一种车轮-履带混合行走机构的制作方法

[0001]
本实用新型涉及一种行走机构，特别涉及一种车轮-履带混合行走机构。


背景技术：

[0002]
相比于普通车辆，军用特种车辆需要面对更加复杂的路况，对行走机构有更高通过性和机动性的需求。目前坦克、部分装甲车等特种车辆使用履带轮作为行走机构，而导弹车、运输车辆等采用普通车轮作为行走机构。履带轮行走机构在严峻路况、恶劣地形时通过性能佳，而车轮在平缓路况上机动性能佳，速度快，而两者都会面临在非常用路况下行走机构效率低的问题，阻滞了特种车辆的有效机动。
[0003]
目前的履带行走机构多为三角形或长条形，其均不具备可变形的特点，不能快速地在普通平坦路面上行驶。而目前常见的圆形车轮则在恶劣路况时通过性差，不适合应用于特种车辆。同时，目前的可变车轮多为从动轮，如现有的一种可变履带轮(申请号为cn201410749437.5)，通过液压的方式进行形状变化，但是该车轮不具有驱动能力，在通过恶劣地形时效果较差，仍需要其他车轮提供动力。若陷入大面积恶劣地形，主动轮无法行进，从动轮无法获得动力，在实际应用上存在无法解决的问题。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足之处，提出一种车轮-履带混合行走机构，该行走机构能够快速的在圆形与三角形之间切换，同时在圆形车轮与三角形履带两种情况下都能进行高速行驶，适合在不同场合使用。
[0005]
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
[0006]
本实用新型提出的一种车轮-履带混合行走机构，能够在圆形与三角形之间切换，其特征在于，包括机构主体和外侧履带；所述机构主体包括位于中心的主机架、位于所述主机架外围且由主机架支撑的轮边系统、位于所述主机架内外两侧且由主机架支撑的离合系统以及位于所述主机架最外侧的传动系统；
[0007]
所述主机架，包括传动轴，套设在该传动轴上的支撑架、多通道油电滑环和安装架，以及均布在该安装架上的三个变形推杆；所述支撑架的内侧与车辆的悬架、转向节、车梁或承载式车身的任意一者相连接，所述支撑架和安装架分别通过轴承套设在传动轴上；各变形推杆的伸缩端沿所述传动轴径向向外，所述多通道油电滑环外侧与所述安装架内侧紧固，使得多通道油电滑环、安装架和变形推杆整体保持稳定，且同时相对于所述支撑架转动；
[0008]
所述轮边系统，包括六对轮边件，三对限位板以及用于连接相邻两对轮边件且交替设置的三个第一连接组件和三个第二连接组件；各对轮边件两端分别通过相应的一个第一连接组件和第二连接组件依次连接形成车轮边；各第二连接组件位于相应一对限位板内两个限位板之间，该两个限位板上均设有与相应第二连接组件相配合的侧向限位孔，且该两个限位板上均设有与相邻两第一连接组件相配合的限位槽；各第一连接组件还分别与所
述外侧履带和相应一个变形推杆的伸缩端相连；在所述变形推杆的带动下，所述第一连接组件和第二连接组件可分别在所述限位槽和侧向限位孔内反复移动；
[0009]
所述离合系统，包括内外两套刹车系统；内侧刹车系统固定于所述支撑架外侧端部，外侧刹车系统固定于所述安装架内侧端部；
[0010]
所述传动系统，包括一个中心主齿轮和若干传动齿轮；所述中心主齿轮由所述传动轴驱动；各传动齿轮分别与所述轮边系统中相应第一连接组件的外侧端相连接。
[0011]
进一步地，所述安装架包括位于所述多通道油电滑环两端的外端板和内端板，以及固定于内外端板之间且交替布设的多个第一侧板和第二侧板，内、外端板分别通过轴承套设在所述支撑架上；所述第一侧板的外侧壁沿径向设置相应的一个所述变形推杆，所述第二侧板的外侧壁沿径向设置相应的一对所述限位板和一个所述第二连接组件；各第一侧板、第二侧板内侧壁分别与所述多通道油电滑环外侧壁紧固。
[0012]
进一步地，各第一连接组件均分别包括套设于轮边齿轮传动轴上的轮边传动齿轮，该轮边传动齿轮的齿部与外侧履带相啮合，所述轮边传动齿轮的内外侧对称安装有两个u型支架，内侧的u型支架较外侧的u型支架厚，便于将所述变形推杆的伸缩端插入内侧的u型支架底部；各第二连接组件均分别包括相连接的轮边支撑块和弹簧，在所述弹簧外侧设有限位环，所述弹簧和限位环下端均与所述第二侧板中部预留的孔位相连接；各轮边传动齿轮的内外侧分别通过支杆与相邻两轮边件的端部相连；各限位板整体呈扇形，板内对称设有两个所述限位槽，各限位槽分别与相邻两第一连接组件内的u型支架端部相配合，各限位板中部设有所述侧向限位孔，该侧向限位孔与所述轮边支撑块内外侧设置的侧向限位杆相配合。
[0013]
本实用新型的特点及有益效果如下：
[0014]
本实用新型在重量上有显著的降低，这使得运行功耗以及运输成本均有显著的降低，同时机构的总体复杂度也相应地降低，这不仅节约了车轮内部空间、为更多拓展功能提供了空间基础，也因较窄的设计宽度而为更多不同用途所需的车轮宽度提供了众多型号设计的可能性。
[0015]
本实用新型仅通过双离合及一组同步的变形推杆实现了除驱动外的全部控制功能，包括变形、刹车等，操作简便快捷，精度高，杜绝了过于复杂机构的安装不易、可靠性低的问题。
[0016]
本实用新型成功实现了运动过程中同时变形的功能，不再有先停车再变形的限制，这在复杂多变地形的应用场景下提升了效率，为操作人员的工作进行了简化，提高了运行速率。
[0017]
本实用新型仅仅使用一个主驱动轴提供动力，在切换车轮、履带模式的时候不需复杂机构进行变换，操作、安装简便，可靠性高。
附图说明
[0018]
图1是本实用新型实施例的一种车轮-履带混合行走机构的整体结构示意图。
[0019]
图2是图1中省略传动系统与履带后剩余部件的组装关系示意图。
[0020]
图3是图2的局部爆破图。
[0021]
图4是本实用新型实施例中主机架的结构爆破示意图。
[0022]
图5是本实用新型实施例中轮边系统的局部示意图，其中(a)、(b)所示分别为第一连接组件和第二连接组件，(c)、(d)所示为限位板。
[0023]
图6是本实用新型实施例的离合系统的结构示意图，其中(a)、(b)所示分别为外侧刹车系统与内侧刹车系统。
[0024]
图7是本实用新型实施例的传动系统的结构示意图。
具体实施方式
[0025]
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围。
[0026]
为了更好地理解本实用新型，以下详细阐述本实用新型提出的一种车轮-履带混合行走机构的应用实例。
[0027]
参见图1～图3，本实用新型实施例的一种车轮-履带混合行走机构包括机构主体100和外侧履带200；其中，机构主体100包括位于中心的主机架110、位于主机架110外围且由主机架110支撑的轮边系统120、位于主机架110内外两侧且由主机架110支撑的离合系统130(该离合系统在图1中被遮挡，将在后续附图中展现)以及位于主机架110最外侧的传动系统140。
[0028]
本实用新型实施例中各组成部件的具体实现方式及功能分别描述如下：
[0029]
参见图3～图4，主机架110包括传动轴111，套设在该传动轴111上的支撑架112、多通道油电滑环113和安装架114，以及均布在该安装架上的三个变形推杆115。其中，支撑架112的内侧与车辆的悬架、转向节、车梁或承载式车身的任意一者相连接，支撑架112通过轴承套设在传动轴111上，支撑架112包括中空的柱状结构1121以及固定在该柱状结构一端且间隔设置的凸环1122和安装板1123。安装架114包括位于多通道油电滑环113两端的外端板1141和内端板1142(该内端板是通过轴承安装在凸环1122外侧)，以及固定于内外端板之间且交替布设的多个第一侧板1143和第二侧板1144，内、外端板分别通过轴承套设在支撑架112上，各变形推杆115分别固定在相应的一个第一侧板1143外侧且伸缩端沿传动轴111径向向外，多通道油电滑环113外侧与各第一侧板1143、第二侧板1144内侧紧固，使得多通道油电滑环113、安装架114和变形推杆115整体可以保持稳定，且同时相对于支撑架112转动。本实施例中，内、外端板(1142、1141)均为带中心圆孔的六边形板，中心圆孔用于安装与支撑架112相连的轴承，在内、外端板的相对边之间交替固定有三个第一侧板1143和三个第二侧板1144。三个变形推杆115选用常用于电动躺椅、电动升降桌的电动推杆(为市售产品，通电后推杆上端支撑杆可上下移动，且可根据使用场景设定电动推杆的移动速度、行程、电压等)来传输动力，实现本行走机构在圆形和三角形之间的连续变形，并且能在任意状态下保持稳定，电动推杆由多通道油电滑环113供电，电动推杆具有如下优点：电动推杆均带有自锁功能，并且能提供的自锁力均不小于变形推杆115在实际使用环境下所承受的最大压力，这确保了行走机构在三角形状态下的稳定性；电动推杆可以实现通过两根电线控制电机的正转、反转和停止，这保证了可以通过单片机来控制推杆的伸缩，使得三个变形推杆115同步变形，即各变形推杆115的变形程度每时每刻相等，保证行走机构始终处在对称环境下；三个变形推杆115共有六根电线，为多通道油电滑环113的选取提供了便利之处，减小了多
通道油电滑环113内部布线体积；电动推杆的使用可以降低本行走机构的复杂程度，节省制造成本，在实物装配时减少工作量。多通道油电滑环113选用导电、通液压油一体的过孔滑环，其内侧与支撑架112相固定，滑环外侧通过安装架114和变形推杆115与轮边系统120相固定；多通道油电滑环113的选用能够避免在以圆形形态转动的情形下，因车轮驱动电机、外侧离合系统130与轮体固定，从而导致的车轮驱动电机的电缆与油刹的液压油管线发生缠绕的现象，进而保证在轮体转动过程中实现从外部固定位置稳定供给电与液压油的功能。
[0030]
参见图2、图3、图5，轮边系统120包括六对轮边件121，三对限位板124以及用于连接相邻两对轮边件121且交替设置的多个第一连接组件122和第二连接组件123，所有轮边件依次通过各连接组件相连后形成车轮形状。其中，各轮边件121均相同，分别含有两个对称设置呈圆弧状的轮边子件1211，各轮边子件1211两端均设有与第一连接组件122和第二连接组件123相连的安装孔1212。各第一连接组件122结构相同，均分别包括套设于轮边齿轮传动轴1221上的轮边传动齿轮1222，该轮边传动齿轮的齿部与外侧履带200相啮合，轮边传动齿轮1222的内外侧分别通过第一支杆1223对称安装有两个u型支架1224，内侧的u型支架较外侧的u型支架厚，以便于将变形推杆115的伸缩端插入内侧的u型支架底部，从而将变形推杆115与第一连接组件122相连接。各第二连接组件123结构相同，均分别包括相连接的一个轮边支撑块1231和一个黄色弹簧(黄色弹簧允许的最大压缩率为50％，通过黄色弹簧实现轮边件的复位)1232，在黄色弹簧1232外侧设有由两个短半圆形铁皮板拼接形成的限位环1234，黄色弹簧1232下端与第二侧板1144中部的圆孔相连接，限位环1234下端与第二侧板1144上预留的孔位相连接，用于限制黄色弹簧1232的侧向位移；各轮边支撑块1231顶部设有第二支杆1233。第一支杆1223和第二支杆1233分别穿过相邻两轮边子件1211两端的安装孔1212实现轮边件的安装和连接。三对限位板124分别固定在相应的一个第二侧板1144上，且每对限位板124内的两个限位板分别对称位于相应第二侧板上第二连接组件123的内外侧，各限位板124整体呈扇形，板内对称设有两个限位槽1241，各限位槽1241分别与相邻两第一连接组件122内u型支架1224端部相配合，各限位板124中部还设有侧向限位孔1242，该侧向限位孔与轮边支撑块1231内外侧设置的侧向限位杆1235相配合，在变形推杆115的带动下，u型支架1224和侧向限位杆1235可分别在限位槽1241和侧向限位孔1242内反复移动，以满足轮边件的变形以及变形稳定要求，其中，侧向限位杆1235和侧向限位孔1242相配合可保证第二连接组件123在任何情况下都处于对称的位置。
[0031]
参见图2、图6，离合系统130包括内外两套刹车系统，本实施例采用油压式碟刹系统。其中，内侧碟刹系统固定于支撑架112内侧端安装板1123的预留孔位处，外侧碟刹系统固定于第二侧板1144内侧边缘。本实施例所采用的碟刹系统为市面上常见的油压碟刹系统，外侧碟刹系统包括安装在固定架1312外侧的刹车盘1311和刹车卡钳1313，刹车盘1311套设在主机架110的传动轴111外侧端部，固定架1312与主机架110的外端板1141固定连接。内侧碟刹系统包括安装在固定架1322内侧的刹车盘1321和刹车卡钳1323，刹车盘1321套设在主机架110的柱状结构1121上，固定架1322与内端板1142固定连接，刹车卡钳1323与主机架110的安装板1123相固定。
[0032]
参见图1、图7，传动系统140位于机构主体100的最外侧，包括一个中心主齿轮141，三个一级传动齿轮142和三个二级传动齿轮143。其中，中心主齿轮141与主机架110中的传
动轴111固定，随传动轴111的转动而转动；各一级传动齿轮142分别与轮边系统120中相应第一连接组件122的轮边齿轮传动轴1221外侧端相连接；各二级传动齿轮143分别与相应的一级传动齿轮142和中心主齿轮141相啮合。传动系统140用于为履带提供动力，满足不同环境下的运动需求。
[0033]
通过离合系统130可控制车轮处于不同的运动状态，包括两个稳定工作状态与一个暂稳工作状态，分别描述如下：
[0034]
(1)稳定工作状态1(即履带传动)：内侧碟刹系统闭锁，外侧碟刹系统松开
[0035]
本工作状态用于履带工作模式，此时车轮处于三角形。内侧碟刹系统闭锁使得车身、机架与机构主体100保持静止，而外侧碟刹系统松开使得传动轴111能够自由转动，从而驱动外侧中心主动轮141，经过传动系统140和轮边系统120带动履带200转动。
[0036]
(2)稳定工作状态2(即滚动)：内侧碟刹系统松开，外侧碟刹系统闭锁
[0037]
本工作状态用于车轮工作模式，此时车轮处于圆形。内侧碟刹系统松开使得机构主体100能够相对车辆的机架旋转，而外侧碟刹系统闭锁使得传动轴111保持与结构主体100的相对静止，最终保证外侧履带200与机构主体100不出现相对运动。
[0038]
(3)暂稳工作状态(即变形过程)：
[0039]
本工作状态是车轮滚动模式与履带传动模式之间转换步骤中的关键，起到类似于离合器的作用。
[0040]
由稳定状态1转到稳定状态2(由履带传动模式转换到车轮滚动模式)时：第一步，松开内侧碟刹系统，转到暂稳工作状态，此时车轮仍处于三角形，主要运动模式仍保持在履带传动；第二步，变形推杆115下降，将车轮缓慢变形为圆形，此时车轮的运动模式处于履带传动和车轮滚动的混合模式；第三步，缓慢闭锁外侧碟刹系统，使得履带与车轮整体的相对运动逐渐消失，此过程中车身运动速度将稍有加快，直到外侧碟刹系统完全闭锁，转换到稳定工作状态2。
[0041]
由稳定状态2转到稳定状态1(由车轮滚动模式转换到履带传动模式)时：第一步，松开外侧碟刹系统，转到暂稳工作状态，此时车轮仍处于圆形，主要运动模式仍保持在车轮滚动模式；第二步，变形推杆115上升，将车轮缓慢变形为三角形，此时车轮的运动模式处于履带传动和车轮滚动的混合状态，转换过程中车身将出现一定颠簸；第三步，缓慢闭锁内侧碟刹系统，使得车轮整体与车身、机架的相对运动逐渐消失，此过程中车身运动速度将稍有减缓，直到内侧碟刹系统完全闭锁，转换到稳定工作状态1。
[0042]
本行走机构的刹车过程，即内外碟刹系统均闭锁时如下：
[0043]
本工作状态用于车身整体的刹车，将内外侧碟刹系统闭锁时，将能够同时保证车身、机架与车轮整体的相对静止，以及传动轴111、履带200与车身整体的相对静止，这时车轮的各个部件均不运动，实现了刹车功能。
[0044]
由稳定状态1刹车(从履带模式刹车)：直接逐渐闭锁外侧碟刹系统，使履带与车身逐渐相对静止。
[0045]
由稳定状态2刹车(从车轮模式刹车)：直接逐渐闭锁内侧碟刹系统，使车轮整体与车身逐渐相对静止。
[0046]
由暂稳状态刹车(从过渡状态刹车)：直接逐渐闭锁内外两侧碟刹系统，但需注意此用途并非正常工作模式，仅用于紧急状态。在变形推杆115运作的同时，若传动轴111与车
身整体被外侧碟刹系统锁死，则可能会存在齿轮等零件的损坏。另外变形控制端保证，若过渡状态时检测到刹车信号，则暂停变形工作。
[0047]
以上示意性地对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除