KR20170117161A - 하중에 대해 독립적인 하중 분포를 가지는 궤도-모듈 장치 - Google Patents
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Abstract
모듈 프레임, 상기 프레임에 대해 회전 가능한 구동 휠, 지면에 결합하는 리딩 및 트레일링의 휠들, 그들 사이의 하나 이상의 지면-결합 보기 휠, 및 휠들 둘레로 연장되고 상기 구동 휠과의 결합에 의해 구동되는 무한 궤도를 포함하는 차량 궤도-모듈 장치로서, (a) 상기 프레임에 대해 회전 가능하고 리딩-휠 어셈블리가 회전 가능하게 결합되는 말단부를 향해 전방으로 연장되고 후방 서스펜션 단부를 향해 후방으로 연장되는 리딩 서스펜션 암; (b) 상기 프레임에 대해 회전 가능하게 결합되고 트레일링-휠 어셈블리가 회전 가능하게 결합되는 말단부를 향해 후방으로 연장되고 전방 서스펜션 단부를 향해 전방으로 연장되는 트레일링 서스펜션 암; (c) 보기 마운트 및 그것에 대해 회전 가능한 하나 이상의 보기 휠을 구비하는 보기 어셈블리; 및 (d) 후방 및 전방 회전 보기-마운트 연결부 각각을 향해 상기 후방 및 전방 서스펜션 단부 각각으로부터 연장되고 상기 후방 및 전방 서스펜션 단부 각각에 회전 가능하게 결합되는 리딩 및 트레일링 서스펜션 부재들을 포함하는 차량 궤도-모듈 장치를 제공한다.
Description
본 발명은 차량 휠 대신에 사용되는 종류의 차량 궤도-모듈 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지면을 따라서 차량을 구동하기 위한 휠 주변을 따라 연장된 무한 궤도에 의해 연결된, 리딩 및 트레일링 휠들 및 리딩 및 트레일링 휠들 사이의 하나 이상의 하중-지지 보기 휠(bogie wheel)을 구비하는 궤도 모듈에 관한 것이다.
트랙터, 콤비네이션 등과 같은 농업용 차량은 다양한 일을 위해 농업 분야에서 일반적으로 사용되며 건설 차량 및 기타 대형 작업 차량은 여러 가지의 지면에서 다양한 일에 사용된다. 전형적으로, 이런 차량들은 차량이 지면에 지지되도록 타이어를 가지는 대형 휠을 구비한다. 하지만, 향상된 견인력을 위해, 차량 궤도-모듈 시스템(또는 "궤도 모듈" 또는 "궤도 모듈 장치")이 타이어를 구비한 휠을 대신하여 사용되고, 이런 궤도-모듈 시스템은 차량의 무게를 지지하는 보다 큰 지표면 결합 면적을 제공하고 진흙 또는 다른 부드러운 지표면에서 차량의 전복을 방지하도록 한다.
차량 궤도-모듈 장치의 사용과 관련된 어려움 중에서 다양한 휠들 중에서 궤도 모듈에 의해 지지되는 하중을 분포하는 것이 요구된다. 이런 하중들은 정적 및 동적 하중이고 차량의 동작 동안에 변할 수 있다. 하중은 차량이 평평하지 않은 지면과 만나고, 차량이 회전하고, 경사면이 가로지르도록 변화할 때, 변하게 된다. 모든 휠들이 무한 벨트를 통하여 지면과 접촉하도록 유지하여 항상 하중의 일부를 분담하도록 하는 것이 이상적이다.
상대적으로 고르게 하중을 분포하도록 의도된 하나의 궤도-모듈 유닛은 독일의 파더혼의 클라스 인더스트리어테크닉 유한회사(CLAAS Industrietechnik GmbH of Paderhorn)가 권리자인 미국 특허 7,628,235호(세츨러(Satzler) 외)에서 개시된다. 하나 이상의 피벗 가능한 서브 프레임 및 하나 이상의 추가의 피벗 가능한 서브 프레임을 가지는 차량 궤도 롤러 유닛이 개시되는데, 서브 프레임 각각은 하나 이상의 랜드 휠을 회전 가능하게 수용한다. 하나 이상의 서브프레임은 차량에 피벗 가능하게 장착되고, 하나 이상의 추가의 서브프레임은 하나 이상의 피벗 가능한 서브 프레임에 피벗 가능하게 장착된다.
다른 차량 궤도-모듈 유닛은 독일의 하르제빈켈의 클라스 젤브스트화런더 엔터마쉬넌 유한회사(CLAAS Selbstfahrende Erntemaschinen GmbH of Harsewinkel)가 출원인인 미국 공개 특허 2013/0154345호(슐츠(Schultz) 외)에서 개시된다. 차량의 이동 방향으로 하나가 다른 하나의 뒤에 배치되고 주변에는 벨트가 감겨있는 복수의 지지 롤러를 구비한 차량 궤도 유닛이 개시된다. 롤러는 모든 지지 롤러들에 하중이 가해지는 제1구성 및 지지 롤러들의 하나 이상의 외부 롤러에 하중이 경감되는 제2구성 사이의 하나 이상의 액추에이터에 의해 조절된다. 에너지 원은 구성을 조정하는 데 요구되는 구동 에너지를 전달한다. 에너지 어큐뮬레이터는 구동 에너지 원에 의해 충전되고 액추에이터에 구성을 조정하기 위해 요구되는 구동 에너지를 제공하기 위해 액추에이터에 연결된다.
클라스는 또한 몇몇의 이런 과제들을 처리하도록 의도된 구성들을 포함하는 렉시온 테라 트랙(Lexion Terra Trac) 제품군을 보유한다. 하지만, 이런 종래의 시스템들은 본 발명의 모든 구성들을 포함하지 않기에, 위에서 설명한 요구를 충족시키지 못한다.
본 발명의 목적은 보다 균일한 하중 분포로부터 차축 당 더 낮은 하중을 제공함으로써 지면에 더 낮은 접촉력을 유지하면서 높은 하중-지지 능력을 갖는 개선된 차량 궤도-모듈 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 차량 궤도-모듈 장치의 다른 목적은 궤도-모듈 장치의 스프링 하중량(unsprung mass)을 최소화하는 것이다.
본 발명의 차량 궤도-모듈 장치의 다른 목적은 축들 사이의 하중 변화를 공유하는 궤도-모듈 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 차량 궤도-모듈 장치의 추가적인 목적은 각각의 축이 독립적인 방식으로 수직 이동하는 궤도-모듈 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 차량 궤도-모듈 장치의 또 다른 목적은 휠들 상의 하중 분포가 수직 하중에 독립적인 궤도-모듈 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 차량 궤도-모듈 장치의 또 다른 목적은 모든 보기 축들을 위한 독립적인 롤-모드 움직임을 갖는 궤도-모듈 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가적인 목적은 관절형 보기 어셈블리 및 보기 롤 움직임을 위한 독립적인 공간을 포함하는 개선된 궤도-모듈 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 가요성 궤도 상의 마모를 감소시키는 궤도-모듈 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 이런 그리고 다른 목적은 이하의 설명 및 도면들로부터 명백해질 것이다.
본 발명은 모듈 프레임, 상기 프레임에 대해 회전 가능한 구동 휠, 리딩 및 트레일링의 지면 결합 휠들과 그들 사이의 하나 이상의 지면-결합 보기 휠, 및 휠들 둘레로 연장되고 상기 구동 휠에 의해 구동되는 무한 궤도를 포함하는 차량 궤도-모듈 장치의 개선점이다.
본 발명의 상기 개선점은: (1) 리딩 암 축(leading arm axis)에서 상기 프레임에 대해 회전 가능하게 결합되고 리딩-휠 어셈블리가 회전 가능하게 결합되는 리딩-암 말단부를 향해 전방으로 연장되고 후방 서스펜션 단부를 향해 후방으로 연장되는 리딩 서스펜션 암; (2) 트레일링 암 축(trailing arm axis)에서 상기 프레임에 대해 회전 가능하게 결합되고 트레일링-휠 어셈블리가 회전 가능하게 결합되는 트레일링-암 말단부를 향해 후방으로 연장되고 전방 서스펜션 단부를 향해 전방으로 연장되는 트레일링 서스펜션 암; (3) 보기 마운트 및 그것에 대해 회전 가능한 하나 이상의 보기 휠을 구비하는 보기 어셈블리; 및 (4) 후방 및 전방 회전 보기-마운트 연결부 각각을 향해 상기 후방 및 전방 서스펜션 단부 각각으로부터 연장되고 상기 후방 및 전방 서스펜션 단부 각각에 회전 가능하게 결합되는 리딩 및 트레일링 서스펜션 부재들을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "축"은 이런 축에 대해 회전을 허용하는 다른 부품들 및 필요한 베어링 구조와 같은 필요 구성들을 포함하는 피벗 연결 부위에 적용된다. 이의 사용에 대한 보다 상세한 설명 및 관련 용어는 본 명세서에서 후에 제시하도록 한다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "서스펜션 부재"는 시스템에서 스프링력 및/또는 감쇠력을 제공하는 서스펜션 시스템에서의 구성요소들을 말한다.
본 명세서에서 휠과 관련하여 사용되는 용어 "지면-결합"은 정상적인 동작 조건 하에서 휠과 결합한 무한 궤도를 통해서 휠이 지면에 대해 견디는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "보기 휠"은 보기 휠의 트레일링 및/또는 리딩에서 제공되는 다른 지면-결합 지지를 가지는, 궤도 모듈의 중간 지면-결합 지역에서 차량을 위한 지지를 제공하는 하나 이상의 휠을 말한다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "그들 사이에"는 이동 방향을 따라서 보기 휠이 리딩 지면-결합 휠(들)의 뒤에 그리고 트레일링 지면-결합 휠(들)의 앞에 위치된 지면-결합 보기 휠의 위치를 언급할 때 사용된다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "아이들러"는 구동되는 휠이 아닌 무한 궤도와의 결합에 의해서만 회전하는 휠을 말한다.
본 명세서에서 서스펜션 조인트에 관하여 사용되는 "하중- 및 지면-반응" 이라는 용어는 이러한 조인트의 지면 위치가 프레임과 관련하여 가변적이며 궤도 아래 바닥의 윤곽에 따라 달라지되, 하지만 궤도 모듈 상에 전체 하중이 발생하는 것을 의미한다.
개선된 차량 궤도-모듈 장치의 몇몇의 바람직한 실시예들에서, 상기 리딩-암 및 트레일링 암 축들은 서스펜션-암 축에서 일치한다. 이러한 몇몇의 실시예들에서, 서스펜션-암 축은 구동 휠 축 보다 낮은 높이에 있고, 이런 몇몇의 실시예들에, 서스펜션-암 축은 구동 휠 축의 후방에 있다.
보다 바람직한 실시예들에서, (a)상기 보기 어셈블리는, (i) 상기 리딩-암 말단부 및 상기 서스펜션-암 축 사이의 제1보기-어셈블리 축을 통해서 상기 리딩 서스펜션 암으로 보기-어셈블리 암 말단부에서, 그리고 (ii) 제2보기-어셈블리 축을 통해서 상기 보기 마운트로 보기-어셈블리 암 말단부에서, 회전 가능하게 결합되는 보기-어셈블리 암; (i)리딩 서스펜션-부재 피벗에서 상기 후방 서스펜션 단부에, 그리고 (ii) 제1 보기-어셈블리 피벗에서 상기 후방 보기-마운트 연결부에 (b) 회전 가능하게 결합되는 상기 리딩 서스펜션 부재; 및 (i) 트레일링 서스펜션-부재 피벗에서 전방 서스펜션 단부에, 그리고 (ii) 제2 보기-어셈블리 피벗에서 상기 전방 보기-마운트 연결부에 (c) 회전 가능하게 결합되는 상기 트레일링 서스펜션 부재를 더 포함한다.
이런 몇몇의 보다 바람직한 실시예들에서, 상기 하나 이상의 보기 휠은 하나 이상의 리딩 보기 휠 및 하나 이상의 트레일링 보기 휠을 포함하고, 상기 보기 마운트는, (a) 리딩 보기 축에서 연결되는 하나 이상의 리딩 보기 휠을 구비하고, 상기 전방 보기-마운트 연결부를 포함하는 보기-마운트 전방부; 및 (b) 트레일링 보기 축에서 연결되는 하나 이상의 트레일링 보기 휠을 구비하고, 상기 후방 보기-마운트 연결부를 포함하는 보기-마운트 후방부를 포함한다. 몇몇의 이런 실시예들은 둘 이상의 리딩 보기 휠 및 둘 이상의 트레일링 보기 휠을 또한 포함할 수 있는데, 이런 실시예들에서, 상기 리딩 보기 축은 그것에 수직인 리딩 보기 롤 축 상에서 회전하고, 상기 트레일링 보기 축은 그것에 수직인 트레일링 보기 롤 축 상에서 회전한다.
몇몇의 바람직한 실시예들에서, 보기-마운트 전방 및 후방부는 제3 보기-어셈블리 축에 회전 가능하게 결합되고, 이런 몇몇의 실시예들에서, 보기 마운트는 중간 보기 축에서 연결되는 하나 이상의 중간 보기 휠을 구비하는 보기-마운트 중간부를 더 포함한다.
다른 보다 바람직한 실시예들에서, 본 발명의 차량 궤도-모듈 장치는 둘 이상의 리딩 보기 휠들, 둘 이상의 트레일링 보기 휠들, 및 둘 이상의 중간 보기 휠들을 포함하고 그리고 (a) 상기 리딩 보기 축은 그것에 수직인 리딩 보기 롤 축 상에서 회전하고, (b) 상기 중간 보기 축은 그것에 수직인 중간 보기 롤 축 상에서 회전하고, (c) 상기 트레일링 보기 축은 그것에 수직인 트레일링 보기 롤 축 상에서 회전한다. 이런 몇몇의 실시예들에서, 보기-마운트 전방 및 중간부는 제3 보기-어셈블리 축에 회전 가능하게 결합된다.
어떤 보다-바람직한 실시예들에서, 차량 궤도-모듈 장치는 제1 및 제2단부를 구비하는 탄성 부재를 더 포함하고, 상기 제1단부는 상기 리딩-암 말단부 및 상기 리딩 암 축 사이의 근위 탄성 피봇에서 상기 리딩 서스펜션 암에 회전 가능하게 결합된다. 이런 실시예에서, 상기 리딩-휠 어셈블리는, (a) 리딩-휠 축에 대해 회전 가능한 하나 이상의 리딩 휠; 및 (b) 리딩-휠 축에서의 휠 링크를 포함한다. 상기 리딩 서스펜션 암의 말단부는 상기 리딩-구동 축으로부터 이격된 말단 탄성 피벗에서 상기 휠 링크에 회전 가능하게 결합되고 탄성 부재의 제2단부는 리딩-휠 축으로부터 오프셋된 말단 탄성 피벗의 휠 링크에 회전 가능하게 결합된다. 또한, 탄성 축들은 주변에서 각을 이루도록 배치되어서 상기 휠 링크는 상기 휠 오프셋 축이 지렛대인 2 단계 레버이다. 몇몇의 이런 실시예들에서, 트레일링-휠 어셈블리는 트레일링-암 말단부의 트레일링-휠 축 및 트레일링-휠 축에 대해 회전 가능한 하나 이상의 트레일링 휠을 포함한다.
몇몇의 보다 바람직한 실시예들에서, 상기 후방 및 전방 서스펜션 단부들 각각에서의 상기 리딩 및 트레일링 서스펜션 부재들의 상기 회전 가능한 연결은, 2 자유도 이상을 가지는 회전을 허용하도록 구성되고, 그리고 상기 후방 및 전방 회전 가능한 보기-마운트 연결부는 2 자유도 이상을 가지는 회전을 허용하도록 구성된다.
어떤 보다 바람직한 실시예들에서, 탄성 부재의 제1 및 제2단부의 회전 가능한 연결은 2 자유도 이상의 회전을 허용하도록 구성된다.
어떤 보다 바람직한 실시예들에서, 상기 리딩 및 트레일링 서스펜션 부재들 각각은 스프링 력을 제공하는 가스-채움 구성요소들을 포함한다. 몇몇의 실시예들에서, 리딩 및 트레일링 서스펜션 부재들은 유체 피스톤 및 실린더 구성요소들을 더 포함한다. 또한 몇몇의 실시예들에서, 리딩 및 트레일링 서스펜션 요소들은 공통의 유체 회로이다. 그리고 몇몇의 실시예들은 공통의 유체 회로에 유압으로 연결되는 외부 어큐뮬레이터를 더 포함한다.
본 발명의 차량 궤도-모듈 장치의 어떤 실시예들에서, 상기 리딩 및 트레일링 휠들은 같은 직경을 가지고, 몇몇의 실시예들에서, 보기 휠들은 같은 직경을 가진다.
본 발명의 다른 측면에서, 리딩 휠(들)은 리딩 아이들러 휠(들)이고, 트레일링 휠(들)은 트레일링 아이들러 휠(들)이고, 구동 휠은 아이들러 휠들 사이에서 위에 위치되고, 리딩-휠 어셈블리는 리딩-아이들러 어셈블리이고, 트레일링-휠 어셈블리는 트레일링-아이들러 어셈블리이다.
본 발명의 궤도 모듈 장치의 몇몇의 실시예들은 구동 휠이 차량에 의해 전원이 인가되도록 구동 기구에 의해 구동되고, 몇몇의 이런 실시예들에서, 구동 기구는 차량의 구동 축에 연결되는 기어박스이다.
본 발명의 몇몇의 실시예들에서 차량 궤도-모듈 장치는 제1단은 트레일링-암 말단부 및 트레일링 암축 사이에서 근위 탄성 피벗의 트레일링 서스펜션 암에 회전 가능하게 결합되는 제1 및 제2단부를 구비하는 탄성 요소를 포함한다. 이런 실시예들에서, 트레일링-휠 어셈블리는, (a) 트레일링-휠 축에 대해 회전 가능한 하나 이상의 트레일링 휠; (b) 및 리딩-휠 축에서의 휠 링크를 포함한다. 상기 리딩 서스펜션 암의 말단부는 상기 리딩-구동 축으로부터 이격된 말단 탄성 피벗에서 상기 휠 링크에 회전 가능하게 결합되고; 탄성 요소의 제2단부는 트레일링-휠 축으로부터 오프셋된 말단 탄성 피벗에 휠 링크에 회전 가능하게 결합되고; 그리고 상기 말단 탄성 피벗 및 상기 휠 오프셋 축은 상기 리딩-휠 주변에서 각을 이루도록 배치되어서 상기 휠 링크는 상기 휠 오프셋 축이 지렛대인 2 단계 레버이다. 이런 몇몇의 실시예들에서, 리딩-휠 어셈블리는 리딩-암 말단부에서 리딩-휠 축 및 리딩-휠 축에 대해 회전 가능한 하나 이상의 리딩 휠을 포함한다.
도 1a는 본 발명의 차량 궤도-모듈 장치의 일 실시예의 사시도이다.
도 1b는 도 1a에서 도시된 반대편으로부터 보여진 도 1a의 일 실시예의 사시도이다.
도 2는 구동 휠, 무한 중합체 궤도, 휠, 프레임 및 서스펜션 요소들이 포함되지 않은 서스펜션 링크 부품들을 보여주는, 도 1a 및 1b의 차량 궤도-모듈 장치의 실시예의 일 부분의 사시도이다.
도 3은 도 1a 및 1b의 실시예의 분해 사시도이다.
도 4는 링크를 보여주기 위해 보기 휠 및 아이들러의 근방 세트가 제거 된 도 1a 및 1b의 실시예의 측면도이다.
도 5는 구동 휠, 무한 궤도 및 휠들을 포함하지 않는 서스펜션 링크 부품들을 보여주는, 도 1a 및 1b의 차량 궤도-모듈 장치의 실시예의 부분의 측면도이다.
도 6a는 도 1a 및 1b의 차량 궤도-모듈 장치의 보기 어셈블리의 보기 마운트 부분들의 사시도이다.
도 6b는 제3 보기-어셈블리 축 주변의 보기-마운트 후방부에 대해 회전되는 보기-마운트 전방부를 보여주는 도 6a의 보기 마운트의 사시도이다.
도 7a 내지 7f는 이동 경로를 따라서 작은 요철을 지나갈 때 본 발명의 차량 궤도-모듈 장치의 움직임을 보여주는 도 1a 및 1b의 실시예의 측면도이다.
도 7a는 요철을 만나기 직전의 궤도-모듈 장치를 보여준다.
도 7b는 요철 위에 리딩 아이들러 휠이 놓여진 궤도-모듈 장치를 보여준다.
도 7c는 요철 위에 리딩 보기 휠이 놓여진 궤도-모듈 장치를 보여준다.
도 7d는 요철 위에 중간 보기 휠이 놓여진 궤도-모듈 장치를 보여준다.
도 7e는 요철 위에 트레일링 보기 휠이 놓여진 궤도-모듈 장치를 보여준다.
도 7f는 요철 위에 트레일링 아이들러 휠이 놓여진 궤도-모듈 장치를 보여준다.
도 8a는 상승 경로를 지날 때의 본 발명의 궤도-모듈 장치의 이동을 도시하는 도 1a 및 1b의 실시예의 측면도이다.
도 8b는 하강 경로를 지날 때의 본 발명의 궤도-모듈 장치의 이동을 도시하는 도 1a 및 1b의 실시예의 측면도이다.
도 9는 유압 회로에서 리딩 서스펜션 요소 및 트레일링 서스펜션 요소의 개념도이다.
도 10은 지지 하중(FL) 및 5 개의 휠 하중 합력(F1 내지 F5)을 도시하는 도 1a 및 1b의 실시예를 도시하는 개략도이다.
도 11은 본 발명의 궤도-모듈 장치의 제1 대체 실시예의 측면도(도 4와 유사함)이다. 이 실시예는 도 4의 실시예와 유사하지만 서스펜션 시스템에 사용된 구성 요소들에 대한 대응되는 변경이 이루어진 리딩 및 트레일링 보기 휠들 만을 포함한다.
도 12는 본 발명의 궤도-모듈 장치의 제2 대체 실시예의 측면도(도 4와 유사함)이다. 이 실시예는 도 4의 실시예와 유사하지만 탄성 부재를 포함하지 않고 리딩-아이들러 어셈블리가 리딩 아이들러 휠 만을 포함한다.
도 13은 본 발명의 궤도-모듈 장치의 제3 대체 실시예의 측면도(도 4와 유사함)이다. 이 실시예는 도 4의 실시예와 유사하지만 탄성 부재를 포함하지 않고 리딩-아이들러 어셈블리가 리딩 아이들러 휠 만을 포함한다.
도 14는 본 발명의 차량 궤도-모듈 장치의 제4 대체 실시예의 측면도(도 4와 유사함)이다. 이 실시예는 도 13의 실시예와 유사하지만 제3 보기-어셈블리 축을 포함하지 않는다.
도 15a는 탄성 부재의 단부를 상세히 도시하기 위한 도 1의 차량 궤도-모듈 장치 일부의 측면도이다.
도 15b는 도 15a의 단면도이다.
도 15c는 탄성 부재의 단을 보여주는 도 15b 부분의 확대도이다.
도 16은 도 1a 내지 15c 및 도 17a 내지 18에서 도시된 구성요소들과 다른 것들 및 도면들에서 힘을 표시하기 위한 참조 부호의 테이블이다.
도 17a는 궤도-모듈 장치의 예를 위한 치수의 테이블이다.
도 17b는 5개의 결과 하중 분포 및 도 17a의 장치의 예에서의 5개의 다른 하중의 세트를 도시하는 5개의 테이블을 위한 세트이다.
도 18은 탄성 부재가 트레일링 아이들러 휠에 장착되는 본 발명의 궤도 모듈 장치의 실시예의 개략도이다.
도 1b는 도 1a에서 도시된 반대편으로부터 보여진 도 1a의 일 실시예의 사시도이다.
도 2는 구동 휠, 무한 중합체 궤도, 휠, 프레임 및 서스펜션 요소들이 포함되지 않은 서스펜션 링크 부품들을 보여주는, 도 1a 및 1b의 차량 궤도-모듈 장치의 실시예의 일 부분의 사시도이다.
도 3은 도 1a 및 1b의 실시예의 분해 사시도이다.
도 4는 링크를 보여주기 위해 보기 휠 및 아이들러의 근방 세트가 제거 된 도 1a 및 1b의 실시예의 측면도이다.
도 5는 구동 휠, 무한 궤도 및 휠들을 포함하지 않는 서스펜션 링크 부품들을 보여주는, 도 1a 및 1b의 차량 궤도-모듈 장치의 실시예의 부분의 측면도이다.
도 6a는 도 1a 및 1b의 차량 궤도-모듈 장치의 보기 어셈블리의 보기 마운트 부분들의 사시도이다.
도 6b는 제3 보기-어셈블리 축 주변의 보기-마운트 후방부에 대해 회전되는 보기-마운트 전방부를 보여주는 도 6a의 보기 마운트의 사시도이다.
도 7a 내지 7f는 이동 경로를 따라서 작은 요철을 지나갈 때 본 발명의 차량 궤도-모듈 장치의 움직임을 보여주는 도 1a 및 1b의 실시예의 측면도이다.
도 7a는 요철을 만나기 직전의 궤도-모듈 장치를 보여준다.
도 7b는 요철 위에 리딩 아이들러 휠이 놓여진 궤도-모듈 장치를 보여준다.
도 7c는 요철 위에 리딩 보기 휠이 놓여진 궤도-모듈 장치를 보여준다.
도 7d는 요철 위에 중간 보기 휠이 놓여진 궤도-모듈 장치를 보여준다.
도 7e는 요철 위에 트레일링 보기 휠이 놓여진 궤도-모듈 장치를 보여준다.
도 7f는 요철 위에 트레일링 아이들러 휠이 놓여진 궤도-모듈 장치를 보여준다.
도 8a는 상승 경로를 지날 때의 본 발명의 궤도-모듈 장치의 이동을 도시하는 도 1a 및 1b의 실시예의 측면도이다.
도 8b는 하강 경로를 지날 때의 본 발명의 궤도-모듈 장치의 이동을 도시하는 도 1a 및 1b의 실시예의 측면도이다.
도 9는 유압 회로에서 리딩 서스펜션 요소 및 트레일링 서스펜션 요소의 개념도이다.
도 10은 지지 하중(FL) 및 5 개의 휠 하중 합력(F1 내지 F5)을 도시하는 도 1a 및 1b의 실시예를 도시하는 개략도이다.
도 11은 본 발명의 궤도-모듈 장치의 제1 대체 실시예의 측면도(도 4와 유사함)이다. 이 실시예는 도 4의 실시예와 유사하지만 서스펜션 시스템에 사용된 구성 요소들에 대한 대응되는 변경이 이루어진 리딩 및 트레일링 보기 휠들 만을 포함한다.
도 12는 본 발명의 궤도-모듈 장치의 제2 대체 실시예의 측면도(도 4와 유사함)이다. 이 실시예는 도 4의 실시예와 유사하지만 탄성 부재를 포함하지 않고 리딩-아이들러 어셈블리가 리딩 아이들러 휠 만을 포함한다.
도 13은 본 발명의 궤도-모듈 장치의 제3 대체 실시예의 측면도(도 4와 유사함)이다. 이 실시예는 도 4의 실시예와 유사하지만 탄성 부재를 포함하지 않고 리딩-아이들러 어셈블리가 리딩 아이들러 휠 만을 포함한다.
도 14는 본 발명의 차량 궤도-모듈 장치의 제4 대체 실시예의 측면도(도 4와 유사함)이다. 이 실시예는 도 13의 실시예와 유사하지만 제3 보기-어셈블리 축을 포함하지 않는다.
도 15a는 탄성 부재의 단부를 상세히 도시하기 위한 도 1의 차량 궤도-모듈 장치 일부의 측면도이다.
도 15b는 도 15a의 단면도이다.
도 15c는 탄성 부재의 단을 보여주는 도 15b 부분의 확대도이다.
도 16은 도 1a 내지 15c 및 도 17a 내지 18에서 도시된 구성요소들과 다른 것들 및 도면들에서 힘을 표시하기 위한 참조 부호의 테이블이다.
도 17a는 궤도-모듈 장치의 예를 위한 치수의 테이블이다.
도 17b는 5개의 결과 하중 분포 및 도 17a의 장치의 예에서의 5개의 다른 하중의 세트를 도시하는 5개의 테이블을 위한 세트이다.
도 18은 탄성 부재가 트레일링 아이들러 휠에 장착되는 본 발명의 궤도 모듈 장치의 실시예의 개략도이다.
도 1a는 본 발명의 차량 궤도-모듈 장치의 일 실시예(10)의 사시도이다.(여기에서 언급되는 바와 같이, 궤도-모듈 장치의 일 실시예 및 궤도-모듈 장치 그 자체는 같은 참조 부호를 사용하여 언급될 수 있다. 따라서, 예를 들면, "실시예(10)" 및 "궤도-모듈 장치(10)"는 같은 장치로 언급된다.) 실시예(10)는 모듈 프레임(12), 프레임(12)에 대해 회전 가능하고 구동 휠 축(16)을 구비하는 구동 휠(14), 지면-결합 리딩 휠(18)과 지면-결합 트레일링 휠(20), 지면-결합 보기 휠들(56, 60 및 64) 및 휠들(14, 18, 20, 56, 60 및 64) 둘레로 연장되고 구동 휠(14)과의 결합에 의해 구동하는 무한 궤도(22)를 포함한다.
도 1b는 도 1a에서 도시된 반대편으로부터 보여진 도 1a의 궤도-모듈 장치(10)의 사시도이다. 도 1b를 참조하면, 궤도-모듈 장치(10)는 궤도-모듈 장치(10)가 차량에 연결되는 차량 연결부(11) 및 구동 전력 입력 축(14p)을 통해서 차량으로부터 전력을 수용하는 구동 기어 박스(14g)를 포함한다.
실시예(10)에서, 리딩 휠들(18)은 리딩 아이들러 휠들(18)이고, 지면-결합 트레일링 휠들(20)은 트레일링 아이들러 휠들(20)이다. 본 발명의 궤도-모듈 장치의 몇몇의 실시예들에서, 리딩 또는 트레일링 휠은 구동 휠로 또한 기능할 수 있는 것으로 이해된다. 또한 실시예(10)에서, 무한 궤도(22)는 무한 중합체 궤도(22)이다. 본 발명의 범위 내에서, 무한 궤도(22)는 몇몇의 궤도 차량에서 현재 알려진 것과 같은 금속 부품들을 포함하는 다양한 재료 및 구조로 구성될 수 있다.
보기 휠들(56)은 리딩 보기 휠들이고, 보기 휠들(60)은 트레일링 보기 휠들이고, 보기 휠들(64)은 가운데의 보기 휠들이다. 보기 휠들(56, 60 및 64)은 보기 어셈블리(46)의 부분이다. 실시예(10)는 리딩 서스펜션 암(24), 트레일링 서스펜션 암(34), 리딩 서스펜션 부재(68), 트레일링 서스펜션 부재(70), 및 탄성 부재(106)를 또한 포함한다.
실시예(10, 및 본 명세서에서 제시되는 다른 비슷한 실시예들)의 궤도 모듈의 전방 이동 방향은 트레일링 아이들러 휠(20)에 앞서 있는 리딩 아이들러 휠(18)에 의해 정의된다. 도 4는 실시예들의 리딩 및 트레일링 부품들에 의해 정의되는 모든 실시예들에 적용 가능한 이동 방향을 지시하는 화살표(122)를 포함한다.
도 2 내지 6b는 궤도-모듈 장치(10)의 본 발명의 다양한 측면을 보다 명확히 보여주기 위해 몇몇의 뷰에서 궤도-모듈 장치(10) 및 이것의 다양한 부분 어셈블리들을 도시한다. 도 2는 구동 휠(14), 궤도(22), 리딩 아이들러 휠(18), 트레일링 아이들러 휠(20), 리딩 보기 휠들(56), 트레일링 보기 휠들(60), 중간 보기 휠들(64), 프레임(12), 리딩 서스펜션 부재(68), 트레일링 서스펜션 부재(70), 및 탄성 부재(106)이 도시되지 않는 몇몇의 서스펜션 링크 부품들을 도시하는 궤도-모듈 장치(10)의 부분의 사시도이다. 도 3은 궤도-모듈 장치(10)의 분해 사시도이다.
도 4는 실시예(10)의 다양한 구성들을 보다 명확히 보여주기 위해 보기 휠들(56, 60 및 64) 및 아이들러 휠들(18 및 20)의 근방(도면에서) 세트가 제거 된 궤도-모듈 장치(10)의 측면도이다.
도 5는 차량 궤도-모듈 장치(10)의 부분들의 측면도이다. 도 2와 유사하게, 도 5는 다른 부품들의 가시성을 높이기 위해 몇몇의 부품은 도시되지 않은 장치(10)의 다양한 부품들을 보여준다.
도 6a 및 6b는 보기 휠들(56, 60 및 64)이 도시되지 않은 차량 궤도-모듈 장치(10)의 보기 어셈블리(46)의 보기 마운트 부분의 사시도이다. 도 6a는 장치(10)가 지면의 평평한 부분에 있는 방향으로 배치된 보기 마운트(48)를 도시한다. 도 6b는 보기 어셈블리(46)의 보기 마운트(48)의 구성에서 사용 가능한 몇몇의 자유도를 보여주기 위해 장치(10)가 고르지 않은 지면에 배치된 보기 마운트(48)를 도시한다. 추가의 설명이 본 명세서에서 아래에서 제시된다.
궤도-모듈 장치(10)의 다음의 설명(및 이후의 다른 실시예들)은 도 1a 내지 6b를 함께 참조한다. 모든 도면에서 "+" 기호는 회전축을 가리키기 위해 사용되는 점에 주목한다. 일반적으로, 여기에서 사용되는 바와 같이, 위에서 언급된 용어 "축"은 이런 축에 대해 회전을 허용하는 다른 부품들 및 필요한 베어링 구조를 포함하는 피벗 연결 부위에 적용된다. 일 예로서, 구동 휠(14)이 회전하는 구동 휠 축(16)은 도 4에서 "+" 기호에 의해 지시된다. 축(16)을 중심으로 회전하기 위해 구동 휠(14)을 위해 요구되는 베어링 구조(미도시) 및 축의 부분은 실시예(10)의 일부분이 되는 것으로 가정한다.
장치(10) 내의 6가지 예에서, "+" 기호는 상대적인 움직임의 1 자유도 이상을 제공할 수 있는 피벗 연결 부위를 가리킨다. 이는 (a) “축”이라기 보다는 “피벗”이라는 단어를 포함하는 명칭 및 (b)관련된 참조 부호가 문자 ”p”로 끝나는 것에 의해 지시된다. 이런 예들은 82p, 84p, 86p, 88p, 112p 및 116p이다. 본 명세서에서 후술하는 바와 같이, 상대 운동의 자유도의 이런 높은 수는 구 베어링의 사용에 의해 제공될 수 있다. 몇몇의 실시예들에서, 이런 “피벗”은 또한 단순히 단일 자유도 회전을 위해 구성되는 축일 수 있는 것으로 의도되는 점이 이해되어야 한다. 용어 "피벗"의 사용은 본 발명의 범위를 이러한 피벗들을 갖는 실시예들 내에서 이런 위치들에서의 다중 자유도 움직임을 가지는 것으로 제한하도록 의도되는 것은 아니다. 요구되는 자유도의 수를 제공하기 위해 필요한 수용할 수 있는 구성들은 기계 분야의 종래 기술에서 통상의 기술자에게 잘 알려져 있다.
리딩 서스펜션 암(24)은 리딩 암 축(26)에서 프레임(12)에 회전 가능하게 결합되고 리딩-휠 어셈블리(30)가 회전 가능하게 결합되는 리딩 암 말단부(28)까지 전방으로 연장된다. 장치(10)에서, 리딩 휠(18)은 리딩 아이들러 휠(18)이기 때문에, 장치(10)에서, 리딩-휠 어셈블리(30)는 리딩-아이들러 어셈블리(30)로 또한 불려진다. 유사한 방식으로, 트레일링 서스펜션 암(34)은 트레일링 암 축(36)에서 프레임(12)에 회전 가능하게 결합되고 트레일링-휠 어셈블리(42)가 회전 가능하게 결합되는 트레일링-암 말단부(38)까지 후방으로 연장된다. 장치(10)에서, 트레일링-휠(20)은 트레일링 아이들러 휠(20)이기 때문에, 장치(10)에서, 트레일링-휠 어셈블리(42)는 트레일링-아이들러 어셈블리(42)로 또한 불려진다.
실시예(10)에서, 트레일링-아이들러 어셈블리(42)는 트레일링-아이들러 축(118)에 회전 가능하게 결합되는 트레일링 아이들러 휠(20)을 기본적으로 포함한다. 트레일링 서스펜션 암(34)은 전방 서스펜션 단부(40)까지 전방으로 연장된다. 실시예(10)에서 리딩 암 축 및 트레일링 암 축(36)은 일치하여 함께 서스펜션-암 축(44)을 형성한다. 이러한 일치는; 리딩 암 축(26) 및 트레일링 암 축(36)이 일치하지 않는 본 발명 궤도-모듈 장치의 다른 구성들이 본 발명의 범위 내에서 고려되는 점이 제한되도록 의도되는 것은 아니다.
도 4에서, 실시예(10)의 서스펜션-암 축(44)은 이동 방향 화살표(122)에 의해 정의되는 바와 같이 구동 휠 축(16) 아래 그리고 후방에 있는 것이 보여진다. 구동 휠 축(16)과 관련된 이러한 상대 위치는; 리딩 암 축(26) 및 트레일링 암 축(36)의 다른 상대 위치들 본 발명의 범위 내에서 고려되는 점이 제한되도록 의도되는 것은 아니다.
보기 어셈블리(46)는 두 개의 리딩 보기 휠들(56), 두 개의 중간 보기 휠들(64), 및 두 개의 트레일링 보기 휠들(60)을 포함한다. 보기 어셈블리(46)는 보기-마운트 전방부(50), 보기-마운트 중간부(54), 보기-마운트 후방부(52), 및 보기-마운트 암(102)을 포함하는 보기 마운트(48)를 또한 포함한다. 리딩 보기 휠들(56)은 리딩 보기 축(58) 주변의 보기-마운트 전방부(50)에 대해 회전 가능하다. 게다가, 리딩 보기 축(58)은 리딩 보기 축(58)에 수직인 리딩 보기 롤 축(96)에 대하여 제한된 각도 범위를 통해서 회전한다.
유사한 방식으로, 이런 상대적인 회전 움직임은 중간 보기 휠들(64) 및 트레일링 보기 휠들(60)을 위해 또한 제공된다. 중간 보기 휠들(64)은 중간 보기 축(66) 주변의 보기-마운트 중간부(54)에 대해 회전 가능하다. 중간 보기 축(66)은 중간 보기 축(66)에 수직인 중간 보기 롤 축(100)에 대하여 제한된 각도 범위를 통해서 회전한다. 트레일링 보기 휠들(60)은 트레일링 보기 축(62) 주변의 보기-마운트 후방부(52)에 대해 회전 가능하다. 트레일링 보기 축(62)은 트레일링 보기 축(62)에 수직인 트레일링 보기 롤 축(98)에 대하여 제한된 각도 범위를 통해서 회전한다.
보기 마운트(48)은 베어링들(96b, 100b 및 98b)을 또한 포함하는데, 다음과 같이 구성된다. (1) 베어링(96b)은 리딩 보기 롤 축(96)에 있고; (2) 베어링(100b)은 중간 보기 롤 축(100)에 있고; 그리고 (3) 베어링(96b)은 트레일링 보기 롤 축(98)에 있다. 보기 어셈블리(46)은 리딩 보기 휠들(56)이 회전 가능하게 결합되는 리딩 보기 축 어셈블리(96a), 중간 보기 휠들(64)이 회전 가능하게 결합되는 중간 보기 축 어셈블리(100a), 및 트레일링 보기 휠들(60)이 회전 가능하게 결합되는 트레일링 보기 축 어셈블리(98a)를 또한 포함한다. 베어링들(96b, 100b 및 98b)은 보기 축 어셈블리들(96a, 100a 및 98a) 각각이 리딩 보기 롤 축(96), 중간 보기 롤 축(100) 및 트레일링 보기 롤 축(98) 각각 주변의 이런 베어링들에서 회전하는 것을 허용하도록 구성된다. 도 6a 및 6b에서, 리딩 보기 롤 축(96) 및 트레일링 보기 롤 축(98)은 보기 마운트(48)의 각각의 단부에서 지시된다. 또한, 도 6a 및 6b에서, 중간 보기 롤 축(100)은 중간 롤 축 베어링(100b)에서 점선에 의해 지시되지만, 베어링(100b)의 면이 아닌 이런 점선에 평행한 베어링(100b)의 중심에서 내부에 위치되는 것으로 이해되어야 한다.
보기 어셈블리(46)의 보기 마운트(48)는 보기-어셈블리 암 말단부(74)에서의 보기-어셈블리 암(72)에 의해 리딩 암 축(26) 및 리딩 암 말단부(28) 사이에서 암(24)을 따르는 위치에서 리딩 서스펜션 암(24)으로 제1 보기-어셈블리 축(78)에 회전 가능하게 결합된다. 보기-어셈블리 암(72)은 제2-보기-어셈블리 축(80)에서 보기 마운트(48)의 보기-마운트 암(102)에 회전 가능하게 결합되는 보기-어셈블리 암 근위 단부(76)를 또한 포함한다.
보기 어셈블리(46)의 보기 마운트(48)는 리딩 서스펜션 부재(68) 및 트레일링 서스펜션 부재(70)에 의해 리딩 서스펜션 암(24) 및 트레일링 서스펜션 암(34)에 또한 연결된다. 리딩 서스펜션 부재(68)는 리딩 서스펜션-부재 피벗(82p)에서 리딩 서스펜션 암(24)의 후방 서스펜션 단부(32)에 회전 가능하게 결합되고 후방 보기-마운트 연결부(92)에서의 제1 보기-어셈블리 피벗(84p)에서 보기-마운트 후방부(52)에 회전 가능하게 결합된다. 트레일링 서스펜션 부재(70)는 트레일링 서스펜션-부재 피벗(86p)에서 트레일링 서스펜션 암(34)의 전방 서스펜션 단부(40)에 회전 가능하게 결합되고 전방 보기-마운트 연결부(94)에서의 제2 보기-어셈블리 피벗(88p)에서 보기-마운트 전방부(50)에 회전 가능하게 결합된다.
궤도-모듈 장치(10)에서 보기 어셈블리(46)의 보기 마운트(48) 내에서, 보기-마운트 전방부(50) 및 보기-마운트 중간부(54)는 제3 보기-어셈블리 축(90)에 회전 가능하게 결합된다.
실시예(10)는 리딩 서스펜션 암(24) 및 리딩-아이들러 어셈블리(30) 사이를 연결을 제공하는 탄성 부재(106)를 포함한다. 리딩-아이들러 어셈블리(30)은 리딩 아이들러 휠(18) 및 리딩 아이들러 휠(18)이 회전하는 리딩-아이들러 축(104)을 포함한다. 리딩 암 말단부(28)는 리딩-아이들러 축(104)으로부터 오프셋된 아이들러 오프셋 축(114)에서의 아이들러 링크(120)에 회전 가능하게 결합된다.
탄성 부재(106)의 탄성-부재 제1단부(108)는 리딩 암 말단부(28) 및 서스펜션-암 축(44) 사이에서 전방 서스펜션 단부(40)에서 근위 탄성 피벗(112p)에서의 리딩 서스펜션 암(24)에 회전 가능하게 결합된다. 탄성-부재 제2단부(110)는 리딩-아이들러 축(104)으로부터 오프셋된 말단 탄성 피벗(116p)에서의 리딩-아이들러 어셈블리(30)에 회전 가능하게 결합된다. 아이들러 오프셋 축(114)은 리딩-아이들러 축(104)에 평행하고 그것의 주변에 각도를 형성하도록 배치되어 아이들러 링크(120)는 아이들러 오프셋 축(114)이 지렛대 역할을 하는 2 단계 레버가 되도록 한다. 궤도(22) 상의 탄성력은 탄성 부재(106)에 의해 작용된 아이들러 링크(120)의 2 단계 레버 작용을 통해진 탄성 부재(106)에 의한 아이들러 휠(18)을 통해서 제공된다.
서스펜션 부재들(68, 70) 및 탄성 부재(106)는 스프링력 및 감쇠력을 제공할 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 이런 부재들에는 가스가 채워질 수 있고 서스펜션 시스템을 위해 상기 두 유형의 힘을 제공하는 액체가 채워진 동공을 포함할 수 있다. 이런 부재들은 차량 서스펜션 기술 분야의 통상의 기술자에게 잘 알려져 있다. 서스펜션 부재들(68, 70)의 추가적인 설명이 도 9의 설명에서 제공된다.
도 7a 내지 8b는 다양한 동작 조건 하에서 궤도-모듈 장치(10)의 운동을 도시한다. 이런 각각의 도면은 대표 조건들에서의 장치(10)의 측면도인데, 이런 조건들에서 장치(10)의 구성들의 상대적인 움직임을 보여준다. 도 7a 내지 7f는 이동 경로를 따라서 지면(124) 상에서의 작은 요철(126)을 지나갈 때 차량 궤도-모듈 장치(10)의 움직임을 도시한다. 도 7a는 요철(126)을 만나기 직전의 궤도-모듈 장치(10)를 보여준다. 도 7b는 요철(126) 위에 리딩 아이들러 휠(18)이 놓여진 장치(10)를 보여준다. 도 7c는 요철(126) 위에 리딩 보기 휠(18)이 놓여진 장치(10)를 보여준다. 도 7d는 요철(126) 위에 중간 보기 휠(64)이 놓여진 장치(10)를 보여준다. 도 7e는 요철(126) 위에 트레일링 보기 휠(60)이 놓여진 장치(10)를 보여준다. 도 7f는 요철(126) 위에 트레일링 아이들러 휠(20)이 놓여진 장치(10)를 보여준다.
도 8a는 지면(124)의 상승부(128)를 지날 때의 장치(10)를 도시하는 궤도-모듈 장치(10)의 측면도이다. 유사하게, 도 8b는 지면(124)의 하강부(130)를 지날 때의 장치(10)를 도시하는 궤도-모듈 장치(10)의 측면도이다. 도 7a 내지 8b 도면들 각각은 장치(10)에서 하중의 어떤 부분을 지지하기 위해 모두 지면(124)과 접촉하는 아이들러 휠(18, 20) 및 보기 휠들(56, 60 및 64)을 도시한다.
도 9는 유압 회로(134)에서 리딩 서스펜션 부재(68) 및 트레일링 서스펜션 부재(70)의 개념도이다. 서스펜션 부재들(68, 70) 각각은 피스톤(140)에 의해 분리된 유압 유체(144)가 들어있는 유압 실린더(136) 및 가스(146)가 들어있는 가스-채움 실린더(138)를 포함한다. 유압 실린더(136) 및 가스-채움 실린더(138)는 밀봉부(142)에 의해 상대적인 움직임을 위해 이동 가능하게 밀봉되고, 가스-채움 실린더(138) 및 피스톤(140)은 다른 세트의 밀봉부(142)에 의해 상대적인 움직임을 위해 이동 가능하게 밀봉되어서, 유압 유체(144) 및 가스(146)의 부피는 서스펜션 부재들(68, 70)을 가로질러 적용된 하중 하에서 모두 변화된다. 이런 구성들에서, 가스(146)는 일반적으로 질소이지만, 다른 가스가 사용될 수도 있다.
유압 실린더(136)는 공통의 유압회로 내의 서스펜션 부재들(68, 70)에 배치된 유압 도관(148)에 의해 상호 연결되어서 서스펜션 부재들(68, 70) 내의 압력이 같아진다. 가스-채움 실린더(138) 내의 가스(146)는 서스펜션 부재들(68, 70)에 장치(10)의 서스펜션 시스템으로의 감쇠력을 제공한다.
유압 회로(134)는 어큐뮬레이터 도관(156)에 의해 유압 도관(148)에 연결되는 외부 어큐뮬레이터(150)를 또한 포함한다. 어큐뮬레이터(150)는 어큐뮬레이터 밀봉부(154)에 의해 어큐뮬레이터(150) 내에서 이동 가능하게 밀봉되는 어큐뮬레이터 피스톤(152)에 의해 서로 밀봉 분리된 유압 유체(144) 및 가스(146) 모두를 포함한다. 어큐뮬레이터(150) 내의 가스(146)는 장치(10)의 서스펜션 시스템에 부수적인 스프링력을 제공하는 반면, 어큐뮬레이터 도관(156) 및 유압 도관(148)을 통하여 유동하는 유압 유체(144)는 장치(10)의 서스펜션 시스템에 부수적인 감쇠력을 제공한다.
서스펜션 부재들(68, 70) 및 탄성 부재(106)는 가변하는 서스펜션 힘을 제공할 수 있다. 예를 들면, 감쇠력은 구체적인 원하는 서스펜션 성능을 제공하기 위해 부재의 움직임(확장 또는 수축)의 방향에 의존할 수 있다.
유압 회로(134)의 구성요소들의 동작은 기계 시스템의 통상의 기술자에게 잘 알려져 있다. 도 9는 단지 개략도인 것으로 의도된다. 예를 들면, 어큐뮬레이터 피스톤(152) 및 어큐뮬레이터 밀봉부(154)는 막, 블래더 또는 다른 비슷한 구성에 의해 제공될 수 있다. 유사한 방식으로, 서스펜션 부재들(68, 70)의 구성들은 이런 전술한 구성들과 또한 다를 수 있는 반면, 서스펜션 부재들(68, 70)의 유사한 동작을 제공한다.
도 10은 지지 하중(FL) 및 5 개의 휠 하중 합력 세트(F1 내지 F5)를 도시하는 도 1a 및 1b의 실시예를 도시하는 개략도이다. 리딩 휠(18) 상의 하중은 F1이고, 리딩 보기 휠(56) 상의 하중은 F2이고, 중간 보기 휠(64) 상의 하중은 F3이고, 트레일링 보기 휠(60) 상의 하중은 F4이고, 그리고 트레일링 휠(20) 상의 하중은 F5이다. 모든 지지 하중(FL)이 서스펜션-암 축(44)에 작용하기 때문에, 도 10의 개략도에서는, 이런 위치에서의 FL을 보여준다.
궤도-모듈 장치(10)에 의해 지지되는 하중(FL)은 구체적인 동작 상태에 의존하는 수직 및 수평 구성요소들을 가질 수 있다. 이들은 : (a) 장치(10)에 의해 지지되는 차량 무게의 일부; (b) 차량이 하중을 당길 때의 당기는 힘; (c) 긴급 제동 상황이 갑자기 발생할 때의 제동 힘을 적어도 포함한다. 또한, 물론, 힘(F1 내지 F5)의 합력 각각은 수직 및 수평 구성을 또한 가질 수 있고, 이런 힘들 모두는 지나가는 지면의 경사에 따라 달라질 수 있다.
도 11 내지 14는 각각 본 발명의 차량 궤도-모듈 장치의 몇몇의 다른 실시예들(10a 내지 10d)의 측면도(도 4와 유사함)이다. 도 11 내지 14 각각에서, 궤도-모듈 장치(10)의 구성들과 유사한 구성들을 위해 같은 참조 부호가 사용된다.
도 11은 본 발명의 차량 궤도-모듈 장치의 제1 대체 실시예(10a)의 측면도(도 4와 유사함)이다. 실시예(10a)는 중간 보기 휠들(64)이 제거되어 이런 수정을 수용하는 다른 대응 구성으로 변화한 점 외에는 실시예(10)와 유사하다. 제1 대체 실시예(10a)와 유사한 궤도 모듈은 실시예(10)와 비교하여 복잡성 및 비용을 감소하기 위해 사용될 수 있고, 및/또는 리딩 및 트레일링 휠들 사이의 거리가 실시예(10)에서 제공되는 것 보다 보다 짧아져야할 필요가 있을 때 사용될 수 있다.
도 12는 본 발명의 차량 궤도-모듈 장치의 제2 대체 실시예(10b)의 측면도(도 4와 유사함)이다. 실시예(10b)는 탄성 부재(106)가 제거되고 리딩-아이들러 어셈블리(30)가 기본적으로 리딩 아이들러 휠들(18) 만을 포함한다는 점 외에는 제1 대체 실시예(10a)와 유사하다. 제2 대체 실시예(10b)와 유사한 궤도 모듈은 실시예(10)와 비교하여 복잡성 및 비용을 감소하기 위해 사용될 수 있다. 제1 대체 실시예(10a)와 유사하게, 만약 요구된다면, 제2 대체 실시예(10b)는 리딩 및 트레일링 휠들 사이의 보다 짧은 거리를 또한 제공할 수 있다.
도 13은 본 발명의 차량 궤도-모듈 장치의 제3 대체 실시예(10c)의 측면도(도 4와 유사함)이다. 실시예(10c)는 탄성 부재(106)가 제거되고 리딩-아이들러 어셈블리(30)가 기본적으로 리딩 아이들러 휠들(18) 만을 포함한다는 점 외에는 실시예(10)와 유사하다. 제3 대체 실시예(10c)와 유사한 궤도 모듈은 실시예(10)와 비교하여 복잡성 및 비용을 감소하기 위해 사용될 수 있다.
도 14는 본 발명의 차량 궤도-모듈 장치의 제4 대체 실시예(10d)의 측면도(도 4와 유사함)이다. 실시예(10d)는 제3 보기-어셈블리 축(90)이 제거되어 이런 수정을 수용하는 다른 대응 구성으로 변화한 점 외에는 제3 대체 실시예(10c)와 유사하다. 제4 대체 실시예(10d)와 유사한 궤도 모듈은 실시예(10)와 비교하여 복잡성 및 비용을 감소하기 위해 사용될 수 있다. 제4실시예(10d)의 경우, 보기 어셈블리(46) 내의 자유도는 제거되고; 평평한 일반적인 지형에서의 주로 일반적인 이동과 같은 어떤 동작 조건 하에서, 이런 준수의 감소가 허용될 수 있다.
도 15a는 탄성 부재(106)의 탄성-부재 제1단부(108)를 상세히 도시하기 위한 차량 궤도-모듈 장치(10) 일부의 측면도이다. 도 15b는 도 15a에서 지시되는 단면도(단면 A-A)이다. 단면 A-A는 탄성 부재(106) 및 리딩 서스펜션 암(24) 사이의 회전 가능한 연결부의 근위 탄성 피벗(112p)을 지난다. 도 15c는 근위 탄성 피벗(112p)을 보다 상세하게 도시하기 위한 도 15b 부분의 추가적인 확대도이다. 전술한 바와 같이, 장치(10) 내의 어떤 피벗 조인트는 하나 이상의 회전 자유도를 제공하는 구조와 관련이 있다. 여기에서 사용된 명명 규칙에서, 용어 "피벗"은 하나 이상의 자유도인 연결부를 위해 사용된다. 장치(10) 내에서, 이들은 82p, 84p, 86p, 88p, 112p 및 116p를 포함하고, 도 15a 내지 15c는 이런 하나의 피벗을 설명하기 위해 사용된다. 실시예(10)에서, 이런 피벗들 모두는 피벗(112p)을 위해 도시되는 구형 베어링이다.
도 15c를 참조하면, 근위 탄성 피벗(112p)은 리딩 서스펜션 암(24) 상의 소켓(112s)에서 피벗 볼(112b)의 구형 베어링을 포함한다. 기계적인 커넥터(112c)는 소켓(112s)에서 볼(112c)을 파지한다.
여기에서 개시된 궤도-모듈 장치의 다양한 실시예의 본 발명의 구조를 사용하고 다양한 구성들의 치수를 선택하는 것에 의해, 궤도-모듈 디자이너는 특정 차량 적용의 요구 조건의 충족을 위해 지면에 결합된 휠에서의 하중 분포를 설정할 수 있다. 예를 들면, 차량에서 리딩 또는 트레일링 휠에 하중이 다소 다른 비율로 가해지게 하는 것이 바람직할 수 있다. 그리고 장치가 하나 이상의 보기-휠 축을 가질 때, 각각의 보기-휠 축이 실질적으로 같은 차량 하중을 지지하도록 하는 것이 종종 바람직하다. 링크 치수 세트는 원하는 대로 보기들에 의해 지지되는 하중을 분포하도록 선택될 수 있다.
기계 시스템 분야의 당업자에게 잘 알려진 운동 분석 방법은 장치(10) 에서 링크 치수의 구체적인 세트의 하중-분포 성능을 평가하기 위해 사용될 수 있다. 이하에서 그리고 도 17a 및 17b에서 서술된 예에서, 이러한 분석이 다른 하중 조건 세트에서의 하중 분포를 계산하기 위해 사용되었다. 도 10의 개략도를 참조하면, 치수는 다음의 기호로 표시된다. 수평의 치수는 콜론에 의해 구분되는 두 개의 참조 번호가 뒤에 오는 문자 "H"를 포함한다. 따라서, H44:118은 서스펜션 축(44)으로부터 트레일링-아이들러 축(118) 까지의 수평 거리이다. 문자 "V"는 수직의 치수를 의미하고, 문자 "D"는 거리를 의미한다. 도 17a는 공통의 유압 회로 (134)에서 서스펜션 부재들(68 및 70)을 갖는 궤도 모듈 장치 (10)의 대표적인 구성을 위한 치수들의 세트를 요약한다.
도 17b는 도 17a의 대표적인 예의 분석 결과를 요약한다. 보여질 수 있는 바와 같이, 이 예시에서, 보기 휠들(56, 64 및 60) 상의 하중(F2, F3 및 F4)은 각각, 보기 휠들 사이에 평평하게 분포되어 남아있는 하중이고, 차량 무게, 궤도 장력, 제동 및 당김으로부터의 전체 하중 중에서 여러 부분의 추가는 하중 분포 비율이 매우 완만하게 변경된다.
본 발명의 궤도 모듈 장치를 위한 전원은 차량의 회전 동력 축에 제한되는 것은 아니다. 유압 모터 또는 차량의 다른 전원 또는 장치 그 자체에 직접 장착되는 기계, 유압 또는 다른 전원과 같은 구성들은 본 발명에 의해 고려된다.
도 18은 탄성 부재(106)가 트레일링 아이들러 휠(20)에 장착되고, 트레일링-아이들러 어셈블리(42)가 추가의 링크 부재를 포함하는 본 발명의 궤도 모듈 장치의 실시예(10t)를 보여주는 개략도이다. 또한, 이에 따라서, 리딩-휠 어셈블리(30)는 단순화된다.
실시예(10t)에서, 탄성 부재(106)는 트레일링 서스펜션 암(34) 및 트레일링-아이들러 어셈블리(42) 사이의 연결을 제공한다. 트레일링-아이들러 어셈블리(42)는 트레일링 아이들러 휠들(20) 및 트레일링 아이들러 휠들(20)을 회전시키는 트레일링-아이들러 축(118)을 포함한다. 트레일링-아이들러 어셈블리(42)는 트레일링-아이들러 축(118)의 휠 링크(120)를 포함하고; 장치(10t)에서, 휠 링크(120)는 아이들러 링크(120)이다. 트레일링-암 말단부(38)는 트레일링-아이들러 축(118)으로부터 오프셋된 아이들러 오프셋 축(114)에서 아이들러 링크(120)에 회전 가능하게 결합된다.
탄성 부재(106)의 탄성-부재 제1단부(108)는 트레일링-암 말단부(38) 및 서스펜션-암 축(44) 사이에서 후방 서스펜션 단부(32)의 근위 탄성 피벗(112p)에서의 트레일링 서스펜션 암(34)에 회전 가능하게 결합된다. 탄성-부재 제2단부(110)는 트레일링-아이들러 축(118)으로부터 말단 탄성 피벗(116p)에서의 트레일링-아이들러 어셈블리(42)에 회전 가능하게 결합된다. 아이들러 오프셋 축(114)은 트레일링-아이들러 축(118)에 평행하고 각도를 형성하게 배치되어서 아이들러 링크(120)는 받침점인 아이들러 오프셋 축(114)과 2 단계의 레버를 형성한다. 궤도(22) 상의 장력은 탄성 부재(106)에 의해 작용되는 아이들러 링크(120)의 2단계 레버를 통해 탄성 부재(106)에 의해 아이들러 휠들(20)을 통해서 제공된다.
특정 성능 요구 사항이 처리가 요구될 때 리딩 및 트레일링 휠 어셈블리들 각각과 관련된 탄성 부재를 가지는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 원리는 구체적인 실시예와 연관되어서 보여지고 서술된 반면, 이런 실시예들은 예시이고, 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
Claims (15)
- 모듈 프레임, 상기 프레임에 대해 회전 가능한 구동 휠, 리딩 및 트레일링의 지면 결합 휠들과 그들 사이의 하나 이상의 지면-결합 보기 휠, 및 상기 휠들 둘레로 연장되고 상기 구동 휠에 의해 구동되는 무한 궤도를 포함하는 차량 궤도-모듈 장치로서,
리딩 암 축에서 상기 프레임에 대해 회전 가능하게 결합되고, 리딩-휠 어셈블리가 회전 가능하게 결합되는 리딩-암 말단부를 향해 전방으로 연장되고 후방 서스펜션 단부를 향해 후방으로 연장되는 리딩 서스펜션 암;
트레일링 암 축에서 상기 프레임에 대해 회전 가능하게 결합되고, 트레일링-휠 어셈블리가 회전 가능하게 결합되는 트레일링-암 말단부를 향해 후방으로 연장되고 전방 서스펜션 단부를 향해 전방으로 연장되는 트레일링 서스펜션 암;
보기 마운트 및 그것에 대해 회전 가능한 하나 이상의 보기 휠을 구비하는 보기 어셈블리; 및
후방 및 전방 회전 보기-마운트 연결부 각각을 향해 상기 후방 및 전방 서스펜션 단부 각각으로부터 연장되고, 상기 후방 및 전방 서스펜션 단부 각각에 회전 가능하게 결합되는 리딩 및 트레일링 서스펜션 부재들을 포함하는 차량 궤도-모듈 장치. - 제1항에 있어서,
상기 리딩-암 및 트레일링 암 축들은 서스펜션-암 축에서 일치하는 것을 특징으로 하는 차량 궤도-모듈 장치. - 제2항에 있어서,
상기 구동 휠은 구동 휠 축에 대해 회전 가능하고 상기 서스펜션-암 축은 상기 구동 휠 축 보다 낮은 높이에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량 궤도-모듈 장치. - 제3항에 있어서,
상기 서스펜션-암 축은 상기 구동 휠 축의 후방에 있는 것을 특징으로 하는 차량 궤도-모듈 장치. - 제1항에 있어서,
상기 보기 어셈블리는,
(a) 상기 리딩-암 말단부 및 상기 서스펜션-암 축 사이의 제1보기-어셈블리 축을 통해서 상기 리딩 서스펜션 암으로 보기-어셈블리 암 말단부에서, 그리고 (b) 제2보기-어셈블리 축을 통해서 상기 보기 마운트로 보기-어셈블리 암 말단부에서, 회전 가능하게 결합되는 보기-어셈블리 암;
(a) 리딩 서스펜션-부재 피벗에서 상기 후방 서스펜션 단부에, 그리고 (b) 제1 보기-어셈블리 피벗에서 상기 후방 보기-마운트 연결부에 회전 가능하게 결합되는 상기 리딩 서스펜션 부재; 및
(a) 트레일링 서스펜션-부재 피벗에서 전방 서스펜션 단부에, 그리고 (b) 제2 보기-어셈블리 피벗에서 상기 전방 보기-마운트 연결부에 회전 가능하게 결합되는 상기 트레일링 서스펜션 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 궤도-모듈 장치. - 제5항에 있어서,
상기 하나 이상의 보기 휠은 하나 이상의 리딩 보기 휠 및 하나 이상의 트레일링 보기 휠을 포함하고,
상기 보기 마운트는,
리딩 보기 축에서 연결되는 하나 이상의 리딩 보기 휠을 구비하고, 상기 전방 보기-마운트 연결부를 포함하는 보기-마운트 전방부; 및
트레일링 보기 축에서 연결되는 하나 이상의 트레일링 보기 휠을 구비하고, 상기 후방 보기-마운트 연결부를 포함하는 보기-마운트 후방부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 궤도-모듈 장치. - 제6항에 있어서,
둘 이상의 리딩 보기 휠 및 둘 이상의 트레일링 보기 휠을 포함하고, 상기 리딩 보기 축은 그것에 수직인 리딩 보기 롤 축 상에서 회전하고, 상기 트레일링 보기 축은 그것에 수직인 트레일링 보기 롤 축 상에서 회전하는 것을 특징으로 하는 차량 궤도-모듈 장치. - 제1항에 있어서,
제1 및 제2단부를 구비하는 탄성 부재를 더 포함하고, 상기 제1단부는 상기 리딩-암 말단부 및 상기 리딩 암 축 사이의 근위 탄성 피봇에서 상기 리딩 서스펜션 암에 회전 가능하게 결합되고,
상기 리딩-휠 어셈블리는,
리딩-휠 축에 대해 회전 가능한 하나 이상의 리딩 휠; 및
리딩-휠 축에서의 휠 링크를 포함하고,
상기 리딩 서스펜션 암의 말단부는 상기 리딩-휠 축으로부터 오프셋된 휠 오프셋 축에서 상기 휠 링크에 회전 가능하게 결합되고, 상기 탄성 부재의 제2단부는 상기 리딩-휠 축으로부터 오프셋된 말단 탄성 피벗에서 상기 휠 링크에 회전 가능하게 결합되고, 상기 말단 탄성 피벗 및 상기 휠 오프셋 축은 상기 리딩-휠 축 주변에서 각을 이루도록 배치되어서 상기 휠 링크는 상기 휠 오프셋 축이 지렛대인 2 단계 레버인 것을 특징으로 하는 차량 궤도-모듈 장치. - 제8항에 있어서,
상기 트레일링-휠 어셈블리는 상기 트레일링-암 말단부에서의 트레일링-휠 축 및 상기 트레일링-휠 축에 대해 회전 가능한 하나 이상의 트레일링 휠을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 궤도-모듈 장치. - 제1항에 있어서,
상기 후방 및 전방 서스펜션 단부들 각각에서의 상기 리딩 및 트레일링 서스펜션 부재들의 상기 회전 가능한 연결은, 2 자유도 이상을 가지는 회전을 허용하도록 구성되고; 그리고
상기 후방 및 전방 회전 가능한 보기-마운트 연결부는 2 자유도 이상을 가지는 회전을 허용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 궤도-모듈 장치. - 제1항에 있어서,
상기 후방 및 전방 서스펜션 단부들 각각에서의 상기 리딩 및 트레일링 서스펜션 부재들의 상기 회전 가능한 연결은 2 자유도 이상을 가지는 회전을 허용하도록 구성되고 상기 후방 및 전방의 회전 가능한 보기-마운트 연결부는 2 자유도 이상을 가지는 회전을 허용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 궤도-모듈 장치. - 제1항에 있어서,
상기 리딩 및 트레일링 서스펜션 부재들 각각은 스프링 력을 제공하는 가스-채움 부품들을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 궤도-모듈 장치. - 제1항에 있어서,
상기 리딩 및 트레일링 휠은 실질적으로 서로 같은 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 차량 궤도-모듈 장치. - 제1항에 있어서,
복수의 보기 휠들을 포함하고 상기 보기 휠들은 실질적으로 서로 같은 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 차량 궤도-모듈 장치. - 제1항에 있어서,
제1 및 제2단부를 구비하는 탄성 부재를 더 포함하고, 상기 제1단부는 상기 트레일링-암 말단부 및 상기 트레일링 암 축 사이의 근위 탄성 피벗에서 상기 트레일링 서스펜션 암에 회전 가능하게 결합되고,
상기 트레일링-휠 어셈블리는,
트레일링-휠 축에 대해 회전 가능한 하나 이상의 트레일링 휠; 및
리딩-휠 축에서의 휠 링크를 포함하고,
상기 트레일링 서스펜션 암의 말단부는 상기 리딩-휠 축으로부터 오프셋된 휠 오프셋 축에서 상기 휠 링크에 회전 가능하게 결합되고, 상기 탄성 부재의 제2단부는 상기 트레일링-휠 축으로부터 오프셋된 말단 탄성 피벗에서 상기 휠 링크에 회전 가능하게 결합되고, 상기 말단 탄성 피벗 및 상기 휠 오프셋 축은 상기 트레일링-휠 축 주변에서 각을 이루도록 배치되어서 상기 휠 링크는 상기 휠 오프셋 축이 지렛대인 2 단계 레버인 것을 특징으로 하는 차량 궤도-모듈 장치.
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