ГУСЕНИЧНО-МОДУЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО С НЕЗАВИСИМЫМ ОТ НАГРУЗКИ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ НАГРУЗКИ Российский патент 2019 года по МПК B62D55/104 B62D55/30 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение, в целом, относится к области гусенично-модульных систем транспортных средств, относящихся к обычному типу для использования вместо колес транспортного средства и, в частности, к гусеничным модулям, имеющим передние и задние колеса и по меньшей мере один несущий нагрузку опорный каток между передними и задними колесами, которые все сцеплены гусеничной лентой, продолжающейся вокруг колес, для езды транспортного средства по земле.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Сельскохозяйственные транспортные средства, такие как трактора, комбайны и тому подобное, обычно используют на сельскохозяйственных полях для множества работ, а строительные машины и другие большие рабочие машины используют для множества разных работ на множестве земляных поверхностей. Обычно, эти транспортные средства имеют большие колеса с шинами, которые поддерживают транспортные средства на земле. Однако для улучшенного движения вместо колес с шинами используют гусенично-модульные системы транспортных средств (или «гусеничные модули» или «гусенично-модульное устройство»), и такие гусенично-модульные системы обеспечивают значительно большую площадь зацепления поверхности земли, поддерживающую вес транспортного средства и имеющую тенденцию предотвращения увязания транспортных средств в грязи или в других мягких земляных поверхностях.

Среди проблем, встречающихся при использовании гусенично-модульного устройства для транспортного средства, существует потребность в распределении нагрузки, поддерживаемой гусеничным модулем, между разными колесами. Эти нагрузки являются как статическими, так и динамическими и могут изменяться во время работы транспортного средства. Нагрузки изменяются, когда транспортному средству попадается неровная земля, когда транспортное средство поворачивает и когда изменяется уклон пересекаемой земли. В идеале все колеса остаются в контакте с землей посредством гусеничной ленты и все время делят часть нагрузки.

Один гусенично-модульный блок, который предназначен для относительно равномерного распределения нагрузки, раскрыт в патенте США № 7628235. Так, раскрыт блок поперечного вращения гусеницы транспортного средства, который имеет по меньшей мере одну поворачиваемую вспомогательную раму и по меньшей мере одну дополнительную поворачиваемую вспомогательную раму, а каждая из вспомогательных рам вмещает с возможностью вращения по меньшей мере один ходовой колесо. По меньшей мере одна вспомогательная рама установлена с возможностью поворота на транспортном средстве, и по меньшей мере одна дополнительная вспомогательная рама установлена с возможностью поворота по меньшей мере на одной поворачиваемой вспомогательной раме.

Еще один гусенично-модульный блок транспортного средства раскрыт в публикации заявки на патент США № 2013/0154345. Так, раскрыт гусеничный блок транспортного средства, который имеет множество поддерживающих катков, расположенных один за другим в направлении хода транспортного средства, вокруг которых обернута лента. Катки регулируют посредством по меньшей мере одного исполнительного механизма между первой конфигурацией, в которой нагружены все поддерживающие катки, и второй конфигурацией, в которой разгружен по меньшей мере один наружный каток из поддерживающих катков. Источник энергии доставляет энергию привода, необходимую для регулировки конфигурации. Аккумулятор энергии заряжается от источника энергии привода и соединен с аккумулятором для того, чтобы снабжать исполнительный механизм энергией привода, необходимой для регулировки конфигурации.

Производитель CLAAS также имеет свою линейку продуктов Lexion Terra Trac, которая содержит конфигурации, которые предназначены для решения некоторых из этих проблем. Однако ни одна из этих систем предшествующего уровня техники не содержит все элементы настоящего изобретения и не соответствует требованиям, изложенным выше.

ЦЕЛИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель этого изобретения состоит в том, чтобы создать усовершенствованное гусенично-модульное устройство для транспортного средства, которое обладает большой способностью переноса нагрузки, сохраняя в то же время более низкие силы контакта с землей за счет обеспечения более низкой нагрузки на ось за счет более равномерного распределения нагрузки.

Еще одна цель гусенично-модульного устройства для транспортного средства этого изобретения состоит в том, чтобы минимизировать неподрессоренную массу гусенично-модульного устройства.

Еще одна цель гусенично-модульного устройства для транспортного средства изобретения состоит в том, чтобы предоставить гусенично-модульное устройство, которое делит изменения нагрузки между осями.

Дополнительная цель гусенично-модульного устройства для транспортного средства изобретения состоит в том, чтобы предоставить гусенично-модульное устройство, в котором каждая ось может двигаться вертикально независимым образом.

Еще одна цель гусенично-модульного устройства для транспортного средства изобретения состоит в том, чтобы предоставить гусенично-модульное устройство, в котором распределение нагрузки на колеса не зависит от вертикальной нагрузки.

Еще одна цель гусенично-модульного устройства для транспортного средства изобретения состоит в том, чтобы предоставить гусенично-модульное устройство, которое имеет независимое движение в режиме поперечного вращения для всех осей каретки.

Дополнительная цель этого изобретения состоит в том, чтобы создать усовершенствованное гусенично-модульное устройство для транспортного средства, которое содержит шарнирно-сочлененный узел каретки и которое содержит независимое приспосабливание к движению с поперечным вращением каретки.

Еще одна цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы создать гусенично-модульное устройство, которое уменьшает износ гибкой гусеницы.

Эти и другие цели изобретения будут понятны из следующего описания и из чертежей.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Это изобретение представляет собой усовершенствование гусенично-модульного устройства для транспортного средства, которое содержит модульную раму, ведущее колесо, вращающееся относительно рамы, передний и задний соприкасающиеся с землей колеса, по меньшей мере один соприкасающийся с землей опорный каток, и гусеничную ленту, проходящую вокруг колес и приводимую в движение за счет ее зацепления с ведущим колесом.

Усовершенствование изобретения включает: (1) передний рычаг подвески, прикрепленный с возможностью вращения к раме на оси переднего рычага и проходящий вперед к дальнему концу переднего рычага, на котором с возможностью вращения закреплен узел переднего колеса, и назад к заднему концу подвески; (2) задний рычаг подвески, прикрепленный с возможностью вращения к раме на оси заднего рычага и проходящий назад к дальнему концу заднего рычага, на котором с возможностью вращения закреплен узел заднего колеса, и вперед к переднему концу подвески; (3) узел каретки, имеющий крепление каретки и по меньшей мере один передний опорный каток, вращающийся относительно него; и (4) передний и задний элементы подвески, прикрепленные с возможностью вращения к заднему и переднему концам подвески и проходящие от них, соответственно, к заднему и переднему, вращающимся соединениям крепления каретки, соответственно.

Термин «ось», как используется в данном описании, относится к шарнирному соединению, которое содержит необходимые составные элементы, такие как подшипники, и другую конструкцию для обеспечения вращения вокруг этой оси. Более полное описание его применения и родственных терминов представлено в этом документе позже.

Термин «элементы подвески», как используется в данном описании, относится к составным элементам в системе подвески, которые обеспечивают силу упругости и/или амортизацию в системе.

Термин «соприкасающиеся с землей», как используется в данном описании, в отношении колеса означает, что колесо касается земли посредством гусеничной ленты, которая зацепляет колесо в нормальных рабочих условиях.

Термин «опорный каток (катки)», как используется в данном описании, относится к одному или более каткам, обеспечивающим опору для транспортного средства в средней соприкасающейся с землей области гусеничного модуля, при этом другая соприкасающаяся с землей опора предоставлена назад и/или вперед от опорного катка (катков).

Термин «между ними» при ссылке на положение соприкасающихся с землей опорных катков означает, что опорные катки расположены позади переднего соприкасающегося с землей колеса (колес) и впереди заднего соприкасающегося с землей колеса (колес) вдоль направления хода.

Термин «натяжное», как используется в данном описании, относится к колесу, которое не является ведущим колесом, но вращается только благодаря его сцеплению с гусеничной лентой.

Термин «реагирующий на нагрузку и землю», как используется в данном описании относительно узлов подвески, означает, что положения над землей таких узлов являются изменчивыми, в том числе относительно рамы, и зависит от рельефа земли под гусеницей и так и иначе от вызываемой общей нагрузки на гусеничный модуль.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления усовершенствованного гусенично-модульного устройства для транспортного средства оси переднего рычага и заднего рычага совпадают на оси рычага подвески. В некоторых таких вариантах осуществления ось рычага подвески находится на более низком уровне, чем ось ведущего колеса, и в некоторых из этих вариантов осуществления ось рычага подвески находится позади оси ведущего колеса.

В очень предпочтительных вариантах осуществления (a) узел каретки дополнительно содержит рычаг узла каретки, прикрепленный с возможностью вращения (i) на дальнем конце рычага узла каретки к переднему рычагу подвески на первой оси узла каретки между дальним концом переднего рычага и осью рычага подвески и (ii) на ближнем конце рычага узла каретки к креплению каретки на второй оси узла каретки, (b) передний элемент подвески прикреплен с возможностью вращения (i) к заднему концу подвески на шарнире переднего элемента подвески и (ii) к соединению заднего крепления каретки на первом шарнире узла каретки, и (c) задний элемент подвески прикреплен с возможностью вращения (i) к переднему концу подвески на шарнире заднего элемента подвески и (ii) к соединению переднего крепления каретки на втором шарнире узла каретки.

В некоторых из этих очень предпочтительных вариантов осуществления по меньшей мере один опорный каток включает в себя по меньшей мере один передний опорный каток и по меньшей мере один задний опорный каток, а крепление каретки содержит (a) переднюю часть крепления каретки, имеющую по меньшей мере одно прикрепленное к ней передний опорный каток на передней оси каретки, при этом передняя часть крепления каретки содержит переднее соединение крепления каретки, и (b) заднюю часть крепления каретки, имеющую по меньшей мере одно прикрепленное к ней задний опорный каток на задней оси каретки, при этом задняя часть крепления каретки содержит заднее соединение крепления каретки. Некоторые из этих вариантов осуществления также могут содержать по меньшей мере два передних опорных катка и по меньшей мере два задних опорных катка, и в этих вариантах осуществления передняя ось каретки вращается на перпендикулярной ей передней продольной оси каретки, а задняя ось каретки вращается на перпендикулярной ей задней продольной оси каретки.

В некоторых из предпочтительных вариантов осуществления передняя и задняя части крепления каретки прикреплены с возможностью вращения на третьей оси узла каретки, и в некоторых из этих вариантов осуществления крепление каретки дополнительно содержит среднюю часть крепления каретки, имеющую по меньшей мере один средний опорный каток, прикрепленный к ней на средней оси каретки.

В других очень предпочтительных вариантах осуществления гусенично-модульное устройство изобретения транспортного средства содержит по меньшей мере два передних опорных катка, по меньшей мере два задних опорных катка и по меньшей мере два средних опорных катка, и (a) передняя ось каретки вращается на перпендикулярной ей передней продольной оси каретки, (b) средняя ось каретки вращается на перпендикулярной ей средней продольной оси каретки, а (c) задняя ось каретки вращается на перпендикулярной ей задней продольной оси каретки. В некоторых из этих вариантов осуществления передняя и средняя части крепления каретки прикреплены с возможностью вращения на третьей оси узла каретки.

В некоторых очень предпочтительных вариантах осуществления гусенично-модульное устройство транспортного средства дополнительно содержит натяжной элемент, имеющий первый и второй концы, причем первый конец прикреплен с возможностью вращения к переднему рычагу подвески на ближнем натяжном шарнире между дальним концом переднего рычага и осью рычага подвески. В таком варианте осуществления узел переднего колеса содержит (a) по меньшей мере одно переднее колесо, вращающееся вокруг оси переднего колеса, и (b) рычажный механизм колеса на оси переднего колеса. Дальний конец переднего рычага подвески прикреплен с возможностью вращения к рычажному механизму колеса на смещенной оси колеса, смещенной от оси переднего колеса, а второй конец натяжного элемента прикреплен с возможностью вращения к рычажному механизму колеса на дальнем натяжном шарнире, смещенном от оси переднего колеса. Также, ось натяжения смещена под углом вокруг него таким образом, что рычажный механизм колеса представляет собой рычаг 2 класса, при этом его центром вращения является смещенная ось колеса. В некоторых из этих вариантов осуществления узел заднего колеса содержит ось заднего колеса на дальнем конце заднего рычага и по меньшей мере одно заднее колесо, вращающееся вокруг оси заднего колеса.

В некоторых очень предпочтительных вариантах осуществления вращающиеся крепления переднего и заднего элементов подвески на заднем и переднем концах подвески, соответственно, выполнены с возможностью обеспечения вращения, имеющего по меньшей мере две степени свободы, а заднее и переднее вращающиеся соединения крепления каретки выполнены с возможностью обеспечения вращения, имеющего по меньшей мере две степени свободы.

В некоторых очень предпочтительных вариантах осуществления вращающиеся крепления первого и второго концов натяжного элемента выполнены с возможностью обеспечения вращения, имеющего по меньшей мере две степени свободы.

В некоторых очень предпочтительных вариантах осуществления передний и задний элементы подвески содержат наполненные газом составные элементы, обеспечивающие силу упругости. В некоторых из этих вариантов осуществления передний и задний элементы подвески дополнительно содержат гидравлические составные элементы с поршнем и цилиндром. Также, в некоторых из этих вариантов осуществления передний и задний элементы подвески находятся в общем гидравлическом контуре. И некоторые из этих вариантов осуществления дополнительно содержат внешний накопитель, гидравлически соединенный с общим гидравлическим контуром.

В некоторых вариантах осуществления гусенично-модульного устройства для транспортного средства изобретения передние и задние колеса имеют равные диаметры, а в некоторых вариантах осуществления опорные катки имеют равные диаметры.

В еще одном аспекте изобретения переднее колесо (колеса) представляет собой переднее натяжное колесо (колеса), заднее колесо (колеса) представляет собой заднее натяжное колесо (колеса), ведущее колесо расположено выше и между натяжными колесами, узел переднего колеса представляет собой передний натяжной узел, а узел заднего колеса представляет собой задний натяжной узел.

Некоторые варианты осуществления гусенично-модульного устройства изобретения выполнены таким образом, что ведущее колесо приводится в движение механизмом привода, выполненным с возможностью приведения в действие транспортным средством, и в некоторых из этих вариантов осуществления механизм привода представляет собой редуктор, прикрепляемый к приводимой в движение оси транспортного средства.

Некоторые варианты осуществления гусенично-модульного устройства для транспортного средства изобретения содержат натяжной элемент, имеющий первый и второй концы, причем первый конец прикреплен с возможностью вращения к заднему рычагу подвески на ближнем натяжном шарнире между дальним концом заднего рычага и осью заднего рычага. В этих вариантах осуществления узел заднего колеса содержит (a) по меньшей мере одно заднее колесо, вращающееся вокруг оси заднего колеса, и (b) рычажный механизм колеса на оси заднего колеса. Дальний конец заднего рычага подвески прикреплен с возможностью вращения к рычажному механизму колеса на смещенной оси колеса, смещенной от оси заднего колеса; второй конец натяжного элемента прикреплен с возможностью вращения к рычажному механизму колеса на дальнем натяжном шарнире, который смещен от оси заднего колеса; а дальний натяжной шарнир и смещенная ось колеса смещены под углом вокруг оси заднего колеса таким образом, что рычажный механизм колеса представляет собой рычаг 2 класса, при этом его центром вращения является смещенная ось колеса. В некоторых из этих вариантов осуществления узел переднего колеса содержит ось переднего колеса на дальнем конце переднего рычага и по меньшей мере одно переднее колесо, вращающееся вокруг оси переднего колеса.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1A представляет собой вид в перспективе варианта осуществления гусенично-модульного устройства для транспортного средства этого изобретения.

Фиг. 1B представляет собой вид в перспективе варианта осуществления фиг. 1A, если смотреть со стороны, противоположной стороне, показанной на фиг. 1A.

Фиг. 2 представляет собой вид в перспективе частей варианта осуществления гусенично-модульного устройства для транспортного средства с фиг. 1A и 1B, иллюстрирующий составные элементы рычажного механизма подвески без ведущего колеса, полимерной гусеничной ленты, колес, рамы и элементов подвески.

Фиг. 3 представляет собой вид в перспективе в разобранном виде варианта осуществления с фиг. 1A и 1B.

Фиг. 4 представляет собой чертеж в вертикальной проекции варианта осуществления с фиг. 1A и 1B с удаленным ближним набором натяжных и опорных катков, чтобы показать тяги.

Фиг. 5 представляет собой чертеж в вертикальной проекции частей варианта осуществления гусенично-модульного устройства для транспортного средства с фиг. 1A и 1B, показывающий составные элементы рычажного механизма подвески без ведущего колеса и гусеничной ленты и колес.

Фиг. 6A представляет собой вид в перспективе деталей крепления каретки узла каретки гусенично-модульного устройства для транспортного средства с фиг. 1A и 1B.

Фиг. 6B представляет собой вид в перспективе крепления каретки с фиг. 6A, показывающий переднюю часть крепления каретки, повернутую относительно задней части крепления каретки вокруг третьей оси узла каретки.

Фиг. 7A-7F представляют собой чертежи в вертикальной проекции варианта осуществления с фиг. 1A и 1B, иллюстрирующие движение гусенично-модульного устройства для транспортного средства изобретения, когда оно проходит небольшой ухаб вдоль траектории своего движения, на которых:

Фиг. 7A показывает гусенично-модульное устройство непосредственно перед столкновением с ухабом.

Фиг. 7B показывает гусенично-модульное устройство с его передними натяжными колесами над ухабом.

Фиг. 7C показывает гусенично-модульное устройство с его передними опорными катками над ухабом.

Фиг. 7D показывает гусенично-модульное устройство с его средними опорными катками над ухабом.

Фиг. 7E показывает гусенично-модульное устройство с его задними опорными катками над ухабом.

Фиг. 7F показывает гусенично-модульное устройство с его задними натяжными колесами над ухабом.

Фиг. 8A представляет собой чертеж в вертикальной проекции варианта осуществления с фиг. 1A и 1B, иллюстрирующий движение гусенично-модульного устройства для транспортного средства изобретения, когда оно движется вверх по холму.

Фиг. 8B представляет собой чертеж в вертикальной проекции варианта осуществления с фиг. 1A и 1B, иллюстрирующий движение гусенично-модульного устройства для транспортного средства изобретения, когда оно движется вниз по холму.

Фиг. 9 представляет собой схематичный чертеж переднего и заднего элементов подвески в гидравлическом контуре.

Фиг. 10 представляет собой схематичный чертеж варианта осуществления с фиг. 1A и 1B, иллюстрирующий поддерживаемую нагрузку FL и пять суммарных нагрузок F1-F5 на колеса.

Фиг. 11 представляет собой чертеж в вертикальной проекции (аналогично фиг. 4) первого альтернативного варианта осуществления гусенично-модульного устройства для транспортного средства этого изобретения, причем такой вариант осуществления аналогичен варианту осуществления с фиг. 4, но содержит только передние и задние опорные катки с соответствующими модификациями составных элементов, используемых в системе подвески.

Фиг. 12 представляет собой чертеж в вертикальной проекции (аналогично фиг. 4) второго альтернативного варианта осуществления гусенично-модульного устройства для транспортного средства этого изобретения, причем такой вариант осуществления аналогичен варианту осуществления с фиг. 11, но не содержит натяжной элемент, а передний натяжной узел содержит только переднее натяжное колесо.

Фиг. 13 представляет собой чертеж в вертикальной проекции (аналогично фиг. 4) третьего альтернативного варианта осуществления гусенично-модульного устройства для транспортного средства этого изобретения, причем такой вариант осуществления аналогичен варианту осуществления с фиг. 4, но не содержит натяжной элемент, а передний натяжной узел содержит только переднее натяжное колесо.

Фиг. 14 представляет собой чертеж в вертикальной проекции (аналогично фиг. 4) четвертого альтернативного варианта осуществления гусенично-модульного устройства для транспортного средства этого изобретения, причем такой вариант осуществления аналогичен варианту осуществления с фиг. 13, но не содержит третью ось узла каретки.

Фиг. 15A представляет собой чертеж в вертикальной проекции частей варианта осуществления гусенично-модульного устройства для транспортного средства с фиг. 1 для иллюстрации детали конца натяжного элемента.

Фиг. 15B представляет собой вид в разрезе фиг. 15A.

Фиг. 15C представляет собой увеличение части фиг. 15B, особо показывающее конец натяжного элемента.

Фиг. 16 представляет собой схематичный чертеж варианта осуществления гусенично-модульного устройства изобретения, в котором натяжной элемент установлен относительно заднего натяжного колеса.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЯ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. 1A представляет собой вид в перспективе варианта осуществления 10 гусенично-модульного устройства для транспортного средства этого изобретения. (Как здесь упоминалось, вариант осуществления гусенично-модульного устройства и само гусенично-модульное устройство могут обозначаться с использованием одинаковых ссылочных номеров. Таким образом, например, «вариант осуществления 10» и «гусенично-модульное устройство 10» относятся к одному и тому же устройству). Вариант осуществления 10 содержит модульную раму 12, ведущее колесо 14, которое вращается относительно рамы 12, при этом ведущее колесо имеет ось 16 ведущего колеса, соприкасающиеся с землей передние колеса 18 и соприкасающиеся с землей задние колеса 20 и соприкасающиеся с землей опорные катки 56, 60 и 64, и гусеничную ленту 22, которая продолжается вокруг колес 14, 18, 20, 56, 60 и 64 и приводится в движение за счет ее зацепления с ведущим колесом 14.

Фиг. 1B представляет собой вид в перспективе гусенично-модульного устройства 10 фиг. 1A, если смотреть со стороны, противоположной стороне, показанной на фиг. 1A. Со ссылкой на фиг. 1B, гусенично-модульное устройство 10 содержит крепление 11 для соединения c транспортным средством, на котором гусенично-модульное устройство 10 крепится к транспортному средству, и редуктор 14g привода, который получает мощность от транспортного средства через ведущий входной вал 14p силового привода.

В варианте осуществления 10 передние колеса 18 представляют собой передние натяжные колеса 18, а задние колеса 20 представляют собой задние натяжные колеса 20. В некоторых вариантах осуществления гусенично-модульного устройства изобретения предусматривается, что переднее или заднее колесо также может функционировать в качестве ведущего колеса. Также в варианте осуществления 10 гусеничная лента 22 представляет собой полимерную гусеничную ленту 22. Предусматривается, что в рамках объема настоящего изобретения гусеничная лента 22 может быть выполнена из большого множества материалов и конструкций, в том числе из металлических составных элементов, таких как известны в настоящее время в некоторых гусеничных транспортных средствах. Специфические свойства и материалы гусеничной ленты не являются центральными для концепций настоящего изобретения.

Опорные катки 56 представляют собой передние опорные катки, опорные катки 60 представляют собой задние опорные катки, а опорные катки 64 представляют собой средние опорные катки. Опорные катки 56, 60 и 64 являются частью узла 46 каретки. Вариант осуществления 10 также содержит передний рычаг 24 подвески, задний рычаг 34 подвески, передний элемент 68 подвески, задний элемент 70 подвески и натяжной элемент 106.

Направление движения вперед гусеничного модуля варианта осуществления 10 (и других аналогичных вариантов осуществления, представленных в данном документе) определяется передними натяжными колесами 18, находящимися впереди задних натяжных колес 20. Фиг. 4 содержит стрелку 122, обозначающую направление хода, применимое для всех вариантов осуществления, которое определяется передними и задними составными элементами вариантов осуществления.

Фиг. 2-6B иллюстрируют гусенично-модульное устройство 10 и частично его разные узлы на нескольких изображениях для того, чтобы более ясно показать разные аспекты гусенично-модульного устройства 10 изобретения. Фиг. 2 представляет собой вид в перспективе частей гусенично-модульного устройства 10, иллюстрирующий несколько составных элементов рычажного механизма подвески без ведущего колеса 14, гусеницы 22, передних натяжных колес 18, задних натяжных колес 20, передних опорных катков 56, задних опорных катков 60, средних опорных катков 64, рамы 12, переднего элемента 68 подвески, заднего элемента 70 подвески и натяжного элемента 106. Фиг. 3 представляет собой вид в перспективе в разобранном виде гусенично-модульного устройства 10.

Фиг. 4 представляет собой чертеж в вертикальной проекции гусенично-модульного устройства 10 с удаленным ближним (на чертеже) набором натяжных колес 18 и 20 и опорных катков 56, 60 и 64, чтобы более ясно показать разные элементы варианта осуществления 10.

Фиг. 5 представляет собой чертеж в вертикальной проекции частей гусенично-модульного устройства для транспортного средства 10. Аналогично фиг. 2 фиг. 5 иллюстрирует разные составные элементы устройства 10 с непоказанными некоторыми составными элементами, чтобы улучшить видимость других составных элементов.

Фиг. 6A и 6B представляют собой перспективные чертежи деталей крепления каретки узла 46 каретки гусенично-модульного устройства для транспортного средства 10 без опорных катков 56, 60 и 64. Фиг. 6A иллюстрирует крепление 48 каретки, ориентированное, как если бы устройство 10 находилось на плоском участке земли. Фиг. 6B иллюстрирует крепление 48 каретки, как если бы устройство 10 находилось на неровной земле, чтобы проиллюстрировать некоторые из степеней свободы, доступных в конфигурации крепления 48 каретки узла 46 каретки. Дальнейшее описание представлено в этом документе ниже.

Следующее описание гусенично-модульного устройства 10 (и далее других вариантов осуществления) относится к фиг. 1A-6B вместе. Следует заметить, что на всех чертежах, символ «+» используется для обозначения оси вращения. В общем, как используется в данном документе, термин «ось», который указан выше, относится к шарнирному соединению, которое содержит необходимую подшипниковую конструкцию и другие составные элементы для обеспечения вращения вокруг этой оси. В качестве примера, ось 16 ведущего колеса, вокруг которой вращается ведущее колесо 14, обозначено на фиг. 4 символом «+». Предполагается, что части оси и подшипниковой конструкции (не показано), которые необходимы для вращения ведущего колеса 14 вокруг оси 16, являются частью варианта осуществления 10.

В шести случаях внутри устройства 10 символ «+» обозначает шарнирное соединение, которое может обеспечивать более чем одну степень свободы относительного движения. Это обозначено (a) названием, содержащим слово «шарнир», вместо «ось», и (b) подходящим ссылочным номером, оканчивающимся буквой «p». Этими случаями являются 82p, 84p, 86p, 88p, 112p и 116p. Как описано в этом документе позже, такое более высокое число степеней свободы относительного движения может обеспечиваться использованием сферических подшипников. Должно быть понятно, что предполагается, что в некоторых вариантах осуществления такими «шарнирами» также могут быть просто оси, выполненные с возможностью вращения с единственной степенью свободы. Применение термина «шарнир» не предназначено для ограничения объема правовых притязаний настоящего изобретения движением с множеством степеней свободы в таких местах в пределах вариантов осуществления, имеющих такие шарниры. Допустимые составные элементы, необходимые для обеспечения необходимого числа степеней свободы хорошо известны специалистам в механических областях техники.

Передний рычаг 24 подвески прикреплен с возможностью вращения к раме 12 на оси 26 переднего рычага и продолжается вперед к дальнему концу 28 переднего рычага, на котором с возможностью вращения прикреплен узел 30 переднего колеса. В устройстве 10 узел 30 переднего колеса также называется передний натяжной узел 30, поскольку в устройстве 10 передним колесом 18 является переднее натяжное колесо 18. Передний рычаг 24 подвески продолжается назад к заднему концу 32 подвески. Аналогичным образом, задний рычаг 34 подвески прикреплен с возможностью вращения к раме 12 на оси 36 заднего рычага и продолжается назад к дальнему концу 38 заднего рычага, на котором прикреплен узел 42 заднего колеса. В устройстве 10 узел 42 заднего колеса также называется задний натяжной узел 42, поскольку в устройстве 10 задним колесом 20 является заднее натяжное колесо 20.

В варианте осуществления 10 задний натяжной узел 42 главным образом содержит задние натяжные колеса 20, которые прикреплены с возможностью вращения на задней оси 118 натяжного колеса. Задний рычаг 34 подвески продолжается вперед до переднего конца 40 подвески. В варианте осуществления 10 ось переднего рычага и ось 36 заднего рычага совпадают и вместе образуют ось 44 рычага подвески. Такое совпадение не предназначено для ограничения; в рамках объема этого изобретения предусматриваются другие конфигурации гусенично-модульного устройства изобретения, в которых ось 26 переднего рычага и ось 36 заднего рычага не совпадают.

Ось 44 рычага подвески варианта осуществления 10 показана расположенной назад и ниже оси 16 ведущего колеса, как определено стрелкой 122 направления движения на фиг. 4. Такое относительное положение относительно оси 16 ведущего колеса не предназначено для ограничения; в рамках объема этого изобретения предусматриваются другие относительные положения оси 26 переднего рычага и оси 36 заднего рычага.

Узел 46 каретки содержит два передних опорных катка 56, два средних опорных катка 64 и два задних опорных катка 60. Узел 46 каретки также содержит крепление 48 каретки, которое содержит переднюю часть 50 крепления каретки, среднюю часть 54 крепления каретки, заднюю часть 52 крепления каретки и рычаг 102 крепления каретки. Передние опорные катки 56 вращаются относительно передней части 50 крепления каретки вокруг передней оси 58 каретки. В дополнение, передняя ось 58 каретки вращается в ограниченном диапазоне углов вокруг передней продольной оси 96 каретки, которая перпендикулярна передней оси 58 каретки.

Аналогичным образом, такое относительное вращательное движение также обеспечено для средних опорных катков 64 и задних опорных катков 60. Средние опорные катки 64 вращаются относительно средней части 54 крепления каретки вокруг средняя ось 66 каретки. Средняя ось 66 каретки вращается в ограниченном диапазоне углов вокруг средней продольной оси 100 каретки, которая перпендикулярна средней оси 66 каретки. Задние опорные катки 60 вращаются относительно задней части 52 крепления каретки вокруг задней оси 62 каретки. Задняя ось 62 каретки вращается в ограниченном диапазоне углов вокруг задней продольной оси 98 каретки, которая перпендикулярна задней оси 62 каретки.

Крепление 48 каретки также содержит подшипники 96b, 100b и 98b, выполненные следующим образом: (1) подшипник 96b на передней продольной оси 96 каретки; (2) подшипник 100b на средней продольной оси 100 каретки; и (3) подшипник 98b на задней продольной оси 98 каретки. Узел 46 каретки также содержит узел 96a передней оси каретки, к которому с возможностью вращения прикреплены передние опорные катки 56, узел 100a средней оси каретки, к которому с возможностью вращения прикреплены средние опорные катки 64, и узел 98a задней оси каретки, к которому с возможностью вращения прикреплены задние опорные катки 60. Подшипники 96b, 100b и 98b выполнены с возможностью обеспечения вращения узлов 96a, 100a и 98a осей каретки, соответственно, на таких подшипниках вокруг передней продольной оси 96 каретки, средней продольной оси 100 каретки и задней продольной оси 98 каретки, соответственно. На фиг. 6A и 6B передняя продольная ось 96 каретки и задняя продольная ось 98 каретки показаны на соответствующих концах крепления 48 каретки. Также на фиг. 6A и 6B средняя продольная ось 100 каретки обозначена пунктирными линиями на подшипнике 100b средней продольной оси каретки, но должно быть понятно расположение внутри в центре подшипника 100b, параллельно таким пунктирным линиям, а не на поверхности подшипника 100b.

Крепление 48 каретки узла 46 каретки прикреплено с возможностью вращения на первой оси 78 узла каретки к переднему рычагу 24 подвески в месте вдоль рычага 24 между осью 26 переднего рычага и дальним концом 28 переднего рычага с помощью рычага 72 узла каретки на дальнем конце 74 рычага узла каретки. Рычаг 72 узла каретки также содержит ближний конец 76 рычага узла каретки, который прикреплен с возможностью вращения к рычагу 102 крепления 48 каретки на второй оси 80 узла каретки.

Крепление 48 каретки узла 46 каретки также прикреплено к переднему рычагу 24 подвески и заднему рычагу 34 подвески с помощью элементов 68 и 70 подвески. Передний элемент 68 подвески прикреплен с возможностью вращения к заднему концу 32 подвески переднего рычага 24 подвески на шарнире 82p переднего элемента подвески и прикреплен с возможностью вращения к задней части 52 крепления каретки на первом шарнире 84p узла каретки на соединении 92 заднего крепления каретки. Задний элемент 70 подвески прикреплен с возможностью вращения к переднему концу 40 подвески заднего рычага 34 подвески на шарнире 86p заднего элемента подвески и прикреплен с возможностью вращения к передней части 50 крепления каретки на втором шарнире 88p узла каретки на соединении 94 переднего крепления каретки.

Внутри крепления 48 каретки узла 46 каретки в гусенично-модульном устройстве 10 передняя часть 50 крепления каретки и средняя часть 54 крепления каретки прикреплены с возможностью вращения на третьей оси 90 узла каретки.

Вариант осуществления 10 содержит натяжной элемент 106, который обеспечивает крепление между передним рычагом 24 подвески и передним натяжным узлом 30. Передний натяжной узел 30 содержит передние натяжные колеса 18 и переднюю ось 104 натяжного колеса, вокруг которой вращаются передние натяжные колеса 18. Передний натяжной узел 30 также содержит рычажный механизм 120 колеса на передней оси 104 натяжного колеса; в устройстве 10 рычажный механизм 120 колеса представляет собой натяжной рычажный механизм 120. Дальний конец 28 переднего рычага прикреплен с возможностью вращения к натяжному рычажному механизму 120 на смещенной оси 114 натяжного колеса, которая смещена от передней оси 104 натяжного колеса.

Первый конец 108 натяжного элемента 106 прикреплен с возможностью вращения к переднему рычагу 24 подвески на ближнем натяжном шарнире 112p на переднем конце 40 подвески между дальним концом 28 переднего рычага и осью 44 рычага подвески. Второй конец 110 натяжного элемента прикреплен с возможностью вращения к переднему натяжному узлу 30 на дальнем натяжном шарнире 116p, смещенном от передней оси 104 натяжного колеса. Смещенная ось 114 натяжного колеса параллельна передней оси 104 натяжного колеса и смещена вокруг него под углом таким образом, что натяжной рычажный механизм 120 представляет собой рычаг 2 класса, при этом смещенная ось 114 натяжного колеса является его центром вращения. Силы натяжения гусеницы 22 обеспечиваются через натяжные колеса 18 с помощью натяжного элемента 106 посредством действия рычага 2 класса натяжного рычажного механизма 120, на который воздействуют с помощью натяжного элемента 106.

Элементы 68 и 70 подвески и натяжной элемент 106 могут обеспечивать как силы упругости, так и силы амортизации. В некоторых вариантах осуществления такие элементы могут быть наполнены газом и содержат заполненную жидкостью полость, обеспечивая для системы подвески силы обоих типов. Такие элементы хорошо известны специалистам в области подвески транспортных средств. Дополнительное описание элементов 68 и 70 подвески предоставлено в описании фиг. 9.

Фиг. 7A-8B иллюстрируют кинематику гусенично-модульного устройства 10 в разных рабочих условиях. Каждый такой чертеж представляет собой иллюстрацию в вертикальной проекции устройства 10 в характерных условиях, чтобы показать относительное движение составных элементов устройства 10 в таких условиях. Фиг. 7A-7F иллюстрируют движение гусенично-модульного устройства для транспортного средства 10, когда оно проходит небольшой ухаб 126 на земле 124 вдоль траектории своего движения. Фиг. 7A показывает гусенично-модульное устройство 10 непосредственно перед столкновением с ухабом 126. Фиг. 7B показывает устройство 10 с его передними натяжными колесами 18 над ухабом 126. Фиг. 7C показывает устройство 10 с передними опорными катками 18 над ухабом 126. Фиг. 7D показывает устройство 10 со средними опорными катками 64 над ухабом 126. Фиг. 7E показывает устройство 10 с задними опорными катками 60 над ухабом 126. Фиг. 7F показывает устройство 10 с задними натяжными колесами 20 над ухабом 126.

Фиг. 8A представляет собой чертеж в вертикальной проекции гусенично-модульного устройства 10, иллюстрирующий устройство 10, когда оно проходит идущий в гору участок 128 земли 124. Аналогично, фиг. 8B представляет собой чертеж в вертикальной проекции устройства 10, иллюстрирующий устройство 10, когда оно проходит идущий под уклон участок 130 земли 124. Каждый из чертежей фиг. 7A-8B иллюстрирует натяжные колеса 18 и 20 и опорные катки 56, 60 и 64 в контакте с землей 124 для того, чтобы нести некоторую часть нагрузки на устройство 10.

Фиг. 9 представляет собой схематичный чертеж переднего элемента 68 подвески и заднего элемента 70 подвески в гидравлическом контуре 134. Каждый из элементов 68 и 70 подвески содержит гидравлические цилиндры 136, содержащие гидравлическую жидкость 144, и наполненные газом цилиндры 138, содержащие газ 146, разделенные поршнями 140. Гидравлические цилиндры 136 и наполненные газом цилиндры 138 герметично закрыты с возможностью передвижения для относительного передвижения уплотнительными прокладками 142, и наполненные газом цилиндры 138 и поршни 140 герметично закрыты с возможностью передвижения для относительного передвижения еще одним набором уплотнительных прокладок 142 таким образом, что объемы как гидравлической жидкости 144, так и газа 146 могут изменяться под нагрузками, которые прикладываются к элементам 68 и 70 подвески. В таких составных элементах газом 146 обычно является азот, но можно использовать другие газы.

Гидравлические цилиндры 136 взаимосвязаны гидравлическим патрубком 148, помещающим элементы 68 и 70 подвески в общем гидравлическом контуре таким образом, чтобы давления в элементах 68 и 70 подвески были равны. Газ 146 в наполненных газом цилиндрах 138 позволяет элементам 68 и 70 подвески обеспечивать упругие силы в системе подвески устройства 10 в то время, как гидравлическая жидкость 144, протекающая через гидравлический патрубок 148, позволяет элементам 68 и 70 подвески обеспечивать силы амортизации в системе подвески устройства 10.

Гидравлический контур 134 также содержит внешний накопитель 150, соединенный с гидравлическим патрубком 148 с помощью патрубка 156 накопителя. Накопитель 150 содержит как гидравлическую жидкость 144, так и газ 146, герметично отделенные друг от друга поршнем 152 накопителя, герметично закрытым с возможностью передвижения внутри накопителя 150 уплотнительной прокладкой 154 накопителя. Газ 146 внутри накопителя 150 обеспечивает системе подвески устройства 10 дополнительную силу упругости, в то время, как гидравлическая жидкость 144, протекающая через патрубок 156 накопителя и гидравлические патрубок 148, обеспечивает системе подвески устройства 10 дополнительную силу амортизации.

Элементы 68 и 70 подвески и натяжной элемент 106 могут обеспечивать силы подвески, которые является изменчивыми. Например, силы амортизации могут зависеть от направления движения (выдвижения или втягивания) элемента для того, чтобы обеспечивать специфическую требуемую эффективность подвески.

Работа составных элементов гидравлического контура 134 хорошо известна специалистам в механических системах. Фиг. 9 предназначена только для схематичного представления. Например, функции поршня 152 накопителя и уплотнительной прокладки 154 накопителя могут обеспечиваться мембраной, камерой или другим аналогичным составным элементом. Аналогичным образом, компоненты элементов 68 и 70 подвески также могут отличаться от компонентов, описанных выше, обеспечивая в то же время аналогичную работу элементов 68 и 70 подвески.

Фиг. 10 представляет собой схематичный чертеж варианта осуществления фиг. 1A и 1B, иллюстрирующий поддерживаемую нагрузку FL и набор пяти суммарных нагрузок F1-F5 на колеса. Нагрузка на передние колеса 18 обозначена F1; нагрузка на передние опорные катки 56 обозначена F2; нагрузка на средние опорные катки 64 обозначена F3; нагрузка на задние опорные катки 60 обозначена F4; и нагрузка на задние колеса 20 обозначена F5. Поскольку вся поддерживаемая нагрузка FL действует на ось 44 рычага подвески, фиг. 10 показывает FL в этом месте на схематичном чертеже фиг. 10.

Нагрузка FL, поддерживаемая гусенично-модульным устройством 10, в зависимости от специфической рабочей ситуации может иметь как вертикальную, так и горизонтальную составляющие. Они включают по меньшей мере следующее: (a) часть веса транспортного средства, поддерживаемую устройством 10; (b) тяговые силы, когда транспортное средство тянет груз; и (c) силы торможения, которые в ситуации аварийного торможения, могут быть достаточно большими. Также, конечно, каждая из суммарных сил F1-F5 также может иметь как вертикальную, так и горизонтальную составляющие, и все эти силы изменяются с уклоном пересекаемой земли.

Фиг. 11-14 представляют собой чертежи в вертикальной проекции (аналогично фиг. 4), иллюстрирующие несколько альтернативных вариантов осуществления 10a-10d, соответственно, гусенично-модульного устройства для транспортного средства этого изобретения. На каждой из фиг. 11-14 одинаковые ссылочные номера используют для составных элементов, аналогичных составным элементам гусенично-модульного устройства 10.

Фиг. 11 представляет собой чертеж в вертикальной проекции (аналогично фиг. 4) первого альтернативного варианта осуществления 10a гусенично-модульного устройства для транспортного средства этого изобретения. Вариант осуществления 10a аналогичен варианту осуществления 10 за исключением того, что были удалены средние опорные катки 64 с соответствующими изменениями других составных элементов для приспосабливания к такой модификации. Гусеничный модуль, аналогичный первому альтернативному варианту осуществления 10a, можно использовать для уменьшения сложности и стоимости по сравнению с вариантом осуществления 10 и/или можно использовать, когда требуется, чтобы расстояние между передними и задними колесами было короче, чем обеспечивается вариантом осуществления 10.

Фиг. 12 представляет собой чертеж в вертикальной проекции (аналогично фиг. 4) второго альтернативного варианта осуществления 10b гусенично-модульного устройства для транспортного средства этого изобретения. Вариант осуществления 10b аналогичен первому альтернативному варианту осуществления 10a за исключением того, что был удален натяжной элемент 106, а передний натяжной узел 30 главным образом содержит только передние натяжные колеса 18. Гусеничный модуль, аналогичный второму альтернативному варианту осуществления 10b, можно использовать для уменьшения сложности и стоимости по сравнению с вариантом осуществления 10. Аналогично первому варианту осуществления 10a, второй вариант осуществления 10b также может обеспечивать более короткое расстояние между передними и задними колесами, если желательна такая конфигурация.

Фиг. 13 представляет собой чертеж в вертикальной проекции (аналогично фиг. 4) третьего альтернативного варианта осуществления 10c гусенично-модульного устройства для транспортного средства этого изобретения. Вариант осуществления 10c аналогичен варианту осуществления 10 за исключением того, что был удален натяжной элемент 106, а передний натяжной узел 30 главным образом содержит только передние натяжные колеса 18. Гусеничный модуль, аналогичный третьему альтернативному варианту осуществления 10c, можно использовать для уменьшения сложности и стоимости по сравнению с вариантом осуществления 10.

Фиг. 14 представляет собой чертеж в вертикальной проекции (аналогично фиг. 4) четвертого альтернативного варианта осуществления 10d гусенично-модульного устройства для транспортного средства этого изобретения. Вариант осуществления 10d аналогичен третьему альтернативному варианту осуществления 10c за исключением того, что была удалена третья ось 90 узла каретки с соответствующими изменениями других составных элементов для приспосабливания к такой модификации. Гусеничный модуль, аналогичный четвертому альтернативному варианту осуществления 10d, можно использовать для уменьшения сложности и стоимости по сравнению с вариантом осуществления 10. В случае четвертого варианта осуществления 10d степень свободы внутри узла 46 каретки была уменьшена; в некоторых рабочих условиях, таких как движение в основном по ровной в общем местности, это уменьшение сложности может быть допустимо.

Фиг. 15A представляет собой чертеж в вертикальной проекции частей гусенично-модульного устройства для транспортного средства 10 для иллюстрации детали первого конца 108 натяжного элемента 106. Фиг. 15B представляет собой вид в разрезе (разрез A-A), как указано на фиг. 15A. Разрез A-A проходит через ближний натяжной шарнир 112p на вращающемся креплении между натяжным элементом 106 и передним рычагом 24 подвески.

Фиг. 15C представляет собой дополнительное увеличение части фиг. 15B, чтобы показать еще более подробно ближний натяжной шарнир 112p. Как описано выше, некоторые шарнирные соединения внутри устройства 10 включают конструкции, которые обеспечивают более чем одну степень свободы вращения. В соглашении о названиях, используемых в данном документе, слово «шарнир» используется для таких соединений с более чем одной степенью свободы. Внутри устройства 10 они включают 82p, 84p, 86p, 88p, 112p и 116p, и фиг. 15A-15C используют для иллюстрации одного такого шарнира. В варианте осуществления 10 все такие шарниры представляют собой сферические подшипники, как показано для шарнира 112p.

Со ссылкой на фиг. 15C, ближний натяжной шарнир 112p содержит сферический подшипник, который содержит шар 112b, который вращается в гнезде 112s на переднем рычаге 24 подвески. Механический разъем 112c содержит шар 112c в гнезде 112s.

За счет использования конструкции изобретения разных вариантов осуществления гусенично-модульного устройства, раскрытого в данном описании, и за счет выбора параметров разных составных элементов, гусенично-модульный проектировщик может устанавливать распределение нагрузки на соприкасающихся с землей колесах, чтобы соответствовать требованиям конкретного применения транспортного средства. Например, может быть необходимо иметь передние или задние колеса, получающие немного различные процентные значения нагрузки на транспортном средстве. И часто желательно, чтобы устройство имело более чем одну ось опорного катка, чтобы иметь оси опорного катка, каждая из которых несет по существу одинаковую нагрузку транспортного средства. Набор параметров рычажного механизма может быть выбран по необходимости распределения нагрузки, поддерживаемой каретками.

Для оценки эффективности распределения нагрузки конкретного набора параметров рычажного механизма устройства 10 можно использовать способы анализа кинематики, хорошо известные специалистам в области механических систем, причем устройство 10 имеет элементы 68 и 70 подвески в общем гидравлическом контуре 134, как это схематично показано на фиг. 10. Один примерный набор иллюстративных размеров кинематической цепи включает размеры в следующей последовательности, со ссылкой на фиг. 10: Н 44:104 - 38 дюймов; 44:56 - 16,75 дюйма; Н 44:66 - -2 дюйма; Н 44:62 - 12,75 дюйма; Н 44:118 - 34 дюйма; Н 44:86 - 16,25 дюйма; Н 44:88 - 13,25 дюйма; Н 44:82 - 12,25 дюйма; Н 44:84 - 9,25 дюйма; Н 44:90 - 6,25 дюйма; Н 44:78 - 20,2 дюйма; Н 44:80 - 7,25 дюйма; Н 44:112 - 24 дюйма; Н 44:116 - 43,25 дюйма; Н 44:114 - 38 дюймов; V 44:104 - 11,46 дюйма; V 44:56 - 17,58 дюйма; V 44:66 - 17,58 дюйма; V 44:62 - 17,58 дюйма; V 44:118 - 11,46 дюйма; V 44:86 - 1,7 дюйма; V 44:88 - 17,58 дюйма; V 44:82 - 1,7 дюйма; V 44:84 - 17,58 дюйма; V 44:90 - 17,58 дюйма; V 44:78 - 9,25 дюйма; V 44:80 - 13,38 дюйма; V 44:112 - 1 дюйма; V 44:116 - 7 дюймов дюйма; V 44:114 - 18,21 дюйма; D 18,20 - 26 дюймов дюйма; D 56,60,64 - 13,75 дюйма; V 44:16 - 21,2 дюйма; Н 44:16 - 6 дюймов; и D 12 - 30,6 дюйма, где горизонтальное измерение содержит букву «H», за которой следует два ссылочных номера, разделенных двоеточием (например, H44:118 представляет собой горизонтальное расстояние от оси 44 подвески до задней оси 118 натяжного колеса). Буква «V» обозначает вертикальное измерение, а буква «D» - диаметр. Кинематический анализ использовался для вычисления распределения нагрузок при различных комбинациях условий нагрузки. Таким примеры распределений нагрузки включают: (1) при малом весе транспортного средства: вес, приходящийся на полуось и равный 16,5 фунтов, - F1 = 11,32%; натяжение ленты - F2 = 23,93%; тяговое усилие - F3 = 23,93%; торможение - F4 = 23,93%; F5 = 16,88%; (2) при большом весе транспортного средства: вес, приходящийся на полуось и равный 55 фунтов, - F1 = 11,32%; натяжение ленты - F2 = 23,93%; тяговое усилие - F3 = 23,93%; торможение - F4 = 23,93%; F5 = 16,88%; (3) при натяжении ленты и номинальном тяговом усилии вес, приходящийся на полуось, равен 16,5 фунта, F1 = 4,26%; при натяжении ленты 6 фунтов F2 = 28,03%; при тяговом усилии 4,6 фунта F3 = 28,03%; торможение - F4 = 28,03%; F5 = 11,66%; (4) при натяжении ленты, большом тяговом усилии и большом весе вес, приходящийся на полуось, равен 55 фунтам, F1 = 9,68%; при натяжении ленты 6 фунтов F2 = 26,18%; при тяговом усилии 17 фунтов F3 = 26,18%; торможение - F4 = 26,18%; F5 = 11,78%; (5) при экстренном торможении и малом весе вес, приходящийся на полуось, равен 16,5 фунта, F1 = 0%; натяжение ленты - F2 = 26,99%; тяговое усилие - F3 = 26,99%; при торможении 29 фунтов - F4 = 26,99%; F5 = 19,03%. Как можно видеть, в этом примере нагрузки F2, F3 и F4 на опорные катки 56, 64 и 60, соответственно, являются и остаются равномерно распределенными между опорными катками, а добавление разных частей общей нагрузки из веса транспортного средства, натяжения гусеницы, торможения и тяги вызывает очень умеренные изменения процентных значений распределения нагрузки.

Источник мощности гусенично-модульного устройства этого изобретения не ограничен вращающимся приводным валом транспортного средства. это изобретение предусматривает другие конфигурации источника мощности, такие как гидравлический двигатель или другой источник мощности на транспортном средстве, или механический, гидравлический или другой источник мощности, установленный непосредственно на самом устройстве.

Фиг. 16 представляет собой схематичный чертеж, показывающий вариант осуществления 10t гусенично-модульного устройства изобретения, на котором натяжной элемент 106 установлен относительно заднего натяжного колеса 20, а задний натяжной узел 42 содержит дополнительные элементы рычажного механизма. Также, узел 30 переднего колеса соответственно упрощен.

В варианте осуществления 10t натяжной элемент 106 обеспечивает крепление между задним рычагом 34 подвески и задним натяжным узлом 42. Задний натяжной узел 42 содержит задние натяжные колеса 20 и заднюю ось 118 натяжного колеса, вокруг которой вращаются задние натяжные колеса 20. Задний натяжной узел 42 содержит рычажный механизм 120 колеса на задней оси 118 натяжного колеса; в устройстве 10t рычажным механизмом 120 колеса является натяжной рычажный механизм 120. Дальний конец 38 заднего рычага прикреплен с возможностью вращения к натяжному рычажному механизму 120 на смещенной оси 114 натяжного колеса, которая смещена от задней оси 118 натяжного колеса.

Первый конец 108 натяжного элемента 106 прикреплен с возможностью вращения к заднему рычагу 34 подвески на ближнем натяжном шарнире 112p на заднем конце 32 подвески между дальним концом 38 заднего рычага и осью 44 рычага подвески. Второй конец 110 натяжного элемента прикреплен с возможностью вращения к заднему натяжному узлу 42 на дальнем натяжном шарнире 116p, смещенном от передней натяжной оси 118. Смещенная ось 114 натяжного колеса параллельна передней натяжной оси 118 и смещена вокруг нее под углом таким образом, что натяжной рычажный механизм 120 представляет собой рычаг 2 класса со смещенной осью 114 натяжного колеса, являющейся его центром вращения. Силы натяжения гусеницы 22 обеспечиваются через натяжные колеса 20 с помощью натяжного элемента 106 за счет действия рычага 2 класса натяжного рычажного механизма 120, на который воздействует натяжной элемент 106.

Может быть необходимым иметь натяжной элемент, связанный с каждым из переднего и заднего колесных узлов, если необходимо достичь определенных требований эффективности.

Несмотря на то, что принципы этого изобретения показаны и описаны в данном документе в связи с конкретными вариантами осуществления, должно быть понятно, что такой варианты осуществления приведены в качестве примера, а не ограничения.

Изобретение, в целом, относится к области гусенично-модульных систем транспортных средств, относящихся к обычному типу для использования вместо колес транспортного средства. Гусенично-модульное устройство для транспортного средства содержит модульную раму (12), ведущее колесо (14), вращающееся относительно рамы (12), соприкасающиеся с землей передние и задние колеса (18, 20), по меньшей мере один соприкасающийся с землей опорный каток (56, 64, 60) и гусеничную ленту (22), проходящую вокруг колес и приводимую в движение за счет ее зацепления с ведущим колесом (14). Устройство также содержит передний рычаг (24) подвески, задний рычаг (36) подвески, узел (46) каретки, передний и задний элементы (68, 70) подвески. Передний рычаг (24) подвески прикреплен с возможностью поворота к раме (12) на оси (26) переднего рычага и проходит вперед к дальнему концу (28) переднего рычага (24), на котором с возможностью поворота закреплен узел (30) переднего колеса, и назад к заднему концу (32) подвески. Задний рычаг (36) подвески прикреплен с возможностью поворота к раме (12) на оси (36) заднего рычага и проходит назад к дальнему концу (38) заднего рычага, на котором с возможностью поворота закреплен узел (42) заднего колеса, и вперед к переднему концу подвески. Узел (46) каретки имеет крепление (48) каретки и по меньшей мере один опорный каток (56, 60, 64), вращающийся относительно него. Передний и задний элементы (68, 70) подвески прикреплены с возможностью поворота к заднему и переднему концам подвески соответственно и проходят от них соответственно к заднему и переднему вращающимся соединениям крепления (48) каретки. Технический результат: создание усовершенствованного гусенично-модульного устройства для транспортного средства, которое обладает большой способностью переноса нагрузки, сохраняя в то же время более низкие силы контакта с землей за счет обеспечения более низкой нагрузки на ось за счет более равномерного распределения нагрузки. 14 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Гусенично-модульное устройство для транспортного средства, содержащее модульную раму, ведущее колесо, вращающееся относительно рамы, переднее и заднее соприкасающиеся с землей колеса, по меньшей мере один соприкасающийся с землей опорный каток между ними и гусеничную ленту, проходящую вокруг колес и приводимую в движение ведущим колесом, отличающееся тем, что оно содержит:

передний рычаг подвески, прикрепленный с возможностью поворота к раме на оси переднего рычага и проходящий вперед к дальнему концу переднего рычага, на котором с возможностью поворота закреплен узел переднего колеса, и назад к заднему концу подвески;

задний рычаг подвески, прикрепленный с возможностью поворота к раме на оси заднего рычага и проходящий назад к дальнему концу заднего рычага, на котором с возможностью поворота закреплен узел заднего колеса, и вперед к переднему концу подвески;

узел каретки, имеющий крепление каретки и по меньшей мере один опорный каток, вращающийся относительно него; и

передний и задний элементы подвески, прикрепленные с возможностью поворота к заднему и переднему концам подвески соответственно и проходящие от них соответственно к заднему и переднему вращающимся соединениям крепления каретки.

2. Гусенично-модульное устройство для транспортного средства по п. 1, отличающееся тем, что оси переднего рычага и заднего рычага совпадают на оси рычага подвески.

3. Гусенично-модульное устройство для транспортного средства по п. 2, отличающееся тем, что ведущее колесо выполнено с возможностью вращения вокруг оси ведущего колеса и ось рычага подвески находится на более низком уровне, чем ось ведущего колеса.

4. Гусенично-модульное устройство для транспортного средства по п. 3, отличающееся тем, что ось рычага подвески находится позади оси ведущего колеса.

5. Гусенично-модульное устройство для транспортного средства по п. 2, отличающееся тем, что:

узел каретки дополнительно содержит рычаг узла каретки, прикрепленный с возможностью вращения (a) на дальнем конце рычага узла каретки к переднему рычагу подвески на первой оси узла каретки между дальним концом переднего рычага и осью рычага подвески и (b) на ближнем конце рычага узла каретки к креплению каретки на второй оси узла каретки;

передний элемент подвески прикреплен с возможностью вращения (a) к заднему концу подвески на шарнире переднего элемента подвески и (b) к соединению заднего вращающегося крепления каретки на первом шарнире узла каретки; и

задний элемент подвески прикреплен с возможностью вращения (a) к переднему концу подвески на шарнире заднего элемента подвески и (b) к соединению переднего вращающегося крепления каретки на втором шарнире узла каретки.

6. Гусенично-модульное устройство для транспортного средства по п. 5, отличающееся тем, что по меньшей мере один опорный каток включает в себя по меньшей мере один передний опорный каток и по меньшей мере один задний опорный каток, а крепление каретки содержит:

переднюю часть крепления каретки, имеющую по меньшей мере один передний опорный каток, прикрепленный к ней на передней оси каретки, при этом передняя часть крепления каретки содержит переднее вращающееся соединение крепления каретки; и

заднюю часть крепления каретки, имеющую по меньшей мере один задний опорный каток, прикрепленный к ней на задней оси каретки, причем задняя часть крепления каретки содержит заднее вращающееся соединение крепления каретки.

7. Гусенично-модульное устройство для транспортного средства по п. 6, отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере два передних опорных катка и по меньшей мере два задних опорных катка, причем передняя ось каретки вращается на перпендикулярной ей передней продольной оси каретки, а задняя ось каретки вращается на перпендикулярной ей задней продольной оси каретки.

8. Гусенично-модульное устройство для транспортного средства по п. 1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит натяжной элемент, имеющий первый и второй концы, причем первый конец прикреплен с возможностью вращения к переднему рычагу подвески на ближнем натяжном шарнире между дальним концом переднего рычага и осью переднего рычага, при этом узел переднего колеса содержит:

по меньшей мере одно переднее колесо, вращающееся вокруг оси переднего колеса; и

рычажный механизм колеса на оси переднего колеса, причем дальний конец переднего рычага подвески прикреплен с возможностью вращения к рычажному механизму колеса на смещенной оси колеса, смещенной от оси переднего колеса, второй конец натяжного элемента прикреплен с возможностью вращения к рычажному механизму колеса на дальнем натяжном шарнире, который смещен от оси переднего колеса, при этом дальний натяжной шарнир и смещенная ось колеса смещены под углом вокруг оси переднего колеса таким образом, что рычажный механизм колеса представляет собой рычаг 2 класса, причем его центром вращения является смещенная ось колеса.

9. Гусенично-модульное устройство для транспортного средства по п. 8, отличающееся тем, что узел заднего колеса содержит ось заднего колеса на дальнем конце заднего рычага и по меньшей мере одно заднее колесо, вращающееся вокруг оси заднего колеса.

10. Гусенично-модульное устройство для транспортного средства по п. 9, отличающееся тем, что:

вращающиеся крепления переднего и заднего элементов подвески на заднем и переднем концах подвески соответственно выполнены с возможностью обеспечения вращения, имеющего по меньшей мере две степени свободы; и

заднее и переднее вращающиеся соединения крепления каретки выполнены с возможностью обеспечения вращения, имеющего по меньшей мере две степени свободы.

11. Гусенично-модульное устройство для транспортного средства по п. 1, отличающееся тем, что:

вращающиеся крепления переднего и заднего элементов подвески на заднем и переднем концах подвески соответственно выполнены с возможностью обеспечения вращения, имеющего по меньшей мере две степени свободы; и

заднее и переднее вращающиеся соединения крепления каретки выполнены с возможностью обеспечения вращения, имеющего по меньшей мере две степени свободы.

12. Гусенично-модульное устройство для транспортного средства по п. 1, отличающееся тем, что каждый из переднего и заднего элементов подвески содержит наполненные газом составные элементы, обеспечивающие силу упругости.

13. Гусенично-модульное устройство для транспортного средства по п. 1, отличающееся тем, что передние и задние колеса имеют диаметры, которые по существу равны друг другу.

14. Гусенично-модульное устройство для транспортного средства по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит множество опорных катков, диаметры которых по существу равны друг другу.

15. Гусенично-модульное устройство для транспортного средства по п. 1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит натяжной элемент, имеющий первый и второй концы, причем первый конец прикреплен с возможностью вращения к заднему рычагу подвески на ближнем натяжном шарнире между дальним концом заднего рычага и осью заднего рычага, при этом узел заднего колеса содержит:

по меньшей мере одно заднее колесо, вращающееся вокруг оси заднего колеса; и

рычажный механизм колеса на оси заднего колеса, причем дальний конец заднего рычага подвески прикреплен с возможностью вращения к рычажному механизму колеса на смещенной оси колеса, смещенной от оси заднего колеса, второй конец натяжного элемента прикреплен с возможностью вращения к рычажному механизму колеса на дальнем натяжном шарнире, который смещен от оси заднего колеса, при этом дальний натяжной шарнир и смещенная ось колеса смещены под углом вокруг оси заднего колеса таким образом, что рычажный механизм колеса представляет собой рычаг 2 класса, причем его центром вращения является смещенная ось колеса