额外的履带模块来灵活地调节重心分布及位置姿态，具有增加履带移动平台行动能力以及使用功能的特点。

申请号为CN201410036604.1的专利文件公开了一种接地面积以及松紧可调的履带轮，相较于传统固定结构的履带轮，通过设置接地面积调节机构，可使得车辆具有高机动性兼具高通过性，通过设置履带张紧机构，可对履带进行张紧和放松调节；申请号为CN202010626158.5的专利申请文件公开了一种用于清淤设备的腿式-履带式复合移动机构，其实质上为一种在腿式结构的底侧设置履带式装置，以实现腿式-履带式复合移动目的；申请号为CN200980108909.6的专利申请文件提供了一种通过改变第一履带组件与第二履带组件之间的距离，以改变相应车辆宽度的技术方案。

对履带式移动机构的结构进行进一步优化，以在现有技术的基础上，进一步提高其需求满足能力，对履带式移动机构的发展具有促进意义。

发明内容

针对上述提出的对履带式移动机构的结构进行进一步优化，以在现有技术的基础上，进一步提高其需求满足能力，对履带式移动机构的发展具有促进意义的技术问题，本发明提供了一种履带移动系统及移动装置。所述移动装置采用所述履带移动系统作为其履带行走部件，采用本方案提供的履带移动系统结构设计，可有效提高履带移动系统对路面的适应能力。

针对上述问题，本发明提供的履带移动系统及移动装置通过以下技术要点来解决问题：履带移动系统，包括履带以及履带轮，所述履带包括均安装在履带轮上的第一履带以及第二履带；

在履带的宽度方向，第一履带设置在履带的一侧，第二履带设置在履带的另一侧；

第一履带与第二履带相互搭接：第一履带靠近第二履带的一侧与第二履带靠近第一履带的一侧具有相互搭接的重叠段，所述重叠段的宽度可调。

现有技术中，履带移动系统作为移动装置的行走装置，在诸多地形中具有重要的作用。在结构组成上，现有履带移动系统包括履带架、安装在履带架上的履带轮以及张设在履带轮上的履带，现有履带包括若干履带板（链板）以及连接履带板的（链销），履带板经履带销串联后形成履带链，一般仅在履带轮上啮合单条履带链。

区别于现有技术，本方案设置为履带轮上张设有第一履带和第二履带，可以理解的，第一履带和第二履带均为一条完整的履带链，同时，本方案阐述了在履带的宽度方向上包括第一履带和第二履带的情况，但在具体实施时，履带的宽度方向上包括数量大于或等于2、具有两条具有重叠段的履带链均属于与本方案相同的构思。同时，以上提出的重叠段宽度可调实际上是在限定第一履带、第二履带的相互配合关系以及在履带轮上的装配方式，如具有搭接关系的第一履带与第二履带的形态以及配合关系需要满足重叠段宽度可调目的；履带轮与第一履带、第二履带的啮合关系需要满足重叠段宽度可调目的。具体技术方案为，如定义履带的宽度方向沿着左右方向，第一履带和第二履带相互之间呈左右排布关系，同时第一履带和第二履带具有重叠段，通过调整所述重叠段的宽度，在所述左右方向，第一履带和第二履带相向运动以及背向运动，最终达到调节履带宽度的目的。

同时，提出以上构思的目的为：当本方案行驶于不同路面时，针对不同路面，通过完成不同履带宽度的构型转换，达到提升履带移动系统路面适应能力的目的。如：本方案通过松软路面时，如履带的受力面积不能改变，因此相应移动装置有下陷的风险，此时，通过人工或其他方式，使得第一履带与第二履带发生背向运动，导致的构形转换为：所述重叠段宽度下降，履带板有效长度增加，履带的触地面积增加，这样，可使得履带板的压强减小，即：通过减小下陷量的方式，达到适应更多工况（如非结构化路面）的目的，同时，更宽的履带也可提升移动装置的稳定裕度，同时，在通过松软路面时，同时由于该类地形的刚度较低，因此对行走机构的损耗不明显。相较于现有履带形式，本方案采用并非将履带设置为整体式结构的方案，旨在针对以下问题：

如为了使得履带能够适应松软路面，将履带设置为一直保持较宽的宽度，存在：

1、行驶机动性能会下降，履带板和其他零部件的结构寿命也会下降；

2、履带板越宽，与地面的摩擦力越大，行驶时造成的功耗损失也越大；

3、对履带转向不利；

4、对履带的刚度不利，随着刚度降低，不仅会加快履带磨损以及功耗损失，同时对履带行驶速度的提高不利。

采用以上方案，当经过如沙漠、沼泽等松软地面时，通过调节重叠段的宽度增加履带宽度，具体增加量根据下陷量、地面松软程度、负重等确定，随着地面硬度、刚度增大，如行驶于乱石，戈壁这些地表较为坚硬的路面时，调节重叠段的宽度减小履带宽度，变窄的履带可以提高移动装置的机动性，增大履带移动系统机构刚度，延长机构的使用寿命，减低平台的运动阻力。

综上，采用本方案提出的结构设计，不仅可增加履带移动系统的地面通过性能和稳定裕度，同时具有兼顾其行驶性能、磨损速度等特点。

作为所述履带移动系统更进一步的技术方案：

由于履带移动系统在工作时，履带上用于与地面接触的表面随着履带的旋转时刻发生改变，为达到以上提出的增大触地面积以减小下陷量目的，仅需要履带在转动过程中，触地的段落时刻具有重叠段或间断性具有重叠段即可，故以上重叠段可以为绕履带周向完整的环，也可为绕履带周向间断的段，这些段随着履带旋转能够支撑于路面上即可达到相应目的。作为一种使得履带移动装置在工作过程中，能够在任意时刻调整履带触地面积的技术方案，设置为：沿履带长度方向的各位置，第一履带与第二履带均相互搭接。在本方案提供的改变触地面积构思下，当履带上间断性具有重叠段时，可调整为通过如移动装置行驶轨迹控制，在通过松软区域时，利用履带上具有重叠段的段落提供支撑以通过松软区域，也可通过根据履带的触地长度设计相邻重叠段的间距，使得在任意时刻下均具有与地面接触的重叠段，具体间距可根据重叠段的长度以及履带触地长度决定。设置为沿履带长度方向的各位置，第一履带与第二履带均相互搭接，这样，履带上任意段落触地时，均可使用该段落上具有重叠段的结构特征增加履带的宽度，相较于如在履带周向上间断设置重叠段，并不存在如采用间断设置的重叠段方案时，重叠段行进方向的前方和后方地面会相对于重叠段位置的地面隆起而增大履带行驶阻力，造成移动系统运动平稳性下降。关于对沿履带长度方向的各位置，第一履带与第二履带均相互搭接的理解，应该理解为：由于履带运动特点决定的结构构型，需要设计为具有可相对转动的履带板，故如采用以下利用滑槽实现相互搭接的方案，沿着履带的延伸方向，重叠段上履带板之间依然需要具有间隙，基于这样的结构构型，理解为所述间隙并非为沿着履带长度方向的不均匀空缺，同时根据所选择的履带板宽度，该间隙的宽度仅用于适配履带变形，不适合再嵌入另一履带的履带板即为各位置均具有第一履带与第二履带的搭接关系。与以上各位置均相互搭接所对应的，也可具体实施为如上提出的履带上间断性具有重叠段，这样，利用搭接段前后相对于搭接段位置的地面隆起，通过牺牲功耗和平稳性，可用于提升移动装置在行驶于松软地面时的防侧滑能力。

本领域技术人员在实现相互搭接构型时，可设置为如第一履带叠合在第二履带的上方，但这样的方式存在如下问题：履带底面平整度降低，对履带下陷量控制不利；第一履带与第二履带受力不均，不利于履带整体寿命控制；履带在旋转过程中其上段落存在松弛状态，同时需要履带板之间具有相对运动的能力，处于重叠段的履带板也需要具有这种相对运动的能力，仅采用层叠措施，可能因为松弛导致第一履带与第二履带过度磨损、非正常啮合导致卡链等，故作为优选方案，设置为：所述第一履带与第二履带两者上均设置有沿履带宽度方向延伸的滑槽，所述滑槽成型于各者的履带板上或相邻的履带板之间；

所述搭接方式为：任意一者的履带板嵌入另一者的滑槽中；

所述宽度可调通过调节履带板在滑槽中的嵌入深度实现。采用本方案，第一履带与第二履带各自相邻的一侧通过所述滑槽相互嵌入实现相互搭接，并且改变所述嵌入深度即可改变重叠段的宽度以达到履带宽度调整目的，采用本方案提供的结构构型，可获得平整的履带底面，利于下陷量控制以及均匀受力控制。由于存在所述滑槽，对于嵌入滑槽的履带板，滑槽可减小第一履带、第二履带各自上履带板在工作时的滑移量，从而对磨损速度控制有利。通过所述滑槽约束嵌入其的履带板，可一定程度上避免非正常啮合导致卡链等。通过所述滑槽约束嵌入其的履带板，可一定程度上保持履带整体的刚度，利于其行驶性能、磨损速度保持。

关于所提出的履带成型位置，针对重叠段上第一履带、第二履带各自的履带板，当成型于相邻履带板之间时，可利用履带板之间本身具有的间隙提供部分滑槽或全部滑槽，这样可获得更为密实的履带板排布，不仅履带板加工方便，同时对履带板的强度保持、刚度保持均有利，但该种方式在履带销摩擦副磨损后，会加快第一履带上履带板与第二履带上履带板配合精度变化。另一种方式为滑槽成型于履带板上，相较于现有履带板形式，需要对履带板的结构进行较大改变，相较于前者，也会削弱更多的履带板刚度，但关于所述配合精度变化并不会受到履带销摩擦副磨损的影响，本领域技术人员可以根据具体履带设计，选择适宜的滑槽获得方式。

更进一步的，由于所述滑槽中具有嵌入泥土、砂石等的可能，为使得履带在宽度变窄的构造形式改变过程中阻力更小，设置为所述滑槽为通槽，这样，在宽度变窄过程中，可通过滑槽的端部排除滑槽中的异物以减小第一履带、第二履带相向运动阻力，此种方式适合于滑槽成型于相邻履带板之间，利用履带板天然的排列形式达到所述目的；其他的，基于该构思，当滑槽成型于履带板上时，设置为：第一履带、第二履带两者中，各者上滑槽靠近另一者的一端上下贯通所在履带板，另一端设置有由履带板底侧延伸至顶侧的坡面，坡顶一侧位于靠近履带侧面的一侧，这样，在保证履带板构型的基础上，不仅便于达到以上提出的排除异物的目的，同时异物由于是向上侧被推出，故排除阻力相对较小。

如上所述，由于需要保持相邻履带板之间可相对运动的状态，同时履带运动过程也会导致履上段落存在松弛阶段，如仅采用以上提出的滑槽嵌入方式，可能出现履带板由相应滑槽中移出的情况，而移出后履带在拉扯变形下，第一履带与第二履带并不能恢复至通过滑槽实现搭接的啮合状态，针对该问题，优选设置为：所述滑槽的侧壁还设置有条形棱或条形槽，嵌入所述滑槽的履带板侧壁还设置有条形槽或条形棱，所述条形棱以及条形槽的长度方向均沿着履带的宽度方向；

当滑槽的侧壁设置条形棱、嵌入滑槽的履带板侧壁设置条形槽时，所述条形棱嵌入所述条形槽中，且条形棱与条形槽的形状满足：通过条形棱与条形槽的相互约束，限制履带板在滑槽高度方向的位置；

当滑槽的侧壁设置条形槽、嵌入滑槽的履带板侧壁设置条形棱时，所述条形棱嵌入所述条形槽中，且条形棱与条形槽的形状满足：通过条形棱与条形槽的相互约束，限制履带板在滑槽高度方向的位置。可以理解的，以上方案中，若滑槽侧壁设置条形棱，则在嵌入其的履带板上设置条形槽；若滑槽侧壁设置条形槽，则在嵌入其的履带板上设置条形棱，通过条形棱与条形槽啮合，使得第一履带的履带板与第二履带的履带板形成的配合体为长度可调的条形结构，同时，通过条形棱与条形槽的相互约束，使得配合体仅能够发生长度变化而不会因为任意履带板翘起而由滑槽中脱离。而关于以上提出的防止脱离目的，实际上是在对条形槽与条形棱的截面形状进行限定，现有技术中，满足该功能的截面形式多样，满足条形棱在条形槽约束下受剪，以避免相应履带板翘起即可，包括如下提出的T型，也可以采用成直条型。优选的，为减小履带板在滑槽宽度方向的可活动量以保障履带板刚度、减小磨损速度，设置为：条形棱与条形槽的形式满足可限制形成所述配合体的履带板在滑槽宽度方向上的滑移量，如条形槽槽口侧的宽度并非为条形槽的最大宽度，条形棱的形状与条形槽适配，具体形式可采用如T型、燕尾型、多边形等。

作为一种加工工艺简单、不仅具有放翘起功能，同时具有滑槽宽度方向可活动量限制功能的技术方案，设置为：所述条形槽为T型槽，所述条形棱为T型棱。在具体实施时，为便于排除异物，所述T型棱为相应履带板上的凸起结构，所述T型槽为两端均为开口的通槽。

以上构思下，关于履带轮的构型，可设置为履带轮为整体结构，为适应履带变宽后的功传递以及履带的整体刚度，优选为延长履带轮的长度即可，此时，可通过其他执行机构或人工的方式调节履带的宽度，但任意状态下较长的履带轮不利于移动装置的宽度控制。作为一种结构简单，能够使得履带轮能够随履带的宽度变化，被调整为长度与履带长度适配的技术方案，设置为：所述履带轮包括长度可调的伸缩机构，所述伸缩机构的两端均安装有带轮，在伸缩机构发生伸缩时，伸缩机构两端的带轮间距改变；

第一履带啮合于履带轮其中一端的带轮上，第二履带啮合于履带轮另一端的带轮上。本方案中，所述带轮用于张设第一履带和第二履带，利用伸缩机构导致的带轮间距变化即可适应履带的宽度变化，这样不仅利于不同履带宽度下履带的刚度保持，同时便于移动装置底侧宽度控制。

作为一种结构简单、与之匹配的控制系统设计简单且可靠性高、可利用履带轮对履带宽度进行调整的技术方案，设置为：所述伸缩机构为液压伸缩机构；

第一履带与第二履带各自用于与对应带轮啮合的一侧均设置有挡边，在伸缩机构发生伸缩动作的过程中，通过带轮的端面推挤挡边的侧面实现重叠段宽度调节。本方案中，当需要调整为履带变宽时，液压伸缩机构伸长，通过各带轮的外侧推挤相应履带外侧的挡边，使得履带整体变宽；当需要调整为履带变窄时，液压伸缩机构缩短，通过各带轮的内侧推挤相应履带内侧的挡边，使得履带整体变宽。

本方案还公开了一种移动装置，包括装置架以及安装在装置架上的行驶装置，所述行驶装置包括如上任意一项所述的履带移动系统。本方案为所述履带移动系统的具体运用，提供了一种采用所述履带移动系统的移动装置，所述履带移动系统的结构构型使得本移动装置具有地面适应能力强、并且兼顾行驶装置磨损量以及行驶性能的特点。

作为所述移动装置更进一步的技术方案：

作为一种通过改变履带轮之间的间距改变履带形态以丰富履带支撑形式，以进一步提高移动装置对地面适应能力，同时通过履带张紧度调节装置，在维持如履带与地面的接触长度、履带移动系统对移动装置支撑高度的情形下，维持履带所承受的拉力以利于履带寿命保持的技术方案，设置为：所述履带移动系统包括履带架，履带安装于所述履带架上，履带移动系统通过所述履带架与装置架相连；

所述履带架的形态可调，通过调节履带架的形态，履带架上履带轮的相对位置发生改变；

履带架上还安装有履带张紧度调节装置，在履带架的任意形态下，履带张紧度调节装置用于调节履带的张紧度。本方案中，首先提出了一种具体的履带移动系统在移动装置上的装配方式，并且提供了一种通过履带架形态可调以丰富履带支撑形式的技术方案，同时提供了一种通过设置履带张紧度调节装置，在履带架形态不变的情况下，调节履带所受拉力的技术方案。

更为具体的，为提升移动装置的转向能力、不平整地面适应能力，设置为：所述履带移动系统包括履带架，履带安装于所述履带架上，履带移动系统通过所述履带架与装置架相连；

所述履带架与装置架之间还设置有转向机构，所述转向机构包括多个转向关节，各转向关节均设置有转轴；

其中，所述转向关节包括第一关节、第二关节以及第三关节，第一关节上设置有平行于装置架宽度方向的第一转轴，第二关节上设置有平行于装置架高度方向的第二转轴，第三关节上设置有平行于装置架长度方向的第三转轴；

履带架可绕第一转轴、第二转轴以及第三转轴转动。本方案中，各转轴位置发生的转动可人工调节和锁定，也可以通过安装在移动装置上的对应马达等执行机构调节和锁定。多自由度设计，可优化本方案的灵活性、路面通过性，如：履带移动系统绕第一转轴转动可调整履带的前后坡度以适应如越障；履带移动系统绕第二转轴转动可用于履带非传统转向；履带移动系统绕第三转轴转动可调整履带宽度方向上与地面的贴合度，适应履带宽度方向上倾斜的坡面，通过如自适应地贴合，增强行驶过程的稳定性。

本发明具有以下有益效果：

本方案提供了一种履带移动系统及移动装置，所述履带移动装置的结构设计使得其具有如下特点：当经过如沙漠、沼泽等松软地面时，通过调节重叠段的宽度增加履带宽度，具体增加量根据下陷量、地面松软程度、负重等确定，随着地面硬度、刚度增大，如行驶于乱石，戈壁这些地表较为坚硬的路面时，调节重叠段的宽度减小履带宽度，变窄的履带可以提高移动装置的机动性，增大履带移动系统机构刚度，延长机构的使用寿命，减低平台的运动阻力。采用本方案提出的履带移动系统结构设计，不仅可增加履带移动系统的地面通过性能和稳定裕度，同时具有兼顾其行驶性能、磨损速度等特点。

所述移动装置为履带移动系统作为移动装置的行驶装置的具体运用。

附图说明

图1 为本方案所述的移动装置一个具体实施例的结构示意图；

图2为本方案所述的移动装置一个具体实施例中，行走驱动系统的结构示意图；

图3为本方案所述的移动装置一个具体实施例中，履带移动系统的结构示意图；

图4为本方案所述的移动装置一个具体实施例中，履带移动系统的结构示意图，区别于图3，履带张紧度调节装置处于不同的状态；

图5为本方案所述的移动装置一个具体实施例中，履带移动系统的结构示意图，区别于图3，示意图的视口位置不同；

图6为本方案所述的移动装置一个具体实施例中，履带移动系统的局部结构示意图，用于展示履带的形式以及履带与履带轮的配合关系；

图7为本方案所述的移动装置一个具体实施例中，履带移动系统的局部结构示意图，用于展示履带的形式以及履带与履带轮的配合关系，相对于图6，履带宽度增加；

图8为本方案所述的移动装置一个具体实施例中，第二履带的结构示意图，该实施例中，履带板上设置T型槽；

图9为本方案所述的移动装置一个具体实施例中，第一履带的结构示意图，该实施例中，履带板上设置T型棱；

图10为本方案所述的移动装置一个具体实施例中，履带移动系统的局部结构示意图，用于展示履带的形式以及履带与履带轮的配合关系，区别于图6和图7，重叠段覆盖履带的全长；

图11为本方案所述的移动装置一个具体实施例中，履带移动系统的局部结构示意图，用于展示履带的形式以及履带与履带轮的配合关系，区别于图6和图7，重叠段覆盖履带的全长，相对于图10，履带宽度减小；

图12为实施例8中所述的液路图。

附图中的附图标记分别为：1、驱动系统，101、固定架，102、滑轨，103、第一滑块，104、驱动电机，105、曲柄，106、连杆，107、第一芯轴，108、第二滑块，109、压轮，1010、滑块槽，11、履带组件，1101、第一履带，1102、第二履带，12、履带支撑组件，1201、固定座，1202、第一伸缩杆，1203、第一履带轮，1204、第二伸缩杆，1205、第二履带轮，1206、第三伸缩杆，1207、第三履带轮，2、行走驱动系统，201、第一关节，202、第二关节，203、第三关节，204、第二芯轴，3、车架。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明不仅限于以下实施例：

实施例1：

如图1至图11所示，履带移动系统，包括履带以及履带轮，所述履带包括均安装在履带轮上的第一履带1101以及第二履带1102；

在履带的宽度方向，第一履带1101设置在履带的一侧，第二履带1102设置在履带的另一侧；

第一履带1101与第二履带1102相互搭接：第一履带1101靠近第二履带1102的一侧与第二履带1102靠近第一履带1101的一侧具有相互搭接的重叠段，所述重叠段的宽度可调。

现有技术中，履带移动系统作为移动装置的行走装置，在诸多地形中具有重要的作用。在结构组成上，现有履带移动系统包括履带架、安装在履带架上的履带轮以及张设在履带轮上的履带，现有履带包括若干履带板（链板）以及连接履带板的（链销），履带板经履带销串联后形成履带链，一般仅在履带轮上啮合单条履带链。

区别于现有技术，本方案设置为履带轮上张设有第一履带1101和第二履带1102，可以理解的，第一履带1101和第二履带1102均为一条完整的履带链，同时，本方案阐述了在履带的宽度方向上包括第一履带1101和第二履带1102的情况，但在具体实施时，履带的宽度方向上包括数量大于或等于2、具有两条具有重叠段的履带链均属于与本方案相同的构思。同时，以上提出的重叠段宽度可调实际上是在限定第一履带1101、第二履带1102的相互配合关系以及在履带轮上的装配方式，如具有搭接关系的第一履带1101与第二履带1102的形态以及配合关系需要满足重叠段宽度可调目的；履带轮与第一履带1101、第二履带1102的啮合关系需要满足重叠段宽度可调目的。具体技术方案为，如定义履带的宽度方向沿着左右方向，第一履带1101和第二履带1102相互之间呈左右排布关系，同时第一履带1101和第二履带1102具有重叠段，通过调整所述重叠段的宽度，在所述左右方向，第一履带1101和第二履带1102相向运动以及背向运动，最终达到调节履带宽度的目的。

同时，提出以上构思的目的为：当本方案行驶于不同路面时，针对不同路面，通过完成不同履带宽度的构型转换，达到提升履带移动系统路面适应能力的目的。如：本方案通过松软路面时，如履带的受力面积不能改变，因此相应移动装置有下陷的风险，此时，通过人工或其他方式，使得第一履带1101与第二履带1102发生背向运动，导致的构形转换为：所述重叠段宽度下降，履带板有效长度增加，履带的触地面积增加，这样，可使得履带板的压强减小，即：通过减小下陷量的方式，达到适应更多工况（如非结构化路面）的目的，同时，更宽的履带也可提升移动装置的稳定裕度，同时，在通过松软路面时，同时由于该类地形的刚度较低，因此对行走机构的损耗不明显。相较于现有履带形式，本方案采用并非将履带设置为整体式结构的方案，旨在针对以下问题：

如为了使得履带能够适应松软路面，将履带设置为一直保持较宽的宽度，存在：

1、行驶机动性能会下降，履带板和其他零部件的结构寿命也会下降；

2、履带板越宽，与地面的摩擦力越大，行驶时造成的功耗损失也越大；

3、对履带转向不利；

4、对履带的刚度不利，随着刚度降低，不仅会加快履带磨损以及功耗损失，同时对履带行驶速度的提高不利。

采用以上方案，当经过如沙漠、沼泽等松软地面时，通过调节重叠段的宽度增加履带宽度，具体增加量根据下陷量、地面松软程度、负重等确定，随着地面硬度、刚度增大，如行驶于乱石，戈壁这些地表较为坚硬的路面时，调节重叠段的宽度减小履带宽度，变窄的履带可以提高移动装置的机动性，增大履带移动系统机构刚度，延长机构的使用寿命，减低平台的运动阻力。

综上，采用本方案提出的结构设计，不仅可增加履带移动系统的地面通过性能和稳定裕度，同时具有兼顾其行驶性能、磨损速度等特点。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上进行进一步优化：

由于履带移动系统在工作时，履带上用于与地面接触的表面随着履带的旋转时刻发生改变，为达到以上提出的增大触地面积以减小下陷量目的，仅需要履带在转动过程中，触地的段落时刻具有重叠段或间断性具有重叠段即可，故以上重叠段可以为绕履带周向完整的环，也可为绕履带周向间断的段，这些段随着履带旋转能够支撑于路面上即可达到相应目的。作为一种使得履带移动装置在工作过程中，能够在任意时刻调整履带触地面积的技术方案，设置为：沿履带长度方向的各位置，第一履带1101与第二履带1102均相互搭接。在本方案提供的改变触地面积构思下，当履带上间断性具有重叠段时，可调整为通过如移动装置行驶轨迹控制，在通过松软区域时，利用履带上具有重叠段的段落提供支撑以通过松软区域，也可通过根据履带的触地长度设计相邻重叠段的间距，使得在任意时刻下均具有与地面接触的重叠段，具体间距可根据重叠段的长度以及履带触地长度决定。设置为沿履带长度方向的各位置，第一履带1101与第二履带1102均相互搭接，这样，履带上任意段落触地时，均可使用该段落上具有重叠段的结构特征增加履带的宽度，相较于如在履带周向上间断设置重叠段，并不存在如采用间断设置的重叠段方案时，重叠段行进方向的前方和后方地面会相对于重叠段位置的地面隆起而增大履带行驶阻力，造成移动系统运动平稳性下降。关于对沿履带长度方向的各位置，第一履带1101与第二履带1102均相互搭接的理解，应该理解为：由于履带运动特点决定的结构构型，需要设计为具有可相对转动的履带板，故如采用以下利用滑槽实现相互搭接的方案，沿着履带的延伸方向，重叠段上履带板之间依然需要具有间隙，基于这样的结构构型，理解为所述间隙并非为沿着履带长度方向的不均匀空缺，同时根据所选择的履带板宽度，该间隙的宽度仅用于适配履带变形，不适合再嵌入另一履带的履带板即为各位置均具有第一履带1101与第二履带1102的搭接关系。与以上各位置均相互搭接所对应的，也可具体实施为如上提出的履带上间断性具有重叠段，这样，利用搭接段前后相对于搭接段位置的地面隆起，通过牺牲功耗和平稳性，可用于提升移动装置在行驶于松软地面时的防侧滑能力。

实施例3：

本实施例在实施例1的基础上进行进一步优化：

本领域技术人员在实现相互搭接构型时，可设置为如第一履带1101叠合在第二履带1102的上方，但这样的方式存在如下问题：履带底面平整度降低，对履带下陷量控制不利；第一履带1101与第二履带1102受力不均，不利于履带整体寿命控制；履带在旋转过程中其上段落存在松弛状态，同时需要履带板之间具有相对运动的能力，处于重叠段的履带板也需要具有这种相对运动的能力，仅采用层叠措施，可能因为松弛导致第一履带1101与第二履带1102过度磨损、非正常啮合导致卡链等，故作为优选方案，设置为：所述第一履带1101与第二履带1102两者上均设置有沿履带宽度方向延伸的滑槽，所述滑槽成型于各者的履带板上或相邻的履带板之间；

所述搭接方式为：任意一者的履带板嵌入另一者的滑槽中；

所述宽度可调通过调节履带板在滑槽中的嵌入深度实现。采用本方案，第一履带1101与第二履带1102各自相邻的一侧通过所述滑槽相互嵌入实现相互搭接，并且改变所述嵌入深度即可改变重叠段的宽度以达到履带宽度调整目的，采用本方案提供的结构构型，可获得平整的履带底面，利于下陷量控制以及均匀受力控制。由于存在所述滑槽，对于嵌入滑槽的履带板，滑槽可减小第一履带1101、第二履带1102各自上履带板在工作时的滑移量，从而对磨损速度控制有利。通过所述滑槽约束嵌入其的履带板，可一定程度上避免非正常啮合导致卡链等。通过所述滑槽约束嵌入其的履带板，可一定程度上保持履带整体的刚度，利于其行驶性能、磨损速度保持。

关于所提出的履带成型位置，针对重叠段上第一履带1101、第二履带1102各自的履带板，当成型于相邻履带板之间时，可利用履带板之间本身具有的间隙提供部分滑槽或全部滑槽，这样可获得更为密实的履带板排布，不仅履带板加工方便，同时对履带板的强度保持、刚度保持均有利，但该种方式在履带销摩擦副磨损后，会加快第一履带1101上履带板与第二履带1102上履带板配合精度变化。另一种方式为滑槽成型于履带板上，相较于现有履带板形式，需要对履带板的结构进行较大改变，相较于前者，也会削弱更多的履带板刚度，但关于所述配合精度变化并不会受到履带销摩擦副磨损的影响，本领域技术人员可以根据具体履带设计，选择适宜的滑槽获得方式。

更进一步的，由于所述滑槽中具有嵌入泥土、砂石等的可能，为使得履带在宽度变窄的构造形式改变过程中阻力更小，设置为所述滑槽为通槽，这样，在宽度变窄过程中，可通过滑槽的端部排除滑槽中的异物以减小第一履带1101、第二履带1102相向运动阻力，此种方式适合于滑槽成型于相邻履带板之间，利用履带板天然的排列形式达到所述目的；其他的，基于该构思，当滑槽成型于履带板上时，设置为：第一履带1101、第二履带1102两者中，各者上滑槽靠近另一者的一端上下贯通所在履带板，另一端设置有由履带板底侧延伸至顶侧的坡面，坡顶一侧位于靠近履带侧面的一侧，这样，在保证履带板构型的基础上，不仅便于达到以上提出的排除异物的目的，同时异物由于是向上侧被推出，故排除阻力相对较小。

如上所述，由于需要保持相邻履带板之间可相对运动的状态，同时履带运动过程也会导致履上段落存在松弛阶段，如仅采用以上提出的滑槽嵌入方式，可能出现履带板由相应滑槽中移出的情况，而移出后履带在拉扯变形下，第一履带1101与第二履带1102并不能恢复至通过滑槽实现搭接的啮合状态，针对该问题，优选设置为：所述滑槽的侧壁还设置有条形棱或条形槽，嵌入所述滑槽的履带板侧壁还设置有条形槽或条形棱，所述条形棱以及条形槽的长度方向均沿着履带的宽度方向；

当滑槽的侧壁设置条形棱、嵌入滑槽的履带板侧壁设置条形槽时，所述条形棱嵌入所述条形槽中，且条形棱与条形槽的形状满足：通过条形棱与条形槽的相互约束，限制履带板在滑槽高度方向的位置；

当滑槽的侧壁设置条形槽、嵌入滑槽的履带板侧壁设置条形棱时，所述条形棱嵌入所述条形槽中，且条形棱与条形槽的形状满足：通过条形棱与条形槽的相互约束，限制履带板在滑槽高度方向的位置。可以理解的，以上方案中，若滑槽侧壁设置条形棱，则在嵌入其的履带板上设置条形槽；若滑槽侧壁设置条形槽，则在嵌入其的履带板上设置条形棱，通过条形棱与条形槽啮合，使得第一履带1101的履带板与第二履带1102的履带板形成的配合体为长度可调的条形结构，同时，通过条形棱与条形槽的相互约束，使得配合体仅能够发生长度变化而不会因为任意履带板翘起而由滑槽中脱离。而关于以上提出的防止脱离目的，实际上是在对条形槽与条形棱的截面形状进行限定，现有技术中，满足该功能的截面形式多样，满足条形棱在条形槽约束下受剪，以避免相应履带板翘起即可，包括如下提出的T型，也可以采用成直条型。优选的，为减小履带板在滑槽宽度方向的可活动量以保障履带板刚度、减小磨损速度，设置为：条形棱与条形槽的形式满足可限制形成所述配合体的履带板在滑槽宽度方向上的滑移量，如条形槽槽口侧的宽度并非为条形槽的最大宽度，条形棱的形状与条形槽适配，具体形式可采用如T型、燕尾型、多边形等。

作为一种加工工艺简单、不仅具有放翘起功能，同时具有滑槽宽度方向可活动量限制功能的技术方案，设置为：所述条形槽为T型槽，所述条形棱为T型棱。在具体实施时，为便于排除异物，所述T型棱为相应履带板上的凸起结构，所述T型槽为两端均为开口的通槽。

实施例4：

本实施例在实施例1的基础上进行进一步优化：

以上构思下，关于履带轮的构型，可设置为履带轮为整体结构，为适应履带变宽后的功传递以及履带的整体刚度，优选为延长履带轮的长度即可，此时，可通过其他执行机构或人工的方式调节履带的宽度，但任意状态下较长的履带轮不利于移动装置的宽度控制。作为一种结构简单，能够使得履带轮能够随履带的宽度变化，被调整为长度与履带长度适配的技术方案，设置为：所述履带轮包括长度可调的伸缩机构，所述伸缩机构的两端均安装有带轮，在伸缩机构发生伸缩时，伸缩机构两端的带轮间距改变；

第一履带1101啮合于履带轮其中一端的带轮上，第二履带1102啮合于履带轮另一端的带轮上。本方案中，所述带轮用于张设第一履带1101和第二履带1102，利用伸缩机构导致的带轮间距变化即可适应履带的宽度变化，这样不仅利于不同履带宽度下履带的刚度保持，同时便于移动装置底侧宽度控制。

作为一种结构简单、与之匹配的控制系统设计简单且可靠性高、可利用履带轮对履带宽度进行调整的技术方案，设置为：所述伸缩机构为液压伸缩机构；

第一履带1101与第二履带1102各自用于与对应带轮啮合的一侧均设置有挡边，在伸缩机构发生伸缩动作的过程中，通过带轮的端面推挤挡边的侧面实现重叠段宽度调节。本方案中，当需要调整为履带变宽时，液压伸缩机构伸长，通过各带轮的外侧推挤相应履带外侧的挡边，使得履带整体变宽；当需要调整为履带变窄时，液压伸缩机构缩短，通过各带轮的内侧推挤相应履带内侧的挡边，使得履带整体变宽。

实施例5：

本实施例在实施例1的基础上，提供一种移动装置，包括装置架以及安装在装置架上的行驶装置，所述行驶装置包括实施例1所述的履带移动系统。本方案为所述履带移动系统的具体运用，提供了一种采用所述履带移动系统的移动装置，所述履带移动系统的结构构型使得本移动装置具有地面适应能力强、并且兼顾行驶装置磨损量以及行驶性能的特点。

实施例6：

本实施例在实施例5的基础上进行进一步优化：

作为一种通过改变履带轮之间的间距改变履带形态以丰富履带支撑形式，以进一步提高移动装置对地面适应能力，同时通过履带张紧度调节装置，在维持如履带与地面的接触长度、履带移动系统对移动装置支撑高度的情形下，维持履带所承受的拉力以利于履带寿命保持的技术方案，设置为：所述履带移动系统包括履带架，履带安装于所述履带架上，履带移动系统通过所述履带架与装置架相连；

所述履带架的形态可调，通过调节履带架的形态，履带架上履带轮的相对位置发生改变；

履带架上还安装有履带张紧度调节装置，在履带架的任意形态下，履带张紧度调节装置用于调节履带的张紧度。本方案中，首先提出了一种具体的履带移动系统在移动装置上的装配方式，并且提供了一种通过履带架形态可调以丰富履带支撑形式的技术方案，同时提供了一种通过设置履带张紧度调节装置，在履带架形态不变的情况下，调节履带所受拉力的技术方案。

实施例7：

本实施例在实施例5的基础上进行进一步优化：

更为具体的，为提升移动装置的转向能力、不平整地面适应能力，设置为：所述履带移动系统包括履带架，履带安装于所述履带架上，履带移动系统通过所述履带架与装置架相连；

所述履带架与装置架之间还设置有转向机构，所述转向机构包括多个转向关节，各转向关节均设置有转轴；

其中，所述转向关节包括第一关节201、第二关节202以及第三关节203，第一关节201上设置有平行于装置架宽度方向的第一转轴，第二关节202上设置有平行于装置架高度方向的第二转轴，第三关节203上设置有平行于装置架长度方向的第三转轴；

履带架可绕第一转轴、第二转轴以及第三转轴转动。本方案中，各转轴位置发生的转动可人工调节和锁定，也可以通过安装在移动装置上的对应马达等执行机构调节和锁定。多自由度设计，可优化本方案的灵活性、路面通过性，如：履带移动系统绕第一转轴转动可调整履带的前后坡度以适应如越障；履带移动系统绕第二转轴转动可用于履带非传统转向；履带移动系统绕第三转轴转动可调整履带宽度方向上与地面的贴合度，适应履带宽度方向上倾斜的坡面，通过如自适应地贴合，增强行驶过程的稳定性。

实施例8：

本实施例在以上实施例的基础上，提供一种移动装置的具体实现方式：所述移动装置包括驱动系统1、行走驱动系统2以及车架3，驱动系统1通过行走驱动系统2与车架3相连，驱动系统1为多个。所述履带移动系统作为驱动系统1的组成部分，并且履带架固定在固定架101上，固定架101通过第二芯轴204与行走驱动系统2相连，转向机构作为行走驱动系统2的组成部分，履带张紧度调节装置包括固定于固定架101上的滑轨102、滑动连接在滑轨102上的第一滑块103、安装于第一滑块103上的驱动电机104、连接在驱动电机104转子上的曲柄105、与曲柄105相连的连杆106、连接在连杆106上的第一芯轴107、连接在第一芯轴107上的第二滑块108、作用在履带上并与第二滑块108相连的压轮109，第二滑块108滑动嵌入在设置在固定架101上的滑块槽1010中，同时，当驱动电机104旋转，以上结构特征形成的多连杆机构迫使第二滑块108在滑块槽1010中滑动，使得压轮109发生空间位置改变以实现对履带的张紧和松弛。履带架包括数量与履带轮数量一致的固定座1201，固定座1201其中一端汇聚到同一位置并相互固定连接，固定座1201的另一端通过伸缩杆均连接一个履带轮，本实施例中，固定座1201的数量为三个，履带轮分别为通过第一伸缩杆1202连接的第一履带轮1203、通过第二伸缩杆1204连接的第二履带轮1205、通过第三伸缩杆1206连接的第三履带轮1207，任意伸缩杆与固定座1201均组成液压伸缩杆，以通过液动的方式调整履带轮之间的相对位置。

同时，针对以上提供的履带移动系统结构形式，本实施例提供如图12所示的与相应结构对应的液路图。其中，S1~S6为限位器，C和D为液路中的换向阀。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.履带移动系统，包括履带以及履带轮，其特征在于，所述履带包括均安装在履带轮上的第一履带（1101）以及第二履带（1102）；

在履带的宽度方向，第一履带（1101）设置在履带的一侧，第二履带（1102）设置在履带的另一侧；

第一履带（1101）与第二履带（1102）相互搭接：第一履带（1101）靠近第二履带（1102）的一侧与第二履带（1102）靠近第一履带（1101）的一侧具有相互搭接的重叠段，所述重叠段的宽度可调。

2.根据权利要求1所述的履带移动系统，其特征在于，沿履带长度方向的各位置，第一履带（1101）与第二履带（1102）均相互搭接。

3.根据权利要求1所述的履带移动系统，其特征在于，所述第一履带（1101）与第二履带（1102）两者上均设置有沿履带宽度方向延伸的滑槽，所述滑槽成型于各者的履带板上或相邻的履带板之间；

所述搭接方式为：任意一者的履带板嵌入另一者的滑槽中；

所述宽度可调通过调节履带板在滑槽中的嵌入深度实现。

4.根据权利要求3所述的履带移动系统，其特征在于，所述滑槽的侧壁还设置有条形棱或条形槽，嵌入所述滑槽的履带板侧壁还设置有条形槽或条形棱，所述条形棱以及条形槽的长度方向均沿着履带的宽度方向；

当滑槽的侧壁设置条形棱、嵌入滑槽的履带板侧壁设置条形槽时，所述条形棱嵌入所述条形槽中，且条形棱与条形槽的形状满足：通过条形棱与条形槽的相互约束，限制履带板在滑槽高度方向的位置；

当滑槽的侧壁设置条形槽、嵌入滑槽的履带板侧壁设置条形棱时，所述条形棱嵌入所述条形槽中，且条形棱与条形槽的形状满足：通过条形棱与条形槽的相互约束，限制履带板在滑槽高度方向的位置。

5.根据权利要求4所述的履带移动系统，其特征在于，所述条形槽为T型槽，所述条形棱为T型棱。

6.根据权利要求1所述的履带移动系统，其特征在于，所述履带轮包括长度可调的伸缩机构，所述伸缩机构的两端均安装有带轮，在伸缩机构发生伸缩时，伸缩机构两端的带轮间距改变；

第一履带（1101）啮合于履带轮其中一端的带轮上，第二履带（1102）啮合于履带轮另一端的带轮上。

7.根据权利要求6所述的履带移动系统，其特征在于，所述伸缩机构为液压伸缩机构；

第一履带（1101）与第二履带（1102）各自用于与对应带轮啮合的一侧均设置有挡边，在伸缩机构发生伸缩动作的过程中，通过带轮的端面推挤挡边的侧面实现重叠段宽度调节。

8.移动装置，包括装置架以及安装在装置架上的行驶装置，其特征在于，所述行驶装置包括权利要求1至7中任意一项所述的履带移动系统。

9.根据权利要求8所述的移动装置，其特征在于，所述履带移动系统包括履带架，履带安装于所述履带架上，履带移动系统通过所述履带架与装置架相连；

所述履带架的形态可调，通过调节履带架的形态，履带架上履带轮的相对位置发生改变；

履带架上还安装有履带张紧度调节装置，在履带架的任意形态下，履带张紧度调节装置用于调节履带的张紧度。

10.根据权利要求8所述的移动装置，其特征在于，所述履带移动系统包括履带架，履带安装于所述履带架上，履带移动系统通过所述履带架与装置架相连；

所述履带架与装置架之间还设置有转向机构，所述转向机构包括多个转向关节，各转向关节均设置有转轴；

其中，所述转向关节包括第一关节（201）、第二关节（202）以及第三关节（203），第一关节（201）上设置有平行于装置架宽度方向的第一转轴，第二关节（202）上设置有平行于装置架高度方向的第二转轴，第三关节（203）上设置有平行于装置架长度方向的第三转轴；

履带架可绕第一转轴、第二转轴以及第三转轴转动。

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