CN113200098B - 一种特种装备驱动*** - Google Patents

一种特种装备驱动*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种特种装备驱动***。其具体包括：动力模块、后液压驱动***以及控制***；后液压驱动***包括：后驱液压泵、后驱液压马达、腿足液压执行部件以及后驱液压油路；后驱液压油路包括腿足液压油路及后轮液压油路；腿足液压油路以及后轮液压油路上分别设置有开关模块，在开关模块的下游，腿足液压油路与后轮液压油路相接且能向后轮液压油路单向供能；后轮驱动时，后驱液压泵通过后轮液压油路直接驱动后驱液压马达输出转矩，进而带动后轮转动；轮腿复合驱动时，后轮液压油路切断，后驱液压泵通过腿足液压油路同时向后轮和腿足液压执行部件供能。本发明的特种装备驱动***使装备的承载力更强，能够适应的使用需求更多更广。

Description

一种特种装备驱动***
技术领域
本发明涉及一种特种装备驱动***。
背景技术
随着装备制造技术的不断发展，能够适应更多使用环境和使用场合的新式整备也陆续出现。如申请公布号为CN112590964A的中国发明专利所公开的一种轮腿复合式机器人，其包括处于主体两侧的两对四个驱动轮，以及处于主体左右两侧和前后两端的六个腿足机构，通过轮腿的相互配合能够实现轮式模式、腿式模式以及越障模式。但是这种轮腿复合装备通过电力驱动，其承载能力较差，在一些高原低温以及峻险山地等恶劣环境使用性能较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种特种装备驱动***，用以解决现有的轮腿复合装备驱动性能较差的问题。
本发明的特种装备驱动***包括：
动力模块、后液压驱动***以及连接动力模块和后液压驱动***的控制***；
后液压驱动***包括：
后驱液压泵、后驱液压马达、腿足液压执行部件以及后驱液压油路；
后驱液压油路包括连接后驱液压泵和腿足液压执行部件的腿足液压油路、连接后驱液压泵和后驱液压马达的后轮液压油路，腿足液压执行部件用于驱动腿足机构动作，后驱液压马达用于与后轮传动连接；
腿足液压油路以及后轮液压油路上分别设置有开关模块，在开关模块的下游，腿足液压油路与后轮液压油路相接且能向后轮液压油路单向供能；
后轮驱动时，后驱液压泵通过后轮液压油路直接驱动后驱液压马达输出转矩，进而带动后轮转动；
轮腿复合驱动时，后轮液压油路切断，后驱液压泵通过腿足液压油路同时向后轮和腿足液压执行部件供能。
本发明的特种装备驱动***通过液压***对后轮和腿足机构进行驱动，使装备的承载力更强，对高原低温以及险峻山地等恶劣环境具有更强的适用性，而且通过本发明的驱动***能够分别实现单独的后轮驱动以及后轮和腿足机构复合驱动的模式，能够适应的使用需求更多更广。
进一步的，所述开关模块为串接在对应油路上的开关阀，开关阀结构简单，集成度高，便于控制，有利于实现装备的轻量化和集成化。
进一步的，腿足液压油路上设置有恒压模块，腿足液压油路通过所述恒压模块连接后轮液压油路。如此在轮腿复合驱动时，能够通过恒压模块分别向后轮和腿足机构供给高压油，保证后轮和腿足机构稳定可靠的动力输出。
更进一步的，恒压模块与后轮液压油路之间设置有比例阀，且在轮腿复合驱动时，通过比例阀控制后驱液压马达。通过比例阀控制后驱液压马达，便于对后轮和腿足机构的动力输出进行协调控制，控制更加灵活方便。
作为一种优选的方案，后驱液压马达传动连接至后驱动桥并通过后驱动桥带动后轮转动。通过后驱动桥集中输出转矩，能够方便的实现两个后轮的配合输出，而且这样的传动构型结构简单，降低了装备结构的复杂程度，能够在良好路面行驶时为装备提供可靠稳定的驱动力。
另外，特种装备驱动***还包括前轮驱动***，前轮驱动***与控制***连接，且能够配合液压驱动***实现同步驱动。通过设置前轮驱动***，能够使装备实现两驱和四驱的驱动模式，提高了装备的行驶能力，适应更多地形环境。
优选地，所述前轮驱动***为前液压驱动***，如此在保证较强承载力和适应性的同时，还能够与后液压驱动***共用一些液压部件，降低了装备结构的复杂程度。
作为一种优选的方案，前液压驱动***包括前驱液压泵、前驱液压马达以及连接两者的前驱液压油路，前驱液压马达为轮边马达。前轮采用分布式液压马达驱动，可在越野和爬坡工况参与工作，用于提高平台的通过能力。
此外，优选地，所述后驱液压泵为闭式泵，这样更有利于实现装备的减重优化。
附图说明
图1为本发明的特种装备驱动***的实施例一的液控示意图；
图2为本发明的特种装备驱动***的实施例一的部分液压原理图；
图3为本发明的特种装备驱动***的实施例一中后液压驱动***的驱动简图。
图中：21、前驱液压泵；22、后驱液压泵；30、第一开关阀；31、第二开关阀；4、比例阀；51、后驱液压马达；52、前驱液压马达；6、后驱动桥；70、前轮；71、后轮；8、恒压模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
本发明的特种装备驱动***的具体实施例一：
本发明的特种装备驱动***主要应用于轮腿复合装备，即既包含有驱动车轮，又包含有腿足机构的工程装备。
本实施例的特种装备驱动***主要应用的工程装备包括车体，车体的前后两端分别具有一对前轮和一对后轮，而且，车体的左右两侧分别在车体的长度方向上间隔布置有三条腿足机构，即形成四轮六腿的轮腿复合装备。这种复合装备在使用时，腿足机构可以折叠缩回并使车轮接触地面，以类似传统车辆的方式使用，腿足机构可以伸出着地并与车轮一同输出驱动，此为轮腿复合驱动模式，当然，在一些使用需求下，腿足机构可以伸出着地，车轮通过油气簧提升闭锁，避免对腿足机构运动的干扰，此时通过腿足机构驱动装备行走。
本发明的特种装备驱动***主要是为车轮和腿足机构供能，以实现整个装备在不同模式下的行走。
具体的，图1-3所示，本实施例中特种装备驱动***包括动力模块、后液压驱动***、前轮驱动***以及控制***。控制***与前三者均连接，且能够对前三者进行控制调节。本实施例中，动力模块为发动机，发动机作为原始动力源，能够为其他需能部件提供能量，例如电能、液压能和机械能等。后液压驱动***用于驱动后轮71以及腿足机构，前轮驱动***用于驱动前轮70。
其中，后液压驱动***包括后驱液压泵22、后驱液压马达51、腿足液压执行部件以及后驱液压油路。后驱液压油路包括连接后驱液压泵22和腿足液压执行部件的腿足液压油路、连接后驱液压泵22和后驱液压马达51的后轮液压油路，腿足液压执行部件用于驱动腿足机构动作，后驱液压马达51用于与后轮71传动连接；后轮液压油路以及腿足液压油路上分别设置有开关阀，两个开关阀分别称之为第一开关阀30和第二开关阀31，腿足液压油路上在开关阀的下游还设置有恒压模块8，恒压模块8一方面连接腿足液压执行部件，另一方便通过比例阀4连接至后轮液压油路，且能向后轮液压油路单向供能。如此，通过控制两个开关阀的状态，在后轮71驱动时，后驱液压泵22通过后轮液压油路直接驱动后驱液压马达51输出转矩，进而带动后轮71转动；在轮腿复合驱动时，后轮液压油路切断，后驱液压泵22通过腿足液压油路同时向后轮71和腿足液压执行部件供能，此时后驱动液压马达主要由比例阀4控制。
本实施例中，后液压驱动***的后驱液压泵22优选为闭式泵，且被发动机带动工作，这样更有利于实现装备的减重优化。后驱液压马达51传动连接于后驱动桥6，并通过后驱动桥6采用机械传动的方式向后轮71传递，这种中央液压马达配合机械桥的桥马达驱动方案，为装备在良好路面行驶时提供可靠稳定的驱动力。
前轮驱动***同样为液压***，称之为前液压驱动***，包括前驱液压泵21、前驱液压马达52以及连接两者的前驱液压油路，其中前驱液压泵21同样采用闭式泵，且被发动机带动工作，前驱液压马达52为轮边马达，配置在前轮70内侧，其输出的转矩直接传递至前轮70上。
本实施例的特种装备驱动***的腿足机构和后轮共用一个闭式泵供能，各自形成一条闭式液压***，在控制***的调节控制下，与前轮驱动***相互配合协作能够实现以下驱动模式：
第一种，后驱液压泵直接驱动后驱液压马达，通过后驱动桥向后轮传递扭矩，此为后轮71两驱轮式驱动模式；
第二种，后驱液压泵向恒压模块供油，恒压模块又分别向后驱液压马达和腿足机构供能，后轮和腿足机构复合驱动，此为两驱轮腿复合驱动模式；
第三种，后驱液压泵直接驱动后驱液压马达，通过后驱动桥向后轮传递扭矩，前驱液压泵向前驱压夜马达供油，并驱动前轮转动，此为四驱轮式驱动模式；
第四种，后驱液压泵向恒压模块供油，恒压模块又分别向后驱液压马达和腿足机构供能，后轮和腿足机构复合驱动，同时前驱液压泵向前驱压夜马达供油，并驱动前轮转动，此为四驱轮腿复合驱动模式。
以上几种驱动模式可根据实际使用需求进行切换。在平地行走时，可采用两驱轮式驱动模式，前轮随动转向，或四驱轮式驱动模式；在爬坡或越障等特殊工况下，根据实际情况可采用第二或第四种驱动模式。如此几种驱动模式相互配合，前、后轮以及腿足机构相互协同，大大提高了装备的行走能力。
本发明的特种装备驱动***并不仅限于上文介绍的实施例，以下还提供了其他几种基于本发明的设计构思的变形实施例。
例如在其他实施例中，与上文介绍的实施例不同的是，前驱液压泵以及后驱液压泵均可采用开式泵，以降低装备成本；在轮腿复合驱动时，恒压模块可以配合其他电控阀实现对后驱液压马达的控制，进而实现对后轮输出的控制；后驱液压马达也可以为轮边马达，直接驱动后轮转动，或者，前驱液压马达也可以通过前驱动桥向前轮传递扭矩；前轮驱动***还可以为机械传动驱动***，比如直接从发动机的输出端获取转矩，或者前轮驱动***为电驱动***，即前驱液压马达采用电动马达代替，发动机的输出端连接有发电机，发电机将部分机械能转化为电能后供给电动马达，带动前轮转动。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种特种装备驱动***，其特征是，包括：
动力模块、后液压驱动***以及连接动力模块和后液压驱动***的控制***；
后液压驱动***包括：
后驱液压泵（22）、后驱液压马达（51）、腿足液压执行部件以及后驱液压油路；
后驱液压油路包括连接后驱液压泵（22）和腿足液压执行部件的腿足液压油路、连接后驱液压泵（22）和后驱液压马达（51）的后轮液压油路，腿足液压执行部件用于驱动腿足机构动作，后驱液压马达（51）用于与后轮（71）传动连接；
腿足液压油路以及后轮液压油路上分别设置有开关模块，在开关模块的下游，腿足液压油路与后轮液压油路相接且能向后轮液压油路单向供能；
后轮（71）驱动时，后驱液压泵（22）通过后轮液压油路直接驱动后驱液压马达（51）输出转矩，进而带动后轮（71）转动；
轮腿复合驱动时，后轮液压油路切断，后驱液压泵（22）通过腿足液压油路同时向后轮（71）和腿足液压执行部件供能。
2.根据权利要求1所述的特种装备驱动***，其特征是，所述开关模块为串接在对应油路上的开关阀。
3.根据权利要求1所述的特种装备驱动***，其特征是，腿足液压油路上设置有恒压模块（8），腿足液压油路通过所述恒压模块（8）连接后轮液压油路。
4.根据权利要求3所述的特种装备驱动***，其特征是，恒压模块（8）与后轮液压油路之间设置有比例阀（4），且在轮腿复合驱动时，通过比例阀（4）控制后驱液压马达（51）。
5.根据权利要求1所述的特种装备驱动***，其特征是，后驱液压马达（51）传动连接至后驱动桥（6）并通过后驱动桥（6）带动后轮（71）转动。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的特种装备驱动***，其特征是，特种装备驱动***还包括前轮驱动***，前轮驱动***与控制***连接，且能够配合液压驱动***实现同步驱动。
7.根据权利要求6所述的特种装备驱动***，其特征是，所述前轮驱动***为前液压驱动***。
8.根据权利要求7所述的特种装备驱动***，其特征是，前液压驱动***包括前驱液压泵（21）、前驱液压马达（52）以及连接两者的前驱液压油路，前驱液压马达（52）为轮边马达。
9.根据权利要求1-5任意一项所述的特种装备驱动***，其特征是，所述后驱液压泵（22）为闭式泵。
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