CN113665695A - 一种可升降带驱动履带行走机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种可升降带驱动履带行走机构，在陆上松软路况下，通过多级伸缩油缸的外伸依次实现多级伸缩臂及履带行走单元的外伸直至履带接触地面，该使用工况下，履带行走单元用于分担整车载荷，增大了整车车轮和履带的接地面积，降低了整车的接地比压，可改善整车在松软路况下的通过性；在水上工况下，为了降低可升降带驱动履带行走机构带来的水上阻力，可以通过控制多级伸缩油缸的收缩，从而将多级伸缩臂及履带行走单元完全收缩到车体内部，可以最大限度降低该机构的水上阻力问题，尽可能降低该机构对整车的水上航速影响。
Description
技术领域
本发明属于重载特种车辆技术领域，具体涉及一种可升降带驱动履带行走机构。
背景技术
对于重载特种车辆而言，为了提升整车全域高通过高机动性，亟需解决整车在滩涂、沙漠、沼泽等送软路况下的通过能力，降低整车接地比压，改善车轮沉陷，且在车轮沉陷于松软路况下，整车应该有足够的驱动力用于克服行驶阻力。对于某些两栖车辆，提升整车在松软路况高通过能力的同时，还要兼顾到降低整车在水上的航行水阻，不能影响到整车在水上的正常航速。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种可升降带驱动履带行走机构，可以提升改善重载特种车辆在松软路况的高通过能力。
一种可升降带驱动履带行走机构，包括多级伸缩臂(1)、多级伸缩油缸(2)、履带行走单元(3)以及车体(7)；
多级伸缩臂(1)上端固定在车体(7)的下部，多级伸缩臂(1)的下端固定连接在履带行走单元(3)上；
多级伸缩油缸(2)上端与多级伸缩臂(1)上端连接，下端与多级伸缩臂(1)下端连接；多级伸缩油缸(2)通过外伸与收缩，带动多级伸缩臂(1)动作，最终实现履带行走单元(3)的收放；
所述履带行走单元(3)被放置到地面后，驱动车体(7)完成行走功能。
较佳的，履带行走单元(3)包括转接支架(301)、承载弹簧(302)、橡胶履带(303)、诱导轮(304)、行走梁(305)、负重轮(306)、行走驱动马达(307)、主动盘(308)、支架销轴(309)、前承载弹簧(3021)、后承载弹簧(3022)；
行走梁(305)的前、后两端分别连接诱导轮(304)和主动盘(308)，橡胶履带(303)安装在诱导轮(304)和主动盘(308)上；
负重轮(306)安装在行走梁(305)的下端，用于承载整个履带行走单元(3)的载荷；
行走驱动马达(307)用于驱动主动盘(308)转动；
履带行走单元(3)通过转接支架(301)的上端与多级伸缩臂(1)固定连接，转接支架(301)通过下端的支架销轴(309)与行走梁(305)上端铰接；
承载弹簧(302)包括前承载弹簧(3021)和后承载弹簧(3022)，前承载弹簧(3021)安装在转接支架(301)上端前侧与行走梁(305)之间，后承载弹簧(3022)安装在转接支架(301)上端后侧与行走梁(305)之间。
较佳的，所述多级伸缩臂(1)包括外臂(101)、中臂(102)、内臂(103)；外臂(101)、中臂(102)和内臂(103)从外到内依次套接，并可相对滑动，形成多级伸缩结构。
较佳的，所述多级伸缩油缸(2)包括上连接点(201)、外筒(202)、中筒(203)、内活塞杆(204)、下连接点(205)、油口(206)；中筒(203)位于外筒(202)内，内活塞杆(204)位于中筒(203)内，外筒(202)的前端封闭，外侧设置上连接点(201)，多级伸缩油缸(2)上端通过上连接点(201)与多级伸缩臂(1)通过销轴连接；内活塞杆(204)的尾端设置有下连接点(205)，多级伸缩油缸(2)下端通过下连接点(205)与多级伸缩臂(1)通过销轴连接；外筒(202)的前端设置有联通到其腔体内部的油口(206)，用于实现压力油供油和回油。
进一步的，还包括蓄能器(4)，其内部充满高压氮气，通过管路与多级伸缩油缸(2)的外筒(202)串通。
进一步的，还包括升降液压管路(5)，用于实现多级伸缩油缸(2)的压力油供油和回油。
进一步的，还包括驱动行走液压管路(6)，用于实现履带行走单元(3)压力油的输送和切换。
本发明具有如下有益效果：
针对上述问题，本发明提出了一种可升降带驱动履带行走机构，在陆上松软路况下，启动液压油源，压力油输送到多级伸缩油缸内部，通过多级伸缩油缸的外伸依次实现多级伸缩臂及履带行走单元的外伸直至履带接触地面，该使用工况下，履带行走单元用于分担整车载荷，增大了整车车轮和履带的接地面积，降低了整车的接地比压，可改善整车在松软路况下的通过性；在水上工况下，为了降低可升降带驱动履带行走机构带来的水上阻力，可以通过控制多级伸缩油缸的收缩，从而将多级伸缩臂及履带行走单元完全收缩到车体内部，可以最大限度降低该机构的水上阻力问题，尽可能降低该机构对整车的水上航速影响；
通过在多级伸缩臂之间设置承载弹簧，用于提供反向弹簧力，从而达到抑制调整履带行走单元的俯仰趋势的目的，保证履带行走单元的均匀接地性；可以根据承载变化进行快速更换，从而适应不同的载荷调节；
设有蓄能器与多级伸缩油缸(的大腔串接，起到行驶时缓冲地面冲击及降低多级伸缩油缸内部压力峰值的作用。
附图说明
图1可升降带驱动履带行走机构总成示意图；
图2多级伸缩臂结构示意图；
图3多级伸缩油缸结构示意图；
图4履带行走单元结构示意图；
图5可升降带驱动履带行走机构外伸/收缩示意图；
图6可升降带驱动履带行走机构液压驱动示意图；
图7多级伸缩臂外伸/收缩示意图；
图8承载弹簧的履带行走单元行走示意图。
其中，1-多级伸缩臂、2-多级伸缩油缸、3-履带行走单元、4-蓄能器、5-升降液压管路、6-驱动行走液压管路、7-车体、101-外臂、102-中臂、103-内臂、104-下铰接点、105-上铰接点、106-下固定螺栓、107-上固定螺栓、201-上连接点、202-外筒、203-中筒、204-内活塞杆、205-下连接点、206-油口、301-转接支架、3011-连接孔、302-承载弹簧、303-橡胶履带、304-诱导轮、305-行走梁、306-负重轮、307-行走驱动马达。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明的一种可升降带驱动履带行走机构，包括多级伸缩臂1、多级伸缩油缸2、履带行走单元3、蓄能器4、升降液压管路5、驱动行走液压管路6、车体7等。
多级伸缩臂1主要由外臂101、中臂102、内臂103、下铰接点104、上铰接点105、下固定螺栓106、上固定螺栓107等部分组成，外臂101、中臂102和内臂103从外到内依次套接，并可相对滑动，因此形成多级伸缩结构；多级伸缩臂1上端通过数颗上固定螺栓107安装固定在车体7上对应的安装连接板上；多级伸缩臂1下端通过数颗下固定螺栓106与履带行走单元3固定连接，多级伸缩臂1上设有机械锁止机构防止跌落。多级伸缩臂1起到承载、导向的作用。
多级伸缩油缸2主要由上连接点201、外筒202、中筒203、内活塞杆204、下连接点205、油口206等部分组成；中筒203位于外筒202内，内活塞杆204位于中筒203内，外筒202的前端封闭，外侧设置上连接点201，多级伸缩油缸2上端通过上连接点201与多级伸缩臂1上的上铰接点105通过销轴连接；内活塞杆204的尾端设置有下连接点205，多级伸缩油缸2下端通过下连接点205与多级伸缩臂1上的下铰接点104通过销轴连接；外筒202的前端设置有联通到其腔体内部的油口206，油口206与升降液压管路5连接，用于实现压力油供油和回油。多级伸缩油缸2通过充放油实现大行程外伸与收缩，从而实现伸缩臂的大行程外伸和收缩，最终实现履带行走单元3的收放。
履带行走单元3主要由转接支架301、承载弹簧302、橡胶履带303、诱导轮304、行走梁305、负重轮306、行走驱动马达307、主动盘308、支架销轴309、前承载弹簧3021、后承载弹簧3022等部分组成；行走梁305是主体架构，用于承载，履带行走单元3各组成部件均安装固定在行走梁305上；行走梁305的前、后两端分别连接诱导轮304和主动盘308，橡胶履带303安装在诱导轮304和主动盘308，并由诱导轮304的张紧器撑紧；负重轮306安装在行走梁305的下端，用于承载整个履带行走单元3的载荷；行走驱动马达307是履带行走单元3的驱动动力源，通过将压力油输送到行走驱动马达307内部，驱动主动盘308转动，再通过橡胶履带303带动诱导轮304转动，由此实现整个履带行走单元3的正常行驶功能。
履带行走单元3通过转接支架301与多级伸缩臂1固定连接，转接支架301通过支架销轴309与行走梁305上端铰接；转接支架301上端设置有连接孔3011，用于与多级伸缩臂1上的下固定螺栓106来实现固定连接；
承载弹簧302包括前承载弹簧3021和后承载弹簧3022，前承载弹簧3021安装在转接支架301上端前侧与行走梁305之间，后承载弹簧3022安装在转接支架301上端后侧与行走梁305之间。两个承载弹簧用于承载，抑制履带行走单元3俯仰趋势，且承载弹簧302采用模块化设计，可根据不同的载荷进行弹簧更换，快速调整承载能力。
蓄能器4内部充满高压氮气，通过管路与多级伸缩油缸2的大腔串通，主要起到缓冲作用，用于降低多级伸缩油缸2内部压力峰值。
升降液压管路5主要由供油管路、回油管路组成，升降液压管路5与多级伸缩油缸2上的油口206连接，实现压力油的输送和切换。
驱动行走液压管路6主要由行走马达供油管路、行走马达回油管路、行走马达泄油管路组成，驱动行走液压管路6与行走驱动马达307上对应的油口连接，实现马达驱动行驶。
按照先后顺序说明一种可升降带驱动履带行走机构组装方法：
a.将多级伸缩臂1的外臂101、中臂102组装在一起，在组装内臂103之前，先将多级伸缩油缸2安装到位，具体是将多级伸缩油缸2上的上连接点201与多级伸缩臂1上的上铰接点105通过销轴连接，将多级伸缩油缸2上的下连接点205与多级伸缩臂1上的下铰接点104通过销轴连接。最后，将内臂103安装到中臂102上，完成多级伸缩臂1与多级伸缩油缸2的组装；
b.将组装好的履带行走单元3与多级伸缩臂1固定连接。具体是将履带行走单元3转接支架301上的连接孔3011与多级伸缩臂1上的下固定螺栓106连接，完成履带行走单元3与多级伸缩臂1的固定安装；
c.将多级伸缩臂1上的上固定螺栓107于车体7对应的安装孔固定连接，完成可升降带驱动履带行走机构与车体的总装。
下面说明可升降带驱动履带行走机构具体工作原理：
a.外伸控制功能
当车辆行驶至松软路况时，需要控制可升降履带行走单元外伸至地面。具体流程是：控制器从CAN总线接到升降控制执行指令，触发启动液压油源输出高压油至多级伸缩油缸2内部大腔，在高压油作用下，多级伸缩油缸2依次外伸中筒203、内活塞杆204，同步依次外伸多级伸缩臂1的中臂102、内臂103。与此同时，多级伸缩油缸2小腔的油液排回至液压油源，至此完成履带行走单元的外伸功能。
b.内收控制功能
当车辆切换至水上工况时，为了降低水阻，需要将履带行走单元3内收至车体7内部。具体流程是：控制器从CAN总线接到升降控制执行指令，触发启动液压油源输出高压油至多级伸缩油缸2内部小腔，在高压油作用下，多级伸缩油缸2依次内收内活塞杆204、中筒203，同步依次内收多级伸缩臂1的内臂103、中臂102。与此同时，多级伸缩油缸2大腔的油液排回至液压油源，至此完成履带行走单元的内收功能。
c.履带行走单元驱动行驶功能
控制器从CAN总线接到驱动行驶执行指令后，触发启动液压油源输出高压油至行走驱动马达307，行走驱动马达307带动主动盘308、主动盘308驱动橡胶履带303，完成驱动行驶机能。在松软路况行驶时，承载弹簧302用于时时抑制履带行走单元3的整体俯仰，保证履带行走单元3良好的均匀接地性。如果没有承载弹簧302将会导致履带行走单元3的俯仰问题。
针对履带行走单元3的俯仰行驶问题，结合图8做进一步说明。当履带行走单元3松软路况行驶时出现仰头趋势时，履带行走单元3势必会绕支架销轴309做旋转仰头趋势，此时前承载弹簧3021会被压缩，后承载弹簧3022会被拉伸，则前承载弹簧3021和后承载弹簧3022均会提供反向弹簧力，抑制履带行走单元3的仰头趋势，尽量保证履带行走单元3的均匀接地性；当履带行走单元3松软路况行驶时出现俯趴趋势时，履带行走单元3势必会绕支架销轴309做旋转俯趴趋势，此时前承载弹簧3021会被拉伸，后承载弹簧3022会被压缩，则前承载弹簧3021和后承载弹簧3022均会提供反向弹簧力，抑制履带行走单元3的俯趴趋势，尽量保证履带行走单元3的均匀接地性。
d.履带行走单元行驶缓冲功能
履带行走单元3在陆上行驶时，当遇到路面凸起或者地面激励较大时，履带行走单元3势必会受到地面施加的垂直向上的作用力，此时多级伸缩油缸2将直接受到地面激励的冲击，如果没有缓冲措施，那么多级伸缩油缸2内部将会迅速产生高压油压峰值，会造成密封损坏及振动冲击等不利后果。而采用蓄能器4后，通过将蓄能器4与多级伸缩油缸2串接在一起，可以充分利用内部的高压氮气压缩缓冲功能，将地面传递过来的冲击及时进行缓冲，有效降低压力峰值和垂向振动加速度，改善行驶平顺性。
本发明的有益效果是：实现了可升降带驱动履带行走机构的快速升降收放，降低了整车在松软路况下的接地压力和车轮沉陷，提高了通过性；履带行走单元自带驱动力，能够有效辅助提升整车在松软路况下的前进驱动力。同时通过履带行走单元的快速内收到车体内部，可以最大可能降低水上工况下履带行走单元带来的水上阻力问题，减小对水上最大航速的影响。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种可升降带驱动履带行走机构，其特征在于，包括多级伸缩臂(1)、多级伸缩油缸(2)、履带行走单元(3)以及车体(7)；
多级伸缩臂(1)上端固定在车体(7)的下部，多级伸缩臂(1)的下端固定连接在履带行走单元(3)上；
多级伸缩油缸(2)上端与多级伸缩臂(1)上端连接，下端与多级伸缩臂(1)下端连接；多级伸缩油缸(2)通过外伸与收缩，带动多级伸缩臂(1)动作，最终实现履带行走单元(3)的收放；
所述履带行走单元(3)被放置到地面后，驱动车体(7)完成行走功能。
2.如权利要求1所述的一种可升降带驱动履带行走机构，其特征在于，履带行走单元(3)包括转接支架(301)、承载弹簧(302)、橡胶履带(303)、诱导轮(304)、行走梁(305)、负重轮(306)、行走驱动马达(307)、主动盘(308)、支架销轴(309)、前承载弹簧(3021)、后承载弹簧(3022)；
行走梁(305)的前、后两端分别连接诱导轮(304)和主动盘(308)，橡胶履带(303)安装在诱导轮(304)和主动盘(308)上；
负重轮(306)安装在行走梁(305)的下端，用于承载整个履带行走单元(3)的载荷；
行走驱动马达(307)用于驱动主动盘(308)转动；
履带行走单元(3)通过转接支架(301)的上端与多级伸缩臂(1)固定连接，转接支架(301)通过下端的支架销轴(309)与行走梁(305)上端铰接；
承载弹簧(302)包括前承载弹簧(3021)和后承载弹簧(3022)，前承载弹簧(3021)安装在转接支架(301)上端前侧与行走梁(305)之间，后承载弹簧(3022)安装在转接支架(301)上端后侧与行走梁(305)之间。
3.如权利要求1所述的一种可升降带驱动履带行走机构，其特征在于，所述多级伸缩臂(1)包括外臂(101)、中臂(102)、内臂(103)；外臂(101)、中臂(102)和内臂(103)从外到内依次套接，并可相对滑动，形成多级伸缩结构。
4.如权利要求1所述的一种可升降带驱动履带行走机构，其特征在于，所述多级伸缩油缸(2)包括上连接点(201)、外筒(202)、中筒(203)、内活塞杆(204)、下连接点(205)、油口(206)；中筒(203)位于外筒(202)内，内活塞杆(204)位于中筒(203)内，外筒(202)的前端封闭，外侧设置上连接点(201)，多级伸缩油缸(2)上端通过上连接点(201)与多级伸缩臂(1)通过销轴连接；内活塞杆(204)的尾端设置有下连接点(205)，多级伸缩油缸(2)下端通过下连接点(205)与多级伸缩臂(1)通过销轴连接；外筒(202)的前端设置有联通到其腔体内部的油口(206)，用于实现压力油供油和回油。
5.如权利要求4所述的一种可升降带驱动履带行走机构，其特征在于，还包括蓄能器(4)，其内部充满高压氮气，通过管路与多级伸缩油缸(2)的外筒(202)串通。
6.如权利要求1所述的一种可升降带驱动履带行走机构，其特征在于，还包括升降液压管路(5)，用于实现多级伸缩油缸(2)的压力油供油和回油。
7.如权利要求1所述的一种可升降带驱动履带行走机构，其特征在于，还包括驱动行走液压管路(6)，用于实现履带行走单元(3)压力油的输送和切换。
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| CN (1) | CN113665695A (zh) |
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- 2021-07-16 CN CN202110803827.6A patent/CN113665695A/zh active Pending
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