地面车辆的制作方法

文档序号:4058690阅读:315来源:国知局
专利名称:地面车辆的制作方法
技术领域
本发明涉及车辆,更具体地说,涉及在广泛的地形条件下使用的地面车辆,这些地形包括在具有各种土壤条件的不平和/或陡峭地形。本发明的车辆具有比普通车辆更优越的许多优点,可代替普通车辆完成各种任务。
大多数普通的车辆,例如装载车或推土车或者由四轮驱动,或者由两条履带驱动。典型的履带式车辆使用一对有间距的钢或橡胶的环形履带驱动车辆在地面上行走。单独车轮式车辆典型地具有一对前轮和一对后轮,后轮被驱动以推进车辆。车轮推进式车辆的车轮通常巨大和具有花纹设计,以帮助车辆通过砂地、粘土和泥泞。虽然普通的车辆可以在具有不同土壤条件的地形行走,但经常被阻陷,因为全部牵引力和推进面并非经常施加到地面上。
普通的四轮车辆和普通的双履带车辆在使用于自然区域时常常引起环境破坏。近年来,对环境的关心提高,当普通的装载车/推土车在表层土壤、砂地或敏感自然区的其他软土层上操作时土壤的破坏产生。例如,在林业、建筑业和/或农业中上述类型的普通车辆的操作会引起表层土壤的巨大破坏,结果形成车辙,它又会导致土壤流失。
美国专利No.5,615,748公开一种车辆,它具有中心履带和在履带相对两侧设置的一对侧置轮。侧置轮安装成绕一对通常垂直延伸的轴作枢轴运动。绕着一对轴转动的车轮就可按希望的方向驾驶车辆。专利’748公开的车辆有助于克服普通车辆带来的问题,它使本身的载荷分布到包括履带和两个轮胎较大的区域。这样就减少了车辆操作时引起的表层土壤破坏。
专利’748公开的侧置轮驾驶车辆的方式产生两个问题。第一个问题是车辆的转弯半径较大,因此转弯时需要较大的空间。第二个问题是当车轮已转到一定的角度和仍对履带提供功率,履带的牵引力加上一力对着轮胎的轴面。如果对履带施加的力足够高,其结果是轮胎可能从相应的轮缘上分离。
因此,需要一种具有改进驾驶能力的车辆。为了满足此需要,本发明的一个实施例提供了一种车辆,它具有主框架结构、相对于主框架结构安装的驱动履带组件以及一对二次驱动组件,安装在履带组件的相对的横侧面,呈侧置关系。驱动履带组件具有环形的地面连接履带,按车辆驱动方向延伸。每个二次驱动组件具有地面连接驱动结构,与环形的履带保持横向间距,希望,每个二次驱动组件的地面连接结构为转动的车轮。
发动机组件设计用于提供动力至履带组件和二次驱动组件。希望,发动机组件包括内燃机,它驱动一个或多个液压泵。然而,本发明的此实施例不应局限于这种方式。驱动履带组件使用发动机组件提供的动力带动环形的履带引起车辆驱动工作,而环形的履带连接地面,驱动车辆沿车辆驱动方向前进。每个二次驱动组件使用发动机组件提供的动力对地面连接驱动结构工作从而在车辆驱动方向和与驱动方向相对的车辆反向对车辆施力。驾驶装置与二次驱动组件连接和控制二次驱动组件的工作,从而进行车辆的驾驶操作,而一个地面连接驱动结构施加给车辆的力大于另一个地面连接驱动结构施加给车辆的力,从而引起车辆相对于驱动方向转弯。
可以理解,使用地面连接结构,例如侧置车轮对车辆施加不同的力来进行车辆驾驶,比沿通常垂直轴车轮转弯更为优越,因为车辆转弯所需的空间大大缩小。特殊的是,当履带停止时,地面连接结构,最好是侧置车轮形式的,可以使车辆向任何方向转弯,其转弯半径比枢轴车轮小。这一特点对于成排农作物的收获用途特别有利,这里希望最小的转弯半径。在成排农作物中,希望在给定的地区内扩大农作物的范围,因此希望尽可能将农作物排延伸至地端。然而,每排端必须为收获车辆留下足够的空地以便转弯。使用普通车辆时,由于转弯半径大,必须在地端保留大的空间来适应车辆转弯。对于专利’748的车辆情况是相同的。使用按照本发明此实施例设计的车辆,较小的转弯半径意味着在成排农作物地端为车辆转弯所需的空间较小,农作物排延伸较远,从而提高了土地的利用率。
专利’748车辆的另一个问题,是当车辆在不平的地面行驶时,不是全部牵引力都施加在地面上,特别是当车辆在不平的地面行驶时,一个车轮有可能架在凸起物上,例如岩石或树桩上。其结果是在一个实施例中当车轮轴固定安装在框架上时车辆被升高,使履带的一部分脱离地面,以及在另一个实施例中,当车轮安装在相对于履带垂直移动的单轴上时,两个车轮垂直升高,从而使相对的一个轮子脱离与地面接触。在任何一种情况下,车辆驱动组件和地面之间的接触受损,从而降低了车辆的牵引和制动能力。与此相似,当车辆在不平的地面行驶时,其一个车轮通过地面的车辙或凹坑,专利’748车辆任何一种实施例中通过凹坑的车轮会脱离与地面接触。
因此,需要一种车辆,它具有中心履带和在履带两侧的一对二次驱动组件,其二次驱动组件用以保证在车辆驶过不平的地面时保持与地面接触。为了满足此需要,本发明的另一实施例提供一种车辆,它具有主框架结构、相对于主框架结构安装的驱动履带组件,以及一对二次驱动组件,安装在履带组件的相对的侧面,呈侧置关系。驱动履带组件具有环形的地面连接履带,按车辆驱动方向延伸,以及液压动力发动机,设计和安排用于驱动地面连接履带。
每个二次驱动组件具有安装在框架上的垂直再定位轴组件、安装在轴组件上的地面连接驱动结构、安装在轴组件上垂直移动用的液压动力发动机,以及垂直轴偏移装置,其部分连接至框架和部分连接至轴组件。希望,地面连接驱动结构为车轮,转动地安装在轴组件上。然而,可用小型履带组件代替车轮。每个二次驱动组件的轴组件可以相对于框架在通常垂直方向移动,与另一二次驱动组件的轴组件无关。每个二次驱动组件的液压动力发动机驱动相应的地面连接驱动结构。每个二次驱动组件的轴偏移装置相对于履带向下偏移其轴从而在车辆驶过不平的地面时保持地面连接驱动结构与地面接触。
发动机组件具有主发动机(最好是内燃机)以及与主发动机连接的液压泵装置。液压泵装置具有一个或多个液压泵,与二次驱动组件的液压动力发动机和履带组件的液压动力发动机两者液体贯通。发动机驱动液压泵装置供给增压的液压油至每一个液压动力发动机。驱动履带组件的液压动力发动机使用液压泵装置供给的液压油驱动环形的履带进行车辆的行驶操作,而环形履带连接地面使车辆按车辆驱动方向前进。二次驱动组件的每个液压动力发动机使用液压泵装置供给的液压油使地面连接结构工作,从而施力至车辆。与二次驱动组件工作连接的驾驶装置控制二次驱动组件的工作,从而进行车辆的驾驶操作,而地面连接驱动结构工作使车辆相对于车辆驱动方向转弯。希望,上述一个车轮施加给车辆的力大于另一个车轮施加给车辆的力,从而引起车辆相对于车辆驱动方向转弯,然而也可以象专利’748那样,车轮沿通常垂直轴枢轴转动。
可以理解,按照本发明此实施例的车辆,在履带两侧的地面连接驱动结构在车辆驶过崎岖的地面时仍保持与地面接触,这是因为相应的偏移装置经常向下偏移轴,迫使相应的驱动结构与地面接触。当一个侧置的驱动结构架在一个大凸块上时,架在凸块上的驱动结构抵抗其偏移装置的偏移垂直移动,以及另一个驱动结构借助其偏移装置保持偏移与地面接触。履带保持完全与地面接触,因为车辆没有倾斜。当一个侧置的驱动结构架在一个小车辙或凹坑上时,偏移装置使驱动结构向下偏移,以保持与凹坑的底面接触(如果凹坑不太深),从而允许车轮继续施加牵引力。
本发明的另一实施例涉及相对于车辆履带横向调节轴组件。本发明的此实施例提供一种车辆,它具有主框架结构,相对于主框架结构安装的驱动履带组件以及一对二次驱动组件,它安装在履带组件相对的横侧面上呈侧置关系,驱动履带组件具有环形的地面连接履带,按车辆驱动方向延伸。
每个二次驱动组件具有车辆连接部分,与履带组件相对的横侧面之一上相关的二次驱动组件连接,驱动结构安装部分,安装在车辆连接部分上,地面连接驱动结构,安装在驱动结构安装部分上,以及可释放的锁销。驱动结构安装部分可以相对于车辆连接部分向内接近或向外离开履带移动。可释放的锁销可以在位置(1)和(2)之间移动,(1)锁定位置,在此位置锁销固定驱动结构安装部分阻止相对于车辆安装部分的移动,以及(2)解锁位置,在此位置驱动结构安装部分可相对于固定部分移动,从而使安装在其上的驱动结构向内接近或向外离开履带移动,从而改变驱动结构相对于履带的横向定位。
发动机组件供给动力至履带组件和二次驱动组件。驱动履带组件使用发动机组件供给的动力带动环形的履带进行车辆的驱动操作,而环形的履带连接地面以驱动车辆按车辆驱动方向前进。每个二次驱动组件使用发动机组件供给的动力使地面连接驱动结构工作,从而施加力至车辆。驾驶装置与二次驱动组件连接和控制二次驱动组件的工作,从而进行车辆的驾驶操作,而地面连接驱动结构工作使车辆相对于车辆驱动方向转弯。
当成排农作物收获时本实施例也特别有利。借助每个地面连接驱动结构的横向位置调节,车辆可以用于具有变化的间距和宽度的成排农作物。此外,本发明的实施例还可有利地用于提供带有补充稳定性的车辆,可使驱动结构横向向外移动离开履带。
本发明的另外两个实施例涉及相对于履带垂直移动地面连接驱动结构(最好是转动的车轮)。一个实施例提供一对垂直再定位的轴组件,每个轴组件安装转动的车轮。每个轴组件用的垂直轴移动装置可以通常垂直地升高其相应的轴组件,使车轮向上升高脱离与地面接触,而履带保持与地面连接,以便于拆卸和更换车轮。在普通的拖拉机上,需要专门的千斤顶来更换轮胎,这样购制费用较贵以及更换轮胎工作期较长。本发明的此实施例简化了更换轮胎工作,因为不需要专门的设备来升高车轮脱离与地面接触。使用者简单地启动轴组件升高车轮脱离地面,而履带仍支承车辆,因此不需要千斤顶或任何其他专门的设备。
本发明的另一实施例涉及垂直地移动轴组件,它提供一对垂直再定位轴,每个轴带有安装在其上的地面连接驱动结构。为每个轴组件设置了垂直轴移动装置,以及每个装置向下移动其相关的轴组件,从而使在通过地面下陷区时保持驱动结构与地面接触,或者增加驱动结构施加至地面的地面支承压力。当车辆驶过软土时,这个特点特别有用,因为车轮可被向下推动至低于履带的底部,以提供额外的牵引力。这个特点也特别适用于沿成排农作物行驶时,因为生长单独排农作物的地面通常比各排之间的地面高,使用上述特点车辆行驶时,可使履带处于农作物生长的升高部分,而驱动结构连接各排农作物之间的凹陷部分。应该指出,本发明的此实施例可与本发明的另一有关横向调节轴组件的实施例结合,以提供有效的成排农作物收获用车辆。
应该理解,本发明此两个实施例的垂直轴移动装置可以是相同的装置,虽然并不是必须的。特别是,本发明规划一种车辆,其垂直轴移动装置移动车轮脱离与地面接触,以便于更换轮胎,但并不需要向下移动车轮以增加地面支承压力或保持与地面凹陷区接触。相反,本发明规划一种车辆,其垂直轴移动装置向下移动轴组件,从而保持其驱动结构与地面接触,或者增加驱动结构的地面支承压力,但不需要向上移动轴组件以升高驱动结构脱离与地面接触。
对于两个实施例中任何一个,希望轴移动装置使用发动机组件的液压泵提供的增压液压油工作。增压液压油流动至轴移动装置易于控制,从而使其适合于与电子控制模件或其他类似模件以廉价的布局结合,使用电子控制模件,可在驾驶员舱提供适当的控制,使驾驶员能够容易地控制地面连接驱动结构相对于履带定位。然而,本发明广泛的原理不应受这种布局的限制。
按照本发明任何实施例设计的车辆适合用于农业、军事或任何其他用途。例如,许多普通的车辆现在用于军事行动,包括地雷的探测和清除。近年来地雷被大量使用,特别是在内战和区域冲突中,造成极为严重的世界性问题。现在,据统计,在70个不同国家埋设有成百和上千万的地雷。据统计,在波斯尼亚大约每平方英里埋设有150枚地雷。地雷每年使8000至10000人丧生,其中许多是小孩。现有的地雷探测和清除车辆和技术一般很原始、缓慢、危险和无效。
一种现在使用的扫雷方法是利用笨重的车辆用链条犁过或拖打地面以引爆埋藏的地雷。这种方法昂贵,能损坏和剥落土地以及这种技术局限用于开阔的平地。另一种扫雷方法是使用安装在普通车辆上的探测系统探测埋藏的地雷和随后回收它们。这种回收车辆和技术通常使用原始的工具物理地探测埋藏的地雷,如用简单的探杆刺探。这种方法非常耗时间和极为危险。其他现有的探测系统尚未广泛使用和效果低,因为产生大量的虚假信号。
普通的车辆和现在使用的扫雷技术每年仅消除约100000枚地雷,每枚地雷约300至1000美元。据统计,现在每年销毁200万枚新地雷。很明显,需要新的车辆和新的方法来清除和销毁地雷。为了满足这种需要,按照本发明任何实施例设计的车辆适合用作这种车辆的基本底盘。特殊的是,这种车辆可以配备适当的电子计算机、传感器和通讯设备,以便构成一种遥控的和/或自导的车辆,适用于军事用途、科学或星际考察及其它人类不希望或不可能直接操作的任务。此车辆可以设计能够在陆地和水下工作。规划了车辆的许多军事用途,但是车辆特别适合于利用现代最新技术的清除地雷操作。
当此车辆用于探测和清除地雷时,车辆的平台较小,希望遥控操作。车辆的低重心设计以及独特的两轮和一条履带结构可使车辆甚至在最困难的地形行驶。例如,可将中子激活分析探测装置设置在车辆上,这种分析装置能够迅速地探测地雷和给出极少虚假信号。根据车辆提供的支承水平,车辆可使用GPS(全球定位卫星)系统进行地雷区埋藏地雷位置的精确测绘,或者使用电视和人工智能综合方法使车辆在选定区行驶以自动销毁探测到的弹药。此车辆也可以设置雷达传感器系统以控制中子激活分析仪。可以提供一系列的配备机器人装置的底盘车辆,它们由中央移动指挥车控制。
本发明的其他目的,特征和优点将通过下述的详细说明、附图和所附权利要求书明确地表示出来,附图中

图1是本发明一个实施例的车辆的示意的侧视图,示出具有中心一对车轮的车轮组件和履带组件的侧部,履带组件局部剖切以示出履带组件内安装的动力源;图2是图1车辆的顶视图,示出车轮组件的一对车轮位于履带组件的两侧;图3是车轮组件第二实施例的一部分的示意图,示出其半轴枢轴安装在局部示出的履带组件的主框架结构上;图4是与图3类似的示意图,示出第三实施例的半轴可绕框轴转动地安装在局部示出的履带组件的主框架上;图5是车轮组件用的机械连接悬挂系统的前视图,车轮组件安装在局部示出的主框架结构上;图6是与图5相似的前视图,示出车轮组件的扭力杆悬挂系统,车轮组件安装在局部示出的主框架结构上;图7是车轮组件部分的轴测透视图,示出其驱动轴和安装在其上的一组盘簧悬挂系统的盘簧元件;图8是与图7类似的透视图,示出安装在车轮组件的板簧悬挂系统的板簧元件;图9是与图7类似的透视图,示出安装在车轮组件的悬挂系统的液压压力缸;图10是车辆的固定轴组件的透视图;图11是履带组件的侧视图,其内示出的方框面积表示可在其中安装相关的次框架元件以提供车轮组件的轴组件用的活动支承结构;图12是本发明车辆另一实施例的顶视图,它的车轮组件具有一组可伸缩的轴元件,在车轮组件内的部分以虚线绘制以揭露其内部情况;图13是车轮组件部分的放大的剖视图,它具有可伸缩的轴元件,在切断图中示出主框架结构部分;图14是本发明车辆的电子控制液压管路的第一部分的示意图,它用于驱动车轮和中心履带;图15是本发明车辆图14的电子控制液压管路第二部分的示意图,它用于控制驾驶角度和车轮地面压力;
图16是本发明车辆的电子控制液压管路的第三部分的示意图,示出用于前部和后部附件的多个阀组;图17是本发明车辆的用于液压油调节和附件动力供给的电子控制液压管路的第四部分的示意图;图18是车辆用的电子控制液压管路另一实施例的第一部分的示意图,示出用以供给车辆侧置车轮的动力的运转管路;图19是图18的电子控制液压管路另一实施例的第二部分的示意图,示出驾驶和地面压力控制管路;图20是图18的电子控制液压管路另一实施例的第三部分的示意图,示出附件管路;图21是图18的电子控制液压管路另一实施例的第四部分的示意图,示出冷却和过滤管路;图22是车辆的局部的前视图,示出安装在车辆上的中心车轮驱动发动机组件(以展开图示出的)上的轴组件的部分;图23是与图22相似的前视图,示出用偏置的齿轮驱动组件安装到车辆上的轴组件;图24是底盘车辆部分的局部的前视图,示出轴组件可绕枢轴转动地安装在主框架上的不同的替换位置,包括用实线绘出的第一位置和用虚线绘出的第二和第三位置;图25是车辆部分的局部的前视图,示出高度可调节轴组件的实例;图26是履带组件和车轮组件的顶视图,示出履带和车轮组件用的两个可替换的驱动组件,包括一链条或皮带驱动组件和一个齿轮驱动组件;图27是履带组件和车轮组件的示意图,示出安装在履带组件中心驱动轴上的车轮组件;图28是图27的履带组件和车轮组件的前视图;图29是履带组件和安装在履带组件中心部分的侧置履带组件的示意图30是车辆一个实施例部分的侧视图,示出位于中部的操作员舱和用于车轮组件的多个可替换的连接点;图31是本发明车辆的示意图,它具有可垂直移动的轴组件;图32是体现本发明实施例原理的串列车辆的侧视图;图33是处于斜面上的车辆的前视图,示出车轮组件的形状和位置以保证其横向支承;图34是车辆另一实施例的侧视图,以虚线示出一履带驱动鼓筒,一车轮驱动发动机,一驱动轴和轴套;图35是图34的车辆的前视图,以虚线示出一履带驱动发动机、多个车轮驱动发动机和多个驱动轴;图36是另一轴组件的局部顶视图,它带有通常沿履带侧面向后伸出的支臂;以及图37是图36另一轴组件的局部侧视图。
参见附图,车辆的总的标为10,按照本发明实施例原理的车辆10具有主框架结构12,其形式是一个车辆底盘,具有前端和后端部分14和16。在所述的实施例中,一个操作员舱18安装在主框架结构12的前端部分14,以及绞盘组件20安装在后端部分16。
车辆10具有驱动履带组件22,它安装在框架结构12上。驱动履带组件22可以具有一条或多条环形的履带链。在所述的实施例中,驱动履带组件22的形状是中心安装的单履带装置,具有普通的地面连接环形履带或带26,沿纵向延伸。履带组件22可以是普通形状的,例如可使用Good year Rubber and Tires公司制造的牌号为Trackman的产品。两轮后驱动履带组件和全部轮驱动履带组件均属于本发明范围。优选地,履带组件用普通的凸片-链轮式布局带动,它具有一组链轮与履带或链条上的凸片啮合。代替的方案是履带组件可为摩擦式,其履带组件的履带轮摩擦啮合履带或链条。
履带26可以是橡胶履带、钢履带,或可以用各种有弹性的弹性体复合材料或合成材料制造,但最好用橡胶。履带26的边缘或内周边限定内部空间或包套28,其作用详见下述。履带26可以具有不同的型面,如图1,27,30,31和34的车辆10的各举例说明的实施例中的履带组件22,822,922,1022和1322。
在图1的实施例中,在车辆10内设置多个液压发动机,包括至少一个中心液压发动机MA(示意图见图14),它驱动驱动履带组件22的履带26。例如,一个单发动机MA可以与履带组件22的前驱动轮23或后驱动轮25连接。与此类似,驱动轮23,25可以配置发动机MA,用以使履带相对于主框架结构12双向转动。这种发动机是普通的,其实例为Heavy Duty XL-1120cc径向活塞发动机,带有轮毂安装件,其制造商为Rotary Power。然而,优选的发动机MA为闭环液压发动机,例如MT50型液压发动机,其制造商为Poclain。这种Poclain发动机具有120英寸3/转的排量和产生最大液压压力6500磅/英寸2。车辆的每个液压发动机,包括发动机MA可以是固定排量的和能够“空转”和无动力工作。
在本发明设想的范围内,可使用普通的机械传动装置驱动履带26以代替液压动力。
图1还示出,一对二次驱动组件35安装在履带组件22相对的横侧面的中部。这里二次驱动组件35以局部剖切图示出,以露出内燃机52,它在下面叙述。
图2是图1车辆10的顶视图。可以看出,每个二次驱动组件35具有转动车轮36a和36b形式的地面连接结构。车轮位于履带组件22的两侧。车轮36a、36b是优选的地面连接结构,虽然也可使用如图29所示一组较小的履带。车轮36旋转安装在轴组件38上。轴组件38由轴向独立的第一和第二轴结构32,34组成。如同下述,可以设想以不同方式将轴组件38安装到相对于履带组件22的不同位置上,但在图2所示车辆10的实施例中,车轮组件35的轴组件38以固定关系相对于框架结构12安装在其中部。
轴组件38具有相对端37和41,它们横穿履带26的纵向范围,延伸至包套28之外,和邻接履带26。每个轴结构32,34具有轴外壳27,29。由图2内轴组件38中部的虚线可以看出,每个轴结构32,34是固定在虚线表示的主框架结构12的中部。每个车轮36与轴组件38的相应端37,41转动接合,以及每个配备液压发动机MB和MC,每个轴组件封闭在相应的壳体27,29内,并通过半轴驱动轴43在轴组件的自由端37,41啮合轮毂结构,使每个车轮36进行独立的双向转动。
如图1侧视图所示,车轮36稍低于履带26的地面连接部分49,从而使每个车轮36接合的地面(图中未示出)稍低于履带26接合的地面。由于较低的位置,当车辆驶过软表面,如表层土壤或雪地时,车轮压入地面比履带26深。车轮压入地面比履带深的功能优点在后述中可以理解。还要在后面解释,在本发明的范围内,每个车轮36具有相对于主框架结构12水平和/或垂直再定位的能力。车轮组件35的车轮的再定位可借助悬挂系统、动力机构或二者的结合而实现。
车轮36最好具有橡胶轮胎。但是也可使用钢车轮。因此,在本发明设想的范围内可以使用橡胶履带和橡胶轮胎,或者钢履带和钢轮胎,或者橡胶轮胎和钢履带,或者钢车轮和橡胶履带。履带和车轮/轮胎使用的材料可根据特殊的车辆用途选择。
在举例说明的实施例中,一个分离和独立的液压发动机MB和MC(图2)设置在每个轴组件32,34内以供给每个车辆的动力和实现独立的双向转动。发动机MB,MC最好是相同的和普通的,例如,每个可以是90 75cc 2速发动机,制造商为美国Iowa州Ames市的SauerSundstrand公司。发动机MB,MC可以是可变排量型发动机,可按操作者确定的最大或最小排量工作。优选地,每个发动机MB,MC是闭环液压发动机,此优选的闭环发动机为90系列液压发动机,制造商为Ross公司。该90系列液压发动机具有17英寸3/转的排量和产生最大液压压力3000磅/英寸2。这些发动机的供应商为美国Nebraska州Lincoln市Surplus Center,供应商号为9-1894-18。
虽然图1和图2所示车辆10的实施例的车轮组件35内设置两个发动机MB,MC,在本发明的范围内可以设置适当数量的液压发动机,以驱动所选的特殊轴组件,使每个车轮36独立转动。
虽然在举例说明的实施例中仅设置简单的一对车轮36,在本发明的范围内可提供履带组件22,带有一对或多对在单独和独立工作的轴组件上的车轮36,例如,一对前轮和一对后轮可包括在这种布局中以提供驱动和转向两种功能。
可以理解,在本发明范围内可将车轮组件安装在履带组件22的前端和/或后端,如图1中虚线所示。
将在以下说明的是,发动机MA,MB,MC被中央发动机组件驱动,以及受位于操作员舱18内的控制组件42控制。车辆10操作的控制,包括速度,转向和绞盘工作,以及其他附件的工作(图中未示出)是通过控制组件42进行的。控制组件42与普通电子控制模件44电连接(见图14,15所示,但在图1中未示出)。
当操作员操作控制组件42,电子信号作为输入被传送至控制模件44。控制模件44与之响应,传送指令信号至适当的硬件以控制液压发动机包括发动机MA,MB,MC的工作。
如下所述,当考虑车辆的工作时,车轮36被相互不同速度的驱动发动机MB和MC以不同速度转动而使车辆转弯。为了向右转弯,在车轮36b以比右车轮36a更快的速度转动,同样,为了向左转弯,应使右车轮36a的转动速度比左车轮36b更快。转向是依靠操作位于操作员舱内的驾驶组件40实现的,它包括安装在驾驶盘轴上(图中未示出)的驾驶盘45。
转动的电位计连接至驾驶盘轴上,以便将希望的转弯方向和转弯半径传送至控制模件44(见图14)因此可以理解,在车轮组件35的车轮36和驾驶盘轴之间没有直接的机械连接。任何普通的转动的电位计可在驾驶盘上使用,以传送转向方向和转弯半径至控制模件。电位计可以是50,000 KΩ0.5%赫利波特电位计。显然,当驾驶盘转动时,电位计把要求的转弯方向和转弯大小指示给控制模件44。控制模件44传送电信号至车轮发动机MB,MC相关的单独泵,它们驱动车轮36a,36b形成车轮36a,36b不同的转动速度。使用类似于控制模件44的电子控制模件独立地控制液压发动机MA,MB,MC的速度是很普通的,已为技术熟练人员所了解。
一个动力驱动结构或发动机组件50设置在车辆10内,它具有驱动车轮36和履带26所需的动力工作设备。发动机组件50最好参见图1。在举例说明的实施例中,发动机组件50具有动力装置51,它包括内燃机52,与发动机52连接的泵驱动齿轮箱54,以及多个与齿轮箱54连接的液压传输泵55,56,57和234(见图15-16)。在图1和2所示的实施例中,动力装置51安装在包套28内。然而应该理解,这仅是一个实例,在本发明的范围内,动力装置51也可以安装在包套28之外。例如,动力装置51可以安装在履带组件22的上面、后面或前面。然而,显而易见,动力装置51安装在包套28内会使车辆具有较低的和较靠近中心的重心。可以这样解释,当动力装置51位于包套28内时,它可以相对于主框架结构12定位活动安装。这种活动安装可使车辆的重心再定位,这样就改进了车辆在崎岖地形的机动性和有利于车辆转弯。车轮组件也可以活动地安装在包套28内的同样的平台上,详见下述。当动力装置51安装在包套28之外时,包套内的地区可用于其他目的。例如,车辆用于收获农作物时,动力装置51可以安装在包套之外,而在其中安装可拆卸的容箱或料斗。在这种布局时动力装置51可以安装在包套28之上,从而使料斗可以安装在其内,以及带车轮的工具或附件,如机械收获装置拖挂在车辆的后面。
内燃机52驱动液压泵55,56和57,它们分别液压连接至履带液压发动机MA,以驱动履带26,以及连接至轴组件38的两个液压发动机MB和MC,以驱动车轮36。
内燃机52,液压泵55,56,57和齿轮箱54可以是普通的商品件。发动机52可以是普通的4045T型Power Tech4.5L,制造商为美国Iowa州,Waterloo市的Deere Power Systems公司。安装在发动机52上的泵齿轮箱54可以是Series 28000 Double 6 inch type,制造商为Funk Manufacturing公司。液压泵可以是Series 90,4.5立方英寸/转排量的液压泵,制造商为Sauer Stundstrand公司。每个泵55,56,57具有6500磅/英寸2的最大液压压力和每个泵具有集成充气泵和跨接安全阀。齿轮箱54由发动机52驱动,带动多个泵55,56和57。技术熟练人员可以理解,车辆10被液压泵55,56和57驱动,它们传送液压油至发动机MA,MB和MC。
由上述可以理解,为代替或组合一个或多个液压泵55,56和57以及液压发动机MA,MB,MC,动力驱动结构50可以包括机械组件,例如机械传动组件以利于驱动履带26和/或车轮36。也可以这样考虑,由单独的液压泵来驱动液压发动机MA,MB和MC。
图1和2所示实施例中的车轮组件35的轴组件38是刚性固定在履带组件22的主框架结构12上,以及其车轮36只能转动,但是非绕枢轴转动地连接其上。然而,在本发明的范围内,可以设有具有可枢轴转动地连接的驾驶盘的轴组件,以扩大轴组件的范围以及提供在履带组件22的主框架结构12上不同的轴结构的不同的安装方式。
带有可枢轴转动地连接的驾驶盘的轴组件使用实例列于本发明人的美国专利5,615,748中,该文件结合作为本发明的参考。非枢轴连接的转动车轮的实例示于上述图1和2。
这里提出的轴组件具有延伸通过履带组件22的包套28的单驱动轴(称为单轴),一对悬挂的或供给动力的半轴(称为半轴)或具有两个独立的驱动轴的驱动轴,它们以已知的方式与中央齿轮箱连接。齿轮箱用已知的方式达到车轮不同的速度。
每种类型的轴可以使用不同的悬挂系统安装到车辆10的主框架结构12上,例如使用盘簧、板簧、液压压力缸或类似的弹簧结构,以改进车辆10机动运行时的控制以及提高车轮和地面之间的牵引力。每个这种轴可以补充或代替地使用不同的有动力的支承,使轴组件38能在包套28内再定位,使车轮再定位以供车辆10不同的用途,其实例见下述。
例如,每种类型的轴可以设有液压机构形式的垂直轴移动装置,安装在轴结构和履带组件22的主框架结构12之间。当液压机构垂直动作时,它使轴结构相对于履带组件22再定位。
再定位车轮的优点可从车轮组件35的车轮36实现的功能考虑来理解。车轮通常提供横向支承,驾驶能力以及车辆10的推进力。在图1和2的实施例中,车轮36的设置位置低于履带26的地面连接部分49的位置,从而使车轮36连接地面的位置稍深于履带26的地面连接部分49。这种较低的位置改进了车轮和地面的接触,从而改进了车轮的牵引力和驾驶。
车轮与地面,特别是不平的或软的地面的接触可借助悬挂系统来改善,例如借助轴偏移装置使轴组件向下偏移或借助有动力的轴移动装置使车轮向下再定位,以便甚至在履带组件22与地面形成角度,或地面不平时,保持与地面的接触。由于车辆10经常在崎岖地形或软地面行驶,希望提供车辆10的另一些实施例,它们结合二次驱动装置或绕枢轴转动的车轮组件,具有悬挂系统的车轮组件,二次驱动装置或相对于履带组件22运动的车轮组件或它们的各种组合。
图3~11示出某些轴组件和不同的悬挂系统或使用的动力支承。这些实施例的意图是指出一些类型轴,悬挂安装,以及二次驱动组件中使用的车轮轮毂的安装,但技术熟练人员可以理解,这些代表性实施例所教导的可能的组合在本发明的范围内并没有示出是因为它们数量太多,技术熟练人员可以从举例说明的实施例的解释来迅速理解。
图3示出独立的车轮驱动系统133,它可用于使二次驱动组件135的车轮相对于主框架结构12独立的有动力的垂直运动。主框架结构局部示出,为了更清晰地显示系统部分,轮胎和轮缘通常安装在轮毂131上,在图3中未示出。虽然图3中仅示出一个轴组件132,可以理解,每个二次驱动组件135具有一个绕枢轴转动地装到牵引框架12上的轴组件。在履带组件22相对侧面安装的轴组件是图中所示轴组件的镜像。
轴组件132可绕枢轴转动地安装在杆元件142上,杆元件固定安装在与主框架结构12固定连接的两个凸耳元件136之间。普通液压缸形式的轴移动装置146具有一部分与轴组件132枢轴连接,以及一部分与主框架12的上部连接(图3中未示出)。液压压力缸146与液压泵234液压连通(见图15-16所示),它与动力装置51的齿轮箱54连接。液压泵供给液压油至压力缸146以便伸出压力缸使轴组件132围绕安装杆元件142作绕枢轴转动,以降低相关车轮36相对于履带26的地面连接部分49的垂直位置。压力缸146也可收缩以升高与之相关车轮36。
车辆10的每个轴组件132的绕枢轴转动与其他轴组件无关(如果履带组件222安装多于两个轴组件132,与另一轴组件也无关)。液压发动机MB或MC设置在轴组件132的壳体内以便独立地双向转动车轮36。
在本发明的范围内,为了每个轴结构的独立的有动力的枢轴转动,可以由车辆10的操作员人工控制或者用车辆10内为此目的安装的适当的电路和逻辑电路控制,以响应驾驶盘45的转动来自动控制车轮枢轴转动以使车辆转向或传感不平的地面条件。
代替的方案是,压力缸146可以是普通悬挂压力缸形式的轴偏移装置,它提供向下加至轴组件132的减振力和弹力,从而精确地向下以偏移方式使车轮绕枢轴转动,以保持与不平地面的接触。已知一系列减振用的介质,压力缸使用的典型介质为空气、惰性气体和各种液压油。
图4示出车轮组件使用的悬挂系统的另一实施例。轴组件148的第一端枢轴安装在连接在主框架结构12的凸耳147上。液压缸146形式的垂直轴移动装置以普通形式连接在轴组件148和主框架结构12之间以提供一种保持轴组件148的第二端上车轮(图中未示出)与地面接触的机构。代替的方案是,压力缸可以是偏压装置,它使车轮被偏压进入地面连接。
悬挂臂150安装在轴结构148的中部和主框架结构12的边缘部之间,臂150是金属弹簧结构,对轴结构148提供弹性的弹簧支承。驱动机构(图中未示出)如液压发动机MB或MC安装在轴结构148内。该悬挂臂150和液压缸146也可以在单轴的驱动轴上使用。
图5示出二次驱动组件用的机械连接悬挂结构151。两个轴组件152被枢轴销154可枢转地安装在框架结构12上(见图示)。一对延伸臂156的中部被普通的销钉158枢转地固定在框架结构12上,形成一个剪刀式安装结构159。弹簧或液压减振器元件160跨接在剪刀式安装结构159的每一端。刚性的连接杆元件162可枢转地安装在安装结构159和相邻的轴结构152之间。杆元件162与安装结构159一起工作,将弹簧或减振器160的弹力传送至枢轴安装的轴结构152。这些弹簧或减振器也可以作为轴偏压装置,它们向下偏压轴与地面接触。
图6示出车轮组件用的另一种弹簧偏压悬挂的布局。轴组件164被销钉166枢转地安装在主框架结构12上。弹力柔性扭转杆组件168安装在主框架结构12上,它用悬挂弹簧元件170弹力安装在轴组件164上。更具体地说,弹簧元件170连接在扭转杆组件168向前和向后延伸凸缘部172,174和相关的轴结构164部分之间。同样,这些悬挂弹簧元件可作为轴偏压装置,它们向下偏压轴组件使车轮保持与地面接触。
图7~9示出三种悬挂系统单独的透视图,它们具有驱动轴型轴组件176。为了清晰显示轴组件176,图中未示出轮胎和轮缘。许多商业供应的驱动轴可以用于车辆,其专门的实施例详见下述。图7-9所述的驱动轴和悬挂系统可完全由普通的商品供应部件组成。每个轴组件176具有普通的中心差动结构178,两个横向延伸普通的轴结构180,181安装在其上,以及两个普通的轮毂结构182安装在轴结构180,181的自由端。图7~9所示的轴组件可以是带有非枢轴驾驶盘的驱动轴,例如以下任何一种轴型号12D 0736,12D 0840,14D 1550,14D 1139,14D 1441,15D 1441,15D 1841,1632149,19D 2746,21D 3734,21D 4354,21D 5073,25D 6847,或25D 7060,其制造商为美国北卡州的Statesville市Clark Eguipment公司的Clark ComponentsInternational分部,或者可枢转的转向驱动轴,例如以下任何一种轴型号12S 0738,12S 0840,14S 1035,14S 1139,14S 1441,16S2149,16S 1841,16F 1937,其制造商为Clark ComponentsInternational分部。上述每个Clark轴可以设有两个液压发动机,MB和MC,以普通方式独立地驱动每个车轮36a,36b。其他商业供应的驱动轴包括70系列的Transaxles,制造商为Saaner Sundstrand公司,特别是Sancer Sunstrand Model 310-750或Model 210-2510L也可使用Fuidrive Inc公司制造的驱动轴。
图7示出盘簧悬挂系统183,它可以单独地与轴组件176使用。盘簧悬挂系统183具有多个盘簧元件184,它是普通的盘簧,安装在轴组件176部分。这些盘簧184向下偏压轴组件176使车轮保持与地面接触,因此可作为轴偏压装置。可以理解,每个弹簧元件184的自由端是以普通方式安装在框架结构12上。因为图7是一个实例,技术熟练人员可以理解,在本发明的范围内可以将盘簧悬挂系统与上述任何一种类型的轴结合使用,包括单轴、半轴和驱动轴。
图8和9分别示出板簧悬挂系统186以及减振的或液压控制的液压缸悬挂系统188。图8和9的说明的悬挂系统安装在驱动轴上,但是可以理解,每个悬挂系统可与任何类型轴一起使用。同样,板簧186或压力缸188向下偏压轴,以及也可作为轴偏压装置。
图8的板簧悬挂系统186具有普通的板簧元件190,以普通方式固定在轴组件176上。每个板簧元件190的自由端以技术熟练人员已知的任何方式固定在车辆10的主框架12上(图中未示出)。
图9的压力缸悬挂系统是无源的减振悬挂系统,或者是液压动力系统,它响应控制模件44的指令,使轴组件相对于履带组件主动再定位。当根据图9设计减振系统时,充填压力缸192的介质可以是任何已知的介质,包括空气、惰性气体、液压油或其他粘性液体。压力缸在轴组件和框架结构12之间的连接,可以用任何普通的方法实现。
图10示出单固定轴组件200的实施例。举例说明的实施例示出的是Model 1150可转向的轴(即在轴200上配备可枢转的驾驶盘)其制造商为美国IA州的Waterloo市的John Deere公司。当在车辆10上安装时,该固定轴可以刚性地固定在框架结构12上或者活动地安装以便在履带组件的包套28内选择性地动力再定位。轴200在包套28内的活动性安装可采用许多方式。可以使用气压袋装置(图中未示出)安装轴组件200使其相对于框架结构12垂直移动。使用气压袋装置进行这种安装用于选择性再定位已在上述US’748公开。可以考虑在此处说明的车辆内使用基本相同的安装。也可以考虑使用US’748公开的任何方法活动地安装任何轴组件,以便在包套内活动地安装轴组件。活动地安装轴组件的概念,不应局限于图10所示的固定的轴结构。
使用气压袋或移动元件的实施例的目的还在于说明在支承车轮组件的履带组件22的包套内提供活动结构的通用概念。这种通用概念见图11,它示出在履带组件222内活动安装的活动的子框架204。由图可见,提供的履带组件222带有活动的子框架204,它限定了较大包套128内活动的子包套206。动力装置51,车轮组件38或二者可安装在子框架204内。一组活动子框架和子框架在包套28内的安装方法和结构已在US’748中公开,此处不再重复。
子框架204可以使用轴承,气压装置,例如气压袋活动地安装在框架12内,可以滑动地安装在斜面结构上,或者使用任何技术熟练人员已知的方式安装以便相对于履带组件222移动。子框架204可以与本文公开的任何轴组件一起使用以及可以具有单独的轴组件或可以具有轴组件和动力驱动结构部分(图12未示出),例如发动机52,齿轮箱54和/或泵55,56,57等。可以看出,移动子框架204,就移动了重心和使车轮36相对于履带组件222再定位。子框架概念可使重心和车轮再定位处于操作员和/或程序逻辑控制装置的控制之下。这样有助于车辆的推进和转弯,以及稳定化。
可以看出,垂直移动车轮组件可以升起履带部分离开地面,从而使车辆被两个车轮和履带部分支承。这样有利于转弯和减少地面的破坏,因为履带组件22的大部分在车辆转弯时已不与地面接合。借助车轮的反向转动,例如,当履带转动或空转时,车辆可以原地转弯。
图12-13示出可伸缩的轴组件208。轴组件208具有相对于履带组件222横向向外独立使车轮210再定位的能力,以及将它们锁定在新调节的工作位置。图12是车辆的顶视图,示出可伸缩的车轮轴组件208,虚线部分用以显示其内部结构。每个轴组件208具有框架安装部分,其形状为枢轴连接至框架结构213的外套筒元件212以及车轮安装部分,其形状为滑动安装在其内的内套筒元件214,以便相对于它伸缩。
内和外套筒元件214,212通常是圆筒空心结构。套筒元件212,214用锁定销216可释放地锁定在一起。普通液压缸218的第一端固定在外套筒212内以及液压缸的第二端固定在内套筒214内,以便使内套筒214相对于外套筒212伸缩移动。
发动机220,驱动轴223,轮毂224以及车轮210安装在每个驱动装置208的远端以独立地转动车轮,驱动和使车辆转向,车轮210和轮毂224可以非枢转地连接至内套筒214,用于以下叙述的非角度驾驶,或者可以枢转连接,以提供US’748所述的角度驾驶。
图13示出履带组件222一侧面上的单驱动装置208的放大的剖视图。内和外套筒214,212设置一组对准孔226以便用锁定销216将内套筒214可释放地锁定至外套筒212从而将车轮210锁定在相对于履带组件222给定的水平位置。
外套筒元件212可以固定地连接至主框架结构213或者与其作枢转连接,如图12,13所示。枢轴杆228枢转地固定带孔的安装结构230,该结构与外套筒在带孔的凸耳元件232之间集成,凸耳元件232与主框架结构213集成。当可枢转地连接至主框架结构12时,这里涉及的任何一种悬挂系统可以与每一种驱动装置一起使用,包括板簧、盘簧和液压缸。反过来说,这里公开的任何一种动力轴组件安装结构及其等效结构可以用于提供可伸缩的轴组件相对于主框架结构213的动力枢转运动。当使用悬挂系统时,例如,悬挂系统可以安装在主框架结构213和外套筒212之间,或者主框架结构213和内套筒214之间。虽然图3,4,5或6所示的任何悬挂系统都可以与这种可伸缩的驱动装置一起使用,但为了更清晰地显示伸缩的特点,在图12~13中未示出悬挂系统或动力系统。
内和外套筒214,212希望由钢制成,以及都是空心的,矩形或圆筒结构。每个可伸缩装置208可以使用一个或多个钢锁定销216。
本发明的可伸缩车轮210可以由一个人独立地水平再定位,例如,单车轮210可以相对于履带组件222水平再定位,方法是驱动履带组件222至稍升高的地面,使两个车轮210之一悬挂在高于地面,拆下适当的锁定销216,启动液压缸218,以适当地伸长或缩短,从而使内套筒214相对于外套筒212伸缩移动以及达到车轮210相对于履带组件222希望的工作位置时更换锁定销216。
代替的方案是,如果外套筒212可枢转地安装在框架结构213上,外套筒212可以向上枢转,而这时车辆处于平地面上以升起相关车轮210脱离与地面接触,或者,当车轮210仍与地面接触时至少可减少地面对车轮的压力。随后,在拆除锁定销216之后,可以使用液压缸218使内套筒214相对于外套筒212伸缩移动,从而使车轮210水平再定位,随后再插入锁定销216以把内和外套筒214,212锁定在一起。可能需要一位工人协助内套筒214的伸缩再定位,方法是并排升高,推动或移走相关的车轮210,这取决于这样一些因素,例如气候和车轮的重量,但是,车轮的水平再定位可由一人或二人迅速完成。
在本发明的范围内,可以提供任何普通的驱动内套筒相对于外套筒伸缩移动。液压缸优选地和与动力装置51的齿轮箱54工作连接的液压泵234(见图15所示)液压连通。
伸缩的驱动装置208具有许多优点,它使底盘车辆10适合于广泛的使用领域。当车辆10用于耕种或农作物收获时,驱动装置208的可伸缩能力适合于不同的农作物排的宽度。当车辆10在不平的或倾斜的地形使用时,可伸缩结构提供的增加的车轮组件宽度也提高了横向稳定性。当伸缩功能与上述任何悬挂系统相结合时,甚至在极不平坦的地形,车辆10也能保证车轮210和地面之间良好的接触。
可以理解,选取车辆10的哪些不同特征取决于车辆在何处使用。例如,在车辆10的一个实施例中,外套筒212固定连接到主框架结构213上,没有悬挂系统,它适合于在平坦的田野上成排的农作物以及其他平坦地面使用。另一方面,驱动装置208的枢转和悬挂安装可能更适合于在崎岖不平或未知地形行驶的车辆。
图14-17示出车辆10的多个液压管路。液压管路中所绘的每个部件代表普通的易于供应的部件。技术熟练人员可以理解,普通的液压管用实线绘出,它们连接普通的液压部件,以及普通的电连接用断线绘出,由控制模件44画至电路内不同的部件。
回顾一下,优选地车辆的牵引由3个单独的液压发动机MA用于驱动履带26,和第二和第三液压发动机MB和MC用于驱动侧面车轮36。包括发动机MA,MB,MC的液压管路图示于图14。每个发动机MA,MB,MC具有单独的封闭环路液压传输管路230,231,232。每个发动机配备有单独的液压泵55,56和57。
每个液压泵55,56,57具有集成的充压泵系统和跨接的释放阀。每个充压泵系统提供泄漏补偿和冷却所需的补充液压油,每个充压泵系统还提供所需液压压力,以便响应指令信号进行液压移动,详见下述。
代替的方案是,功能相同的牵引系统可设计使用多个液压发动机,例如,用单独的液压泵驱动的发动机MA,MB,MC。在单独的泵牵引系统中,使用一组普通的液压阀,以技术熟练人员已知的方式正确地分配牵引系统中多个发动机之间的液压流体的流量。然而,单泵牵引系统的效率比优选的多泵系统低。
技术熟练人员可以理解,图14-17所示多泵液压系统的效率比单泵系统高,因为液压泵55,56,57仅需要产生与其相关的发动机所需的压力。另一方面,单泵系统仅具有一个泵和一个阀控制。这样降低了效率,因为牵引液压管路所需的压力应等于相关的液压发动机所需的最大压力加阀控制引起的损失。
当使用多泵系统时,液压泵的泵排量用普通的速度,驾驶和地面控制模件44控制。控制模件44可以是Campbell Mpde,CR10X-2M程序控制模件。控制模件44是程序化逻辑装置,它可以接收数字和模拟输入以及产生数字和模拟输出。控制模件44很容易程序化以改变输入和输出之间的关系。如同下述,控制模件44可以接收来自控制组件42不同仪器(例如,驾驶盘)的输入信号,以及产生输出控制信号以控制车辆的功能,如地面压力和转向压力缸位置。
至牵引系统驱动发动机MA,MB,MC液压油的流率,以及因此单独发动机的速度,与相应泵55,56,57的排量成正比。控制模件44内的逻辑电路确定单独泵55,56,57的排量,以及因此单独发动机MA,MB,MC的速度作为车辆驾驶员选择的目标速度和方向。
例如,当车辆驾驶员希望右转弯时,它向右转驾驶盘,由转动电位计响应产生驾驶盘位置信号和传送至控制模件44。控制模件44中的逻辑电路响应产生适当的控制信号,以增加或减少泵55,56,57的排量。如果逐渐地右转弯,例如,左面泵MB的排量应增加,履带泵55的排量可以调节以及右面泵MC的排量可以降低。另一方面,如果向右急转弯,右面泵MC可以调至零排量,或者,代之以排量倒置,它使右车轮36a转动方向倒置。
独立的单泵液压管路提供液压动力用于驾驶(对于配备枢轴驾驶盘的车辆的实施例),用于侧面车辆36的地面压力控制,液压油调节,以及用于驱动发动机去驱动安装在车辆上的附件。这种单开放环路泵液压管路图示于图15-17。压力补偿泵234,释放阀236,检查阀238,电磁阀240和蓄能器242作为附件管路244以及驾驶管路246的一部分分别示于图15-16。泵234最好采用两个较小的泵并联,因为这样布置比一个大泵费用低,但泵234将作为单泵讨论。可以理解,这种开放环路泵234供给液压油用于除移动以外的全部牵引功能。这些功能包括转向(当设有可枢转的驾驶盘时),地面压力控制,附件驱动,以及液压油调节(即过滤和冷却)。泵234可以是两个45L07PC25泵,其供应商为Steffen公司,其总部设在美国Iowa州的Sioux市,West7th街。泵234也可以是45系列泵,其制造商为Sauer Sunstrand公司。Series45泵具有3.5英寸3/转的排量和3000磅/英寸2的最大压力。Sunstrand公司的45系列泵是压力补偿泵和具有功率限制的选择。
释放阀236限制管路内的液压在安全上限内。检查阀238防止储存的增压的液压油(主要功能是驾驶和地面压力控制用的)用于操作任何附件。电磁开关阀240响应来自普通定时电路的信号使蓄能器放出能量。例如,在发动机关机后经预定的时间,定时电路可以向电磁阀240发送信号,以使蓄能器放出能量。液压压力的这种降低有利于地面压力和驾驶管路任何部件的安全维护和修理。电磁阀240是普通的,以及可以是Waterman公司的12CR5S-F12-T6型;这种Waterman阀的能力为小于每分钟5加仑和最大压力3000磅/英寸2。
蓄能器242可以是Tobul 9A30-40。其制造商为Tobul公司,供应商为美国的Winco Fluid Power公司,2955 Terwood Road,WillowGrove PA 19090。蓄能器242最好具有10加仑总容量,以及是活塞型蓄能器。蓄能器242在管路内以增压液压油的形式储蓄能量,使泵流率能力降低较长期的“最大平均值”。用于驾驶和地形跟踪的流量要求的峰值,由此蓄能器提供。蓄能器还提供驾驶用的少量应急液压压力。
控制模件44产生的控制信号控制侧置车轮36的地面压力。更具体地说,地面压力控制信号传送至普通的阀驱动器248,250,有时也传送至阀放大器板,它又控制普通的比例压力控制阀252和254。比例压力控制阀252,254控制施加在车轮压力缸256和258缸盖端的压力。车轮压力缸256和258可以是图3和4所示的液压缸146,它们控制车辆的地面压力和车轮的垂直定位。
减压阀252,254可以是HYDRAFORCE TS10 36A-M-8T-N-12DG型的比例电动减压阀,以及阀驱动器248,250可以是HYDRAFORCE的7114920型比例控制放大器。比例压力控制阀252,254控制至地面压力控制压力缸256,258的压力。以及从而控制轮胎和地面之间的压力(以及履带和地面之间的压力)。放大器板248,250接收来自控制模件44的控制信号以及发送正确脉冲宽度调制信号至阀252,254。
地面压力功能用的控制逻辑实例如下。通常,要使车辆转弯时,驾驶员向所需方向转动驾驶盘,驾驶盘沿给定方向转动越远,转弯半径越短。为了有效地转弯,车轮下的地面压力应增高以降低中部履带的地面压力。普通的转动电位计(图中未示出)连接至驾驶盘轴(图中未示出)产生电输入信号传送至控制模件44,其输入信号指示所需的转弯方向和转弯半径。
为响应,控制模件44发送控制信号至阀放大器板248,250。阀放大器板248,250控制比例压力控制阀252,254,它们以普通方式控制施加在车轮压力缸256,258缸盖端的压力。施加在车轮压力缸256,258上的压力迫使车轮相对于中部履带向下移动,从而减轻了车辆转弯时履带承受的重量。
提供的地面压力控制过载系统可使操作员控制地面压力控制压力缸256,258施加的最大压力。左和右车轮地面压力过载输入信号传送至控制模件44。过载系统可为操作员提供将适合现有驾驶条件的特性“拨入”或编程入过载系统的能力。例如,操作员可以减少两侧面车轮的地面压力来响应土壤条件,或者可以减少上坡时垂直于斜面一个上坡车轮的地面压力。
当配备驾驶盘时,液压油至驾驶压力缸260和262的流动由比例阀268和270控制,它们由放大器板264和266驱动。放大器板264和266由来自控制模件44的控制信号致动。反馈位置传感器272,和274根据驾驶压力缸260,262的位置提供反馈至控制模件44。位置传感器可以是直线移动电位计,M1326-8-103型,制造商为Maurey公司,供应商为Servo Systems公司,115 Main Road,P.O.Box 97,Montville NJ 07045-0097供应商品号为PR259。位置传感器272,274提供反馈至控制模件44,它指示驾驶液压缸的真实位置,以及轮胎角度。比较车轮的真实位置与根据驾驶盘转动位置的希望位置确定了传送至阀控制器264,266的控制信号。比例阀268,270是普通的,以及可以是KDG4 V 35-2C-15X型,其制造商为Waterman公司。阀268,270具有每分钟10加仑的能力和最大压力3000磅/英寸2。阀驱动器264,266是普通的,和可以是APCI/10-12型,制造商为Waterman公司。驱动器264,266接收模拟输入和脉冲宽度调制(PWM)输出。
如图15-17所示,车辆具有用于附件的液压管路,它需要供附件用的低的液压流量,它还需要供液压油调节用的大的液压流量。升起附件和其他低流量要求的部件由开放环路泵234提供动力,该泵还为驾驶和地面压力管路提供动力。在低流量液压管路内的全部阀都是容量较小的,典型的是每分钟10加仑。前部附件由叠置的多个阀278,280,282和284控制。与附件的连接通过快装连接器286进行。在图上指出处于几个位置的多组连接器。标号相同的连接器具有相同的结构。根据螺线管290,292,294或296中那个供电,两个阀282和284提供向前、向后和保持功能。
螺线管由简单的摇臂开关或任何适当的开关装置供电。阀是普通的;阀278是螺线管工作的三位置方向阀,例如Waterman公司制造的D64 V 35 xx MFW型,它具有每分钟10加仑的容量,3000磅/英寸2的最大压力。它是浮动中心型阀。阀282,284是螺线管工作的三位置方向阀,例如Waterman公司制造的D64 V 35-xC-MFW型,阀282,284具有每分钟10加仑的容量,3000磅/英寸2的最大压力,以及是封闭中心型。快装连接器286是普通的内螺纹接头,它具有ASAE标准尺寸和3000磅/英寸2的最大压力。
一对阀278和280提供刮板、装料头或其他附件的升高、下降、悬浮和保持位置。如果没有螺线管被激励,相关附件保持在静止位置。激励螺线管298提供悬浮,激励螺线管300和298提供升高以及激励螺线管300和302提供下降附件。阀280是普通的,螺线管工作的两位置方向阀;阀280可以是Waterman公司的D64V35-2A-MFW型,它具有每分钟10加仑的容量和3000磅/英寸2的最大压力。
后部附件叠置阀组与前部附件的管路图相同。附件的连接通过多组快装连接器286进行,它们位于液压管路的不同位置。三个阀304,306,308提供向前、反向和保持功能,它取决于螺线管310,312,314,316,318,320中哪些被激励。阀322提供绞盘控制用的悬浮、向前和反向功能,它取决于哪些螺线管被激励,没有螺线管,或螺线管324或326被激励。阀322是螺线管工作的三位置方向阀,例如Waterman公司制造的D64 V 35 xx MFW型,它具有每分钟10加仑的容量,3000磅/英寸2的最大压力以及是浮动中心型阀。阀304,306,308是螺线管工作的三位置方向阀,例如Waterman公司制造的D64 V 35 xC MFW型。阀304,306,308具有每分钟10加仑的容量,3000磅/英寸2的最大压力以及是封闭中心型。
要求大流体流量的附件,如装料头或绞盘用图17所示开放环路泵328供给动力。安全阀330限制管路中的压力在安全上限内。如果没有螺线管被激励,则来自泵328的滑油流动通过空气冷却器332和过滤器334。空气冷却器332移走液压油的热量。过滤器334清除液压油的颗粒物和帮助在储箱中保持清洁的液压油。空气冷却器和过滤器可以是普通部件。空气冷却器可以是Thermal Transfer Products有限股份公司制造的AOHM-35型液压油冷却器。开放环路液压泵是普通的,可以是Sunstrand公司制造的45型泵。此泵具有3.5英寸3/转的排量和3000磅/英寸2的最大压力。此泵是压力补偿泵和具有功率限制选择。调节安全阀330是普通的和具有3000磅/英寸2的最大压力。回路过滤器334是普通的和希望具有每分钟35加仑和500磅/英寸2的容量。
当阀336和338相关的螺线管被激励时,后部附件(即绞盘)被驱动。当阀336和340相关的螺线管被激励时,前部附件(即装料头)被驱动。即使液压油由发动机管路回流,来自泵328的液压油也经常通过具有冷却器和过滤器的调节环路流动。流量控制阀342控制至发动机管路的流率,因此,控制发动机的速度。动力装置和发动机管路之间的连接是通过快装连接器对344来进行,它们在图中两处示出。
可调节的安全阀330具有3000磅/英寸2的最大压力能力。阀336,338,340是普通的,它们可以是Waterman公司制造的21C-15F12-T16型螺线管工作的两位置方向阀。此阀具有每分钟35加仑和3000磅/英寸2的最大压力容量。快装连接器344是普通的,最好是内螺纹接头,具有每分钟35加仑和3000磅/英寸2的最大压力容量。
车辆液压系统的另一代替的实施例示于图18-21。本实施例与图14-17所示最佳实施例类似。相同的部件标以相同的标号,故不详述。图14-21所列全部的部件是普通的商品供应件。
图18绘出车辆的牵引管路部分,它包括左车轮和右车轮液压传送管路用的液压牵引管路。液压牵引管路346具有左车轮驱动组件348用的单独的液压管路和右车轮组件350用的单独的液压管路,以及中部履带组件(图中未示出)。左和右车轮管路348,350具有单独的左和右车轮驱动发动机331,333。中部履带管路内具有履带驱动发动机(图中未示出)。单独的泵56和57分别用于每个发动机331和333,另一个单独的泵(图中未示出)用于中部履带驱动发动机(图中未示出)。技术熟练人员可以理解,任何普通的液压管路形式,即用于中部履带的具有发动机和泵按封闭环路管路(如图14所示),均可用于驱动中部履带22。图14所示牵引系统的控制和操作,与最佳实施例相似。如上所述,牵引系统可以被驱动三个泵的单泵系统代替,但效率较低。
代替的驾驶和地面压力控制管路示于图19。压力补偿泵352,安全阀354,单向阀356,手动阀358,以及蓄能器360也示于图19-20的附件及滑油调节管路中,它们是相同原理的装置。手动阀358允许使蓄能器放出能量,以便维护或修理地面压力和驾驶管路中的部件。
技术熟练人员可以理解,控制模件44,阀驱动器248和250,压力控制阀252,254,以及车轮压力缸256,258的功能实质上与上述相同,用以改变地面压力和/或车辆的驾驶。
与此类似,驾驶压力缸(任选的)260和262,阀268和270,放大器板264和266,反馈位置传感器272,和274的功能与讨论液压管路的最佳实施例时上述的实质上相同。
附件管路362示于图20。附件管路362具有前部附件管路364和后部附件管路366。附件由开放环路泵352供给动力。此泵还供给驾驶和地面压力管路246动力。附件管路362内的全部阀是较小容量的,希望是每分钟10加仑的,但阀368,370除外。
前部附件(如推土机刮板或各种地雷探测设备)由叠置阀组372,374,376,378和368控制。至附件的连接通过一组快装连接器380和382进行。
阀376,378提供向前,反向和保持功能,它取决于螺线管384,386,388,390中哪些供电。螺线管384,386,388,390的供电由位于操作舱内的普通摇臂开关控制。一对阀372和374提供刮板、装料头或其他附件的升起、下降和保持位置。当没有螺线管被激励时,附件保持在静止位置。激励螺线管394导致悬浮,激励螺线管392和394导致升起和激励螺线管396和392导致附件下降。
大容量的阀368用于为发动机管路供给动力。此阀的能力约每分钟35加仑。发动机管路用于驱动各种附件,例如伐木头锯。
后部附件管路具有后部附件叠置阀组400。此阀组400与前部附件管路相似。至附件的连接通过一组快装连接器380,382进行。三个阀402,404和406提供向前、反向和保持功能,它取决于后部附件管路中螺线管408,410,412,414和418哪些被激励。后部附件管路中的阀420提供绞盘控制用的悬浮、向前和反向功能,它取决于哪些螺线管,没有螺线管或螺线管422或426被激励。较大能力的阀370用于为发动机管路选择供给动力,用于如象绞盘这类附件。
液压油调节管路428示于图21。来自开放环路泵352的部分液压油流动至液压油冷却和过滤的调节环路。
在上述管路中压力补偿流量控制阀430,通至空气冷却器432和过滤器434液压油的功能可参考优选的管路。
图22是车辆10的前视图,示出侧面车轮536与履带组件522的分解关系。为了清晰起见,没有示出操作员舱。轴组件538的空心圆筒部分532固定在主框架结构上(图17中看不见),它横向延伸,平行于地面537。应该理解,此空心圆筒部分532代表轴组件538的一部分,也代表这里所述的任何一种类型的轴结构,即提供独立的车轮转动以进行不同车轮速度的驾驶的轴结构,或者,枢转的驾驶车轮的轴结构,包括半轴、伸缩的半轴、带独立车轮转动的驱动轴或固定轴结构。
参考线539表示车轮压力缸中心的垂直位置,它是每个车轮536的转动中心以及驱动轮毂组件540中心的中线,该组件可以具有液压发动机装置以驱动相关的车轮。可以看出,轴组件538的空心圆筒部分532和轮毂组件540与通过每个车轮536转动中心的参考线539同轴对准。轴组件538的空心圆筒部分532连接至轮毂组件540中心的中线。
图23与图22类似,但示出偏置齿轮或链轮驱动组件542和安装的车轮536,可用于代替中心驱动轮毂组件540。每个车轮536由发动机(图中未示出)独立驱动,例如,用液压发动机驱动偏置齿轮驱动组件542。轴组件546的空心圆筒部分544固定在履带组件522的主框架结构上(图中看不见),它处于比图17所示更高的垂直位置。参考线539相对于地面,履带组件522和车轮536的垂直位置与图22相同。参考线通过车轮的中心,与每个车轮的转动中心重合。
可以理解,空心圆筒部分532偏离中心连接至车轮驱动组件542上,和多个配合的齿轮结构把发动机(图中未示出)连至轮毂(图中未示出)。应该了解,偏置驱动组件542可以与这里所述任何轴组件一起使用,包括驱动轴、半轴和固定轴,以及可以结合任何悬挂系统和/或安装方法使用,将轴组件安装到履带组件的主框架结构上。
技术熟练人员很容易理解,驱动轮毂组件540和偏置驱动组件542的中心是广泛种类轮毂组件的代表,以及意味它们是举例说明性的,不应受局限。
图24说明,在本发明的范围内可提供高间隙轴组件638的一些实施例,在用于车辆10时,为在履带组件622和相邻车轮636之间延伸的轴组件438的横部641提供了大范围的垂直间隙高度。图24所示高间隙轴组件638的不同的代表性实施例分别以638a,638b和638c表示,它们示出在本发明范围内设想的结构范围。以虚线绘出的第一代表性实施例638a表示,在本发明的范围内轴组件638安装高于履带组件622,以及离履带组件622远的轴组件638的每一端将安装到偏置齿轮型轮毂组件上(图中未示出)。
图24还说明轴组件两个补充实施例638b和638c的形状。这些实施例说明,轴组件638,638c可以固定到履带组件包套28内不同的垂直位置以及每个组件638b,638c的远端可以象组件638a中那样安装在轮毂组件的中心(图中未示出),或者低于轮毂组件(图中未示出)。可以理解,图24说明的轴组件638的每个实施例是半轴型,以及每个车轮636是独立的双向转动的,可由每个车轮636相关的单独的发动机驱动。
图24所示的轴组件638形状的优点是在每个轴组件638的横向部分641与地面之间提供了不同量的垂直间隙。高间隙量的优点显示在车辆10的某些用途中,例如成排收获农作物。可以设想,至少车辆10的一个实施例可用于这样的成排收获农作物,这时履带组件在农作物排之间行驶以及车轮636在各排间的相邻空隙之间行驶。应该理解,当车辆在各排农作物之间行驶时,有一排农作物在每个横向部分641下面通过。
图24并不用于表示在单独的车辆10上应该使用车轴组件638的全部形状;图24给出能够设想的车轮组件的各种结构形状以及每种形状车轮组件在车辆10上的可能的位置。
图24所示轴组件638的形状是基本形状,在本发明的范围内它提供一系列根据此结构的改进,例如,相对于履带组件622垂直和/或纵向移动轴组件638的元件,或者相对于履带组件222水平向内和向外对车轮再定位的元件,如每个车轮636相关的轴组件38的可伸缩部分。也可以考虑将上述任何悬挂系统与高间隙轴组件638结合。一些设想的改进示于图20。
图25更详细地示出,或者独立的悬挂系统可与高间隙轴组件638形状结合,或者液压缸可与轴组件638结合,或者两者都使用。履带组件622每一侧的压力缸结构646安装在主框架结构和轴组件638部分之间,以及每个压力缸结构646可以是减振压力缸或液压压力缸。当悬挂系统包括在轴组件638内时,提供悬挂系统的一个方法是提供减振压力缸646。悬挂系统的补充代替实施例是结合上述的任何悬挂系统,包括图7-9所示高间隙轴组件内的悬挂系统。
在轴组件638的实施例中,图25的压力缸646是液压缸,轴组件638的每个内部641枢轴连接至主框架以及可以使用相应压力缸646的伸缩使其相对于履带组件622垂直可枢转地再定位,每个液压缸与液压泵(如泵234)液压连通,液压泵连接至动力装置51的齿轮箱54。压力缸646的收缩,使内部641向上移动,从而可使其从特别高的成排农作物上通过。
图26是车辆10的顶视图,它说明一组可代替的机械驱动机构,如链轮,皮带或驱动轴可以安装到车辆10以便传送农装在履带组件722包套内部或外面动力源的动力(图中看不见)以单独驱动履带726或驱动履带726和车轮736,这取决于车辆710的用途和车辆的工作条件。动力源可以是内燃机、飞轮组件或上述任何其他动力源或技术熟练人员已知的动力源。可以理解,根据车辆10的动力源,车轮736可以驱动履带726,或者履带726可以驱动车轮736。使用机械离合器或反向离合器的各种组合均属于本发明的范围。
一个驱动系统在图中以方框751表示。此方框代表驱动链或驱动皮带753,它以封闭回路形式与链轮结构(图中未示出)或者与安装在前部、中部和后部驱动轮760,762和764中轴的一组轴754,756,758上的类似结构集成。驱动轮760,762,764转动安装在履带组件722的包套内以驱动履带726。全部这些部件通常应位于方框751标注的区域内。然而,为了便于绘制,将它们放到方框751的外面。在驱动系统752内,一个中轴756被驱动,驱动链753将来自此轴的动力传送至其他轴754和758。每个车轮736相关的离合器组件便于每个车轮736独立转动以便车辆710的转向。
一种代替的驱动系统766示于图26的右边。此驱动系统766可以安装在方框751和752指示的位置,它具有一组齿轮箱768,驱动轴770,772和774(以与驱动轴754,756和758相同的方式安装)以及离合器组件776。可以设想驱动一个轴,例如中轴772,以便用相应的齿轮箱768内的啮合齿轮驱动轴770和774。
图27-28示出履带组件822的侧视图,它具有位于包套828中心的大的中心驱动轮824。中心驱动轮824安装在中轴830上,它通过离合器组件(图中未示出)连接和用动力装置驱动(图中未示出)。中轴830通过一系列齿轮结构和离合器机构连接至每个中侧置车轮836以便使其独立地和可变速度地转动。
在实施中可考虑将中轴结构作为直接通过的动力轴结构,它驱动履带826和侧置车轮836。当使用直接通过的驱动轴时,中心履带驱动轮824和两个侧置车轮836被一个单一的中心固定轴驱动。固定轴被动力源(例如液压发动机或内燃机)驱动,动力源以普通的机械传动方式连接。当使用直接通过的驱动轴时,中心轮824和两个车轮836的转动轴应直线对准。车辆的转向可以借助使车轮836枢转地转向或者使两个车轮836以不同的速度转动来进行。当借助车轮不同转动速度进行转向时,每个车轮836可以单独地离合,以便每个车轮836独立地自由转动。随后的转向是借助一个车轮空转,而另一个车轮被驱动使车辆转弯。车辆的前进速度由液压发动机的速度控制,或者在使用机械传动的情况下,由传动齿轮控制。
技术熟练人员可以理解,此中轴结构可以用本发明公开的任何悬挂系统支承,以及因为中轴结构通过离合器结构与每个车轮836连接,车轮可以独立地转动。
图29与图27类似,其不同之处是图29具有两个中侧置履带组件810,它们可以用不同转动速度工作,以驾驶车辆10向左、向右、向前或反向行驶。每个侧履带840可以独立空程转动或反向转动以提供转弯能力。每个侧履带840优选地是椭圆的,如图29所示,以减少接触地面的面积和转弯时对地面的损坏。
每个侧履带840可由在每个履带组件内配备的液压发动机独立地驱动。液压发动机可以是上述的发动机MB和MC。侧履带840可以位于单驱动轴的两相对端或者每个安装在半轴的自由端,半轴枢轴或固定安装到履带组件的主框架上。任何适当的悬挂系统,或者代之以驱动的再定位系统,包括前面讨论过的那些,均可以与侧履带一起使用。伸缩轴也可以与侧履带一起使用。同样,任何固定的或可调的高间隙轴组件可以结合侧履带使用。
图30所示车辆910的实施例说明了轴组件938相对于履带组件922的主框架结构912可以设定的垂直位置。这些位置以一组圆圈938a-938e表示。多个圆圈代表由主框架结构延伸至车轮轮毂的轴结构的端视图。这些不同的垂直位置可以用以下两种方法之一实现1)将轴组件938固定安装在这些位置之一,在这种情况下圆圈938a-938e代表轴组件在履带组件922主框架上的可替换位置,或者2)将轴组件938活动安装在包套928内,在这种情况下圆圈938a-938d代表单轴组件的不同的调节工作位置。在后一种情况下,轴组件938占据938a-938d位置范围内的任何垂直位置。由图30可以看出,如上所述,轴组件938也可安装在包套928的上面。
图30所示的轴组件包括本发明公开的任何实施例,它包括全部伸缩轴实施例。图30的实施例还具有位于中部的操作员舱955,它被翻转保护结构957覆盖,该结构最好为钢制,足以抵抗翻转事故中的大变形。还可以考虑提供无操作员舱的底盘车辆,或将操作员舱置于包套内的前部、中部或后部。当车辆10是计算机控制或遥控时,当操作员不占据车辆一部分时,都可考虑提供无操作员舱的车辆。
图31示出本发明底盘车辆1010的另一实施例。车辆1010用作带有推土附件1110的推土机。轴组件1130是固定轴,如图10中的200,以及可以在履带组件的包套内垂直移动,例如使用US’748公开的气压袋。参见图10和31,气袋装置(图中未示出)可以安装在框架结构1112的上框架元件和延伸至轴组件204背板的铰接托架203之间。托架203用铰接销205连接到框架结构1112。
膨胀时,装置的空气袋推动轴组件200和车轮1036在包套内向下移动,从而升起车辆1010前端处的履带1126脱离地面以及增加车轮的地面支承压力。这样一来,车轮1036和仅有履带1026的后端与地面接触。可以理解,车轮1036的转弯导致车辆1010沿较小的转弯半径转弯,因为牵引力仅在车轮1036和履带126的后端。由于驱动履带1026的部分与地面接触,使车辆1010有改进的机动性。此外,升起履带1026的前端脱离地面减少了车辆转弯时对土壤的破坏。限制止动器201(图10)可以设置在空气袋装置和轴组件200之间,以限制轴组件1130的摆动。当装置的空气袋放气时,轴组件将移动至垂直位置,使履带1026和车轮1036全部与地接触。可以理解当上述任何轴组件在图31所示包套1028内活动安装时,车轮1036和履带1026之间的重量和牵引力分配可以调节,以改进车辆1010的驱动和驾驶。
此外,其他装置,例如连接在轴组件1130和履带组件1022主框架结构1112之间的液压或空气压力缸也可以用于升降履带组件1022包套1028内的轴组件1130。
图31所示的动力源可以是内燃机、电机械飞轮组件、发电机、蓄电池、燃料电池、人力机械动力源或任何类型的技术熟练人员已知的蓄能装置。同样,牵引驱动和车轮驱动装置可以是电驱动、液压驱动、机械驱动或它们的综合驱动。
参见图32,在本发明的范围内将轴组件1235和动力装置1251固定安装在可移动元件1253上,从而可在包套1228内在水平和垂直方向上选择性移动。可移动板1253的结构细节、安装和工作在前述US’748内已全部公开,不再重复。如图32所示,轴组件1238和动力装置1251安装在可移动元件1253上,从而有利于改变按载荷或按附件的前部和后部重心,以补偿所遭遇的各种地面条件和改变任何工作条件下的驱动和转向的几何关系。
继续参见图32,图中示出体现本发明的原理的串联的底盘车辆1200。串联车辆1200具有前驱动车辆1210,它与图1的车辆10类似。然而,车辆1210在其后端具有活动连接214。后车辆1212用连接器1214与前车辆1210连接。每个车辆1212和1210具有独立的驱动侧车轮,以及两个车辆的每个车轮由车辆操作员舱内的适当的控制组件控制。
提供带有履带的车辆1210和1212是在本发明的范围内,它们的履带型面比图1单独车辆10的履带型面短。此外,车辆1210可以具有固定轴1235,垂直移动轴组件或移动轴组件以及移动动力装置,并带有驱动和可转向的或不可转向的车轮。任何这些轴组件可以任选地包括上述悬挂系统。车辆1212最好具有固定的轴组件1232。
后车辆1212的履带和车轮由车辆1210的动力驱动结构1251驱动。因此,后车辆1212具有适当的来自车辆1210的软管,以供应同时驱动前、后车辆所需的液压动力。后车辆1212可以设有不同速度和转动方向的车轮,以便独立地使后车辆1212转向。
为了最好的结果,车轮36应设置在车辆的重心以增加其牵引力。因此,即使驱动履带26试图保持车辆在车辆行驶的特定方向,而当车轮36以不同速度转动以使车辆10转向时,履带26将转弯。这种现象的发生是因为车轮36施加足够大的地面支承压力使履带26转弯和被车轮36的不同转动速度改变了车辆的行驶方向。然而,图1示出车轮可以根据车辆的用途设置在车辆的前端或后端。
由于本发明的车辆可以在崎岖地形行驶,可能需要补偿任何车辆摆动。如果一车轮相对于另一个车轮升起,例如,如果一个车轮跨过一个树桩,车辆和履带的摆动产生。这种摆动可以借助在框架结构和车轮轴之间设置减震器、弹簧或橡胶块来补偿。
由于在许多上述实施例中轴是可枢转地连接到履带组件的主框架上,以及由于车轮组件可以设计提供横向支承和履带组件的稳定性,车辆10的一系列实施例可以容易地实现在斜面上稳定的工作。图33示出车辆的一个实施例,它的车轮30在用于斜面时垂直再定位。图33的车辆的位置跨过斜面的梯度,它的轴组件38的每个横向延伸部分相对于履带组件独立地枢转。本发明公开的任何枢轴机构可以用于将每个轴组件38可枢转地安装到履带组件222的主框架结构上。
每个轴组件38的枢转运动处于车辆操作员的控制之下,从而操作员能容易地使每个车轮定位,以保持履带组件222处于实质上升起的位置。任何公开的悬挂系统可以与枢转车轮一起使用以增加稳定性和提高在斜面和其他表面上的地面连接。
图34和35示出履带组件1322的牵引系统和侧置车轮。图35的前视图示出履带驱动发动机1330和车轮驱动发动机1331,1332的位置。履带驱动发动机和车轮驱动发动机在包套内的位置示于图34的侧视图内。普通的驱动履带鼓轮1340用虚线示出。
液压传动发动机1330直接连接至履带驱动鼓轮1340。履带的直线速度以及车辆速度与驱动发动机内液压油的流率成正比。由于液压油的流率与有关泵的泵的排量成正比,改变泵的排量就改变了履带的速度。发动机1330,1331和1332是普通的和可以是用于发动机MA,MB和MC的上述商业实施例相同的。
图36和37示出代替的二次驱动组件1500的顶视图和侧视图。虽然仅示出一个二次驱动组件1500,但应了解,在车辆的每一侧面安装一个二次驱动组件1500。二次驱动组件1500具有轴组件1502,车轮1504以及垂直轴移动装置,它是液压工作的可伸缩的活塞1506。轴组件1502具有框架安装部分1508,与主框架结构枢轴连接(它可以是上述车辆任何实施例的框架)以及车轮安装部分1510,在其上转动地安装车轮1504。车轮安装部分1510围绕液压发动机,如上述的发动机MB和MC,用以使用来自车辆发动机组件的液压油转动车轮1504(这些发动机组件可以是上述任何发动机组件或驱动结构)。
轴组件1502还具有支臂1512,它由框架安装部分1508沿履带组件侧面(图中未示出)向后延伸,最好平行于履带组件。支臂连接托架1514由支臂1512向上延伸以及框架连接托架1516设置在框架结构上。液压缸的一端(最好是其压力缸1518的一端)可枢转地连接至框架连接托架1516,和液压缸的另一端(最好是其延伸杆1520的一端)可枢转地连接至支臂连接托架1514。
为了向下移动车轮1504,供给增压的液压油至压力缸1506,从而使杆1520伸出使支臂1512绕轴组件的框架连接部分1508枢转。如图37所示,支臂1512沿顺时针方向作枢转。这个行动使车轮1504向下基本垂直运动。相反,为了向上移动车轮,由液压缸1506抽出增压的液压油,从而使其杆1520收缩,绕轴组件的框架连接部分1508枢转支臂1512。在这个运动中,如图37所示,支臂1512作顺时针枢转,使车轮1504向上基本垂直运动。这种布局的优点是车轮1504在其整个运动过程中保持垂直对准,因此保持车轮1504的底面基本平行于地面。与此相反,轴组件,它绕平行于履带延伸的轴作枢转,车轮的垂直对准经常改变,引起车轮某些部分不必要的磨损和影响其牵引能力。
当车辆用作扫雷车辆时,车辆的平台较小和用遥控操作。这种低的重心和二车轮/一履带的布局使车辆可以在最困难地形行驶。一个重量2万1千磅的原型机的脚印压力约为1磅/英寸2。这就保证对地面的破坏极小。车辆的低重心使它可以在具有60°的斜面坡道上行驶。车辆可以进行原地360°转弯。Solomon Technologies公司发展用于海洋的密封发动机驱动装置使车辆可以在从沙漠至沼泽的广泛环境范围内使用。
扫雷作业用优选的驱动发动机的商品名称为Electric Wheel。这种发动机具有高效率直流永久磁铁发动机,在发动机中装有传动装置。Electric Wheel是一种较简单的驱动装置,具有少于10个活动部件。传动部分保证足够的扭矩用于崎岖的地形。
优选的动力装置是电机械电池,它的发展商和专利拥有者是美国的Fly Wheel System公司,Newberry Park,CA。这种动力装置在US4,370,899,5,124,605,5,268,608和5,614,777,中公开,此处列出供参考。这些电池的能量密度存储本领比普通的铅酸电池大一倍以及功率密度比普通的铅酸电池大4至9倍。
飞轮设计产生了一个能量存储系统,该系统易于用各种电源充电和提供清洁、稳定电能的可靠能源。此系统使用小型商业内燃机,其功率为5至10马力。因此整个装置小而轻,效率高。这就可形成小型的车辆平台,可以在广泛的地区行驶,例如林区、岩石地形等,优于现在使用的扫雷车辆。
飞轮提供电力以驱动电动机。电动机驱动普通的齿轮箱,它又驱动液压泵。代替的方案是,飞轮可以驱动电动机,以驱动车轮,或者它可以驱动传动泵发动机。飞轮设计还可以提供能量不仅供车辆行驶,还可以为车辆上的探测和通讯设备供电。Enviromeasare公司成功地发展了伽玛(γ)射线探测仪器和中子激活分析装置用于快速化学成分分析。这些仪器可以用于各种用途,包括农作物识别,军事靶场内埋藏的贫化铀弹壳的探测。由于这些仪器是寻找炸药中发现元素的特殊特征信号,例如氮和氯,虚假的正信号降至最低。
可以设想一辆车上使用多台γ射线探测仪以获得在特定区域内埋藏弹药的剖面图和指出其位置和深度。由于在土壤中中子和γ射线的俘获截面小,埋藏在1英尺处的地雷能被探测出。Enviromeasure制造的探测系统用于探测埋藏的贫铀弹壳,在Yuma靶场经过试验,它精确探测埋藏弹壳的速度为每秒1至2英尺。
可以考虑在地雷探测车上使用同样的探测系统。应该获得同样的行驶速度。由于γ射线探测仪和中子发生器的近年发展,以及由于计算机处理和分析仪器的进步,在地雷探测车上安装的探测系统的总重量小于50磅和功率要求为100至200瓦。这种探测系统易于安装在上述专门的小型平台车辆上。还可以考虑将此车辆用于使用全球定位卫星系统进行探测地雷的测绘,使用电视和人工智能综合方法使车辆在特定区行驶,自动销毁探测的地雷,设置雷达传感器系统以进行中子激活分析以及发展由中央移动指挥站控制的多机器人装置。
还可以考虑改进混合的电飞轮动力系统,用于伐木、农业、建筑和矿业。这种混合电动车辆应具有推土机的牵引和推进装置,4车轮承载装置,以及其脚印压力比市场上现有的任何拖拉机低。此车辆还应具有小型内燃机和比任何普通车辆更少的部件。这就意味这种车辆比普通车辆更轻、更有效、价格更低以及更便于维护。
还可以考虑使用中子激活探测系统,安装在车辆上以进行环境和工业区检查,以探测各种环境污染。
此车辆还可以用于深采矿和条采矿时的各种金属矿石的探测。本发明的车辆还可设计为适合于无人水下操作。这种无人水下车辆应配备适当的技术用于极浅水区/表面区的水雷的对抗任务。
此车辆应配备适当的传感器、通讯、导航、信号和销毁设备,以便能进行靠岸极浅水区停泊的、底层和埋藏的水雷的探测、分类、识别和测绘/报告和销毁,以支持爆炸弹药处理及极浅水区水雷的对抗任务。极浅水表面区通常指10英尺至40英尺的深度。
可以理解,本发明的车辆10在不脱离本发明原理的条件下可以改进,例如,虽然车辆的工作使用液压动力,其他已知的各种动力也可以使用。在本发明设想的范围内,可以调节此车辆的尺寸,使其应用于儿童玩具,例如人力脚踏车或电池脚踏车。此外,此车辆还可用作娱乐车辆。
再者,虽然按公开的方案,发动机和/或动力装置安装在履带的包套内,在本发明设想的范围内也可将发动机和/或动力装置安装在车辆的任何位置,例如,发动机和/或动力装置可以安装在操作员舱的旁边。此外,发动机和/或动力装置可以不移动,而是相对于主框架固定安装。
由此可见,本发明的目的已充分和有效地实现。然而应该理解,本发明已叙述的最佳实施例的显示和解释是为了说明本发明的结构和功能原理,以及在不脱离权利要求书的精神和范围条件下可以做出改变。
权利要求
1.一种车辆,包括一主框架结构;一相对于上述主框架结构安装的驱动履带组件,上述驱动履带组件具有沿车辆驱动方向延伸的环形地面连接履带;一对二次驱动组件,安装在履带组件相对的横侧面,呈侧置关系,每个上述二次驱动组件具有地面连接驱动结构,与上述环形履带保持横向间距;一发动机组件,设计和安排成供给动力至上述履带组件和上述二次驱动组件;上述驱动履带组件设计和安排成使用上述发动机组件供给的动力驱动上述环形履带以实现车辆的驱动工作,而上述环形履带连接地面以沿车辆驱动方向驱动上述车辆;每个上述二次驱动组件设计和安排成使用上述发动机组件供给的动力操作上述地面连接结构从而施加力至上述车辆,沿一个车辆驱动方向以及沿一个与上述车辆驱动方向相对的车辆相反方向;以及一转向装置,它与上述二次驱动组件连接以及设计和安排控制上述二次驱动组件的工作,从而进行车辆转向操作,其中一个上述地面连接驱动结构施加的力大于另一个上述地面连接驱动结构施加的力,从而引起上述车辆相对于上述车辆驱动方向转弯。
2.根据权利要求1的车辆,其特征在于上述地面连接驱动结构是地面连接转动车轮,以及上述驾驶装置设计和安排成借助上述一个车轮比上述另一个车轮以更大转速转动以进行上述车辆的驾驶操作。
3.根据权利要求2的车辆,其特征在于上述车轮活动安装在通常横向穿过上述车辆的单轴组件的相对的两横向端。
4.根据权利要求2的车辆,其特征在于上述发动机组件包括内燃机以及与上述内燃机工作连接的液压泵装置,上述内燃机设计和安排成操作上述液压泵装置以增压供给液压油;上述驱动履带组件包括履带相关的液压发动机,与上述液压泵装置液压连通,上述履带相关液压发动机设计和安排成驱动上述履带,从而使用上述液压泵供给的增压的液压油进行上述车辆的驱动工作;每个上述二次驱动组件具有二次液压发动机,与上述液压泵液压贯通,上述二次液压发动机设计和安排成转动上述车轮,从而使用上述液压泵供给的增压的液压油进行上述车辆驾驶操作。
5.根据权利要求2的车辆,其特征在于上述二次驱动组件具有一对车轮安装在上述主框架结构相对的横侧面,每个上述车轮在相应的一个上述轴组件上转动。
6.根据权利要求5的车辆,其特征在于每个上述轴组件可活动地安装在上述主框架结构上,这样使上述车轮可以相对于上述主框架结构垂直移动,而与另一个车轮无关,从而使当车辆驶过不平地形时,上述车轮可以垂直移动,而不必升起上述履带脱离地面接触。
7.根据权利要求6的车辆,其特征在于上述车轮是可枢转地安装在上述主框架上,以提供独立的垂直移动。
8.根据权利要求6的车辆,它还具有一对轴偏压装置,每个上述轴偏压装置设计和安排成向下偏压相应的一个上述轴组件,从而保证上述车轮保持与地面接触。
9.根据权利要求8的车辆,其特征在于每个上述轴偏压装置是可伸缩的气体压力缸。
10.根据权利要求8的车辆,其特征在于每个上述轴偏压装置是弹簧。
11.根据权利要求5的车辆,其特征在于每个上述轴组件是可调节的轴组件,包括一安装在上述框架结构上的框架安装部分;一车轮安装部分,其一个端部安装一个上述车轮供转动用,而其另一端部安装至上述框架安装部分;以及一可释放的锁销,它在以下两个位置间移动(1)锁定位置,在此位置上述锁销固定上述车轮安装部分阻止相对于上述框架安装部分移动,以及(2)解锁位置,在此位置上述车轮安装部分可以相对于上述框架安装部分移动,从而使上述车轮向内接近或向外离开上述履带,从而改变上述轴组件的有效长度。
12.根据权利要求11的车辆,其特征在于每个上述框架安装部分具有管形套筒部分,其上形成一组开口以及每个上述车轮安装部分具有管形套筒部分,其上形成一组开口,上述框架安装部分的上述管形套筒部分滑动安装在上述车轮安装部分的上述管形套筒部分,以使上述车轮安装部分能相对于上述框架安装部分在上述可释放锁销移动至其解锁位置时以可伸缩关系移动。
13.一种车辆,包括一主框架结构;一相对于上述主框架结构安装的驱动履带组件,上述驱动履带组件具有沿车辆驱动方向延伸的环形地面连接履带;一对二次驱动组件,安装在履带组件相对的横侧面,呈侧置关系,每个上述二次驱动组件具有(ⅰ)车辆连接部分,设计和安排成用以连接上述履带组件一个上述相对的横侧面上的相关的二次驱动组件,(ⅱ)安装在上述车辆连接部分的驱动结构安装部分,上述驱动结构安装部分设计和安排成使能相对于上述车辆连接部分向内接近或向外离开上述履带移动,(ⅲ)安装在上述驱动结构安装部分上的地面连接驱动结构,以及(ⅳ)可在锁定位置(1)和解锁位置(2)之间移动的可释放锁销,在位置(1),上述锁销固定上述驱动结构安装部分阻止相对于上述车辆安装部分移动以及在位置(2),上述驱动结构安装部分相对于上述被固定部分移动,从而使其安装的驱动结构向内接近或向外离开上述履带再定位以改变上述驱动结构相对于上述履带的横向定位。一发动机组件,设计和安排成供给动力至上述履带组件和上述二次驱动组件;上述驱动履带组件设计和安排成使用上述发动机组件供给的动力驱动环形履带以进行车辆的驱动工作,而这时上述环形履带连接地面以驱动上述车辆沿车辆驱动方向行驶;每个上述二次驱动组件设计和安排使用上述发动机组件供给的动力操作上述地面连接结构,从而施加力至上述车辆;以及与上述二次驱动组件连接的一驾驶装置,设计和安排成控制上述二次驱动组件的工作,从而进行车辆驾驶操作,而这时上述地面连接驱动结构工作使上述车辆相对于上述车辆驱动方向转弯。
14.根据权利要求13的车辆,其特征在于每个上述车辆连接部分具有管形套筒部分以及每个上述驱动结构具有管形套筒部分,上述车辆连接部分的管形套筒部分滑动安装到上述驱动结构安装部分的上述管形套筒部分呈伸缩关系,使可释放锁销移动至解锁位置时,上述驱动结构安装部分可相对于上述车辆连接部分滑动。
15.根据权利要求14的车辆,其特征在于上述驱动结构安装部分和上述车辆连接部分的上述管形套筒部分基本上是圆筒。
16.根据权利要求14的车辆,其特征在于上述驱动结构安装部分的一个上述管形套筒部分和上述车辆连接部分的上述管形套筒部分具有多个形成的通孔,而上述驱动结构安装部分的另一上述管形套筒部分和上述车辆连接部分的上述管形套筒部分具有一个形成的通孔,上述可释放的锁销是可插入上述两个上述管形套筒部分通孔内的一对销钉,每个上述可释放的锁销可处于锁定位置和解锁位置当相关的销钉插入相关的驱动结构安装部分的管形套筒部分以及相关的车辆连接部分的相关的管形套筒部分的对准的通孔时,每个上述可释放锁销处于锁定位置,当相关的销钉从上述对准的通孔拔出时,每个上述可释放锁销处于解锁位置。
17.根据权利要求16的车辆,其特征在于每个上述二次驱动组件设计和安排成使用上述发动机组件供给的动力操作上述地面连接驱动结构从而沿车辆驱动方向和与上述车辆驱动方向相对的车辆反向对上述车辆施力,而上述驾驶装置控制上述二次驱动组件的工作,使在上述车辆驾驶操作中,由一个上述地面连接驱动结构施加给上述车辆的力大于由另一个上述地面连接驱动结构施加给上述车辆的力,从而引起上述车辆相对于上述车辆驱动方向转弯。
18.根据权利要求13的车辆,其特征在于每个上述二次驱动组件设计和安排成使用上述发动机组件供给的动力操作上述地面驱动结构从而沿车辆驱动方向和与上述车辆驱动方向相对的车辆反向对上述车辆施力,而上述驾驶装置控制上述二次驱动组件的工作,使在上述车辆驾驶操作中由一个上述地面连接驱动结构施加给上述车辆的力大于由另一个上述地面连接驱动结构施加给上述车辆的力,从而引起上述车辆相对于上述车辆驱动方向转弯。
19.根据权利要求13的车辆,其特征在于上述发动机组件具有内燃机和与上述内燃机连接的液压泵装置,上述内燃机设计和安排成操作上述液压泵装置以增压供给液压油;上述驱动履带组件具有履带相关的液压发动机,与上述液压泵装置液压连通,上述履带相关的液压发动机设计和安排成驱动上述履带,使用上述液压泵装置供给的增压液压油进行车辆的驱动工作;每个上述二次驱动组件具有二次液压泵与上述液压泵装置液压连通,上述二次液压发动机设计和安排成转动上述车轮,从而使用上述液压泵装置供给的增压的液压油进行车辆驾驶操作。
20.根据权利要求13的车辆,其特征在于每个上述地面连接驱动结构是转动安装在相关的一个上述车轮安装部分的一个车轮。
21.根据权利要求20的车辆,其特征在于上述驾驶装置设计和安排成借助一个上述车轮以大于另一个上述车轮的转速转动进行上述车辆驾驶操作。
22.根据权利要求13的车辆,其特征在于每个上述轴组件可移动地安装在上述主框架结构上,从而使上述地面连接驱动结构相对于上述框架组件垂直移动,相互无关,从而在车辆驶过不平地形时,使上述地面连接结构垂直移动,而不必升起上述履带脱离与地面接触。
23.根据权利要求20的车辆,其特征在于上述轴组件枢轴安装在上述主框架结构上,以提供独立的垂直移动。
24.根据权利要求22的车辆,它还具有一对轴偏压装置,每个上述轴偏压装置设计和安排向下偏压相应的一个上述轴组件,以保证上述驱动结构保持与地面接触。
25.根据权利要求24的车辆,其特征在于每个上述轴偏压装置是可伸缩的气体压力缸。
26.根据权利要求24的车辆,其特征在于每个上述轴偏压装置是弹簧。
27.一种车辆,包括一主框架结构;一相对于上述主框架结构安装的驱动履带组件,上述驱动履带组件具有沿车辆驱动方向延伸的环形地面连接履带;一对二次驱动组件,安装在履带组件相对的横侧面,呈侧置关系,每个上述二次驱动组件包括(ⅰ)安装在上述主框架结构上的垂直再定位轴组件,上述轴组件可相对于上述主框架结构在垂直方向移动,与另一二次驱动组件的轴组件无关,(ⅱ)在上述轴组件上安装的转动的地面连接车轮,(ⅲ)在上述轴组件上安装的液压动力发动机,用于其垂直移动,上述液压动力发动机设计和安排成转动上述车轮,以及(ⅳ)一垂直轴移动装置,它具有连接至上述主框架结构的部分和连接至上述轴组件的部分,上述轴移动装置设计和安排成垂直移动上述轴组件,从而向上升起上述车轮脱离地面接触,而上述履带保持与地面连接,以利于拆除和更换上述车轮;一发动机组件,它具有主发动机和与上述主发动机连接的液压泵装置以及与上述二次驱动组件的上述液压动力发动机和上述履带组件的上述液压动力发动机液压连通,上述发动机组件这样设计和安排,使上述发动机驱动上述液压泵装置以供给增压的液压油至每个上述液压动力发动机;上述驱动履带组件的液压动力发动机设计和安排使用上述液压泵装置供给的增压的液压油驱动上述环形履带以进行车辆的驱动工作,而上述环形履带连接地面以驱动上述车辆沿车辆驱动方向行驶;上述二次驱动组件的每个上述液压动力发动机设计和安排成使用上述液压泵装置供给的增压的液压油操作上述地面连接驱动结构,从而对上述车辆施加力;以及与上述二次驱动组件工作连接的驾驶装置,设计和安排成控制上述二次驱动组件的工作,以进行车辆驾驶操作,而上述地面连接驱动结构工作使上述车辆相对于上述车辆驱动方向转弯。
28.根据权利要求27的车辆,其特征在于上述可垂直再定位轴组件具有框架连接部分,它可枢转地安装在上述框架上以及车轮安装部分,在其上安装车轮及其液压动力发动机。
29.根据权利要求28的车辆,其特征在于每个上述可垂直再定位的轴组件具有在上述履带旁边由框架安装部分向后延伸的支臂,上述框架安装部分设置在上述支臂的后端部分,每个上述垂直轴移动装置设计和安排使上述轴组件绕框架安装部分作枢轴转动,而上述支臂保持每个车轮的底面基本平行于地面。
30.根据权利要求29的车辆,其特征在于每个上述垂直轴移动装置是可伸缩的液压活塞,它使用来自上述液压泵装置的增压的液压油进行伸缩。
31.根据权利要求27的车辆,其特征在于每个上述垂直轴移动装置设计和安排成向下移动上述车轮至低于上述履带,从而或者保持上述车轮与地面接触,或者增加上述车轮施加至地面的支承压力,从而提高上述车轮的有效牵引。
32.根据权利要求31的车辆,其特征在于每个上述垂直再定位轴组件具有框架连接部分,可枢转地安装在上述框架上以及车轮安装部分,在其上安装车轮及其液压动力发动机。
33.根据权利要求32的车辆,其特征在于每个上述垂直再定位轴组件具有在上述履带旁边由框架安装部分向后延伸的支臂,上述车轮安装部分设置在上述支臂的后末端部分,每个上述垂直轴移动装置设计和安排成使上述轴组件沿框架安装部分枢轴转动,而上述支臂保持每个车轮的底面基本平行于地面。
34.根据权利要求33的车辆,其特征在于每个上述垂直轴移动装置是可伸缩的液压活塞,它使用来自上述液压泵装置的增压的液压油进行伸缩。
35.根据权利要求27的车辆,其特征在于每个上述二次驱动组件的液压发动机设计和安排成使用上述发动机组件供给的动力操作上述车轮,从而沿车辆驱动方向和与上述车辆驱动方向相对的车辆反向对车辆施力,而这时上述驾驶装置控制上述二次驱动组件的工作,使在上述车辆驾驶操作中由一个上述车轮施加给上述车辆的力大于由另一个上述车轮施加给上述车辆的力,从而引起上述车辆相对于上述车辆驱动方向转弯。
36.根据权利要求27的车辆,其特征在于于上述液压泵装置仅具有一台液压泵。
37.根据权利要求27的车辆,其特征在于上述液压泵装置具有三台液压泵,第一台上述液压泵与上述驱动履带组件相关的液压发动机液压连通,第二台上述液压泵与一个上述二次驱动组件相关的液压发动机液压连通,以及第三台上述液压泵与另一个上述二次驱动组件相关的液压发动机液压连通。
38.一种车辆,包括一主框架结构;一相对于上述主框架安装的驱动履带组件,上述驱动履带组件具有沿车辆驱动方向延伸的环形地面连接履带以及液压动力发动机,设计和安排驱动上述地面连接履带;一对二次驱动组件,安装在履带组件相对的横侧面,呈侧置关系,每个上述二次驱动组件具有(ⅰ)安装在上述主框架结构上的垂直再定位轴组件,上述轴组件可以相对于上述主框架结构垂直移动,与另一个二次驱动组件的轴组件无关,(ⅱ)在上述轴组件上安装的地面连接驱动结构,(ⅲ)在上述轴组件上安装的液压动力发动机,用于其垂直移动,上述液压动力发动机设计和安排成驱动上述驱动结构,以及(ⅳ)垂直轴移动装置,它具有连接至上述主框架结构的部分和连接至上述轴组件的部分,上述轴移动装置设计和安排成向下移动上述轴组件,从而或者在上述驱动结构驶过地面凹陷区时保持其与地面接触,或者增加上述驱动结构施加至地面的支承压力,这样来提高上述驱动结构的有效牵引,一发动机组件,它具有主发动机和与上述主发动机工作连接的液压泵装置以及与上述二次驱动组件的上述液压动力发动机和上述履带组件的上述液压动力发动机液压连通,上述发动机组件这样设计和安排,使上述发动机驱动上述液压泵装置以供给增压的液压油至每个上述液压动力发动机;上述驱动履带组件的液压动力发动机设计和安排使用上述液压泵装置供给的增压的液压油驱动上述环形履带以进行车辆的驱动工作,而上述环形履带连接地面以驱动上述车辆沿车辆驱动方向行驶;上述二次驱动组件的每个上述液压动力发动机设计和安排成使用上述液压泵装置供给的增压的液压油操作上述地面连接驱动结构,从而对上述车辆施加力;以及与上述二次驱动组件工作连接的转向装置设计和安排成控制上述二次驱动组件的工作,以进行车辆转向操作,而上述地面连接驱动结构工作使上述车辆相对于上述车辆驱动方向转弯。
39.根据权利要求38的车辆,其特征在于每个上述垂直再定位轴组件具有框架连接部分,在上述框架上枢轴安装以及驱动结构安装部分,在其上安装其驱动结构和液压动力发动机。
40.根据权利要求39的车辆,其特征在于上述垂直再定位轴组件具有支臂,它在上述履带旁边由其框架安装部分向后延伸,上述驱动结构安装部分设置在上述支臂的后端部分。每个上述垂直轴移动装置设计和安排使上述轴组件沿框架安装部分枢轴转动,而上述支臂保持每个车轮的底面基本平行于地面。
41.根据权利要求40的车辆,其特征在于每个上述垂直轴移动装置是可伸缩的液压活塞,使用来自上述液压泵装置的增压的液压油进行伸缩。
42.根据权利要求38的车辆,其特征在于每个上述地面连接驱动结构是转动的车轮。
43.根据权利要求42的车辆,其特征在于每个上述垂直轴移动装置设计和安排成向上升起上述车轮脱离地面接触,而上述履带保持与地面连接以利于拆卸和更换上述车轮。
44.根据权利要求43的车辆,其特征在于每个上述垂直再定位轴组件具有框架连接部分,枢轴安装在上述框架上,以及车轮安装部分,在其上安装车轮及其液压动力发动机。
45.根据权利要求44的车辆,其特征在于每个上述垂直再定位轴组件具有支臂,它在上述履带旁边由其框架安装部分向后延伸,上述车轮安装部分设置在上述支臂的后端部分。每个上述垂直轴移动装置设计和安排成使上述轴组件绕框架安装部分作枢转,而上述支臂保持每个车轮的底面基本平行于地面。
46.根据权利要求42的车辆,其特征在于每个上述垂直轴移动装置是可伸缩的活塞,它使用来自上述液压泵装置的增压的液压油进行伸缩。
47.根据权利要求38的车辆,其特征在于每个上述二次驱动组件设计和安排使用上述发动机组件供给的动力操作上述地面连接驱动结构,从而沿车辆驱动方向和与上述车辆驱动方向相对的反向对上述车辆施力,而上述驾驶装置控制上述二次驱动组件的工作,使在上述车辆驾驶操作中,由一个上述地面连接驱动结构施加给上述车辆的力大于由另一个上述地面连接驱动结构施加给上述车辆的力,从而引起上述车辆相对于上述车辆驱动方向转弯。
48.根据权利要求38的车辆,其特征在于上述液压泵装置仅具有一台液压泵。
49.根据权利要求38的车辆,其特征在于上述液压泵装置具有3台液压泵,第一台上述液压泵与上述履带组件相关的液压发动机液压连通,第二台上述液压泵与一个上述二次驱动组件相关的液压发动机液压连通以及第三台上述液压泵与另一个上述二次驱动组件相关的液压发动机液压连通。
50.一种车辆,包括一主框架结构;一相对于上述主框架结构安装的驱动履带组件,上述驱动履带组件具有沿车辆驱动方向延伸的环形地面连接履带以及液压动力发动机,设计和安排驱动上述地面连接履带;一对二次驱动组件,安装在履带组件相对的横侧面,呈侧置关系,每个上述二次驱动组件具有(ⅰ)安装在上述框架上的垂直再定位轴组件,上述轴组件可以相对于上述框架垂直移动,与另一个二次驱动组件无关,(ⅱ)安装在上述轴组件上的地面连接驱动结构,(ⅲ)安装在上述轴组件上的液压动力发动机,用于其垂直移动,上述液压动力发动机设计和安排驱动上述驱动结构,以及(ⅳ)垂直轴偏压装置,它具有连接至上述轴组件的部分和连接至上述轴组件的部分,上述轴偏移装置设计和安排相对于上述履带向下偏压上述轴,从而在上述车辆驶过不平地形时保持上述驱动结构与地面接触;一发动机组件,它具有主发动机和与上述主发动机工作连接的液压泵装置以及与上述二次驱动组件的上述液压动力发动机和上述履带组件的上述液压动力发动机液压贯通,上述发动机组件这样设计和安排,使上述发动机驱动上述液压泵装置以供给增压的液压油至每个上述液压动力发动机;上述驱动履带组件的液压动力发动机设计和安排成使用上述液压泵装置供给的增压的液压油驱动上述环形履带以进行车辆的驱动工作,而上述环形履带连接地面以驱动上述车辆沿车辆驱动方向行驶;上述二次驱动组件的每个液压动力发动机设计和安排成使用上述液压泵装置供给的增压的液压油操作上述地面连接驱动结构,从而对上述车辆施力;以及一转向装置,与上述二次驱动组件工作连接以及设计和安排控制上述二次驱动组件的工作,从而进行车辆转向操作,而上述地面连接驱动结构工作使上述车辆相对于上述车辆驱动方向转弯。
51.根据权利要求50的车辆,其特征在于每个上述轴偏压装置是可伸缩的气体压力缸。
52.根据权利要求50的车辆,其特征在于每个上述轴偏压装置是弹簧。
53.根据权利要求50的车辆,其特征在于每个上述地面连接驱动结构是转动安装在相应的轴组件上的车轮。
54.根据权利要求53的车辆,其特征在于每个上述轴组件是可调节的轴组件,它具有一安装至上述框架结构的框架安装部分;一车轮安装部分,在其一个端部安装一个上述车轮供转动用,以及其另一个端部安装至上述框架安装部分;以及一可释放的锁销,它在以下两个位置间移动(1)锁定位置,在此位置上述锁销固定上述车轮安装部分阻止相对于上述框架安装部分移动,以及(2)解锁位置,在此位置上述车轮安装部分可以相对于上述框架安装部分移动,从而使上述车轮向内接近或向外离开上述履带再定位,以改变上述轴组件的有效长度。
55.根据权利要求54的车辆,其特征在于上述框架安装部分具有管形套筒部分,其上形成多个开口以及每个上述车轮安装部分具有管形套筒部分,其上形成一组开口,上述框架安装部分的上述管形套筒部分滑动安装在上述车轮安装部分的上述管形套筒部分,使上述车轮安装部分能相对于上述框架安装部分在可释放锁销移动至其解锁位置时以可伸缩关系移动。
56.根据权利要求50的车辆,其特征在于上述每个二次驱动组件设计和安排成使用由上述发动机供给的动力操作上述地面连接驱动结构,从而沿一个车辆驱动方向以及沿一个与上述车辆驱动方向相对的车辆反向对上述车辆施力,以及这时上述转向装置控制上述二次驱动组件的操作,这样在上述车辆转向操作时,使由一个上述地面连接驱动结构施加给上述车辆的力大于另一个上述地面连接驱动结构施加给上述车辆的力,从而引起上述车辆相对于上述车辆驱动方向转弯。
57.根据权利要求50的车辆,其特征在于上述液压泵装置仅具有一台液压泵。
58.根据权利要求50的车辆,其特征在于上述液压泵装置具有三台液压泵,第一台上述液压泵与上述驱动履带组件相关的液压发动机液压连通,第二台上述液压泵与一个上述二次驱动组件相关的液压发动机液压连通,以及第三台上述液压泵与另一上述二次驱动组件相关的液压发动机液压连通。
59.一种车辆,包括一主框架结构;一相对于主框架结构安装的驱动履带组件,上述驱动履带组件具有沿车辆驱动方向延伸的环形地面连接履带以及液压动力发动机;一对二次驱动组件,安装在上述履带组件相对的横侧面,呈侧置关系,每个上述二次驱动组件具有地面连接驱动结构,它与上述环形履带保持横向间距,以及液压动力发动机;发动机组件,它具有发动机和与上述发动机工作连接的液压泵装置,与每个上述液压动力发动机液压连通,上述液压动力发动机这样设计和安排,使上述发动机驱动上述液压泵装置以供给增压的液压油至每个上述液压动力发动机;上述驱动履带组件的液压动力发动机设计和安排成使用上述液压泵装置供给的增压的液压油驱动上述环形履带以进行车辆的驱动工作,而上述环形履带连接地面以驱动上述车辆沿车辆驱动方向行驶;每个液压动力发动机设计和安排成使用上述液压泵装置供给的增压的液压油操作上述地面连接驱动结构,从而对上述车辆施加力,以及一电子控制装置,用以操作控制上述液压泵装置和每个上述液压动力发动机之间的增压的液压油的流量;响应传送至上述控制模件的履带工作电信号,上述控制装置可以操作控制上述液压泵装置和上述驱动履带组件的液压动力发动机之间的增压的液压油的流量,从而控制上述驱动履带的工作;响应传送至上述控制装置的电驾驶信号,上述控制装置可以操作控制上述液压泵装置和上述二次驱动组件的液压动力发动机之间的增压的液压油的流量,以进行车辆驾驶操作,而上述地面连接驱动结构工作使上述车辆相对于上述车辆驱动方向转弯。
60.根据权利要求59的车辆,其特征在于每个上述二次驱动组件的液压发动机设计和安排成使用上述液压泵供给的增压的液压油驱动上述地面连接驱动结构,从而沿车辆驱动方向和与上述车辆驱动方向相反的车辆反向对上述车辆施力,以及上述控制装置控制流至上述二次驱动组件的上述液压发动机的增压液压油的流量,这样在上述车辆驾驶操作中,使由一个上述驱动结构施加给上述车辆的力大于由另一个上述驱动结构施加给上述车辆的力从而引起上述车辆相对于上述车辆驱动方向转弯。
61.根据权利要求59的车辆,其特征在于每个上述二次驱动组件还包括安装在上述主框架结构上的可垂直再定位的轴组件,上述轴组件可相对于上述主框架结构在垂直方向上移动,与另一个二次驱动组件的轴组件无关,上述轴组件具有与安装在其上的相关的一个上述地面连接驱动结构以及相关的一个上述液压动力发动机;以及一垂直轴移动装置,它具有连接至上述主框架结构的部分和连接至上述轴组件的部分,上述轴移动装置设计和安排成向下移动上述轴组件,从而或者在驱动结构驶过地面凹陷区时保持上述驱动结构接触地面,或者增加上述驱动结构施加至地面的地面支承压力,从而提高上述驱动结构的有效牵引;每个上述垂直轴移动装置与上述液压泵装置液压贯通,使每个上述轴移动装置使用上述液压泵装置供给的增压的液压油驱动其相应的轴组件和驱动结构;响应传送至上述控制装置的轴移动电信号,上述控制装置可以操作控制上述垂直轴移动装置和上述液压泵装置之间的增压的液压油的流量,从而控制上述轴组件和上述地面连接驱动结构的垂直定位。
62.根据权利要求59的车辆,其特征在于上述液压泵装置仅具有一台液压泵。
63.根据权利要求59的车辆,其特征在于每个上述垂直轴移动装置是可伸缩的液压活塞,它使用来自上述液压泵装置的增压的液压油进行伸缩。
64.根据权利要求59的车辆,其特征在于每个上述地面连接驱动结构是可转动的车轮。
65.根据权利要求59的车辆,它还具有驾驶装置,它响应人工操作,将上述驾驶电信号传送至上述控制装置。
66.根据权利要求65的车辆,其特征在于上述驾驶装置具有人工操作的驾驶盘。
67.根据权利要求59的车辆,它还具有人工操作的活动手柄装置,响应上述手柄的人工操作,它将履带工作的电信号传送至上述控制装置。
68.根据权利要求59的车辆,其特征在于上述控制装置是程序化的控制模件。
全文摘要
一种车辆,包括驱动履带组件以及一对设置在履带的相对的横侧面上的二次驱动组件。每个二次驱动组件具有地面连接驱动结构,它最好是地面接合车轮。该履带组件具有环形地面接合履带,用以驱动车辆。侧置的驱动结构也与地面接合,并转动以对车辆施力。转向装置与二次驱动组件工作连接。转向装置控制二次驱动组件的工作,从而进行车辆驾驶操作,而地面接合驱动结构工作使上述车辆相对于上述车辆驱动方向转弯。优选地,由一个地面接合驱动结构施加给车辆的力大于由另一个地面接合驱动结构施加给车辆的力,从而引起车辆相对于该车辆驱动方向转弯。
文档编号B62D11/04GK1301226SQ99806348
公开日2001年6月27日 申请日期1999年4月16日 优先权日1998年4月17日
发明者约翰·B·兰斯贝里 申请人:特拉克特-A-比勒牵引车公司
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