復(fù)合式行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

陶禹涵 劉瑞 張歡 李瑞 殷國(guó)良 劉軍

摘 要：本文針對(duì)現(xiàn)有車輛設(shè)計(jì)了一款復(fù)合式行走機(jī)構(gòu)，采用履帶與輪切換適應(yīng)不同路況，通過PLC控制液壓結(jié)構(gòu)對(duì)履帶與輪進(jìn)行切換，解決了履帶在公路上行走會(huì)破壞路面和輪子在復(fù)雜環(huán)境行走容易出現(xiàn)爆胎、漏氣、陷入的不足。

關(guān)鍵詞：復(fù)合式行政機(jī)構(gòu);履帶;液壓系統(tǒng)

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

1 復(fù)合式行走機(jī)構(gòu)的技術(shù)應(yīng)用

傳統(tǒng)式履帶行走機(jī)構(gòu)雖然對(duì)路面要求很低，但運(yùn)行機(jī)動(dòng)能力相對(duì)較差，而輪式行走機(jī)構(gòu)不適合泥濘崎嶇等環(huán)境惡劣的環(huán)境。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)一款復(fù)合行走裝置，行走機(jī)構(gòu)由履帶式行走機(jī)構(gòu)與輪式行走機(jī)構(gòu)復(fù)合形成。利用液壓裝置進(jìn)行切換，從而適用于平地、山地、坡地、雪地、水洼地等各種復(fù)雜地形。

2 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

如圖1所示，該裝置將液壓裝置通過連桿與凸輪機(jī)構(gòu)相連接，通過曲柄搖桿機(jī)構(gòu)原理可知，液壓缸推桿運(yùn)動(dòng)將帶動(dòng)凸輪繞軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，考慮曲柄搖桿機(jī)構(gòu)存在死點(diǎn)以及凸輪擺動(dòng)幅度不會(huì)太大，故增加一對(duì)外嚙合齒輪。同時(shí)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(shí)半軸與履帶主動(dòng)輪通過花鍵相連，如圖2所示。當(dāng)液壓裝置啟動(dòng)時(shí)，推桿前進(jìn)或后退帶動(dòng)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(dòng)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(fù)原位。

3 液壓及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

因履帶輪具有一定重量，故考慮采用雙泵供油，考慮實(shí)用性，采用三位五通電磁換向閥實(shí)現(xiàn)液壓缸推桿前進(jìn)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(dòng)后，壓力油沿進(jìn)油路通過三位五通電磁換向閥右端，進(jìn)入液壓缸無桿腔，推動(dòng)推桿前進(jìn)，通過傳動(dòng)裝置令履帶輪落下。當(dāng)前進(jìn)推桿觸碰繼電器sq2、sq4、sq6、sq8時(shí)，繼電器工作令ya1、ya3、ya5、ya7失電，此時(shí)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(jìn)油路通過三位五通電磁換向閥左端，進(jìn)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(shí)推動(dòng)推桿后退，通過傳動(dòng)裝置令履帶輪回復(fù)原位。當(dāng)后退推桿觸碰繼電器sq1、sq3、sq5、sq7時(shí)，繼電器工作令ya2、ya4、ya6、ya8失電，此時(shí)三位五通電磁換向閥處于中間位置，履帶輪完全回復(fù)原本位置。同時(shí)利用二位二通電磁換向閥在車輛停止工作后，實(shí)現(xiàn)液壓裝置的原位失電卸荷。

本設(shè)計(jì)駕駛?cè)丝稍谲噧?nèi)通過PLC控制面板對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)履帶與輪的切換。

4 結(jié)論

本復(fù)合式行走機(jī)構(gòu)由履帶式行走機(jī)構(gòu)與輪式行走機(jī)構(gòu)復(fù)合形成，從而適用于平地、山地、坡地、雪地、水洼地等各種復(fù)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(guān)進(jìn)行履帶-輪的切換，設(shè)計(jì)輪系裝置，實(shí)現(xiàn)履帶與輪的復(fù)合傳動(dòng)。該裝置具備履帶與輪二者共同的優(yōu)勢(shì)，在平地可以高速行駛，同時(shí)在復(fù)雜地形也可保證高穩(wěn)定性、高通過性、高機(jī)動(dòng)性。

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作者簡(jiǎn)介：陶禹涵（1997-），男，遼寧鐵嶺人，本科，研究方向：機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)及機(jī)電一體化技術(shù)。