專利名稱：履帶、履帶單元以及用于制造履帶的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于輕型機(jī)器人等的履帶結(jié)構(gòu)中的履帶和履帶單元，以及用于制造履帶的方法。
背景技術(shù)：
已經(jīng)開發(fā)了用在輕型機(jī)器人等中的橡膠履帶。履帶具有在其外周上的螺紋凸耳和在其內(nèi)周上的用于與輪或鏈輪齒結(jié)合的等間距突出部。然而，這樣的履帶在長時(shí)間的使用后往往會(huì)伸展地太多、變得松弛和從輪上脫落。有時(shí)候，其可以因強(qiáng)度不夠而斷裂。如果增加履帶的厚度來克服上述缺點(diǎn)，他們的重量也會(huì)增加。
為了致力于解決上述問題，已經(jīng)開發(fā)了各種技術(shù)，通過將由薄金屬帶等制成的環(huán)形高拉伸強(qiáng)度帶嵌入到橡膠制成的履帶主體中來加強(qiáng)履帶，這公開在以下所列出的專利文獻(xiàn)1至3中。
專利文獻(xiàn)1日本專利申請公報(bào)No.H6-156333專利文獻(xiàn)2日本專利申請公報(bào)No.H6-199253專利文獻(xiàn)3日本專利申請公報(bào)No.H6-329057發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明解決的技術(shù)問題在專利文獻(xiàn)1至3中所公開的履帶的強(qiáng)度得以提高，但歸因于與輪或鏈輪齒結(jié)合的突出部，其在重量上只能減小到有限的程度。
最近，已經(jīng)開發(fā)了用于在諸如地震的災(zāi)難時(shí)搜尋和救援困在碎石下面的人們的機(jī)器人和其他的輕型機(jī)器人。在這樣的輕型機(jī)器人中，希望進(jìn)一步減小履帶單元的重量。然而，在以上所列出的專利文獻(xiàn)中所公開的加強(qiáng)履帶不能滿足減重的需要。
解決問題的手段本發(fā)明用于解決上述問題。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種履帶，其包括環(huán)形高拉伸強(qiáng)度帶(21)和由彈性材料制成并且連接到所述高拉伸強(qiáng)度帶的外周上的帶主體(22)，所述高拉伸強(qiáng)度帶(21)具有在其周向上以均勻間距設(shè)置的結(jié)合孔(21a)，所述帶體部(22)具有脫離凹槽(23a)，該凹槽形成在與所述高拉伸強(qiáng)度帶的所述結(jié)合孔相對應(yīng)的位置處。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種履帶單元，其包括在前和后方向上分開設(shè)置的多個(gè)輪(10)和繞各輪鏈裝的履帶(20)，其中，所述履帶(20)包括環(huán)形高拉伸強(qiáng)度帶(21)和由彈性材料制成并且連接到所述高拉伸強(qiáng)度帶的外周上的帶主體(22)，所述高拉伸強(qiáng)度帶(21)具有結(jié)合孔(21a)，該結(jié)合孔在所述高拉伸強(qiáng)度帶的周向上以均勻間距設(shè)置，所述帶主體(22)具有脫離凹槽(23a)，該脫離凹槽形成在與所述高拉伸強(qiáng)度帶的所述結(jié)合孔相對應(yīng)的位置處，并且其中所述多個(gè)輪(10)的驅(qū)動(dòng)輪具有結(jié)合突出部(12a)，該結(jié)合突出部在周向上以均勻的間距設(shè)置在其外周面上，所述結(jié)合突出部(12a)適于與所述履帶(20)的所述高拉伸強(qiáng)度帶(21)的所述結(jié)合孔(21a)結(jié)合，并且同時(shí)進(jìn)入所述帶主體(22)的所述脫離凹槽(23a)。
在如上所構(gòu)造的履帶和履帶單元中，歸功于結(jié)合到履帶中的環(huán)形高拉伸強(qiáng)度帶，履帶具有高的拉伸強(qiáng)度并且不會(huì)出現(xiàn)例如伸展太長和與輪脫離的不希望現(xiàn)象。也不會(huì)出現(xiàn)斷裂。此外，由于結(jié)合孔形成在高延伸強(qiáng)度帶上并且輪的突出部適于與所述結(jié)合孔結(jié)合，所以由彈性材料所制成的帶主體不需要具有與輪結(jié)合的突出部。這進(jìn)一步有助于重量的減小。
優(yōu)選地，所述多個(gè)輪(10)的外周表面是大致柱狀表面。更優(yōu)選地，所述高延伸強(qiáng)度帶(21)的所述結(jié)合孔(21a)具有大致圓形并且所述輪(10)的所述結(jié)合突出部(12a)具有大致半球形。這有助于降低噪音。
優(yōu)選地，所述履帶單元還包括沿前和后方向延伸以覆蓋所述多個(gè)輪(10)的相對側(cè)表面的一對側(cè)板(30)，所述帶主體(22)包括環(huán)形基部(23)和防護(hù)邊緣(24，24′)，該防護(hù)邊緣沿所述基部的相對側(cè)上的整個(gè)長度連續(xù)形成，所述防護(hù)邊緣的邊緣與所述側(cè)板的外周邊緣接觸。所述防護(hù)邊緣用于防護(hù)側(cè)板之間的內(nèi)部空間，從而防止例如砂子和灰塵的外來物質(zhì)進(jìn)入履帶和輪之間。
更優(yōu)選地，防護(hù)邊緣具有錐形橫截面并且其在與側(cè)板的前和后端部的半圓形外周邊緣接觸時(shí)發(fā)生彈性變形。繞輪設(shè)置的部分履帶受到造成防護(hù)邊緣24的邊緣波動(dòng)的作用力。但是，防護(hù)邊緣的邊緣可以牢固地接觸側(cè)板而不會(huì)發(fā)生波動(dòng)，原因是當(dāng)防護(hù)邊緣的邊緣部分接觸側(cè)板時(shí)，其發(fā)生彈性變形。
更優(yōu)選地，位于各輪之間的側(cè)板的上和下邊緣由密封構(gòu)件制成，所述密封構(gòu)件具有比防護(hù)邊緣小的彈性系數(shù)，所述密封構(gòu)件在接觸防護(hù)邊緣的邊緣時(shí)發(fā)生變形。這使得即使履帶在各輪之間擺動(dòng)時(shí)，防護(hù)邊緣和密封構(gòu)件能夠牢固地保持相互接觸。
優(yōu)選地，所述帶主體(22)包括環(huán)形基部(23)和多個(gè)螺紋凸耳(26)，所述多個(gè)螺紋凸耳間隔開形成在所述基部(23)的外周上并且在所述基部(23)的寬度方向上延伸，所述螺紋凸耳具有在至少一個(gè)位置處彎曲的平面形狀，所述螺紋凸耳的高度不小于其厚度的3倍并且不大于其厚度的7倍。這使得機(jī)器人等在不平整地面上運(yùn)行時(shí)，即使遇到碎石等，其通過使螺紋凸耳發(fā)生彈性變形和抓緊碎石等來保持運(yùn)轉(zhuǎn)而不滑動(dòng)。此外，雖然螺紋凸耳較高并且細(xì)長，但是由于他們具有彎曲地平面形狀，所以他們可以支撐機(jī)器人等的自重。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于制造履帶的方法，該方法包括如下步驟準(zhǔn)備第一模(70)和第二模(80)，所述第一模具有在其模制表面上以均勻間距設(shè)置的多個(gè)模突出部(74a)，所述第二模具有在其模制表面上敞開的多個(gè)凸耳模槽(86)；通過如下方式將環(huán)形高拉伸強(qiáng)度帶(21)設(shè)定在所述第一模(70)上，該高環(huán)形拉伸強(qiáng)度帶具有在其周向上以均勻間隔設(shè)置的結(jié)合孔(21a)，所述的方式即將所述模突出部(74a)配合在所述結(jié)合孔中；以及在所述第一模和所述第二模之間模制彈性材料以獲得帶主體(22)或獲得所述帶主體(22)與所述高延伸強(qiáng)度帶的至少一部分的外周連接的部分(22’)，同時(shí)通過使所述第一模(70)的所述模突出部(74a)壓入所述彈性材料中以形成脫離凹槽(23a)，并且通過使所述彈性材料進(jìn)入所述第二模(80)的所述凸耳模槽(86)中以形成螺紋凸耳(26)。
在上述的方法中，由于高延伸強(qiáng)度帶的結(jié)合孔可以用作定位裝置，所以不需要定位裝置。此外，由于通過使彈性材料進(jìn)入凸耳模槽中來實(shí)現(xiàn)模制，所以可以容易和廉價(jià)地模制螺紋凸耳。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種制造履帶的方法，該方法包括如下步驟準(zhǔn)備下模(70)和上模(80)，所述下模具有在其模制表面上以均勻間距設(shè)置的多個(gè)模突出部(74a)，所述上模具有在其下表面上敞開的多個(gè)凸耳模槽(86)；通過如下方式將環(huán)形高拉伸強(qiáng)度帶(21)定位，所述環(huán)形高強(qiáng)度拉伸帶具有多個(gè)在其周向上以均勻間距設(shè)置的結(jié)合孔(21a)，所述方式也就是將所述高拉伸強(qiáng)度帶(21)的一部分放置在所述下模(70)上和將所述下模的所述模突出部(74a)配合在所述高拉伸強(qiáng)度帶的所述結(jié)合孔中。
將彈性材料放置在所述下模上并且降低所述上模以在所述上模和所述下模之間將所述帶主體(22)的部分(22’)模制在所述高拉伸強(qiáng)度帶(21)的外周上，同時(shí)通過使所述下模(70)的所述模突出部(74a)壓入所述彈性材料中來形成脫離凹槽(23a)并且通過使所述彈性材料進(jìn)入所述上模(80)的所述凸耳模槽(86)中來形成螺紋凸耳(26)；以及通過移動(dòng)所述高拉伸強(qiáng)度帶(21)以將新部分的所述高拉伸強(qiáng)度帶(21)放置在所述下模(70)上來將所述環(huán)形帶主體(22)模制在所述高拉伸強(qiáng)度帶(21)的整個(gè)外周上，所述新部分鄰近于所述帶主體(22)的所述部分(22’)被模制地方的部分，以上述的方式將所述帶主體的另一部分(22’)模制在所述高拉伸強(qiáng)度帶的所述新部分上，并且重復(fù)該過程。
在上述的方法中，可以容易和廉價(jià)地制造履帶而不需要使用昂貴的設(shè)備。此外，由于高拉伸強(qiáng)度帶的結(jié)合孔可以用作定位裝置，所以不需要定位裝置。此外，由于通過使彈性材料進(jìn)入凸耳模槽中來實(shí)現(xiàn)模制，所以可以容易和廉價(jià)地模制螺紋凸耳。
此外，可以采用同樣的設(shè)備來制造各種周長的履帶。
優(yōu)選地，模銷子(74)可拆卸地插入到所述下模(70)的所述上表面上并且所述模銷子的頭部設(shè)置成所述的模突出部(74a)。通過這樣，在模制后，帶主體的模制部分和高拉伸強(qiáng)度帶可以從下模中移走而不沒有大的阻力，這有助于改善生產(chǎn)率。
本發(fā)明的有益效果根據(jù)本發(fā)明，可以獲得高強(qiáng)度和輕重量的履帶。通過采用根據(jù)本發(fā)明的方法，可以容易和低廉地制造結(jié)合有高拉伸強(qiáng)度帶的履帶。


圖1是機(jī)器人的履帶結(jié)構(gòu)的透視圖，該機(jī)器人具有根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的一對左右履帶單元。
圖2是履帶單元的側(cè)視圖。
圖3是用在履帶單元中的履帶的縱向截面圖，剛帶的厚度被夸大了。
圖4是繞輪設(shè)置的履帶的縱向截面圖。
圖5是履帶的側(cè)視圖。
圖6是履帶的平面圖。
圖7是履帶的螺紋凸耳在夾緊碎石時(shí)的示意圖。
圖8是用于制造履帶的設(shè)備的透視圖。
圖9是設(shè)備主要部分的縱向放大示圖，其示出了正在模制的履帶的帶主體。
圖10是設(shè)備主要部分的縱向放大示圖，其示出帶主體的模制部分和從下模卸下的鋼帶。
圖11是設(shè)備主要部分的縱向放大示圖，其示出從帶主體的模制部分中卸下的模銷子和鋼帶。
圖12是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的履帶單元的縱向截面圖。
圖13是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的履帶單元的縱向截面圖。
圖14是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的履帶的放大縱向截面圖。
圖15是縱向截面圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的履帶和側(cè)板的端部邊緣之間的密封結(jié)構(gòu)。
圖16是縱向截面圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的履帶和側(cè)板的中間部之間的密封結(jié)構(gòu)。
圖17是用于制造根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的履帶的設(shè)備的透視圖。
附圖標(biāo)記說明2履帶單元10輪12a結(jié)合突出部20履帶21鋼帶(薄金屬帶，高拉伸強(qiáng)度帶)22帶主體23基部24、24′防護(hù)邊緣
26螺紋凸耳30側(cè)板70下模(第一模)74模銷子74a模突出部80上模(第二模)86凸耳?？?凸耳模槽)具體實(shí)施方式
以下參考圖1至11說明本發(fā)明的第一實(shí)施例。圖1示出了履帶結(jié)構(gòu)A，其構(gòu)成輕型機(jī)器人的下體部。履帶結(jié)構(gòu)包括安裝基部1和連接到基部1的左部和右部的履帶單元2。機(jī)器人的上體部安裝在安裝基部1上。根據(jù)機(jī)器人的作用，上體部可以具有各種結(jié)構(gòu)。例如，在諸如發(fā)生地震的災(zāi)難情況下搜尋困在碎石下的人的機(jī)器人具有根據(jù)需要的攝像機(jī)、檢測傳感器、照明裝置以及用于抓住輕型物品的夾緊機(jī)構(gòu)。
如圖1和2所示，履帶單元2的每一個(gè)包括處于前部和后部的輪10、繞輪10鏈裝的環(huán)形履帶20和一對側(cè)板30，所述一對側(cè)板轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐處于前部和后部的輪10。位于內(nèi)側(cè)的各履帶單元20的側(cè)板30在側(cè)板30的中心部連接在安裝基部1。
左和右履帶單元2具有基本上同樣的結(jié)構(gòu)。在每個(gè)履帶單元2中，前部或后部的輪10中的一個(gè)連接到設(shè)置在內(nèi)側(cè)側(cè)板30上的例如電機(jī)的致動(dòng)裝置(未示出)上，并且該輪用作驅(qū)動(dòng)輪而其他輪用作從動(dòng)輪。
如圖2和4所示，各輪10的外周面為柱狀表面。輪10具有半球形結(jié)合突出部12a，其在周向上以均勻間距設(shè)置在外周面的寬度方向的中心處。在該實(shí)施例中，結(jié)合突出部12a的直徑大約為3毫米而輪10的寬度為30毫米。
如圖2和4所示，一對側(cè)板30設(shè)置在一對輪10的左方和右方。每一個(gè)側(cè)板30具有在前和后方向上伸長的橢圓形板狀。側(cè)板30的前和后端部覆蓋該對輪10的相對側(cè)表面。側(cè)板30的前和后端部的外周邊緣具有與輪10的外周邊緣形狀相對應(yīng)的半園形狀。
如圖4所示，側(cè)板30的外周邊緣在整個(gè)周邊上具有錐形橫截面并且其外面是傾表面30c。
如圖3所示，履帶20包括由不銹鋼制成的環(huán)形鋼帶21(或薄金屬帶或高拉伸強(qiáng)度帶)和環(huán)形帶主體22，所述帶主體22由例如SBR的橡膠(或彈性材料)和氨基甲酸乙酯橡膠(urethane rubber)制成，并且通過硫化粘合等方法連接在鋼帶21的整個(gè)外周上。
通過焊接厚度從0.05到1.0毫米(在該實(shí)施例中為0.15毫米)的細(xì)長薄帶的相對端來構(gòu)造鋼帶21。鋼帶21的寬度通常與輪10的寬度相同。鋼帶21具有圓形的結(jié)合孔21a，其在周向上以均勻的間隔(與輪10的結(jié)合突出部12a的間隔相同的間隔)設(shè)置在其寬度方向的中心位置處。結(jié)合孔21a的直徑與結(jié)合突出部12a的直徑相同或稍微比其大一些。
根據(jù)本實(shí)施例的鋼帶21與在隨后將要對其做說明的基部23(厚度為3毫米)相比，前者要薄很多。鋼帶21的厚度在附圖中被夸大了。
如圖1和3所示，帶主體22整體地包括寬度大于鋼帶21的寬度的環(huán)形基部23；形成在基部23的寬度方向相對側(cè)上的防護(hù)邊緣24；以及隔開地形成在基部23的外周邊上的螺紋凸耳26。基部23具有大致半球形的脫離凹槽23a，該凹槽設(shè)置在基部23寬度方向的中心處，即與鋼帶21的結(jié)合孔21a相對應(yīng)的位置處，從而與結(jié)合孔21a連通。
履帶20繞前和后輪10的外周的半個(gè)部分設(shè)置。如圖4所示，在覆蓋輪10的外周的一半的區(qū)域中，鋼帶21直接接觸輪10的外周表面，輪10的結(jié)合突出部12a結(jié)合鋼帶21的結(jié)合孔21a并且同時(shí)進(jìn)入基部23的脫離凹槽23a中。
防護(hù)邊緣24連續(xù)地形成在帶主體22的整個(gè)外周上。防護(hù)邊緣24從基部23徑向向內(nèi)延伸。防護(hù)邊緣24的邊緣的外表面是斜表面。通過這樣，防護(hù)邊緣24具有錐形橫截面，從而能夠容易地變形。
螺紋凸耳26沿履帶20的寬度方向延伸并且具有梯形的縱向截面。在該實(shí)施例中，螺紋凸耳26的厚度在縱向截面的下基部為5毫米、在上基部為3毫米，而其高度為15毫米。相比其高度來說，螺紋凸耳26具有非常小的厚度，因此具有小的彎曲剛度。結(jié)果是，在履帶20的縱向方向施加作用力時(shí)，螺紋凸耳26容易彎曲。優(yōu)選地，螺紋凸耳26的高度不小于其厚度(平均厚度或在高度方向上中心處的厚度)的3倍并且不大于其厚度的7倍。更優(yōu)選地，螺紋凸耳26的高度不小于其厚度的3.5倍并且不大于其厚度的5倍。如果螺紋凸耳26的高度小于其厚度的3倍，那么螺紋凸耳26的彎曲剛度不足夠地小。如果螺紋凸耳26的高度大于其厚度的7倍，那么螺紋凸耳26在高度方向上不足夠地強(qiáng)。螺紋凸耳26具有如圖1所示在中心處被彎曲的平面形狀。該彎曲增加了螺紋凸耳26在高度方向上抵抗例如機(jī)器人自重的負(fù)荷的強(qiáng)度。在該實(shí)施例中，如圖6所示，每隔幾個(gè)螺紋凸耳26，其彎曲方向改變一次。
在具有上述結(jié)構(gòu)的機(jī)器人中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)左和右側(cè)的履帶單元2的致動(dòng)裝置時(shí)，連接到致動(dòng)裝置上的輪10的轉(zhuǎn)動(dòng)使履帶20轉(zhuǎn)動(dòng)。結(jié)果是，機(jī)器人移動(dòng)。
雖然用在履帶20中的帶主體22由橡膠制成，但是由于其由鋼帶21加強(qiáng)，所以甚至在長時(shí)間使用后其也不會(huì)變長并且可以防止其與輪10分離。此外，履帶20的重量可以大大地減小。首要的原因是，利用薄鋼帶21在不增加厚度的情況下加固了履帶20。第二個(gè)原因是帶經(jīng)由鋼帶21與輪10結(jié)合，這不需要形成與輪10結(jié)合的突出部或帶主體22上的鏈輪齒(參考上述現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn))。
由于輪10的突出部12a配合在鋼帶21的結(jié)合孔21a中，所以可以確定地防止履帶20在左右方向上與輪10分離。
在該實(shí)施例中，由于設(shè)置了撓性螺紋凸耳26，所以機(jī)器人可以容易地在具有如圖7所示的平表面的比較低的碎石S′上移動(dòng)。這是因?yàn)槁菁y凸耳26可以彈性變形，因此增加了與碎石S′的接觸面積。這使螺紋凸耳26能夠很好地抓緊碎石S′而不會(huì)滑動(dòng)，并且因此可以避免使履帶20空轉(zhuǎn)。當(dāng)碎石S′是濕的或砂子粘附在碎石S′上時(shí)，該功能非常有幫助。如圖7所示，通過減小兩個(gè)鄰近螺紋凸耳26之間的間距，可以用兩個(gè)鄰近螺紋凸耳26更加牢固地抓緊碎石S′。
雖然螺紋凸耳26可以容易地彎曲，但其足夠強(qiáng)并且在抵抗高度方向上的負(fù)荷即機(jī)器人的自重時(shí)不會(huì)變形太大，這使機(jī)器人能夠平穩(wěn)地移動(dòng)。這是因?yàn)槁菁y凸耳26具有彎曲的平面形狀，并且因此在高度方向上具有高的強(qiáng)度。
帶主體22的防護(hù)邊緣24在側(cè)板30的外周邊緣處與側(cè)板30的斜表面30c接觸，這時(shí)，防護(hù)邊緣發(fā)生彈性變形。結(jié)果是，由履帶20和一對側(cè)板30所包圍的內(nèi)部空間被密封，從而防止例如水、砂子和灰塵的外來物質(zhì)進(jìn)入內(nèi)部空間。
圍繞輪10的外周的一半而設(shè)置的部分履帶20受到造成防護(hù)邊緣24波動(dòng)的作用力。但是，防護(hù)邊緣24可以牢固地接觸側(cè)板30的外周邊緣而不會(huì)發(fā)生波動(dòng)，原因是當(dāng)防護(hù)邊緣24接觸側(cè)板30的外周邊緣時(shí)，其發(fā)生彈性變形。
以下將說明用于制造履帶20的制造設(shè)備和方法。如圖8所示，制造設(shè)備包括下模70(或第一模)和相對于下模70可上下移動(dòng)的上模80(或第二模)。
下模70包括基部71和具有倒置U形截面的模制部72，所述基部和所述模制部可以相互分離。下模70具有中空的矩形平行六面體形狀，其兩端敞開。如圖9所示，模制部72具有接受孔72a，該接受孔72a在縱向方向上以均勻的間距設(shè)置在模制部的上表面上。模銷子74可拆卸地容納在接受孔72a中。模銷子74包括頭部，該頭部具有半球形并且設(shè)置成模突出部74a。形成一對用于模制防護(hù)邊緣24的線形輔助模槽73，其夾置下模70上的一排模突出部74a。
上模80具有矩形板的形狀。上模80具有在其下表面上形成的在縱向上延伸的淺而寬的模槽81。上模80還具有從頂部到底部在其中穿過而形成的六個(gè)凸耳模槽86。凸耳模槽86具有與螺紋凸耳26的形狀相對應(yīng)的形狀。
鋼帶21穿過中空的下模70并且鋼帶21的一部分放置在下模70的上表面上。這時(shí)，下模70的模突出部74a配合在鋼帶21的結(jié)合孔21a中，從而將鋼帶21定位。
當(dāng)鋼帶21以上述方式定位時(shí)，含有硫化劑并且具有預(yù)定長度的生橡膠板(彈性材料，未示出)放置在下模70的模制部72的上表面上。
然后，上模80下降以擠壓生橡膠板并且加熱模70、80，從而如圖9所示將帶主體22的部分22′(在帶主體22的周向上分隔開以形成環(huán)形的部分)硫化粘合(硫化模制)在鋼帶21的外周上。優(yōu)選的是，底膠(粘合劑)施加在鋼帶21的外周表面上以提高帶主體22的部分22′和鋼帶21之間的粘附強(qiáng)度。
在模制時(shí)，基部23的部分由模槽81來模制，防護(hù)邊緣24的部分由輔助模槽73來模制，脫離凹槽23通過將模突出部74a壓入橡膠材料中而模制成，而螺紋凸耳26通過使橡膠材料進(jìn)入凸耳模槽86中而模制成。從凸耳模槽86的上部開口突出來的一部分橡膠材料由刮鏟等去除。
在完成上述的模制后，升起上模80。然后如圖10所述，鋼帶21從下模70中脫離。由于如上所述的橡膠模制涉及到收縮，模突出部74a強(qiáng)有力地連接到橡膠，所以模銷子74與鋼帶21以及帶主體22的部分22′一起從下模70中移除。
接下來，如圖11所示，模銷子74從鋼帶21以及帶主體22的部分22′中移除。由于模銷子74與下模70分離，所以模銷子74可以容易地與部分22′的脫離凹槽23a分開。與模突出部整體地與下模形成的情況相比，改善了生產(chǎn)率。
接下來，通過在周向上移動(dòng)鋼帶21將新部分的鋼帶21定位在下模70上，所述新部分的鋼帶鄰接于帶體部22的部分22′被硫化粘合在其上的部分，并且以前述的方式模制帶主體22的另一部分22′。通過重復(fù)該過程，可以將帶主體22連接到鋼帶21的整個(gè)外周上。新模制成的帶主體22的部分22′與在前模制的部分22′保持連續(xù)，從而使帶主體22的鄰接部分22′基本上彼此整合。根據(jù)本方法，可以不采用組合模，而采用均具有簡單結(jié)構(gòu)的下模70和上模80來廉價(jià)地制造包括防護(hù)邊緣24和螺紋凸耳26的履帶20。
以下將參考圖12至17來說明本發(fā)明的其他實(shí)施例。采用相同的附圖標(biāo)記來表示與第一實(shí)施例的部件相對應(yīng)的部件，并且省略了對其的詳細(xì)說明。
在如圖12所示的其他實(shí)施例中，輪10的外周表面為大致柱狀表面。更明確地講，輪橫截面的外邊緣具有大曲率半徑的凸形，中間部分相對于各相對端隆起。換句話講，在寬度方向上隨著從中心到相對端，輪10的外徑逐漸減小。雖然中心處的直徑與輪10兩端處的直徑之間的差別在附圖中夸大了，但該差別實(shí)際上不顯著在輪10中，在中心處的直徑為100毫米而在兩端處的直徑比在中心處的直徑要小0.3毫米，在該實(shí)施例中所述輪10具有30毫米的寬度。
如圖13所述的第三實(shí)施例除以下之外與第二實(shí)施例相同，即鋼帶21嵌入帶主體22的基部23并且薄橡膠層29形成在鋼帶21的內(nèi)周面上。橡膠層29具有與輪10的外周面相對應(yīng)的內(nèi)周面。當(dāng)輪10由金屬制成時(shí)，橡膠層29用于防止鋼帶21和輪10之間的金屬對金屬接觸所造成的磨損。
如圖14至16所示的第四實(shí)施例中，輪10由樹脂等制成，并且其外周面為柱狀表面。由金屬制成的各結(jié)合銷子12在周向上以均勻的間距嵌入和設(shè)置在輪10的外周面的寬度方向上的中心處。具有半球形的結(jié)合銷子12的頭部從輪10的外周面突出并且設(shè)置成結(jié)合突出部12a。
防護(hù)邊緣24′連續(xù)地形成在帶主體22地整個(gè)外周上并且沿傾斜方向從基部23的外周表面上突出。防護(hù)邊緣24′具有錐形橫截面并且易于彈性變形。
如圖16所示，側(cè)板30包括金屬板31和一對密封構(gòu)件32。如圖15所示，金屬板31具有前和后端部邊緣31a，前和后端部邊緣31a各自具有分別與前和后輪10的外周邊緣形狀相對應(yīng)的半圓形狀。如圖15所示，前和后端部邊緣31a在內(nèi)部被切去以減小厚度。
如圖16所示，密封構(gòu)件32可分離地安裝在金屬板31的外周邊緣的上和下部，所述上和下部具有線形形狀。更具體地講，密封構(gòu)件32由橡膠材料制成，該橡膠材料具有比如下所述的履帶20的帶主體22要小的彈性系數(shù)。密封構(gòu)件32通過硫化粘合等方法連接在具有L形橫截面的線形形狀的支架33上，并且支架33通過螺釘34可拆卸地固定在側(cè)板30的外周邊緣的上和下部上。密封構(gòu)件32包括薄凸起壁32a。
在履帶繞前和后輪10放置的部分中，防護(hù)邊緣24的邊緣接觸在側(cè)板30的前部和后部的端部邊緣31a。在履帶20放置在前和后輪10之間的其他部分中，防護(hù)邊緣24′的邊緣接觸密封構(gòu)件32的凸起部32a。結(jié)果是，由履帶20和該對側(cè)板30所包圍的內(nèi)部空間被密封，從而防止例如水、砂子和灰塵的外來物質(zhì)進(jìn)入到內(nèi)部空間。
在履帶20繞輪10的外周半部放置的部分中，履帶20被彎曲，因此，防護(hù)邊緣24′偏離開側(cè)板30的端部邊緣31a。但是，盡管偏離，由于防護(hù)邊緣24′的邊緣在接觸側(cè)板30的端部邊緣31a時(shí)發(fā)生彈性變形，所以防護(hù)邊緣24′的邊緣可以牢固地接觸在端部邊緣31a上。當(dāng)履帶20的防護(hù)邊緣24′在側(cè)板30的外周邊緣的上和下部接觸密封件32時(shí)，由于密封件32具有比防護(hù)邊緣24′小的彈性系數(shù)并且比防護(hù)邊緣24′薄，所以密封構(gòu)件32比防護(hù)邊緣24′變形地更大。即使當(dāng)履帶20在不受輪10限制的區(qū)域中擺動(dòng)時(shí)，這使密封構(gòu)件32和防護(hù)邊緣24′能夠保持相互接觸，原因是密封構(gòu)件32隨著帶20的擺動(dòng)而變形。密封構(gòu)件32涂覆有聚四氟乙烯(Teflon)等，以用于減小密封構(gòu)件32和防護(hù)邊緣24′之間的摩擦。
如圖17所示的下模70和上模80用來模制根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的履帶20。在本實(shí)施例中，具有線形形狀的一對輔助模槽82沿上模80的模槽81的相對側(cè)形成。輔助模槽82具有與防護(hù)邊緣24′相對應(yīng)的橫截面，采用與上述第一實(shí)施例中同樣的方式來使用模70和80。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，而是在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可以對本發(fā)明做各種修改。例如，可以通過前和后輪兩者來驅(qū)動(dòng)這一對履帶。
另一個(gè)輪可以設(shè)置在前和后輪之間。
從動(dòng)輪只要在寬度方向上限制履帶的運(yùn)動(dòng)，其可以不與履帶結(jié)合。
螺紋凸耳26可以具有在多個(gè)位置處彎曲地平面形狀。
根據(jù)第一和第二實(shí)施例的螺紋凸耳26可以不具有梯形縱向截面，而是可以形成有均勻厚度。
在不同方向上運(yùn)行的兩排短螺旋狀結(jié)合突出部(雙螺旋形)可以形成在輪10上，并且與螺旋形結(jié)合突出部相對應(yīng)的結(jié)合孔可以形成在高拉伸強(qiáng)度帶上從而可靠地防止履帶彎曲。
可以通過插入注模等方式一次模制帶主體的整個(gè)外周。
致動(dòng)裝置可以不是電機(jī)，而是液壓馬達(dá)或發(fā)動(dòng)機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的履帶的應(yīng)用不限于救援機(jī)器人。其可以應(yīng)用到例如用于清洗醫(yī)院的其他輕型機(jī)器人上，或者可以應(yīng)用到輕型結(jié)構(gòu)機(jī)器而不是機(jī)器人上。
權(quán)利要求
1.一種履帶，其包括環(huán)形高拉伸強(qiáng)度帶(21)和由彈性材料制成并且連接到所述高拉伸強(qiáng)度帶的外周上的帶主體(22)，所述高拉伸強(qiáng)度帶(21)具有結(jié)合孔(21a)，該結(jié)合孔在所述高拉伸強(qiáng)度帶的周向上以均勻間距設(shè)置，所述帶主體(22)具有脫離凹槽(23a)，該脫離凹槽形成在與所述高拉伸強(qiáng)度帶的所述結(jié)合孔相對應(yīng)的位置處。
2.一種履帶單元，其包括在前和后方向上分開設(shè)置的多個(gè)輪(10)和繞所述各輪鏈裝的履帶(20)，其中，所述履帶(20)包括環(huán)形高拉伸強(qiáng)度帶(21)和由彈性材料制成并且連接到所述高拉伸強(qiáng)度帶的外周上的帶主體(22)，所述高拉伸強(qiáng)度帶(21)具有結(jié)合孔(21a)，該結(jié)合孔在所述高拉伸強(qiáng)度帶的周向上以均勻間距設(shè)置，所述帶主體(22)具有脫離凹槽(23a)，該脫離凹槽形成在與所述高拉伸強(qiáng)度帶的所述結(jié)合孔相對應(yīng)的位置處，并且其中所述多個(gè)輪(10)的驅(qū)動(dòng)輪具有結(jié)合突出部(12a)，該結(jié)合突出部在周向上以均勻的間距設(shè)置在其外周面上，所述結(jié)合突出部(12a)適于與所述履帶(20)的所述高拉伸強(qiáng)度帶(21)的所述結(jié)合孔(21a)結(jié)合，并且同時(shí)進(jìn)入所述帶主體(22)的所述脫離凹槽(23a)。
3.如權(quán)利要求2所述的履帶單元，其中，所述多個(gè)輪(10)的外周表面是大致柱狀表面。
4.如權(quán)利要求3所述的履帶單元，其中，所述高延伸強(qiáng)度帶(21)的所述結(jié)合孔(21a)具有大致圓形并且所述輪(10)的所述結(jié)合突出部(12a)具有大致半球形。
5.如權(quán)利要求2所述的履帶單元，其中，所述履帶單元還包括沿前和后方向延伸以覆蓋所述多個(gè)輪(10)的相對側(cè)表面的一對側(cè)板(30)，所述帶主體(22)包括環(huán)形基部(23)和防護(hù)邊緣(24，24′)，該防護(hù)邊緣沿所述基部的相對側(cè)上的整個(gè)長度連續(xù)地延伸，所述防護(hù)邊緣的邊緣與所述側(cè)板的外周邊緣接觸。
6.如權(quán)利要求2所述的履帶單元，其中，所述帶主體(22)包括環(huán)形基部(23)和多個(gè)螺紋凸耳(26)，所述多個(gè)螺紋凸耳間隔開地形成在所述基部(23)的外周上并且在所述基部(23)的寬度方向上延伸，所述螺紋凸耳具有在至少一個(gè)位置處彎曲的平面形狀，所述螺紋凸耳的高度不小于其厚度的3倍并且不大于其厚度的7倍。
7.一種制造履帶的方法，其包括如下步驟準(zhǔn)備第一模(70)和第二模(80)，所述第一模具有在其模制表面上以均勻間距設(shè)置的多個(gè)模突出部(74a)，所述第二模具有在其模制表面上敞開的多個(gè)凸耳模槽(86)；將環(huán)形高拉伸強(qiáng)度帶(21)設(shè)定在所述第一模(70)上，該高環(huán)形拉伸強(qiáng)度帶具有在其周向上以均勻間隔設(shè)置的結(jié)合孔(21a)，所述模突出部(74a)配合在所述結(jié)合孔中；以及在所述第一模和所述第二模之間模制彈性材料以獲得帶主體(22)或者獲得所述帶主體(22)與所述高延伸強(qiáng)度帶的至少一部分的外周連接的部分(22′)，同時(shí)通過使所述第一模(70)的所述模突出部(74a)壓入所述彈性材料中以形成脫離凹槽(23a)，并且通過使所述材料進(jìn)入所述第二模(80)的所述凸耳模槽(86)中以形成螺紋凸耳(26)。
8.一種制造履帶的方法，該方法包括如下步驟準(zhǔn)備下模(70)和上模(80)，所述下模具有在其模制表面上以均勻間距設(shè)置的多個(gè)模突出部(74a)，所述上模具有在其模制表面上敞開的多個(gè)凸耳模槽(86)；通過如下方式將環(huán)形高拉伸強(qiáng)度帶(21)定位，所述環(huán)形高強(qiáng)度拉伸帶具有多個(gè)在其周向上以均勻間距設(shè)置的結(jié)合孔(21a)，所述方式也就是將所述高拉伸強(qiáng)度帶(21)的一部分放置在所述下模(70)上和將所述下模的所述模突出部(74a)配合在所述高拉伸強(qiáng)度帶的所述結(jié)合孔中。將彈性材料放置在所述下模上并且降低所述上模以在所述上模和所述下模之間將所述帶主體(22)的部分(22′)模制在所述高拉伸強(qiáng)度帶(21)的外周上，同時(shí)通過使所述下模(70)的所述模突出部(74a)壓入所述彈性材料中來形成脫離凹槽(23a)并且通過使所述彈性材料進(jìn)入所述上模(80)的所述凸耳模槽(86)中來形成螺紋凸耳(26)；以及通過移動(dòng)所述高拉伸強(qiáng)度帶(21)以將新部分的所述高拉伸強(qiáng)度帶(21)放置在所述下模(70)上從而將所述環(huán)形帶主體(22)模制在所述高拉伸強(qiáng)度帶(21)的整個(gè)外周上，所述新部分鄰近于所述帶主體(22)的所述部分(22′)被模制的所述部分，以上述的方式將所述帶主體的另一部分(22′)模制在所述高拉伸強(qiáng)度帶的所述新部分上，并且重復(fù)該過程。
9.如權(quán)利要求8所述的制造履帶的方法，其中，模銷子(74)可拆卸地插入到所述下模(70)的所述上表面上并且所述模銷子的頭部設(shè)置成所述的模突出部(74a)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種履帶裝置，其具有輕型和高強(qiáng)度的履帶。履帶(20)具有環(huán)形鋼帶(21)(抗拉力帶)和安裝在所述鋼帶(21)的外周上的橡膠帶體部(22)。結(jié)合孔(21a)在周向上等間距地形成在鋼帶(21)上，并且脫離凹槽(23a)形成在帶體部(22)上。突出部(12a)在周向上等間距地形成在輪(10)的外周上。所述突出部(12a)于所述鋼帶(21)的所述結(jié)合孔(21a)結(jié)合并且進(jìn)入到帶體部(23)的凹槽(23a)中。
文檔編號B62D55/24GK1882471SQ200480034410
公開日2006年12月20日 申請日期2004年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月20日
發(fā)明者廣瀬茂男, 津久井慎吾 申請人:財(cái)團(tuán)法人 理工學(xué)振興會(huì), 都美工業(yè)股份有限公司