CN116374028A - 一种附加式履带行走装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种附加式履带行走装置，包括履带模块、承载框架、主轴系和差动转向模块，履带模块、主轴系和差动转向模块对称设置在承载框架的左右两侧。承载框架用于承载和固定驶上的轮式车辆；主轴系一端连接轮式车辆的车轮，另一端连接履带模块的主动轮，实现将车轮动力传递给主动轮，进而带动履带转动；差动转向模块使转向方向侧的履带模块减速，实现差速转向。本发明无需对轮式车辆进行改装即可实现其履带行走模式的转变，并且不用改变轮式车驾驶员的驾驶方式。

Description

一种附加式履带行走装置

技术领域

本发明涉及行走机构技术领域，具体涉及一种附加式履带行走装置。

背景技术

轮式车辆通过加装履带行走装置，可以实现在沼泽、雪地等松软泥泞路面上行驶。目前轮式车辆常用加装的履带行走装置主要有三角履带和船形履带。三角履带主要以Mattracks公司的产品为代表，通过将轮式车的车轮拆除，换装三角履带，实现原车由轮式行走向履带式行走的转变，但这种履带的拆装十分不变，而且为了实现履带行走模式下的行驶转向，还需要对轮式车辆进行改装。船形履带主要以Track N Go雪地履带、CN109094671A和CN107650595A公开的技术为代表，通过轮式车的每个车轮分别驶上船形履带，实现行走模式的转变，且不需要对轮式车辆进行改装，但使用这种履带的车辆越野能力有限，尤其面对壕沟和台阶障碍，并没有将履带式行走装置的特有优势发挥出来。因此，为了弥补现有技术的缺陷，设计一款拆装方便、尽量不改动原车结构且具有高越野通过性的附加式履带行走装置具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有技术状况，本发明公开一种附加式履带行走装置，只需要轮式车辆整体驶上附加式履带行走装置并固定，将车轮与主轴系相连，即可实现车辆的履带式行走模式。

本发明的技术方案如下：

一种附加式履带行走装置，设置有履带模块、承载框架、主轴系和差动转向模块，履带模块、主轴系和差动转向模块对称设置在承载框架的左右两侧；

所述承载框架是履带模块、主轴系和差动转向模块的安装载体，同时也承载和固定驶上车辆；

所述主轴系连接在驶上车辆的车轮与履带模块之间，将车轮的驱动力传递给履带模块；

所述差动转向模块设置在主轴系和驶上车辆的车轮旁边，当车辆转向时能与转向摆动的车轮接触，并降低相邻主轴系的转速。

进一步地：

所述承载框架主要由底框架、底板、侧框架、侧板、差动转向模块支撑板、卡爪和滚筒总成组成；

所述底板对称设置在底框架的左右两侧的上表面，所述底板上设置有车轮位置孔和车体绷带安装孔，其中在所述车轮位置孔处与所述底框架形成空档，在所述空档中安装有所述卡爪和滚筒总成；

所述滚筒总成支撑驶上车辆的车轮，所述卡爪设置在滚筒总成的旁边，卡住或松开所述滚筒总成；

所述侧框架设置在每侧底板的上表面，并侧向连接侧板；

所述侧板对称侧立于底框架的左右两侧，并与侧框架连接，所述侧板支撑安装所述主轴系；

所述差动转向模块支撑板对称设置在底框架的左右两侧，支撑安装所述差动转向模块。

进一步地：

所述滚筒总成，由滚筒、滚筒轴、齿轮和齿轮连接键组成；

所述滚筒轴固定在底框架上；

所述滚筒活动套装在滚筒轴上；

所述齿轮通过齿轮连接键固定在滚筒的两端，拨动所述卡爪时与所述齿轮接触或脱离。

进一步地：

所述主轴系设置有橡胶弹性联轴器、主轴、轴承、制动盘；

所述橡胶弹性联轴器一端连接驶上车辆的车轮，另一端连接主轴，所述主轴通过轴承支撑在所述承载框架和履带模块上；

所述主轴上穿设有制动盘和履带模块的主动轮，所述制动盘贴近所述履带模块的主动轮，所述制动盘受控于所述差动转向模块的刹车片。

进一步地：

所述主轴系由内侧轴系和外侧轴系组成；

所述内侧轴系包括橡胶弹性联轴器、内侧拧紧螺母、内侧轴承、内侧套筒、制动盘和内侧轴；

所述橡胶弹性联轴器一端与驶上车辆的车轮螺栓连接，另一端与内侧轴键连接，并在端面由螺栓轴向固定；

所述内侧轴一端与所述橡胶弹性联轴器固定连接，另一端与所述履带模块的主动轮内侧固定连接，所述内侧轴穿设过所述内侧轴承、内侧套筒和制动盘，其中，所述内侧轴承设置在所述承载框架的侧板上，由内侧拧紧螺母锁定，所述内侧套筒夹设在所述侧板与内侧轴的法兰之间，所述制动盘套设在内侧套筒外围，并通过螺栓与内侧轴的法兰一同连接到履带模块的主动轮内侧；

所述外侧轴系包括外侧轴、外侧套筒、外侧轴承和外侧拧紧螺母；

所述外侧轴一端与主动轮的外侧固定连接，另一端穿过外侧套筒、外侧轴承和履带模块的履带架，并在端部通过外侧拧紧螺母轴向固定，其中，所述外侧套筒夹设在所述外侧轴的法兰与履带架之间，所述外侧轴承设置在履带架上。

进一步地：

所述差动转向模块主要由轮边挡板、刹车片连接杆、挡板导向杆、复位弹簧、缓冲弹簧、刹车片连接板、缓冲弹簧挡板和刹车片组成；

所述轮边挡板固定连接刹车片连接杆，并滑动穿设在所述挡板导向杆上；

所述刹车片连接杆和挡板导向杆均穿过所述承载框架；

所述复位弹簧夹设于所述轮边挡板与承载框架之间；

所述刹车片连接杆上同时还穿设缓冲弹簧、刹车片连接板、刹车片和缓冲弹簧挡板，所述缓冲弹簧夹设于所述的缓冲弹簧挡板与刹车片连接板之间，刹车片紧贴刹车片连接板外侧，所述刹车片连接板端部由螺母锁紧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明提出的附加式履带行走装置，相比现有的三角履带和船形履带，具有更好的越野通过性；

2.本发明提出的附加式履带行走装置，行走模式变换简单且不需要对轮式车进行改装，只需要轮式车辆整体驶上承载框架并固定，车轮与主轴系相连，即可实现车辆的履带式行走模式；

3.本发明提出的附加式履带行走装置操作简单，只需要按照轮式车的驾驶方式，即可实现履带装置的行驶、制动和转向。

附图说明

图1是本发明所述附加式履带行走装置的总体结构示意图；

图2是本发明所述附加式履带行走装置的履带模块结构示意图；

图3是本发明所述附加式履带行走装置的承载框架整体结构示意图；

图4是本发明所述附加式履带行走装置的承载框架局部结构示意图；

图5是本发明所述附加式履带行走装置的滚筒总成结构示意图；

图6是本发明所述附加式履带行走装置的主轴系结构爆炸示意图；

图7是本发明所述附加式履带行走装置的主轴系装配示意图；

图8是本发明所述附加式履带行走装置的差动转向模块爆炸示意图；

图9-1是本发明所述附加式履带行走装置的差动转向模块装配示意图；

图9-2是图9-1中的A-A剖视图；

图9-3是图9-1中的B-B剖视图；

图10是本发明所述附加式履带行走装置的差动转向模块与主轴系位置关系图；

图11是车轮与主轴系、差动转向模块的关系位置图；

图12是车辆通过辅助坡道驶上附加式履带行走装置示意图；

图13是车辆驶上附加式履带行走装置的状态图。

图中：

1-履带模块；11-大拖带轮；12-连接柱；13-小拖带轮；14-履带架；15-履带；16-主动轮；17-负重轮；18-负重轮支架；19-减振器；

2-承载框架；21-侧框架；22-侧板；23-差动转向模块支撑板；24-底板；25-底框架；26-卡爪；27-滚筒总成；

271-齿轮；272-滚筒；273-滚筒轴；274-齿轮连接键；

3-主轴系；30-橡胶弹性联轴器；31-内侧拧紧螺母；32-内侧轴承；33-内侧套筒；34-制动盘；35-内侧轴；36-外侧轴；37-外侧套筒；38外侧轴承；39-外侧拧紧螺母；

4-差动转向模块；41-轮边挡板；42-刹车片连接杆；43-挡板导向杆；44-复位弹簧；45-缓冲弹簧挡板；46-缓冲弹簧；47-刹车片连接板；48-刹车片。

具体实施方式

为进一步阐述本发明的技术方案，现结合说明书附图和具体实施例，具体说明如下。

如图1所示，本发明所述附加式履带行走装置，主要包含履带模块1、承载框架2、主轴系3和差动转向模块4，其中，履带模块1、主轴系3和差动转向模块4对称设置在承载框架2的左右两侧。

履带模块1是行走装置，具有较好的越野通过性。履带模块1能够将承载框架2支离地面。

承载框架2是履带模块1、主轴系3和差动转向模块4的安装载体，同时也能够承载和固定驶上框架的轮式车辆。

主轴系3连接驶上的轮式车辆的车轮与履带模块1，实现驱动力的传递。

差动转向模块4由转弯方向侧的车轮摆动接触带动，使转弯方向侧的履带模块1减速，两侧的履带模块1产生速度差，从而使附加式履带行走装置实现差速转向。

一、履带模块

如图2所示，履带模块1主要由大拖带轮11、连接柱12、小拖带轮13、履带架14、履带15、主动轮16、负重轮17、负重轮支架18和减振器19组成。

履带架14是履带模块1其他组成部分的安装载体。

连接柱12一端连接在履带架14上，另一端连接在承载框架2上，使履带模块1固定在承载框架2的一侧。

大拖带轮11和小拖带轮13安装在履带架14上，起支撑和张紧履带15的作用。大拖带轮11一般有一个，安装在履带架14的一端，拖带轮13一般有几个，安装在履带架14的边部，一般位于负重轮17相对侧，起传输履带的作用。由此大拖带轮11、小拖带轮13、主动轮16、负重轮17，共同将履带15张紧并以主动轮16为动力源驱动履带运转。

主动轮16通过主轴系3转动安装在履带架14上，并由主轴系3带动旋转，从而驱动履带15转动；主轴系3的另一端穿过承载框架2连接在车轮上。

负重轮17安装在履带架14的底部，连接在负重轮支架18的一端，主要起负重承载作用，同时还有支撑和张紧履带15的作用。

负重轮支架18一端铰接在履带架14上，另一端连接负重轮17；减振器19一端铰接在履带架14上，另一端铰接在负重轮支架18的中部，当行驶在不平坦路面时，减振器19起缓冲作用，并限制负重轮支架18的摆动幅度。

二、承载框架

如图3～图5所示，承载框架2主要由侧框架21、侧板22、差动转向模块支撑板23、底板24、底框架25、卡爪26和滚筒总成27组成。

侧框架21是由方钢焊接成的框架，设置在底板24上表面侧边，并侧向连接侧板22，起提高侧向连接强度的作用。

侧板22为厚钢板，对称设置在底框架25的左右两侧，并与侧框架21连接；侧板22为立向板，板上设置有履带模块连接孔、主轴系安装孔、轴承安装孔和若干减重孔，起连接履带模块1和主轴系3的作用。

差动转向模块支撑板23为厚钢板，也对称设置在底框架25的左右两侧，并位于侧板22的车头前方，差动转向模块支撑板23上设置有连接杆过孔、导向杆连接螺纹孔和减重孔，用于承载差动转向模块4。

底板24为厚钢板，对称设置在底框架25的左右两侧，并位于底框架25的上表面；底板24上设置有车轮位置孔和固定车体的绷带安装孔，起支撑车辆驶上或驶下承载框架2并固定车辆的作用。

底框架25是由方钢焊接成的框架，起主要承载作用，是承载框架2其余组成部分的安装载体。

卡爪26设置在底框架25中间两根纵梁的外侧面上，并对应设置在底板24上车轮位置孔下面每个滚筒总成27的旁边，卡爪26能够对滚筒总成27起限制作用。

滚筒总成27设置在底框架25外侧两根纵梁之间，并对应设置在底板24上车轮位置孔下方，透过车轮位置孔露出滚筒总成27。

滚筒总成27由齿轮271、滚筒272、滚筒轴273和齿轮连接键274组成。齿轮271通过齿轮连接键274连接固定在滚筒272的两侧端面，并可随滚筒272一同转动；滚筒272设计为纺锤状，活动安装在滚筒轴273上，可绕滚筒轴273转动；滚筒轴273可使滚筒总成27固定在底框架25上。

底板24上每个车轮位置孔下面设置有两组滚筒总成27，车轮坐于上面，用于限制车轮；卡爪26位于齿轮271旁边，当车辆需要驶上或驶下承载框架2时，拨动卡爪26卡住齿轮271，限制滚筒总成的转动，以方便承载的车辆驶上或驶下；当车辆驶上承载框架2并固定落位后，拨动卡爪26与齿轮271脱离接触，可通过车轮的转动带动滚筒总成27转动，使车轮能够在车轮位置孔处空转。

三、主轴系

主轴系3以承载框架2为支撑连接在履带模块1和驶上车辆的车轮之间。如图6和图7所示，主轴系3以由车辆车轮向履带模块1方向分为内侧轴系和外侧轴系，内外侧的界限以主动轮16为界；轴系上零部件的内侧端、外侧端方位也由车辆车轮向履带模块1方向作为标准。内侧轴系由橡胶弹性联轴器30、内侧拧紧螺母31、内侧轴承32、内侧套筒33、制动盘34、内侧轴35构成，外侧轴系由外侧轴36、外侧套筒37、外侧轴承38、外侧拧紧螺母39构成，内侧轴系与外侧轴系以履带模块1上的主动轮16作为中间连接件。其中，内侧轴系实现主动轮16与侧板22及驶上车辆的车轮的连接，外侧轴系实现主动轮16与履带架14的连接。

橡胶弹性联轴器30内侧端与驶上车辆的车轮螺栓连接，外侧端与内侧轴35键连接，并在端面通过螺栓轴向固定，使内侧轴35可从车轮获得动力。橡胶弹性连轴器30能够适应联轴器的两端不同轴，所以能够在车轮转向摆动的情况下依旧带动主轴系3随车轮转动。

内侧轴35内侧端为阶梯螺纹结构，外侧端为法兰结构。内侧轴35穿过侧板22(侧板22内侧设置有内侧轴承32)、内侧套筒33、制动盘34；其中，内侧套筒33起轴向定位的作用，内侧套筒33套设在内侧轴35上，且夹设在侧板22与内侧轴35外侧端法兰结构之间，制动盘34套设在内侧套筒33外围，并通过螺栓与内侧轴35的外侧端法兰结构一同连接到主动轮16的内侧；内侧拧紧螺母31从内侧轴35的内侧端将轴上的零部件轴向固定。

外侧轴36内侧端为法兰结构，外侧端为螺纹结构。外侧轴36内侧端法兰通过螺栓连接到主动轮16的外侧，外侧轴36穿过外侧套筒37、履带架14和外侧轴承38，并通过外侧拧紧螺母39轴向固定；其中，外侧套筒37夹设在外侧轴36内侧端法兰结构与履带架14之间，起轴向定位的作用；外侧轴承38设置在履带架14上，与外侧轴36接触。

由此在车辆车轮的驱动下，主轴系3就能够带动主动轮16随驶上车辆的车轮一同转动，进而带动履带模块1行走。

四、差动转向模块

如图8、图9-1～9-3、图10和图11所示，差动转向模块4主要由轮边挡板41、刹车片连接杆42、挡板导向杆43、复位弹簧44、缓冲弹簧挡板45、缓冲弹簧46、刹车片连接板47和刹车片48组成。

轮边挡板41为厚钢板，其上设置有连接杆螺栓过孔、导向杆过孔和减重孔。轮边挡板41通过螺栓与刹车片连接杆42粗端端面连接，轮边挡板41并套设在两个挡板导向杆43上，能够在挡板导向杆43轴线方向滑动。

刹车片连接杆42是阶梯轴结构，分为粗端和细端，粗端端面设置有螺纹孔，用于与轮边挡板41通过螺栓固定；细端端部为螺纹轴，用于连接螺母以轴向固定连接杆上的零部件。刹车片连接杆42穿设过复位弹簧44、差动转向模块支撑板23、缓冲弹簧挡板45、缓冲弹簧46、刹车片连接板47和刹车片48，在粗端通过轮边挡板41挡设，在细端通过螺母锁紧，其中，复位弹簧44位于轮边挡板41与差动转向模块支撑板23之间，缓冲弹簧挡板45位于连接杆粗端和细端相接的轴肩部位，缓冲弹簧46位于缓冲弹簧挡板45与连接刹车片连接板47之间，刹车片48位于刹车片连接板47外侧，通过螺母锁定。

挡板导向杆43同样是阶梯轴结构，分为粗端和细端，粗端端头部分有螺纹，可安装螺母限制轮边挡板41的滑动行程，粗端光轴部分与轮边挡板41的导向杆过孔配合，限制轮边挡板41的滑动轨迹；细端为螺纹轴，可与差动转向模块支撑板23的导向杆连接螺纹孔配合，以固定挡板导向杆43；挡板导向杆43上也套设有复位弹簧44，复位弹簧44夹设在轮边挡板41与差动转向模块支撑板23之间。

刹车片连接杆42和挡板导向杆43均为两根，以维护整体结构的平衡以及稳定。

复位弹簧44分别套在各刹车片连接杆42和挡板导向杆43上，并设置在轮边挡板41和差动转向模块支撑板23之间，用于车辆完成转向，车轮回正时，使差动转向模块4复位。

进一步地，缓冲弹簧挡板45和刹车片连接板47、刹车片48都为月牙形板，以主轴系轴心为中心画弧，并设置有连接杆过孔。其中缓冲弹簧挡板45设置在刹车片连接杆42的轴肩处，刹车片连接板47设置在刹车片连接杆42的细端端部，两个板之间设置有缓冲弹簧46，缓冲弹簧46套在刹车片连接杆上，限制两个板的位置，并在车轮摆动推动差动转向模块4时起缓冲作用。刹车片48一侧与刹车片连接板47贴合，另一侧通过螺母固定。当刹车片48受推与制动盘34贴合时，起制动减速的效果。

当驶上车辆需要转向时，车轮摆动，接触并压动转向方向一侧的轮边挡板41，轮边挡板41在挡板导向杆43的限制下滑动，通过刹车片连接杆42推动刹车片48向主动轮16方向移动，并接触到制动盘34，实现转向方向一侧的履带模块1减速。当车轮继续摆动时，复位弹簧44和缓冲弹簧46进一步被压缩，制动效果越明显，两侧的履带模块1的速度差越大，转弯半径越小。

当车辆完成转向时，车轮回正，车轮与轮边挡板41脱离接触，复位弹簧44和缓冲弹簧46带动差动转向模块4整体复位，两侧履带模块1的速度回归一致，车辆继续直线行驶。

如图12～图13所示，轮式车辆可以通过辅助坡道驶上附加式履带行走装置，并在车轮落位在车轮位置孔后，将车体与承载框架2用绷带固定，车轮与主轴系3连接，即可实现车辆的履带式行走。在履带行走模式下，驾驶员依旧按照轮式车辆的驾驶方式，实现车辆的起停，转向和正反向行驶，丝毫不受影响。

Claims (6)

1.一种附加式履带行走装置，其特征在于：设置有履带模块、承载框架、主轴系和差动转向模块，履带模块、主轴系和差动转向模块对称设置在承载框架的左右两侧；

所述承载框架是履带模块、主轴系和差动转向模块的安装载体，同时也承载和固定驶上车辆；

所述主轴系连接在驶上车辆的车轮与履带模块之间，将车轮的驱动力传递给履带模块；

所述差动转向模块设置在主轴系和驶上车辆的车轮旁边，当车辆转向时能与转向摆动的车轮接触，并降低相邻主轴系的转速。

2.根据权利要求1所述的附加式履带行走装置，其特征在于：

所述承载框架主要由底框架、底板、侧框架、侧板、差动转向模块支撑板、卡爪和滚筒总成组成；

所述底板对称设置在底框架的左右两侧的上表面，所述底板上设置有车轮位置孔和车体绷带安装孔，其中在所述车轮位置孔处与所述底框架形成空档，在所述空档中安装有所述卡爪和滚筒总成；

所述滚筒总成支撑驶上车辆的车轮，所述卡爪设置在滚筒总成的旁边，卡住或松开所述滚筒总成；

所述侧框架设置在每侧底板的上表面，并侧向连接侧板；

所述侧板对称侧立于底框架的左右两侧，并与侧框架连接，所述侧板支撑安装所述主轴系；

所述差动转向模块支撑板对称设置在底框架的左右两侧，支撑安装所述差动转向模块。

3.根据权利要求2所述的附加式履带行走装置，其特征在于：

所述滚筒总成，由滚筒、滚筒轴、齿轮和齿轮连接键组成；

所述滚筒轴固定在底框架上；

所述滚筒活动套装在滚筒轴上；

所述齿轮通过齿轮连接键固定在滚筒的两端，拨动所述卡爪时与所述齿轮接触或脱离。

4.根据权利要求1所述的附加式履带行走装置，其特征在于：

所述主轴系设置有橡胶弹性联轴器、主轴、轴承、制动盘；

所述橡胶弹性联轴器一端连接驶上车辆的车轮，另一端连接主轴，所述主轴通过轴承支撑在所述承载框架和履带模块上；

所述主轴上穿设有制动盘和履带模块的主动轮，所述制动盘贴近所述履带模块的主动轮，所述制动盘受控于所述差动转向模块的刹车片。

5.根据权利要求4所述的附加式履带行走装置，其特征在于：

所述主轴系由内侧轴系和外侧轴系组成；

所述内侧轴系包括橡胶弹性联轴器、内侧拧紧螺母、内侧轴承、内侧套筒、制动盘和内侧轴，

所述橡胶弹性联轴器一端与驶上车辆的车轮螺栓连接，另一端与内侧轴键连接，并在端面由螺栓轴向固定，

所述内侧轴一端与所述橡胶弹性联轴器固定连接，另一端与所述履带模块的主动轮内侧固定连接，所述内侧轴穿设过所述内侧轴承、内侧套筒和制动盘，其中，所述内侧轴承设置在所述承载框架的侧板上，由内侧拧紧螺母锁定，所述内侧套筒夹设在所述侧板与内侧轴的法兰之间，所述制动盘套设在内侧套筒外围，并通过螺栓与内侧轴的法兰一同连接到履带模块的主动轮内侧；

所述外侧轴系包括外侧轴、外侧套筒、外侧轴承和外侧拧紧螺母，

所述外侧轴一端与主动轮的外侧固定连接，另一端穿过外侧套筒、外侧轴承和履带模块的履带架，并在端部通过外侧拧紧螺母轴向固定，其中，所述外侧套筒夹设在所述外侧轴的法兰与履带架之间，所述外侧轴承设置在履带架上。

6.根据权利要求1所述的附加式履带行走装置，其特征在于：

所述差动转向模块主要由轮边挡板、刹车片连接杆、挡板导向杆、复位弹簧、缓冲弹簧、刹车片连接板、缓冲弹簧挡板和刹车片组成；

所述轮边挡板固定连接刹车片连接杆，并滑动穿设在所述挡板导向杆上；

所述刹车片连接杆和挡板导向杆均穿过所述承载框架；

所述复位弹簧夹设于所述轮边挡板与承载框架之间；

所述刹车片连接杆上同时还穿设缓冲弹簧、刹车片连接板、刹车片和缓冲弹簧挡板，所述缓冲弹簧夹设于所述的缓冲弹簧挡板与刹车片连接板之间，刹车片紧贴刹车片连接板外侧，所述刹车片连接板端部由螺母锁紧。

Images