專利名稱：地面運(yùn)輸車輛的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及到車輛，或更明確地說，涉及到一種地面運(yùn)輸車輛，它的構(gòu)造和布局可把所有的牽引力作用于地面，從而容許車輛越過具有各種土壤條件的地形。
諸如載重車和推土機(jī)之類的常規(guī)車輛通常由履帶或輪子驅(qū)動(dòng)。典型的履帶式車輛采用一對(duì)相隔開的鋼制或橡膠環(huán)狀履帶，驅(qū)動(dòng)履帶來使車輛沿地面移動(dòng)。帶著輪子的車輛通常包括一對(duì)前輪和一對(duì)后輪，由驅(qū)動(dòng)輪子來推進(jìn)車輛。輪子一般很大，并具有外胎花紋設(shè)計(jì)，它有助于車輛在沙地、粘土和泥漿地上行駛。這些常規(guī)車輛雖然能在各種土壤條件的地形上行駛，但往往可能被陷入泥中，因?yàn)樗械臓恳屯七M(jìn)面不總是位于地面上。
近來，由于采用常規(guī)的載重車/推土機(jī)類型車輛，造成了地面表層的碎裂，引起了環(huán)境問題。例如，在伐木業(yè)、建筑業(yè)和種植業(yè)中，上述類型車輛的使用可引起對(duì)地面表層的明顯損害。損害來源于車輪壓痕或土壤磨蝕。
因此，需要提供一種改進(jìn)的地面運(yùn)輸車輛，它可以越過各種土壤條件的地形，而對(duì)地面表層的破壞降到最低限度。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供一種地面運(yùn)輸車輛，以滿足上述需求。按照本發(fā)明的原理，該目的可由如下的一種車輛來實(shí)現(xiàn)，車輛包括一個(gè)主框結(jié)構(gòu)，一個(gè)履帶組件，履帶組件裝在主框結(jié)構(gòu)上并具有沿縱向伸展、與地面咬合的單個(gè)環(huán)狀履帶。在主框結(jié)構(gòu)上安裝了一對(duì)與地面咬合的可轉(zhuǎn)向的輪子，使得每個(gè)輪子位于履帶的側(cè)面。輪子的構(gòu)造和布局所產(chǎn)生的地面支承壓力足以改變履帶運(yùn)行的方向，使得履帶跟隨著輪子作轉(zhuǎn)彎，從而使車輛改變方向。轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)有效地與輪子連結(jié)，使得輪子轉(zhuǎn)彎。在主框結(jié)構(gòu)上安裝了動(dòng)力驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，它被構(gòu)造和布局成可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)輪子和履帶，從而使車輛沿地面行駛。
輪子的構(gòu)造和布局可使輪子相對(duì)于主框結(jié)構(gòu)作移動(dòng)，從而可改變輪子相對(duì)于主框結(jié)構(gòu)的位置，由此可按照地面條件來調(diào)節(jié)車輛的驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)向和地面壓力。
根據(jù)到以下詳細(xì)的介紹和所附的權(quán)利要求，并參照屬于本發(fā)明一部分的所有附圖，對(duì)于結(jié)構(gòu)有關(guān)部分的工作方法和功能、零件的組合和制造經(jīng)濟(jì)性，還有本發(fā)明的其它目的、性能和特點(diǎn)，都將會(huì)變得更加清楚。
附圖簡述

圖1是地面運(yùn)輸車輛的簡化側(cè)視圖，車輛體現(xiàn)了本發(fā)明的原理，圖中表示了放在后面位置上的一對(duì)輪子；圖2是圖1運(yùn)輸車輛的簡化視圖，圖中表示了移到前面位置上的一對(duì)輪子；圖3是圖1車輛的簡化平面視圖；圖4A是本發(fā)明車輛部分液壓線路的簡化說明圖，它用于驅(qū)動(dòng)輪子和履帶；圖4B是本發(fā)明車輛部分液壓線路的簡化說明圖，它操縱車輛以及車輛附件的轉(zhuǎn)向；圖5是一個(gè)簡化說明圖，表示了裝在活動(dòng)件上車輛的車軸組件和動(dòng)力裝置；圖6是一個(gè)簡化說明圖，表示了裝在活動(dòng)件上車輛的車軸組件和動(dòng)力裝置的另一個(gè)實(shí)施例；圖7是圖6活動(dòng)件一端的部分透視圖；圖8是本發(fā)明車輛的簡化說明圖，它具有可垂直移動(dòng)的車軸組件；圖9是一個(gè)空氣囊裝置的透視圖，它裝在圖8的車輛車軸組件上；圖10A、10B和10C表示了本發(fā)明車輛履帶的各種履帶外形示例；圖11是一個(gè)串聯(lián)式運(yùn)輸車輛的簡化側(cè)視圖，車輛體現(xiàn)了本發(fā)明的原理。
當(dāng)前優(yōu)選的典型實(shí)施例詳述參照附圖，用10概括地表示一種地面運(yùn)輸車輛，它體現(xiàn)了本發(fā)明的原理。
車輛10包含一個(gè)用12概括地表示的主框結(jié)構(gòu)，它作成車輛底盤形式，具有前端和后端，分別用14和16表示。在所說明的實(shí)施例中，駕駛室18裝在主框結(jié)構(gòu)12的前端14上，而用20概括地表示的一個(gè)絞盤或其它附屬組件被裝在后端16上。
根據(jù)本發(fā)明原理，車輛10包括了用22概括地表示的一個(gè)裝在主框結(jié)構(gòu)12上的履帶組件。履帶組件22可具有一個(gè)或幾個(gè)環(huán)狀履帶組件。在所說明的實(shí)施例中，履帶組件22是安裝在中央的單個(gè)履帶組件形式，它具有一條沿縱向伸展、與地面咬合的常規(guī)環(huán)狀履帶26。履帶組件22可以是常規(guī)形式，如可采用MP73型，它由伊利諾斯州Peoria的履帶工業(yè)產(chǎn)品公司生產(chǎn)。雙輪后面驅(qū)動(dòng)或全部輪驅(qū)動(dòng)的履帶組件均在本發(fā)明的考慮范圍之內(nèi)。履帶組件最好是有動(dòng)力的，如常規(guī)的凸爪和鏈輪型式布置，其中履帶凸爪與履帶鏈輪嚙合。另外，履帶組件也可采用摩擦型，其中履帶與組件的履帶輪靠摩擦來配合。
在所說明的實(shí)施例中，提供了兩個(gè)液壓馬達(dá)MA和MB(簡化地表示在圖4A中)，一個(gè)馬達(dá)與履帶組件22中相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)輪23連接，用于驅(qū)動(dòng)履帶26。馬達(dá)MA和MB均是常規(guī)的，如Heavy Duty XL-1120cc型的徑向活塞馬達(dá)，它具有輪轂座，由Rotary Power公司生產(chǎn)。馬達(dá)MA和MB最好是采用固定排油量類型，但能夠作“空轉(zhuǎn)”的無動(dòng)力操作。
在本發(fā)明考慮范圍之內(nèi)也可采用常規(guī)的機(jī)械傳動(dòng)，代替液壓動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)履帶26。
履帶26可以是橡膠履帶或鋼制履帶，但優(yōu)先采用橡膠履帶。履帶26的邊界或內(nèi)周邊確定了內(nèi)部空間或包絡(luò)區(qū)28，包絡(luò)區(qū)的功能在下面會(huì)很清楚。履帶26可具有各種形式，分別如圖10A～10C中的履帶26、126和226所示。
用30概括地表示的車軸組件裝在主框結(jié)構(gòu)12上。車軸組件30具有相對(duì)的兩端32和34，它們大致垂直于履帶26的縱向長度上放置，在包絡(luò)區(qū)28之外相鄰于履帶26的位置上。如圖3所示，車軸組件30的一部分通過履帶組件22的包絡(luò)區(qū)28伸出。提供了一對(duì)可轉(zhuǎn)向的輪子，每個(gè)輪子36與車軸組件22的相關(guān)端連接。因此，如圖所示，輪子在履帶26的兩側(cè)，并相對(duì)于履帶布置成這樣使得輪子與地面咬合的位置比履帶與地面咬合位置深，其功能在下面會(huì)很清楚。
車軸組件30是常規(guī)的驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向型，例如，由衣阿華州Waterloo的Deere Power Systems公司生產(chǎn)的John Deere TeamMateTMⅡ1150系列的可轉(zhuǎn)向車軸。關(guān)于轉(zhuǎn)向功能，TeamMateTMⅡ1150系列的可轉(zhuǎn)向車軸包括了轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，其形式為兩個(gè)雙動(dòng)式液壓缸和一個(gè)轉(zhuǎn)向拉桿?？梢岳斫獾捷喿影惭b組件或車軸組件可以是同時(shí)為輪子36提供驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向功能的任何一種構(gòu)造。
在所說明的實(shí)施例中，一個(gè)液壓馬達(dá)MC(圖4A)與車軸組件30連接，有區(qū)別地驅(qū)動(dòng)輪子36。馬達(dá)MC是常規(guī)的，如由衣阿華州Ames的Sauer Sundstrand公司生產(chǎn)的90系列、75cc兩速馬達(dá)。馬達(dá)MC最好是變排油量型馬達(dá)，可在駕駛員確定的最大或最小排油量下進(jìn)行工作，在下面將作更詳細(xì)的介紹。雖然在所說明的實(shí)施例中用了一個(gè)馬達(dá)，但在本發(fā)明考慮范圍之內(nèi)可提供適當(dāng)數(shù)量的液壓馬達(dá)，來操作所選的特定車軸組件。
雖然用液壓馬達(dá)來驅(qū)動(dòng)輪子36，但在本發(fā)明考慮范圍之內(nèi)也可采用機(jī)械裝置，如與車軸組件30驅(qū)動(dòng)軸連接的傳動(dòng)裝置，以已知的方式驅(qū)動(dòng)輪子36。此外，雖然在所說明的實(shí)施例中僅提供了一對(duì)輪子，可以理解到，對(duì)這種布局也可以提供前后兩對(duì)輪子，以同時(shí)提供驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向的功能。
在所說明的實(shí)施例中，采用液壓方式來達(dá)到輪子36的轉(zhuǎn)向。因此，轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)具有一個(gè)用40概括地表示的液壓轉(zhuǎn)向裝置(圖1和4B)。轉(zhuǎn)向裝置40是常規(guī)的，例如可以是Danfoss OSPB ON的無蓄能器、無反作用轉(zhuǎn)向裝置。所以，在所說明的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向柱42與被轉(zhuǎn)向輪子36之間沒有機(jī)械連接。而在常規(guī)情形下，轉(zhuǎn)向裝置40與車軸組件30的液壓轉(zhuǎn)向油缸39之間用液壓軟管連接。一個(gè)液壓油缸39與一個(gè)輪子36相連結(jié)。參照?qǐng)D4B，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向輪44時(shí)，轉(zhuǎn)向裝置40計(jì)量出與轉(zhuǎn)向輪44轉(zhuǎn)速成比例的油量。該油量送到轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向油缸39相應(yīng)一側(cè)，而排出的油送到油箱46。雖然用液壓動(dòng)力來使輪子36轉(zhuǎn)彎，但在本發(fā)明考慮范圍之內(nèi)，也可采用如連桿之類的機(jī)械裝置作為轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，來使輪子36轉(zhuǎn)彎。此外，在本發(fā)明考慮范圍之內(nèi)也可采用中心支承的剛性車軸來使輪子36轉(zhuǎn)向。
輪子36最好具有橡膠輪胎。然而可以理解，也可采用鋼制輪子。因此，在本發(fā)明考慮范圍之內(nèi)，可采用橡膠履帶和橡膠輪胎，或者鋼制履帶和鋼制輪子，或者橡膠輪胎和鋼制履帶，或者鋼制輪子和橡膠履帶?？筛鶕?jù)特定的車輛用途來選擇履帶和輪子/輪胎所用的材料。
用50概括地表示的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括了驅(qū)動(dòng)輪子36和履帶26所需的動(dòng)力設(shè)備。在所說明的實(shí)施例中，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括了用51概括地表示的動(dòng)力裝置，它具有一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)52，一個(gè)與發(fā)動(dòng)機(jī)52連接的泵驅(qū)動(dòng)齒輪箱54，以及一個(gè)與齒輪箱54連接的液壓傳動(dòng)泵56。動(dòng)力裝置51裝在包絡(luò)區(qū)28之內(nèi)。馬達(dá)MA、MB和MC也作為驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的一部分。發(fā)動(dòng)機(jī)52驅(qū)動(dòng)著液壓傳動(dòng)泵56，液壓傳動(dòng)泵用管道連接到兩個(gè)履帶液壓馬達(dá)MA和MB來驅(qū)動(dòng)履帶26，并且也用管道連接到液壓馬達(dá)MC來驅(qū)動(dòng)輪子36。液壓泵56是常規(guī)的，例如90系列、每轉(zhuǎn)為75cc的液壓泵，由SauerSundstrand公司生產(chǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)52可以是常規(guī)的，如4045型PowerTech4.5升發(fā)動(dòng)機(jī)，由衣阿華州Waterloo的Deere Power Systems公司生產(chǎn)。在所說明的實(shí)施例中，裝在發(fā)動(dòng)機(jī)52上的泵齒輪箱54是28000系列Double 6英寸型，由Funk制造公司生產(chǎn)。以發(fā)動(dòng)機(jī)52為動(dòng)力，由齒輪箱54操縱兩個(gè)泵泵56和泵組件57。泵組件57(圖4A)是一個(gè)串聯(lián)式齒輪泵，用于操縱車輛的轉(zhuǎn)向裝置40(圖4B)和任何車輛附件，如裝在車輛上的推土鏟110(圖8)，對(duì)此以下將作更詳細(xì)說明。泵組件57是常規(guī)的，如Barnes G-20型齒輪泵用于操縱車輛附件，把Barnes 900系列的分段控制齒輪泵與之連接，可用于操縱轉(zhuǎn)向裝置40。
如上所述，可以理解到動(dòng)力驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)也可采用機(jī)械裝置，以替代或結(jié)合液壓泵56和液壓馬達(dá)來驅(qū)動(dòng)履帶26和輪子，例如，可改善履帶26和輪子36驅(qū)動(dòng)性能的機(jī)械傳動(dòng)裝置。
車輛10由液壓傳動(dòng)泵56驅(qū)動(dòng)，它把油之類的液壓流體輸送到兩個(gè)履帶馬達(dá)MA和MB，以及車軸馬達(dá)MC。驅(qū)動(dòng)速度由所選的同時(shí)工作馬達(dá)數(shù)目來確定。馬達(dá)工作數(shù)目的選擇是通過電開關(guān)操作、電磁控制的高壓提升閥(圖4A中S1～S9)來實(shí)現(xiàn)，它們是常規(guī)的，并由裝在駕駛室18內(nèi)的許多開關(guān)47來操縱。
參照?qǐng)D4A的液壓線路和參照表1，就可理解車輛10的驅(qū)動(dòng)情況。
表1表示了特定的電磁閥S1～S9，它們以各種組合方式通電，來產(chǎn)生各種車輛速度。在低速時(shí)，電磁閥S1、S2、S4、S5、S7和S8通電。因此，車軸馬達(dá)MC處于最大排油量，而履帶馬達(dá)MA和MB同時(shí)在工作。在該速度下，電磁閥S1和S2僅通電來限制輪子的自轉(zhuǎn)。在第二速度時(shí)，電磁閥S4、S5和S9通電。因此，車軸馬達(dá)MC處于最大排油量，履帶馬達(dá)MA在工作，而履帶馬達(dá)空轉(zhuǎn)。在第三速度時(shí)，電磁閥S6和S9通電。車軸馬達(dá)MC處于最大排油量，而履帶馬達(dá)MA和MB均在空轉(zhuǎn)。在第四速度，即最高速度時(shí)，電磁閥S3、S6和S9通電。因此，車軸馬達(dá)MC處于最小排油量，而履帶馬達(dá)MA和MB均在空轉(zhuǎn)。所以可理解到此時(shí)輪子36和履帶26同時(shí)被驅(qū)動(dòng)來推進(jìn)車輛。
表1
由駕駛員的操縱桿位置來決定車輛的前進(jìn)、停止和后退。操縱桿60最好通過一條上推繩索(圖中未示)與位于液壓傳動(dòng)泵56上的手動(dòng)方向伺服控制閥連接，來控制泵56。然而可以理解到，泵56也可以用電控制。操縱桿60從中間或停止位置向前的運(yùn)動(dòng)將產(chǎn)生車輛的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)。操縱桿60愈向前推，車輛的行駛速度變得愈快。操縱桿60沿反向運(yùn)動(dòng)或朝著駕駛員運(yùn)動(dòng)，將以相似的方式產(chǎn)生車輛后退運(yùn)動(dòng)。因?yàn)檐囕v是液壓操作，所以油的流量和壓力是控制速度、力矩的因素，因而也是控制對(duì)輪子36和履帶26牽引效果的因素。
在本發(fā)明考慮范圍內(nèi)可把附加的閥(圖中未示)加到液壓線路中，以提供一個(gè)停車制動(dòng)器。制動(dòng)器可以裝在履帶驅(qū)動(dòng)裝置上，并且可以不用動(dòng)力而采用彈簧作用。
圖4B中所示液壓線路的其余部分是可改變的，并可作為保障線路用于固定在車輛上的一個(gè)或幾個(gè)附件。例如，圖8表示了具有一個(gè)推土鏟110的車輛100。如圖4B所示，泵組件57通過用58概括地表示的控制閥組，操縱著絞盤組件20的馬達(dá)21和推土鏟110的液壓油缸111、113和115。Danfoss PVG32閥組可用作控制閥組58。參照附圖可以理解到圖4A中的串聯(lián)式泵組件57，在點(diǎn)C和D上與圖4B的液壓線路部分連接，而圖4B線路的轉(zhuǎn)向部分在點(diǎn)E與圖4A的線路連接。
車軸組件30可以固定在主框結(jié)構(gòu)12上。如果車軸組件30是固定的，以上述方式通過轉(zhuǎn)向裝置40，由輪子36來使車輛轉(zhuǎn)向。在所說明的實(shí)施例(圖1)中，相對(duì)于主框結(jié)構(gòu)，輪子36放在比履帶26低的垂直位置上，使得輪子36將在比履帶26的地面接觸位置稍深的地面表層中與地面咬合。此外，作為最好的結(jié)果，輪子36應(yīng)該放在車輛的重心上，以增加對(duì)輪子36的牽引力。因此，即使被驅(qū)動(dòng)的履帶26要把車輛的運(yùn)動(dòng)保持在車輛行駛的特有方向上，當(dāng)輪子36被轉(zhuǎn)彎來使車輛轉(zhuǎn)向時(shí)，履帶將跟著它轉(zhuǎn)。這是因?yàn)檩喿?6的構(gòu)造和布置可產(chǎn)生一個(gè)地面支承壓力，它足以移動(dòng)或推動(dòng)履帶26，因而可隨著輪子的轉(zhuǎn)彎而改變履帶的運(yùn)行方向，使車輛轉(zhuǎn)向。因此，由于輪子轉(zhuǎn)彎而改變車輛方向，被驅(qū)動(dòng)的履帶26將在車輛轉(zhuǎn)彎的方向上，以在地面上的滑動(dòng)來跟隨車輛的轉(zhuǎn)向。
最好把車軸組件30安裝成至少在垂直方向可以相對(duì)于主框結(jié)構(gòu)12作移動(dòng)。因此，車軸組件30可以固定在前面或后面，但安裝成可作大致垂直的移動(dòng)，從而可調(diào)節(jié)輪子36相對(duì)于主框結(jié)構(gòu)12的位置，其功能在以下說明中將會(huì)更清楚。
如上所述，圖8表示了本發(fā)明運(yùn)輸車輛的另一個(gè)實(shí)施例。車輛100被用作具有推土機(jī)附件110的推土機(jī)。車輛100的車軸組件130可垂直移動(dòng)。對(duì)于這種布局，在輪子36與履帶126之間可達(dá)到重量和牽引力的分配，以改進(jìn)車輛100的驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向。如圖9所示，為了垂直移動(dòng)車軸組件130，有一個(gè)用132概括地表示的氣壓空氣囊裝置，其頂部裝在主框結(jié)構(gòu)112的上框構(gòu)件上，其底部固定在一個(gè)伸到車軸組件130背后的鉸接鞍形架134上。鞍形架134通過鉸鏈銷136與主框結(jié)構(gòu)112連接。在充氣時(shí)，裝置132的空氣囊在包絡(luò)區(qū)內(nèi)推動(dòng)車軸組件130向下，因而也推動(dòng)輪子36向下，在車輛100前端把履帶126抬高而脫離地面，由此增加了輪子上的地面支承壓力。因此，輪子36和只有履帶126的后端與地面接觸。在這個(gè)位置上，可以理解到輪子36的轉(zhuǎn)彎將引起車輛100作小半徑的轉(zhuǎn)彎，因?yàn)橹挥性谳喿?6和履帶126的后端上有牽引力。由于被驅(qū)動(dòng)履帶126的一部分脫離地面接觸，可以改進(jìn)車輛100的機(jī)動(dòng)性。在空氣囊裝置132與車軸組件130之間可安裝限位擋塊138(圖9)，以限制車軸組件130的晃動(dòng)。
當(dāng)裝置132的空氣囊放氣時(shí)，車軸組件130將移到一個(gè)垂直位置，使得履帶126和輪子36均與地面接觸。
可以理解到把油缸或氣缸(圖中未示)之類的其它裝置連接到車軸組件130的中心支承座上，也可在履帶組件122的包絡(luò)區(qū)28內(nèi)，用于抬高或降低車軸組件130。
在如圖2所示的優(yōu)選實(shí)施例中，車軸組件30和動(dòng)力裝置51均固定安裝在用53概括地表示的活動(dòng)件上，從而可在包絡(luò)區(qū)28內(nèi)移動(dòng)。圖5是裝在用53概括地表示的活動(dòng)件上的車軸組件30和動(dòng)力裝置51簡圖，可方便地改變裝載物和附件的前后重心，或者補(bǔ)償可能起主要作用的各種地面條件，以及在任意工作狀態(tài)下改變驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向的幾何條件。
在所說明的實(shí)施例中，活動(dòng)件53是平板形式，沿著用62概括地表示的牽引框移動(dòng)。牽引框62在包絡(luò)區(qū)28內(nèi)固定在主框結(jié)構(gòu)12上。采用滾珠軸承V形滾輪或凸輪隨動(dòng)件64，使得活動(dòng)件53沿著牽引框62作有導(dǎo)向的運(yùn)動(dòng)。至少有一個(gè)液壓缸66固定在主框結(jié)構(gòu)12的一端。液壓缸66的活塞端67與活動(dòng)件53的一端連接，從而活塞的運(yùn)動(dòng)可使活動(dòng)件53沿牽引框62作前后移動(dòng)。液壓缸66可包括在圖4B的液壓線路中，并由泵組件57來啟動(dòng)。牽引框62沿著軸線B放置，軸線B與水平(軸線A)成一個(gè)角度。因此，如圖1所示，當(dāng)活動(dòng)件53在后面位置時(shí)，車軸組件30和動(dòng)力組件51所放的位置在垂直方向上高于活動(dòng)件53在前面位置的情形(圖2)。這容許把輪子36的承載重量和車輛的牽引力進(jìn)行配置，使它與履帶26的面積和牽引力相當(dāng)，由此可調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)向和地面壓力。在前面位置上，輪子放置成使得履帶26的前面部分被抬高而脫離地面，從而在輪子36上作用了更多的地面支承壓力。因此可大大地改變車輛10的驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向幾何條件。因此，車輛10可被穩(wěn)定地推進(jìn)和轉(zhuǎn)向，而對(duì)地面表層的破壞降到最低限度。
可以理解到可采用許多不同的方式來安裝活動(dòng)件53。例如，如圖6和7所示，代替用軸承使活動(dòng)件運(yùn)動(dòng)的方式，活動(dòng)件153可以是裝在導(dǎo)向軌道158內(nèi)的平板。導(dǎo)向軌道158可以固定在主框結(jié)構(gòu)12上，或成為主框結(jié)構(gòu)12的一個(gè)整體部分。導(dǎo)向軌道158沿著傾斜軸線B放置(圖5)?；顒?dòng)件153可在軌道內(nèi)作前后滑動(dòng)。軌道內(nèi)部可用泰氟隆或高分子塑料作襯墊，以減少軌道與活動(dòng)件153之間的摩擦。液壓缸66或其它可動(dòng)裝置可與活動(dòng)件連接，使活動(dòng)件153按以上討論的方式在導(dǎo)向軌道內(nèi)作前后移動(dòng)。
由于本發(fā)明的車輛可能要越過不平的地形，所以需要補(bǔ)償車輛的任何左右搖擺。如果一個(gè)輪子高于另一個(gè)輪子，例如一個(gè)輪子輾過一個(gè)樹樁，可能發(fā)生車輛和履帶座的晃動(dòng)。在主框結(jié)構(gòu)與輪軸之間安裝沖擊吸收器、彈簧或橡膠塊，可補(bǔ)償這種晃動(dòng)或搖擺。
參照?qǐng)D11，它表示了一個(gè)體現(xiàn)本發(fā)明原理的串聯(lián)式運(yùn)輸車輛200。串聯(lián)式車輛200包括一個(gè)有動(dòng)力的前車輛210，它基本上與圖1的車輛10相似。但在車輛210的后端裝有活動(dòng)關(guān)節(jié)連接件214。后車輛212用連接件214與前車輛210連接。在本發(fā)明考慮范圍之內(nèi)為車輛210和212提供的履帶形狀，比圖1單個(gè)車輛10的履帶要短些。此外，如上所述，車輛210可以裝有一個(gè)固定的車軸組件230，或者一個(gè)可垂直移動(dòng)的車軸組件，或者一個(gè)可動(dòng)的車軸組件和可動(dòng)的動(dòng)力裝置，并且均具有被驅(qū)動(dòng)和可轉(zhuǎn)向的輪子。車輛212最好具有一個(gè)固定的車軸組件232。后車輛212的履帶和輪子由車輛210的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)251來驅(qū)動(dòng)。因此，后車輛212包括了從車輛210來的相應(yīng)軟管，同時(shí)為驅(qū)動(dòng)第一和第二車輛的履帶和輪子提供所需的液壓動(dòng)力。
可以看出，本發(fā)明的車輛可在各種地形上驅(qū)動(dòng)和方便地操縱，而不會(huì)對(duì)地面表層有明顯損害。此外，如提供相應(yīng)的附件，可把車輛構(gòu)造成許多不同的方式。例如，可用任何希望的方式提供絞盤、推土機(jī)和載重車附件，從而根據(jù)特定的車輛用途來優(yōu)化車輛性能。
可以理解到，本發(fā)明的車輛可作修改而不違背本發(fā)明的原理。例如，雖然說明了采用液壓動(dòng)力來操縱車輛，但也可使用其它已知?jiǎng)恿δＪ?。改變車輛的尺寸來用作兒童玩具，也在本發(fā)明考慮范圍之內(nèi)。因此，可采用如腳踏板之類的人工動(dòng)力，或蓄電池動(dòng)力來推進(jìn)這種車輛。此外，車輛也可用來作為游覽車。
另外，雖然說明了發(fā)動(dòng)機(jī)和(或)動(dòng)力裝置裝在履帶的包絡(luò)區(qū)之內(nèi)，但在本發(fā)明考慮范圍之內(nèi)也可把發(fā)動(dòng)機(jī)和(或)動(dòng)力裝置裝在車輛的任何地方。例如，可把發(fā)動(dòng)機(jī)和(或)動(dòng)力裝置裝在靠近駕駛室的地方。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)和(或)動(dòng)力裝置也可以不需要移動(dòng)，而固定在主框結(jié)構(gòu)上。
至此可以看到，本發(fā)明的目的已完全和有效地被達(dá)到。但可以理解到，上述本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的介紹僅為了說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和功能原理，它可以作改變而不違背本發(fā)明的原理。所以，本發(fā)明包含了在以下權(quán)利要求范疇內(nèi)的所有改變形式。
權(quán)利要求
1．一種車輛包括一個(gè)主框結(jié)構(gòu)，一個(gè)履帶組件，履帶組件裝在上述主框結(jié)構(gòu)上，并具有沿縱向伸展、與地面咬合的環(huán)狀履帶，一對(duì)與地面咬合的可轉(zhuǎn)向的輪子，它在主框結(jié)構(gòu)上的安裝使得上述一對(duì)輪子的每個(gè)輪子在上述履帶的側(cè)面，上述輪子的構(gòu)造和布局所產(chǎn)生的地面支承壓力足以改變上述履帶運(yùn)行的方向，使得上述履帶跟隨著上述輪子作轉(zhuǎn)彎，從而使車輛改變方向，轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，它有效地與上述輪子連結(jié)，使得輪子轉(zhuǎn)彎，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，它安裝在上述主框結(jié)構(gòu)上，它被構(gòu)造和布局成同時(shí)驅(qū)動(dòng)上述輪子和上述履帶，從而使車輛沿地面行駛。
2．按照權(quán)利要求1的車輛，其中上述輪子的構(gòu)造和布局使上述輪子相對(duì)于上述主框結(jié)構(gòu)作移動(dòng)，從而改變上述輪子相對(duì)于上述主框結(jié)構(gòu)的位置，由此按照地面條件來調(diào)節(jié)車輛的驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)向和地面壓力。
3．按照權(quán)利要求1的車輛，其中上述輪子在車軸組件的相對(duì)兩端上與上述車軸組件連接，上述車軸組件裝在上述主框結(jié)構(gòu)上，安放成基本上與上述履帶的縱向相垂直。
4．按照權(quán)利要求3的車輛，其中上述履帶的邊界確定了一個(gè)內(nèi)部空間，上述車軸組件裝在上述主框結(jié)構(gòu)上，使得上述車軸組件的一部分通過上述內(nèi)部空間伸出。
5．按照權(quán)利要求4的車輛，其中上述車軸組件的構(gòu)造和布局使得車軸組件相對(duì)于上述主框結(jié)構(gòu)作移動(dòng)，由此根據(jù)地面條件來調(diào)節(jié)車輛的驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)向和地面支承壓力。
6．按照權(quán)利要求5的車輛，其中上述車軸組件相對(duì)于上述主框結(jié)構(gòu)作大致垂直的移動(dòng)，以調(diào)節(jié)上述輪子的垂直位置。
7．按照權(quán)利要求6的車輛，其中上述車軸組件可移動(dòng)一定距離，使得上述輪子至少抬起上述履帶的一部分脫離地面接觸。
8．按照權(quán)利要求6的車輛，還包括一個(gè)空氣囊裝置，它有效地與上述車軸組件結(jié)合，大致垂直地移動(dòng)上述車軸組件。
9．按照權(quán)利要求1的車輛，其中上述主框結(jié)構(gòu)具有前后端，在上述前后端之間，上述履帶組件裝在上述主框結(jié)構(gòu)的中央。
10．按照權(quán)利要求4的車輛，其中上述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，至少有一個(gè)液壓泵由上述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，至少有一個(gè)液壓馬達(dá)與上述車軸組件連接和至少有一個(gè)液壓馬達(dá)與上述履帶組件連接，上述液壓泵與上述液壓馬達(dá)用管道連接，以驅(qū)動(dòng)上述履帶和上述輪子，上述發(fā)動(dòng)機(jī)和上述液壓泵組成了一個(gè)動(dòng)力裝置。
11．按照權(quán)利要求10的車輛，其中上述動(dòng)力裝置和上述車軸組件均裝在一個(gè)活動(dòng)件上，上述活動(dòng)件裝在上述主框結(jié)構(gòu)上，在上述內(nèi)部空間中作前后移動(dòng)，以改變車輛的前后重心。
12．按照權(quán)利要求11的車輛，其中上述活動(dòng)件作如此的移動(dòng)當(dāng)上述活動(dòng)件位于前面位置時(shí)，上述輪子至少抬起上述履帶的前端脫離地面接觸。
13．按照權(quán)利要求11的車輛，其中上述活動(dòng)件是裝在導(dǎo)向軌道內(nèi)的平板，并在軌道內(nèi)滑動(dòng)，上述導(dǎo)向軌道固定在上述主框結(jié)構(gòu)上。
14．按照權(quán)利要求13的車輛還至少包括一個(gè)液壓缸，它與上述平板連接，以移動(dòng)在導(dǎo)向軌道內(nèi)的平板。
15．按照權(quán)利要求11的車輛，其中上述活動(dòng)件通過軸承沿軌道移動(dòng)，上述軌道固定在上述主框結(jié)構(gòu)上。
16．按照權(quán)利要求1的車輛，其中上述輪子具有橡膠輪胎，上述履帶是橡膠履帶。
17．按照權(quán)利要求1的車輛，其中上述轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)的構(gòu)造和布局采用液壓操作。
18．按照權(quán)利要求1的車輛，其中上述轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)包括一個(gè)轉(zhuǎn)向裝置和一個(gè)液壓缸，液壓缸與上述每個(gè)輪子連結(jié)，來移動(dòng)相應(yīng)的輪子，上述轉(zhuǎn)向裝置為液壓操作，并用管道與液壓缸連接，以控制上述輪子的轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)。
19．按照權(quán)利要求1的車輛，與第二車輛組合，上述第二車輛包括一個(gè)第二主框結(jié)構(gòu)、一個(gè)第二履帶組件，它裝在上述第二主框結(jié)構(gòu)上并具有一條與地面咬合的環(huán)狀履帶，以及一對(duì)與地面咬合的可轉(zhuǎn)向輪子，輪子裝在上述第二主框結(jié)構(gòu)上，使得位于第二履帶組件的兩側(cè)，上述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)被構(gòu)造和布局成同時(shí)驅(qū)動(dòng)第一和第二車輛的履帶和輪子。
20．按照權(quán)利要求10的車輛，其中上述液壓馬達(dá)的構(gòu)造和布局作如此方式操作由選擇同時(shí)工作的馬達(dá)數(shù)目來確定車輛速度。
21．按照權(quán)利要求1的車輛，其中相對(duì)于上述主框結(jié)構(gòu)，上述輪子的垂直位置比上述履帶位置低，因此上述輪子與地面的接觸點(diǎn)比履帶的地面接觸點(diǎn)更深入地面。
22．一種車輛包括一個(gè)主框結(jié)構(gòu)，一個(gè)履帶組件，履帶組件大致裝在上述主框結(jié)構(gòu)的中央，并具有沿縱向伸展、與地面咬合的單個(gè)環(huán)狀履帶，一對(duì)與地面咬合的可轉(zhuǎn)向的輪子，它在主框結(jié)構(gòu)上的安裝使得上述一對(duì)輪子的每個(gè)輪子在上述履帶的側(cè)面，上述輪子的構(gòu)造和布局所產(chǎn)生的地面支承壓力足以改變上述履帶運(yùn)行的方向，使得上述履帶跟隨著上述輪子作轉(zhuǎn)彎，從而使車輛改變方向，轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，它有效地與上述輪子連結(jié)，使得上述輪子轉(zhuǎn)彎，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，它安裝在上述主框結(jié)構(gòu)上，它的構(gòu)造和布局同時(shí)驅(qū)動(dòng)上述輪子和上述履帶，從而使車輛沿地面行駛，上述輪子相對(duì)上述主框結(jié)構(gòu)作移動(dòng)，從而改變上述輪子相對(duì)于上述主框結(jié)構(gòu)的位置，由此按照地面條件來調(diào)節(jié)車輛的驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)向和地面壓力。
23．按照權(quán)利要求22的車輛，其中上述輪子在上述車軸組件的相對(duì)兩端上與上述車軸組件連接，上述車軸組件裝在上述主框結(jié)構(gòu)上，安放成基本上與上述履帶的縱向相垂直。
24．按照權(quán)利要求22的車輛，其中上述轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)的構(gòu)造和布局采用液壓操作。
25．按照權(quán)利要求22的車輛，其中上述主框結(jié)構(gòu)具有前后端，上述履帶組件基本上伸展在上述前后端之間。
26．按照權(quán)利要求22的車輛，其中上述輪子安裝成相對(duì)于上述主框結(jié)構(gòu)作垂直運(yùn)動(dòng)。
27．按照權(quán)利要求23的車輛，其中上述車軸組件的構(gòu)造和布局使車軸組件作大致垂直的運(yùn)動(dòng)，以調(diào)節(jié)上述輪子的垂直位置。
28．按照權(quán)利要求27的車輛，其中上述車軸組件可移動(dòng)一定距離，使得上述輪子至少抬起上述履帶的一部分脫離與地面接觸。
29．按照權(quán)利要求27的車輛，還包括一個(gè)空氣囊裝置，它有效地與上述車軸組件結(jié)合，大致垂直地移動(dòng)上述車軸組件。
30．按照權(quán)利要求23的車輛，其中上述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，至少一個(gè)由上述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓泵，至少一個(gè)與上述車軸組件連接的液壓馬達(dá)，以及至少一個(gè)與上述履帶組件連接的液壓馬達(dá)，上述液壓泵用管道與上述液壓馬達(dá)連接，以驅(qū)動(dòng)上述履帶和上述輪子，上述發(fā)動(dòng)機(jī)和上述液壓泵組成了一個(gè)動(dòng)力裝置。
31．按照權(quán)利要求30的車輛，其中上述液壓馬達(dá)的構(gòu)造和布局作成按如下方式來啟動(dòng)由選擇同時(shí)工作的馬達(dá)數(shù)目來確定車輛速度。
32．按照權(quán)利要求30的車輛，其中上述履帶的邊界確定了一個(gè)內(nèi)部空間，上述動(dòng)力裝置和上述車軸組件的主要部分被放在上述內(nèi)部空間中。
33．按照權(quán)利要求32的車輛，其中上述動(dòng)力裝置和上述車軸組件裝在一個(gè)活動(dòng)件上，上述活動(dòng)件裝在上述主框結(jié)構(gòu)上，并在上述內(nèi)部空間中作前后移動(dòng)，來改變車輛的前后重心。
34．按照權(quán)利要求33的車輛，其中上述活動(dòng)件移動(dòng)成當(dāng)上述活動(dòng)件放在前面位置時(shí)，上述輪子至少抬起上述履帶的前端脫離地面。
35．按照權(quán)利要求32的車輛，其中上述活動(dòng)件是裝在導(dǎo)向軌道內(nèi)的平板，平板在軌道內(nèi)滑動(dòng)，上述導(dǎo)向軌道固定在上述主框結(jié)構(gòu)上。
36．按照權(quán)利要求35的車輛，還至少包括一個(gè)液壓缸，它與上述平板連接，以移動(dòng)在導(dǎo)向軌道內(nèi)的平板。
37．按照權(quán)利要求33的車輛，其中上述活動(dòng)件通過軸承沿軌道移動(dòng)，上述軌道固定在上述主框結(jié)構(gòu)上。
38．按照權(quán)利要求22的車輛，其中上述輪子具有橡膠輪胎，上述履帶是橡膠履帶。
39．按照權(quán)利要求25的車輛，還包括一個(gè)推土鏟，它裝在上述主框結(jié)構(gòu)的前端。
40．按照權(quán)利要求22的車輛，其中上述轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)具有一個(gè)轉(zhuǎn)向裝置，它有效地與上述輪子結(jié)合，以控制車輛的轉(zhuǎn)向。
41．按照權(quán)利要求40的車輛，其中上述轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)包括一個(gè)與上述每個(gè)輪子連結(jié)的液壓缸，上述轉(zhuǎn)向裝置為液壓操作，并用管道與液壓缸連接，以控制上述輪子的轉(zhuǎn)向。
42．一個(gè)串聯(lián)式的車輛包括第一車輛包括一個(gè)主框結(jié)構(gòu)，一個(gè)履帶組件，履帶組件大致裝在上述主框結(jié)構(gòu)的中央，并具有沿縱向伸展、與地面咬合的單個(gè)環(huán)狀履帶，一對(duì)與地面咬合的可轉(zhuǎn)向的輪子，它在主框結(jié)構(gòu)上的安裝使得上述一對(duì)輪子的每個(gè)輪子在上述履帶的側(cè)面，上述輪子的構(gòu)造和布局所產(chǎn)生的地面支承壓力足以改變上述履帶運(yùn)行的方向，使得上述履帶跟隨著上述輪子作轉(zhuǎn)彎，從而使車輛改變方向，轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，它有效地與上述輪子連結(jié)，使得上述輪子轉(zhuǎn)彎，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，它安裝在上述主框結(jié)構(gòu)上，它的構(gòu)連和布局同時(shí)驅(qū)動(dòng)上述輪子和上述履帶，從而使車輛沿地面行駛，上述輪子相對(duì)上述主框結(jié)構(gòu)作移動(dòng)，從而改變上述輪子相對(duì)于上述主框結(jié)構(gòu)的位置，由此按照地面條件來調(diào)節(jié)車輛的驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)向和地面壓力，第二車輛與上述第一車輛的后端連接，上述第二車輛包括一個(gè)第二主框結(jié)構(gòu)、一個(gè)第二履帶組件(它裝在上述第二主框結(jié)構(gòu)上，并具有一條與地面咬合的環(huán)狀履帶)，以及一對(duì)與地面咬合的、可轉(zhuǎn)向的被動(dòng)輪子，輪子裝在上述第二主框結(jié)構(gòu)上，使得位于第二履帶組件的側(cè)面，上述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)被構(gòu)造和布局成同時(shí)驅(qū)動(dòng)第一和第二車輛的履帶和輪子。
43．一個(gè)串聯(lián)式的車輛包括第一車輛包括一個(gè)主框結(jié)構(gòu)，一個(gè)履帶組件，履帶組件裝在上述主框結(jié)構(gòu)上，并具有沿縱向伸展、與地面咬合的環(huán)狀履帶，一對(duì)與地面咬合的可轉(zhuǎn)向的輪子，它在主框結(jié)構(gòu)上的安裝使得上述輪子在上述履帶的側(cè)面，上述輪子的構(gòu)造和布局所產(chǎn)生的地面支承壓力足以改變上述履帶運(yùn)行的方向，使得上述履帶跟隨著上述輪子作轉(zhuǎn)彎，從而使車輛改變方向，轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，它有效地與上述輪子連結(jié)，使得上述輪子轉(zhuǎn)彎，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，它安裝在上述主框結(jié)構(gòu)上，它被構(gòu)造和布局成同時(shí)驅(qū)動(dòng)上述輪子和上述履帶，從而使第一車輛沿地面行駛，第二車輛與上述第一車輛的后端連接，上述第二車輛包括一個(gè)第二主框結(jié)構(gòu)，一個(gè)第二履帶組件，第二履帶組件裝在上述第二主框結(jié)構(gòu)上，并具有沿縱向伸展、與地面咬合的環(huán)狀履帶，一對(duì)與地面咬合的可轉(zhuǎn)向的輪子，它在第二主框結(jié)構(gòu)的安裝使得上述輪子在上述履帶的側(cè)面。上述輪子的構(gòu)造和布局所產(chǎn)生的地面支承壓力足以改變上述第二履帶運(yùn)行的方向，使得上述第二履帶跟隨著上述輪子作轉(zhuǎn)彎，上述第二車輛的上述履帶和上述輪子有效地與上述第一車輛的上述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)相連接，使得上述第一車輛的上述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)著上述第一車輛的上述輪子和履帶，以及上述第二車輛的上述輪子和履帶。
全文摘要
一種地面運(yùn)輸車輛(10),包括一個(gè)主框結(jié)構(gòu)(12),一個(gè)履帶組件(22),履帶組件裝在主框結(jié)構(gòu)(12)上并具有沿縱向伸展、與地面咬合的單個(gè)環(huán)狀履帶(26)。一對(duì)與地面咬合的可轉(zhuǎn)向的輪子(36)位于履帶(26)的兩側(cè)。輪子(36)的構(gòu)造和布局所產(chǎn)生的地面支承壓力足以改變履帶(26)運(yùn)行的方向,使得履帶(26)跟隨著輪子(36)作轉(zhuǎn)彎,從而使車輛改變方向。轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)(40)有效地與輪子(36)連結(jié),使得輪子(36)轉(zhuǎn)彎。在主框結(jié)構(gòu)(12)上安裝了動(dòng)力驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)(50),它被構(gòu)造和布局成可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)輪子(36)和履帶(26),從而使車輛沿地面行駛。輪子(36)的構(gòu)造和布局可使輪子(36)相對(duì)于主框結(jié)構(gòu)(12)作移動(dòng),從而改變輪子(36)相對(duì)于主框結(jié)構(gòu)(12)的位置,由此可按照地面條件來調(diào)節(jié)車輛的驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)向和地面壓力。
文檔編號(hào)E02F9/02GK1210493SQ97192169
公開日1999年3月10日 申請(qǐng)日期1997年2月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月8日
發(fā)明者約翰·B·蘭斯伯利 申請(qǐng)人:約翰·B·蘭斯伯利