专利名称：车辆的可变牵引系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及牵引系统。尤其是，本发明用于残疾人的个人车辆领域。
背景技术：
人们需要能够在各种不同地形上运动的通用牵引系统，以便用于多种不同目的。一个特殊实例是轮椅。在大部分轮椅中，牵引系统包括轮子(通常在每一侧有一个较大的主轮以及一个较小的辅助轮)，且它能够使轮椅在平滑水平表面上(例如地板或人行道)运动。这些牵引系统并不适于通过例如台阶等障碍物、通过楼梯、或者在不平的地形上运动。在PCT申请WO99/21740中公开了一种通用牵引系统。在该申请所述的系统中，提供了能够随意改变牵引结构的装置，以便提高通行能力和安全性。在该PCT申请中所述的系统的优选用途是轮椅。
发明内容
根据本发明，提供了一种用于车辆的新型牵引系统。术语“车辆”通常是指能够通过轮子或履带(track)在地形上运动的平台。这包括能够自己提供动力的车辆例如运动型多用途车辆(SUV)或者自己没有提供动力的装置的车辆。轮椅是根据本发明的车辆的一个特殊实施例。如下面所述，由本发明提供的牵引系统适用于各种车辆，例如将在不同地形上运行的车辆。
本发明提供的牵引系统是通用类型，因为它有多种不同结构。它的一种结构特别适于在相对平滑的地形上运行，例如当轮椅在地板、人行道或道路上运行时。其它结构适于在困难地形上运行，例如不平表面，例如未铺设的路面和障碍物。例如当为轮椅时，牵引系统使该轮椅能够通过楼梯而升高或降低。
根据本发明，提供一种牵引系统，该牵引系统使用辅助滚子，该辅助滚子可以将柔性牵引皮带从基本圆形结构(牵引皮带在该结构中自然偏压)拉伸至其它牵引结构，如后面所述。
本发明的第一方面提供了一种用于车辆的牵引系统，它包括支承框架，该支承框架确定了圆形履带皮带支架，该支架可绕在其中心处的轴旋转，所述轴处于相对于车辆底盘固定的位置；柔性履带皮带；以及履带皮带拉伸组件，该履带皮带拉伸组件包括一个或多个履带皮带拉伸滚子；在所述系统的一种牵引结构中，柔性牵引皮带保持在所述支架上，从而使履带形成基本圆形、轮状的牵引表面，所述皮带拉伸组件可以变化成拉伸状态，在该拉伸状态下，所述滚子与所述皮带接合，并使该皮带从处于所述一种牵引结构的状态拉伸至拉伸状态，以便确定系统的一种或更多其它牵引结构。
根据另一方面，本发明还提供了一种车辆，该车辆包括一个或多个第一方面的牵引系统，通常是包括两个。根据该方面的车辆的一个实例是轮椅。
根据一个实施例，牵引系统的滚子(通常为小轮子)分别保持在皮带伸展臂的远端，该皮带伸展臂在它们的近端通常以可枢轴转动的方式安装在车辆底盘上。
根据本发明的另一实施例，可旋转的支承框架包括两个同轴的支承部件，且在这两个支承部件之间有间隙，这两个支承部件一起确定了所述圆形履带皮带支架。从轴朝向该间隙的侧部径向延伸的空隙空间确定了皮带拉伸组件保持空间，且在所述一种牵引结构中，皮带拉伸组件装于所述空间内。
在后一实施例中，皮带优选有中心凸起或一系列凸起，该凸起伸入该间隙内，从而保证履带皮带不会从它的支架上滑开。皮带伸展滚子同样包括两个配合的同轴轮子，在这两个轮子之间有间隙，且当在系统的所述一种或多种其它牵引结构中所述滚子与履带皮带接合时，所述凸起或一系列凸起装入该间隙中。
本发明的另一方面还提供了用于上述牵引系统中的柔性履带皮带。
在后一方面的实施例中，提供有柔性履带皮带，该履带皮带形成闭合环，所述皮带包括多个连接的皮带元件，每个皮带元件包括至少两个可拉伸部件。各皮带元件通过所述部件偏压成收回状态，在该收回状态中，所有部件一起偏压皮带，以便使皮带呈现圆形。所述皮带可以拉伸，从而这样形成连续的拉伸状态，即首先使至少两个所述可拉伸部件中的一个进行拉伸，同时使另一个仍然相对松弛，且通过进一步伸展，逐渐使所述可拉伸部件的另一个拉伸。
根据优选实施例，所有皮带部件整体形成。
为了理解本发明并知道怎样实施本发明，下面将参考附图并通过非限定实例来介绍优选实施例，附图中图1A是本发明的牵引系统的实施例的侧视示意图，其中有收回的链条拉伸臂；图1B表示图1A的牵引系统的一种牵引结构，其中，两个皮带伸展臂越过轮子周边伸出；图1C表示了图1A的牵引系统的另一种牵引结构，其中，只有一个皮带伸展臂伸出；图1D表示了图1A的牵引系统越过障碍物的情况，其中，一个皮带伸展臂处于图1C的结构。
图2是沿图1A中的线II-II剖取的剖视示意图。
图3A是包括安装在底盘上的角度限制器的本发明实施例的侧视示意图。
图3B是表示图5A的实施例，其中，皮带伸展装置抵靠角度限制器。
图4A表示了根据本发明实施例的牵引系统的一种收缩结构。
图4B和4C分别是图4A的牵引系统的侧视图和等距视图，其中，为了更好地表示履带皮带伸展系统而除去了前轮和柔性履带皮带。
图4D-4G连续表示了根据本发明另一实施例的牵引系统的不同牵引结构。
图5A是表示根据本发明实施例的柔性履带皮带的一部分的示意图，表示了制成皮带的环形元件。
图5B是图5A的履带皮带的一部分处于拉伸状态的示意图。
图5C是根据本发明实施例的柔性履带皮带的一部分的示意图，表示了图5A所述的元件，它安装有履带底板(tracking sole)。
图5D是表示图5D中的履带皮带的一部分处于拉伸状态时的示意图。
图6是根据本发明另一实施例的可拉伸皮带的一部分的示意侧视图。
图7表示了根据本发明另一实施例的牵引皮带，表示了它的环形中的一部分。
图8A-8D表示了图7的履带皮带的一部分在初始和连续拉伸状态时的纵剖图。
图9A和9B表示了安装在轮椅上的本发明牵引系统的两种不同牵引结构。
图10A和10B表示了安装在运动型多用途车辆上的本发明牵引系统的两种不同牵引结构。
图11A和11B表示了安装在摩托车上的本发明牵引系统的两种不同牵引结构。
具体实施例方式
下面参考图1A、1B、1C和1D，图中以示意方式表示了本发明实施例的牵引系统的侧视图。总体以标号10表示的牵引系统包括较大的圆形框架(下文中称为“轮子”)12，该圆形框架12可绕轴13旋转。柔性牵引皮带14安装在轮子12的轮缘上。两个可伸展的臂16和18布置在轮子12的后面。本实施例中臂16和18的伸展是通过伸缩液压驱动伸长装置实现的。各拉伸臂16和18在它们的上端分别通过枢轴17和18而可枢轴转动地与车辆(未示出)的底盘部分24连接。各拉伸臂16和18有连接在其底端的相应伸展轮20和22。在图1A中所示的牵引结构中，牵引皮带14紧密环绕轮子12安装，且为圆形的轮子形状。该牵引结构特别适于在平滑地形上运动。
在图1B中示出了相同系统具有两个拉伸臂沿长度方向伸展，并彼此成角度布置，从而确定了牵引结构，其中，牵引皮带14绕轮子12的上部以及箭头状伸展轮20和22进行拉伸。与图1A的牵引结构相比，该牵引结构(还将在后面介绍)具有在不平地形上的改进操纵性，例如在非铺设表面上。
在图1C中表示了不同的牵引结构，其中，只有一个拉伸臂18和相应伸展轮22基本水平伸出，且该轮22稍微高于图1B中所示结构。在图1D中，表示了具有与图1C中相同的履带结构的系统经过障碍物例如石头24，通过改变在牵引皮带14上的应变分布而使皮带变形。
下面参考图2，图2给出了通过图1中的线II-II剖取的剖视示意图。应当知道，各个部件的相对尺寸并不是实际反应了在真实情况下的这些尺寸，为了容易显示而对它们进行了变化。如图所示，圆形框架包括轮子12和相应同轴轮子12A。这两个轮子之间形成间隙30，且确定于这两个轮子之间的空间构成了限定履带皮带伸展组件的空间32。
还如图所示，轮子20有配合的同轴轮子28，且在它们之间也形成间隙。
牵引皮带14形成有凸出到间隙30内的纵向凸起或连续凸起34。凸起34保证皮带不会滑出轮子。还如图1A和图2所示，在该收回结构中，皮带伸展组件限定于空间32中。
下面参考图3A和3B，与图1A-1D类似，图中表示了本发明另一实施例，其中附加有角度限制器80和82，用于限制皮带拉伸臂的角度位移。在图3A和3B中的牵引结构相当于图1A和1B的牵引结构，并使用与图1A和1B中相同的参考标号表示相同部件。
下面参考图4A-4G，图中表示根据本发明其他实施例的牵引系统，以不同视图表示不同的连续牵引结构。
首先参考图4A，图中表示总体以标号100表示的牵引系统，该牵引系统有牵引皮带支架101，该牵引皮带支架101包括两个同轴配合的支承轮102，且在它们之间有间隙。这两个轮子102在它们之间确定了履带皮带拉伸组件的限定空间，该空间装有总体以104表示的履带皮带伸展组件，该组件的某些部件可以在轮子102的剖开图中看见，并将在后面进一步介绍。柔性且可伸展的履带皮带106安装在履带皮带支架101上，该皮带106紧密保持在履带皮带支架101上。在图4A所示的结构中，整个牵引系统通过中间轴承108绕固定轴107旋转。
下面参考图4B和4C，图中分别表示了图4A所示结构的牵引系统时的侧视图和等距视图，其中有一个轮子102，且履带皮带已经除去，以便更好地表示履带皮带拉伸系统104的部件。
拉伸系统104包括两对履带皮带伸展轮，其中包括可旋转地安装在臂114和116的相应端部的轮子110和轮子112。臂114和116分别在118和120处可枢轴转动地固定在两个相应的枢轴部件122和124上，这两个枢轴部件122和124与轴107刚性连接(为了容易图示，并没有表示该连接)。
系统104还包括两个液压活塞部件130和132，这两个液压活塞部件130和132在134和136处可枢轴转动地固定在与轴107刚性连接的部件(未示出)上。这样，臂114和116以及活塞部件130和132间接固定在车辆的底盘上(通过轴107，该轴107实际上是底盘的延伸部分)。
在各个臂114和116上设有一对辅助轮138和140。
活塞部件130和132以可枢轴转动地方式与操纵杆146和148连接，该操纵杆146和148在150和152处可枢轴转动地又与相应臂114和116连接。因此，通过使活塞伸展，臂114和116分别沿箭头160和162的方向倾斜布置，从而拉伸履带皮带，如后面所示。
系统104还包括总体表示为170的弹簧系统，该弹簧系统包括弹簧部件172，该弹簧部件172一方面提供用于使臂114和116收回的偏压力，另一方面使处在拉伸位置的臂有一定弹性。
从图4D-4G中可以看见牵引系统100的一系列连续拉伸结构。在图4F和4G中，为了清楚表示功能，还包括了可拉伸履带皮带。下面参考图4F，可以看见，在该结构中，履带皮带进行拉伸，从而确定了平直的地面接合部分180。在该结构中，车辆实际上由主轮102和履带皮带伸展轮110和112支承。在该结构中，辅助轮138和140用于进一步使履带皮带稳定在其位置。
在图4G所示的牵引系统100的结构中，履带皮带充分拉伸，这时只通过轮子110和112进行表面支承，且与图4F中的结构相比，车辆升高至高于地面。
可以知道，支架101可以与马达旋转接合，以便推动车辆。
下面参考图5A，图5A是履带皮带200的一部分的示意图，该部分包括多个连接的环状元件202。各个环状元件由柔性热塑性材料204制成，并包括内部增强元件208。因此，当拉伸至图5B所示的位置时，通过增强元件208，可以保持履带皮带的完整性。
在图5C中表示了履带皮带210的另一实施例。与图5A的实施例类似，履带皮带包括多个整体皮带元件212，这些皮带元件212由部件214连接，该部件214用于与地面接合和使结构增强。当伸展时，部件214保持履带皮带的完整性。
图6示意表示了履带皮带的另一实施例。与图5A和5C的实施例类似，图6也只表示了皮带的一部分，它包括多个皮带元件222，各个皮带元件222包括伸长限制器224。
图7表示了根据本发明另一实施例的履带皮带240的一部分。根据该实施例，履带皮带由柔性弹性材料整体形成。履带皮带形成有多个重复整体形成的单元242。各单元242包括相对刚性的表面接合部件244；相对的径向凸起246，该凸起246装配到形成于两对轮子242和两对拉伸轮110和112之间的间隙内。各元件还包括两个连接元件，这两个连接元件包括外部呈波纹状的板250以及相对的更薄且更短的板252。第三连接元件是在相邻凸起246之间延伸的板254。
图7的履带皮带部分在各种状态的侧视图包括在图8A中所示的收回状态以及在图8B-8D中所示的连续拉伸状态。如图7所示，再次参照图7，在收回状态时，履带皮带偏压成圆形。当拉伸时，首先要被拉伸的元件是连接元件252，同时其它连接元件250相对松弛。当进一步拉伸时，元件250补充到拉伸处理中。
在该收回状态，履带皮带相对平滑地在平滑表面上运行。当为不平表面时，牵引系统变化成如图4F或4G所示结构，部件244的侧面能与地面、障碍物、楼梯等牢固接合。
图9A至11B表示了装备有本发明的牵引系统并处于两种牵引结构的轮椅、运动型多用途车辆和摩托车。
权利要求
1.一种用于车辆的牵引系统，包括支承框架，该支承框架确定了基本为圆形的履带皮带支架，该支架可绕在其中心处的轴旋转，所述轴处于相对于车辆底盘固定的位置；柔性履带皮带；以及履带皮带拉伸组件，该履带皮带拉伸组件包括一个或多个履带皮带拉伸滚子；在所述系统的一种牵引结构中，所述柔性牵引皮带保持在所述支架上，从而使履带形成基本圆形、轮状的牵引表面，所述皮带拉伸组件可以变成皮带拉伸状态，在该拉伸状态下，所述滚子与所述皮带接合，并使该皮带从处于所述一种牵引结构的相对松弛状态拉伸至拉伸状态，以便确定系统的一种或多种其它牵引结构。
2.根据权利要求1所述的牵引系统，其特征在于所述滚子保持在皮带伸展臂的远端，所述皮带伸展臂通过它们的近端安装在车辆底盘上。
3.根据权利要求2所述的牵引系统，其特征在于所述可旋转的支承框架包括两个同轴的圆形配合支承部件，且在这两个支承部件之间有间隙，这两个支承部件一起确定了所述圆形履带皮带支架，从所述轴朝向所述间隙的侧部径向延伸的空隙空间确定了履带皮带拉伸组件保持空间，且在所述一种牵引结构中，所述皮带拉伸组件装于所述空间内。
4.一种车辆，包括一个或多个根据权利要求1至3中任一项所述的牵引系统。
5.一种柔性履带皮带，该履带皮带形成闭合环，所述皮带包括多个连接的皮带元件，每个皮带元件包括至少两个可拉伸部件；各个所述皮带元件通过所述部件偏压成收回状态，在该收回状态中，所有部件一起偏压皮带，以便使皮带呈圆形；所述皮带可以这样拉伸从而形成连续的拉伸状态，即，首先使至少两个所述可拉伸部件中的一个进行拉伸，同时使其他拉伸部件仍然相对松弛，且通过进一步伸展，逐渐使所述其他可拉伸部件拉伸。
6.根据权利要求5所述的柔性皮带，其特征在于所有部件整体形成。
7.根据权利要求5或6所述的柔性皮带，它是用于根据权利要求1至3中任意一个所述的牵引系统中的柔性牵引皮带。
8.根据权利要求7所述的柔性牵引系统，其特征在于，各个所述皮带部件包括基本刚性的表面接合部件。
全文摘要
一种用于车辆的牵引系统，其具有支承框架，该支承框架确定了圆形履带皮带支架，该支架可绕在其中心处的轴旋转；柔性履带皮带；以及履带皮带拉伸组件，该履带皮带拉伸组件包括一个或多个履带皮带拉伸滚子。在该系统的一种牵引结构中，柔性牵引皮带保持在所述支架上，从而使履带形成基本圆形、轮状的牵引表面，且所述皮带拉伸组件可以变成拉伸状态，在该拉伸状态下，所述滚子与所述皮带接合，并使该皮带从处于所述一种牵引结构的状态拉伸至拉伸状态，以便确定系统的一种或多种其它牵引结构。
文档编号B62D55/104GK1561301SQ02819390
公开日2005年1月5日 申请日期2002年10月3日 优先权日2001年10月3日
发明者尤瓦尔·斯佩克特, 丹·拉兹, 阿维萨伊·诺沃普兰斯基, 格雷戈里·里伯格 申请人:伽利略机动设备有限公司