专利名称：平衡补偿式机械传动步行轮的制作方法
技术领域：
本实用新型属于地面车辆中的一种行走机构。众所周知车辆在松软地面上用步行方式代替轮子连续滚动的方式行驶具有阻力小，驱动力大的优点。我国南方水田使用的无轮缘车轮(又称为半步行轮)就是利用了这个原理。这种车轮具有阻力较小、驱动力较大的优点；但由于它的运动犹如多边形在地面上滚动，因此它在硬路面上行驶时不仅轮心上下波动，而且还存在左右轮腿非同步跨步时的横向扭摆，给人－－机造成很大的振动。通常人们根据路面的软硬程度使用不同的轮子(半步行轮、轮胎)来改善车辆的行驶平顺性。这样，在工作场地经常转移的场合(如小片水田)，需经常更换车轮，造成时间和人力的浪费。
本实用新型是按第9届国际地面车辆系统协会1987年西班牙年会论文集公开的“泥田步行轮的研究”发展而来的。
在公知的泥田步行轮中，采用了一种可伸缩的机械式轮腿结构，轮腿伸缩运动可保证步行轮轮心离地面高度基本不变。因此，装用这种步行轮的拖拉机既可在松软土壤上以步式方式提高行走效率，同时也保证了步行脱拖拉机在硬路面上行驶的必要平顺性，使之具有短途运输能力。但是，这种轮腿可伸缩的机械传动式步行轮，还存在下列不足之处由于轮腿的伸缩需要有导轨形或直线滑动摩擦副，在重载工况时将带来大的功率损耗和机械磨损。为了提高效率，滑动摩擦副需要良好的润滑，致使密封机构复杂。该轮使用的是曲柄滑块机构，而该机构逆向传动有死点，因此，它只能用作主动轮而不能作为从动轮。该轮在运动时轮心的水平速度不均匀，造成车辆水平方向的平顺性降低。例如，在轮腿为四条时，车体瞬时水平速度可差一倍。为了保证轮腿和导轨的刚度，尺寸较大，故结构庞大。
以上问题正是需要进一步改进解决的。本实用新型的目的就是设计一种无直线滑动摩擦副，易于密封、润滑，机械传动效率高，既可作为主动轮又可作为从动轮使用的机械传动步行轮。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种平衡补偿式机械传动步行轮。
阅读下面的叙述并参阅附图，将会对本实用新型的目的和功能得到清楚的了解。
在附图中
图1为单级少齿差传动步行轮的结构示意图；图2为双级少齿差传动步行轮的结构示意图；图3为双级少齿差传动与行星传动相结合的步行轮结构示意图。
附图中(1)行星架(2)固定齿圈，(3)平衡齿轮，(4)平衡架，(5)驱动轴，(6)轮体，(7)驱动齿圈，(8)主动齿轮，(9)前双联齿轮，(10)外齿轮，(11)内齿圈，(12)后双联齿轮，(13)外齿轮、(14)内齿圈，(15)齿轮，(16)齿轮，(17)塔轮，(18)驱动齿轮。
本实用新型主要是由轮毂、轮腿和传动机构组成。其特征在于传动机构是由行星架(1)上的主动齿轮(8)与轮体(6)上的驱动齿圈(7)相啮合。行星架(1)又驱动平衡齿轮(3)，平衡齿轮(3)是与车体固定的内齿圈(2)相啮合的。与轮体(6)联接的驱动轴(5)是安装在与平衡齿轮(3)固定在一起的平衡架(4)上。步行轮的传动机构分为二级。第一级用于自动补偿轮心的波动，采用一种无须导轨的直线机构－－卡尔登(Cardan)或称万向圆机构。参阅
图1，该机构由一个固定的内齿圈(2)、节圆直径为齿圈(2)节圆直径一半的平衡齿轮(3)和行星架(1)组成。当行星架(1)转动时，平衡齿轮(3)节圆上的点都将沿齿圈(2)的某一直径作直线运动，故称之为万向圆。平衡齿轮(3)上不在节圆上的点的运动轨迹是椭圆。将轮体(6)安装在平衡齿轮(3)上，轮体中心就相对固定齿圈(2)(机体)作直线运动或椭圆运动。当轮体(6)与平衡齿轮(3)的传动比等于轮腿数时，本实用新型所提供的平衡补偿式机械传动步行轮可以保证车体不随轮心的波动而波动，便装有该轮的车辆在松软的地面上以步行方式获得较高的行走效率。此外，合适地选定轮体(6)在平衡齿轮(3)上的安装位置，该轮在保证车体水平运动的同时还可使车体的水平运动速度趋于均匀。上述方案中平衡齿轮(3)的尺寸受到了行星架(1)的偏心量及传动关系的限制。为了克服这些限制，在图2所示的方案中增加一个前双联齿轮(9)，其特征在于车体上的内齿圈(2)是与前双联齿轮(9)上的外齿轮(10)相啮合，前双联齿轮(9)上的内齿轮(11)与平衡齿轮(3)相啮合。只要保证行星架(1)与平衡架(4)的传动比为－1，则平衡齿轮(3)上的点的轨迹就是直线或椭圆。这样，平衡齿轮(3)的尺寸就可以根据需要灵活地确定。
第二级传动是为了保证轮体(6)与平衡齿轮(3)之间具有一定的传动比。简单的方法参阅
图1行星架(1)上的主动齿轮(8)与轮体(6)上的驱动齿圈(7)相啮合，驱动齿圈(7)通过驱动轴(5)带动轮体(6)转动，驱动轴(5)是安装在与平衡齿轮(3)固定在一起的平衡架(4)上，其安装位置(相当于在平衡齿轮(3)上的位置)是根据需要确定的。为了使主动齿轮(8)的尺寸不受限制，本实用新型提供了两种方法。方法1是增加了一个后双联齿轮(12)。。图2所示后双联齿轮(12)上的内齿圈(14)与行星架(1)上的驱动齿轮(8)相啮合。方法2是增加了一个塔轮(17)。图3所示行星架(1)上的驱动齿轮(8)与塔轮(17)上的外齿轮(15)相啮合，塔轮(17)上的外齿轮(16)与驱动齿轮(18)相啮合驱动齿轮(18)是与连接车体(6)上的驱动轴(5)固定在一起的。采用方法1或2，只要保证平衡架(4)与轮体(6)的传动比为轮腿数，并且与第一级传动相配合，传动机构就能补偿轮体(6)轴心波动达到车体平稳的目的。
本实用新型的优点是能自动补偿轮心的波动，使机体离地面高度不变。因此，装用这种步行轮的车辆在工作过程中不会因为两侧步行轮不同步而产生车体横向扭摆，这就保证了步行车辆在松软土壤上行驶时能具有较高的行走效率。同时也保证了步行车辆在硬路面上的行驶平顺性，使之具有短途运输能力。本实用新型结构简单，造价低。密封可靠，传动效率高。由于机构逆向传动无死点，因此，既可作主动轮又可为从动轮，扩大了步行轮的使用范围。本实用新型可使车体在水平运动的同时又能使车体的水平速度趋于均匀。另外，只需改变传统系的传动比就可以适应在不同的轮腿数。
本实用新型适用于在沙漠、滩涂、沼泽、水田等湿软地面上工作的车辆。
本实用新型的一个实施例是图2所示的双级少齿差传动的步行轮。
主要参数腿长350mm第一级传动总偏心5mm轮体中心对平衡架的偏心5mm轮腿数6个齿轮Z2＝50Z3＝25Z7＝60Z8＝30Z10＝30Z11＝35Z13＝50Z14＝50
权利要求1.一种机械传动式步行轮，主要是由轮、轮腿和传动机构组成，其特征在于传动机构是行星架(1)驱动平衡齿轮(3)，平衡齿轮(3)与固定在车体上的内齿圈(2)相啮合，行星架(1)上的主动齿轮(8)与轮体(6)上的驱动齿圈(7)相啮合，与轮体(6)连接的驱动轴(5)是安装在与平衡齿轮(3)固定在一起的平衡架(4)上。
2.根据权利要求1所述的一种机械传动式步行轮，其特征在于行星架(1)与平衡架(4)的传动比为－1，平衡架(4)与轮体(6)的传动比为轮腿数。
3.根据权利要求1或2所述的一种机械传动式步行轮，其特征在于固定在车体上的内齿圈(2)是与前双联齿轮(9)上的外齿轮(10)相啮合，前双联齿轮(9)上的内齿轮(11)与平衡齿轮(3)相啮合。
4.根据权利要求1或2所述的一种机械传动式步行轮，其特征在于轮体(6)上的驱动齿圈(7)与后双联齿轮(12)上的外齿轮(13)相啮合，后双联齿轮(12)上的内齿圈(14)与行星架(1)上的驱动齿轮(8)相啮合。
5.根据权利要求3所述的一种机械传动式步行轮，其特征在于轮体(6)上的驱动齿圈(7)与后双联齿轮(12)上的外齿轮(13)相啮合，后双联齿轮(12)上的内齿圈(14)与行星架(1)上的驱动齿轮(8)相啮合。
6.根据权利要求1或2所述的一种机械传动式步行轮，其特征在于行星架(1)上的驱动齿轮(8)与塔轮(17)上的外齿轮(15)相啮合，塔轮(17)上的外齿轮(16)与驱动齿轮(18)相啮合，驱动齿轮(18)是与连接车体(6)上的驱动轴(5)固定在一起的。
7.根据权利要求3所述的一种机械传动式步行轮，其特征在于行星架(1)上的驱动齿轮(8)与塔轮(17)上的外齿轮(15)相啮合，塔轮(17)上的外齿轮(16)与驱动齿轮(18)相啮合，驱动齿轮(18)是与连接车体(6)上的驱动轴(5)固定在一起的。
专利摘要平衡补偿式机械传动步行轮属于地面车辆或机具的一种行走机构。它主要是由轮、轮腿和传动机构组成。其特征在于传动机构由两级组成，步行轮依靠传动机构的补偿作用，保证车辆或机具行走时重心稳定，在湿、软地面具有高的行走效率，在硬路面上具有良好的平顺性。该轮结构轻便、造价低、机械传动效率高、易于密封润滑、并且机构逆向传动无死点、既可作驱动轮又可作为从动轮使用。
文档编号B60B19/00GK2036498SQ8820969
公开日1989年4月26日 申请日期1988年8月12日 优先权日1988年8月12日
发明者高峰, 魏道付 申请人:洛阳工学院