專利名稱：平衡補償式機械傳動步行輪的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于地面車輛中的一種行走機構。眾所周知車輛在松軟地面上用步行方式代替輪子連續(xù)滾動的方式行駛具有阻力小，驅(qū)動力大的優(yōu)點。我國南方水田使用的無輪緣車輪(又稱為半步行輪)就是利用了這個原理。這種車輪具有阻力較小、驅(qū)動力較大的優(yōu)點；但由于它的運動猶如多邊形在地面上滾動，因此它在硬路面上行駛時不僅輪心上下波動，而且還存在左右輪腿非同步跨步時的橫向扭擺，給人－－機造成很大的振動。通常人們根據(jù)路面的軟硬程度使用不同的輪子(半步行輪、輪胎)來改善車輛的行駛平順性。這樣，在工作場地經(jīng)常轉(zhuǎn)移的場合(如小片水田)，需經(jīng)常更換車輪，造成時間和人力的浪費。
本實用新型是按第9屆國際地面車輛系統(tǒng)協(xié)會1987年西班牙年會論文集公開的“泥田步行輪的研究”發(fā)展而來的。
在公知的泥田步行輪中，采用了一種可伸縮的機械式輪腿結(jié)構，輪腿伸縮運動可保證步行輪輪心離地面高度基本不變。因此，裝用這種步行輪的拖拉機既可在松軟土壤上以步式方式提高行走效率，同時也保證了步行脫拖拉機在硬路面上行駛的必要平順性，使之具有短途運輸能力。但是，這種輪腿可伸縮的機械傳動式步行輪，還存在下列不足之處由于輪腿的伸縮需要有導軌形或直線滑動摩擦副，在重載工況時將帶來大的功率損耗和機械磨損。為了提高效率，滑動摩擦副需要良好的潤滑，致使密封機構復雜。該輪使用的是曲柄滑塊機構，而該機構逆向傳動有死點，因此，它只能用作主動輪而不能作為從動輪。該輪在運動時輪心的水平速度不均勻，造成車輛水平方向的平順性降低。例如，在輪腿為四條時，車體瞬時水平速度可差一倍。為了保證輪腿和導軌的剛度，尺寸較大，故結(jié)構龐大。
以上問題正是需要進一步改進解決的。本實用新型的目的就是設計一種無直線滑動摩擦副，易于密封、潤滑，機械傳動效率高，既可作為主動輪又可作為從動輪使用的機械傳動步行輪。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種平衡補償式機械傳動步行輪。
閱讀下面的敘述并參閱附圖，將會對本實用新型的目的和功能得到清楚的了解。
在附圖中


圖1為單級少齒差傳動步行輪的結(jié)構示意圖；圖2為雙級少齒差傳動步行輪的結(jié)構示意圖；圖3為雙級少齒差傳動與行星傳動相結(jié)合的步行輪結(jié)構示意圖。
附圖中(1)行星架(2)固定齒圈，(3)平衡齒輪，(4)平衡架，(5)驅(qū)動軸，(6)輪體，(7)驅(qū)動齒圈，(8)主動齒輪，(9)前雙聯(lián)齒輪，(10)外齒輪，(11)內(nèi)齒圈，(12)后雙聯(lián)齒輪，(13)外齒輪、(14)內(nèi)齒圈，(15)齒輪，(16)齒輪，(17)塔輪，(18)驅(qū)動齒輪。
本實用新型主要是由輪轂、輪腿和傳動機構組成。其特征在于傳動機構是由行星架(1)上的主動齒輪(8)與輪體(6)上的驅(qū)動齒圈(7)相嚙合。行星架(1)又驅(qū)動平衡齒輪(3)，平衡齒輪(3)是與車體固定的內(nèi)齒圈(2)相嚙合的。與輪體(6)聯(lián)接的驅(qū)動軸(5)是安裝在與平衡齒輪(3)固定在一起的平衡架(4)上。步行輪的傳動機構分為二級。第一級用于自動補償輪心的波動，采用一種無須導軌的直線機構－－卡爾登(Cardan)或稱萬向圓機構。參閱
圖1，該機構由一個固定的內(nèi)齒圈(2)、節(jié)圓直徑為齒圈(2)節(jié)圓直徑一半的平衡齒輪(3)和行星架(1)組成。當行星架(1)轉(zhuǎn)動時，平衡齒輪(3)節(jié)圓上的點都將沿齒圈(2)的某一直徑作直線運動，故稱之為萬向圓。平衡齒輪(3)上不在節(jié)圓上的點的運動軌跡是橢圓。將輪體(6)安裝在平衡齒輪(3)上，輪體中心就相對固定齒圈(2)(機體)作直線運動或橢圓運動。當輪體(6)與平衡齒輪(3)的傳動比等于輪腿數(shù)時，本實用新型所提供的平衡補償式機械傳動步行輪可以保證車體不隨輪心的波動而波動，便裝有該輪的車輛在松軟的地面上以步行方式獲得較高的行走效率。此外，合適地選定輪體(6)在平衡齒輪(3)上的安裝位置，該輪在保證車體水平運動的同時還可使車體的水平運動速度趨于均勻。上述方案中平衡齒輪(3)的尺寸受到了行星架(1)的偏心量及傳動關系的限制。為了克服這些限制，在圖2所示的方案中增加一個前雙聯(lián)齒輪(9)，其特征在于車體上的內(nèi)齒圈(2)是與前雙聯(lián)齒輪(9)上的外齒輪(10)相嚙合，前雙聯(lián)齒輪(9)上的內(nèi)齒輪(11)與平衡齒輪(3)相嚙合。只要保證行星架(1)與平衡架(4)的傳動比為－1，則平衡齒輪(3)上的點的軌跡就是直線或橢圓。這樣，平衡齒輪(3)的尺寸就可以根據(jù)需要靈活地確定。
第二級傳動是為了保證輪體(6)與平衡齒輪(3)之間具有一定的傳動比。簡單的方法參閱
圖1行星架(1)上的主動齒輪(8)與輪體(6)上的驅(qū)動齒圈(7)相嚙合，驅(qū)動齒圈(7)通過驅(qū)動軸(5)帶動輪體(6)轉(zhuǎn)動，驅(qū)動軸(5)是安裝在與平衡齒輪(3)固定在一起的平衡架(4)上，其安裝位置(相當于在平衡齒輪(3)上的位置)是根據(jù)需要確定的。為了使主動齒輪(8)的尺寸不受限制，本實用新型提供了兩種方法。方法1是增加了一個后雙聯(lián)齒輪(12)。。圖2所示后雙聯(lián)齒輪(12)上的內(nèi)齒圈(14)與行星架(1)上的驅(qū)動齒輪(8)相嚙合。方法2是增加了一個塔輪(17)。圖3所示行星架(1)上的驅(qū)動齒輪(8)與塔輪(17)上的外齒輪(15)相嚙合，塔輪(17)上的外齒輪(16)與驅(qū)動齒輪(18)相嚙合驅(qū)動齒輪(18)是與連接車體(6)上的驅(qū)動軸(5)固定在一起的。采用方法1或2，只要保證平衡架(4)與輪體(6)的傳動比為輪腿數(shù)，并且與第一級傳動相配合，傳動機構就能補償輪體(6)軸心波動達到車體平穩(wěn)的目的。
本實用新型的優(yōu)點是能自動補償輪心的波動，使機體離地面高度不變。因此，裝用這種步行輪的車輛在工作過程中不會因為兩側(cè)步行輪不同步而產(chǎn)生車體橫向扭擺，這就保證了步行車輛在松軟土壤上行駛時能具有較高的行走效率。同時也保證了步行車輛在硬路面上的行駛平順性，使之具有短途運輸能力。本實用新型結(jié)構簡單，造價低。密封可靠，傳動效率高。由于機構逆向傳動無死點，因此，既可作主動輪又可為從動輪，擴大了步行輪的使用范圍。本實用新型可使車體在水平運動的同時又能使車體的水平速度趨于均勻。另外，只需改變傳統(tǒng)系的傳動比就可以適應在不同的輪腿數(shù)。
本實用新型適用于在沙漠、灘涂、沼澤、水田等濕軟地面上工作的車輛。
本實用新型的一個實施例是圖2所示的雙級少齒差傳動的步行輪。
主要參數(shù)腿長350mm第一級傳動總偏心5mm輪體中心對平衡架的偏心5mm輪腿數(shù)6個齒輪Z2＝50Z3＝25Z7＝60Z8＝30Z10＝30Z11＝35Z13＝50Z14＝50
權利要求1.一種機械傳動式步行輪，主要是由輪、輪腿和傳動機構組成，其特征在于傳動機構是行星架(1)驅(qū)動平衡齒輪(3)，平衡齒輪(3)與固定在車體上的內(nèi)齒圈(2)相嚙合，行星架(1)上的主動齒輪(8)與輪體(6)上的驅(qū)動齒圈(7)相嚙合，與輪體(6)連接的驅(qū)動軸(5)是安裝在與平衡齒輪(3)固定在一起的平衡架(4)上。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種機械傳動式步行輪，其特征在于行星架(1)與平衡架(4)的傳動比為－1，平衡架(4)與輪體(6)的傳動比為輪腿數(shù)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種機械傳動式步行輪，其特征在于固定在車體上的內(nèi)齒圈(2)是與前雙聯(lián)齒輪(9)上的外齒輪(10)相嚙合，前雙聯(lián)齒輪(9)上的內(nèi)齒輪(11)與平衡齒輪(3)相嚙合。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的一種機械傳動式步行輪，其特征在于輪體(6)上的驅(qū)動齒圈(7)與后雙聯(lián)齒輪(12)上的外齒輪(13)相嚙合，后雙聯(lián)齒輪(12)上的內(nèi)齒圈(14)與行星架(1)上的驅(qū)動齒輪(8)相嚙合。
5.根據(jù)權利要求3所述的一種機械傳動式步行輪，其特征在于輪體(6)上的驅(qū)動齒圈(7)與后雙聯(lián)齒輪(12)上的外齒輪(13)相嚙合，后雙聯(lián)齒輪(12)上的內(nèi)齒圈(14)與行星架(1)上的驅(qū)動齒輪(8)相嚙合。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的一種機械傳動式步行輪，其特征在于行星架(1)上的驅(qū)動齒輪(8)與塔輪(17)上的外齒輪(15)相嚙合，塔輪(17)上的外齒輪(16)與驅(qū)動齒輪(18)相嚙合，驅(qū)動齒輪(18)是與連接車體(6)上的驅(qū)動軸(5)固定在一起的。
7.根據(jù)權利要求3所述的一種機械傳動式步行輪，其特征在于行星架(1)上的驅(qū)動齒輪(8)與塔輪(17)上的外齒輪(15)相嚙合，塔輪(17)上的外齒輪(16)與驅(qū)動齒輪(18)相嚙合，驅(qū)動齒輪(18)是與連接車體(6)上的驅(qū)動軸(5)固定在一起的。
專利摘要平衡補償式機械傳動步行輪屬于地面車輛或機具的一種行走機構。它主要是由輪、輪腿和傳動機構組成。其特征在于傳動機構由兩級組成，步行輪依靠傳動機構的補償作用，保證車輛或機具行走時重心穩(wěn)定，在濕、軟地面具有高的行走效率，在硬路面上具有良好的平順性。該輪結(jié)構輕便、造價低、機械傳動效率高、易于密封潤滑、并且機構逆向傳動無死點、既可作驅(qū)動輪又可作為從動輪使用。
文檔編號B60B19/00GK2036498SQ8820969
公開日1989年4月26日 申請日期1988年8月12日 優(yōu)先權日1988年8月12日
發(fā)明者高峰, 魏道付 申請人:洛陽工學院