专利名称：模块式履带系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及履带式车辆(即，采用履带而不是轮胎与地面接触的车辆，例如拖拉机，坦克，推土机等)。更具体地说，涉及一种模块系统，该模块系统用于支承一种机构，该机构以一种允许履带模块很容易地安装到已有的机动驾驶舱/发动机/承载装置的框架上的方式驱动和悬挂环形履带。
背景技术：
本发明旨在将传统的轮式车辆转换成履带式车辆的同时，其特定的目的是将这种传统车辆转换成适于在所有路面上运行的履带式车辆，这种车辆既可在铺设好的高速路上以正常的速度行驶，也可在未铺设的路面上行驶，甚至可以越野行驶。
目前，确实非常需要一种车辆，它既适合于在高速公路上行驶，也适合于在雪覆盖的、非常不平的或泥泞的地面上行驶。对这种车辆的需要在很大程度上源于自然界的突发事件(雪和风暴，洪水等)，而且目前特别是在发展中国家十分需要。不幸的是，几乎所有的机动车辆为了进行实际操作都需要有基础设施(高速公路，桥梁等)，而发展中国家距离具有用于这种传统车辆的必要的基础设施还相差几十年。此外，目前使用的唯一一种载重越野车辆要么具有极大的轮子，要么具有非常笨重的履带，它们非常笨重，行动缓慢，不适合于以通常在高速公路上采用的速度在铺设好的路面上行驶。尽管在市场上可以购得适合于所有地面的小型轮式车辆，但它们不能承载正常的多乘客或产品运输的足够载重量，同时它们的驱动轮很容易陷入泥泞的泥浆或厚的积雪中。尽管已有人提出适合于各种地面的小型履带车辆的方案(见A.E.Hetteen的美国专利No.3,653,455)，但它们不易驾驶且缺乏实用性。
最后，在市场上可以购得的一些小型履带“模块”，其用于单独地安装到现有车辆的每个轴上(每个小履带模块分别代替车辆的一个轮子)；但它们是很笨重的，比较难以安装到车辆上。同时，很明显，它们既不易于驾驶也不适合于以在传统的高速公路上行驶的速度运行。
我们早期的发明(V.E.Gleasman等人的美国专利No.4,776,235)可按与其它高速公路车辆相同的驾驶方式用一个方向盘驾驶履带式车辆。但是，我们仍然没有看到任何可从市场上购得设计成同时可以越野和在高速公路上使用、并且能够以通常在高速公路上行驶的速度运输足够载重量的履带式车辆。此外，开发、设计和制造这样一种全新的履带式车辆，即使对于现有的世界汽车工业的大公司来说，其成本也将会是非常高的。
本发明致力于解决这些问题，并提供一种对在亚州、非州和南/中美州等世界上发展中国家存在的主要交通问题的可能的解决方案。
在优选实施例中，本发明采用一对由弹性材料并主要由非金属材料(优选为橡胶或弹性体)制成的环形履带。车辆的每一侧设置一个履带，同时每个履带由一个或两个级联装置进行摩擦驱动。每个级联装置具有一个级联轮对；同时，优选地，每个轮是一个“双轮”，即，在一个共同的轴上的两个并列轮。每个轮由一轮胎包裹，而每个轮胎与各自的履带进行摩擦驱动接触。同时，每个级联装置具有各自的级联装置轴，该轴设置在每个级联对的双轮的中间。
每个级联装置的级联双轮分别由设置在中间的级联装置轴驱动；双轮的安装方式为，它们中的每一个可在一个垂直的竖直面内运动，同时每个双轮可进行单独的并独立于与其成为级联对的另一个双轮的类似独立运动的运动。每个双轮还被向着车辆所停放或行驶的地面的方向弹性偏压。
优选地，每个履带由两个被驱动的级联装置同时运动，一个级联装置的被驱动双轮与履带的后部接触，而另一个级联装置的被驱动双轮与履带的前部接触。在我们的履带模块的优选实施例中，每个履带还与一个设置在两个级联装置之间的不被驱动的“空转”双轮的轮胎进行摩擦接触。
一个适当地并简单地直接连接到车辆的驱动轴上的“中心驱动系统”在两个履带之间差动地分配转矩；同时，在优选实施例中，每个履带设有自己的侧向差动装置，它进一步在与每个履带相关联的前部和后部驱动装置之间分配转矩，以防止在这些双驱动中产生缠绕。这些侧向差动装置优选为“有限滑动”，以确保将更大的转矩传送到承受更大的牵引力的环形履带上。
在所有的实施例中，模块的驱动装置还借助于采用一辅助差动装置的“转向系统”来控制车辆的方向，所述差动装置与车辆方向的操作相关联并对该操作作出响应。该辅助差动装置(下文中称之为“转向差动装置”)将增加或减去的转向转矩叠加在已经差分并被传送到左侧或右侧履带上的驱动转矩上。
如上面所指出的，我们的履带式模块被设计成(a)在车辆的组装过程中取代绝大多数现有车辆的传统的车轮底架，或者(b)取代已经组装好的车辆的现有传统车轮底架。此外，我们的履带式模块通过省略中心驱动系统和转向系统，使之更加简化并且不太昂贵，并被设计成代替现有拖车的传统车轮底架。
我们的履带式悬挂系统允许车辆以通常的速度在铺设路面的高速公路上驾驶，同时也可以在携带较重的负载的情况下在不平、非常泥泞或者积雪很厚的未铺设路面的地面上行驶，这种地面对于传统的卡车来说，实际上是无法行驶的，甚至对于人来讲也是很难行走的。例如，对于一个平均身高的人讲，在泥泞或积雪的地面上行走(不携带任何负载)每走一步要施加338g/cm2(5磅/平方英寸)的压力。当我们的履带被悬挂在一个载重的重量为2,250公斤(5000磅)的卡车下面时，卡车仅施加大约173g/cm2(2.5磅/平方英寸)的压力，使得载重卡车可行驶在同样的泥泞或积雪的地面的顶部，而在这种情况下人的踝部或膝部则也可能深陷其中。类似地，我们的履带系统将允许该载重卡车在绝大部分的地面上运动，例如，在绿化的草地行驶，而对草地所造成的损害还不如人在其上行走时所造成的损害大。进而，为了在积雪和潮湿的地面上携带超重的负载，可将负载分摊在一个采用我们的有效履带模块的车辆和采用不带中心驱动和转向系统的相匹配的拖车上。
我们相信，我们的模块式履带悬挂系统将使得特定的用户(例如农民，露营者，公共事业公司)使用同样的工作车辆在铺设的高速公路上和越野的情况下均可进行正常行驶。但是，如前面指出的，我们也相信，装备有我们的履带悬挂系统的车辆在亚州、非州和南/中美州的发展中国家将会有特殊的效用。
附图简述
图1,2和3示意地表示用于一个现有的卡车(用双点划线表示)的本发明的模块式履带悬挂系统的一些选择部分的部分剖面的侧视、后视和俯视图(为了清楚起见，省略掉一些部分和剖面线)，图1是一个沿着图2中的1-1面的视图，图2是沿着图1的2-2面的视图。
图4是一个级联装置轴的选择部分和用于级联双轮对的支撑臂的部分剖面仰视示意图(为了更清楚起见省略掉某些部分和剖面线)，该视图为沿图2的4-4面截取的。
图5是用于接纳和支承每个级联对的双轮的轮和轮胎的被驱动双轮的毂的选择部分的部分剖面俯视示意图(为更加清楚，省略掉某些部分和剖面线)。
图6和7分别封闭和支撑中心差动装置和转向差动装置，同时支承辅助的左侧和右侧差动装置的中心箱体的选择部分的示意性部分剖面俯视图和后视图(为清楚起见省略掉一些部分和剖面线)，图7是沿图6的7-7面的视图。
图8A和8B分别为用于将转矩从侧差动装置改变到级联装置轴上的直角传动装置的选择部分的部分剖面俯视图和后视图(为清楚起见省略掉一些部分和剖面线)。
图9是一个模块系统(为清楚起见省略掉一些部分)的俯视示意图，示出了安装就位的用于保持装置对齐的结构构件，使得模块作为一个独立装置在安装到一个车辆上之前可以预先组装并进行搬动。
各驱动装置轴25,26与每个驱动装置17,18相关联，并分别设置在轮20,21和轮22,23的中间。相应的双链轮28,29与每个驱动装置17,18相关联，并由花键固定，以便与每个驱动装置轴25,26一起旋转(驱动链轮28,29和模块系统的其它部件一起用于将驱动和转向转矩分配到履带14,15上，其详细情况将于后面更详细地描述)。
每个驱动装置轴25,26的外端通过轴颈支承在安装于车辆的车辆框架12上的悬臂式支杆32的延长部30内，而每个轴25,26的内端则被轴颈支承在相关的直角箱34,35内，如下面将会详细描述的，该直角箱也用作本发明的转矩传递系统的一个结构部件。
驱动装置17,18基本相同，下面将只进一步详细描述驱动装置17。如可从图1,3和4(图4为一个放大的示意性仰视图)看出的，双轮20,21被相关的摇臂37,38的外端支承。摇臂37内端处的一个轭铁39可绕驱动装置轴25在轴承40上转动，同时摇臂38可在轴承44上绕轴套42旋转。压紧配合到轭铁39内的轴套42只能和摇臂37一起运动。
图5中表示出用于每个双轴的安装结构的放大俯视图。一个空心轴46压紧配合并焊接到摇臂37的外端上，在该空心轴上，内轮毂50和外轮毂60可旋转地安装在轴承54上。在空心轴46内，一个轮毂轴48可自由地旋转，同时链轮56利用花键固定在轮毂轴48的内端上，以及一个端帽58由花键固定在轮毂轴48的外端上。螺栓60将内轮毂50固定在链轮56和轮毂轴48上，同时螺栓61将外轮毂52固定在端帽58和轮毂轴48上。最后，车轮螺栓62和63用于将双轮20的相应橡胶轮胎固定在内、外轮毂50,52上。以这种方式，双轮20(示于图4)的两个轮胎永远同时转动，并借助链轮56的旋转进行驱动，对此，将于后面详细描述。
固定到外轮毂52上的一个制动盘与一个传统的汽车液压制动系统(未示出)的制动块协同动作。刚刚所描述的双轮毂安装实质上对于双轮20,21,22和23都是一样的。但是显然，根据其相对于双链轮28的链条所需的相应布置的不同，链轮56的位置是不同的。同时，在优选实施例中，制动盘66仅固定在双轮20和22的外轮毂上，以便利用这些相应的双轮的橡胶轮胎所提供的极强的制动牵引力。这是因为双轮20和22分别设置在每个履带14,15的前端和后端，在橡胶履带和橡胶轮之间的摩擦系数被加在履带的一个大的面积上，在这两个履带端部位置上，该面积将包围它们相应的橡胶轮胎的外周达180°左右。由于同样的原因，如下面将会进一步描述的，双轮20和22对于驱动履带也比其它的轮更有效。
由于每个驱动装置17,18的级联双轮的联结方式是相同的，所以下面将参照图1所示的驱动装置18a进行描述弹簧68和69分别抵抗形成于摇臂37和38的内端的上部和下部的上、下凸缘(未详细示出)进行作用，将摇臂和它们相应的双轮向下向着地面方向偏压。在图中所示的位置处，每个摇臂被向下延伸到它们的下限位置处，即，撞在传统的挡块(未示出)上。
如上面所指出的，每个摇臂37,38可独立地围绕驱动装置轴26a在一个垂直于该轴的竖直平面内旋转。当在未铺设的地面的不平坦表面上行驶时，每个双轮22a,23a可抵抗刚刚所描述的向下的弹簧偏压向上运动到一个最靠上的位置处，在该位置处，其各自轮毂轴的中心线70,71与驱动装置轴25a,26a的中心线的平面74对齐。
为了用于要求较长履带的大型车辆上，每个履带14,15的中心位置还与一个不被驱动的“空转”双轮76的轮胎进行摩擦接触，该“空转”双轮76设置在驱动装置17和18的级联双轮之间。双轮76被支承在一个采用传统的摇臂78的形式的支架上，该摇臂78借助一个弹簧力80也被向地面偏压。弹簧力80被有意地设计成利用比向驱动装置17和18的双轮偏压的弹簧力更大的力向双轮76偏压。当车辆停留或行驶在平坦、均匀的地面上(例如铺设过的路面)时，这种加大的弹簧压力使得每个履带的中心可承载更大的负载，从而方便车辆在这些条件下的运行。
以和驱动装置17和18的双轮的联结类似的方式，空转双轮76也被以传统的方式止动在图1所示的相对位置；它也可以抵抗刚刚所描述的向下的弹簧偏压力自由地向上独立地在一个竖直平面内运动到一个最靠上的位置，在该位置处，其轮毂轴中心线82与驱动装置25，26的中心线平面74对齐。
如可从图1和图2中看出的，每个环形履带14,15包括一排与履带的中心轴线对齐的相互间隔开的内部突出部86。凸出部86被设计成被容纳在安装于驱动装置17,18的级联双轮上和空转双轮上的轮胎的侧壁之间。在履带安装之前，先将轮胎放气，然后再适当充气以便在轮胎的橡胶表面和履带内部之间提供牢固的摩擦连接。凸出部86保持履带14,15在轮胎上具有恰当的覆盖关系。一个调节机构，具有一对扳手螺母88的方式(见图4)，用于通过调节摇臂37,38相对于驱动装置轴25a的轴向位置来保持双轮组之间相互对齐。
(B)履带的驱动和转向首先参照图1,3,6和7来描述用于对履带14,15提供驱动和转向转矩的装置。不管是在最初的安装过程中还是在其后将我们的履带模块安装到一个现有的车辆上，车辆本身已经有一个发动机110和一个用于把驱动转矩传递到一个中心驱动轴114上的传动装置112(见图3)。
一个联结装置116安装在中心箱体118(以放大的方式示于图6和7)的前部，后者是将要描述的支撑转向驱动部件的结构构件之一。联结装置116用于将驱动轴114安装到一对锥形齿轮120,121上，锥形齿轮将驱动转矩传送到一个中心差动装置124上，它是一个传统的不限制滑动的差动装置。中心差动装置124驱动右侧轴126和左侧轴127，以与利用标准差动装置在一个轮式车辆的驱动轴之间分配转矩相同的方式将驱动转矩从驱动轴114上分解。
一个转向差动装置130接受到从转向蜗轮134传递到蜗轮132上的转向转矩。优选地，转向蜗轮134借助一个DC电机或一个液压马达138响应车辆方向盘136的操作而被转动(图1)。当然，转向蜗轮134也可以直接由车辆的动力转向系统直接转动。不管在那种情况下，转向差动装置130还是一个传统的不限制滑动的差动装置，并连接在一对转向控制轴140和141之间。一个控制轴140通过轴齿轮143和144连接到右侧轴126上；另一个控制轴141以驱动的关系与左侧轴127相互连接，这种相互连接是通过轴齿轮146和一个空转齿轮148的啮合进行的。因此，当转向马达130保持不动时，保持蜗轮134、蜗轮132和转向差动装置箱不动，刚刚所描述的齿轮连接使得右侧轴126和控制轴140沿相反方向旋转，而左侧轴127和控制轴141沿同一个方向旋转(见图6中轴上的箭头)。
如在我们早期的美国专利No.4,776,235(这里引用为参考文献)中所描述的，当通过转向蜗轮134加上转向转矩时，便引起两个控制轴140,141向相同的方向旋转；而这一转向转矩则同时与传递到侧轴126和127上驱动转矩叠加或从其中件去。即，假定车辆驾驶员将方向盘136转向右方，使马达138转动蜗轮134，这将引起蜗轮132和转向差动装置130的箱沿逆时针方向旋转(当从右侧观察时)。这将反过来使两个转向控制轴140和141沿着图中控制轴141上的箭头所示的相同方向旋转，从而将该转向转矩的一半加在左侧轴127上，而将该转向转矩的另一半从右侧轴126上扣除。假设车辆在向前运行，则两个轴126,127将继续沿它们各自的箭头的方向旋转；但是，控制轴141的辅助的顺时针方向的旋转将被叠加到左侧轴127的旋转上，而控制轴140的辅助的顺时针方向旋转则被转换成齿轮144的逆时针方向旋转，从而降低了右侧轴126的旋转速度。
右侧轴126将组合的驱动和转向转矩传递到右侧差动装置150上，而左侧轴127则将组合的驱动和转向转矩传递到一个左侧差动装置151上，这些连接是通过各组锥形齿轮，即，齿轮153,154和155,156进行的。优选地，左侧和右侧差动装置150,151为仅利用齿轮产生用于防止滑动的转矩偏压的限滑型差动装置(例如，参见Gleasmsn的美国专利No.2,859,641)。采用限制滑动型差动装置，通过将更多的转矩导向各驱动装置，可提高各履带驱动的效率，所述驱动装置在任何时刻对履带都具有最佳的摩擦连接。
如可从图3最清楚地看到的，从右侧差动装置150输出的转矩在右-前轴158和右-后轴160之间分配，而从左侧差动装置151输出的转矩在左前轴159和左后轴161之间分配。轴158,159,160,161为转矩传递部件的驱动部件，所述转矩传递部件通过相应的前端和后端直角箱34,35将从侧差动装置150,151输出的转矩传递到与每个相应的履带14,15相关的各相应驱动装置17,18上。
所有的直角箱34,35基本上都是相同的，仅有位于履带15后部的直角箱34b的放大和简化的示意俯视和后视图示于图8A和8B中。每个直角箱34是一个结构元件，右后轴160支承于轴承163内，并终止于人字齿轮166，用于通过啮合环形齿轮168把部分驱动和转向转矩传递给驱动装置的轴25的内端上。在图8A和8B所示的优选实施例中，人字齿轮166和环形齿轮168被设计成在把转矩传递到驱动装置轴25的过程中进行减速。如早些时候所指出的，驱动装置轴25除支撑一组级联双轮20,21之外，还带有一组双链轮28。
再次参照图3,4和5，一对链带170将每个驱动装置的双链轮28与和每个级联双轮的轮毂轴48相关联的各链轮56连接起来，完成将驱动和转向转矩向双轮的轮胎、从而也就是向环形履带14,15的传递。
在优选实施例中，侧差动装置150,151为限制滑动型，以便确保在履带一端的驱动装置的滑动将不会造成在履带的对向端的驱动轴内的驱动转矩的总体损失。
(C)用于履带模块的结构支撑件在本发明的一个优选实施例中，上面所描述的模块悬挂系统的各种部件实际上被组装成一个独立和固定的模块，该模块能够以足够的结构支撑被暂时组装起来，从而在将其最后作为现有车辆的底架安装之前，该模块可被单独地组装，储存和搬动。现将主要参照图9描述这种模块的各种结构构件。
如前面所描述的，每个驱动装置轴25,26的外端通过轴颈支承在车辆机架12的各自相应的悬臂式支杆32的延长部上(也参见图2)。[注如前面指出的，尽管在图中的参考标号包括文字下标，以用于区分这些驱动装置的重复部分，但在下面的描述中，我们将再次只利用其主标号来表示很多这种相同的部分。]为了保持悬挂左侧履带14和右侧履带15的装置之间适当的对齐以及增加其刚性，分别在每一组直角箱34和35之间连接多个C-型结构横梁172(同时参见图2和8A中的虚线)。同样，在包括空转轮76的一实施例中，设置辅助支杆32e和32f，以及延长部30e和30f，分别支撑每个空转摇臂78(在图1中没有示出支杆32e和延长部30c)的轴的外端。
如从图9可最清楚地看出的，在把模块安装到卡车或其它车辆的框架上之前，横梁172a,172b和172c作为保持支撑和驱动履带14和15的装置对齐用的矩形撑杆之间的刚性连接件。即用于将组合的驱动和转向转矩从侧差动装置150,151传送到直角箱34,35用的部件包括采取C-型横梁174,175,176和177的形式的结构支撑件，这些横梁固定在从中心箱118延伸出来的右托架178和左托架179上，这些托架用于支撑和保护右侧差动装置150和左侧差动装置151(见图6和7中的部分放大部分)。如从图9可最清楚地看出的，横梁174,175,176和177是一些连接部件，用于通过在右托架178和左托架179与和它们相关联的直角箱34和35之间提供相应的结构互连，从而将悬挂系统的转矩传递部件对齐，并作为两组矩形撑杆的相应内侧。
支杆32a和32c构成用于左侧履带14的撑杆的前侧和尾侧，而支杆32b和32d则构成用于右侧履带15的撑杆的前侧和尾侧。对于图中所示的履带，支杆32e和32f提供辅助的矩形撑杆。最后，撑杆矩形由一组护轨181,182和183,184完成，它们分别用螺栓固定在用于左侧履带14的支杆延长部30a,30e和30c之间，以及用于右侧履带15的支杆延长部30b,30f和30d之间。这些护轨组以基本上与支承每个驱动和摇臂轴的外端部的轴承的中心线对齐的方式(即，沿图1中平面74的线)，用螺栓固定在各支杆延长部30上。
如上面所指出的，刚刚所描述的矩形撑杆和横梁172一起，保持支撑和驱动履带14和15的装置对齐，使得模块在其安装到车辆上之前，作为一个独立的装置可以是预先组装和移动的，不管这种向车辆上的安装是在车辆最初进行组装时进行的，还是在其后的某个时候进行的。根据车辆承载框架12的结构(它在不同类型的车辆中是不同的)，横梁172可以永久性地安装在模块的左侧和右侧之间，横梁172的连接也可以是暂时性的，只在安装到车辆上之前用于模块的搬运过程当中。不管横梁172是否保留作为结构支撑件，每个直角箱34,35的一部分均被制成被容纳在车辆承载框架12的周围并固定于其上，如从图8A中直角箱34b的左上侧所观察到的那样。因此，每个直角箱34,35用作结构连接部件，用于将悬挂系统对准并安装到车辆上。
此外，关于这一点，横梁174,175,176，和177被保持作为结构支撑件同时，也通过将其设置在各轴和地面之间，用于部分地包围并保护前轴158,159和后轴160,161。在模块安装到车辆上之后，护轨181,182,183和184也类似地保留作为结构支撑件。
因此，除了进行分别向驱动轴114和方向盘136上的连接(如前面所描述的)之外，只要将下述的部件用螺栓固定到车辆的承载框架12上，就基本上完成了将我们的模块向车辆10上的安装，所述部件包括(a)悬臂支杆32；(b)直角箱34,35；(c)箱118的右和左托架178,179；以及(d)空转双轮76的摇臂78的轴的内端部。当然，必须从车辆的制动系统上连接液压管线，以便操作与制动盘66相关的制动块。这些制动部件及其连接是众所周知的，图中没有示出，因为只有制动盘66(如图5中所示)对于本发明才是特别重要的。
(D)优选实施例的可能变型尽管附图和所作的描述限于本发明的优选实施例，但应当理解，下面所附的权利要求并不试图仅限于此。对于优选实施例可作出许多变型，例如(a)为了减轻经济负担，可对驱动装置17,18进行变化，使得每个级联对中只有一个双轮20,22被驱动或者只有与每个履带14,15相关的后部级联对的一个双轮20,22被驱动。在进行这种变型时，应再次指出，被驱动轮应当是每个履带14,15的端部的轮，以便利用在这两个履带的端部位置处橡胶履带和橡胶轮之间所产生的更大的摩擦连接，这种更大的摩擦连接归因于履带将卷绕各橡胶轮胎双轮20,22的外周的180°范围。
(b)如果用公知的采用空心轴型的差动装置取代侧差动装置150,151并使之重新取向，以便在从差动装置的同一侧暴露出来的两个轴提供差动的输出，则前轴和后轴158,159,160,161可用链带代替。
(c)支承在直角箱34,35中的啮合可以以1∶1的速度比而不是在减速的情况下传递转矩。
(d)双轮可用单轮取代；以及，如果这样做的话，可将履带改成包括两套内部凸出部，它们跨在每个轮胎上。
(c)如由于某种原因，认为保留目前由于绝大部分履带式车辆中更为流行的双杆转向更为理想的情况下，我们的模块式悬挂系统可以不用转向传递装置。
(E)用于拖车底架的模块悬挂系统如前面指出过的，本发明的履带式模块可被设计成一种简化且低廉的变型，以用于类似地替代现有拖车的传统轮式底架。即，根据本发明的履带式模块，如图1至图5和图9所示和上面所详细描述的那样，可以通过省略掉中心驱动系统和转向系统进行变型。
就是说，在节(B)中所描述的本发明的各种履带驱动和转向部件(差动装置，直角齿轮驱动装置，链条驱动装置，等)全部被省略。但是所有用于悬挂轮机履带的结构部件，用于支撑固定模块(如节(C)中所描述的)的结构部件，以及用于将模块安装到车辆机架上的结构部件全部保留。
由于在这种拖车实施例中，上面所述的每个“驱动装置”17a,17b,18a,18b不再被驱动，事实上，每个驱动装置变成不被驱动的“级联装置”，去掉驱动链轮28，仅保留其基本的支撑结构(如上面参照图1,3和4所描述的那样)。每个级联装置的轴25的外端仍然通过其轴颈支承在悬臂式支杆32的延长部30内，而其内端则用轴颈支承在箱34上；同时，摇臂37,38仍然被用弹簧68,69等向地面方向偏压。
类似地，上面参照图1,3和4所详细描述的优选实施例包括其它的结构构件，这些构件支撑履带驱动和转向系统，同时，模块的轮和履带的结构支撑件的整体部件，例如直角箱34,35，中心箱118以及右和左托架178,179。这些刚才所指出的具有双重目的的构件当然要进行适当的简化，以仅具有用于支撑、连接以及将我们的模块对齐并固定到拖车车辆上，以用作履带式底架的结构功能。
当然，除了将本发明的上述履带驱动和转向系统去掉之外，还必须进行尺寸和螺栓孔的调整，以便与该模块所要安装的拖车的特定框架的尺寸相匹配。
权利要求
1.一种用于车辆的模块式履带悬挂系统，该车辆被设计成在地面移动重物并具有一个承载框架，所述悬挂系统包括-一个右侧环形履带和一个左侧环形履带；-与所述每个环形履带相关联的两个级联装置，每个所述级联装置具有(a)与所述环形履带接触的一对级联轮(b)设置在所述级联轮对中间的装置轴；-每个所述级联轮(a)可在一个垂直的竖直平面内绕所述各自轴的轴线移动，以及(b)被向着地面方向弹性偏压；以及-用于支撑每个所述环形履带的结构构件，所述结构构件设有连接部件，该连接部件用于将所述模块式悬挂系统与所述车辆的所述承载框架对齐，并将所述悬挂系统固定在所述车辆的承载框架上，以将所述环形履带以支撑关系置于所述车辆上。
2.如权利要求1所述的悬挂系统，其特征在于，所述两个级联装置分别设置在所述环形履带的前部和后部，并进一步包括一个与每个所述履带摩擦接触的空转轮，所述空转轮设置在所述前部和后部级联轮对之间，同时也被向着地面方向弹性偏压。
3.如权利要求2所述的悬挂系统，其特征在于，每个所述空转轮和每个所述级联轮包括固定在一起的双组并列轮，以在所述双轮之间以预定的轴向距离同时旋转，并且其中，每个所述履带包括相互间隔开的内部凸出部，其与履带的中心轴线对齐，并具有一个选定的宽度，以与所述双轮之间的所述预定距离相匹配，以便把履带置于其中心处。
4.如权利要求3所述的悬挂系统，其特征在于，每个所述级联装置进一步包括(a)一对臂，每个臂分别支撑所述级联轮对中的一个，以及(b)一个用于轴向地调整所述臂相对于所述级联装置轴的位置的机构，用于将所述并列的双轮相对于所述履带的中心轴线对齐。
5.如权利要求1所述的悬挂系统，其特征在于，所述车辆还具有一个驱动链，它包括一个用于将驱动转矩传递到车辆驱动轴上的发动机，所述悬挂系统还进一步包括-一个中心驱动系统，它被设置成安装到所述车辆驱动轴上，并由所述车辆驱动轴旋转，以将所驱动转矩分配并传递到所述左侧和右侧环形履带上；以及-每个所述环形履带的所述级联装置之一的至少一个所述级联轮由所述设置在中间的装置轴所驱动。
6.如权利要求1所述的悬挂系统，其特征在于，它进一步包括至少两个支杆，相对于每个所述环形履带设置一个支杆；其中，每个所述级联装置轴具有一个外端和一个内端，并且其中，所述连接件进一步包括至少一个护轨，它将与每个所述环形履带相关联的所述支杆的所述相应延长部相互连接起来，所述护轨被设置成用于在所述驱动装置轴的所述外端之间保持一个预定的距离。
7.如权利要求6所述的悬挂系统，其特征在于，它进一步包括一个连接所述两个支杆的横梁。
8.如权利要求6所述的悬挂系统，其特征在于，用于将所述模块式悬挂系统与所述车辆的所述承载框架对齐并固定到所述承载框架上的所述连接部件包括每个所述支杆的一部分，并且其中，当所述模块式悬挂系统被安装到所述车辆上时，连接所述两个支杆的所述横梁被除去。
9.如权利要求1所述的悬挂系统，其特征在于，每个环形履带由弹性材料并主要由非金属材料制成。
10.如权利要求9所述的悬挂系统，其特征在于，每个所述级联轮被用弹性的且主要由非金属材料制成的轮胎所包裹，从而每个所述环形履带借助于每一所述被驱动级联轮和所述履带之间的摩擦接触来驱动。
11.如权利要求5所述的悬挂系统，其特征在于，所述车辆还包括一个方向盘，用于控制车辆的运行方向，所述悬挂系统进一步包括-一个转向系统，它被设置成用于和所述方向盘连接并响应所述方向盘的运动，以提供一个相应的转向转矩，该转向转矩与传递至所述左侧和右侧环形履带上的驱动转矩叠加或从其中扣除。
12.如权利要求11所述的悬挂系统，其特征在于，与每个环形履带相关联的所述级联装置的每一个的至少一个所述级联轮由每个所述装置的设置在中间的装置轴所驱动，并进一步包括-一个左侧差动装置和一个右侧差动装置，它们分别与左侧和右侧环形履带相关联，用于从所述中心驱动系统接受并分配驱动转矩，并用于把所述分配的转矩传递到所述装置轴；以及-由所述转向系统提供的所述转向转矩与由所述中心差动装置传递到所述左侧和右侧差动装置上的各驱动转矩叠加或从其中扣除。
13.如权利要求12所述的悬挂系统，其特征在于，所述侧差动装置具有限制滑动特性。
14.如权利要求5所述的悬挂系统，其特征在于，与每个所述环形履带相关联的所述两个级联装置中的每一个具有至少一个被所述设置在中间的装置轴驱动的级联轮，并且其中，所述两个级联装置的所述被驱动级联轮被设置成分别与每个环形履带的前部和后部处于摩擦驱动接触状态。
全文摘要
一种模块式履带悬挂系统,其可很容易地安装到各种尺寸的具有一个承载框架(12)的机动车辆(10)上,并在车辆组装过程中或组装后取代车辆的传统轮式底架。该模块具有一对环形橡胶履带(14,15),每个履带位于车辆每一侧的下方;每个履带(14,15)优选地支撑在具有橡胶轮胎的并排双轮(20,21和22,23)的级联装置(17,18)上。每个双轮可在一个竖直平面内运动,且每个双轮可单独并以独立于与之处于同一级联对内的另一个双轮的类似运动的方式运动。每个双轮被向着车辆所停留或行驶的地面上弹性偏压。
文档编号B62D55/10GK1313819SQ99809962
公开日2001年9月19日 申请日期1999年12月10日 优先权日1998年12月16日
发明者弗农·E·格利斯曼, 基思·E·格利斯曼 申请人:托维克公司