一種履帶底盤、行駛裝置的製作方法
2023-11-08 06:34:38 1
本發明涉及交通工具領域，具體而言，涉及一種履帶底盤、行駛裝置。
背景技術：
很多需要經常在崎嶇、凹凸不平的地表行動裝置常常會利用履帶驅動來進行操縱。履帶一般以驅動裝置的方式被使用。涉及履帶的驅動裝置具有機架、環形履帶與驅動馬達一起安裝在機架上。驅動輪將扭矩從驅動馬達傳送至履帶以產生用於移動履帶裝置機架的牽引力。履帶可以由單個導輪來驅動或多個驅動導輪來驅動。
但是，在一些大型的金屬管道等表面，履帶驅動裝置形式穩定性差，履帶難以與表面形成穩定的接觸，因而卻難以提供良好的形式體驗。
技術實現要素：
在本發明的第一方面，提供了一種履帶底盤。採用上述驅動結構的履帶底盤，能夠在各種金屬管道以及磁性的不規則曲面行駛，且保持相對的平穩駕乘。其作為自由運行的承載平臺，通過加載不同模塊完成多種功能。
在本發明的第二號方面，提供了一種行駛裝置，其行駛穩定，能夠勝任在複雜的路況下的行駛要求。
本發明是這樣實現的：
一種履帶底盤，包括：
履帶，履帶具有相對的驅動面和接觸面，驅動面限定分布空間，分布空間具有至少一個預設區域；
位於分布空間內的多個磁力發生件，多個磁力發生件沿驅動面間隔地布置，磁力發生件具有可選的磁性狀態和非磁性狀態，且磁性狀態和非磁性狀態被可控地切換，多個磁力發生件被構造成在處於至少一個預設區域產生磁性吸附力，並通過驅動面將磁性吸附力作用於接觸面。
在較佳的一個示例中，履帶底盤包括位於分布空間內的驅動輪和從動輪，驅動輪、從動輪相對遠離地布置、且分別設置與驅動面摩擦接觸。
在較佳的一個示例中，驅動輪、從動輪均設置有定位板，定位板設置定位槽，履帶底盤還包括多個定位齒，多個定位齒沿驅動面布置，定位齒具有連接驅動面的連接部、以及遠離驅動面並與定位槽匹配的定位部。
在較佳的一個示例中，驅動輪、從動輪相對遠離地布置、且分別設置與驅動面嚙合。
在較佳的一個示例中，磁力發生件為電磁鐵。
在較佳的一個示例中，電磁鐵為交流電磁鐵或直流電磁鐵。
在較佳的一個示例中，電磁鐵包括相互匹配的鐵芯和導線繞組，導電繞組具有正極接線柱和負極接線柱，履帶底盤具有位於分布空間內的導電軌，導電軌被構造成與正極接線柱和負極接線柱中的任一種電接觸。
在較佳的一個示例中，鐵芯的一端連接至驅動面。
在較佳的一個示例中，導電軌與驅動面之間具有活動間隙。
一種行駛裝置，包括前述的履帶底盤。
上述方案的有益效果：本發明提供的履帶底盤具有能夠在各種路面行駛的優點，尤其是能夠在磁性材料，或者能夠與磁性發生磁性吸附作用的金屬表面進行穩定的形式。通過適當地調節磁力發生件的磁性狀態，從而可以使履帶底盤牢固地與行駛面接觸。履帶底盤主要針對大型金屬管道以及不規則曲面的磁性材料結構而設計，且能夠在任意磁性材料表面上以任意的姿態穩定爬行。此外，其結構簡單、緊湊，通過添加各種模塊實現，複雜的功能。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對範圍的限定，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。
圖1為本發明實施例提供的履帶底盤的第一視角結構示意圖；
圖2為本發明實施例提供的履帶底盤的第二視角結構示意圖；
圖3為圖1提供的履帶底盤中履帶的第一視角結構示意圖；
圖4為圖1提供的履帶底盤中履帶的第二視角結構示意圖；
圖5示出了圖1提供的履帶底盤中履帶和磁力發生件的相互配合關係示意圖；
圖6為圖5中ⅵ部的局部放大結構示意圖。
圖標：100-履帶底盤；101-主軸；102-電動機；103-履帶；104-保持架；105-導電軌；106-從動輪；107-驅動輪；108-預設區域；109-磁力發生件；301-分布空間；302-履帶板；303-定位齒；304-履帶銷；305-接觸面；306-驅動面；501-導槽；901-正極接線柱；902-鐵芯。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述並非旨在限制要求保護的本發明的範圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨後的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。
在本發明的描述中，需要說明的是，術語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，或者是該發明產品使用時慣常擺放的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」等僅用於區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
在本發明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「設置」、「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵之「上」或之「下」可以包括第一和第二特徵直接接觸，也可以包括第一和第二特徵不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特徵接觸。而且，第一特徵在第二特徵「之上」、「上方」和「上面」包括第一特徵在第二特徵正上方和斜上方，或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵「之下」、「下方」和「下面」包括第一特徵在第二特徵正下方和斜下方，或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。
在本發明中，在不矛盾或衝突的情況下，本發明的所有實施例、實施方式以及特徵可以相互組合。在本發明中，常規的設備、裝置、部件等，既可以商購，也可以根據本發明公開的內容自製。在本發明中，為了突出本發明的重點，對一些常規的操作和設備、裝置、部件進行的省略，或僅作簡單描述。
參閱圖1至圖6。
本實施例提供了一種履帶底盤100，其可用於平穩地形式於各種路面，尤其是金屬材質或者磁性材料表面。其中，所述的金屬材質或者磁性材料是指可以與具有磁性的物體——如磁鐵——發生磁力吸附或排斥作用的物體。
參閱圖1和圖2，履帶底盤100包括履帶103和磁力發生件109。磁力發生件109被設置用以與履帶103配合，磁力發生件109可以與磁性材料(如磁鐵)、或金屬(如鐵)通過磁力吸附，進而使得履帶103與各種行駛表面產生穩定和牢固的接觸，同時在適當的條件下，磁力發生件109的磁力可以部分或完全地消失，從而使得履帶103可以從前述的磁性材料(如磁鐵)、或金屬(如鐵)表面脫離，以便履帶103進行行走。
此外，通過在前述的履帶底盤100上設置不同模塊完成多種功能。換言之，履帶底盤100可以作為各種運動機械設備的行走機構，用以使運動機械設備在各種路面行駛。如前所述，本發明提供的履帶底盤100可以在金屬材質或者磁性材料表面較平穩地運動，但是，此種說明，並不排除，履帶底盤100可以在常規路面，如泥土路面的正常行駛。因此，基於本發明提出的履帶底盤100可以在各種複雜路面或物體表面行駛。根據使用場景的選擇，將履帶底盤100設置為不同的尺寸，以便其能夠在各種尺度的表面行駛。例如，當其體積較大時，其可以在一般尺寸的路面行駛；當將其設計為較小的體積時，其可以在各種逼仄或狹小空間(如梁、柱等)行駛，以便執行更複雜的作業。此外，履帶底盤100可以在水平路面或者路面行駛。在一些情況下，履帶底盤100也可以在豎直方向上爬升或者下降。
履帶103是履帶底盤100的行走構件，其與各種道路、路面相接觸，並發生相對作用力。參閱圖3，履帶103為環形結構，履帶103由多個履帶板302連接組成而成的履帶103連環。相鄰的兩個履帶板302之間通過履帶銷304等連接形成履帶103。相鄰的兩個履帶板302之間可以在一定的設計限度內發生相對運動，使得履帶103具有一定伸縮特性，從而可以自適應地在路面更好地路面曲線形狀行走。
針對不同的使用場景，履帶103的材質也可進行選擇性的調整，通常的情況下，履帶103由金屬材料製作而成，例如鋼板、鐵板等等。在另一些示例中，鋁板可以採用塑料、樹脂或者其他材料製作而成。例如，在一些示例中，履帶底盤100被作為玩具車中的行走機構使用，其可以採用塑料製作而成。
參閱圖3和圖4，履帶103具有相對的驅動面306和接觸面305。為了更清楚地說明，其中，所述的驅動面306是指環狀的履帶103內側的表面，其形成連續、封閉的環形曲面。所述的接觸面305是指環狀的履帶103內側的表面。在行駛過程中，接觸面305與路面接觸，即履帶103通過接觸面305與地面或其他各種路面發生相互作用力。
形成履帶103的履帶板302定義有在接觸面305和驅動面306之間的厚度方向，履帶板302還定義有與厚度方向垂直的長度方向，並且在長度方向延伸而成。
參閱圖3，本實施例中，履帶103由25個履帶板302依次連接而成為鏈環，並且驅動面306限定一個分布空間301。需要說明的是，分布空間301並非一個固定的空間，其可以在適當的情況下發生變形。例如，在行進過程中，履帶103發生變形時，所述的分布空間301會發生一定的變形。
此外，履帶103的驅動面306限定的如圖3所示的分布空間301定義有至少一個如圖1所示的預設區域108，本實施例中，以一個預設區域108為例進行說明。但是，預設區域108的具體數量可以根據實際需要的情況進行調整，本發明不對其作限定。當存在多個預設區域108時，例如兩個預設區域108或三個預設區域108或者更多個的預設區域108時，各個預設區域108之間以適當的方式相互間隔地布置。此外，預設區域108的形狀和尺寸也可以進行適當的調整，以便於磁力發生件109安裝為限。
結合圖1、圖3和圖5所示，所述的多個磁力發生件109位於分布空間301內，並且沿驅動面306間隔地布置。磁力發生件109具有可選的磁性狀態和非磁性狀態，且磁性狀態和非磁性狀態被可控地切換。其中，可控地切換是指，磁力發生件109是處於磁性狀態，或者處於非磁性狀態均通過以發明人已知的方式進行選擇性調整。具體地，磁力發生件109的在磁性狀態和非磁性狀態之間的切換的間隔時間和切換速度，處於磁性狀態的時間，處於非磁性狀態的時間等均可以作為控制的參考條件。例如，作為一種可選的示例，當履帶底盤100的行駛速度較快時，磁性狀態和非磁性狀態之間的時間間隔較短，且切換速度也較快。作為另一種可選的示例，當履帶底盤100的行駛速度較慢時，磁性狀態和非磁性狀態之間的時間間隔較長，且切換速度也較慢。
需要說明的是，由於存在多個(如兩個、三個等)磁力發生件109，其中可以有多個磁力發生件109處於相同的狀態(磁性狀態和非磁性狀態)，其他磁力發生件109處於另一相同的狀態(磁性狀態和非磁性狀態)。具體而言，例如，一種可選的方式是：當存在5個磁力發生件109時，存在兩個磁力發生件109處於磁性狀態，存在三個磁力發生件109處於非磁性狀態。
多個磁力發生件109被布置在履帶103形成分布空間301內，且在前述的至少一個預設區域108產生磁性吸附力，並通過驅動面306將磁性吸附力作用於接觸面305。由於磁力發生件109是在預設區域108被控制以處於磁性狀態，從而使得履帶103可以在預設區域108對應地通過磁力發生件109的適當磁力吸附作用力被固定在行駛物表面。行駛中的履帶103，通過轉動使得設置在履帶103的磁力發生件109位置發生轉移，從而脫離預設位置而處於非磁性狀態，從而達到自適應地調整履帶底盤100的磁性特徵，以便使的履帶103與地面的部分的接觸位置可以被有目的地被形成磁性區域，進而與磁性材料或鐵磁性金屬產生磁性吸附作用。
作為一種示例，磁力發生件109為電磁鐵。電磁鐵的可選實現方式包括但不限於交流電磁鐵或直流電磁鐵。電磁鐵被固定在履帶103的驅動面306，並且通過外接導線與電源連接。
電磁鐵的磁性狀態可以通過其是否被通電而可控制，因此，可以通過選擇適當控制電路對電磁鐵的供電電源進行控制，以便在適當的情況下使電磁鐵導通電源，或者在其他情況下使電磁鐵斷開電源。
電磁鐵包括相互匹配的鐵芯902和導線繞組。鐵芯902的一端連接至驅動面306。導電繞組具有正極接線柱901和負極接線柱。
本發明實施例中，基於方便控制的需要或其他的考量，電磁鐵的控制方式通過如下手段被實現。
履帶底盤100具有位於分布空間301內的導電軌105，導電軌105被布置在分布空間301內的預設區域108。導電軌105的設置方式可以是採用保持架104或者立柱等方式進行固定，本發明不對其做限定。較佳地，導電軌105與驅動面306之間具有活動間隙。
導電軌105可以與電磁鐵的正極接線柱901和負極接線柱中的任一種電接觸。導電軌105設置有導槽501，當電磁鐵運動至與預設區域108相對應的位置時，電磁鐵的接線柱如正極接線柱901位於導槽501內，與槽壁電接觸，且可在保持電接觸的同時沿導槽501滑動，並且當滑動足夠距離時，正極接線柱901可從導槽501內脫離。
導電軌105連接電源的正極時，則電磁鐵的正極接線柱901與導電軌105電接觸。例如，導電軌105連接電源的負極時，則電磁鐵的負極接線柱與導電軌105電接觸。當履帶103的分布空間301內存在多個預設區域108時，各個導電軌105連接電源的極性可以相同，也可以根據需要被設置為不同的特定方式。與之相對應的是，對應具有不同連接電源極性的導電軌105，相應的電磁鐵(磁力發生件109)的正極接線柱901和負極接線柱設置方式也應做出相應的調整，以正極與正極接線柱901匹配，負極與負極接線柱匹配為限。
進一步地，請再次參閱圖1，履帶底盤100還包括位於分布空間301內的驅動輪107和從動輪106。驅動輪107、從動輪106相對遠離地布置、且分別設置與驅動面306摩擦接觸。作為一種可選的實現方式，驅動輪107、從動輪106相對遠離地布置，並且分別設置與驅動面306嚙合。
較佳地，預設區域108位於驅動輪107和從動輪106之間。驅動輪107、從動輪106可以接受上位機傳遞的轉動扭矩，並且通過轉動而驅動履帶103進行運動，以實現履帶底盤100的行走。
更進一步地，驅動輪107、從動輪106均設置有定位板(圖未標)。
驅動輪107和定位板配合構成一組形成主動組件，驅動輪107和定位板同步地轉動。對應於驅動輪107的定位板為圓餅型結構，且外緣直徑小於驅動輪107的最大直徑，且與履帶103的驅動面306之間形成間隙。
從動輪106和定位板配合構成一組形成受動組件，從動輪106和定位板同步地轉動。對應於從動輪106的定位板亦為圓餅型結構，且外緣直徑小於從動輪106的最大直徑，且與履帶103的驅動面306之間形成間隙。
定位板具有定位功能，可以使得履帶103在運轉過程中，保持相對平穩，減小發生大尺度偏移的情況。定位板的定位功能通過如下方式被實現：定位板設置定位槽，履帶底盤100還包括多個定位齒303，多個定位齒303沿驅動面306布置，定位齒303具有連接驅動面306的連接部、以及遠離驅動面306並與定位槽匹配的定位部。
其中，圓餅型的定位板沿圓周方向設置定位槽，且定位槽由其外緣沿徑向凹陷。當驅動輪107和定位板裝配至履帶103時，設置於履帶103的定位齒303插設於定位槽內，並且隨著履帶103的運轉而在定位槽內轉動。因此，布置於履帶103驅動面306的定位齒303的轉動姿態被限定，進而對構成履帶103的履帶板302的運轉姿態進行限定。
當然，本發明中的履帶底盤100還可進一步地設置，驅動裝置(如發動機或電動機102等)、主軸101等等。
本實施例中提供的履帶底盤100的工作方式簡要敘述如下：
1、電機啟動帶動主動輪；2、主動輪帶動履帶103和從動輪106運轉；3、通電導軌：兼顧線圈電源引入，以及施加履帶103與底盤結構的支撐力；4、線圈運行至履帶103底部，進入通電導軌，線圈通電，產生電磁吸力；5、通過在履帶103與接觸面305施加電磁力，在任意姿態電磁材料結構上穩定行進。
通過採用上述的結構設計，本發明實現了，履帶底盤100利用磁力在金屬管道壁和任意電磁材料表面自由爬行，相比傳統維護機構，它的工作環境更多。通過在履帶103上履帶103安裝可控電磁鐵進行吸附，完成自由運動，相比傳統機構，它的靈活性和可控性都更高。
此外履帶底盤100還具有以下優點：
(1)工作環境多樣；(2)運行更加穩定；(3)可更換模塊以達到更多功能；(4)自動化程度高；(5)可控能力強；(6)結構簡單，設備生產原料易得，可批量生產；(7)市場大。
基於前述的履帶底盤100，本實施還提供了一種行駛裝置。作為一種示例，形式裝置為履帶103式挖掘機。履帶103式挖掘機主要包括行走機構、工作裝置，迴轉平臺等。其中，行走機構主要包括履帶底盤100等。工作裝置包括動臂、鬥杆、鏟鬥等。迴轉平臺包括迴轉臺、液壓傳動裝置、伺服操縱裝置、駕駛室等等。其中，各個機構、裝置和部件的配合、安裝和連接方式，可以採用發明人已知的手段來完成和實現，本實施例中部做具體的詳述。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。