CN203237311U - 液压仿生腿履带式底盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液压仿生腿履带式底盘，包括底盘支架，底盘支架前、后端对应安装铰接有前、后液压仿生腿总成，底盘支架上还铰接有两根托杆来固定两个液压动力单元。车辆遇陡坡时，后髋关节液压缸动作，调整后髋关节姿态，再伸出后膝关节至后凹形仿生足掌接触坡面，后腿左、右液压缸的反力克服车辆阻力爬坡；遇凸起障碍时，前髋关节液压缸动作，调整前髋关节姿态，再伸出前膝关节至前凹形仿生足掌接触地面，前腿左、右液压缸的反力将农机前端顶起，使履带前端高过障碍物，履带驱动力和后液压仿生腿总成的联合作用使车辆越障。可适用于各种履带式车辆，如各类农用履带式收割机、拖拉机、工程用履带式挖掘机、推土机、履带式军车等。

Description

液压仿生腿履带式底盘

技术领域

本实用新型涉及一种爬坡越障底盘，进一步是指一种液压仿生腿履带式底盘。 

背景技术

履带式底盘主要应用在各种无道路的田间农业作业或者野外工程作业的车辆上，以履带作为可移动路面，使发动机输出的动力传递给驱动轮，使驱动轮通过履带并牵引车辆在支重轮的支撑下沿着履带行驶；一般是车辆的左右各配置一条履带总成。例如：农用履带式联合收割机、拖拉机、挖土机及工程用挖掘机以及军事上常用的坦克车辆等，均属于双履带式驱动的车辆。 

如图1所示，现有技术中的履带式行驶系通常有车架、行驶装置、悬架三大部分组成，其中行驶装置基本构造包括：台车架、履带、驱动轮、张紧轮、托带轮、支重轮、缓冲装置组成，一般将支重轮、托带轮、张紧轮及缓冲装置都装在台车架上，构成一个整体，称之为台车。履带式车辆左右各有一个台车。 

上述现有技术至少存在以下缺点： 

如图2和图3所示，在山区丘陵地带，农业履带机械进行田间作业时，其只能通过局部地形平缓的地段，若遇到坡度稍大的长坡或者急剧凸起障碍，履带车辆的功率再大也难以通过。

扒爪履带式底盘及车辆（专利申请号：200820123937.8）。该装置是在履带总成的前端铰接有扒爪越障器总成，在越野行驶中，当遇到急剧凸起障碍时，可以通过越障器总成向前伸展，与履带总成的共同作用通过障碍。这种装置可以在一定程度上提高履带车辆的越障能力，但其有如下不足之处： 

1．扒爪越障器使用范围很有限：由于履带式拖拉机、履带式挖掘机、履带式军车等履带式车辆底盘前端均没有其他部件，便于安装扒爪越障器总成，且扒爪可以按要求伸展自如，但若装配在农用收获机械上就并不适用，农用收获机械如：水稻联合收割机、玉米收割机、甘蔗收获机械等机身前端装有割台，收割器等组件，导致底盘前端和收割器之间的空间变得极其狭小，即使通过液压升降抬高割台，此空间依旧很小，几乎没有安装扒爪越障器总成的可能，即使可以安装，扒爪越障器也根本不可能伸展自如，故无法实现越障；

2．在山区丘陵地带，农田面积小且分散，经常要爬陡坡过大坎，越障器的功能是越障，如若遇到坡度较大的长坡，履带自身牵引力不足以克服爬坡的阻力，扒爪接触不到地且无法助力，此时扒爪越障器无法施展其作用，履带车辆无法进行田间转换作业；

3．履带车辆下坡时，若坡度较大，重心不稳，易导致翻车的事故，扒爪越障器并不能防止 机器过快下坡而保证人机安全。

发明内容

 本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，设计一种在山区丘陵地区履带车辆快速实现爬坡越障从而连续高效的进行田间作业的液压仿生腿履带式底盘。 

为实现上述目的，本实用新型采取技术方案为： 

该液压仿生腿履带式底盘，由底盘支架、前液压仿生腿总成、后液压仿生腿总成，两个液压动力单元（19、20）组成；前液压仿生腿总成铰接在底盘支架的前端，前液压仿生腿总成包括前髋关节液压缸（5），前髋关节（6），前膝关节（7），前腿左液压缸（8），前腿右液压缸（9），前髋关节（6）内部空心，前腿左液压缸（8）与前腿右液压缸（9）呈平行对称状安装，前腿左液压缸（8）和前腿右液压缸（9）的两端分别铰接在前髋关节（6）和前膝关节（7）的吊耳上，前髋关节（6）和前膝关节（7）的横截面为正方形回形，矩形回形或圆回形，所述前膝关节（7）的末端焊接一块矩形状的边缘为锯齿状的前凹形仿生足掌，前髋关节（6）上焊接有销孔座，通过销套与前髋关节液压缸（5）的小端销孔铰接，前髋关节液压缸（5）的动作能控制前髋关节（6）绕前支承杆（4）的销孔座中心转动；后液压仿生腿总成铰接在底盘支架的后端，后液压仿生腿总成包括后髋关节液压缸（13），后髋关节（12），后膝关节（16），后腿左液压缸（15），后腿右液压缸（17），后髋关节（12）内部空心，后腿左液压缸（15）与后腿右液压缸（17）呈“八字形”对称状安装，后腿左液压缸（15）和后腿右液压缸（17）的两端分别铰接在后髋关节（12）和后膝关节（16）的吊耳上，后髋关节（12）和后膝关节（16）的主干部分横截面为正方形回形，矩形回形或圆回形，后膝关节（16）为T形状，其左、右两末端为U形状吊耳，后膝关节（16）左、右两末端的U形状的吊耳上分别用销套铰接两个边缘为锯齿状的后凹形仿生足掌（14、18)，后凹形仿生足掌（14、18）分别能绕后膝关节（16）左、右两末端U形状吊耳的销孔中心转动，后凹形仿生足掌（14、18）在自身触地时增大接触面积，后凹形仿生足掌（14、18）撑地时相对于地面等效为两个支撑点，即为两点，两点浮动支撑地面，后髋关节（12）上焊接有销孔座，通过销套与后髋关节液压缸（13）的小端销孔铰接，后髋关节液压缸（13）的动作能控制后髋关节（12）绕后拱形支架（11）的销孔座中心转动；前液压动力单元（19）和后液压动力单元（20）均由油箱、油泵、蓄能器、管件集成于一体，前液压动力单元（19）驱动前髋关节液压缸（5）、前腿左液压缸（8）、前腿右液压缸（9）动作，后液压动力单元（20）驱动后髋关节液压缸（13）、后腿左液压缸（15）、后腿右液压缸（17）动作。

以下对本实用新型作进一步说明： 

本实用新型的液压仿生腿履带式底盘，如图4所示，包括底盘支架、铰接在底盘支架前端的 前液压仿生腿总成和底盘支架后端的后液压仿生腿总成。

如图5所示，车辆底盘支架前端的前拱形支架（3）和前支承杆（4）上均焊接有销孔座，分别用销套铰接前髋关节液压缸（5）的大端销孔和前髋关节（6）顶端销孔，前腿左液压缸（8）和前腿右液压缸（9）的大头端与小头端分别铰接在前髋关节（6）和前膝关节（7）的吊耳上，在前腿左液压缸（8）和前腿右液压缸（9）的动力作用下，前膝关节（7）能在前髋关节（6）内伸缩自如，前膝关节（7）末端与前凹形仿生足掌焊接为一体，前凹形仿生足掌在自身触地时增大接触面积。 

如图6所示，车辆底盘支架尾部的后支承杆（10）和后拱形支架（11）上均焊接有销孔座，分别用销套铰接后髋关节液压缸（13）的大端销孔和后髋关节（12）顶端销孔。呈“八”字形对称安装的后腿左液压缸（15）和后腿右液压缸（17）的大头端与小头端分别铰接在后髋关节（12）和后膝关节（16）的吊耳上，在后腿左液压缸（15）和后腿右液压缸（17）的动力作用下，后膝关节（16）的主干部分能在后髋关节（12）内伸缩自如，后凹形仿生足掌（14、18）在自身触地时增大接触面积，后凹形仿生足掌（14、18）撑地时相对于地面等效为两个支撑点，即为两点，实现两点浮动支撑，利于后凹形仿生足掌（14、18）对地面的踩稳踩实。 

由上述本实用新型提供的技术的方案可以看出，本实用新型所述的液压仿生腿履带式底盘，由于底盘支架的前端和后端对应铰接有前液压仿生腿总成和后液压仿生腿总成，底盘支架上还安装有两个液压动力单元来控制前、后液压仿生腿总成中全部液压缸的动作。在山区丘陵地带行驶时，遇到长的陡坡，车辆仅依赖履带的牵引力无法爬坡，此时通过控制后液压仿生腿总成动作，给整机提供一个爬坡的动力，使车辆继续爬坡；遇到急剧的凸起障碍物时，驱动前液压仿生腿总成动作，将机身前端抬高，在履带与后液压仿生腿总成的共同作用下越过障碍，这样极大的提高了车辆在山区丘陵地区作业的工作效率和遇到复杂路况的应变能力。   

附图说明

图1为现有技术中履带式底盘的结构原理图； 

图2为现有技术中履带式底盘遇到陡坡时的示意图;

图3为现有技术中履带式底盘遇到凸起障碍时的示意图;

图4为本实用新型的液压仿生腿履带式底盘的结构原理图；

图5为本实用新型前液压仿生腿总成与底盘铰接安装示意图；

图6为本实用新型后液压仿生腿总成与底盘铰接安装示意图；

图7为本实用新型的液压仿生腿履带式底盘工作状态下的爬坡示意图； 

图8为本实用新型的液压仿生腿履带式底盘工作状态下的越障示意图；

在上述附图中：

1—斜坡面                   2—凸起障碍                    3—前拱形支架

4—前支承杆                5—前髋关节液压缸           6—前髋关节

7—前膝关节                8—前腿左液压缸              9—前腿右液压缸

10—后支承杆              11—后拱形支架                12—后髋关节

13—后髋关节液压缸     14、18—后凹形仿生足掌     15—后腿左液压缸

16—后膝关节           17—后腿右液压缸         19—前液压动力单元   20—后液压动力单元

具体实施方式

本实用新型的液压仿生腿履带式底盘爬坡的原理是： 

如图7所示，液压仿生腿履带式车辆遇到坡度较大的坡道时，靠履带提供的有效牵引力不足以克服整机的阻力而无法爬坡或者在斜坡上起动，即通过操纵杆或者按钮，启动安装在底盘支架后端的后液压仿生腿总成，首先后髋关节液压缸（13）动作，调整后髋关节（12）的姿态使后凹形仿生足掌（14、18）接触斜坡面，然后位于后膝关节（16）左、右的后腿左液压缸（15）和后腿右液压缸（17）开始动作，使原来收缩在后髋关节（12）套筒里面的后膝关节（16）在后腿左液压缸（15）和后腿右液压缸（17）的共同推力作用下伸出，由于坡道面土壤受压下陷，故后凹形仿生足掌（14、18）亦会在一定程度上下陷，但后腿左液压缸（15）和后腿右液压缸（17）继续伸长，此时由于地面达到一定硬度不再下陷，在后腿左液压缸（15）和后腿右液压缸（17）的反作用力下，克服整机在坡道上受到的阻力，使农机继续爬坡，从而增强了农机的爬坡性能。

本实用新型的液压仿生腿履带式底盘越障的原理是： 

如图8所示，液压仿生腿履带式车辆在坎坷的道路上行驶时，经常会遇到前方凸起的障碍，由于履带的越障性能有限，导致车辆无法顺利通过，即通过操纵杆或者按钮，启动安装在底盘支架前端的前液压仿生腿总成，首先前髋关节（6）在前髋关节液压缸（5）的作用下由原本倾斜的姿态调整为与地面垂直的姿态，然后前髋关节（6）左、右的前腿左液压缸（8）与前腿右液压缸（9）开始动作，使原来收缩在前髋关节（6）套筒里面的前膝关节（7）在前腿左液压缸（8）与前腿右液压缸（9）的共同推力作用下伸出，直至前凹形仿生足掌接触地面，由于地面在一定程度上下陷，故前凹形仿生足掌亦会在一定程度上下陷，但前腿左液压缸（8）与前腿右液压缸（9）继续伸长，此时由于地面达到一定硬度不再下陷，在前腿左液压缸（8）与前腿右液压缸（9）的反作用力下，将农机的前端向上顶起，使其履带前端脱离地面超过凸起障碍物的高度，由于履带后端仍然与地面接触，在履带驱动力和铰接在底盘支 架后端的后液压仿生腿总成的联合作用下使机身向前移进，使履带前端轻易地越过凸起障碍物，继续前行，从而增强了农机的越障过坎的能力。

此外，车辆在陡坡上向下行驶时，可控制前液压仿生腿总成动作，起到辅助支撑作用，给农机提供一个沿斜面向上的阻力，使农机下坡不至于过快，提高其下坡稳定性与安全性。 

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，本实用的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。 

Claims (1)

1.一种液压仿生腿履带式底盘，其特征是：由底盘支架、前液压仿生腿总成、后液压仿生腿总成，两个液压动力单元（19、20）组成；前液压仿生腿总成铰接在底盘支架的前端，前液压仿生腿总成包括前髋关节液压缸（5），前髋关节（6），前膝关节（7），前腿左液压缸（8），前腿右液压缸（9），前髋关节（6）内部空心，前腿左液压缸（8）与前腿右液压缸（9）呈平行对称状安装，前腿左液压缸（8）和前腿右液压缸（9）的两端分别铰接在前髋关节（6）和前膝关节（7）的吊耳上，前髋关节（6）和前膝关节（7）的横截面为正方形回形，矩形回形或圆回形，所述前膝关节（7）的末端焊接一块矩形状的边缘为锯齿状的前凹形仿生足掌，前髋关节（6）上焊接有销孔座，通过销套与前髋关节液压缸（5）的小端销孔铰接，前髋关节液压缸（5）的动作能控制前髋关节（6）绕前支承杆（4）的销孔座中心转动；后液压仿生腿总成铰接在底盘支架的后端，后液压仿生腿总成包括后髋关节液压缸（13），后髋关节（12），后膝关节（16），后腿左液压缸（15），后腿右液压缸（17），后髋关节（12）内部空心，后腿左液压缸（15）与后腿右液压缸（17）呈“八字形”对称状安装，后腿左液压缸（15）和后腿右液压缸（17）的两端分别铰接在后髋关节（12）和后膝关节（16）的吊耳上，后髋关节（12）和后膝关节（16）的主干部分横截面为正方形回形，矩形回形或圆回形，后膝关节（16）为T形状，其左、右两末端为U形状吊耳，后膝关节（16）左、右两末端的U形状的吊耳上分别用销套铰接两个边缘为锯齿状的后凹形仿生足掌（14、18)，后凹形仿生足掌（14、18）分别能绕后膝关节（16）左、右两末端U形状吊耳的销孔中心转动，后凹形仿生足掌（14、18）在自身触地时增大接触面积，后凹形仿生足掌（14、18）撑地时相对于地面等效为两个支撑点，即为两点，两点浮动支撑地面，后髋关节（12）上焊接有销孔座，通过销套与后髋关节液压缸（13）的小端销孔铰接，后髋关节液压缸（13）的动作能控制后髋关节（12）绕后拱形支架（11）的销孔座中心转动；前液压动力单元（19）和后液压动力单元（20）均由油箱、油泵、蓄能器、管件集成于一体，前液压动力单元（19）驱动前髋关节液压缸（5）、前腿左液压缸（8）、前腿右液压缸（9）动作，后液压动力单元（20）驱动后髋关节液压缸（13）、后腿左液压缸（15）、后腿右液压缸（17）动作。 

Images