专利名称：适用于松软地面行走的自变式简易步行轮的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及适用于松软地面行走的步行轮，特别是一种适用于松软地面行走 的自变式简易步行轮。
背景技术：
我国有大面积的松软地面，是发展农业与林业、开发能源、开发海洋资源的宝地， 例如地处松软地带的大庆油田，地处新疆沙漠地区的油气田。但是，松软地面具有承压能力 差、抗剪强度低的固有特性，且各类松软地面差别亦较大。土壤对地面机械的严重粘附和地 面机械(车辆)在松软地面上通过性差是存在于松软地面机械领域中的两大技术难题。松软土壤与地面机械触土部件接触过程中产生的粘附现象有两种表现形式，一是 表现为土壤与固体表面之间形成的粘附力，二是表现为因土壤粘附力的作用而导致土壤在 触土部件上形成严重的粘附积留现象。土壤粘附严重降低了地面机械的作业效率和作业质 量，增大能耗，甚至使机械无法作业。农业工程领域中的工厂化育苗、机械化移栽、精密播 种、侧深施肥、地膜覆盖等大中型机械化农业装备的用量在逐年增加，迫切需要有效的脱附 减阻技术。适于农村经济联台体使用的小型农业机械的发展，新机械、新机型的出现也同样 要求脱附减阻技术的实施。在土方工程领域，由于粘土层土壤对装载机铲斗、挖掘机挖斗、 自卸车车厢等工作部件的严重粘附使铲运机械降低技术生产率可达30%，给大型水利水电 工程及高速公路等建设工程的施工造成较大经济损失。地面机械在松软土壤地面上的行驶 过程中，行走机构所能发挥的牵引力主要决定于行走机构对土壤的摩擦力、外附力及对土 壤的剪切。由于松软土壤的承压能力和抗剪切强度低而常常导致严重的下陷、打滑，甚至无 法行驶。我国东北地区麦收季节时逢雨季，由于常规农业机械不能下田工作容易造成丰产 不丰收的损失，土壤对农业机械行走机构的粘附更使其失去行走能力。我国黄淮海区的改 造、东北三江平原浅沼泽地和江河湿地的开发、海洋资源的开发利用及军事交通领域迫切 需要解决地面机械在松软地面上的防陷技术。我国自20世纪50年代开始研究拖拉机下水 田，先后研制出各种水田叶轮、高花纹轮胎、机耕船等，基本解决了我国水田作业机械化问 题。国外学者也在长期致力于地面机械在松软地面的通过性的研究，在改变地面机械行走 机构设计参数如加大轮胎尺寸、加大履带宽度、改变轮胎气压等研究方面取得了一定进展， 中央充气技术在军事交通车辆研究方面获得了较大进展，但提高地面机械在各种松软地面 上的通过性仍然是地面机械领域的重要课题，特别是实用化技术与机构的研究与开发。随着我国松软地带的农业生产和石油开发工程的迅速发展，迫切需要一种满足越 野地带上进行农业耕作、牵引、运输等要求的越野车辆。目前，国内外还没有较好的越野车 辆能够满足这种要求，这也是国际地面车辆系统领域内多年未能很好解决的技术难题。为了解决车辆在松软地面上的作业问题，国内外学者提出并研制了多种步行轮机 构。由于简化结构的原因，现有的步行轮实际上是一个可以滚动的多边形。当一个多边形 在地面上滚动时会产生多边形效应，即步行轮在滚动时其轮心会上下波动，速度也不均勻， 例如当腿数为四条时，车体瞬时速度可差一倍；且当左右轮腿非同步跨步时会产生左右扭摆，给人机造成很大的振动。科研人员经过研究先后提出了多种补偿方案。这些补偿机 构或是利用连杆机构，或是利用特殊的凸轮控制腿的伸缩来部分补偿步行轮重心和速度的 波动。智能步行轮采用新的轮腿机构，依靠多种传感元件获得车辆行驶路面、车辆姿态等信 息，由计算机控制轮腿各参数的变化，使车辆在各种路面上行走时都能按照预定的方式运 动，完全补偿步行轮的多边形效应，提高了车辆的行驶平顺性，但成本高。另外，因为在有不规则作物地里行走要求最大限度减少对现有作物的破坏，所以 一般不能用全封闭的圆轮，如用普通的步行轮，行走又不够平稳且复杂，运行效率低。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种如同人的两腿 一样既可在没有修筑车道的普通地面上行走，又能最大限度减少对现有不规则作物的破 坏，或适用于松软地面行走的一种自变式简易步行轮。为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是一种适用于松软地面行 走的自变式简易步行轮，包括设于车辆下部的轮轴，该轮轴上连接有若干有弹性的弧状轮 辐，每一轮辐的末端设有轮脚掌。该轮轴上连接有4根轮辐。所述四个自变式简易步行轮组合在一起，两两一组，两组轮轴转动同步，且四个步 行轮的轮脚掌与水平面所呈角度不同。与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为本实用新型自变式简易步行 轮采用有弹性的弧状轮辐，并在每一轮辐的末端设有轮脚掌，这样当本实用新型在松软地 面行走时，当轮脚掌与地面接触时，随着轮辐承受压力的增大，轮辐的弯曲程度增大，从而 减缓轮轴的过快上升，同时轮脚掌也慢慢压入软土内，进一步减缓轮轴的过快上升，这样就 不仅可保证车辆在松软地面上行走，同时还可保证车辆在一个少振荡范围内相对地平稳前 行。且本实用新型结构简单、成本低、实用性好、适应性强、运行效率高。
图1为本实用新型自变式简易步行轮结构示意图(图中箭头表示运行方向)。图2为本实用新型轮脚掌一实施例俯视示意图。图3为本实用新型一运用实施例示意图(图中箭头表示运行方向)。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型自变式简易步行轮包括设于车辆下部的轮轴1，该轮 轴1上连接有若干有弹性的弧状轮辐2，每一轮辐2的末端设有轮脚掌3。这样当轮轴1逆时针方向转动时，带动轮辐2转动，当轮脚掌3跟地面4接触时， 随着轮辐2承受压力的增大，轮辐2的弯曲程度增大，从而减缓轮轴1的过快上升，同时轮 脚掌3也慢慢压入软土 5内，进一步减缓轮轴2的过快上升。随着轮轴2的继续转动，轮辐 2将恢复原状态，同时从软土 5内带出轮脚掌3。如果再在车辆上附加部分减振部件，就可 保证行走的车辆在一个少振荡范围内相对地平稳前行。在一些特别环境下，如有作物的地里，在保证运行车辆基本平稳行走的情况下，要尽可能的减少整体轮脚掌3的个数，如图3所示，每个步行轮的轮轴1上连接有4根有弹 性的弧状轮辐2，且采用四个步行轮的组合，并使每个步行轮的轮脚掌3与水平面所呈角度 不同，这样在四个步行轮的轮轴1转动同步时，四个步行轮的轮脚掌3交叉触地。 另外，可根据松软地、沙地、水田、旱地、不平整荒野地等不同地面特质，每个步行 轮配套相应形状、相应规格的轮脚掌3，同时每个步行轮配套相应规格有弹性的轮辐2与相 应的轮辐条数。
权利要求1.一种适用于松软地面行走的自变式简易步行轮，包括设于车辆下部的轮轴，其特征 在于，该轮轴上连接有若干有弹性的弧状轮辐，每一轮辐的末端设有轮脚掌。
2.根据权利要求1所述的适用于松软地面行走的自变式简易步行轮，其特征在于，该 轮轴上连接有4根轮辐。
3.根据权利要求2所述的适用于松软地面行走的自变式简易步行轮，其特征在于，所 述四个自变式简易步行轮组合在一起，两两一组，两组轮轴转动同步，且四个步行轮的轮脚 掌与水平面所呈角度不同。
专利摘要本实用新型公开了一种适用于松软地面行走的自变式简易步行轮，包括设于车辆下部的轮轴，该轮轴上连接有若干有弹性的弧状轮辐，每一轮辐的末端设有轮脚掌。该自变式简易步行轮可四个组合在一起，两两一组，两组轮轴转动同步，且四个步行轮的轮脚掌与水平面所呈角度不同。本实用新型不仅可保证车辆在松软地面上行走，同时还可保证车辆在一个少振荡范围内相对地平稳前行。
文档编号B60B19/00GK201907364SQ201120047939
公开日2011年7月27日 申请日期2011年2月25日 优先权日2011年2月25日
发明者符国庆 申请人:湖南农业大学