铰接结构及具有该铰接结构的底盘的制作方法
【专利摘要】一种铰接结构，包括十字连接杆和液压缸，十字连接杆包括第一轴杆和第二轴杆，第一轴杆径向穿入有第二轴杆，第一轴杆和第二轴杆形成十字形状，且第二轴杆可于第一轴杆内旋转；液压缸可伸缩地连接于第一轴杆与第一车架之间；第一轴杆一端可相对第二车架旋转地穿入第二车架开设的孔，第二轴杆固定连接于第一车架。上述铰接结构不仅可以实现第二车架相对第一轴杆的转动，同时可以实现第一车架相对第二车架的偏转，从而在地形恶劣的林区作业更加灵活，更适应地形环境实现林地作业机械化。此外，本发明还提供一种具有该铰接结构的底盘。
【专利说明】铰接结构及具有该铰接结构的底盘
【技术领域】
[0001]本发明涉及林用机械作业设备【技术领域】，特别是涉及一种铰接结构及具有该铰接结构的底盘。
【背景技术】
[0002]我国人工林地具有作业林道以山地丘陵为主，一般多有缓坡、坑洼出现，树木之间分布呈线型规律等特点。面对这些特点，一方面规律性的线性分布有助于实现林地作业机械化和车辆化；另一方面，恶劣的道路环境也给机械化设备带来了极大的挑战。
[0003]林业机械装备需要设计出满足作业林道的底盘，以适应多变的地形环境。传统的林业机械装备底盘主要有轮式和履带式，履带式底盘主要是对地面的附着性能好，在土壤潮湿及松软地带有较好的通过性能，但对周围植被破坏性大，不适合林业机械装备底盘。然而，面对地形恶劣的作业林道，一般轮式装备底盘只能实现基本转弯动作，底盘对路面的适应能力差，在崎岖不平林区路面装备底盘难以行驶和作业。
【发明内容】
[0004]基于此，有必要针对底盘在恶劣的作业林道中难以正常的行驶和作业的问题，提供一种解决上述问题的铰接结构及具有该铰接结构的底盘。
[0005]—种铰接结构,用于连接底盘的第一车架和第二车架,包括十字连接杆和液压缸，所述十字连接杆包括第一轴杆和第二轴杆，所述第二轴杆径向穿设于所述第一轴杆，所述第一轴杆和所述第二轴杆形成十字形状，且所述第二轴杆可于所述第一轴杆内旋转；所述液压缸可伸缩地连接于所述第一轴杆与第一车架之间；所述第一轴杆一端可相对第二车架旋转地穿入第二车架开设的通孔，所述第二轴杆固定连接于第一车架。
[0006]在其中一个实施例中，所述十字连接杆还包括轴杆套，所述轴杆套与所述第一轴杆固定连接，且套设于所述第二轴杆。
[0007]在其中一个实施例中，还包括蝶形弹簧，所述蝶形弹簧套设于靠近第二车架开设孔的所述第一轴杆一端。
[0008]在其中一个实施例中，还包括盖板，所述盖板一端与所述第二轴杆固定连接，另一端与第一车架固定连接。
[0009]在其中一个实施例中，所述盖板包括第一盖板和第二盖板，所述第一盖板和所述第二盖板对称设置于所述第一轴杆的两侧；所述第一盖板一端与所述第二轴杆一端固定连接，另一端与第一车架一侧固定连接；所述第二盖板一端与所述第二轴杆另一端固定连接，另一端与第一车架另一侧固定连接。
[0010]在其中一个实施例中，所述液压缸包括第一液压缸和第二液压缸，所述第一液压缸和所述第二液压缸均可伸缩地连接于所述第一轴杆和第一车架之间，且所述第一液压缸和所述第二液压缸对称设置于所述第一轴杆和第一车架两侧。
[0011]在其中一个实施例中，还包括两肋条，所述两肋条对称设置于所述第一轴杆两侧，且所述两肋条相对所述第一轴杆和所述第二轴杆均垂直设置；所述第一液压缸一端和所述第二液压缸一端分别连接所述两肋条。
[0012]一种底盘,包括:
[0013]第一车架；
[0014]第二车架，所述第二车架开设有孔 '及
[0015]如上任意一项所述的铰接结构，所述第一车架和所述第二车架通过所述铰接结构连接。
[0016]在其中一个实施例中，所述第二车架设置有第一限位器，所述第一轴杆设置有第二限位器，且所述第一限位器和所述第二限位器分布于同一圆周上。
[0017]在其中一个实施例中，所述第一车架包括第一车架本体、车轮和两个自适应摆动架，所述第一车架本体开设有两个相对称的通孔；所述自适应摆动架包括驱动杆和角架，所述角架为弯折而成的对称杆体，所述驱动杆穿过两个所述通孔并可于所述通孔内旋转，且所述驱动杆两端分别连接于两个所述角架的弯折位置，所述角架的两端均连接有所述车轮。
[0018]上述铰接结构及具有该铰接结构的底盘，通过铰接结构连接底盘的第一车架和第二车架，由于第一轴杆可相对于第二车架旋转，因而在林业作道高低不平或单侧障碍的崎岖地形上，第二车架可通过绕着第一轴杆转动一定的角度，而使底盘跨越障碍或更好的适应高低不平地形；同时，由于第二轴杆可于第一轴杆内旋转，且与第一车架固定连接，又液压缸是连接于第一车架与第一轴杆之间，因而当机械作业设备需要转向时，可通过伸长或缩短液压缸的长度，使第一车架相对第二车架发生偏转，从而实现底盘的转向；因而上述铰接结构及具有该结构的底盘，不仅可以实现第二车架相对第一轴杆的转动，同时可以实现第一车架相对第二车架的偏转，从而在恶劣的作业林道中作业更加灵活，更适应作业地形环境，以实现装备底盘的正常的行驶和作业，减少林地集材和运输时的人工体力劳动，实现林地作业机械化。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为一实施方式中底盘的结构示意图；
[0020]图2为图1所示底盘另一视角的结构示意图；
[0021]图3为图1中铰接结构的结构示意图；
[0022]图4为图3所示铰接结构另一视角的结构示意图；
[0023]图5为图1所示底盘处于一使用状态下的结构示意图；
[0024]图6为图1所示底盘处于另一使用状态下的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]请参阅图1，一种底盘200，包括第一车架220、第二车架240和铰接结构100。
[0026]具体地，第一车架220和第二车架240可以为多边形、圆形或者其它形状的框架结构。比如本实施例中，第一车架220和第二车架240均为六边形框架结构,此六边形框架为轴对称框架，其中有两组相互平行的边框。
[0027]第一车架220包括第一车架本体、车轮230和两个自适应摆动架250，第一车架本体开设有两个对称的通孔。第二车架240包括第二车架本体、车轮230和两个自适应摆动架250，第二车架240本体亦开设有两个相对称的通孔。
[0028]本实施例中，其中一组相互平行的边框设置有相对称的两个凸耳，两个凸耳上分别开设有通孔。自适应摆动架250包括驱动杆252和角架254，角架254为弯折而成的对称杆体，角架254可以为中空结构状的对称杆体。驱动杆252穿过两个通孔并可于通孔内旋转，且驱动杆252两端分别连接于两个角架254的弯折位置，车轮230设置于角架254的两端。
[0029]请一并参阅图2，底盘200包括液压马达、分动箱、发动机和传动链条，液压马达设置于第二车架240上,分动箱和发动机设置于第一车架220上。传动链条套设于驱动杆252和车轮230中心轴之间，并可收容于角架的中空结构中。底盘200启动时，发动机输出的动力先经由分动箱将一部分动力分配给液压泵，通过液压泵、液压回路和液压马达形成底盘200的动力系统，然后由液压马达通过液压回路将动力分别分配给第一车架220的驱动杆252和第二车架240的驱动杆252，驱动杆252再通过传动链条将动力传到每个车轮230，实现全轮驱动。
[0030]因而容易理解，每个自适应摆动架250均连接有两个车轮230，由两个车轮230与地面接触的两个点面，以及驱动杆252与角架254弯折位置形成的点面共同形成一个三角支架支撑点。当车辆在不平整的路面行驶时，自适应摆动250架在越障范围内能够自动调节车轮与地面接触，保证底盘的行驶稳定性，同时各个车轮230上产生的驱动力保证了底盘200足够的动力性能。
[0031]本实施例中，第一车架220和第二车架240均可以通过自适应摆动架250，自动调节与地面的接触位置，底盘200的稳定性等更好。在其它的实施例中，第二车架亦可以是只包括一个自适应摆动架或者为其它普通的摆动架等结构，这并不影响底盘通过第一车架的两个自适应摆动架达到稳定行驶等目的。
[0032]请再次参阅图1，铰接结构100用于连接底盘200的第一车架220和第二车架240。请一并参阅图3和图4，铰接结构100包括十字连接杆120和液压缸140，十字连接杆120包括第一轴杆122和第二轴杆124，所述第一轴杆122径向穿入有所述第二轴杆124，第一轴杆122和第二轴杆124形成十字形状，且第二轴杆124可于第一轴杆122内旋转。第二轴杆124固定连接于第一车架220。
[0033]具体地，第一轴杆122可以为径向开设有可供第二轴杆124穿入的径向孔，而第二轴杆124可以为铁杆，铁杆穿过径向孔，并且铁杆两端可通过焊接等方式固定连接于第一车架220。本实施例中，十字连接杆120还包括轴杆套126，轴杆套126与第一轴杆122固定连接，且套设于第二轴杆124。轴杆套126可以是与第一轴杆122—体铸造成型，亦可以通过焊接等方式与第一轴杆122固定连接。通过轴杆套126的设置，第二轴杆124可以在轴杆套126的范围内旋转，从而使第二轴杆124于第一轴杆122径向孔内更稳定的旋转，亦即第一车架220相对第二车架240偏转时更加稳定。
[0034]铰接结构100还包括盖板160，盖板160 —端与第二轴杆124固定连接，另一端与第一车架220固定连接。即第二轴杆124通过盖板160与第一车架220固定连接，具体地，第二轴杆124可以为螺栓，螺栓穿过盖板160，通过螺帽拧紧螺栓而固定于盖板160上，而盖板160与第一车架220之间亦可以通过螺钉等进行固定。这样，第二轴杆124与第一车架220之间可以为可拆卸的固定连接，从而更便于更换或检查铰接结构100中的零件。
[0035]本实施例中，盖板160包括第一盖板162和第二盖板164，第一盖板162和第二盖板164对称设置于第一轴杆122的两侧；第一盖板162 —端与第二轴杆124 —端固定连接，另一端与第一车架220 —侧固定连接；第二盖板164 —端与第二轴杆124另一端固定连接，另一端与第一车架220另一侧固定连接。即第二轴杆124的两端分别通过第一盖板162和第二盖板164与第一车架220固定连接,这样的对称结构更利于底盘200的行驶稳定性，同时拆卸更换更加便捷。可以理解，在其他的实施例中，第二轴杆124仅一端通过盖板160与第一车架连接，而另一端通过焊接等方式连接，并不影响铰接结构的使用。
[0036]请参阅图4和图5，液压缸140可伸缩地连接于第一轴杆122与第一车架220之间。容易理解，当液压缸140伸长或缩短时，液压缸140 —端可相对第一轴杆122转动，另一端可相对第一车架220转动。具体地，液压缸140可通过螺栓等零件直接连接于第一轴杆122，或通过螺栓连接设置于第一轴杆122的凸起而间接连接于第一轴杆122。同样，液压缸140可通过螺栓或螺钉等零件与第一车架220连接。容易理解，通过螺栓等零件将液压缸140连接于第一轴杆122与第一车架220之间，液压缸140均可相对于第一轴杆122和第一车架220转动，即液压缸140可伸缩地连接于第一轴杆122与第一车架220之间。当底盘200遇到障碍需要转向时，通过液压缸140长度的伸长与缩短，带动第一车架220相对第二车架240发生相对偏转，实现底盘转弯。在其它的实施例中，液压缸也可以通过其它方式可伸缩地连接于第一轴杆与第一车架之间。
[0037]液压缸140包括第一液压缸142和第二液压缸144,第一液压缸142和第二液压缸144均可伸缩地连接于所述第一轴杆122和第一车架220之间，且第一液压缸142和第二液压缸144对称设置于第一轴杆122和第一车架220两侧。容易理解，第一液压缸142一端和第二液压缸144 一端均可相对所述第一轴杆122转动，且对称连接于所述第一轴杆122的两侧；第一液压缸142另一端和第二液压缸144另一端均可相对第一车架220转动，且对称连接于第一车架220的两侧。通过设置第一液压缸142和第二液压缸144，在底盘200遇到障碍物需要转向时，由液压泵输出的高压油液进入转向方向一侧液压缸的有杆腔，使该侧液压缸缩短长度；而转向方向的另一侧则相反，高压油液进入液压缸的无杆腔，使该侧液压缸的长度伸长。这样，在第一液压缸142和第二液压缸144的作用下，第一车架220相对第二车架240发生相对偏转，实现底盘200的转向，使第一车架220相对第二车架240偏转时更安全，并且得到双重保障。
[0038]本实施例中，铰接结构100还包括两根肋条121，两根肋条121对称设置于所述第一轴杆122两侧，且两根肋条121相对第一轴杆122和第二轴杆124均垂直设置；第一液压缸142 —端和第二液压缸144 一端分别连接于两根肋条121。具体地,第一液压缸142 —端和第二液压缸的144 一端均可通过螺栓或螺钉分别连接于两根肋条121。第一车架220其中一组相互平行的边框对称设置有两个凸块，第一液压缸142另一端和第二液压缸144另一端可通过螺栓或螺钉分别连接于两个凸块。由于两根肋条121均相对第一轴杆122和第二轴杆124垂直设置，第一轴杆122、第二轴杆124和两根肋条121处于一个相互垂直的三维空间中，铰接结构100更加稳定，从而在第一车架220通过第一液压缸142和第二液压缸144相对第二车架240发生偏转时，偏转动作更稳定，底盘200的行驶更安全。
[0039]请参阅图4和图6，第一轴杆122 —端可相对第二车架240旋转地穿入第二车架240开设的孔。具体地，第二车架240中未设置凸耳的另一组相互平行的边框的其中一条边框开设有可供第一轴杆122穿入的孔；且第一轴杆122位于第二车架240的中轴线上，亦即是底盘200的中轴线上。如图6所示，当底盘200行驶在路面上，遇到单侧障碍物300时，第二车架240可相对第一轴杆122进行旋转。
[0040]请参阅图4，本实施例中，铰接结构100还包括蝶形弹簧180，蝶形弹簧180套设于靠近第二车架240开设孔的第一轴杆122 —端。第一轴杆122 —端可以通过螺帽等方式抒紧而进行限位，以使第一轴杆122不会从孔中脱离。具体地，蝶形弹簧180可以为两组，第一组蝶形弹簧抵接于第一轴杆122自由端螺帽和第二车架240开设孔的边框一侧之间，第二组蝶形弹簧抵接于第一轴杆122设置的凸环与第二车架240开设孔的边框另一侧之间。可以理解，蝶形弹簧180可以为多个蝶形弹簧组成一组、两组或多组蝶形弹簧，可以根据实际要求而设置于相应位置。这样，在第一轴杆122与第二车架240发生旋转时，通过蝶形弹簧180套设于第一轴杆122 —端，可以降低第二车架240与第一轴杆122发生的接触磨损。同时，由于使用了蝶形弹簧180，能够承受沿第一轴杆122轴向作用的静态或动态载荷，被压缩后产生变形，直至被压平，以储存能量形式作为活载荷，对底盘200穿越不平整路面时起到一定的减震作用。
[0041]可以理解，在其它的实施例中，蝶形弹簧可以用圆柱螺旋弹簧或者弹性垫等代替，或者不设置蝶形弹簧，亦不影响铰接结构的使用目的。
[0042]请参阅图4和图6，本实施例中，第二车架240设置有第一限位器241，第一轴杆122设置有第二限位器123，且第一限位器241和第二限位器123分布于同一圆周上。具体地，第一轴杆122还设置有凸环，第一限位器241和第二限位器123均位于凸环和第二车架240边框之间。当然，第一限位器241和第二限位器123的相对位置可以根据实际需求而设定。由此，当第二车架240绕着第一轴杆122旋转时，第一限位器241触碰到第二限位器123，此时的第二车架240将不能再进行转动，从而第二车架240只可相对于第一轴杆122在某一个特定的范围内旋转，避免由于地形恶劣造成第二车架240旋转过度而引起的底盘200重心不稳定以及侧翻等的情况发生。
[0043]可以理解，第一限位器和第二限位器亦可以通过感应的方式等设置，或者亦可以不设置，这均不影响铰接结构及底盘的使用目的。
[0044]上述铰接结构100及具有该铰接结构100的底盘200，通过铰接结构100连接底盘200的第一车架220和第二车架240，由于第一轴杆122可相对于第二车架240旋转，因而在林业作道高低不平或单侧障碍的崎岖地形上，第二车架240可通过绕着第一轴杆122转动一定的角度，使底盘200跨越障碍或更好的适应高低不平地形；同时，由于第二轴杆124可于第一轴杆内122旋转，且与第一车架220固定连接，又液压缸140是连接于第一车架220与第一轴杆之122间，因而当机械作业设备需要转向时，可通过伸长或缩短液压缸的长度，而使第一车架220相对第二车架240发生偏转，从而实现底盘200的转向；因而上述铰接结构100及具有该结构的底盘200，不仅可以实现第二车架240相对第一轴杆122的转动，同时可以实现第一车架220相对第二车架240的偏转，从而在恶劣的作业林道中作业更加灵活，更适应作业地形环境，以实现正常的行驶和作业，减少林地集材和运输时的人工体力劳动，实现林地作业机械化。
[0045]本发明采用全轮驱动，在越障允许范围内，自适应摆动架250通过摆动可以保证各个车轮230同时着地，时时适应多变地形；同时第一车架220与第二车架240通过铰接结构100提高机械作业设备的动力性和越障能力，减小转弯半径，更好地适应了林地高低起伏的路况。
[0046] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种铰接结构，用于连接底盘的第一车架和第二车架，其特征在于，包括十字连接杆和液压缸，所述十字连接杆包括第一轴杆和第二轴杆，所述第二轴杆径向穿设于所述第一轴杆，所述第一轴杆和所述第二轴杆形成十字形状，且所述第二轴杆可于所述第一轴杆内旋转；所述液压缸可伸缩地连接于所述第一轴杆与第一车架之间；所述第一轴杆一端可相对第二车架旋转地穿入第二车架开设的通孔，所述第二轴杆固定连接于第一车架。
2.根据权利要求1所述的铰接结构，其特征在于，所述十字连接杆还包括轴杆套，所述轴杆套与所述第一轴杆固定连接，且套设于所述第二轴杆上。
3.根据权利要求1或2所述的铰接结构，其特征在于，还包括蝶形弹簧，所述蝶形弹簧套设于靠近第二车架开设有孔的所述第一轴杆一端。
4.根据权利要求1或2所述的铰接结构，其特征在于，还包括盖板，所述盖板的一端与所述第二轴杆固定连接，另一端与第一车架固定连接。
5.根据权利要求4所述的铰接结构，其特征在于，所述盖板包括第一盖板和第二盖板，所述第一盖板和所述第二盖板对称设置于所述第一轴杆的两侧；所述第一盖板的一端与所述第二轴杆的一端固定连接，另一端与第一车架一侧固定连接；所述第二盖板一端与所述第二轴杆另一端固定连接，另一端与第一车架另一侧固定连接。
6.根据权利要求1或2所述的铰接结构，其特征在于，所述液压缸包括第一液压缸和第二液压缸，所述第一液压缸和所述第二液压缸均可伸缩地连接于所述第一轴杆和第一车架之间，且所述第一液压缸和所述第二液压缸对称设置于所述第一轴杆和第一车架两侧。
7.根据权利要求6所述的铰接结构，其特征在于，还包括两根肋条，所述两根肋条对称设置于所述第一轴杆两侧，且所述两根肋条相对所述第一轴杆和所述第二轴杆均垂直设置；所述第一液压缸一端和所述第二液压缸一端分别连接所述两根肋条。
8.一种底盘，其特征在于，包括: 第一车架； 第二车架，所述第二车架开设有通孔 '及 如权利要求1至7任意一项所述的铰接结构，所述第一车架和所述第二车架通过所述铰接结构连接。
9.根据权利要求8所述的底盘，其特征在于，所述第二车架设置有第一限位器，所述第一轴杆设置有第二限位器，且所述第一限位器和所述第二限位器分布于同一圆周上。
10.根据权利要求8所述的底盘，其特征在于，所述第一车架包括第一车架本体、车轮和两个自适应摆动架，所述第一车架本体开设有两个相对称的通孔；所述自适应摆动架包括驱动杆和角架，所述角架为弯折而成的对称杆体，所述驱动杆穿过两个所述通孔并可于所述通孔内旋转，且所述驱动杆两端分别连接于两个所述角架的弯折位置，所述角架的两端均连接有所述车轮。
【文档编号】B62D61/10GK104386160SQ201410497190
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年9月24日 优先权日:2014年9月24日
【发明者】阚江明, 朱阅, 徐道春 申请人:北京林业大学