CN1505570A - 带有可缩回轮子的车辆 - Google Patents

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CN1505570A
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D・A・C・罗伊尔
D·A·C·罗伊尔
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Abstract

本文描述一种车辆，车辆的轮子通过一轮子缩回和下降机构可在一下降的位置和一提升的位置之间移动，该机构包括一导向件，其在缩回的过程中，确定轮子的路径，所述导向件呈一柱子的形式，其中，其下部(C；16)相对于上部(B；14)可滑动，由此，柱子的长度在其缩回的位置时小于其在下降的位置时。

Description

带有可缩回轮子的车辆
技术领域
本发明涉及轮子能缩回的车辆，尤其是但不排外地涉及两栖型的车辆。具体来说，本发明涉及轮子的缩回和下降机构，以及这种车辆的悬架组件。
背景技术
某些已知的两栖型车辆具有在一下降位置和一提升位置之间移动的诸轮子，在下降位置时，轮子接触地面，车辆借助于轮子在地面上行驶，而在提升位置时，车辆在水上操作的过程中不使用轮子，轮子被储藏起来。WO93/15923A公开一种带有可缩回轮子的车辆，其中，轮子至少支承在其下降位置上。缩回机构包括一支承元件，其通过一在支承元件上的连接器而连接到轮子上。设置一装置，其用来在包围连接器的一最高位置、连接器的一最低位置和超过最低位置的向上返回的路径内移动。移动支承元件的装置包括一转动件，该机构包括设置在元件路径内的一支座，以限制元件向上返回。
如WO93/15923A中所图示和描述的，轮子缩回组件呈两对链轮的形式，围绕链轮安装有一对链条。链轮对一起锁定在对应的公共轴上，轴又支承在一框架上以使其能转动，框架具有一对侧壁，各链条的一列在侧壁之间延伸。各链条的另一列在框架侧壁的外面延伸，且这些链条列一起承载一杆，连接元件连接到该杆上，而连接元件又连接到轮子上。杆在链条列之间延伸，并在各侧上从其向外。连接器包括一对弹簧和阻尼器，该对弹簧和阻尼器中的各部件的一端连接到杆的对应的臂上，其另一端连接到另一杆上，该杆又连接到一轴颈承载件上，该轴颈承载件承载一连接在轮子上的轴颈，并上下移动一柱子，其用作一导向件，以确定轮子的路径和运动。
在WO93/15923A中描述的结构对轮子机构有效地提供一安全的阻挡，以便支承诸轮子，特别在承载车辆重量的下降位置上。然而，当轮子不使用时，尽管该轮子缩回机构允许轮子缩回到脱离水面的位置，但柱子的下端仍可延伸到水中，形成一拖曳，因此，在流体动力学上是不有效的。
发明内容
根据本发明，提供一种车辆，车辆的轮子通过一轮子缩回和下降机构可在一下降的位置和一提升的位置之间移动，该机构包括一导向件，其在缩回的过程中，确定轮子的路径，所述导向件呈一柱子的形式，其中，其下降位置相对于一上部可滑动，由此，柱子的长度在其缩回的位置时小于其在下降的位置时。本发明还提供一种车辆，车辆的轮子通过一轮子缩回机构可在一下降的位置和一提升的位置之间移动，该轮子缩回机构包括一通过一悬架装置连接到轮子上的传动装置，该传动装置呈一连续的灵活元件的形式，其位于传动装置承载件的诸壁之间，而悬架装置通过一连接器从一位置延伸到轮子，该位置或者介于所述诸壁之间，或者面对诸壁的一侧或两侧。灵活传动装置可以是皮带传动，各种形式的皮带传动均是合适的，然而，在一优选的实施例中，可采用支承在转动的链轮上并由链轮驱动的链条。
悬架装置可以是振动吸收器和/或—弹簧。在一优选的实施例中，振动吸收器和弹簧可以同轴的方式组合在一起。
提升和下降机构还可包括能将机构锁定在提升和下降位置上的装置，这样，例如，在路面行驶的下降结构时，机构不会有意外地变成被失去的危险，或者，由于不利的路面或水面条件而处于水面承载模式时，不会有突然地下降的危险。
轮子的提升和下降机构可以用于连接到机构上的带有操纵装置的轮子，或用于无操纵的轮子。
附图的简要说明
现将参照诸附图，借助于实例来描述本发明，在诸附图中：
图1示出根据本发明的一两栖型车辆的轮子机构的第一实施例的立体图；
图2示出根据本发明的一轮子的提升和下降机构的第二实施例的立体图，但为了清楚起见，已略去某些部件；
图3示出轮子处于下降位置时的图2的机构的前视截面图；
图4示出示出类似于图3的视图，但轮子处于提升的位置；以及
图5示出图2至4的实施例的俯视的局部剖视图。
具体实施方式
现参照图1，其中所示的轮子缩回机构可结合在诸如WO93/15923A的图1中部分所示的两栖型车辆中使用，在本附图中所示的轮子缩回机构代替WO93/15923A中的缩回机构。
在该情形中，轮子支承机构包括一柱子，它包括一下部C，其安装成可在上部B上滑动地移动。柱子的上部B可枢转地锚固在其上端A，且操纵臂S连接到操纵机构和一驾驶员的驾驶盘上(两者均未示出)。柱子的下部C由于地面上的运动而上下地移动上部B。此外，当轮子和悬架完全地缩回时，下部C用来部分地或全部地滑动到上部B的顶端。
一弹簧Q在中空柱子部分B和C内从顶枢轴A延伸到连接在底悬架臂F(称之为下面)上的下枢轴T。弹簧Q提供足够的力来平衡悬架的叉形悬架臂F和柱子C的重量，当缩回机构在操作时，柱子C随着其与悬架运动而提升和下降，其可枢转地连接在T，并保持与滑动框架R(称之为下面)的接触。
一轴颈E配装在柱子的下部C，以便上下滑动和随柱子转动。在该情形中，柱子的截面和轴颈的截面均为正方形。然而，形状并不是重要的因素，只要截面能合作，以防止柱子和轴颈之间的相对转动。
路面轮子(未示出)配装在轮毂D上，轮毂直接安装在轴颈E上。
一轴颈承载件或滑动框架R从路面轮子和轴颈E通过悬架单元H传输载荷到车架或车体(未示出)。滑动框架R还允许轴颈E沿柱子的部分C上下运动。滑动框架R连接到弹簧和阻尼器结构H的下端，该结构H位于相对于路面轮子毂D的柱子部分C的相对侧上。应该指出的是，本轮子缩回机构与WO93/15923A中所示机构的双结构相比，仅具有单一的弹簧和阻尼器布置。
弹簧和阻尼器结构H提供一悬架装置或振动吸收器，并以普通的方式在活塞和阻尼器周围配装一压缩弹簧。结构的上端铰接在一支承结构上，其包括一安装在和固定在带有双链K(图中仅示出一个链)的运动件上。双链K是围绕三对呈链轮形式的转动件安装的结实的连续链。形成各对链轮的链轮在各自的公共轴上锁定在一起，以保持链条的平行运动，由此，防止附连有机构H的杆的倾斜。轴支承在一框架上，或链条承载件N上，以便能转动，链条承载件N通过螺栓P固定在车辆的车架/车壳上。链条承载件N包括相对的侧壁，它们借助于螺栓P延伸通过的后壁而连接在一起。轴J是从链条承载件N的诸侧壁之一向外延伸的传动轴，并由诸如一电机(未示出)的转动马达沿顺时针方向或逆时针方向驱动，致使连接有结构H的杆M沿由链K和链轮的运动所确定的路径上下移动。这又提升或下降悬架装置H。轮子在其上和下的位置上的锁定方式类似于WO93/15923A中所述的方式。然而，在该情形中，十字杆M现支承在上支座L上(和对应的下支座上)，除了是插入的之外，它们类似于WO93/15923A的图2中所示的支架。
柱子的下部C通过一底叉形架形的悬架臂F可枢转地安装在车架/车壳上，悬架臂铰接在车架/车壳G。悬架臂F连同下柱子件C与路面轮子一起上下移动。
如附图所示，轮子(未示出)用于路面使用时处于其下降的位置。当车辆在水中时，为了缩回轮子，操作者致使马达转动传动轴J，并沿顺时针方向移动链轮和链条。由此，十字杆M从附图中所示的位置最初向下地承载，然后，沿链条承载件N的长度向上。此后，又有一向下的运动，直到十字杆M插入地接合到支座L。
在此运动过程中，悬架结构H致使滑动框架R携带轴颈E、轮毂D和路面轮子(未示出)提升到其最大高度。同时，弹簧Q对叉形架臂F和在滑动框架R上的柱子件C保持一向上的力，且当柱子C到达其上限值时，滑动框架臂R通过向上滑动柱子下部C继续提升，由此，携带轴颈E、轮毂D和路面轮子(未示出)到达伸缩的柱子部分B和C的顶部处的恰在操纵臂S下方的一位置处。已经到达其运动弧形的限值的叉形架臂F可以不必跟从其滑动框架R到达其向上运动的极端。
上述轮子缩回机构比WO93/15923A中所述的缩回机构更紧凑。此外，对于路面上的髒物和水中遇到的髒物(漂浮物和投弃物)可容易地密封住。由于当悬架和轮子提升时，底悬架臂和柱子的下部缩回，所以在水中形成较小的拖曳。而且，留出更多的空间以便配装滑行的副翼，从而给出改进的车辆的特性。此外，为车辆提供更多的地面净空。
柱子下部C存在较小的磨损，柱子的部分B和C之间的滑动接头可避免髒物和磨损材料而容易地进行密封，以将悬架的运动引起的磨损减小到最小。在该实施例中，链条K包含在由链条承载件N的诸侧壁限定的空间内，并且仅需要一单一的弹簧和阻尼器的结构。传动轴J也包含在链条承载件N内，而且，不再侵入到车辆的车厢内部。
现参照图2至5，它们示出根据本发明的一悬架和轮子提升和下降结构的第二实施例，其中，相同的部件标以共同的标号。
示于图2至5的悬架和轮子提升和下降机构10在操作上，类似于图1所示的机构，但具有若干个添加的安全部件。
悬架系统10的大部分主要部件示于图2的立体图中，然而，为了清晰起见，有些主要部件从图2中略去(但合适的话，示于图3至5)。悬架机构包括一通常为正方形截面的主垂直支承柱12，其包括一能在下柱部件16内滑动的上部件14，以及一能够在下柱部件16上滑动的下毂组件18。整个的柱子12通过—轴承20位于车辆壳体15的上端(在轮子缩进的凹陷区域内用一系列的点划线15表示，但也可见WO93/15923A中的图1)，以使柱子能绕其轴线22转动，它的转动控制由操纵臂24来实现，操纵臂本身连接到操纵连杆和驾驶员驾驶盘上(两者均未示出)。柱子12的下端和毂组件18的位置位于下悬架叉形架连杆26旁边，连杆26可枢转地位于在车辆壳体上的点30、32处，并朝向固定在下柱部件16的下端上的轴承结构34上。下轴承结构34包括一对滚动元件轴承36，以允许柱子12绕其轴线22和轴承38转动，并当车辆处于在路面上行驶的模式时，以及提升和下降悬架组件10时，允许柱子组件12响应于悬架的运动而作垂直运动。由双同轴震动吸收器/盘簧单元40(图2中仅示出其中一个，为了清晰起见盘簧也被略去)提供悬架的弹簧加载和震动的吸收，震动吸收器和盘簧通过在支架44上的一轴承42而位于下端，支架44与毂部件18相连，并在需要时能相对于柱子部件16滑动。盘簧/阻尼器单元40的上端位于可移动的十字轴46，当悬架在提升位置(A)或下降位置(B)时，十字轴46可刚性地定位在两个极端位置(A或B)中的任何一个，在下面介绍关于机构的提升和下降操作中将更为详细地对其作描述。当车辆处于地面行驶的模式时，支架44承受悬置载荷。毂组件18在其上端和下端处通过轴承50、52可转动地位于支架44内。毂组件18支承在转向轴54上的轮子，毂56可转动地安装在该转向轴54上，而地面轮58通过螺栓固定在毂56上。一制动单元60(其可以是鼓式或盘式的制动系统)也以已知的方式包含在本发明中，其在下文中将不作描述。
弹簧64位于在柱子12内，当柱子部件14和16彼此之间完全延伸时，弹簧64被压缩到最大值，但不发生弯曲。通过将弹簧设置在两个突缘之间来实现弹簧64的压缩，其中一个突缘66固定在杆68的一端上，杆68在其相对的一端定位在下柱部件16的下端。第二突缘70固定在上柱部件14的下端，且当柱部件14和16移离时，弹簧64被压缩。当悬架提升以用于车辆的水上操作时，由弹簧64施加的力足以使两个柱子部件14和16互相滑动。柱子12和轴承结构34受到波纹管式保护罩74和76的保护，以防止脏物和碎片，根据悬架部件的位置，波纹管式保护罩伸长和皱缩。
盘簧/震动吸收器单元通过可移动横轴46而定位。在下极端位置“B”，轴和悬架单元40定位在链条和链轮承载件框架82的凹口内，框架82不可移动地固定在车辆壳体上。凹口80具有在链条承载件框架82的侧板102内的对应的凹口，并存在于链条承载件框架的两侧，因此，有支承凹口80位于各盘簧/震动吸收器单元40的两侧，以在下降的位置时，最大程度地减小弯曲应力。在链条承载件框架82的上端，仅有凹口104设置在侧板102上，因为当车辆在水上时，只有在提升位置的悬架的重量需要支承。轴46借助于特殊的链条连接件86固定到环形的双承载件链条84上，所述链条连接件86具有与链条84的连接件相同的节距。链条围绕双上链轮88、下链轮90、驱动链轮92和调整张紧器链轮94(见图3和4)而通过。张紧器链轮94通过张紧结构96在侧向可进行调整，它的存在仅是为了吸收任何的松弛，这种松弛因为磨损的结果可在链条84和链轮中形成。驱动链轮92安装在由电机(未示出)驱动的一轴98上。
当在完全下降的位置时，一具有一锁定齿112和绕一支点114枢转的棘爪110被弹簧加载销116弹性地偏压，以接合固定在支架44上的一锁定和偏导器板119，并保持支架44、毂组件18以及相连的部件与下柱子16和叉形架连杆26的下端接合。因此，在路面行驶的模式中，支架和相连的部件不能向上移动下柱部件16并被约束，以响应于路面的颠簸而移动，下悬架壁26同样如此。
当悬架系统10处于完全提升(“A”)或完全下降(“B”)的位置时，依据位置，横向轴46锁定在两个棘爪120或122之一的位置上。棘爪120、122分别绕支点124、126枢转，并具有与轴46适当接合的下凹128、130。当悬架处于要求的位置时，气动或液压缸134和活塞136膨胀，通过棘爪120、122绕其枢轴124、126转动，使下凹128或130进入与轴46的接合，这样，例如，由于不利的路面或水面条件，借助于惯性力，防止轴从下凹80或104中脱开。
下面将描述在悬架系统10的提升和下降过程中发生的动作。
先开始于图3所示的结构，其中，悬架处于完全下降的位置：缸/活塞单元134、136收缩，以从与轴46的接合中移去棘爪122。轴98沿顺时针方向(见图3)的转动致使轴46和悬架单元40的上端首先下降，但然后沿链条承载件框架82的侧板102的垂直面100上升。随着悬架的提升，上柱子14和下柱子16在弹簧64的帮助下开始互相收缩，但在此阶段，由于弹性偏置的棘爪110，支架44和毂18仍保持与下柱部件16和叉形架连杆26的下端接合。当提升操作进行时，轴46沿链条承载件框架82的面100上升，一在棘爪110上的拨盘140与固定的但可调整的支座142接触，支座142用来使棘爪110绕支点114转动，以及使棘爪的齿112移出与支架和偏导板119的接合，因此，允许支架44和毂18沿下柱部件16向上滑动。在棘爪110与支架44脱开不久，下悬架臂26静止地靠在第二固定的但可调整的悬架凸台阻挡150上，其阻止叉形架臂26和下柱部件16的进一步运动，叉形架臂现位于车壳底内的下凹151内，其由一系列点划线表示。然而，轴46和盘簧震动吸收器单元40在转动轴98和链条84的动作下连续提升，悬架单元40拉曳支架44和毂18(和路面轮子本身)，使下柱部件16向上，直到轴46继续到链轮88位于当悬架系统处于其最大稳定提升位置时的下凹104内。在这一点上，缸/活塞单元134、136膨胀使棘爪120在位置“A”进入到与轴46的锁定接合。
悬架系统的下降是上述相反的过程，其通过轴98沿逆时针方向(如图3和4所示)的转动，然而，当支架44和毂18和臂26下降时，由此，当棘爪110在弹簧加载销116的作用下，通过导向板119的顶面118的边缘，并咔嗒卡入到与支架44的锁定接合中时，使棘爪110移到左边(如图3和4中所见)，通过沿齿112的上表面162的滑动，导向板的下部倾斜面160移动棘爪110到右边。
如同第一实施例，该第二实施例也比WO93/15923A中所示的更为紧凑，其允许悬架和轮胎58完全提升出水面，并使滑板或副翼配装在容纳悬架的孔的上方，与现有技术的两栖车辆不同，其能在水面上实现有效的高速操作。
此外，第二实施例具有棘爪120、122，其能将悬架锁定在下降或提升的位置上，由此增加其安全性。缸/活塞单元134、136可通过合适的开关/阀装置自动地致动，这样，从起初的提升或下降直到最终在相对结构中的锁定，全部在一自动的顺序中完成。
棘爪110的存在，确保在下部位置时，支架44和毂保持与下柱部件16和叉形架连杆26下端的接触，还通过最大程度地减小支架和毂上的磨损来确保安全和可靠的操作，这种磨损是由于在路面行驶的操作过程中，毂组件相对于柱部件16的不希望的运动而引起的。
根据本发明的悬架系统的结构，使其适用于如第一实施例的重量轻的两栖型车辆，或如第二实施例的诸如乘载30个或以上人的重载汽车。涉及通过棘爪120、122而锁定在提升或下降位置上的悬架结构的安全部件，也可配装在第一实施例中，例如，带有棘爪110的结构可将支架44和毂18相对于下柱部件C锁定在极端的下降位置上。
在上述的实例中已经提及了某些特定的部件，例如，用于驱动轴98的电机，用于锁定致动机构的液压或气动缸134、136。然而，对上述的和其它的功能，可采用任何合适的等价的装置。

Claims (22)

1.一种车辆，车辆的轮子通过一轮子缩回和下降机构可在一下降的位置和一提升的位置之间移动，该机构包括—导向件，其在缩回的过程中，确定轮子的路径，所述导向件呈一柱子的形式，其特征在于，柱子的一下部(C；16)相对于一上部(B；14)可滑动，由此，柱子的长度在轮子处于缩回的位置(A)时比轮子处在下降的位置(B)时小。
2.如权利要求1所述的车辆，其特征在于，  所述下部或所述上部柱子部分中的一个可在所述部分中的另一个内滑动。
3.如权利要求1或2所述的车辆，其特征在于，轮承载件(D、E、R；44、18、56)可在下柱子部分(C；16)上滑动。
4.如上述权利要求中任何一项所述的车辆，其特征在于，所述柱子的上端(A；20)位于车辆的外壳或车架上。
5.如上述权利要求中任何一项所述的车辆，其特征在于，所述柱子(B、C；14、16)可绕其轴线(22)转动。
6.如权利要求5所述的车辆，其特征在于，所述柱子具有一连接到操纵连接件上的操纵臂(S；24)。
7.如上述权利要求中任何一项所述的车辆，其特征在于，所述柱子的下端可枢转地连接到一悬架臂的一端，悬架臂在其相对端处可枢转地连接到所述车辆的车架或外壳上。
8.如上述权利要求中任何一项所述的车辆，其特征在于，一悬架单元可操作地连接在所述柱子和用来提升和下降所述轮子的装置之间。
9.如权利要求8所述的车辆，其特征在于，所述悬架单元包括一震动吸收器和/或弹簧(H；40)。
10.如上述权利要求中任何一项所述的车辆，其特征在于，所述轮子提升和下降装置包括一柔性传动装置(H；84)。
11.如权利要求10所述的车辆，其特征在于，柔性传动装置包括链条(K；84)
12.如权利要求11所述的车辆，其特征在于，所述链条是支承在可转动地支承着的链轮(88、90、92)上的循环链条。
13.如权利要求12所述的车辆，其特征在于，所述链轮之一是从动链轮(92)。
14.如权利要求8至13中任何一项所述的车辆，其特征在于，所述悬架单元的一上端连接到所述柔性传动装置上，通过所述柔性传动装置的提升，致使所述轮子提升和所述柱子收缩。
15.如权利要求14所述的车辆，其特征在于，所述轮子承载件也能相对于所述下柱子部分滑动。
16.如上述权利要求中任何一项所述的车辆，其特征在于，所述机构包括将机构锁定在提升或下降位置上的装置(120、122、128、130、134、136)。
17.如上述权利要求中任何一项所述的车辆，其特征在于，还包括当所述机构处于下降位置时，相对于所述下柱子部分(16)沿垂直方向锁定轮子承载件(44、18、56)的装置(110、112、114、118)。
18.如上述权利要求中任何一项所述的车辆，其特征在于，柱子(B、C；12、14、16)是非圆截面
19.如权利要求18所述的车辆，其特征在于，柱子是矩形或正方形截面。
20.如上述权利要求中任何一项所述的车辆，其特征在于，提供保持装置(110、118、119)，当轮子处于完全下降位置时，其将轮子承载组件(18、44、56)保持在所述下柱子部件(16)的最下端。
21.如权利要求20所述的车辆，其特征在于，保持装置包括棘爪(110)和板(119)。
22.如权利要求20或21所述的车辆，其特征在于，所述保持装置在路面轮子提升到缩回位置时自动地脱开，以使所述轮子承载组件相对于所述下柱子部件(16)向上滑动。
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