专利名称：一种交错支重轮式履带装置的制作方法
技术领域：
一种交错支重轮式履带装置技术领域[0001 ] 本发明涉及越野车辆，特别涉及履带式滚动装置。
技术背景[0002]目前的履带式装置，存在一些大的缺陷。其中一个缺陷是在遭遇垂直墙障碍 时，履带在两个支重轮的间隙中被障碍向上顶托，对障碍形成半包围状态，障碍对履带 的顶托造成履带向上凸起，履带的张力被传导到张紧轮上，造成张力变化，增加功耗， 另一个主要缺陷是当履带被障碍物顶托而向上凸起时，在履带上滚动的多个支重轮将 依次从障碍最低处开始翻越，其翻越障碍的次数取决于翻越障碍的支重轮数量，每一次 支重轮对障碍的翻越都将消耗大致相同的额外功耗。目前的履带滚动装置还有一些缺 陷譬如，由于履带的张力变化的原因，履带在行进时会有松紧变化，很难被做成一个 弧形的点触地滚动装置。又譬如如果履带一旦从支重轮上脱落，数量较少的支重轮通 常会在重压下沉陷土中，即使是那些设计成可依靠支重轮来行进的车辆，也经常会因传 动支重轮在土中的沉陷，同时由于传动支重轮的数量太少而容易产生打滑现象，不能顺 畅地行进。发明内容[0003]本发明的目的是提供一种过壕能力较强、过垂直墙能力较高、履带的张力变化 较小、防沉陷能力较高、可做成弧形点触地的履带装置，去除履带后也可以继续行驶的 滚动装置。为此，本发明采用如下一些技术方案[0004]一种交错支重轮式履带装置，包括支重轮、轮轴、轮桥架、履带，其特征在 于所述轮桥架呈弧形或船形，在轮桥架上设置至少两列以上支重轮组，每列支重轮 组由至少两个以上支重轮构成，相邻并排的支重轮在纵向上沿轮桥架弧形作前后交错排 列，支重轮侧面投影相交，所述履带环形覆盖在支重轮组上。所述支重轮为齿形支重 轮，所述履带上设有履带条形齿与齿形支重轮匹配契合。所述履带条形齿的两侧设有内 倾斜面与所述导带轮内侧的倾斜面配合。所述支重轮上设置有减振防滑轮胎或胶条。[0005]本发明的第一种技术方案是采用将多个滚轮构成的滚轮组均勻地，纵向排列安 放在有一定弧度的轮桥架上，在轮桥架上交错安放多个支重轮的结构该结构由轮轴、 轮桥架、支重轮、履带等部分构成。其特征在于上述桥轮架可做成一个大圆弧的弧线形 轮桥架，还可以做成两端弧形，中间平底的船形轮桥架，以及其它任何适合的形状。轮 桥架的弧线半径根据履带滚动装置的越野需要而设定大小。如是使用平底的轮桥架，其 平底长度可根根据对履带滚动装置越壕能力的要求而设定；不管是何种形状的轮桥架， 其轮桥架的长度都应以方便安装在车体下，尽量少占用车体有效空间为宜。将至少两列 以上的齿形支重轮排列在轮桥架上，将其中一列支重轮称作基准支重轮，将其它列支重 轮编号称作1号辅助支重轮，2号辅助支重轮等，每列支重轮呈纵向均勻排列，两个支 重轮间的触地点跨度应尽量缩短，为了有效减少障碍对后支重轮的二次冲击力，辅助支重轮的数量应该根据过障需要和总体宽度而定，将基准支重轮的两个相邻支重轮的触地 点作为一个基准跨度，如果设定有两排支重轮，就在此基准跨度中间设二分之一参考线 作为辅助支重轮的触地点。如果设定有三排支重轮，就在此基准跨度中间设三分之一平 分参考线，分别作为左右辅助支重轮的触地点，以此类推，如果是有四排以上支重轮， 则在基准跨度中间设四分之一、五分之一等等平分参考线，然后将辅助支重轮按照基准 跨度的参考线设定触地点，辅助支重轮与基准支重轮在纵向上交错安放。辅助支重轮与 基准支重轮互不干涉而侧面轮弧投影相交，基准支重轮与辅助支重轮共同在轮桥架上构 成一个具有大圆弧线和较低高度的滚动装置，在该滚动装置上覆盖履带，履带履刺可设 置在履带中间，也可设置在履带两侧，也可设置在任何合适的位置。该滚动装置的减振 系统可以单独安装在每个支重轮上，同时也可以分别在每列齿形支重轮上安减振系统， 还可以将减振系统直接安装在轮桥架上，可以在支重轮上和支重轮上以及轮桥架上同时 安装减振器，以达到局部减振和整体减振的多重效果的叠加。将轮桥架做成刚性整体 结构，在翻越障碍时，整体轮桥架和支重轮可以成为一个整体，对障碍的翻越可一次完 成。并由于轮桥架的跨度相对单个支重轮长，对障碍形成一个较缓的坡度，便于支重轮 用较小的功耗一次翻越完成，避免纵向上的支重轮多次依次翻越障碍造成巨大功耗。由 于克服了履带张力变化的限制，该滚动装置可以做成弧形，以点触地的方式行进，也可 以是船形，以及其它任何适合的形状。该滚动装置的传动可以采用通常的传动轮对履带 进行传动，也可以选择对两边外侧的支重轮进行传动，以及其它任何合适的方式传动， 还可根据需要选择对任意一个或多个支重轮进行传动。[0006] 本发明的第二种技术方案是采用将多个滚轮构成的滚轮组均勻地，纵向排列安 放在有一定弧度的轮桥架上，在轮桥架上安放多个齿形支重轮，并在齿形支重轮上覆盖 履带的结构该结构由轮轴、轮桥架、齿形支重轮、履带、履带条形齿、导带轮等部分 构成。其特征在于上述支重轮是由齿轮充当，上述履带滚动面上设有与齿轮配合作相 对齿合运动的齿条，上述桥轮架可做成一个大圆弧的弧线形轮桥架，还可以做成两端弧 形，中间平底的船形轮桥架，以及其它任何适合的形状。轮桥架的弧线半径根据履带滚 动装置的越野需要而设定大小。如是使用平底的轮桥架，其平底长度可根据对履带滚动 装置越壕能力的要求而设定；不管是何种形状的轮桥架，其轮桥架的长度都应以方便安 装在车体下，尽量少占用车体有效空间为宜。将至少两列以上的齿形支重轮排列在轮桥 架上，将其中一列齿形支重轮称作基准齿形支重轮，将其它列齿形支重轮编号称作1号 辅助齿形支重轮，2号辅助齿形支重轮等，每列齿形支重轮呈纵向均勻排列，两个支重轮 间的触地点跨度应尽量缩短，为了有效减少障碍对后支重轮的二次冲击力，辅助齿形支 重轮的数量应该根据过障需要和总体宽度而定，将基准齿形支重轮的两个相邻支重轮的 触地点作为一个基准跨度，如果设定有两排齿形支重轮，就在此基准跨度中间设二分之 一参考线作为辅助支重轮的触地点。如果设定有三排齿形支重轮，就在此基准跨度中间 设三分之一平分参考线，分别作为左右辅助支重轮的触地点，以此类推，如果是有四排 以上齿形支重轮，则在基准跨度中间设四分之一、五分之一等等平分参考线，然后将辅 助支重轮按照基准跨度的参考线设定触地点，辅助支重轮与基准支重轮在纵向上交错安 放。辅助支重轮与基准支重轮互不干涉而侧面轮弧投影相交，基准齿形支重轮与辅助齿 形支重轮共同在轮桥架上构成一个具有大圆弧线和较低高度的滚动装置，在该滚动装置上覆盖履带，对履带的固定可选择通常的履刺固定方法，将履刺设置在履带板上，用齿 形支重轮的侧面对履刺进行定位，也可以选择使用将排列在两侧的齿形支重轮与圆轮整 合成一体，在圆轮靠近齿轮的一侧壁上设置一个倾斜的面，与履带条形齿的两端截面作 契合滚动，通过对履带条形齿两端倾斜截面作滑动摩擦来导引履带，让齿形支重轮在履 带条形齿的滚动面上滚动，而让导带轮在履带条形齿的截面上滚动，与履带条形齿两端 的截面通过滑动作用固定履带，履带条形齿的两侧可做成一内倾斜面，与导带轮的内倾 斜面相互契合，起到减小摩擦而又能滑动固定履带的作用。还可以选择使用传统的履带 固带结构，将履刺设置在履带中间，也可设置在履带两侧，或设置在任何合适的位置， 通过支重轮侧壁的滑动摩擦来引导和固定履带。所述履带可以是橡胶履带，也可以是 任何一种适合的履带，所述履带条形齿应该尽量具备一定的刚性和弹性，以应对障碍的 顶托力矩，还可以通过对材料的选择和履带条形齿高度的调整来增加履带的抗弯强度， 由于采用了多个齿形支重轮交错排布的结构，该滚动装置的履带张力变化得到了有效控 制，履带的松紧变化将处于一个预先设定的范围，张力变化幅度较小，因而该履带滚动 装置除了可以做成传统的形状，还可以做成弧形等任何适合的形状。该履带滚动装置的 传动可以选择传统的传动方式，也可以选择对两边外侧的支重轮进行传动，还可根据需 要选择对任意一个或几个主要支重滚轮进行传动。传动方式可以是在齿形支重轮的两侧 对轴进行传动，也可以是直接用传动齿对齿形支重轮进行传动，可以是对任意个数齿形 支重轮进行齿轮传动，还可以在相邻的两个齿形支重轮之间加装联动齿轮，对更多的有 齿形支重轮进行传动。该滚动装置由于采用了齿形支重轮，用较多的齿形支重轮对车体 的压强进行了分散，使齿轮联动驱动变得简便易行，因而可采用多轮驱动的方式，即使 在脱落履带的情况下，车体在土中的沉陷也能得到合理控制，其齿形支重轮可确保充分 的抓地能力，而多轮驱动可确保车辆继续正常行驶。[0007]根据上述说明可以看出，本发明所述的齿形支重轮，呈多列交错排布在轮桥架 上，并列的齿形支重轮，其触地点呈纵向交错排列，轮弧呈侧面投影相交，采用将多个 齿形支重轮交错排布的方式，可有效控制履带在翻越障碍时的张力变化，减少支重轮翻 越障碍时的二次冲击力，覆盖支重轮的履带内面设有履带条形齿，在过凸形障碍时，刚 性的履带条形齿能借助多个邻近齿形支重轮的支撑，减少履带被顶托变形的幅度，有效 防止障碍对履带的顶托造成过大的张力变化，拥有齿形支重轮和履带条形齿的履带滚动 装置，不再像普通履带装置那样支重轮从被履带包围的障碍底部开始依次翻越，而是在 一个相对支重轮来说，高度受到齿形支重轮和履带齿形条控制的较缓的坡度上翻越，翻 越较高垂直墙障碍的支重轮不必从垂直墙的最低处开始翻越，而是从垂直墙的中部就开 始翻越，由于履带对障碍不再形成半包围状态，而是直接形成一个缓坡，因而有效地减 小了较高垂直墙对支重轮的二次冲击，该履带滚动装置在翻越较高垂直墙障碍时，由于 可以有较大圆弧的轮桥架和其上的齿形支重轮和履带作为一个整体如车轮般的滚动装 置，因此其功耗比普通的履带滚动装置更低，其缓冲能力更强。即使在履带脱落的情况 下，由于交错排布的数量众多的齿形支重轮对压强的有效分散，该滚动装置在松软地面 上的行进能力将比目前世界上任何一个履带与支重轮两用滚动装置更强。[0008]本方案的积极效果在于利用轮桥架上的多列交错排布的齿形支重轮，有效控制 履带在遭遇障碍时的张力变化幅度，可以控制履带的张力变化幅度不再对张紧轮施加额外的功耗。在此基础上可根据需要设置滚动装置的前端圆弧形，以有效减弱障碍物对车 辆的冲击力矩。多轮交错排布的支重轮，可以在去除履带后，仅用支重轮行进时，有效 分散对地压强，防止在松软地面的沉陷，并通过较为简便的多轮驱动方式，获得来自多 个作用点的足够推力顺畅行进。在第二个方案中，去除履带的滚动装置，因为采用齿条 形的支重轮，更是具备足够的抓地能力，有效避免支重轮在松软地面上打滑。本发明的 交错支重轮式履带装置可应用于机器人行走装置；还可应用于轮椅、雪地车、沙漠越野 车、草原越野车、工程车、坦克装甲车等特种用途的车，可以大大提高这些车辆的越野 能力，减少车辆的行驶功耗，特别是提供了一种在坦克装甲车辆履带脱落的情况下，还 可以靠支重轮正常行驶的滚动装置。[0009]根据上述说明可能看出，本发明采用所述多列交错的支重轮安放在轮桥架上， 通过将齿形支重轮作为一个整体滚动系统，分散了施加在履带上的压强，可延长履带的 使用寿命，由于轮桥架齿形支重轮与有齿条履带的结合，有效控制了履带的张力变化幅 度，从而有效控制了张力变化造成的额外功耗。
[0010]图1为交错支重轮式履带装置主视图。[0011]图2为交错支重轮式履带装置上联动齿轮分布示意图。[0012]图3为支重轮与履带以及张紧轮的结构示意图。[0013]图4为滚动装置的底部斜视图。[0014]图5为交错支重轮在轮桥加上的分布示意图。[0015]图6为轮桥架与齿轮以及传动齿的结构示意图。[0016]图中1为轮桥架，2为齿形支重轮，3为履带，4为履带条形齿，5为导带轮， 6为传动齿轮，8为传动轴支架，9为轮轴。
具体实施方式
[0017]下面结合图1、图2、图3、图4、图5、图6对实施例之一进行具体说明。该实 施例为一个交错支重轮履带式滚动装置，该装置由轮桥架1，齿形支重轮2，履带3，履 带条形齿4，导带轮5，传动齿轮6，传动齿轴架8，轮轴9等部分构成。将所述桥轮架 1做成一个两端弧形，中间平底的船形，轮桥架1的弧线半径根据履带滚动装置的越野需 要而设定大小，其平底长度可根根据对履带滚动装置越壕能力的要求而设定。所述齿形 支重轮2呈齿轮形，将四列齿形支重轮2通过轮轴9固定在轮桥架1上，将其中一列齿形 支重轮2作为基准轮组，将其它列齿形支重轮2作为辅助轮组，每列齿形支重轮2呈纵向 均勻排列，两个支重轮间的触地点跨度中间设四分之一平分参考线，分别作为左右辅助 齿形支重轮2的触地点，齿形支重轮2在纵向上相互交错安放。侧面轮弧投影相交，齿 形支重轮2同轮桥架1构成一个具有较大圆弧线和较低高度的滚动装置，在该滚动装置 上覆盖履带3，所述履带3的内面上设置有履带条形齿4，所述履带条形齿4与齿形支重 轮2的轮齿相匹配，所述履带条形齿4的两端横断截面，该截面相对履带3的内滚动面呈 八字形仰倾角，安装在轮桥架1上的靠近外侧的齿形支重轮2，其向外一面与导带轮5整 合，所述导带轮5呈圆轮形，直径与齿形支重轮2相同，圆轮向履带3—侧的轮壁呈倾斜状，并与履带条形齿4两端的倾斜截面相吻合。所述导带轮5的内壁倾斜面紧贴履带条 形齿4的两端截面转动。通过滑动摩擦的作用固定履带3。在一列齿形支重轮2上设置 多个传动齿轮6，所述传动齿轮6通过轮轴9安装在传动轴支架8上。
权利要求1.一种交错支重轮式履带装置，包括支重轮、轮轴、轮桥架、履带，其特征在于 所述轮桥架呈弧形或船形，在轮桥架上设置至少两列以上支重轮组，每列支重轮组由至 少两个以上支重轮构成，相邻并排的支重轮在纵向上沿轮桥架弧形作前后交错排列，支 重轮侧面投影相交，所述履带环形覆盖在支重轮组上。
2.根据权利要求1所述的一种交错支重轮式履带装置，其特征在于所述支重轮为 齿形支重轮，所述履带上设有履带条形齿与齿形支重轮匹配契合。
3.根据权利要求1至2之一所述的一种交错支重轮式履带装置，其特征在于所述履 带条形齿的两侧设有内倾斜面与所述导带轮内侧的倾斜面配合。
4.根据权利要求1至2之一所述的一种交错支重轮式履带装置，其特征在于支重轮 上设置有减振防滑轮胎或胶条。
专利摘要本实用新型涉及一种交错支重轮式履带装置。它包括支重轮、轮桥架、履带、导带轮。所述所述支重轮可以是齿形支重轮，呈多列纵向交错排列安放在弧形轮桥架上，支重轮弧侧面投影相交，所述轮桥架也可以是两端弧形，中间平底的船形，在轮桥架的支重轮上环形覆盖履带，所述履带上可设置横向排列的履带条形齿，所述履带条形齿与所述齿形支重轮匹配。所述导带轮内侧壁在履带条形齿的两端截面上贴合滚动，起固定导引作用。由于采用交错排列多组齿形支重轮，再加上履带条形齿的作用，履带在遭遇障碍时的张力变化得到有效控制。履带可做成弧形。在去除履带后，多轮驱动的齿形支重轮能最大限度分散压强，同时保持良好的抓地性能和防沉陷能力。
文档编号B62D55/14GK201808610SQ200920260210
公开日2011年4月27日 申请日期2009年11月9日 优先权日2009年11月9日
发明者孙继华 申请人:孙继华