重载行走驱动机构的制作方法
【技术领域】
[0001]一种重载行走驱动机构，可应用于搬运重载物体的任何领域，低速行走。
【背景技术】
[0002]本想法起源于可开合屋盖的行走驱动小车，其目前的结构形式均是由轮子承担行走的重任，当屋盖结构重量很大时，其轮压很大，支撑机构会很庞大，比如采用轨道支撑的钢轮，为了使各个钢轮均载，每个钢轮上方必须有一套均载的结构，目前已经使用的结构包括弹簧均载和液压缸均载，在门式起重机中则是两两钢轮采用一个桥架支撑，桥架的正中间上方再支撑一个桥架，门架每侧有2套层叠而成的桥架组合的轮组，载荷越大，层叠层数或每组轮子越多，结构越是庞大；还可以像桥梁运输车一样采用很多的充气轮胎，其结构庞大，结构所以庞大是因为圆柱形表面与平面的接触面积有限，采用钢轮与钢轨的结合形式其接触面是一条很窄的带，采用轮胎其踏面的接触面可近乎矩形其接触面积远比钢轮大，但接触应力却远远小于钢轮钢轨，相同载重的钢轮比轮胎小些，但钢轮需要钢轨，轮胎则简单许多，无论钢轮还是轮胎其相同的特点是接触踏面之上是远比踏面尺寸大的轮子外形。
【发明内容】
[0003]为解决上述结构庞大的问题，本实用新型采用的方法是改变支撑轮的支撑方式，将圆柱面与平面接触状态改成两个平面的接触，改变支撑面上的支持结构，变轮子为支撑腿，大大减少了支撑部分尺寸，从而可以减小支撑结构的尺寸。具体做法是
[0004]用液压缸作为支腿支撑沉重的物体，为方便区分其他不同功能的液压缸将此液压缸称作顶撑缸，顶撑缸的缸座在上，活塞杆向下，下端有可以摆动的腿(简称摆腿)，摆腿的下端是具有一定支撑面积的脚板，顶撑缸用以实现均载尤其当路面高低不平时，行走好似人行，两条腿交替行走，因此还有驱动摆腿摆动的机构，好像蜈蚣的腿于体侧一样顶撑缸分布在被支撑物体重心的两侧，顶撑缸成偶数组配置，组内顶撑缸并联连接同时动作，各组分别控制，至少每侧两组，偶数组构成一个行走对，所谓行走对即一对同步行走的脚板，好像大脚板游戏将一队人的左右脚分别捆绑在两块木板条上，虽众人多条腿，但需同步才能行走，被支撑物体的两侧各有一个行走对，每个行走对中的顶撑缸对半交替支撑被支撑物体，顶撑缸的缸体与被支撑物体(这里将顶撑缸或摆腿液压缸连接的固定座体视作被支撑物体，下同)相联结，活塞杆朝下串接摆腿，每组中有数个顶撑缸，其中布置在距离被支撑物体重心最远的两个顶撑缸分布在被支撑物体重心的两侧，使得被支撑物体的重心在任意支撑工作缸(特指承载缸或起支撑作用的缸)包围面积的中央，摆腿液压缸作用在摆腿与被支撑物体之间，在摆腿摆动方向垂直的方向上还需有约束摆腿摆动的垂向约束元件，作用在摆腿与被支撑物体之间，摆腿的下端有脚板，脚板支撑在行走路面上，为了避免被支撑物体翘头或抬尾，在每个行走对的前后两端均有控制顶撑缸高度的元件，这个控制顶撑缸高度的元件可以是液压缸，也可以是行程阀或机液伺服阀，也可以是位移检测元件和电磁阀或伺服阀，顶撑缸的分布跨越重心腰线(过被支撑物体重心对称横穿于顶撑缸阵列的投影线)，使得被支撑物体的重心在任意支撑工作缸包围面积的中央。本实用新型与现有技术相比具有的优点是在重载下的结构体积可以较小，对行走路面的要求不高。
【附图说明】
[0005]下面针对附图对本实用新型所采纳的技术方案做进一步的说明:
[0006]图1是传统行走轮结构外形特征的图示
[0007]图2是本实用新型顶撑结构外形特征的图示
[0008]图3是本实用新型液压缸的控制原理图一一单侧2组顶撑缸
[0009]图4是本实用新型液压缸的控制原理图一一单侧4组顶撑缸
[0010]图5为顶撑缸的结构示意图一一活塞和活塞杆一体同摆动
[0011]图6为顶撑缸的结构示意图一一活塞与活塞杆分体杆摆动
[0012]图7是被支撑物体及顶撑缸组成的系统图
[0013]图中代号说明:
[0014]1.电磁阀；2.顶撑缸；3.行走同步杆；4.摆腿液压缸；5.行程阀或机液伺服阀；6.伺服阀；7.位移传感器；8.顶撑缸缸体；9.活塞；10.活塞杆(摆腿)；11.被支撑物体
【具体实施方式】
[0015]图1、图2所示轮式和支柱两种支撑方式中，轮式支撑就有多种形式，包含钢轮、充气轮胎、实心轮胎等，钢轮因接触变形小，接触面积为一条线或一个点，因接触面积小，接触应力很大，重载下需要钢轨或履带支撑，充气轮胎因变形大，承载面积很大，但充气压力所决定的接触应力远小于钢轮，实心轮胎为橡胶或脂类弹性模量很小的材料，其变形和接触应力介于钢轮和充气轮胎之间，一个承载能力20吨的钢轮直径约600~700mm，20吨的航空充气轮胎直径约IlOOmm宽400mm，承载时的充气压力约1.4MPa ;支柱支撑采用液压缸和脚板支撑，20吨载荷的工程液压缸(16MPa)活塞直径125mm，脚板支撑面积则取决于地面的承载能力，若参照《公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)》规定的10kN标准轴载计算参数之轮胎接地压强为0.7MPa计算，在沥青路面上行走时脚板的尺寸约为540mm见方，在C15标号的混凝土(设计值7.2MPa)上行走时脚板的尺寸约为170mm见方，当在专有场合被支撑载荷很重，可支撑载荷的面积受限的情况下，如果采用普通结构钢材料作为行走踏面，其脚板所需的尺寸更小，液压缸亦可以采用高压缸，整个顶撑单元由上到下均可以做的较小。
[0016]图3所示是被支撑物体一侧的液压缸的工作原理图，中间液压缸为摆动液压缸，图3中同侧顶撑缸分成了 2组为一个行走对，每组顶撑缸在重心腰线两端各有一只顶撑缸其伸出方向行程比其他顶撑缸短，或者说端部顶撑缸比中间任一顶撑缸先顶到缸盖，在负载重心腰线与所有顶撑缸的静力平衡中心重合且且所有液压缸的出力与负载平衡时，由于顶撑缸并联连接，在活塞未触及缸盖的情况下，其对负载的约束仅仅只有重力方向，其图示左右方向是可以摇摆的，但当压力略微增加使得顶撑缸进一步伸出至端部顶撑缸顶到缸盖上后，端部顶撑缸的活塞被缸盖限制，其他缸进一步伸出将导致端部顶撑缸支撑力的下降，如此，在中间顶撑缸不足以平衡负载的情况下，所有顶撑缸的伸出受到了端部顶撑缸的行程制约，这种情况下，被支撑物体的姿态就由端部顶撑缸确定了，避免了抬头翘尾，故此端部顶撑缸起到了控制平衡的作用，可以称其为平衡缸。这种使用平衡缸控制平衡的方式很简单，但条件是重心不会发生大的变化，在风载或雪载足以破坏平衡的情况下，这种控制方式就将失去控制能力。
[0017]图4中同侧一个行走对中的顶撑缸分成了 4组，区别于图3将一个组的顶撑缸在控制回路上又分成了两个组，支撑腿的行走对关系不变，新分的组分布在重心腰线的两侧，每个组由同一端的控制元件控制高度，图4中同时显示了两种高度控制方式，左侧采用行程阀或机液伺服阀作为控制元件，其阀体固定在被支撑物体上，阀芯通过探测杆件与地面接触，图示阀芯的位置工作顶撑缸无杆腔与回油管路通，上腔压力低于工作压力，被支撑物体下降，同时与被支撑物体固定在一起的阀体随之下降，阀芯相对阀体向上移动，顶撑缸的回油通道被切断，进油通道接通，被支撑物体又被顶起上升，如此周而复始形成了一个负反馈控制，顶撑缸平衡在机液伺服阀阀口位置上保持基本恒定，另一端采用同样的方法，即可保证同一侧的两端在一个平衡的高度位置上，行程