CN108297636A - 一种具有可摆臂伸缩式轮足结构的多轴全地形轮式车 - Google Patents

Abstract

一种具有可摆臂伸缩式轮足结构的多轴全地形轮式车。本发明提供一种兼具车轮快速行驶、轮足步行越障和多轮承载驱动的多轴全地形轮式车，对于提高边境巡逻、山地作战、抢险救灾车辆的机动和通行能力具有重大意义。该多轴轮式全地形车，由车体、摆动油缸、摇臂、驱动车轮、液压泵站、刹车***、电源***、操控***组成；装有驱动车轮的摇臂在摆动油缸和伸缩油缸作用下可实现摆动和伸缩，多轮配合可进行步态行走和越障；车辆平地直驶通过调节控制驱动车轮旋转速度和方向来实施，车辆转向通过左右两侧车轮速度差来实现，也可抬升车轮降阻转向；多轮驱动制动、多轮摇臂摆动、多轮摇臂伸缩的动作经协调控制，可实现车辆的姿态变换、灵活机动和全地形通行。

Description

一种具有可摆臂伸缩式轮足结构的多轴全地形轮式车

技术领域：

本发明涉及一种轮式全地形车，特别涉及使用轮毂电机(或液压马达)驱动和轮足结构的多轴全地形轮式车。

背景技术：

目前轮式车具有平地快速行驶能力，但在复杂地形条件下，越障通行能力差，不利于山地及丛林地区行走和灵活机动；而步行机械可以在山地行走，但限于其行走机构特点，在平地上行动迟缓，不利于平原和公路上的快速行驶；而具有步行机能的轮足车可以将二者有机结合，兼具山地越障和平地快驶的性能；同时，多轮承载与驱动有利于改善车辆越野和软路面通行能力；因此，该轮式车对于提高边境巡逻、山地作战、抢险救灾车辆的机动能力具有重大意义。

发明内容：

因此，本发明的目的在于提供一种具有车轮高速行驶和轮足步行越障的全地形机动平台，以提高现有车辆既有快速行驶机动能力，又有快速越障通行能力。

具体的，本发明实例中的多轴轮式全地形车，由车体、摆动油缸、摇臂、驱动车轮、液压泵站、刹车***、电源***、操控***组成，其特征是：

车体，呈框架式结构，两侧焊接有内外支承固定板，固定板上通过分别安装内外轴承座，支承并固定着多根摇臂轴，摇臂轴可相对于车体旋转并左右对称分布，摇臂轴作为摇臂一部分连接着摇臂和驱动车轮，车体上还安装有泵站***、刹车***、电源***和操控***；

驱动车轮，它由驱动电机(或液压马达)、轮毂、轮胎、轮轴组成，可以是6轮或8轮，且左右对称安装布置，驱动电机(或液压马达)安装在轮毂内，可绕不动轮轴旋转，通过电线(或管路)提供能源和控制，实现车辆的前进、倒驶和转向，并通过轮轴固定在两侧的减震立柱下端，轮毂上装有轮胎，驱动电机(或液压马达)一侧固定有刹车盘；

摇臂，由摇臂轴、摆动板、摇臂座、伸缩油缸、导向机构、下固定座、减震立柱组成，其下端固定着驱动车轮，上端经摇臂轴安装在车体上，可带动驱动车轮相对于车体实现摆动；

减震立柱，位于摇臂最下端，由活塞杆和减震筒组成，每个摇臂上装有两个，在杆与筒之间装有减震器，兼具减震和导向功能，两根活塞杆上端固定在下固定座上，两个减震筒下端固定在车轮轮轴的两侧，两杆和两筒上下同宽，车轮随轮轴相对于下固定座可上下弹性移动来减震，一侧减震筒上还固定有刹车下泵，与刹车盘配合来实现车轮的机械制动；

下固定座，用来连接上方的伸缩油缸、导向机构和下方的两根减震立柱，将伸缩油缸活塞杆、导向机构导向杆和下方的两根减震立柱活塞杆固定在一起，可整体移动；

伸缩油缸，装在摇臂座和下固定座之间，通过油缸伸缩可调节摇臂长度，从而实现车姿高低的调整，该油缸上还装有双向液压锁，可实现摇臂长度在油缸行程内任一位置的锁定；

导向机构，位于摇臂座和下固定座之间，与伸缩油缸平行安装，由导向杆、导向套和直线轴承组成，导向杆固定在下固定座上，导向套内装有直线轴承，并固定在摇臂座上，二者同轴线安装，可伸缩导向，它与伸缩油缸配合，可防止下固定座相对于摇臂座的转动，从而保证了摇臂伸缩时车轮方向与车体保持一致；

摇臂座位于摇臂上端，固定在摇臂轴一端，用来连接摇臂轴、伸缩油缸和导向机构，将摇臂轴、伸缩油缸缸体、导向机构导向套固定在一起，可整体旋转；

摇臂轴，它通过内外轴承座安装在车体上，一端伸出车体固定着摇臂座，可带动摇臂旋转，内侧固定着摆动板，摆动板上安装有销轴，与摆动油缸活塞杆销孔的关节轴承连接，经摆动油缸可带动摆动板及摇臂轴旋转，从而实现摇臂的大角度摆动；

摆动油缸，其缸筒一端铰接在车体的支座上，另一端活塞杆销孔与摆动板上销轴铰接，这样，摆动油缸伸缩可带动摆动板及摇臂轴旋转，从而实现摇臂的大角度摆动；该油缸上还装有双向液压锁，可实现摇臂摆动角度在油缸行程内任一位置的锁定；

液压泵站为摆动油缸、伸缩油缸提供动力源，对装有液压马达驱动车轮的车辆，也可为其提供动力；

刹车***，由刹车踏板、刹车总泵、刹车真空助力泵、刹车管路、驱动车轮处的刹车盘、刹车下泵等组成，实现车辆的机械制动和驻车；

电源***，由电瓶及电源管理***组成，为车辆和装有轮毂电机驱动车轮的车辆提供动力源；

操控***，由机械操纵、电器控制、液压控制等***组成，实现对摆动油缸、伸缩油缸、驱动车轮电机或液压马达运行的协调控制，有效保障车辆的行驶和越障通行能力；

在本发明实例中，车辆在平坦地面上行驶时，前进与倒驶是通过调节控制驱动车轮内的电机或马达旋转速度和方向来实施，其多轮同步与防打滑功能可由电机或液压马达的电控***来实现；

在本发明实例中，行驶中转向通过左右两侧车轮速度差来实现，当地面转向阻力较大时或原地转向时，可通过摆动油缸旋转前后摇臂轴来抬升车轮，实现中间两轴车轮转向，在原地还可实现中心零半径转向；也可只抬升一端车轮(前或后)，实现三轴车轮转向；

在本发明实例中，通过控制摆动油缸和伸缩油缸，并在驱动车轮制动和驱动状态配合下，实现车辆步态行走和越障机能；

在本发明实例中，可依托车辆状态感知和电控***，通过控制伸缩油缸和摆动油缸的动作，行驶中可自动调节车辆距地高度和保持车体水平姿态；

在本发明实例中，通过控制摆动油缸可抬升车轮至车体底平面以上位置，车尾再安装操舟机后，可实现在水中船型航行功能；

上述说明仅是本发明技术方案和性能的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，而可按照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明能够更明显易懂，以下特举较佳实施例。

附图说明：

图1是本发明具体实施的8×8全地形轮式车轴测图。

图2是本发明具体实施的8×8全地形轮式车四视图。

图3是本发明具体实施的8×8全地形轮式车单轮结构图。

图4是本发明具体实施的8×8全地形轮式车双轮结构图。

图5是本发明具体实施的8×8全地形轮式车提升后轴测图。

图6是本发明具体实施的8×8全地形轮式车抬顶后四视图。

图7是本发明具体实施的8×8全地形轮式车前后轮抬升转向时四视图。

图8是本发明具体实施的8×8全地形轮式车摇臂摆动后四视图。

具体实施方式：

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

本发明实例中的多轴轮式全地形车，由车体、摆动油缸、摇臂、驱动车轮、液压泵站、刹车***、电源***、操控***组成，请参阅图1、图2和图3，其特征是：

车体2，呈框架式结构，两侧焊接有内外支承固定板33，固定板上通过分别安装内轴承座1和外轴承座6，支承并固定着多根摇臂轴(7、20、23、27)，轴承座安装有锥轴承36，可承受来自摇臂轴的径向和轴向力，摇臂轴可相对于车体2旋转并左右对称分布，摇臂轴作为摇臂一部分连接着摇臂和驱动车轮，车体上还安装有泵站***30、刹车***、电源***和操控***31；

驱动车轮，它由驱动电机(或液压马达)16、轮毂44、轮胎17、轮轴43组成，可以是6轮或8轮，且左右对称安装布置，驱动电机(或液压马达)16安装在轮毂44内，可绕不动轮轴43旋转，通过电线(或管路)提供能源和控制，实现车辆的前进、倒驶和转向，并通过轮轴43固定在两侧的减震立柱下端，轮毂44上装有轮胎，驱动电机(或液压马达)16一侧固定有刹车盘15；

摇臂，由摇臂轴(7、20、23、27)、摆动板(5、22、24、27)、摇臂座8、伸缩油缸11、导向机构10、下固定座12、减震立柱13组成，其下端固定着驱动车轮，上端经摇臂轴安装在车体2上，可带动驱动车轮相对于车体2实现摆动；

减震立柱13，位于摇臂最下端，由活塞杆41和减震筒42组成，每个摇臂上装有两个，在杆与筒之间装有减震器，兼具减震和导向功能，两根活塞杆41上端固定在下固定座12上，两个减震筒下端固定在车轮轮轴43的两侧，两杆和两筒上下同宽，车轮随轮轴43相对于下固定座12可上下弹性移动来减震，一侧减震筒上还固定有刹车下泵14，与刹车盘15配合来实现车轮的机械制动；

下固定座12，用来连接上方的伸缩油缸11、导向机构10和下方的两根减震立柱13，将伸缩油缸活塞杆39、导向机构导向杆35和下方的两根减震立柱活塞杆41固定在一起，可整体移动；

伸缩油缸11，装在摇臂座8和下固定座12之间，通过油缸伸缩可调节摇臂长度，从而实现车姿高低的调整，该油缸上还装有双向液压锁9，可实现摇臂长度在油缸行程内任一位置的锁定；

导向机构10，位于摇臂座8和下固定座12之间，与伸缩油缸11平行安装，由导向杆35、导向套32和直线轴承组成，导向杆35固定在下固定座上，导向套32内装有直线轴承，并固定在摇臂座8上，二者同轴线安装，可伸缩导向，它与伸缩油缸11配合，可防止下固定座12相对于摇臂座8的转动，从而保证了摇臂伸缩时车轮方向与车体保持一致；

摇臂座8位于摇臂上端，固定在摇臂轴一端，用来连接摇臂轴、伸缩油缸11和导向机构10，将摇臂轴、伸缩油缸缸体34、导向机构导向套32固定在一起，可整体旋转；

摇臂轴(7、20、23、27)，共有8根，它通过内外轴承座安装在车体上，一端伸出车体固定着摇臂座8，可带动摇臂旋转，内侧固定着摆动板(5、22、24、27)，摆动板上安装有销轴，与摆动油缸(活塞杆销孔的关节轴承连接，经摆动油缸可带动摆动板及摇臂轴旋转，从而实现摇臂的大角度摆动；

摆动油缸(4，18，25，26)，其缸筒一端铰接在车体的支座(3、21)上，另一端活塞杆销孔与摆动板(5、22、24、27)上销轴铰接，这样，摆动油缸伸缩可带动摆动板及摇臂轴旋转，从而实现摇臂的大角度摆动；该油缸上还装有双向液压锁19，可实现摇臂摆动角度在油缸行程内任一位置的锁定；

泵站***30为摆动油缸、伸缩油缸提供动力源，对装有液压马达驱动车轮的车辆，也可为其提供动力；

刹车***，由刹车踏板、刹车总泵、刹车真空助力泵、刹车管路、驱动车轮处的刹车盘15、刹车下泵14等组成，实现车辆的机械制动和驻车；

电源***，由电瓶29及电源管理***组成，为车辆电器设备和装有轮毂电机驱动车轮的车辆提供动力源；

操控***31，由机械操纵、电器控制、液压控制等***组成，实现对摆动油缸、伸缩油缸、驱动车轮电机或液压马达运行的协调控制，有效保障车辆的行驶和越障通行能力；

在本发明实例中，车辆在平坦地面上行驶时，前进与倒驶是通过调节控制驱动车轮内的电机或马达旋转速度和方向来实施，其多轮同步与防打滑功能可由电机或液压马达的电控***来实现；

在本发明实例中，请参阅图7，行驶中转向通过左右两侧车轮速度差来实现，当地面转向阻力较大时或原地转向时，可通过旋转前后摇臂轴来抬升车轮，实现中间两轴车轮转向，在原地还可实现中心零半径转向；也可只抬升一端车轮(前或后)，实现三轴车轮转向；

在本发明实例中，请参阅图8，通过控制摆动油缸和伸缩油缸，并在驱动车轮制动和驱动状态配合下，实现车辆步态行走和越障机能；

在本发明实例中，请参阅图5和图8，可依托车辆状态感知和电控***，通过控制伸缩油缸和摆动油缸的动作，行驶中可自动调节车辆距地高度和保持车体水平姿态；

在本发明实例中，请参阅图6，通过控制摆动油缸可抬升车轮至车体底平面以上位置，车尾再安装操舟机后，可实现在水中船型航行功能；

本发明的其它实施例还包括上述各实施例中的技术特征相互组合所形成的能够实施的技术方案。

图1中，左侧摇臂轴有4根，分别是一轴7、二轴20、三轴23、四轴27；摆动板四块，分别是一轴5、二轴22、三轴24、四轴28，初始位置时首尾的朝上连油缸活塞杆，中间的朝下连接，前后对称分布；摆动油缸四套，分别是一轴4、二轴18、三轴25、四轴26，一轴4、四轴26缸体固定在车体下部，二轴18、三轴25缸体固定在车体上部，前后对称分布，且互不干涉；右侧与左侧数目相同，且对称布置。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种多轴轮式全地形车，其特征是：该车由车体、摆动油缸、摇臂、驱动车轮、泵站***、刹车***、电源***、操控***组成；

车体，呈框架式结构，两侧焊接有内外支承固定板，固定板上通过分别安装内外轴承座，支承并固定着多根摇臂轴，摇臂轴可相对于车体旋转并左右对称分布，摇臂轴连接着摇臂和驱动车轮，车体上还安装有泵站***、刹车***、电源***和操控***；

驱动车轮，它由驱动电机或液压马达、轮毂、轮胎、轮轴组成，可以是6轮或8轮，且左右对称安装布置，驱动电机或液压马达安装在轮毂内，可绕不动轮轴旋转，通过电线或管路提供能源和控制，实现车辆的前进、倒驶和转向，并通过轮轴固定在两侧的减震立柱下端，轮毂上装有轮胎，驱动电机或液压马达一侧固定有刹车盘；

摇臂，由摇臂轴、摆动板、摇臂座、伸缩油缸、导向机构、下固定座、减震立柱组成，其下端固定着驱动车轮，上端经摇臂轴安装在车体上，可带动驱动车轮相对于车体实现摆动；

减震立柱，位于摇臂最下端，由活塞杆和减震筒组成，每个摇臂上装有两个，在杆与筒之间装有减震器，兼具减震和导向功能，两根活塞杆上端固定在下固定座上，两个减震筒下端固定在车轮轮轴的两侧，两杆和两筒上下同宽，车轮随轮轴相对于下固定座可上下弹性移动来减震，一侧减震筒上还固定有刹车下泵，与刹车盘配合来实现车轮的机械制动；

下固定座，用来连接上方的伸缩油缸、导向机构和下方的两根减震立柱，将伸缩油缸活塞杆、导向机构导向杆和下方的两根减震立柱活塞杆固定在一起，可整体移动；

伸缩油缸，装在摇臂座和下固定座之间，通过油缸伸缩可调节摇臂长度，从而实现车姿高低的调整，该油缸上还装有双向液压锁，可实现摇臂长度在油缸行程内任一位置的锁定；

导向机构，位于摇臂座和下固定座之间，与伸缩油缸平行安装，由导向杆、导向套和直线轴承组成，导向杆固定在下固定座上，导向套内装有直线轴承，并固定在摇臂座上，二者同轴线安装，可伸缩导向，它与伸缩油缸配合，可防止下固定座相对于摇臂座的转动，从而保证了摇臂伸缩时车轮方向与车体保持一致；

摇臂座位于摇臂上端，固定在摇臂轴一端，用来连接摇臂轴、伸缩油缸和导向机构，将摇臂轴、伸缩油缸缸体、导向机构导向套固定在一起，可整体旋转；

摇臂轴，它通过内外轴承座安装在车体上，一端伸出车体固定着摇臂座，可带动摇臂旋转，内侧固定着摆动板，摆动板上安装有销轴，与摆动油缸活塞杆销孔的关节轴承连接，经摆动油缸可带动摆动板及摇臂轴旋转，从而实现摇臂的大角度摆动；

摆动油缸，其缸筒一端铰接在车体的支座上，另一端活塞杆销孔与摆动板上销轴铰接，这样，摆动油缸伸缩可带动摆动板及摇臂轴旋转，从而实现摇臂的大角度摆动；该油缸上还装有双向液压锁，可实现摇臂摆动角度在油缸行程内任一位置的锁定；

液压泵站为摆动油缸、伸缩油缸提供动力源，对装有液压马达驱动车轮的车辆，也可为其提供动力；

刹车***，由刹车踏板、刹车总泵、刹车真空助力泵、刹车管路、驱动车轮处的刹车盘、刹车下泵等组成，实现车辆的机械制动和驻车；

电源***，由电瓶及电源管理***组成，为车辆和装有轮毂电机驱动车轮的车辆提供动力源；

操控***，由机械或遥控操纵、电器控制、液压控制等***组成，实现对摆动油缸、伸缩油缸、驱动车轮电机或液压马达运行的协调控制，有效保障车辆的行驶和越障通行能力。

2.根据权利要求1所述多轴轮式全地形车，其特征是：所述车辆在平坦地面上行驶时，前进与倒驶是通过调节控制驱动车轮内的电机或马达旋转速度和方向来实施，其多轮同步与防打滑功能通过电机电控***或液压马达控制***来实现。

3.根据权利要求1所述多轴轮式全地形车，其特征是：所述车辆行驶中转向通过左右两侧车轮速度差来实现，当地面转向阻力较大或原地转向时，可通过摆动油缸旋转前后摇臂轴来抬升车轮，实现中间两轴车轮转向，在原地还可实现中心零半径转向；也可只抬升一端车轮(前或后)，实现三轴车轮转向。

4.根据权利要求1所述多轴轮式全地形车，其特征是：所述车辆通过控制摆动油缸和伸缩油缸，并在驱动车轮制动和驱动状态配合下，实现车辆步态行走和越障机能。

5.根据权利要求1所述多轴轮式全地形车，其特征是：所述车辆可依托车辆状态感知和电控***，通过控制伸缩油缸和摆动油缸的动作，行驶中可自动调节车辆距地高度和保持车体水平姿态。

6.根据权利要求1所述多轴轮式全地形车，其特征是：所述车辆通过控制摆动油缸可抬升车轮至车体底平面以上位置，车尾再安装操舟机后，可实现在水中船型航行功能。