履带式脱困装置和车辆的制作方法

本发明涉及一种车用脱困装置，以及使用车用脱困装置的车辆。

背景技术：

随着生活水平的提高，城市中产阶层规模也越来越大，自驾游也逐渐兴起。自驾游的路线除了城市公路外，更多的是路况相对恶劣的道路，甚至是野路或者无人到过的地方。因此，车辆出行可能会面对恶劣的路况或者没有路的境况，由此可能会出现预料不到的情况，使汽车被困于例如泥泞之地，沙石之地。

当汽车被困于泥泞地或者沙地时，驾车人员往往会通过缓慢驱动汽车以增大轮胎与地面的摩擦力，以使汽车脱困。而藉此无法实现脱困时，就需借助外力，例如其他人员辅助推动汽车，使用绞盘，脱困板等方式实现脱困。由此所需条件未必具备，即便是条件具备，所需要的空间等条件也会受到限制。并且可以理解的是，此类脱困方式往往需要较长的时间，汽车不能够迅速安全的驶离被困区域，不利于乘车人员安全。

相对而言，车辆自主脱困是目前车辆脱困研究的主要方向。例如中国专利文献CN105799664A，其公开了一种用于机动车辆自主脱困的系统，其原理是利用汽车底盘上增加的车身升起系统，在车辆陷入例如砂石之地后，顶托而使底盘升起一定高度，之后使用旋转系统将机动车打滑轮胎带离打滑路线。其车身升起系统仅用于将底盘托起一定高度，然后依靠行驶系使车辆脱困，然而在这种条件下，底盘被托起会导致行驶系与地面的摩擦力减小，使车辆处于一种更加严重的不可控状态。

中国专利文献CN205344359U公开了一种设有遥控器的汽车轮胎陷坑自救脱困器，主要是通过设有控制机构及其遥控器来控制脱困器的不同工作状态，该脱困器仍然需要在车辆陷入困境以后，乘车人员将其安装在机动车轮胎上，不能够直接安装在机动车上，随车行驶。此外，例如车的前轴，属于转向系的组成部分，通常构造为半轴，半轴自身的安装空间非常有限，不容易实现该类脱困器的装配。

中国专利文献CN105922826A公开了一种与中国专利文献CN205344359U所要求保护的脱困器大致相似的脱困装置，都需要临时将脱困装置安装在车轮上，并依据其所具有的大于轮胎的径向轮廓提供新的支撑，CN105922826A借以提供支撑的是若干带有球头的支撑杆，不能提供连续的支撑，脱困能力非常有限。

中国专利文献CN105691095A公开了一种简易的脱困器，该脱困器能够通过轮辐上的辐孔安装在轮胎上，整体上相当于在轮胎上衍生出的凸起，形成额外的刮地点，从而能够将车轮移出受困点。该种结构相比于前述的 几种脱困器结构简单，但也需要现场安装，如果受困点存在积水，其安装也会非常困难。并且其脱困依赖于某一点（凸起所在位置）所受额外的扭力，在受困状况相对严重时，无法提供连续的支撑，而导致脱困失败。

技术实现要素：

本发明基于在车辆上常备履带式脱困装置的考虑，在提高车辆脱困能力的条件下，降低在安装了履带式脱困装置的条件下，对车辆通过性的影响，由此提供一种履带式脱困装置，以及使用该履带式脱困装置的车辆。

本发明采用以下技术方案：

依据本发明的实施例，提供一种履带式脱困装置，包括：

平行四边形机构，该平行四边形机构的一边构件构成机架，与作为机架的边构件相对的边构件构成支重轮系构架，其余两边构件构成连架杆；其中，机架在前后方向上设有直线导轨，并在直线导轨上设有第一滑块组件；

履带机构，该履带机构包括以平行四边形机构为带内构架的履带和配置在平行四边形机构上的履带轮系；该履带轮系的支重轮系设置在支重轮系构架上；以及

履带变形控制机构，该履带变形控制机构包括在前后方向上布置在机架上直线导轨前侧或者后侧的直线驱动机构和一端铰接于支重轮系构架、另一端铰接于第一滑块组件的第三连接件，其中，直线驱动机构与第一滑块组件连接以驱动第一滑块组件。

上述履带式脱困装置，可选地，直线驱动机构与第一滑块组件的连接结构包括：

第二连接件，该第二连接件的一端铰接于第一滑块组件；

第一连接件，该第一连接件的一端与第二连接件的另一端铰接，形成铰接部，且该第一连接件的另一端铰接于直线驱动机构的输出端；以及

支撑部件，该支撑部件设置在支重轮系构架上，并从平行四边形机构张开的初始阶段到所述铰接部转动到最大转角时，支撑部件用于支撑所述铰接部。

可选地，所述输出端构造为运行在直线导轨上的第二滑块组件。

可选地，所述直线驱动机构包括推杆前后布置的油缸；

油缸的推杆直连第二滑块组件；或

油缸的推杆牵拉一线性件，该线性件通过滑轮组连接所述第二滑块组件。

可选地，若油缸的推杆直连第二滑块组件，则油缸位于机架宽度方向的两边框之间；

若油缸的推杆牵引线性件，则油缸位于机架宽度方向的两边框之间或者两边框之外。

可选地，第二连接件和第三连接件构造为以机架宽度方向为宽的板件或者在机架宽度方向上配置有对置的两边框，并据该两边框形成的框架结构。

可选地，第三连接件具有避让结构，用于当支重轮系构架叠置在机架上时，第三连接件避开与机架或支重轮系构架上部件的干涉。

可选地，以铰接的铰轴中心连线长度计：第三连接件的长度大于第二连接件的长度，也大于第一连接件的长度。

可选地，所述铰接部设置有滚轮，用于与支撑部件间形成滚动摩擦。

可选地，支撑部件用于支撑滚轮的支撑面为基于弹性的上下浮动结构。

可选地，支撑部件的两端设有上下的导引孔；

支撑部件依靠导引孔上下导引于支重轮系构架宽度方向上的边框上；

支撑部件包括作用于支重轮系构架的弹性部件或支重构件包括作用于支撑部件的弹性部件。

可选地，所述弹性部件为板簧。

可选地，于两连架杆之间，还设有至少一个辅助连架杆。

可选地，连架杆和辅助连架杆均具有避让结构，用于当支重轮系构架叠置在机架上时，连架杆和辅助连架杆避开与机架或支重轮系构架上部件的干涉。

可选地，所述履带机构配有张紧装置。

可选地，张紧装置配置位于平行四边形机构之后。

可选地，张紧装置配置为在机架前后方向张紧的张紧装置。

可选地，所述张紧装置包括：

架部，固定于机架并具有一对轴线平行于机架的导套；

导柱支架，配有一对导杆以适配地与两导套配合，并在导柱支架上设有履带托轮；

弹性组件，所具有的弹簧座安装在架部，且作用端在导套方向支撑导柱支架；

其中，于架部或者弹性组件上设有用以约束导柱支架最大行程的约束。

可选地，所述弹簧组件包括：

两弹簧导柱，一端固定于所述架部，并向导柱支架悬伸；相应地，导柱支架与弹簧导柱对位的位置开有导孔，以用于对弹簧导柱导引；

弹簧，套设在弹簧导柱上。

可选地，所述弹簧为碟形弹簧。

可选地，所述架部用于与弹簧组件连接的部位构造为在导套轴向长度可调的调整结构。

可选地，所述调整结构的调整驱动部件位于架部的侧面。

可选地，所述调整结构为剪力撑机械调节机构。

可选地，所述剪力撑机械调节机构为六边形的六杆结构，其中一对杆铰接于架部本体，再一对杆铰接于弹簧座，而形成四摇杆，剩余的中间两杆相互平行，用于与六边形中的相邻杆铰接。

可选地，中间两杆对位地开有旋向相反的螺纹孔，从而配设一与两螺纹孔配合的螺杆，用于中间两杆间距的调整。

可选地，还包括配设于张紧装置的调整装置，其中张紧装置设置在机架上，而调整装置包括相互铰接的两部分，其中第一部分铰接于张紧装置，第二部分铰接于支重轮系构架，且该第二部分具有长度调整结构。

可选地，所述第二部分构造为一个螺杆连接的两个铰接部，该螺杆两端的螺纹旋向相反。

可选地，所述第一部分与机架的夹角为锐角，而第二部分与支重轮系构架的夹角大于等于170度并小于180度。

可选地，在机架上还设有用于托持履带的托链轮；而在支重轮系构架上除设置所述支重轮系外，还在支重轮系构架的前后端设有与履带的链板啮合的齿型导向轮系。

可选地，于机架的前端设有与履带的链板啮合以驱动履带的驱动输入机构。

可选地，所述支重轮系的支重轮被配置为多个轮体通过同一支重轮轴形成的总成，以在支重轮的轴向分散载荷。

可选地，每一支重轮在支重轮的轴向，于支重轮系构架的两侧均具有一个轮体，并在支重轮系构架内至少有一个轮体。

可选地，支重轮通过轴套安装在支重轮轴上形成滑动摩擦轴承结构。

可选地，轴套镶入支重轮的毂孔后，通过径向的铆钉或者螺钉进一步固定。

可选地，支重轮系构架用于安装支重轮的边框主体为线性弹性材料构成的线束组，线束组通过线性排列在线束组上的连接块锁铆起来；或者

支重轮系构架用于安装支重轮的边框主体构造为支撑块通过连接组件串接起来的线性阵列；用于支撑块串接的部件包括：

上支撑件，两端匹配连接于相邻的两个支撑块上；

下支撑件，两端匹配连接于相邻的两个支撑块了；以及

弹性块，容置在由上支撑件、下支撑件和相应两个支撑块所形成的容腔内。

依据本发明的实施例，还提供了一种在底盘上安装有前述的履带式脱困装置的车辆。

上述车辆，可选地，履带式脱困装置设置在前后车桥之间的车架上。

可选地，在车架的宽度方向，配置有一对履带式脱困装置。

依据本发明的实施例，以平行四边形机构为基础构造辅用行驶系，由于平行四边形机构的机架部分和与机架部分相对的支重构架能够始终保持平行，使支重构架的承载在前后方向上分布相对均匀，且不受张开行程的影响。

平行四边形机构基于两连架杆的转动实现机架与支重构架的距离远近的变化，从而具有张开和收起两个基本状态，张开状态时用于车辆的脱困或者特定路况条件下的辅助行使，而在收起状态时减少对车辆的可通过性产生较大的影响，从而可以在车辆上常备，而不必在车辆陷入例如沙地时再行安装。由于脱困的辅助支撑取决于变形控制机构的撑开力，在撑开力确定的条件下，不必把车辆的所有载荷全部转移到辅用行驶系上，原有的行驶系仍然具有承载能力，从而实现真正的增加摩擦面积和摩擦能力，用以提高脱困能力。

对于收起状态时减少对车辆的可通过性的影响，采用装设于机架上的直线驱动机构，不占据额外的竖向空间；而第三连接件基于摇杆构造，收起状态时，第三连接件与水平面成一个相对较小的角度，占据额外的竖向空间也较小，整体而言，对通过性的影响相对较小。

附图说明

图1为在一实施例中配有履带式脱困装置的越野车的结构示意图。

图2为相应于图1的仰视结构示意图。

图3为在一实施例中配有履带式脱困装置的大巴车仰视结构示意图。

图4为相应于图3的主视结构示意图。

图5为一种履带式脱困装置收起状态结构示意图。

图6为履带式脱困装置收起状态时支撑杆系的状态。

图7为一种履带式脱困装置完全张开状态主视结构示意图。

图8为一种履带式脱困装置完全张开时的立体结构示意图（剖开部分履带）。

图9为一种履带式脱困装置完全张开时立体结构示意图（省略履带）。

图10为一种履带变形控制机构结构示意图。

图11一种履带变形控制机构中的滑轮支撑板配置结构示意图。

图12为一种支重轮系构架主构件俯视结构示意图。

图13为相应于图12的俯视结构示意图。

图14为一种支重轮系构架纵梁结构示意图。

图15为一种张紧调整装置结构示意图。

图16为一种张紧装置结构示意图。

图17为履带式脱困装置变形状态示意图。

图18为驱动轮以及部分托链轮系安装方式结构示意图。

图19为驱动轮系在平行四边形机构中的装配结构。

图中：100.车辆；200.车用履带式脱困装置

1.驱动输入机构；2.托链轮系构架；3.履带变形控制机构；4.支撑杆系；5.履带张紧调节装置；6.支重轮系构架；7.第一支架；8.履带；9.托链轮系；10.后齿型导向轮系；11.支重轮系；12.前齿型导向轮系；13.引导轮系。

101.铆钉；102.轴套。

301.第一滑块组件；302.第二连接板；303.滚轮；304.第一连接板；305.第二滑块组件；306.滑轨组件；307.油缸；308.第三连接板；309.滚轮支撑板；310.弹簧片；311.支架；312.铰接轴；313.轴；3091.滚轮支撑板滑道。

3001.油缸；3002.油缸连接支架；3003.线性件；3004.滑轮组；3005.滑块。

501.基座；502.第一连杆；503.第一调整座；504.第二连杆；505.第二调整座；506.调整螺杆；507.导套组件；508.铆接件；509.第三连杆；510.第四连杆；511.弹簧支架；512.碟形弹簧组件；513.导柱支架；514.导向轮轴；515.导向轮；516.上连杆构架；517.下连杆调节构架；518.调整轮轴；519.连接轴；520.调整轮；5171.第二支架；5172.调整螺栓；5173.第三支架。

601.支撑块；602.上支撑件；603.下支撑件；604.块状弹性材料；605.铆接件。

6001.连接块；6002.线束组。

901.驱动轴；902.第一隔套；903.推力轴承；904.第二隔套；905.圆螺母。

具体实施方式

结合本发明的实施例，详细说明本发明，通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能视为对本发明的限制。

本发明中，需要说明的是，术语“上”，“下”，“左，右”，“内，外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位和位置关系，仅是为了便于描述本发明或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”，“第二”等词语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”，“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者一体结构；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介的间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1~4所示的车用履带式脱困装置200，其与车辆100行驶系在基础方向上是一致的，匹配于车辆的前后左右和上下，而具有相对确定的第一参考系。

图1中所示的车用履带式脱困装置200基于其基础的前后方向而安装在车辆100上，基于例如履带的正反转可以实现向前的驱动，也可以实现向后的驱动。适配地，匹配与车宽，车用履带式脱困装置200的宽度具有相同的参考系。

在同一车辆100上，根据车架的长短和宽度可以在长度或者宽度方向上设置多个例如车用履带式脱困装置200，如图2所示，在越野车上设有两个车用履带式脱困装置200，在图3所示的大巴车结构中，则具有六个车用履带式脱困装置200。

此外，平行四边形机构具有配置灵活的特点，加以适应的，受如图8中支重轮系构架6自身长度，以及在变形过程中支重轮系构架3运行路径的影响，需要考虑车用履带式脱困装置200的整体长度，该整体长度应尽可能的减少对车辆100行驶系的影响。整体长度在同一车辆100上可以不一样，如图3所示，配置在前后车桥之间的车用履带式脱困装置200与位于后桥之后和前桥之前的车用履带式脱困装置200的长度不一样。

尽管，在一般的认识中，将车辆100正常运行时，驾驶人员的朝向为前，藉此确定基础的前后参考系，但基于例如倒车所确定的行驶方向仍然是以基础的前后参考系为基准，而不是倒车状态下行驶方向的前侧为前，而认为是“倒车”或者说后退，向后行驶。

图1所示，一种车用履带式脱困装置200，安装在车辆100上前后桥之间，车辆底盘两侧各设有一个。要求车辆100在安装有车用履带式脱困装置200时，对纵向通过角不产生影响或者所产生的影响较小，这就需要对车用履带式脱困装置200处于收起状态时所具有的高度和安装的初始状态高度提出一定的要求。

应知，车用履带式脱困装置200在大部分时间内都处于前述的初始状态，整体上处于一种收起状态，在收起状态时经具有尽可能小的高度，从而减少对车辆100纵向通过角的影响，此即实施例所要解决主要技术问题，即在车辆100配置了车用履带式脱困装置200后，降低对车辆100纵向通过角的影响。

作为车辆方面的技术人员应当知道通过角是汽车满载静止时，通过障碍物的能力。一般常用的指标是纵向通过角，是指在汽车满载、静止时，在汽车侧视图上分别通过前、后车轮外缘做切线交于车体下部较低部位所形成的最小锐角。它表征汽车可无碰撞地通过小丘、拱桥等障碍物的轮廓尺寸。

当汽车在通过起伏不平的路面、拱桥或渡船时，有时地面的凸起物会将汽车的底部托住，使汽车不能通过。在此条件下，可以控制车用履带式脱困装置运行，带动车辆脱离困境。当车辆陷入泥泞或者沙地等路况的时候，控制车用履带式脱困装置展开，使其撑起到车辆能够脱困的高度，运行车用履带式脱困装置使其拖动车辆驶离复杂路况。

常规地，履带式底盘，其主要由牵引轮、承重轮和导向轮形成的轮系和装设在轮系上的履带，不同于履带式底盘，实施例中的车用履带式脱困装置200的轮系配置方式是将轮系分成上下两部分进行配置，下面的部分是支重轮系11，上面的部分为托链轮系9，其余如驱动轮系和引导轮系13则匹配托链轮系9和支重轮系11设置。产生这种结构的原理在于实施例中引入了平行四边形机构，使得车用履带式脱困装置200具有高度的变形能力，这与履带式底盘固定设置的结构并不相同。

区别于履带式底盘，图8较为完整的示出了一种车用履带式脱困装置200，图中所示的结构使用了车用行驶系的大部分结构。图中所示的车用履带式脱困装置200的包括以下主要部件：托链轮系构架2、第一支架7、支重轮系构架6、支撑杆系4、履带张紧装置、履带张紧调节装置、履带变形调整机构和履带变形控制机构。

加以辅助的部件主要有履带8、驱动轮系输入机构1、托链轮系9、后齿型导向轮系10、支重轮系11、前齿型导向轮系12和引导轮系13。

以上结构的核心在于变形，变形的基础则是托链轮系构架2、第一支架7、支重轮系构架6和支撑杆系4所形成的平行四边形机构。

图8中，托链轮系构架2构成平行四边形机构的机架，用于平行四边形机构在车辆100底盘上的安装。

图7和8所示，受图中履带8的遮蔽（图8中部分的剖开履带8），托链轮系构架2可以从侧面延伸出架体用于与车辆100的底盘连接。

或者，托链轮系构架2的宽度大于履带8的宽度，托链轮系构架2的部分结构向上延伸用于与车辆100的底盘连接。

作为机械领域最基本的机构，平行四边形机构是一种平面连杆机构，属于铰链四杆机构，在如图7和8所示的结构中，两个连架杆，分别是第一支架7和支撑杆系4不需要回转，只需要实现托链轮系构架2与支重轮系构架6间距的变换，两个连架杆相当于摇杆。

平行四边形机构属于理想的四杆模型，其杆系往往构造为构架，并且形态不一定表现为杆件，例如摇杆或者曲柄，很多时候表现为轮体。此外，对于平行四边形机构，其基础结构表现为平行四边形平面机构，但也不表示其只能具有四个基本构件，还可以包含其他辅助构件，例如图7和图8中所示的介于第一支架2和支撑杆系4之间的另外两个连杆构架，用于提高整体的可靠性，另外的两个连杆构架于支撑杆系4的结构基本相同。

托链轮系9安装在托链轮系构架2上，用于支撑或者说托持履带8，图8中可见，履带8被部分的剖开，履带8遮蔽之下的部分设有托链轮系9，因履带8具有一定的宽度，因此，托链轮系9应具有一定的支撑宽度。

单纯在平行四边形的杆系结构中，托链轮系9成线性排列，分布在托链轮系构架2上。

托链轮系9主要是被动转动的轮系，为履带8提供滚动摩擦。

线性排列的支重轮系11安装在支重轮系构架6上，形成平行四边形机构的支重部分。而在第一支架7上，相应于车用履带式脱困装置200的前端则安装有引导轮系13。

行走部分与机架相对，也就是与托链轮系构架2相对并且平行的支重轮系构架6，在平行四边形机构变形过程中，支重轮系构架6与托链轮系构架2始终保持平行状态，因此，无论行驶系中的轮体陷入例如沙地多少，支重轮系构架6均能够起到应有的支撑作用。

在此面临两个技术问题，一是尽可能的减小图5所示状态的车用履带式脱困装置200的高度，另一则是在车用履带式脱困装置200初始状态高度较小的情况下，如何获得比较大的初始张开力。

需要说明的是，如果初始阶段车用履带式脱困装置200没有受到底面的支撑，那么其张开阻力并不是特别大，主要是机构的机械阻尼和摩擦。显而易见的是，由于车用履带式脱困装置200最终需要支撑起部分的车辆100重量，换言之，张开力相比于支撑力要小的多，同时，平行四边形机构中的机架在上，需要张开的部分在下，换言之，需要张开部分的自重对于张开来说属于有效力，因此，即便是张开的初始力较小，亦或相关张开机构处于死点（对张开驱动机构来讲的死点，不是重力的死点），对张开的影响也不会很大。

承接前面的两个技术问题，加以对应的，在减小如图5中所示的车用履带式脱困装置200的高度方面，应尽可能地减少张开驱动部分，或者说履带变形控制机构在平行四边形机构上装配对车用履带式脱困装置200高度的影响。于说明书附图8和9中所示，机架，也就是图中所示的托链轮系构架2上设有滑轨组件306，并在滑轨组件306上设有第一滑块组件301，那么第一滑块组件301与滑轨组件306间形成第一直线移动副，可以理解的是，第一滑轨组件301是直线导轨。

产生变形的第一个构件是图9中所示的第三连接板308，等效于平面机构中的的摇杆，具体是第三连接板308的下端通过轴313铰接于支重轮系构架6上，上端则通过铰接轴312铰接于第一滑块组件301上。当第三连接板308的上端跟随第一滑块组件301移动时，就会产生绕轴313的转动，从而会产生第三连接板308斜度的变化，进而会产生对托链轮系构架2与支重轮系构架6间的支撑高度的变化。

基于前述的结构，变形实现的进一步配置则是如何驱动第一滑块组件301的移动。第一滑块组件301的移动是直线运动，属于机械领域的最基础的运动形式，因此实现起来相对容易。

基于前述的内容可知，基于图8和9所示的结构，所使用的基本运动构件及其原理都是机械领域的常用结构，设计制造相对容易。并且所使用的运动副较少，出现故障的概率较低。

此外，履带变形控制机构的主要构件主要是实现直线运动，尤其是原动部分，配置在机架上，距离地面相对较远，而不容易被污物粘附。

尤其是，借平行四边形机构张开部分的重力，减轻张开过程中履带变形控制机构的负担，控制相对容易，并且，影响车用履带式脱困装置200高度的部分，首先是前面所述的直线运动部分，被设置在机架处，不再占用额外的空间。而在原理上，作为摇杆的第三连接板308处于一种接近水平的状态，基于轴313和铰接轴312的上下位置关系，所直接确定的第三连接板308的初始斜度，在满足张开所需初始力矩的条件下，所占据的竖向空间非常小，具体可见于附图5所示的结构，车用履带式脱困装置200的高度大致与托链轮系构架2与支重轮系构架6的高度之和相等，或者稍大。

下面借助于说明书附图对上述的两个基本技术问题提供优选的解决方案和替代方案，并展开说明，且以下内容主要以平面机构的基本概念描述，但应当理解，平面机构中的术语名称多以理想模型为基础，例如图8中所示的第一支架7、支撑杆系4等，在平面机构中都被简化为杆，而入第三连接板308，也会被简化为杆，简化的基础在于铰接点所限定的平面，该平面所约束的即为平面机构。

关于三个连接板，在没有其他结构干涉的条件下，优选为板件结构，整体的结构强度比较高。

而在有其他结构可能会产生干涉的条件下，可以设置为杆性件。

此外，如图9所示，图中第一~第三连接板并非直杆件，而是具有两个部分成一定角度组配的结构，该种结构的效果可见于附图5，即车用履带式脱困装置200收起状态时，该种结构可以有效的避开图中支重轮系构架6上的支重轮系11的干涉，从而可以进一步减小收起状态时车用履带式脱困装置200的高度。

图中，例如支撑杆系4，其所具有的成一定角度的两个部分，所确定的角度对位于需要避让的部分，从而避开与支重轮系11的干涉，有利于形成较小的车用履带式脱困装置200的高度。

如前所述，杆系并不以杆件的具体形状来进行机构分析，换言之，杆系中杆件的几何结构对机构的理论分析没有影响，一般以例如铰接点的连心线作为等效的杆件，在此条件下，在优选的实施例中，以铰接的铰轴中心连线长度计：第三连接板308的长度大于第二连接板302的长度，也大于第一连接板308的长度，在产生折叠时，滚轮303脱离与滚轮支撑板309的接触后，张开所需要的力完全由第三连接板308，从而分阶段的张开续接完成。

张开的初始阶段，如前所述，所需要的张开力并不很大，因此，铰接部与图9中所示的滚轮支撑板309之间的接合力并不大，因此，两者之间可以采用滑动摩擦，也可以采用滚动摩擦。

具体地，如图9所示，图中铰接部上设有滚轮303，滚轮309装设在铰接轴312上。

基于前述的结构，滚轮支撑板309还设有竖直方向的滑道3091，滚轮支撑板309通过两个滑道3091套接在支重轮系构架6上，可以沿支重轮系构架6的弹性基体上下滑动，产生一种上下浮动结构。

上下浮动结构主要作用是在车用履带式脱困装置200收起状态时，获得较小的高度，而在张开状态时，上浮，不会干涉履带8的正常运转。

浮动主要依靠弹性来实现，在一些简易的实施例中，由于上下浮动结构的控制对象是滚轮支撑板309，重量相对较小，因此，可以使用圆柱弹簧，圆柱弹簧可以设置在滑道3091内，也可以为滚轮支撑板309配置独立的带有弹簧导柱的弹簧座。

在一些实施例中，还可以为滚轮支撑板309设置基于导柱的导引结构，弹簧可以套装在导柱上。

在一些实施例中，则如图10所示，使用弹簧片310构造使滚轮支撑板309上下浮动的结构，弹簧片310可以充分利用支重轮系构架6的横向空间，而较少的占用竖向空间。整体上装设在支重轮系构架6上的弹簧片310用于支撑滚轮支撑板309，控制滚轮支撑板309通过滚轮支撑板滑道3091沿支重轮系构架6上下滑动。

弹簧片310实际比车用板簧薄一些，但也可以满足重量相对较轻的单一构架，即图10中所示的滑轮支撑板309。

基于前述的结构，张开过程即履带变形控制机构3的工作过程，具体动作方式如下：

初始状态，如图5所示，履带脱困装置在非工作状态的时候，油缸307回缩，此时托重轮系构架2和支重轮系构架6压并，而具有如图5所示的较小的高度。

此时滚轮303和滚轮支撑板309接触，滚轮支撑板309受到滚轮303的压力，位置处于支重轮系构架6向下位置，紧挨机构履带8，此时弹簧片310受力变形，整体上亦呈现一种相对较小的竖向空间占用。

随着油缸307推杆的推出，第一滑块组件301和第二滑块组件305前行的速度不一致，在受力状态下第二滑块组件305的前行速度大于第一滑块组件301，此时油缸307控制第二滑块组件305向左滑动，具体可见于附图9，同时带动第一连接板304向前运动，第二连接板302同步前移（左即为前），滚轮303下移，支撑在滚轮支撑板309上，为履带脱困装置的展开提供初始力。直到第一连接板304和第二连接板302上端接触，此时为整个控制机构变形的第一运动关系后，滚轮303下移到第一运动关系的最大行程位置（此处的设计为了在不影响初始高度的情况下增加撑起变形的初始力）。

油缸307的推杆继续运动，第一滑块组件301和第二滑块组件305一同作用于第三连接板308，控制机构继续张开，滚轮303与滚轮支撑板309逐步分离，此时在弹簧片310的作用下滚轮支撑板309沿滑道3091向上滑动，使滚轮支撑板309远离履带。此为整个机构变形的第二运动关系。

关于基础机构的构建，即平行四边形机构，图7比较清晰的看出车用履带式脱困装置200张开后的结构，主体结构呈现的是平面连杆机构，用于与车架连接的是托链轮系构架2，作为平行四边形机构的机架。图18用于表示驱动输入机构时，第一支架7的上端通过驱动轴901与托链轮系构架2铰接在一起，在此处通过驱动轴901引入车用履带式脱困装置200的动力。第一支架7构成平行四边形机构的一个连架杆。

收并状态如图8所示、第二滑块组件305与第一滑块组件301之间的水平距离通过限位第一连接板316与限位第二连接板314的长度控制，两组滑块组件的水平距离最大为初始状态距离，以此使整个机构能够收回到初始状态。

与第一支架7对位的是一组支撑杆系4，图8中支撑杆系4有四组，在托链轮系构架2相对较短时，可以只保留图8中标号4所直接标识的支撑杆系，当托链轮系构架2较长时，则可以布置较多的支撑杆系4，在机械上相互平行的杆架往往在原理图中表示为一个杆架，藉此，图中的三个支撑杆系4构成另一连架杆。

图8所示，多个支撑杆系4在车用履带式脱困装置200的纵向成线性排列。构成支撑系使用的支撑杆数量根据支撑力的大小，选用大于等于1组，每组为2根，左右对称分布于托链轮系构架2的两侧。

第一支架7的下端和支撑杆系4的下端与支重轮系构架6（优选弹性支重轮）铰接。支重轮系构架6是支重构件，需要保持其与机架的平行。

履带8安装在平行四边形机构上，在支重轮系构架6的前端安装有前齿型导向轮系12，后端设有后齿型导向轮系10。

图12~14所示，是车用履带式脱困装置200中支重轮系构架6的结构示意图，支重轮系构架6是一种弹性机构件，既要求在机构变形过程中提供足够的支撑力，又需要在使用过程中会发生弹性变形，以适应路况和达到机构初级减震的作用。

具体的，在一些实施例中，如图12和图13所示，支重轮系构架6单元的机构构成为线性弹性材料构成的线束组6002，通过连接块6001锁铆在一起，连接块6001，线性排列在线束组6002上。

线性弹性材料可以采用弹簧钢丝，连接块6001用于绑扎线束组6002的部分采用弹簧锁扣。

例如采用弹簧钢丝绑扎所形成的构件，具有一定的垂直方向，对应于实际应用的上下方向上的支撑能力，同时具有弹性。

在另一些实施例中，图14所示，支重轮系构架6单元的机构为一种复合结构，由片状弹性材料件构成的上支撑件602和下支撑件603，块状弹性材料件604，铆接件605，支撑块601构成。

以上链接构成履带脱困装置的主体结构。

车用履带式脱困装置200实现功能的基本单元为一种变形控制机构3，在前述的描述中可知，变形控制的核心构件是第三连接板308，同时，如前所述，变形的初始阶段，由于第一滑块组件301从图9的右向左运动，而第三连接板308与第一滑块组件301的运动方向具有比较小的夹角，由此所产生的力臂非常小，从而使第三连接板308转动的力臂非常小。在此条件下，进一步配置变形辅助结构，用于直线驱动机构与第三连接板308的连接。

变形辅助机构的基本结构包括：

第二连接板302，该第二连接板的上端通过铰接轴312铰接于第一滑块组件301。

并进一步包括第一连接件板304，该第一连接板304的下端与第二连接板302的下端铰接，形成铰接部，如图9中滚轮303所示的位置，滚轮303的滚轮轴可以用作第一连接板304与第二连接板302的铰接轴。

其中该第一连接板304的上端铰接于驱动机构的输出端。

如此一来，当驱动机构向左推动时，首先会产生一种折叠，这种折叠会在三个连接板间产生，大致是一种之字形结构。第一折叠是第二连接板302与第一连接板304之间的折叠，该种折叠会产生整体斜度的变化，从而产生上下支撑高度的变化。

为了提高变形的可靠性，图9中还提供了一种支撑部件，具体是图中所示的滚轮支撑板309，用于变形的初始阶段先控制第一连接板304与第二连接板302之间的折叠变形。

该支撑部件设置在支重轮系构架6上，需要约束第一连接板304与第二连接板302折叠的最小角度，或者说约束铰接部的最大转角，一种约束是自然地约束，受两者铰接部所连接的两个连接板位置的影响，两个连接板上部连接的部件产生干涉时，即达到铰接部转动的止点。另一种约束则是在铰接部直接设置约束结构，例如转动挡销，约束转角。

从平行四边形机构张开的初始阶段到所述铰接部转动到最大转角时，支撑部件用于支撑所述铰接部，提供初始的支撑。

基于前述的结构，受机械阻尼的影响，图中所示的油缸307在驱动时，县产生第一连接板304的转动，并带动第二连接板302转动，由于铰接部与设置在支重轮系构架6上的支撑部件接触，从而会驱动支撑部件带动支重轮系构架6下行，产生初始的撑开力。

随着第一连接板304与第二连接板302之间的相互转动达到止点位置，两者折叠到位，动力被直接传动到第一滑块组件301上，推动第三连接板308转动，产生进一步的张开。基于变形辅助机构可以有效的降低第三连接板308初始变形力矩较小的问题，使变形过程更加顺畅。

在图9所示的结构中，还进一步提供了第二滑块组件305，第二滑块组件305装设在图中所示的滑轨组件306上而能够沿滑轨组件306滑行。

第二滑块组件305在图中直连油缸307的推杆。

油缸307属于典型的直线驱动部件，由于需要液压油来推动活塞的运动，并且液压油油压通常会比较高，因此，推杆与油缸307的缸体间需要有良好的密封。推杆如果与第一连接板304直接连接，一方面受重力影响，推杆会受到所连接部件对其向下的作用力，同时，第一连接板304还会产生一个向上（推进行程中）的分力或者向下（复位行程中）的分力，这些分力以及重力都会使密封件的下边或者上边受到相对剧烈的摩擦，而导致密封失效。

第二滑块组件305用于承载第一连接板304的反作用力，并且受滑轨组件306的约束，从而作用于油缸307推杆的反作用力为水平方向上的力，用于保护油缸307的密封结构。

当把例如油缸307设置在托链轮系构架2的两纵梁（以车架参考系为准）之间时，安装空间较大，并且滑轨组件306配置在两个纵梁之间，即图中滑轨组件306装设在两纵梁上，滑轨组件306两条滑轨间具有相对较大的宽度，从而，在滑轨组件上所装设的铰接轴312等能够获得较好的横向平稳性。

同时，如图9中所示，油缸307配有多个，根据车型不同，油缸307的数量可以进行调整。并且，由于两个纵梁之间存在相对较大的安装空间，从而油缸307具有数量上的调整空间。

油缸307是一种常用的直线推动部件，不过如前所述，在机械领域，直线运动机构属于最常用的运动机构之一，因此，可选的直线运动机构很多。油缸307相对而言具有比较大的功率密度，同时，对安装空间的要求较低，为最优选择。另外优选的结构则是丝母丝杠机构，图中所示的第二滑块组件305可以构造为丝母，结构也相对紧凑。丝母丝杠机构还需要提供额外的动力部件，例如电机。

在一些实施例中，油缸3001还可以设置在机架的两个纵梁之外，具体可见于附图11所示的结构中，其引入滑轮组3004，图11中滑轮组的布置结构相对简单，具体是用于穿绕滑轮组3004的线性件3003大致布置成一个矩形结构，于矩形结构的四个角设置滑轮组3004，在线性件3003的一个长边装设滑块3005，该滑块3005用作图9中所示的第二滑块组件305。矩形结构的另一长边为油缸3001的推杆所驱动，位于长边上的线性件3003部分通过一偏置在油缸3001的线性件3003侧的油缸连接支架3002连接，当油缸3001的推杆推出时，滑块3005会向左移动，收回时，则向右移动。

前述的文字中描述了油缸307的横向位置，关于纵向位置，则涉及油缸307在托链轮系构架2上的固定，油缸307的尾端固定在托链轮系构架2后侧的一根横梁上，该横梁即为图16中标号2直接标注的横向杆件。

油缸307的安装位置是直接安装的整个变形控制机构的内部，此外油缸307还可以放置在整个变形控制机构的外部，可以使整个机构的压并初始高度进一步压缩，已达到机构能够隐藏在车辆底盘下方的目的。

对于履带8的辅助部件，首先是履带张紧调节装置5，该履带张紧调节装置5直接固定安装在托链轮系构架2上，另一端与支重轮系构架铰接在一起，铰接位置安装后齿型导向轮系10。支撑杆系4上方与托链轮系2铰接在一起，下方与支重轮系构架铰接在一起，支撑杆系4为一组或多组，第一支架与支撑杆系及托链轮系构架及支重轮系构架形成平行四边形变化结构。

履带张紧调节装置5包括两部分，第一部分是单纯的用于履带张紧的部分，第二部分为第一部分的调节部分。

车用履带式脱困装置200在张开后，履带8的上带面应具有一定的张紧度，用以改善驱动输入机构1的驱动能力。

图16中履带张紧装置的作用是能够在履带8受到外力或者牵引力作用时提供预紧张力能实现平衡调节，使前进的时候不应稍受外力即松弛；使倒退的时候能够产生足够的牵引力，从而保证履带8和驱动轮系的正确啮合。

此外，可以理解的是，当履带8使用一段时间后容易因磨损或者永久变形引起脱轨，影响其行走性能的时候，在期望的一个目的中，通过履带张紧装置5的调整，使履带保持足够的张紧度。

在图16所示的结构中，履带张紧装置的一个基础架构是一个六边形结构，与图中导套组件507平行的两个连杆在调解过程中始终保持平行状态。

履带张紧装置的另外一个基础构架是图16中所示的以弹簧支架511为基础形成的弹簧组件。

其中，第一个基础架构用于张紧力的调整，后一个基础构架用于提供张紧和缓冲。

关于六边形结构的基础构架，参见说明附图16，其包括：基座501、第一连杆502、第一调整座503、第二连杆504、第二调整座505、调整螺杆506、导套组件507、铆接件508、第三连杆509、第四连杆510和弹簧支架511，其中，弹簧支架511是第一个基础构架与第二个基础构架关联的部件，因此，弹簧支架511也包含于第二个基础构架。

那么，第二个基础构架则包括所述弹簧支架511，以及碟形弹簧组件512、导柱支架513、导向轮轴514、导向轮515。

具体的，关于基座501，其固定安装在托链轮系构架2的一个横梁上，而导套组件507有两个，两个导套组件507的轴线相互平行，由于张紧是对履带8的张紧，因此，其所确定的支撑宽度应不小于履带8的宽度，因此，两个导套组件507的间距应以履带宽度为设计基准。

两个导套组件507在图16所示的结构中固定连接在托链轮系构架2的尾部，相当于托链轮系构2架向后的延伸部分。

基座501是第一个基础构架的基体部分，第一连杆502一端通过铆接件508铰接于第一调整座503，另一端通过铆接件508铰接于基座501；第四连杆510一端通过铆接件508铰接于第一调整座503，另一端通过铆接件508铰接于弹簧支架511；第二连杆504一端通过铆接件508铰接于第二调整座505，另一端通过铆接件508铰接于基座501；第三连杆509一端通过铆接件508铰接于第二调整座505，另一端通过铆接件508铰接于弹簧支架511。

其中第一调整座503平行于第二调整座505，并且在横向对位的位置开有螺纹孔，所对应的两个螺纹孔的旋向相反，相应于这两个螺纹孔适配有一调整螺杆506。可以理解的，调整螺杆506应当具有两段螺纹，两段螺纹的旋向应当相反，从而，在例如顺时针转动调整螺杆506时，假定能够使第一调整座503与第二调整座505靠近，那么当逆时针转动调整螺杆506时，必然会使第一调整座503与第二调整座505远离。

为避免干涉，如图16所示，在导套组件507上开有过孔，用于调整螺杆506通过而从第一个基础构架的侧面探出，从而可以从侧面直接调整张紧度。

张紧度的调整表现在图16中弹簧支架511在导套组件507轴向的探出长度。

上述的第一种基础构架通过前述的调整螺杆506与第一调整座503和第二调整座505的连接，然后穿过导套组件507所开的过孔，所构成的张紧装置，是一种剪刀撑机械调节机构。

如前所述，张紧度调整的基础在于弹簧支架511的位置调整，其位置调整在优选的实施例中是在车架前后方向上的调整。而在一些实施例中，弹簧支架511的调整还可以是与车架前后方向成一定角度的调整，类同于带传动机构中的张紧轮，张紧轮一般垂直于带面设置。不过受如前所述车用履带式脱困装置200自身具有张开和首期两个状态的变换，张紧轮在垂直于带面的方向上设置所需要的空间无法得到满足。因此，前述的一定角度不宜大于30度，在图16中，导向轮515可以作为张紧轮，其张紧方向大致与水平面成15度。

弹簧支架511的位置调整大致是直线调整，稳定可靠地直线调整仍然是螺纹副，而如图1~4所示，车用履带式脱困装置200在车辆100上的设置位置更靠近车架外侧，可操作性良好，因此，调整螺杆506不一定具备，即便是具备也不一定设置在图16所示的位置。

对于第二个基础构架，即弹簧组件所属的构架，采用劲度系数比较大的碟形弹簧组件512，以使整体结构比较紧凑。

于一些实施例中，考虑到导柱支架513所配的导向于导套组件507的导杆具有一定的间距，决定了导柱支架513应具有一定的横向空间，据此可以安装具有比较大劲度系数的板簧。

弹簧支架上的弹簧导柱还可以直接套设圆柱弹簧，相应地，需要选用劲度系数足以匹配前述的碟形弹簧组件512劲度系数的圆柱弹簧。

此外，碟形弹簧组件512是根据履带自动张紧要求使用N个相向同规格碟形弹簧组合而成的弹簧组件。

适配的两个弹簧导柱导向于图中所示的导柱支架513，导柱支架513上形成有导向孔，弹簧导柱穿设于所对位的导向孔形成导向结构。

关于导柱支架513的约束，其一表现在不能从导套组件507中脱出，一方面，可以直接在导套组件507设置约束，例如，导套组件507设置端盖，端盖过孔孔径小于导套组件507导套的孔径，位于导套组件507内的部分导杆直径大于端盖过孔孔径。

在一些实施例中，导柱支架513避免从导套组件507中脱出的结构设置在弹簧导柱侧。弹簧导柱从设置在导杆支架513上的过孔穿过后设置约束，例如在弹簧导柱的末端设置螺纹，配装螺母。

碟形弹簧组件512安装在弹簧支架511的弹簧导柱上，弹簧支架511与基座501相对，构成基于前述的第一个基础构架的调整对象，从而，基于第一个基础构架的调整，使弹簧支架511通过碟形弹簧组件512所支撑的导柱支架513在导套组件507轴向的位置发生变化，实现履带8张紧度的调整。

在导柱支架513上设有导向轮轴514，导向轮515用于在导柱支架513所支撑的位置支撑履带8。导向轮515通过导向轮轴514安装在导柱支架513上。适配于履带8的宽度，导向轮515可以是滚轴似的的轮体，也可以分为若干个小的轮体，如图16所示，其具有四个小轮体，从而在轮体轴向实现较宽范围内的支撑。

以此类推，其他轮体，例如托链轮、支重轮、引导轮等的轮体可以采用与导向轮515在轴向类似的一体结构或者分体结构设计。

关于履带变化调整机构，则通过调整图15和图16中调整轮轴518的位置，保证车用履带式脱困装置200变形过程中所配设的履带8始终贴合整个脱困装置的架体。

具体地，如图15所示，履带变化调整机构被调整螺栓5172所连接的两个支架，即第二支架5171和第三支架5173，两个支架还基于轴套配合（图中关于调整螺栓5172对称的架体部分）形成相对稳定的结构。

第二支架5171作为图中调整轮轴518的安装构架，而第三支架5173则作为后齿型导向轮系10的安装构架，通过确定调整螺栓5172的长度，可以调整两个安装构件的间距，从而对张紧装置的张紧进行调整。

图17所示，上连杆构架516通过导向轮轴514铰接于履带张紧装置，在一些实施例中，设置调整机构旋转限位支架，例如固定在履带张紧装置的导柱支架513上，限制上连杆构架516旋转的角度。

进一步说明，上连杆构架516，下连杆调节构架517通过调整轮轴518铰接在一起，铰接端安装有调整轮520，下连杆调节构架517通过连接轴铰接与支重轮系构架6。

具体的，图17所示，所述平行四连杆机构处于张开状态的时候，所述履带变形调整机构的上连杆构架516与所述平行四连杆机构的托链轮系构架2形成一个至少大于170度，小于180度的钝角α结构，所述履带变形调整机构的上连杆构架516和所述下连杆调整构架517形成一个锐角β，锐角的开口方向朝向所述平行四连杆机构，此时整个车用履带式脱困装置200类似一个不等腰梯形机构；随着平行四连杆机构的撑开变形，α角角度变小，β角角度变大，所述车用履带式脱困装置200，形成类似存在一组不相邻的两条边平行的五边形机构，具体如图7所示。

如图17所示，当平行四连杆机构撑开至最大位置的时候，此时α角处于最小，是一个锐角，此时β角处于最大，是一个大于170度，小于等于180度的角，此时整个履带托困装置形成一个稳定的不等腰梯形机构。

图18所示，图中托链轮系9通过驱动轮轴901，第一隔套902，推力轴承903，第二隔套904，圆螺母905，穿过轴套102安装在托链轮系构架2和第一连接构架2的铰接端，为车用履带式脱困装置200的行走提供驱动装置。

其中，轴套102用作滑动轴承的轴瓦，材质优选铜，例如锡青铜。

在图10所示的结构中优选使用滑动摩擦结构的滑动轴承结构，但也不排除滚动轴承的使用。相对而言，滑动轴承结构更适合于重载场合。

如果采用滚动轴承，需要选择带盖轴承，即内部封有润滑脂的含油轴承。

轴套102在内径较小时，采用整体轴瓦结构。

轴套102可以基于过盈配合镶入例如在第一支架7端部所打的底孔中。

在一些实施例中，轴套102在在嵌入相应的底孔后，从侧面再对其进行固定，例如侧面通过铆钉101进行附加固定（参见附图18）。

在附图5~17所示的结构中所使用的铰链，采用圆柱铰链，大致都采用前述的通过轴套102与轴的配合所实现的滑动轴承结构。