一种适应复杂地形的行走机构的制作方法

本实用新型属于行走机构技术领域，尤其涉及一种适应复杂地形的行走机构。

背景技术：

挖掘机又称挖土机，是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械，其可以完成人力所不能完成的工程，有效提高工作效率，节省人力。挖掘机在公路、桥梁、建筑、地下工程、抢险开挖等工程建设中被广泛采用，挖掘机已经成为工程建设中最主要的工程机械之一。挖掘机按行走方式可分为履带式挖掘机、轮胎式挖掘机、步履式挖掘机等。目前，国内挖掘机以履带式挖掘机为主，其次是轮胎式挖掘机，而步履式挖掘机较少。与履带式挖掘机相比，轮胎式挖掘机行走速度快，能够远距离自行转场，并可快速更换多种作业装置，具备机动、灵活和高效的优势。

然而，现有技术中，轮胎式挖掘机爬坡能力较差，稳定性差，且在泥泞地带等恶劣工况下，轮胎式挖掘机的轮胎易凹陷，影响工作效率，严重制约着轮胎式挖掘机在国内的应用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种适应复杂地形的行走机构，当该机构在恶劣工况下工作时，通过双输出轴变速器启动迈步式行走机构以进行工作，利用行走板不易凹陷的特点，辅助该机构行走作业。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种适应复杂地形的行走机构，包括依次连接的发动机1、离合器2和双输出轴变速器3；所述发动机1、双输出轴变速器3均固定于一挖掘机悬架9；所述双输出轴变速器3包括第一输出轴38和第二输出轴39；

其中，所述第二输出轴39通过联轴器连接一第一传动轴7；所述第一传动轴7与一后驱动桥8之间通过第一齿轮传动机构连接；所述后驱动桥8的两端安装有后车轮；所述挖掘机悬架9上还转动安装一前车轮；

所述第一输出轴38通过联轴器连接一第二传动轴4；所述第二传动轴4与一驱动轴5之间通过第二齿轮传动机构连接；所述驱动轴5转动安装于所述挖掘机悬架9并伸出所述挖掘机悬架9；所述驱动轴5伸出所述挖掘机悬架9的两端分别固定一回转柄61；所述回转柄61铰接接于一迈步式行走机构6；所述迈步式行走机构6位于所述挖掘机悬架9外并铰接于所述挖掘机悬架9；

第一工况时，所述双输出轴变速器3的输入轴31与所述第二输出轴39之间传动连接；第二工况时，所述双输出轴变速器3的输入轴31传动连接至所述第一输出轴38以形成第二工况。

优选地，所述双输出轴变速器3还包括一变速箱体314，所述变速箱体314内由上至下依次转动安装所述输入轴31、第一输出轴38和第二输出轴39；

所述输入轴31与所述离合器的输出端连接；所述第一输出轴38和第二输出轴39的输出端均远离所述离合器2并均伸出所述变速箱体314；

所述输入轴31上沿轴向依次布置同步转动的第一主动齿轮32、第二主动齿轮33和第三主动齿轮34；所述第一主动齿轮32靠所述离合器2设置；

所述第二输出轴39上布置第二从动齿轮311、第二同步器312、第三从动齿轮313；第二从动齿轮311、第三从动齿轮313均空套在所述第二输出轴39上；所述第一同步器312位于所述第二从动齿轮311、第三从动齿轮313之间且可与所述第二从动齿轮311或第三从动齿轮313接合；所述第二从动齿轮311与所述第二主动齿轮33啮合；所述第三从动齿轮313与所述第一主动齿轮32啮合；

所述第一输出轴38上布置第一从动齿轮37和第一同步器310；所述第一从动齿轮37空套在所述第一输出轴38上；所述第一同步器310可与所述第一从动齿轮37接合；所述第一从动齿轮37与所述第三主动齿轮34啮合。

优选地，所述输出轴变速器3还包括一变速器盖35，所述变速器盖35通过固定螺钉36固定于所述变速箱体314的顶部。

优选地，所述迈步式行走机构6还包括一行走臂62，所述行走臂62的上端和所述挖掘机悬架9之间铰接一摆动杆65，所述行走臂62的下端和通过一弹性元件64连接一行走板63。

优选地，所述行走臂62的上段开有一凹槽，所述凹槽朝向所述前车轮、后车轮的侧面均敞开；所述凹槽朝向挖掘机悬架9的一侧面、所述凹槽远离挖掘机悬架9的一侧面上均开设一位置相对设置的第一安装孔；

所述摆动杆65一端位于所述凹槽内，所述摆动杆65位于所述凹槽内的一段上开设与所述第一安装孔配合的第二安装孔；

一螺栓66穿过一第一安装孔、第二安装孔和另一第一安装孔以将所述摆动杆65铰接于所述行走臂62，所述螺栓66通过第一限位螺母67固定于所述行走臂62。

优选地，所述挖掘机悬架9朝向所述行走臂62的侧面上设置一圆柱杆91，所述摆动杆65的另一端套设于所述圆柱杆91；所述圆柱杆91的端部安装一第二限位螺母68。

优选地，所述第一传动轴7远离所述双输出轴变速器3的一端固定一第一锥齿轮72；所述后驱动桥8上布置一第二锥齿轮；所述第一锥齿轮72和第二锥齿轮之间啮合以形成所述第一齿轮传动机构。

优选地，所述第二齿轮传动机构包括一固定于所述第二传动轴4的第三锥齿轮、布置于所述驱动轴5的第四锥齿轮；所述第三锥齿轮和第四锥齿轮之间啮合以形成所述第二齿轮传动机构。

一种适应复杂地形的行走机构的使用方法，基于所述的适应复杂地形的行走机构，包括以下步骤：

（1）第一工况时，所述双输出轴变速器3的输入轴31与所述第二输出轴39之间传动连接；发动机1的动力将通过输入轴31经传递到第二输出轴39，再经过与第二输出轴39相连的第一传动轴7传递到后驱动桥8，以驱动后车轮和前车轮旋转，以实现轮式行走；

（2）第二工况时，所述双输出轴变速器3的输入轴31传动连接至所述第一输出轴38，发动机1的动力通过输入轴31传到第一输出轴38，再经过与第一输出轴38相连的第二传动轴4传递到驱动轴5，进而带动与驱动轴5相连的迈步式行走机构6的回转柄61回转；转柄61带动迈步式行走机构6运动，以实现迈步式行走。

与现有技术相比，本实用新型的优点为：通过双输出轴变速器切换该机构的行走方式，当处于工况条件较好的第一工况时，控制动力由第二输出轴输出，经第一传动轴、后驱动桥传到后车轮，后车轮和前车轮共同带动该机构行走；当处于地质泥泞等较恶劣的第二工况时，控制动力由第一输出轴输出，动力经第二传动轴、驱动轴传到回转柄，即驱动轴旋转带动回转柄回转，进而带动迈步式行走机构运动，迈步式行走机构成为该行走机构行走的驱动力。因此，本实用新型能够辅助轮式挖掘机行走，适应各种复杂地形，爬坡能力强；此外在轮式挖掘机工作时，将该迈步式行走机构的行走板与地面接触，能够支撑轮胎式挖掘机，提高该轮胎式挖掘机的作业稳定性。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的适应复杂地形的行走机构的外形图；

图2为本实用新型一实施例的适应复杂地形的行走机构爆炸图的仰视图；

图3为图1中去除挖掘机悬架的立体图；

图4为图3中迈步式行走机构的仰视图；

图5为图3中第一传动轴的结构图；

图6为图3中双输出轴变速器去除操纵杆机构的剖视图；

图7为图6中输入轴的结构图；

图8为图1的俯视图；

图9为图3中双输出轴变速器的立体图；

图10为图9中双输出轴变速器去除变速箱盖的一立体图；

图11为图9中双输出轴变速器去除变速箱盖的又一立体图。

其中，1-发动机，2-离合器，3-双输出轴变速器，31-输入轴，32-第一主动齿轮，33-第二主动齿轮，34-第三主动齿轮，35-变速箱盖，36-固定螺钉，37-第一从动齿轮，38-第一输出轴，39-第二输出轴，310-第一同步器，311-第二从动齿轮，312-第二同步器，313-第三从动齿轮，314-变速箱体，4-第二传动轴，5-驱动轴，6-迈步式行走机构，61-回转柄，62-行走臂，63-行走板，64-弹性元件，65-摆动杆，66-螺栓，67-第一限位螺母，68-第二限位螺母，7-第一传动轴，71-键槽，72-第一锥齿轮，8-后驱动桥，9-挖掘机悬架，91-圆柱杆，10-变速杆，11-变速拨叉。

具体实施方式

下面将结合示意图对本实用新型进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型，而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。

如图1~4所示，一种适应复杂地形的行走机构，如为一挖掘机，包括依次连接的发动机1、离合器2和双输出轴变速器3，还包括第二传动轴4、驱动轴5、迈步式行走机构6、第一传动轴7、后驱动桥8、前车轮、后车轮和挖掘机悬架9。

离合器2与双输出轴变速器3均安装于挖掘机悬架9内，且离合器2安装在发动机1与双输出轴变速器3之间，离合器2通过螺栓总成固定在发动机1飞轮的后平面上。其中，发动机1、离合器2和双输出轴变速器3两两之间的连接为现有技术，即离合器2的从动盘与发动机1的飞轮接触，在摩擦力的作用下，飞轮带动从动盘转动，而离合器2的从动盘与双输出轴变速器3的输入轴31相连，即离合器2的输出轴是双输出轴变速器3的输入轴31。

双输出轴变速器3包括一变速箱体314，变速箱体314内由上至下依次转动安装输入轴31、第一输出轴38和第二输出轴39，如图6所示，输入轴31与离合器的输出端连接；第一输出轴38和第二输出轴39的输出端均远离离合器2并均伸出变速箱体314。

输入轴31上沿轴向依次布置同步转动的第一主动齿轮32、第二主动齿轮33和第三主动齿轮34；第一主动齿轮32靠离合器2设置，如图7所示；具体的，第一主动齿轮32、第二主动齿轮33和第三主动齿轮34均通过平键固定安装在输入轴31上。

第二输出轴39上布置第二从动齿轮311、第二同步器312、第三从动齿轮313；第二从动齿轮311、第三从动齿轮313均空套在第二输出轴39上；第二同步器312位于第二从动齿轮311、第三从动齿轮313之间且可与第二从动齿轮311或第三从动齿轮313接合；第二从动齿轮311与第二主动齿轮33啮合；第三从动齿轮313与第一主动齿轮32啮合。

第二输出轴39通过联轴器连接一第一传动轴7，即第二输出轴39和第一传动轴7上均开设键槽，开设键槽的两段之间通过联轴器连接；第一传动轴7与一后驱动桥8之间通过第一齿轮传动机构连接；后驱动桥8的两端安装有后车轮；挖掘机悬架9上还转动安装一与后车轮平行且位于同一平面内的前车轮，前车轮提供转向作用，安装在前驱动桥两端，该前车轮和挖掘机悬架9之间的连接方式与汽车前车轮和汽车底座的安装方式相同；后车轮和前车轮均由为橡胶材料制成。其中，第一齿轮传动机构包括第一锥齿轮72和第二锥齿轮；第一传动轴7远离双输出轴变速器3的一端固定第一锥齿轮72，如图5所示，第一传动轴7的一端开有键槽71，开有键槽71的一段与第二输出轴39之间通过联轴器连接；后驱动桥8上布置一第二锥齿轮；第一锥齿轮72和第二锥齿轮之间啮合以形成第一齿轮传动机构。

第一输出轴38上布置第一从动齿轮37和第一同步器310；第一从动齿轮37空套在第一输出轴38上；第一同步器310可与第一从动齿轮37接合；第一从动齿轮37与第三主动齿轮34啮合。

第一输出轴38通过联轴器连接一第二传动轴4；第二传动轴4与一驱动轴5之间通过第二齿轮传动机构连接；驱动轴5转动安装于挖掘机悬架9并伸出挖掘机悬架9；驱动轴5伸出挖掘机悬架9的两端分别固定一回转柄61；回转柄61铰接接于一迈步式行走机构6；迈步式行走机构6位于挖掘机悬架9外并铰接于挖掘机悬架9两侧。其中，第二齿轮传动机构包括一固定于第二传动轴4的第三锥齿轮、布置于驱动轴5的第四锥齿轮；第三锥齿轮和第四锥齿轮之间啮合以形成第二齿轮传动机构。

第一工况时，双输出轴变速器3的输入轴31与第二输出轴39之间传动连接；第二工况时，双输出轴变速器3的输入轴31传动连接至第一输出轴38以形成第二工况。

在本实施例中，变速箱体314上安装一操纵杆机构；操纵杆机构控制同步器与空转齿轮接合，实现轴间动力传动。具体的，第一同步器310在操纵杆机的作用下可与第一从动齿轮37接合，第一从动齿轮37与第三主动齿轮34啮合；第二同步器312在操纵杆机构的作用下可与第二从动齿轮311或第三从动齿轮313接合，第二从动齿轮311与第二主动齿轮33啮合，第三从动齿轮313与第一主动齿轮32啮合。由本领域技术人员可以知晓的是，该双输出轴变速器3中的操纵杆机构的作用原理和现有技术中的手动变速箱的操纵杆机构的作用原理相同，如图9~11所示，操纵机构包括变速杆10和与变速杆10选择连接的的2个弯曲设置的换挡拨叉11，其中一换挡拨叉11连接第一同步器310，另一换挡拔叉11连接第二同步器312；变速杆10设置在第一输出轴38的上方并伸出变速箱盖35和挖掘机悬架9。其中，该双输出轴变速器3中的换挡拨叉11与变速杆10选择连接的原理与有技术中的手动变速箱中变速杆与换挡拨叉的选择连接原理相同。在本实施例中，输出轴变速器3还包括一变速器盖35，变速器盖35通过固定螺钉36固定于变速箱体314的顶部。

迈步式行走机构6还包括一行走臂62，行走臂62的上端和挖掘机悬架9之间铰接一摆动杆65，行走臂62的下端和通过一弹性元件64连接一行走板63，如图4所示。迈步式行走机构6可以视为一个曲柄连杆机构，该适应复杂地形的行走机构整体为一挖掘机；迈步式行走机构6的工作原理如下：第二工况时，回转柄61回转带动行走臂62向下运动时，行走臂62下方连接的行走板63必然会与行走地面接触，随着行走臂62继续向下运动，行走臂62与行走板63之间的弹性元件64会持续受压，当受压达到一定程度时，行走臂62在弹簧反力的作用下不能继续向下运动，但回转柄61仍在回转，此时回转柄61的回转运动将反过来带动挖掘机整体向前运动，再挖掘机完成一次行走后，行走臂62在回转柄61的回转带动下向上运动，完成一次循环。通过回转柄61带动行走臂62上下运动的循环，实现迈步式行走机构6辅助轮式挖掘机在恶劣工况下行走。

优选地，行走臂62的上段开有一凹槽，凹槽朝向前车轮、后车轮的侧面均敞开；凹槽朝向挖掘机悬架9的一侧面、凹槽远离挖掘机悬架9的一侧面上均开设一位置相对设置的第一安装孔；摆动杆65一端位于所凹槽内，如图1~4所示；摆动杆65位于凹槽内的一段上开设与第一安装孔配合的第二安装孔；一螺栓66穿过一第一安装孔、第二安装孔和另一第一安装孔以将摆动杆65铰接于行走臂62，螺栓66通过第一限位螺母67固定于行走臂62，如图8所示。

挖掘机悬架9朝向行走臂62的侧面上设置一圆柱杆91，摆动杆65的另一端套设于圆柱杆91；圆柱杆91的端部设置螺纹以安装第二限位螺母68，如图1~2、图8所示。

该适应复杂地形的行走机构，即轮胎式挖掘机的工作原理为：

（1）轮胎式挖掘机在工作时，优先采用轮胎行走；即当轮胎式挖掘机在工况较好的第一工况时，采用橡胶轮胎行走，手动操作操纵杆机构，操纵杆机构带动第二输出轴39上的第二同步器312的齿套与第二从动齿轮311或第三从动齿轮313的接合齿连接，从而使空转连接的第二从动齿轮311或从第三从动齿轮313与第二输出轴39固连起来，这样发动机1的动力将通过输入轴31经啮合的齿轮传到第二输出轴39，再经过与第二输出轴39相连的第一传动轴7传递到后驱动桥8，以驱动后车轮和前车轮旋转，实现轮胎式挖掘机行走。此外，轮胎式挖掘机作业时，将迈步式行走机构6的行走板与地面接触，以支撑该轮胎式挖掘机，提高该轮胎式挖掘机的稳定性。第一工况时，保持迈步式行走机构6收缩在挖掘机悬架9上并悬空设置，即迈步式行走机构6不与地面接触。

（2）当轮胎式挖掘机在地质较差的环境下工作时，轮胎爬坡能力较差，且容易打滑凹陷，影响工作效率，这种情况下应放弃轮式行走，采用迈步行走的方式。即当轮胎式挖掘机遇到泥泞等易凹陷的第二工况时，手动启动迈步式行走机构6辅助挖掘机行走，即通过操作操纵杆机构带动第一输出轴38上的第一同步器310的齿套与第一从动齿轮37的接合齿连接，使得第一从动齿轮37与第一输出轴38固连，因为第一从动齿轮37与输入轴31上固连的第三主动齿轮34相啮合，这样发动机1的动力将通过输入轴31经啮合的齿轮传到第一输出轴38，再经过与第一输出轴38相连的第二传动4传递到驱动轴5，进而带动与驱动轴5相连的迈步式行走机构6的回转柄61回转，回转柄61带动整个迈步式行走机构6动作，驱动轮胎式挖掘机迈步行走。

上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。

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