專利名稱：鈷結(jié)殼采礦鉸接式履帶行走裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海底鈷結(jié)殼采礦行走裝置，特別是一種由多自由度鉸接裝置連接 前后履帶車的行走裝置。
技術(shù)背景鈷結(jié)殼是一種富含鈷、鎳、銅、鋅、鐵等多種金屬的海底礦產(chǎn)資源。鈷結(jié)殼附存于大洋 800 2800m水深的海山側(cè)表面，其富礦區(qū)的地形坡度多數(shù)在10 35。，且常出現(xiàn)臺階、峭壁 和溝槽。由于，鈷結(jié)殼附存之處的地形地貌的復(fù)雜性和不規(guī)則性，以及海水阻力、采礦挖掘 力、長管線阻力等多種因素的影響，使得海底鈷結(jié)殼采礦行走裝置應(yīng)具有超優(yōu)良的越障和爬 坡性能、機動性和重載性。目前陸地上具有二條履帶的越野履帶車在越障能力和機動性方面 不能滿足鈷結(jié)殼采礦的復(fù)雜要求。美國提出的鈷結(jié)殼采礦行走方案為采用平面鉸鏈將四條履 帶連接于同一車體的履帶車，由于采礦車車體龐大，此種履帶車轉(zhuǎn)向困難，機動性差。如何 在鈷結(jié)殼礦產(chǎn)開采過程中，采礦行走裝置在復(fù)雜地形地貌和多種外力作用下能具有超優(yōu)良的 越障能力和機動性是一項必須克服的技術(shù)難題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于鈷結(jié)殼采礦、適應(yīng)海山復(fù)雜地形、具有優(yōu)良 越障和爬坡能力及機動性能的鈷結(jié)殼采礦鉸接式履帶行走裝置。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的鈷結(jié)殼采礦鉸接式履帶行走裝置，前履帶車 和后履帶車之間采用具有多自由度的鉸接裝置聯(lián)接，所述的鉸接裝置使所述的前履帶車和后 履帶車之間產(chǎn)生繞z軸的俯仰運動、繞y軸的轉(zhuǎn)向運動和繞x軸的翻轉(zhuǎn)運動。所述的鉸接裝置的結(jié)構(gòu)是由第一左轉(zhuǎn)向液壓缸和第一右轉(zhuǎn)向液壓缸、前圓盤、后圓盤、 第一左俯仰液壓缸和第一右俯仰液壓缸組成，第一左轉(zhuǎn)向液壓缸和第一右轉(zhuǎn)向液壓缸一端分 別與所述的前履帶車鉸接，另一端分別與所述的前圓盤鉸接，當(dāng)?shù)谝蛔筠D(zhuǎn)向液壓缸和第一右 轉(zhuǎn)向液壓缸處于運動狀態(tài)時，前履帶車和后履帶車之間產(chǎn)生繞y軸的轉(zhuǎn)向運動，使車體具有 良好的機動性，所述的前圓盤與所述的后圓盤鉸接聯(lián)接，使前履帶車和后履帶車自身產(chǎn)生繞 x軸的翻轉(zhuǎn)運動，使左右履帶與地面接觸良好，增加車體橫向平衡性，第一左俯仰液壓缸和 第一右俯仰液壓缸的一端分別與所述的后圓盤鉸接，另一端分別與所述的后履帶車鉸接，當(dāng) 第一左俯仰液壓缸和第一右俯仰液壓缸處于運動狀態(tài)時，使前履帶車和后履帶車之間產(chǎn)生繞 z軸的俯仰運動，使二者的履帶與地面保持較好的接觸，提高附著力，此時，鉸接裝置具有三個自由度。當(dāng)?shù)谝蛔蟾┭鲆簤焊缀偷谝挥腋┭鲆簤焊滋幱阪i死狀態(tài)，而第一左轉(zhuǎn)向液壓缸 和第一右轉(zhuǎn)向液壓缸處于運動狀態(tài)時，前履帶車和后履帶車之間可同時產(chǎn)生繞y軸的轉(zhuǎn)向運 動和繞x軸的翻轉(zhuǎn)運動，鉸接裝置具有二個自由度。當(dāng)?shù)谝蛔蟾┭鲆簤焊缀偷谝挥腋┭鲆簤?缸處于運動狀態(tài)，而第一左轉(zhuǎn)向液壓缸和第一右轉(zhuǎn)向液壓缸處于鎖死狀態(tài)時，前履帶車和后 履帶車之間可同時產(chǎn)生繞z軸的俯仰運動和繞x軸的翻轉(zhuǎn)運動，鉸接裝置具有二個自由度。當(dāng) 第一左俯仰液壓缸、第一右俯仰液壓缸、第一左轉(zhuǎn)向液壓缸和第一右轉(zhuǎn)向液壓缸處于鎖死狀
態(tài)時，前履帶車和后履帶車之間僅產(chǎn)生繞x軸的翻轉(zhuǎn)運動，鉸接裝置具有一個自由度。
所述的鉸接裝置是由第二左轉(zhuǎn)向液壓缸和第二右轉(zhuǎn)向液壓缸、前支架、后支架、第二左 俯仰液壓缸和第二右俯仰液壓缸組成，所述的后支架一端與所述的前支架鉸接聯(lián)接，另一端 與所述的后履帶車鉸接，所述的前支架與所述的前履帶車鉸接，使前履帶車和后履帶車自身
產(chǎn)生繞x軸的翻轉(zhuǎn)運動，使左右履帶與地面接觸良好，增加車體橫向平衡性，所述的第二左
轉(zhuǎn)向液壓缸和第二右轉(zhuǎn)向液壓缸的一端分別與所述的前支架鉸接，另一端分別與所述的后支
架鉸接，當(dāng)轉(zhuǎn)向液壓缸和處于運動時，前履帶車和后履帶車之間產(chǎn)生繞y軸的轉(zhuǎn)向運動，使 車體具有良好的機動性，所述的第二左俯仰液壓缸和第二右俯仰液壓缸的一端分別與所述的 后支架鉸接，另一端分別與所述的后履帶車鉸接，當(dāng)?shù)诙蟾┭鲆簤焊缀偷诙腋┭鲆簤焊?處于運動狀態(tài)時，前履帶車和后履帶車之間產(chǎn)生繞z軸的俯仰運動，使二者的履帶與地面保 持較好的接觸，提高附著性能，此時，鉸接裝置二具有三個自由度。當(dāng)?shù)诙蟾┭鲆簤焊缀?第二右俯仰液壓缸處于鎖死狀態(tài)，而第二左轉(zhuǎn)向液壓缸和第二右轉(zhuǎn)向液壓缸處于運動狀態(tài)時 ，前履帶車和后履帶車之間同時產(chǎn)生繞y軸的轉(zhuǎn)向運動和繞x軸的翻轉(zhuǎn)運動，鉸接裝置二具有 二個自由度。當(dāng)?shù)诙蟾┭鲆簤焊缀偷诙腋┭鲆簤焊滋幱谶\動狀態(tài)，而第二左轉(zhuǎn)向液壓缸 和第二右轉(zhuǎn)向液壓缸處于鎖死狀態(tài)時，前履帶車和后履帶車l同時產(chǎn)生繞z軸的俯仰運動和繞 x軸的翻轉(zhuǎn)運動，鉸接裝置具有二個自由度。
所述的前履帶車和后履帶車結(jié)構(gòu)相同，所述的前履帶車和后履帶車均由張緊輪、履帶、 車體、支重輪、驅(qū)動輪等組成，安裝所述的支重輪的支架通過銷軸緊固于所述的車體上實行 剛性懸掛聯(lián)接，或安裝所述的支重輪的支架是以回轉(zhuǎn)副聯(lián)接于所述的車體上實行浮動懸掛聯(lián) 接。
使用上述鉸接式履帶行走裝置方案后，提高了車體的附著力、越障能力、行走穩(wěn)定性、 機動靈活性和通過性。同時，鉸接裝置結(jié)構(gòu)可靠，拆裝方便，可以根據(jù)需要，將鉸接式履帶 行走裝置改為兩個獨立的履帶車。


圖1為鉸接式履帶行走裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為鉸接裝置實施例1運動簡圖；圖3為鉸接裝置實施例1結(jié)構(gòu)圖；圖4為鉸接裝置實施例2運動簡圖；圖5為鉸接裝置實施例2結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。 實施例l:如圖l、圖2和圖3所示，前履帶車3和后履帶車1之間采用具有多自由度的鉸接裝置2 聯(lián)接，鉸接裝置2使前履帶車3和后履帶車l之間產(chǎn)生繞z軸的俯仰運動、繞y軸的轉(zhuǎn)向運動和 繞x軸的翻轉(zhuǎn)運動，鉸接裝置2的結(jié)構(gòu)是由第一右轉(zhuǎn)向液壓缸10和第一左轉(zhuǎn)向液壓缸12、前圓 盤ll、后圓盤13、第一右俯仰液壓缸14和第一左俯仰液壓缸15組成，第一右轉(zhuǎn)向液壓缸10和 第一左轉(zhuǎn)向液壓缸12—端分別與前履帶車3鉸接，另一端分別與前圓盤ll鉸接，前圓盤ll與 后圓盤13鉸接聯(lián)接，第一右俯仰液壓缸14和第一左俯仰液壓缸15的一端分別與后圓盤13鉸接 ，另一端分別與后履帶車l鉸接，前履帶車3和后履帶車1結(jié)構(gòu)相同，前履帶車3和后履帶車1 均由張緊輪4、履帶5、車體6、支重輪7、驅(qū)動輪9等組成，安裝支重輪7的支架通過銷軸8緊 固于車體6上實行剛性懸掛聯(lián)接。如圖l、圖2和圖3所示，其工作過程鈷結(jié)殼采礦鉸接式履帶行走裝置由鉸接裝置2連接 具有剛性懸掛的前履帶車3和后履帶車1。鉸接式履帶行走裝置，在鈷結(jié)殼采礦過程中遇到崎 嶇不平的地形時，可使第一右俯仰液壓缸14和第一左俯仰液壓缸15、第一右轉(zhuǎn)向液壓缸10和 第一左轉(zhuǎn)向液壓缸12均處于運動狀態(tài)，此時，鉸接裝置2具有三個自由度。當(dāng)?shù)谝挥腋┭鲆?壓缸14和第一左俯仰液壓缸15處于運動狀態(tài)時，前履帶車3和后履帶車l之間產(chǎn)生繞z軸的俯 仰運動，使前履帶車3和后履帶車1的履帶與地面保持較好的接觸，前圓盤11與后圓盤13鉸接 聯(lián)接，使前履帶車3和后履帶車l自身產(chǎn)生繞x軸的翻轉(zhuǎn)運動，使左右履帶與地面接觸良好， 增加車體橫向平衡性，當(dāng)?shù)谝挥肄D(zhuǎn)向液壓缸10和第一左轉(zhuǎn)向液壓缸12運動狀態(tài)時，前履帶車 3和后履帶車l之間產(chǎn)生繞y軸的轉(zhuǎn)向運動，使車體保持良好的機動性，并且，當(dāng)鉸接式履帶 行走裝置遇到前履帶車3不能越過的障礙時，將第一右俯仰液壓缸14和第一左俯仰液壓缸15 沿負(fù)x方向運動，提高前履帶車3的車頭而可越過超高障礙，大大地提高了車體的越障能力。 當(dāng)?shù)谝挥腋┭鲆簤焊?4和第一左俯仰液壓缸15處于鎖死狀態(tài)，而第一右轉(zhuǎn)向液壓缸10和第一 左轉(zhuǎn)向液壓缸12處于運動狀態(tài)時，前履帶車3和后履帶車l之間同時產(chǎn)生繞y軸的轉(zhuǎn)向運動和繞x軸的翻轉(zhuǎn)運動，鉸接裝置2具有二個自由度。當(dāng)?shù)谝挥腋┭鲆簤焊?4和第一左俯仰液壓缸 15處于運動狀態(tài)，而第一右轉(zhuǎn)向液壓缸10和第一左轉(zhuǎn)向液壓缸12處于鎖死狀態(tài)時，前履帶車 3和后履帶車l之間同時產(chǎn)生繞z軸的俯仰運動和繞x軸的翻轉(zhuǎn)運動，鉸接裝置2具有二個自由 度。當(dāng)?shù)谝挥腋┭鲆簤焊?4、第一左俯仰液壓缸15、第一右轉(zhuǎn)向液壓缸10和第一左轉(zhuǎn)向液壓 缸12均處于鎖死狀態(tài)時，前履帶車3和后履帶車l之間僅產(chǎn)生繞x軸的翻轉(zhuǎn)運動，鉸接裝置2具 有一個自由度。 實施例2:
如圖l、圖4和圖5所示，前履帶車3和后履帶車1之間采用具有多自由度的鉸接裝置2聯(lián)接 ，鉸接裝置2使前履帶車3和后履帶車l之間產(chǎn)生繞z軸的俯仰運動、繞y軸的轉(zhuǎn)向運動和繞x軸 的翻轉(zhuǎn)運動，鉸接裝置2是由第二右轉(zhuǎn)向液壓缸17和第二左轉(zhuǎn)向液壓缸19、前支架16、后支 架18、第二右俯仰液壓缸20和第二左俯仰液壓缸21組成，后支架18—端與前支架16鉸接聯(lián)接 ，另一端與后履帶車l鉸接，前支架16與前履帶車3鉸接，第二右轉(zhuǎn)向液壓缸17和第二左轉(zhuǎn)向 液壓缸19的一端分別與前支架16鉸接，另一端分別與后支架18鉸接，第二右俯仰液壓缸20和 第二左俯仰液壓缸21的一端分別與后支架18鉸接，另一端分別與后履帶車l鉸接，前履帶車3 和后履帶車l結(jié)構(gòu)相同，前履帶車3和后履帶車1均由張緊輪4、履帶5、車體6、支重輪7、驅(qū) 動輪9等組成，安裝支重輪7的支架是以回轉(zhuǎn)副聯(lián)接于車體6上實行浮動懸掛聯(lián)接。
如圖l、圖4和圖5所示，其工作過程:在鈷結(jié)殼采礦過程中遇到崎嶇不平的地形時，使第二 右俯仰液壓缸20、第二左俯仰液壓缸21、第二右轉(zhuǎn)向液壓缸17和第二左轉(zhuǎn)向液壓缸19均處于 運動狀態(tài)，此時，鉸接裝置2具有三個自由度。當(dāng)?shù)诙腋┭鲆簤焊?0和第二左俯仰液壓缸 21處于運動狀態(tài)時，前履帶車3和后履帶車l之間產(chǎn)生繞z軸的俯仰運動，使前履帶車3和和后 履帶車l的履帶與地面保持較好的接觸，增加附著力，前支架16與前履帶車3鉸接，使前履帶 車3和后履帶車l之間產(chǎn)生繞x軸的翻轉(zhuǎn)運動，使左右履帶與地面接觸良好，增加車體橫向平 衡性，當(dāng)?shù)诙肄D(zhuǎn)向液壓缸17和第二左轉(zhuǎn)向液壓缸19處于運動狀態(tài)時，前履帶車3和后履帶 車l之間產(chǎn)生繞y軸的轉(zhuǎn)向運動，使車體保持良好的機動性，當(dāng)鉸接式履帶行走裝置遇到前履 帶車3不能越過的障礙時，可使第二右俯仰液壓缸20和第二左俯仰液壓缸21沿負(fù)x方向運動， 提高前履帶車3的車頭而越過障礙，大大地提高了車體的越障能力。當(dāng)?shù)诙腋┭鲆簤焊?0 和第二左俯仰液壓缸21處于鎖死狀態(tài)，而第二右轉(zhuǎn)向液壓缸17和第二左轉(zhuǎn)向液壓缸19處于運 動狀態(tài)時，前履帶車3和后履帶車l之間同時產(chǎn)生繞y軸的轉(zhuǎn)向運動和繞x軸的翻轉(zhuǎn)運動，鉸接 裝置2具有二個自由度。當(dāng)?shù)诙腋┭鲆簤焊?0和第二左俯仰液壓缸21處于運動狀態(tài)，而第 二右轉(zhuǎn)向液壓缸17和第二左轉(zhuǎn)向液壓缸19處于鎖死狀態(tài)時，前履帶車3和后履帶車1之間同時產(chǎn)生繞z軸的俯仰運動和繞x軸的翻轉(zhuǎn)運動，鉸接裝置2具有二個自由度。當(dāng)?shù)诙腋┭鲆簤?缸20、第二左俯仰液壓缸21、第二右轉(zhuǎn)向液壓缸17和第二左轉(zhuǎn)向液壓缸19均處于鎖死狀態(tài)時 ，前履帶車3和后履帶車l之間僅產(chǎn)生繞x軸的翻轉(zhuǎn)運動，鉸接裝置2具有一個自由度。
權(quán)利要求
1.一種鈷結(jié)殼采礦鉸接式履帶行走裝置，其特征是前履帶車(3)和后履帶車(1)之間采用具有多自由度的鉸接裝置(2)聯(lián)接，所述的鉸接裝置(2)使所述的前履帶車(3)和后履帶車(1)之間產(chǎn)生繞z軸的俯仰運動、繞y軸的轉(zhuǎn)向運動和繞x軸的翻轉(zhuǎn)運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的鈷結(jié)殼采礦鉸接式履帶行走裝置，其特征是 :所述的鉸接裝置(2)的結(jié)構(gòu)是由第一右轉(zhuǎn)向液壓缸(10)和第一左轉(zhuǎn)向液壓缸(12)、 前圓盤(11)、后圓盤(13)、第一右俯仰液壓缸(14)和第一左俯仰液壓缸(15)組成， 第一右轉(zhuǎn)向液壓缸(10)和第一左轉(zhuǎn)向液壓缸(12) —端分別與所述的前履帶車(3)鉸接 ，另一端分別與所述的前圓盤(11)鉸接，所述的前圓盤(11)與所述的后圓盤(13)鉸接 聯(lián)接，第一右俯仰液壓缸(14)和第一左俯仰液壓缸(15)的一端分別與所述的后圓盤( 13)鉸接，另一端分別與所述的后履帶車(1)鉸接。
3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的鈷結(jié)殼采礦鉸接式履帶行走裝置，其特征是 :所述的鉸接裝置(2)是由第二右轉(zhuǎn)向液壓缸(17)和第二左轉(zhuǎn)向液壓缸(19)、前支架 (16)、后支架(18)、第二右俯仰液壓缸(20)和第二左俯仰液壓缸(21)組成，所述的 后支架(18) —端與所述的前支架(16)鉸接聯(lián)接，另一端與所述的后履帶車(1)鉸接， 所述的前支架(16)與所述的前履帶車(3)鉸接，所述的第二右轉(zhuǎn)向液壓缸(17)和第二 左轉(zhuǎn)向液壓缸(19)的一端分別與所述的前支架(16)鉸接，另一端分別與所述的后支架( 18)鉸接，所述的第二右俯仰液壓缸(20)和第二左俯仰液壓缸(21)的一端分別與所述的 后支架(18)鉸接，另一端分別與所述的后履帶車(1)鉸接。
4.根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的鈷結(jié)殼采礦鉸接式履帶行走裝置，其 特征是所述的前履帶車(3)和后履帶車(1)結(jié)構(gòu)相同，所述的前履帶車(3)和后履帶 車(1)均包括張緊輪(4)、履帶(5)、車體(6)、支重輪(7)和驅(qū)動輪(9)，安裝所 述的支重輪(7)的支架通過銷軸(8)緊固于所述的車體(6)上實行剛性懸掛聯(lián)接，或安 裝所述的支重輪(7)的支架是以回轉(zhuǎn)副聯(lián)接于所述的車體(6)上實行浮動懸掛聯(lián)接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鈷結(jié)殼采礦鉸接式履帶行走裝置，前履帶車(3)和后履帶車(1)之間采用具有多自由度的鉸接裝置(2)聯(lián)接，所述的鉸接裝置(2)使所述的前履帶車(3)和后履帶車(1)之間產(chǎn)生繞z軸的俯仰運動、繞y軸的轉(zhuǎn)向運動和繞x軸的翻轉(zhuǎn)運動。使用上述鉸接式履帶行走裝置方案后，提高了車體的附著力、越障能力、行走穩(wěn)定性、機動靈活性和通過性。同時，鉸接裝置結(jié)構(gòu)可靠，拆裝方便，可以根據(jù)需要，將鉸接式履帶行走裝置改為兩個獨立的履帶車。
文檔編號B62D55/104GK101670756SQ200910309168
公開日2010年3月17日 申請日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者劉少軍, 力 李 申請人:中南大學(xué)