折叠式步行轮的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种结构简单，制造成本低，操作简便，用途广泛的折叠式步行轮，特别适用于各种轮式机械包括机耕船在水旱田作业时防滑防陷。它的有益效果是：作业前后，不需更换驱动轮，降低了劳动强度，不破坏水田硬底层，保障了水田的机械耕作良性的可持续的进行；它行驶时平顺性好，附着力强，滚动阻力小，牵引效率高等。它包括轮毂，驱动轮胎等，所述轮毂或其刚性连接体上，同心刚性连接有轮圈1，轮圈1的外圆周面上，呈放射状均布有若干个支撑架2，支撑架2上端铰接有支撑脚3，支撑脚3上设置有铰链孔12和防滑齿4，防滑齿4可伸出驱动轮胎的外缘14，支撑脚3在外力作用下可绕铰链轴11折叠，支撑架2上设置有限位挡块6，支撑脚3与支撑架2下部之间连接有拉伸弹簧5。
【专利说明】
折叠式步行轮
技术领域
[0001]本发明涉及一种轮式车辆的防滑防陷装置，特别是涉及轮式耕作和收获机械，包括机耕船，在水旱田作业时，用于防滑防陷的折叠式步行轮。
【背景技术】
[0002]目前水田耕作广泛使用的是轮式和船式拖拉机，它采用刚性叶轮作驱动轮，防滑效果好。但因刚性叶轮在硬质路面上行驶平顺性太差，又容易损坏叶轮和路面，所以它在下水田前后，需频繁地更换刚性叶轮和胶轮，十分麻烦!尤其是现在种田的多是留守妇女和老人，更换驱动轮极其困难!再者，刚性叶轮的叶片是固定的，它在入土初期向下挤压土壤，增大了滚动阻力，中期切向挤压土壤，提供瞬时的牵引力，后期将之前挤压的土壤挑出而挖出了一个坑，这样连年耕作造成水田硬底层逐年加深，以致于各种耕作机械深陷其中，就连机耕船和履带式拖拉机也无法自拔，不得不恢复用牛耕作或水改旱甚至抛荒，同时，这样的水田在水稻生长的中后期容易倒伏，造成减产甚至绝收，严重威胁了国家粮食安全。轮式拖拉机在旱田耕作也存在严重的打滑现象，有入在驱动轮胎外侧并联一个刚性防滑轮，虽然解决了打滑问题，却增大了驱动轮的滚动阻力，使燃油消耗增加。欧美国家制造的大功率轮式拖拉机为防止打滑，不仅采用四轮驱动，又在每个驱动轮旁并联一个相同规格的驱动轮，以提高牵引力，这不但增加了滚动阻力，增加了购置成本，而且，这么多轮胎碾压过去，对土壤的团粒结构造成大面积的破坏。各种轮式工程、勘探、越野等车辆多用防滑链防滑，其防滑效果差，对轮胎磨损大，寿命短。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单、制造成本低、操作简便的折叠式步行轮。它不用更换驱动轮，不破坏水田硬底层，行驶时平顺性好，附着力强，滚动阻力小，牵引效率高，用途广泛。
[0004]本发明所述折叠式步行轮，包括轮毂、驱动轮胎等，所述轮毂或其刚性连接体上，同心刚性连接有轮圈I，在轮圈I的外圆周面上，呈放射状均布有若干个支撑架2;支撑架2上端设置有铰链孔10，铰链孔10通过铰链轴11，铰接有支撑脚3，支撑脚3上设置有铰链孔12和防滑齿4，防滑齿4可伸出驱动轮胎的外缘14，支撑脚3在外力作用下，可绕铰链轴11折叠;支撑架2或支撑脚3上设置有限位挡块6;支撑脚3与支撑架2或轮圈I及其刚性连接体之间，连接有拉伸弹簧5。
[0005]所述支撑架2是由两个边腿和焊接于两个边腿腰部的横梁15组成的“H”型焊合体，两个边腿的上端均设置有铰链孔10，在两个边腿的上端侧面焊接有限位挡块6。所述支撑架2两个边腿的下端与所述轮圈I呈均匀的放射状焊合在一起;所述支撑脚3与所述支撑架2的下端之间，连接有拉伸弹簧5。所述支撑架2的两个边腿的下端，分别设置在两个相同的支撑滑套7内，并能在支撑滑套7内滑动;所述支撑滑套7—端与所述轮圈(I)呈放射状焊合在一起;所述支撑架2上的横梁15中部设置有弹簧座8，弹簧座8中心设置有通透的圆孔，在轮圈I的对应位置上亦设置有上述弹簧座和圆孔，两个弹簧座8之间设置有压缩弹簧9，用螺栓将横梁15压缩弹簧9，轮圈I串在一起，用螺母并紧;所述支撑脚3与支撑滑套7之间连接有拉伸弹簧5。所述支撑脚3的着地面焊接有防陷板13和防滑齿4，支撑脚3的非着地面上设置有铰链孔12，铰链孔12与支撑脚3先着地端之间设置有挂接拉伸弹簧5的挂件。所述支撑脚3先着地端焊接有钝三角形防滑齿4，后着地端焊接有楔形防滑齿4，铰链孔12设置于靠近楔形防滑齿4 一端。所述支撑脚3的两端均焊接有一个楔形防滑齿4，铰链孔12设置于支撑脚3中部偏向支撑脚3后着地端。所述支撑脚3的两端均焊接有一个楔形防滑齿4，在防陷板13上粘接有弹性材料16，铰链孔12设置于支撑脚3中部。上述折叠式步行轮，用于轮式耕作和收获机械，包括机耕船，在水旱田作业时，防滑防陷；也用于各种轮式车辆在极端恶劣的路况下的防滑防陷。
[0006]本发明所述折叠式步行轮与现有技术相比有如下优点:
[0007]1、本发明结构简单，操作方便。通过支撑脚的折叠，折叠式步行轮很容易进入或退出工作状态，从而省去了更换驱动轮的工序，降低了劳动强度。
[0008]2、本发明所述折叠式步行轮与原驱动轮胎并联使用，利用轮式车辆极好的行驶平顺性，弥补了步行轮因多边形效应造成的轴心上下波动的缺陷;利用步行轮超强的通过性，克服了轮式车辆易于打滑的缺点，优势互补。
[0009]3、受拉伸弹簧5和限位挡块6及土壤共同的作用，防滑齿4的出入土角度保持在接近90度，故本发明的滚动阻力小，牵引效率高，不挖土，不破坏硬底层。防滑齿4出土瞬间，受拉伸弹簧5的作用，支撑脚3迅速同转，与限位挡块6撞击产生振动，将支撑脚3上粘附的泥土振脱，因此本发明有自洁作用。
[0010]4、本发明使用寿命长，支撑脚可根据接触的土壤施加的外力变化，自动调节其角度和径向位置，避免受外力破坏。
[0011]5、防滑齿与土壤的有效作用面积大，持续作用时间长，能极大地提高耕作机械的牵引力，故防滑效果很好，进而也达到了防陷的目的;在旱地耕作，可提高耕作效率，增加耕作深度，以改善土壤的理化性能，破除土壤板结，从而提高土壤的保水保肥能力，提高粮食产量。
[0012]6、本发明用途广泛，不仅用于各种轮式耕作和收获机械，包括机耕船，在水旱田作业时防滑防陷，也用于各种轮式车辆在极端恶劣的路况下防滑防陷，以提高通过性。
【附图说明】
[0013]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施例一起用来解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0014]图1、图2是非弹性支撑架的右视图和主视图。
[0015]图3、图4是弹性支撑架的右视图和主视图。
[0016]图5、图5a分别是用于水田的支撑脚的主视图和俯视图。
[0017]图6、图6a分别是用于旱田的支撑脚的主视图和俯视图。
[0018]图7、图7a分别是用于陆路车辆的支撑脚的主视图和俯视图。
[0019]图8、图9分别是支撑脚在支撑架内折叠前后的结构示意图。
[0020]图10是用于水田的非弹性折叠式步行轮的结构示意简图，图1Oa是图10的加强版。[0021 ]图11是用于水田的弹性折叠式步行轮的结构示意简图，图1 Ia是图11的加强版。
[0022]图12是支撑脚在水田土壤中的受力分析图。
[0023]图13是陆路车辆防滑用的弹性折叠式步行轮的结构示意简图。
[0024]图14、图15分别是轮圈I的主视图和俯视图。
[0025]图中:轮圈I，支撑架2，支撑脚3，防滑齿4，拉伸弹簧5，限位挡块6，支撑滑套7，弹簧座8，压缩弹簧9，支撑架2上的铰链孔1，铰链轴11，支撑脚上的铰链孔12，防陷板13，驱动轮胎外缘14，横梁15，粘接的弹性材料16。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述(以下是本发明的非限定实施例)。
[0027]在图1图2所示非弹性支撑架的实施例中，支撑架2是由两个边腿和一个横梁15组成的“H”型焊合体，可由扁形型材如扁铁焊接而成，在支撑架2正面的上端设置有铰链孔10，在支撑架2的侧面的上端焊接有带“斜坡”形支撑面的限位挡块6，在此，限位挡块6还起到了增加支撑架2的强度和稳定性的作用，在本实施例中，支撑架2与轮圈I呈放射状焊合在一起。
[0028]在图3图4所示的弹性支撑架的实施例中，支撑架2与图1图2所示的结构相同，不同之处在于，支撑架2的两个边腿分别设置于两个与轮圈I焊合在一起的支撑滑套7内，支撑滑套7的内部空腔与支撑架2的两个边腿的外形吻合，并留有足够的配合间隙，以使支撑架2的两个边腿能在支撑滑套7内滑动，在横梁15与轮圈I之间设置有弹簧座8和压缩弹簧9，通过横梁15与轮圈I上的通孔，用螺栓和螺母将支撑架2与轮圈I弹性连接在一起，通过调节螺母，可调节支撑架2在支撑滑套7内的位置，从而调节防滑齿4伸出驱动轮胎外缘的尺寸。如果不考虑成本因素，也可在支撑架2的两个边腿上均设置一个压缩弹簧。
[0029]图5、5a，图6、6a，图7、7a，分别是支撑脚3的三种实施例的主视图和俯视图，图5、图5a是用于水田防滑的支撑脚的主视图和俯视图，图6、图6a是用于旱田防滑的支撑脚的主视图和俯视图，图7、图7a是用于陆路车辆防滑的支撑脚的主视图和俯视图，上述三种支撑脚均由在支撑脚两端设置的防滑齿4，着地面焊接的防陷板13，在下部非着地面设置的铰链孔12及其支撑座和支撑脚主体等构成，支撑脚主体由扁铁焊合而成，它们的不同之处在于:(一)防滑齿4的大小和形状不同。水田用的支撑脚的防滑齿4，一个为楔形防滑齿，入土深度最深，入土阻力较小，另一个为钝三角形防滑齿入土深度较浅，入土阻力较大；旱田用的支撑脚的防滑齿4，两个均为楔形防滑齿，入土深度居中，入土阻力较小;陆路车辆用的支撑脚的防滑齿4，两个均为楔形防滑齿，入土深度最浅。(二)铰链孔12及其支撑座在支撑脚主体上的位置不同。水田用的支撑脚上的铰链孔12及其支撑座的位置靠近后入土的防滑齿一端，陆路用支撑脚上的铰链孔12及其支撑座的位置居于支撑脚主体中间，旱田用支撑脚上的铰链孔12及其支撑座的位置居于上述两种位置之间。(三)支撑脚主体的宽度不同。水田用支撑脚主体宽度最大，旱田和陆路用支撑脚主体的宽度较小。(四)陆路用支撑脚的防陷板13上粘接有橡胶等弹性材料16，以增加与地面的附着力，其他两种支撑脚上没有。以上设计的依据是:水田的承压能力和抗剪切能力低，旱田居中，陆路最高。
[0030]图8图9分别是支撑脚在支撑架内折叠前后的结构示意图，图中，支撑脚3设置在支撑架2内，并通过支撑脚3上的铰链孔12和支撑架2上的铰链孔10，用铰链轴11相互铰接在一起;拉伸弹簧5连接于支撑脚3先着地的一侧，限位挡块6设置在支撑架2上部与拉伸弹簧5相同的一侧，限位挡块6上斜面的倾角等于支撑脚3折叠前与支撑架2的夹角(建议:支撑脚3折叠前与支撑架的夹角，当用于水田时为75度到80度，用于旱田时为80度左右，用于陆路车辆时为85度左右，以减少入土阻力，夹角过小不利于倒车)，折叠支撑脚3时，需用外力克服拉伸弹簧5的弹力，使支撑脚3绕铰链轴11逆时针转动，超过90度后，在拉伸弹簧5的作用下自动翻转，碰到限位挡块6后停止，反之亦然。可见，本发明操作简单，同时，由于需外力持续作用于支撑脚3，使其转动超过90度后，支撑脚才能自动折叠，所以，支撑脚不会误动作。
[0031]图12是支撑脚3在水田土壤中的受力分析，当驱动轮顺时针转动时，楔形防滑齿4受土壤切向阻力Fl作用而提供牵引力，同时该力也产生一个使支撑脚3绕铰链轴11逆时针转动的力矩，使支撑脚3逆时针转动，钝三角形防滑齿向下挤压土壤，由于钝三角形防滑齿与土壤接触的有效面积较大，土壤对钝三角形防滑齿产生一个较大的支撑力F2，F2的力臂较Fl的力臂大，再加上拉伸弹簧5的弹力及防陷板所受的支撑力，故Fl和F2的力矩总能平衡，即Fl增大，F2随之增大，以避免支撑脚逆时针翻转。虽然支撑脚3随驱动轮在顺时针转动，但防滑齿4受土壤阻力的作用及自身结构的特点，从入土到出土前一直保持在与土壤表面垂直的状态，直至防滑齿4完全拔出土壤后，在拉伸弹簧5的作用下，回到准备入土的状态。因此，防滑齿4与土壤持续作用的时间长，防滑齿4的出入土角接近90度，入土阻力小，不挖上，不破坏水田硬底层，防滑防陷效果好。
[0032]图10是用于水田防滑防陷的非弹性折叠式步行轮的结构示意简图，图中，轮圈I的结构如图14、图15所示，它由一段钢管道在一端焊接一个连接法兰而构成，通过连接法兰用螺栓将轮圈I和轮毂同心刚性连接在一起。在轮圈I的外圆周面上呈均布的放射状焊接有支撑架2，支撑架2是非弹性支撑架，如图1、图2所示。在支撑架2的外端铰接有支撑脚3，支撑脚3是水田专用，如图5、图5a所示(当然该支撑脚也可以用于旱田，但效果稍差)。支撑脚3与支撑架2的下端连接有拉伸弹簧5(拉伸弹簧也可以连接于支撑脚3和轮圈I之间)，防滑齿4伸出驱动轮胎的外缘14。在本实施例中，如果将如图5、图5a所示的支撑脚更换为如图6、图6a所示的旱田专用的支撑脚，则该实施例便能在旱田使用。为增加本实施例的结构强度，将支撑架外边腿的上部与相邻的两个支撑架的里边腿的上部用扁铁或其他构件互相焊接在一起，成为一个整体;也可用其他方法，只要不干涉支撑脚的折叠就可。如图1Oa所示，并参照图1、图2以便于理解上面所述。
[0033]图11是用于水田防滑防陷的弹性折叠式步行轮的结构示意简图。本图大部分与图10相同，不同之处是:轮圈I上设置的是弹性支撑架，如图3、图4所示。在该实施例中，将水田用支撑脚更换成旱田用支撑脚，如图6、图6a所示，则该弹性折叠式步行轮便可用于旱田(当然也可用于水田)，如果将支撑脚更换成陆路车辆用的支撑脚(如图7、7a所示)，则该弹性折叠式步行轮便可用于极端恶劣路况上的车辆防滑。如各种轮式工程车辆，勘察车辆，以及行驶于各种荒野、沙漠、冰雪、沼泽中的越野车辆等。为增加本实施例的结构强度，可将外面的支撑滑套的上部与相邻的两组支撑滑套里面的支撑滑套上部用扁铁或角铁相互焊接在一起，如图11a，并参照图3，图4。上面所述折叠式步行轮，也可不与驱动轮胎并联而单独使用。
【主权项】
1.一种折叠式步行轮，包括轮毂、驱动轮胎等，其特征是:所述轮毂或其刚性连接体上，同心刚性连接有轮圈(I)，在轮圈(I)的外圆周面上，呈放射状均布有若干个支撑架(2)，支撑架(2)上端设置有铰链孔(1)，铰链孔(I O)通过铰链轴(11)铰接有支撑脚(3)，支撑脚(3)在外力作用下，可绕铰链轴(11)折叠;支撑脚(3)上设置有铰链孔(12)和防滑齿(4)，防滑齿⑷可伸出驱动轮胎的外缘(14);支撑架(2)或支撑脚(3)上设置有限位挡块(6)，支撑脚(3)与支撑架(2)或轮圈(I)及其刚性连接体之间连接有拉伸弹簧(5)。2.根据权利要求1所述的折叠式步行轮，其特征是:所述支撑架(2)，是由两个边腿和焊接于两个边腿腰部的横梁(15)组成的“H”型焊合体;两个边腿的上端正面均设置有铰链孔(10)，在两个边腿的上端的侧面焊接有限位挡块(6)。3.根据权利要求1或2所述的折叠式步行轮，其特征是:所述支撑架(2)两个边腿的下端，与所述轮圈(I)呈均布的放射状焊合在一起:所述支撑脚(3)与所述支撑架(2)的下端之间连接有拉伸弹簧(5)。4.根据权利要求1或2所述的折叠式步行轮，其特征是:所述支撑架(2)两个边腿的下端，分别设置在两个相同的支撑滑套(7)内，并能在支撑滑套(7)内滑动;所述支撑滑套(7)另一端与所述轮圈(I)呈放射状焊合在一起;所述支撑架(2)上的横梁(15)中部设置有弹簧座(8)，弹簧座(8)中心设置有通透的圆孔，在轮圈(I)的对应位置上亦设置有上述弹簧座与圆孔，两个弹簧座(8)之间设置有压缩弹簧(9)，用螺栓将横梁(15)、压缩弹簧(9)、轮圈(I)串在一起，用螺母并紧;所述支撑脚(3)与支撑滑套(7)的下端之间连接有拉伸弹簧(5)。5.根据权利要求1所述的折叠式步行轮，其特征是:所述支撑脚(3)的着地面焊接有防陷板(13)和防滑齿(4)，支撑脚(3)的非着地面上设置有铰链孔(12)，铰链孔(12)与支撑脚(3)先着地端之间设置有挂接拉伸弹簧(5)的挂件。6.根据权利要求5所述的折叠式步行轮，其特征是:所述支撑脚(3)的先着地端焊接有钝三角形防滑齿(4)，后着地端焊接有楔形防滑齿(4)，铰链孔(12)设置于靠近楔形防滑齿⑷一端。7.根据权利要求5所述的折叠式步行轮，其特征是:所述支撑脚(3)的两端均焊接有一个楔形防滑齿(4)，铰链孔(12)设置于支撑脚(3)中部偏向支撑脚(3)后着地端。8.根据权利要求5所述的折叠式步行轮，其特征是:所述支撑脚(3)的两端均焊接有一个楔形防滑齿(4)，在防陷板(13)上粘接有弹性材料(16)，铰链孔(12)设置于支撑脚(3)中部。9.根据权利要求1至7其中之一所述的折叠式步行轮，用于轮式耕作和收获机械，包括机耕船，在水旱田作业时，防滑防陷。10.根据权利要求1、2、4、5、8其中之一所述的折叠式步行轮，用于各种轮式车辆在极端恶劣的路况下的防滑防陷。
【文档编号】B60B15/06GK106080022SQ201610447203
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月3日
【发明人】李琪, 李明亮
【申请人】李琪