CN205769666U - 非公路车辆和用于非公路车辆的基于轴向的变速器*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及非公路车辆和用于非公路车辆的基于轴向的变速器***。一种非公路车辆具有前底盘部分、后底盘部分、前地面驱动***和后地面驱动***。前底盘部分具有前桥组件，该前桥组件具有前桥外壳和承载前轮毂的前桥轴。后底盘部分具有后桥组件，该后桥组件包括后桥外壳和承载后轮毂的后桥轴。前地面驱动***包括安装到前轮毂的前驱动轮、在前驱动轮前方的经由前驱动框架构件安装到前桥外壳的前惰轮。后地面驱动***具有安装到后轮毂的后驱动轮、在后驱动轮后方的经由后框架构件安装到后桥外壳的后惰轮。

Description

非公路车辆和用于非公路车辆的基于轴向的变速器***

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年2月3日提交的美国临时专利申请第62/111,514号和2015年9月15日提交的美国临时专利申请第62/218,683号的优先权，这两份专利均以引用方式全文并入本文中。

技术领域

本申请涉及非公路车辆和用于非公路车辆的基于轴向的变速器***，并且更具体地涉及提供驱动***的非公路车辆，在该驱动***中，履带驱动单元与轮胎可互换。

背景技术

铰接式四轮驱动车辆已在包括伐木、种植、施工等在内的多种应用中使用。该机器构造在机动性方面提供优点。铰接式车辆的若干示例可见于采用安装在车轮上的充气轮胎的文献中，同时还可见采用履带作为地面接合部件的许多其它示例。存在铰接式框架的使用固有的几何约束，铰接式框架通常需要机器设计者针对具体的地面接合部件来构造机器。

一个示例可见于美国专利第4,072,203号中，其中，描述了带有履带的铰接式车辆，所述履带以具体的方式构造和安装到车辆以改善机动性。另一个应用在美国专利第3,771,241号中有所描述，该专利描述了一种设计用于通用安装的车辆。铰接式转向拖拉机在其在各种各样的条件下操作的能力方面具有优点，特别是对于主要目的是使机器的尺寸最小化的紧凑式机器来说。在一些情况下，在车轮上的充气轮胎提供足够的性能，并且在成本和简单性方面提供优点。然而，当这些机器在草地或完成的绿色空间上操作时，有时希望减少标准轮胎可能产生的草坪干扰。需要一种铰接式四轮驱动车辆，该车辆可配有安装到车轮的充气轮胎或用于地面接合部件的履带单元，以便满足紧凑式通用安装市场变化的需求。还需要一种用于紧凑式铰接框架车辆的简化的高性价比履带驱动***。

用于四轮驱动的驱动***为人们所熟知，并且通常包括桥间差速器，以允许前后速度差和在前桥组件与后桥组件两者中的差异。前桥组件和后桥组件均包括桥外壳，在桥外壳中安装有差速器，并且安装有桥轴。桥轴端接于一体化轮毂或安装到桥轴的轮毂。对于采 用安装到车轮的充气轮胎的机器来说，车轮安装到轮毂，其接着支撑车辆的重量，并且同时将驱动扭矩传递到车轮。

设计为专用履带单元的车辆包括类似的布置，不同的是，桥轴不端接于轮毂，而是端接于驱动链轮。履带组件包括通常安装在框架中的所有履带辊，该组件通常承载在桥外壳上，如在美国专利第4,072,203号中所示。在该传统布置中，车辆的重量由桥外壳支撑，同时桥轴仅必须传递驱动扭矩。该布置提供了履带框架组件，该组件控制所有履带辊的位置，以使它们全部保持对齐，如履带的可靠性能所要求那样。

美国专利第2,309,793号描述了一种不带有用来安装所有履带辊的履带框架的备选的从动履带单元，其包括在外壳中的一对驱动轴，桥外壳安装到框架。一对链轮安装在驱动轴上。一对自由旋转的轴通过轴颈支撑在副桥外壳中的轴承中，副桥外壳定位成平行于驱动轴，并且安装到片簧组件上的框架。一对车轮安装到这些轴。链轮在一侧上安装到驱动轴，车轮在同侧上安装到转轴，并且履带在链轮和车轮上传送。当在俯视图中观察时，由于桥外壳和副桥外壳平行的事实，链轮和车轮大体上保持对齐。副桥经由片簧安装到框架(其中，弹簧在一侧上可比另一侧更多地偏转)的事实导致这样的可能：虽然桥外壳和副桥在俯视图中观察时平行，但它们在后视图中观察时不平行。因此，它们实际上不平行，这将导致链轮不与车轮精确地对齐的情况。任何这样的不对齐都潜在地有害于履带的操作，具体取决于所采用的链轮/车轮和履带的类型。

实用新型内容

本实用新型满足对作为地面接合部件或作为对充气轮胎和车轮的选项的用于紧凑式铰接四轮驱动车辆的履带单元的需求，这包括：

提供履带单元，该履带单元可通过以下方式而与安装到车轮的充气轮胎互换使用：

保持对于铰接式车辆来说关键的几何特性–地面接合部件在一个水平方向上的最大直径与其代替的车轮/轮胎的直径相同(履带单元不是对称的，成对使用，其中，前履带单元定向在第一方向上，并且后履带单元定向在第二方向上)；以及

采用可适应于标准桥组件的安装布置–履带惰轮框架栓接到桥外壳，但也采用连接一对履带惰轮框架的结构横向构件。

提供履带单元，该履带单元在构造上简化成高性价比和可靠的，并且满足紧凑车辆的需求–对于这种小型机器来说，可接受的是将履带惰轮辊刚性地安装到桥和在机器的相对侧上的对应的履带惰轮辊。

提供履带单元，该履带单元不减小地面间隙–连接履带惰轮框架的结构横向构件可被定位在不同于惰轮辊的中心的位置处(现有技术装置教导使用与惰轮辊的中心对齐的第二桥，这会导致较少的地面间隙)。

非公路车辆通常包括前底盘部分和后底盘部分、前地面驱动***和后地面驱动***。前底盘部分包括前底盘框架和前桥组件。前桥组件提供了前桥外壳和前桥轴，其中前桥轴承载前轮毂。后底盘部分类似地提供后底盘框架和后桥组件。后桥组件包括后桥外壳和后桥轴，其中后桥轴承载后轮毂。前底盘部分和后底盘部分经由铰接接头连结。前地面驱动***至少部分地构成前履带、前驱动轮、前惰轮和前框架构件。前驱动轮安装到前驱动轮毂，并且前惰轮经由前框架构件安装到前桥外壳，其中，前惰轮位于前驱动轮前方。此外，前履带围绕前驱动轮的至少120度传送，并且前履带的一部分相对于前底盘部分的底部在后驱动轮和后惰轮之间水平地延伸。后地面驱动***包括后履带、后驱动轮、后惰轮和后框架构件。后驱动轮安装到后驱动轮毂，并且后惰轮经由后框架构件安装到后桥外壳。后惰轮位于后驱动轮后方，并且后履带围绕后驱动轮的至少120度传送。后履带的一部分相对于后底盘部分的底部在后驱动轮和后惰轮之间水平地延伸。

根据本发明的一个方面，所述前轮毂和所述后轮毂中的至少一个构造成选择性地承载用于与相应的地面驱动组件一起使用的对应的驱动轮或单独的承载轮胎的车轮组件。根据本发明的另一个方面，当所述非公路车辆配有所述相应的地面驱动组件或配有承载轮胎的车轮组件时，所述非公路车辆的总宽度和/或地面间隙基本上相同。

根据本发明的又一个方面，所述前底盘部分和所述后底盘部分经由铰接接头连结。在另一个方面，所述铰接接头具有与所述铰接接头相关联的最大转弯角，当所述铰接接头在给定方向上处于所述最大转弯角时，所述前地面驱动***保持与所述后地面驱动***的间隙。

在本发明的又一个方面，所述前地面驱动***还包括前履带，所述前履带围绕所述前驱动轮的至少120度传送，所述前履带的一部分相对于所述前底盘部分的底部在所述前驱动轮和所述前惰轮之间水平地延伸。所述地面驱动***还包括后履带，所述后履带围绕所述后驱动轮的至少120度传送，所述后履带的一部分相对于所述后底盘部分的底部在所述后驱动轮和所述后惰轮之间水平地延伸。在本发明的另一个方面，所述前履带和所述后履带中的至少一个分别围绕所述对应的前驱动轮和所述对应的后驱动轮的至少180度传送。在本发明的又一个方面，非公路车辆包括履带张紧***，所述履带张紧***构造成改变在所述前惰轮和所述前驱动轮之间的距离以控制所述前履带的张力。

根据本发明的另一个方面，所述前驱动轮和所述后驱动轮中的至少一个由驱动链轮构 成。在另一方面，所述前驱动轮和所述后驱动轮中的每个包括与其相关联的轮胎。所述轮胎具有对应的轮胎直径并且相应的驱动链轮具有对应的链轮直径，所述轮胎直径与所述给定的链轮直径基本上相同。

在本发明的另一个方面，所述前驱动框架构件和所述后驱动框架构件中的至少一个分别相对于所述对应的前桥外壳和所述对应的后桥外壳不可旋转地安装。

在本发明的另一个方面，所述前地面驱动***限定第一前地面驱动***、第二前地面驱动***和前结构横向构件，其中：所述第一前地面驱动***包括第一前履带、第一前驱动轮、第一前惰轮和第一前驱动框架构件；所述第二前地面驱动***包括第二前履带、第二前驱动轮、第二前惰轮和第二前驱动框架构件；并且所述前结构横向构件连接到所述第一前框架构件和第二前框架构件两者。

在本发明的另一个方面，在所述前桥轴和所述后桥轴之间的距离限定所述非公路车辆的轴距，所述轴距小于5英尺。

根据本发明的另一个方面，所述履带张紧***包括下列之一：液压缸，其附接到所述前惰轮和所述前驱动框架构件，其中，所述液压缸包括可伸展的臂，所述可伸展的臂构造成改变在所述前惰轮和所述前驱动轮之间的距离；以及带螺纹的气缸，所述带螺纹的气缸附接到所述前惰轮并且拧入所述前驱动框架构件中，其中，所述带螺纹的气缸构造成在拧入和拧出所述前驱动框架构件时改变在所述前惰轮和所述前驱动轮之间的距离。

根据本发明的另一个方面，所述非公路车辆还包括踏板，所述踏板在所述前底盘部分和所述后底盘部分之间安装到所述车辆框架。

履带被开发用于非公路车辆或拖拉机的铰接转向。以下是这样的***要显示的期望特征：

与轮胎的可互换性。由于该产品将被销售为带有履带或轮胎承载的车轮，有利的是机器使用通用设计。这将实现更高效的制造，并且使客户容易将设备从轮胎向履带或从履带向轮胎转换。

保持当前转向角的能力。由于铰接转向，当机器转弯时，在桥之间存在有限的空间。该有限的空间是导致履带的形状的原因。

保持地面驱动速度的能力。由于采用通用的机器设计，希望驱动链轮直径很接近轮胎直径，以便有利于相似的地面驱动速度。

使机器宽度与轮胎机器的宽度保持接近的能力。由于该特定产品可以在狭窄的空间操作，履带优选地不应延伸超出轮胎的宽度。

保持地面间隙的能力。为了保持功能性，机器优选地应具有几乎等同的地面间隙，而不论是否配有轮胎或履带。

保持接近角的能力。为了保持功能性，机器优选地应具有几乎等同的接近角，而不论是否配有轮胎或履带。

本实用新型的履带构造也可以提供其它潜在优点。该构造提供所需的地面接触以改善机器在完成的场地和绿色空间中以及柔软或泥泞的条件下的性能。草坪干扰和车辙被保持到最小。这使机器可以在比轮胎能提供的更广泛的条件下高效地操作。通过具有朝机器的远端/后端延伸超出机器的履带惰轮，改善了翻耕和挖沟的性能。使最后部履带更靠近犁和/或挖沟机可改善在地面上的翻耕和/或切割动作。

虽然本公开的部分涉及在带有铰接框架的拖拉机上的履带构造，但本公开的履带构造也可在带有单个底盘框架的拖拉机上使用。本公开的履带构造增加了在铰接式拖拉机和非铰接式拖拉机两者上的前履带和后履带之间的空间。这样的空间可用来增加拖拉机的转弯半径和/或容纳操作者的工位踏板，同时保持用于铰接式和非铰接式拖拉机的通常短的轴距。具有以上提及的这样的履带构造的其它优点也适用于具有非铰接框架的拖拉机。

根据本发明的另一个实施例，一种用于非公路车辆的基于轴向的变速器***包括：桥组件，其包括桥外壳和桥轴。所述桥轴具有第一桥端和第二桥端，所述第一桥端和所述第二桥端各自承载相应的轮毂。所述变速器***进一步包括第一地面驱动***，其包括第一履带、第一驱动轮、第一惰轮和第一驱动框架构件，所述第一驱动轮安装到所述第一桥端轮毂，所述第一惰轮经由所述第一驱动框架构件安装到所述第一桥外壳。所述第一惰轮定位成接近所述第一驱动轮，所述第一履带围绕所述第一驱动轮的至少120度传送。所述第一履带的一部分在所述第一驱动轮和所述第一惰轮之间水平地延伸并且由此构造成接合地面。除了第一地面驱动***，所述变速器***包括第二地面驱动***，其包括第二履带、第二驱动轮、第二惰轮和第二框架构件。所述第二驱动轮安装到所述第二桥端轮毂，所述第二惰轮经由所述第二驱动框架构件安装到所述第二桥外壳。所述第二惰轮定位成接近所述第二驱动轮，所述第二履带围绕所述第二驱动轮的至少120度传送。所述第二履带的一部分在所述第二驱动轮和所述第二惰轮之间水平地延伸并且由此构造成地面接合的。最后，所述变速器***包括横向支撑构件，其在所述第一驱动框架构件和所述第二驱动框架构件之间延伸且互连所述第一驱动框架构件和所述第二驱动框架构件。所述横向支撑构件设计成在所述第一驱动框架构件和所述第二驱动框架构件之间形成刚性连接。

在本发明的一个方面，所述第一惰轮具有与所述第一惰轮相关联的第一惰轮轴，所述第二惰轮具有与所述第二惰轮相关联的第二惰轮轴，所述横向支撑构件定位和安装成不轴 向地连结所述第一惰轮轴与所述第二惰轮轴。根据本发明的另一个方面，所述横向支撑构件基本上平行于所述桥外壳延伸。

根据本发明的另一个方面，所述第一惰轮经由油脂缸相对于所述第一驱动轮可定位，以便允许调整所述第一履带的松紧度。

在本发明的另一个实施例中，非公路车辆具有在前后取向上延伸的长度和在所述非公路车辆的相对侧之间延伸的宽度，所述非公路车辆包括：车辆底盘，其包括前车辆框架部分和后车辆框架部分。所述车辆进一步包括前地面驱动***，其支撑所述前车辆框架部分。所述前地面驱动***包括定位在所述非公路车辆的相对侧处的间隔开的前履带组件，每个所述前履带组件包括使履带沿着连续的路径旋转的驱动轮，每个所述前履带组件具有在所述前后取向上延伸的前履带组件长度，所述前履带组件的所述驱动轮限定前驱动轮旋转轴线，其中，前竖直参考平面与所述前驱动轮旋转轴线相交并且延伸横跨所述非公路车辆的所述宽度，并且其中，所述前履带组件包括定位在所述前竖直参考平面前方的主要部分和定位在所述前竖直参考平面后方的次要部分，每个所述前履带组件的所述主要部分与所述前履带组件长度的大部分重合，并且每个所述前履带组件的所述次要部分与所述前履带组件长度的小部分重合。最后，所述车辆包括后地面驱动***，其支撑所述后车辆框架部分。所述后地面驱动***包括定位在所述非公路车辆的相对侧处的间隔开的后履带组件，每个所述后履带组件包括使履带沿着连续的路径旋转的驱动轮，每个所述后履带组件具有在所述前后取向上延伸的后履带组件长度，所述后履带组件的所述驱动轮限定后驱动轮旋转轴线，其中，后竖直参考平面与所述后驱动轮旋转轴线相交并且延伸横跨所述非公路车辆的所述宽度，并且其中，所述后履带组件包括定位在所述后竖直参考平面后方的主要部分和定位在所述后竖直参考平面前方的次要部分，每个所述后履带组件的所述主要部分与所述后履带组件长度的大部分重合，并且每个所述后履带组件的所述次要部分与所述后履带组件长度的小部分重合。

根据本发明的一个方面，所述前车辆框架部分和所述后车辆框架部分在铰接接头处连接到彼此。根据本发明的又一个方面，每个所述前履带组件的所述主要部分与所述前履带组件长度的至少55％重合，并且每个所述后履带组件的所述主要部分与所述后履带组件长度的至少55％重合。

在本发明的又一个方面，所述履带组件中的每个包括单个惰轮辊，所述履带围绕所述单个惰轮辊延伸，其中，所述驱动轮和所述单个惰轮辊配合以限定所述履带的连续的路径。在本发明的另一个方面，所述履带沿着每个驱动轮的圆周的至少180度接合所述驱动轮。

根据本发明的又一个方面，所述履带组件中的每个包括两个惰轮辊，所述履带围绕所述两个惰轮辊延伸，其中，所述驱动轮和所述惰轮辊配合以限定所述履带的连续的路径。

附图说明

图1是侧视图，示出了根据本公开的原理的具有履带构造的非公路作业车辆；

图2是侧视图，示出了配有充气轮胎的图1的非公路作业车辆；

图3是图1的非公路作业车辆的后视图，示出了车辆的宽度和地面间隙；

图4是图2的非公路作业车辆的后视图，示出了车辆的宽度和地面间隙；

图5是图1的非公路作业车辆的地面驱动***的透视图；

图6是图5的地面驱动***的俯视图；

图7是图5的地面驱动***的前视图；

图8示出了图5的地面驱动***的履带组件之一的内侧；

图9是图8的履带组件的局部截面图；

图10示出了根据本公开的一个实施例的地面驱动***的履带组件之一的内侧；

图11是图10的履带组件的局部截面图；

图12是沿着图10的履带组件的线12-12的局部截面图；

图13示出了图8的履带组件的外侧；

图14示出了根据本公开的原理的改进的履带组件，该履带组件包括分段的驱动轮(即，分段的驱动链轮)；

图15是图1的非公路作业车辆的示意性侧视图；

图16是图15的履带组件之一的侧视图；

图17是俯视平面图，示出了图15的非公路作业车辆的前地面驱动***和后地面驱动***；

图18是图17的地面驱动***之一的部分剖开视图；

图19是图18的地面驱动***的俯视平面图，其中履带被移除；

图20是图18的驱动***的俯视平面图，其中履带和桥组件被移除；

图21是根据本公开的原理的另一个非公路作业车辆的侧视图，其具有备选的履带布置；

图22是侧视图，示出了图21的非公路作业车辆的履带组件之一；

图23是图21的非公路作业车辆的地面驱动***的俯视平面图，其中履带被移除；

图24是图23的地面驱动***的俯视平面图，其中桥组件被移除；

图25是透视图，示出了根据本公开的原理的具有履带构造的非公路作业车辆；

图26是图25的非公路作业的侧视图；以及

图27是透视图，示出了带有可转向履带的图25的非公路作业车辆。

具体实施方式

在本公开的一个示例中，整个机器可以采用一对大体上泪滴形的履带单元的新颖组合，每个履带单元具有一个较大直径的履带驱动辊/轮和一个较小直径的履带惰轮辊，其中履带围绕这两个辊包裹。该布置可以使用这样的履带驱动辊/轮：其尺寸设计成使得车轮和履带的有效驱动直径和与机器装置一起用作带轮单元的充气轮胎/车轮组合直径大约相同。整个机器可具有尽可能靠近地定位的车轮，从而使机器的总尺寸最小化。因此，车轮的直径是显著的，并且如果它较大，那么在机器转向时车轮可能彼此妨碍。在将惰轮辊定位成使得前履带单元的惰轮辊位于前方并且后履带单元的惰轮辊位于后方的过程中，可以保留与向内部的充气轮胎一起使用的可比较的间隙关系，同时允许履带单元朝外部进一步延伸，以增加地面接触区域。

在一个备选实施例中，三角形的履带单元可包括驱动轮和两个惰轮辊，其中惰轮辊定位成使得履带的外周边形成直角，其中惰轮辊之一定位在驱动轮正下方。该布置可以保留使履带单元之间的距离保持等于带轮的单元的充气轮胎之间的距离的益处。

根据本公开的一方面，惰轮辊可以安装到附接到惰轮支撑框架的支撑轴，惰轮支撑框架刚性地安装到桥外壳。一个惰轮支撑框架可以安装在桥外壳的每侧/每端上，并且结构横向构件刚性地连接这两个惰轮支撑框架，使得这两个惰轮支撑框架和结构横向构件形成一体的履带单元框架。履带单元框架可以安装到桥外壳以用于支撑惰轮辊。履带单元框架可以不连接到驱动轮。结构横向构件可以不与惰轮支撑轴对齐，这可能是重要的，以便保持地面间隙。

驱动轮/链轮可以以与标准车轮安装到桥的相同方式安装到驱动桥，同时惰轮辊可以安装到短轴，该短轴由安装到桥外壳的履带框架支撑。不存在用来安装两个辊的履带框架。

图1示出了根据本公开的原理的具有地面驱动***的非公路作业车辆20，地面驱动***包括履带布置22。非公路作业车辆20构造成配有图1的履带布置22或如图2所示的充气轮胎24。在某些示例中，非公路作业车辆20可具有可以小于或等于大约5英尺的轴距WB。例如，轴距可以为约4英尺。如在图3和4中所示，非公路作业车辆20具有可以大体相同的地面驱动***宽度W，而不论非公路作业车辆20是否配有履带布置22或充气轮胎24。另外，非公路作业车辆20具有大体上相同的间隙C，而不论非公路作业车辆20是否配有履带布置22或充气轮胎24。应当理解，通过将非公路作业车辆20设计成与履带布置22或充气轮胎24兼容的，提高了制造效率。这样，没必要库存或制造与充气轮胎相比 用于履带的不同类型的非公路作业车辆。根据客户偏好，一种类型的非公路作业车辆20可以在工厂配有充气轮胎24或履带布置22。客户还可以根据环境条件或个人偏好在现场在履带和轮胎之间切换。

应当理解，履带布置22与用于充气轮胎的相同转向角兼容。由于铰接式转向，履带布置22构造成当机器转弯时利用在前桥和后桥之间的非常有限的空间，并且同时提供大大增加的地面接触区域。应当理解，非公路作业车辆20可在可比的地面速度下操作，而不论其是否配有履带布置22或充气轮胎24。为了实现这一目的，在履带布置22中使用的驱动轮(例如，驱动链轮)可具有与充气轮胎24所安装到的驱动轮大体上相同的直径。驱动轮可具有一件式或多件式设计。

参看图1和12，非公路作业车辆20包括车辆底盘，底盘具有经由铰接接头34连结的前底盘框架30和后底盘框架32。铰接接头34允许前底盘框架30和后底盘框架32相对于彼此围绕大体上竖直的枢转轴线36枢转，以允许非公路作业车辆20的转向。应当理解，非公路作业车辆20可包括转向***，该转向***包括一个或多个致动器(例如，驱动缸)，其使前底盘框架30和后底盘框架32相对于彼此围绕竖直的枢转轴线36选择性地枢转，以提供所希望的转向操作。

仍然参看图1和12，前底盘框架30和后底盘框架32分别支撑在前地面驱动***38和后地面驱动***40上。如图14所示，前地面驱动***38和后地面驱动***40可每个包括定位在车辆框架的相对侧上的两个履带组件42。桥组件44安装在履带组件42之间。每个桥组件44包括桥外壳46和差速器外壳48(图5和7)。桥50延伸穿过桥外壳46至履带组件42(图18)。差速器外壳48容纳差速器以用于将扭矩从驱动轴52传递至桥50。桥50将扭矩传递至轮毂54(参见图19)。桥50可直接联接到轮毂54，或者可通过齿轮连接到轮毂54，齿轮诸如行星齿轮。

参看图8-11，履带组件42中的每一个包括驱动轮56，驱动轮56通过装置联接到轮毂54中的对应的一个，装置诸如紧固件(例如，螺栓)。如果希望为车辆装配充气轮胎，而不是使用与履带兼容的驱动轮56，则将适合支撑充气轮胎的备选的驱动轮紧固到轮毂54。

履带组件42中的每一个还包括惰轮58和围绕驱动轮56和惰轮58传输的履带60。在某些示例中，履带60为连续的履带，例如，连续的橡胶履带或连续的钢履带。应当理解，履带60由从桥50之一通过轮毂54传递至驱动轮56的扭矩驱动。在某些示例中，驱动轮56可包括链轮，链轮具有接合履带60的内表面的齿。因此，驱动轮56的旋转造成履带60围绕限定在驱动轮56和惰轮58周围的连续的路径旋转。

参看图8，履带60优选地围绕驱动轮56的圆周的至少120度传送。在其它示例中，履带60围绕驱动轮56的圆周的至少160度传送。在描绘的示例中，履带60围绕驱动轮56的至少180度传送，如由参考角θ所示。

仍然参看图8-11，履带60包括地面接合部分62，地面接合部分62示出为在驱动轮56和惰轮58之间水平地延伸。履带60也包括非地面接合部分64，非地面接合部分64在惰轮58上且在驱动轮56的顶侧上延伸。地面接合部分62和非地面接合部分64配合以限定围绕惰轮58和驱动轮56延伸的连续的环路。

履带组件42中的每一个也包括履带框架66，履带框架66控制在惰轮58的旋转轴线59和驱动轮56的旋转轴线57之间的间距。履带框架66包括联接到桥外壳46的框架主体68。在某些示例中，框架主体68可由紧固件、箍、托架或其它结构固定地连接到桥外壳46。如图9所描绘的，紧固件70可用来将框架主体68附接到桥外壳46。紧固件70可螺纹连接到框架主体68内的紧固板71中。另外，邻近紧固件70的头部的顶部安装板(未示出)可覆盖桥外壳46的顶侧，使得框架主体68被有效地夹紧到桥外壳46。

履带框架66也可包括致动器72，以用于调整在驱动轮56的旋转轴线57和惰轮58的旋转轴线59之间的位置。在某些示例中，致动器72可包括诸如驱动缸的线性致动器。在某些示例中，驱动缸可包括油脂缸、气压缸或液压缸。致动器72可包括相对于履带框架66固定或与履带框架66一体化的气缸74。致动器72也包括活塞杆76，活塞杆76在被致动时从气缸74向外延伸。活塞杆76包括联接到惰轮桥78的自由端，惰轮58可旋转地安装在惰轮桥78上。在描绘的示例中，惰轮桥78具有悬臂构造。活塞杆76联接到惰轮桥78的内侧端，而惰轮58通过诸如轴承的装置可旋转地安装在惰轮轴78的外侧部分上。

图10-11示出了备选的履带张紧***。该***采用带螺纹的张力螺钉72’，张力螺钉72’附接到张紧臂76’。张紧臂76’在张紧臂接收器74’内可移动，张紧臂接收器74’定位在框架66’内。在一端处，张紧臂76’联接到惰轮58并且在相对端处分离。在张力螺钉72’的第一端78’处，张力螺钉72’固定到调整螺母80’，调整螺母80’附连到张紧臂76’。调整螺母80’包括工具端81’，工具端81’构造成接纳诸如扳手的调整工具。在一些实施例中，工具端81’具有六边形横截面。在一些实施例中，调整螺母80’焊接到张力螺钉72’。调整螺母80’允许张紧臂76’在轴向方向上随张力螺钉72’移动。在第二端82’处，张力螺钉72’被拧入定位在框架66’内的张力块84’中。因此，旋转调整螺母80’造成张力螺钉72’拧入或拧松到张力块84’内。这样的螺纹连接有利于张紧臂76’在框架66’的张紧臂接收器74’内的轴向移动。张紧臂76’的移动调整在驱动轮56的旋转轴线57和惰轮58的旋转轴线59之间的距离，从而改变履带60的张力。

如图10所示，履带张紧***也包括侧张力锁85’.侧张力锁85’可构造成与履带框架66’接口连接并且穿过张紧臂76’，以将张紧臂76’与框架66’锁定在位。

在图10-12中还示出张力螺钉72’锁定***。该***包括锁定板86’、锁定垫圈87’和锁定螺栓88’。锁定板86’包括孔口89’，孔口89’构造成套设在调整螺母80’的工具端81’。在一些实施例中，孔口89’具有六边形形状。锁定板86’也包括锁定螺栓孔口92’，以用于接纳锁定螺栓88’。此外，锁定垫圈87’构造成定位在调整螺母80’周围，在张紧臂76’的端面90’和调整螺母80’的工具端81’两者之后。锁定垫圈87’包括舌片91’，舌片91’构造成接纳锁定螺栓88’。在一些实施例中，锁定垫圈舌片91’从张紧臂76’突出，并且被阻止围绕调整螺母80’旋转。为了防止调整螺母80’和因此张力螺钉72’的旋转，锁定板86’和锁定垫圈87’由锁定螺栓88’固连在一起。锁定螺栓88’穿过锁定螺栓孔口92’和锁定垫圈舌片91’。如图12所示，当固连在位时，锁定板86’的大小有助于防止调整螺母80’的旋转。

为了改变履带60的张力，使用者必须首先移除侧张力锁85’，然后从调整螺母80’的工具端81’移除锁定板86’。在这样的点处，张紧臂76’在张紧臂接收器74’内自由移动。为了增加履带中的张力，工具附接到调整螺母80’的工具端81’并且被旋转，以便将张力螺钉72’从张力块84’拧松。当张力螺钉72’旋转以便在拧松(即，松开)方向上移动时，张力螺钉72’借助于张紧臂76’将惰轮58移动远离驱动轮56。备选地，张力螺钉72’在螺纹连接(即，拧紧)方向上的移动将造成惰轮58经由张紧臂76’朝驱动轮56移动。一旦在履带60上达到所希望的张力，侧张力锁85’就与锁定板86’一起安装，以便将张力螺钉72’固连在位，从而防止履带60的张力的意外改变。

在一些实施例中，调整螺母80’为轴承，其将张力螺钉固连到张紧臂76’，但允许张力螺钉72’在调整螺母80’内旋转。在这样的实施例中，张力螺钉72’可在第二端82’处旋转，以控制活塞杆76’相对于张紧臂接收器74’的移动。

图13示出了履带组件42的外部视图。如图所示，驱动轮56可以是实心驱动轮。备选地，图14示出了具有轮区段61的驱动轮56。当履带组件42安装到机器时，轮区段61每个均可单独地移除，并且有助于履带60的更换过程。轮区段61允许使用者保持惰轮58在履带组件中安装在位，并且从驱动轮56移除单个或一对轮区段61。轮区段61的这种移除使得可以移除履带60。在描绘的实施例中，每个区段61包括一对孔63，其构造成允许将轮区段61安装到轮毂。另外，轮区段板65用来将每个轮区段61固连到彼此，以便当给定的驱动轮56的所有轮区段61都被安装时改善驱动轮56的刚性。

参看图13-15，履带组件42中的每一个显示为限定在水平取向上测量的长度L。后地面驱动***40的履带组件42的长度L向后延伸超出非公路作业车辆20的车辆框架的最后端。应当理解，履带组件42向车辆框架后方延伸的能力对于在诸如翻耕和挖沟的操作期间提供稳定性是有利的。使用履带通常有助于提供扩大的接触区域，这改善了在完成的场地和绿色空间中以及在柔软或泥泞的条件下的性能。例如，草坪干扰和车辙被保持到最小。这允许机器在比轮胎能提供的更广泛的条件下高效地操作。这种改善的性能至少部分地由地面接合部分62的相对长的构造提供。

现在参看图13，竖直参考平面86显示为与驱动轮56的旋转轴线57相交。履带组件42构造成使得每个履带组件42的次要部分90定位在竖直参考平面86的一侧上，而主要部分92定位在竖直参考平面86的相对侧上。次要部分90对应于长度L1，而主要部分92对应于长度L2。长度L1和L2配合以限定履带组件42的总长度L。长度L2优选地大于长度L1。在某些示例中，长度L2为总长度L的至少55％。在其它示例中，长度L2为总长度L的至少60％或总长度L的至少65％。在一个示例中，长度L2为长度L1的至少1.5倍大。

参看图15，前地面驱动***38可构造成使得履带组件42的次要部分90定位在对应的竖直参考平面86的后方，而主要部分92定位在对应的竖直参考平面86的前方。如图15所示，侧平面94显示为与铰接接头34的枢转轴线36相交。侧平面94延伸横跨非公路作业车辆20的宽度。前地面驱动***38的履带组件42的次要部分90定位成比前地面驱动***38的履带组件42的主要部分92更靠近侧平面94。并且后地面驱动***40的履带组件42可以定向成使次要部分90相对于对应的竖直参考平面86定位在前方并且主要部分92相对于对应的竖直参考平面86定位在后方。因此，对于后地面驱动***40来说，履带组件42的次要部分90也定位成比履带组件42的主要部分92更靠近侧平面94。这类构造可以有助于防止在转弯期间在前地面驱动***38和后地面驱动***40的履带组件42之间的干涉，同时也提供相对大的地面接触区域。图16示意性地示出了单个履带组件。

图17-20示出了地面驱动***38、40中的每一个的框架主体68，其可以由延伸横跨车辆框架的宽度的横向支撑构件80互连。横向支撑构件80可以从驱动轮56的旋转轴线57偏移并且也可以从惰轮58的旋转轴线59偏移。因此，横向支撑构件80可以是与桥组件44分离的结构，并且将履带框架66以固定的侧向间距相对于彼此机械联接。在某些示例中，横向支撑构件80具有沿着旋转轴线57、59的长度延伸的长度。在某些示例中，横向支撑构件80在驱动轮56的旋转轴线57和惰轮58的旋转轴线59之间的位置处联接到框架主体68。在某些示例中，横向支撑构件80在地面驱动***38、40的履带框架66之间形成刚性连接。

图21示出了根据本公开的原理的具有履带布置122的另一个非公路作业车辆120。非公路作业车辆120具有与非公路作业车辆20类似的构造，并且包括在铰接接头134处枢转地连接到后底盘框架132的前底盘框架130。铰接接头134限定枢转轴线136，前底盘框架130和后底盘框架132相对于彼此围绕枢转轴线136配合。履带布置122包括前地面驱动***138和后地面驱动***140，前地面驱动***138和后地面驱动***140分别支撑前底盘框架130和后底盘框架132。前地面驱动***138和后地面驱动***140类似于此前描述的前地面驱动***38和后地面驱动***40，所不同的是，前地面驱动***138和后地面驱动***140包括具有两个惰轮158(图22中示出)的履带组件142。惰轮158由履带框架166(图23-24中示出)支撑。惰轮158中的至少一个可以是相对于对应的驱动轮156可移动的，以允许紧固围绕驱动轮156和惰轮158传输的对应的履带160。诸如线性致动器的致动器可容纳在履带框架166内，并且用来移动惰轮158中的对应的一个，以紧固履带160。驱动***138、140中的每一个的履带框架166由延伸横跨非公路作业车辆120的宽度的横向支撑构件180刚性地连接在一起。惰轮158可旋转地安装在惰轮桥上，惰轮桥相对于其对应的履带框架166具有悬臂构造。履带160包括地面接合部分162，地面接合部分162为大体上水平的且在惰轮158之间延伸。履带160也包括车轮接合部分163，车轮接合部分163与驱动轮156的圆周重合至少120度。类似于履带布置22，履带布置122构造成使得履带组件的次要部分定位成比履带组件142的主要部分更靠近铰接接头134。因此，履带组件142可构造成用于提供相对大的地面接触区域，同时当车辆框架在转弯期间铰接时仍避免在前履带组和后履带组之间的干涉。

图25-26示出了具有地面驱动***的非公路作业车辆200，地面驱动***包括履带布置222。履带布置222包括定位在非公路作业车辆200的相对侧上的两对履带组件242。如图所示，履带组件242具有与上述履带组件42类似的构造。每个履带组件包括驱动轮256、惰轮258和履带260，履带260优选地围绕驱动轮256的圆周的至少120度传送。非公路作业车辆200也基本上类似于上述非公路作业车辆20，具有类似的轴距和间隙。然而，非公路作业车辆200采用带有可转向履带的单个底盘框架201(如图27所示)，而不是非公路作业车辆20的铰接的底盘框架。具体而言，履带组件242可以多种不同的方式附接到非公路作业车辆200。美国专利第8,430,188号示出了一个示例，其中公开了一种用于将带轮的车辆转换为带履带的车辆的***。另一个应用描述于美国专利第8,245,800号中，该专利描述了可用来将自推进轮胎或车轮支撑的车辆转换为自推进的多履带车辆的履带组件。美国专利第8,430,188号和第8,245,800号以引用方式全文并入本文中。

带有可转向的履带组件242的非公路作业车辆200允许将踏板202在两对履带组件242之间安装到底盘框架201。踏板202可以是固定踏板或可伸展踏板，其由操作者在需要时操作。踏板202允许操作者更容易地进入非公路作业车辆200的操作者工位。

上文描述的各种实施例仅仅以举例方式提供，而不应解释为限制所附的权利要求。本领域的技术人员将容易认识到，在不遵从本文示出和描述的示例性实施例和应用且不脱离所附权利要求的真实精神和范围的前提下，可以做出各种修改和改变。

Claims (25)

1.一种非公路车辆，包括：

前底盘部分，其包括前桥组件，所述前桥组件包括前桥外壳和前桥轴，所述前桥轴承载前轮毂；

后底盘部分，其包括后桥组件，所述后桥组件包括后桥外壳和后桥轴，所述后桥轴承载后轮毂；

前地面驱动***，其包括前驱动轮、前惰轮和前驱动框架构件，所述前驱动轮安装到所述前轮毂，其中，所述前惰轮经由所述前驱动框架构件安装到所述前桥外壳，并且所述前惰轮位于所述前驱动轮前方；以及

后地面驱动***，其包括后驱动轮、后惰轮和后框架构件，所述后驱动轮安装到所述后轮毂，其中，所述后惰轮经由所述后驱动框架构件安装到所述后桥外壳，并且所述后惰轮位于所述后驱动轮后方。

2.根据权利要求1所述的非公路车辆，其中，所述前轮毂和所述后轮毂中的至少一个构造成选择性地承载用于与相应的地面驱动组件一起使用的对应的驱动轮或单独的承载轮胎的车轮组件。

3.根据权利要求2所述的非公路车辆，其中，当所述非公路车辆配有所述相应的地面驱动组件或配有承载轮胎的车轮组件时，所述非公路车辆的总宽度和/或地面间隙基本上相同。

4.根据权利要求1所述的非公路车辆，其中，所述前底盘部分和所述后底盘部分经由铰接接头连结。

5.根据权利要求4所述的非公路车辆，其中，所述铰接接头具有与所述铰接接头相关联的最大转弯角，当所述铰接接头在给定方向上处于所述最大转弯角时，所述前地面驱动***保持与所述后地面驱动***的间隙。

6.根据权利要求1所述的非公路车辆，其中：

所述前地面驱动***还包括前履带，所述前履带围绕所述前驱动轮的至少120度传送，所述前履带的一部分相对于所述前底盘部分的底部在所述前驱动轮和所述前惰轮之间水平地延伸；以及

后履带，所述后履带围绕所述后驱动轮的至少120度传送，所述后履带的一部分相对于所述后底盘部分的底部在所述后驱动轮和所述后惰轮之间水平地延伸。

7.根据权利要求6所述的非公路车辆，其中，所述前履带和所述后履带中的至少一个分别围绕所述对应的前驱动轮和所述对应的后驱动轮的至少180度传送。

8.根据权利要求6所述的非公路车辆，还包括履带张紧***，所述履带张紧***构造成改变在所述前惰轮和所述前驱动轮之间的距离以控制所述前履带的张力。

9.根据权利要求1所述的非公路车辆，其中，所述前驱动轮和所述后驱动轮中的至少一个由驱动链轮构成。

10.根据权利要求9所述的非公路车辆，其中，所述前驱动轮和所述后驱动轮中的每个包括与其相关联的轮胎，所述轮胎具有对应的轮胎直径并且相应的驱动链轮具有对应的链轮直径，所述轮胎直径与所述给定的链轮直径基本上相同。

11.根据权利要求1所述的非公路车辆，其中，所述前驱动框架构件和所述后驱动框架构件中的至少一个分别相对于所述对应的前桥外壳和所述对应的后桥外壳不可旋转地安装。

12.根据权利要求1所述的非公路车辆，其中，所述前地面驱动***限定第一前地面驱动***、第二前地面驱动***和前结构横向构件，其中：

所述第一前地面驱动***包括第一前履带、第一前驱动轮、第一前惰轮和第一前驱动框架构件；

所述第二前地面驱动***包括第二前履带、第二前驱动轮、第二前惰轮和第二前驱动框架构件；并且

所述前结构横向构件连接到所述第一前框架构件和第二前框架构件两者。

13.根据权利要求1所述的非公路车辆，其中，在所述前桥轴和所述后桥轴之间的距离限定所述非公路车辆的轴距，所述轴距小于5英尺。

14.根据权利要求8所述的非公路车辆，其中，所述履带张紧***包括下列之一：

液压缸，其附接到所述前惰轮和所述前驱动框架构件，其中，所述液压缸包括可伸展的臂，所述可伸展的臂构造成改变在所述前惰轮和所述前驱动轮之间的距离；以及

带螺纹的气缸，所述带螺纹的气缸附接到所述前惰轮并且拧入所述前驱动框架构件中，其中，所述带螺纹的气缸构造成在拧入和拧出所述前驱动框架构件时改变在所述前惰轮和所述前驱动轮之间的距离。

15.根据权利要求1所述的非公路车辆，还包括踏板，所述踏板在所述前底盘部分和所述后底盘部分之间安装到所述车辆框架。

16.一种用于根据上述权利要求中的任一项所述的非公路车辆的基于轴向的变速器***，所述变速器***包括：

桥组件，其包括桥外壳和桥轴，所述桥轴具有第一桥端和第二桥端，所述第一桥端和所述第二桥端各自承载相应的轮毂；

第一地面驱动***，其包括第一履带、第一驱动轮、第一惰轮和第一驱动框架构件，所述第一驱动轮安装到所述第一桥端轮毂，所述第一惰轮经由所述第一驱动框架构件安装到所述第一桥外壳，所述第一惰轮定位成接近所述第一驱动轮，所述第一履带围绕所述第一驱动轮的至少120度传送，所述第一履带的一部分在所述第一驱动轮和所述第一惰轮之间水平地延伸并且由此构造成地面接合的；

第二地面驱动***，其包括第二履带、第二驱动轮、第二惰轮和第二框架构件，所述第二驱动轮安装到所述第二桥端轮毂，所述第二惰轮经由所述第二驱动框架构件安装到所述第二桥外壳，所述第二惰轮定位成接近所述第二驱动轮，所述第二履带围绕所述第二驱动轮的至少120度传送，所述第二履带的一部分在所述第二驱动轮和所述第二惰轮之间水平地延伸并且由此构造成地面接合的；以及

横向支撑构件，其在所述第一驱动框架构件和所述第二驱动框架构件之间延伸且互连所述第一驱动框架构件和所述第二驱动框架构件，所述横向支撑构件在所述第一驱动框架构件和所述第二驱动框架构件之间形成刚性连接。

17.根据权利要求16所述的基于轴向的变速器***，其中，所述第一惰轮具有与所述第一惰轮相关联的第一惰轮轴，所述第二惰轮具有与所述第二惰轮相关联的第二惰轮轴，所述横向支撑构件定位和安装成不轴向地连结所述第一惰轮轴与所述第二惰轮轴。

18.根据权利要求16所述的基于轴向的变速器***，其中，所述横向支撑构件基本上平行于所述桥外壳延伸。

19.根据权利要求16所述的基于轴向的变速器***，其中，所述第一惰轮经由油脂缸相对于所述第一驱动轮可定位，以便允许调整所述第一履带的松紧度。

20.一种非公路车辆，所述非公路车辆具有在前后取向上延伸的长度和在所述非公路车辆的相对侧之间延伸的宽度，所述非公路车辆包括：

车辆底盘，其包括前车辆框架部分和后车辆框架部分；

前地面驱动***，其支撑所述前车辆框架部分，所述前地面驱动***包括定位在所述非公路车辆的相对侧处的间隔开的前履带组件，每个所述前履带组件包括使履带沿着连续的路径旋转的驱动轮，每个所述前履带组件具有在所述前后取向上延伸的前履带组件长度，所述前履带组件的所述驱动轮限定前驱动轮旋转轴线，其中，前竖直参考平面与所述前驱 动轮旋转轴线相交并且延伸横跨所述非公路车辆的所述宽度，并且其中，所述前履带组件包括定位在所述前竖直参考平面前方的主要部分和定位在所述前竖直参考平面后方的次要部分，每个所述前履带组件的所述主要部分与所述前履带组件长度的大部分重合，并且每个所述前履带组件的所述次要部分与所述前履带组件长度的小部分重合；以及

后地面驱动***，其支撑所述后车辆框架部分，所述后地面驱动***包括定位在所述非公路车辆的相对侧处的间隔开的后履带组件，每个所述后履带组件包括使履带沿着连续的路径旋转的驱动轮，每个所述后履带组件具有在所述前后取向上延伸的后履带组件长度，所述后履带组件的所述驱动轮限定后驱动轮旋转轴线，其中，后竖直参考平面与所述后驱动轮旋转轴线相交并且延伸横跨所述非公路车辆的所述宽度，并且其中，所述后履带组件包括定位在所述后竖直参考平面后方的主要部分和定位在所述后竖直参考平面前方的次要部分，每个所述后履带组件的所述主要部分与所述后履带组件长度的大部分重合，并且每个所述后履带组件的所述次要部分与所述后履带组件长度的小部分重合。

21.根据权利要求20所述的非公路车辆，其中，所述前车辆框架部分和所述后车辆框架部分在铰接接头处连接到彼此。

22.根据权利要求20所述的非公路车辆，其中，每个所述前履带组件的所述主要部分与所述前履带组件长度的至少55％重合，并且每个所述后履带组件的所述主要部分与所述后履带组件长度的至少55％重合。

23.根据权利要求20所述的非公路车辆，其中，所述履带组件中的每个包括单个惰轮辊，所述履带围绕所述单个惰轮辊延伸，其中，所述驱动轮和所述单个惰轮辊配合以限定所述履带的连续的路径。

24.根据权利要求23所述的非公路车辆，其中，所述履带沿着每个驱动轮的圆周的至少180度接合所述驱动轮。

25.根据权利要求20所述的非公路车辆，其中，所述履带组件中的每个包括两个惰轮辊，所述履带围绕所述两个惰轮辊延伸，其中，所述驱动轮和所述惰轮辊配合以限定所述履带的连续的路径。