復合式行走機構的設計

陶禹涵 劉瑞 張歡 李瑞 殷國良 劉軍

摘 要：本文針對現(xiàn)有車輛設計了一款復合式行走機構，采用履帶與輪切換適應不同路況，通過PLC控制液壓結構對履帶與輪進行切換，解決了履帶在公路上行走會破壞路面和輪子在復雜環(huán)境行走容易出現(xiàn)爆胎、漏氣、陷入的不足。

關鍵詞：復合式行政機構;履帶;液壓系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.037

1 復合式行走機構的技術應用

傳統(tǒng)式履帶行走機構雖然對路面要求很低，但運行機動能力相對較差，而輪式行走機構不適合泥濘崎嶇等環(huán)境惡劣的環(huán)境。本項目設計一款復合行走裝置，行走機構由履帶式行走機構與輪式行走機構復合形成。利用液壓裝置進行切換，從而適用于平地、山地、坡地、雪地、水洼地等各種復雜地形。

2 傳動系統(tǒng)設計

如圖1所示，該裝置將液壓裝置通過連桿與凸輪機構相連接，通過曲柄搖桿機構原理可知，液壓缸推桿運動將帶動凸輪繞軸做旋轉(zhuǎn)運動，考慮曲柄搖桿機構存在死點以及凸輪擺動幅度不會太大，故增加一對外嚙合齒輪。同時在履帶輪靠近車體一側(cè)焊接一中空軸，軸外側(cè)通過普通平鍵與齒輪相連，內(nèi)孔處穿過半軸，同時半軸與履帶主動輪通過花鍵相連，如圖2所示。當液壓裝置啟動時，推桿前進或后退帶動凸輪旋轉(zhuǎn)，凸輪通過軸將旋轉(zhuǎn)的力與轉(zhuǎn)矩傳遞給大齒輪，而后大齒輪與小齒輪嚙合傳動將力與力矩傳遞給中空軸，再經(jīng)由中空軸將力與力矩傳遞給履帶輪，令其落下或回復原位。

3 液壓及控制系統(tǒng)設計

因履帶輪具有一定重量，故考慮采用雙泵供油，考慮實用性，采用三位五通電磁換向閥實現(xiàn)液壓缸推桿前進與后退的相互轉(zhuǎn)換。在圖3所示圖中令ya1、ya3、ya5、ya7得電，則三位五通電磁換向閥右端工作，液壓泵啟動后，壓力油沿進油路通過三位五通電磁換向閥右端，進入液壓缸無桿腔，推動推桿前進，通過傳動裝置令履帶輪落下。當前進推桿觸碰繼電器sq2、sq4、sq6、sq8時，繼電器工作令ya1、ya3、ya5、ya7失電，此時三位五通電磁換向閥處于中間位置，履帶輪已完全落下可正常行駛。令ya2、ya4、ya6、ya8得電，則三位五通電磁換向閥左端工作，壓力油沿進油路通過三位五通電磁換向閥左端，進入液壓缸有桿腔，而無桿腔內(nèi)壓力油沿回油路通過三位五通電磁換向閥左端流回油箱，同時推動推桿后退，通過傳動裝置令履帶輪回復原位。當后退推桿觸碰繼電器sq1、sq3、sq5、sq7時，繼電器工作令ya2、ya4、ya6、ya8失電，此時三位五通電磁換向閥處于中間位置，履帶輪完全回復原本位置。同時利用二位二通電磁換向閥在車輛停止工作后，實現(xiàn)液壓裝置的原位失電卸荷。

本設計駕駛?cè)丝稍谲噧?nèi)通過PLC控制面板對液壓系統(tǒng)進行控制，從而實現(xiàn)履帶與輪的切換。

4 結論

本復合式行走機構由履帶式行走機構與輪式行走機構復合形成，從而適用于平地、山地、坡地、雪地、水洼地等各種復雜地形。履帶安裝于車身的前后側(cè)，根據(jù)不同的路況在車內(nèi)通過控制開關進行履帶-輪的切換，設計輪系裝置，實現(xiàn)履帶與輪的復合傳動。該裝置具備履帶與輪二者共同的優(yōu)勢，在平地可以高速行駛，同時在復雜地形也可保證高穩(wěn)定性、高通過性、高機動性。

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作者簡介：陶禹涵（1997-），男，遼寧鐵嶺人，本科，研究方向：機械優(yōu)化設計及機電一體化技術。