專(zhuān)利名稱(chēng)：改進(jìn)的可變形底架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及不在路上行駛的汽車(chē)，農(nóng)用機(jī)械，土方工程機(jī)械，拖拉機(jī)和其它這類(lèi)可移動(dòng)的設(shè)備，它包括如用地輪或履帶支撐的可變形底架和由該底架支撐的剛性平臺(tái)。
為了便于在下文中的描述，下面將使用象“水平”、“平行”、“矩形”和其它這類(lèi)狀態(tài)或幾何學(xué)意義的術(shù)語(yǔ)，除了另有說(shuō)明，始終假設(shè)所述設(shè)備安置在平坦的水平地面上，使其底架處于不變形狀態(tài)。
可變形底架的用途是使地輪或履帶獨(dú)立地上升或下降，以保持與不平坦的地面有良好的接觸，同時(shí)，保持剛性平臺(tái)大體上處于穩(wěn)定安置狀態(tài)。后一種效果是借助于二個(gè)相互垂直的，基本上在水平面的回轉(zhuǎn)樞軸的樞軸連接器將平臺(tái)樞軸地支撐在底架上，該樞軸位于底架上的地輪或刷帶安裝點(diǎn)的中間位置(最好是在各安裝點(diǎn)之間的中點(diǎn)位置)上來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
該平臺(tái)相當(dāng)于普通可移動(dòng)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)剛性底盤(pán)。因此，舉例來(lái)說(shuō)，就拖拉機(jī)或其它的車(chē)輛而論，該平臺(tái)或者是車(chē)輛的整體構(gòu)件裝載著汽車(chē)載荷或乘客，并支撐著發(fā)動(dòng)機(jī)，動(dòng)力傳動(dòng)裝置和其它一般出現(xiàn)在汽車(chē)的機(jī)械裝置。
到目前為止，所涉及這類(lèi)可移動(dòng)設(shè)備的可變形底架一般具有四個(gè)底架構(gòu)件組件，二個(gè)側(cè)邊構(gòu)件和二個(gè)端部構(gòu)件，呈矩形排列，在底架的每個(gè)拐角處有四個(gè)拐角連接器，分別互連側(cè)邊構(gòu)件和端部構(gòu)件?？商鎿Q的但不是最佳方法是，如果平臺(tái)的樞軸連接器具有足夠的堅(jiān)固性，一個(gè)底架構(gòu)件不直接安裝在地輪或履帶上，也就是說(shuō)，一個(gè)端部構(gòu)件可以省略。
對(duì)底架來(lái)說(shuō)，最好是不存在變形阻力，也就是從理論上說(shuō)，當(dāng)保持底架和傳遞載荷和從平臺(tái)傳至地面的驅(qū)動(dòng)力的完整性情況下，在整個(gè)指定的這種運(yùn)動(dòng)的整個(gè)工作范圍內(nèi)，上述拐角連接器對(duì)底架構(gòu)件繞它們各自的樞軸連接器軸相對(duì)平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)不應(yīng)產(chǎn)生任何阻力。這將消除底架部件內(nèi)的變形應(yīng)力，從而將其內(nèi)總的應(yīng)力值減低。這種理想的情況至今未實(shí)現(xiàn)。
這點(diǎn)是清楚的，即如果底架的一個(gè)拐角上升或下降至平臺(tái)平面的上面或下面，則在拐角處相連接的二個(gè)構(gòu)件都必須作為一個(gè)半徑繞拐角點(diǎn)擺動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，以便允許進(jìn)行上述運(yùn)動(dòng)。在所有的現(xiàn)有技術(shù)里，拐角連接器都允許這種擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
這點(diǎn)通常也是可以認(rèn)識(shí)到的，即，如果這些構(gòu)件保持互連而且不存在應(yīng)力的話，在拐角連接處相連接的底架構(gòu)件的有效長(zhǎng)度或它們的整體位置必定能自由地改變。目前，在有效長(zhǎng)度方面的這種變化通常已通過(guò)采用拐角連接器來(lái)提供，該拐角連接器在每個(gè)連接器和通過(guò)它互連的各個(gè)底架構(gòu)件之間，允許一定量的伸縮滑動(dòng)。因此，該拐角連接器被認(rèn)為或多或少地提供部分底架構(gòu)件的有效長(zhǎng)度。盡管據(jù)本申請(qǐng)人所知先有技術(shù)中未曾介紹過(guò)，但是伸縮式底架構(gòu)件是可以采用的。
當(dāng)?shù)准茏冃螘r(shí)，為了減輕它們的應(yīng)力，底架構(gòu)件整體移動(dòng)可采用的方法已通過(guò)利用在底架構(gòu)件之間的樞軸連接來(lái)完成，并且，工作臺(tái)允許底架構(gòu)件沿著樞軸軸線滑動(dòng)。例如，當(dāng)一個(gè)互連它們的端部底架構(gòu)件變傾斜時(shí)，使得測(cè)邊架構(gòu)件相互靠近。
另一可供選擇的方法已在本申請(qǐng)人早先的國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)NO.PCT/AU87/00249里公開(kāi)的本申請(qǐng)人自己列舉的最佳實(shí)施例里論述過(guò)，在那里，公開(kāi)了一種混合式的安排，其中端部底架構(gòu)件可以沿平臺(tái)縱長(zhǎng)中心線在它們與工作臺(tái)的樞軸連接上滑動(dòng)，以便當(dāng)它們傾斜時(shí)，以適合側(cè)邊構(gòu)件長(zhǎng)度在水平部分的變化，并且，拐角連接器允許端部構(gòu)件自身有效長(zhǎng)度的變化。
為了敘述方便，所討論的任何這類(lèi)設(shè)備底架構(gòu)件內(nèi)的應(yīng)力是通過(guò)使任何底架構(gòu)件或底架構(gòu)件/拐角連接器組合體的有效長(zhǎng)度的自由變化和/或底架構(gòu)件的整體位置的自由變化來(lái)消除，這類(lèi)設(shè)備下面將稱(chēng)為底架尺寸可變化的設(shè)備。
從現(xiàn)有技術(shù)可以看到，無(wú)應(yīng)力變形被認(rèn)為是出現(xiàn)尺寸可變形的充分必要條件。然而，申請(qǐng)人關(guān)于所述的早先申請(qǐng)的拖拉機(jī)主題的實(shí)驗(yàn)表明不是這樣。已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)變形增加時(shí)，雖然它的尺寸變化設(shè)計(jì)極限還未達(dá)到，但在機(jī)架組件里產(chǎn)生了難以承受的高應(yīng)力。
申請(qǐng)人注意到二個(gè)先前的論文里建議采用球窩接頭作為拐角連接器，并且其中看來(lái)已設(shè)想采用變形的底架。它們是美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)NO.812037和英國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)NO.770667。無(wú)論怎樣，在這些申請(qǐng)專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)中的拖拉機(jī)，在構(gòu)件的有效長(zhǎng)度或間距方面的變化沒(méi)有采取任何措施，也就是說(shuō)，它們的底架沒(méi)有尺寸的變化，并且至少可以這么說(shuō)，對(duì)這樣一些底架在使用中的變形程度是未定的，當(dāng)然任何可能出現(xiàn)的變形不是無(wú)應(yīng)力的。
本發(fā)明的目的是給該設(shè)備配置一變形底架，其中所述變形是無(wú)應(yīng)力的，并僅由象用以確定一個(gè)允許在一定范圍內(nèi)變形那樣的止動(dòng)裝置來(lái)限制。
本發(fā)明基于這樣的理解，即當(dāng)?shù)准馨l(fā)生變形時(shí)，在拐角處它的底架構(gòu)件之間的夾角要小于該底架未變形的對(duì)應(yīng)角度，并且基于這樣的發(fā)現(xiàn)，即在該底架組件里，角度變化越小，它的實(shí)施要求在底架構(gòu)件內(nèi)確定相當(dāng)大的應(yīng)力。
本發(fā)明的要點(diǎn)是帶有一可變形底架的這類(lèi)可移動(dòng)設(shè)備，該底架本身包括若干底架構(gòu)件和拐角連接器，其特征在于該底架尺寸是可變的，并且所述的每個(gè)拐角連接器允許在由它所互連的底架構(gòu)件之間的夾角進(jìn)行自由變化。


圖1是根據(jù)本申請(qǐng)人所述的早先國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)中先有技術(shù)拖拉機(jī)的可變形底架和相關(guān)構(gòu)件的透視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明拖拉機(jī)的可變形底架右邊前拐角部分的簡(jiǎn)化透視圖，其中不屬于本發(fā)明特點(diǎn)的部分與圖1中的拖拉機(jī)一樣。
圖3是圖2中主題部分的分解透視圖。
圖4是當(dāng)拐角被壓下時(shí)，從圖2的拐角部分由下面觀察的放大比例的透視圖，并表示出底架側(cè)邊和端部構(gòu)件之間所構(gòu)成的銳角。
下面將參照附圖，通過(guò)舉例的方法，對(duì)上述本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
圖1中的先有技術(shù)拖拉機(jī)包括一剛性盒式平臺(tái)4，該平臺(tái)分別由管狀側(cè)邊構(gòu)件5，前端和后端構(gòu)件6和7，以及四個(gè)拐角連接器8組成的可變形底架環(huán)繞著。該底架由四個(gè)地輪(未表示)支撐，這四個(gè)地輪安裝在四個(gè)向外張開(kāi)的并從底架側(cè)邊構(gòu)件5向下伸出的管狀支柱9的底端。
平臺(tái)4分別由底架樞軸連接件10和11支撐著。
每個(gè)樞軸連接件10包括一伸進(jìn)齒輪箱13內(nèi)的管狀支撐臂12，通過(guò)該齒輪箱，將來(lái)自主傳動(dòng)變速齒輪箱14的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力通過(guò)支撐臂12內(nèi)的軸，側(cè)邊構(gòu)件5和支柱9傳遞到地輪。這里的傳動(dòng)裝置和輪的裝配的細(xì)節(jié)就本發(fā)明涉及的內(nèi)容而論無(wú)關(guān)緊要，所以不進(jìn)一步說(shuō)明。齒輪箱13作為一整體，側(cè)邊構(gòu)件5可自由獨(dú)立地繞著支撐臂12的水平軸X-X旋軸，該軸線與側(cè)邊構(gòu)件5的中心點(diǎn)重合。此外，在先有技術(shù)的這個(gè)例子里，齒輪箱13和側(cè)邊構(gòu)件5是不能沿X-X軸線縱向移動(dòng)的，也就是說(shuō)兩側(cè)邊構(gòu)件5的水平間距是恒定的。
每個(gè)樞軸連接器11包括一個(gè)穿過(guò)端部構(gòu)件6或7(視情況而定)里的平套筒軸承，從平臺(tái)4伸出的短軸。所述端部構(gòu)件6和7可自由獨(dú)立地繞Y-Y軸旋轉(zhuǎn)，并沿該軸線橫向滑動(dòng)。因此，端部構(gòu)件6和7之間的有效間距可在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)自由變化。
每個(gè)拐角連接器8包括一帶有二個(gè)伸出的樞軸銷(xiāo)16和17的彎頭15，樞軸銷(xiāo)16和17分別伸入側(cè)邊構(gòu)件5和端部構(gòu)件6或7(視情況而定)的襯套里，這種布局方案是，樞軸銷(xiāo)17不能在側(cè)邊5內(nèi)縱向移動(dòng)，而樞軸銷(xiāo)16可以在端部構(gòu)件6和7里的自由滑動(dòng)。因此，端部構(gòu)件6和7的有效長(zhǎng)度在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)是可變的。變化量取決于樞軸銷(xiāo)16伸進(jìn)這些端部構(gòu)件里的長(zhǎng)度。
可見(jiàn)，圖1中先有技術(shù)的底架尺寸是可變的，但值的注意的是它的拐角連接器沒(méi)有為側(cè)邊和端部構(gòu)件之間的夾角偏離90℃采取措施，結(jié)果限制了底架的變形，該底架要求當(dāng)變形量增加時(shí)，構(gòu)件之間的夾角逐漸地變成更尖銳。
在圖2、3和4中，與圖1的相對(duì)應(yīng)的部件具有對(duì)應(yīng)的標(biāo)號(hào)，下文中不再說(shuō)明，只有一個(gè)重要的例外，即，在這個(gè)實(shí)施例中的樞軸連接件11允許底架構(gòu)件6和7繞Y-Y軸擺動(dòng)，但不允許它們沿Y-Y軸整體滑動(dòng)。
在圖2、3和4的中底架側(cè)邊構(gòu)件5和端部構(gòu)件6之間的拐角連接器包括一個(gè)鉤環(huán)20，該鉤環(huán)本身包括一搭接板21和二個(gè)與搭接板21組成的環(huán)形罩22和二個(gè)眼狀件23，每個(gè)眼狀件可以是具有一定直徑通孔的球，或者具有與孔軸線垂直的中央平面的這種球的對(duì)稱(chēng)體。每個(gè)環(huán)形罩22的內(nèi)周邊表面是部分球形的，以便與它的眼狀件23配合。每個(gè)眼狀件23夾在它的外罩22里，但它在其內(nèi)可以旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)。
樞軸銷(xiāo)24從側(cè)邊構(gòu)件5通過(guò)上部眼狀件23的孔伸出。叉桿銷(xiāo)25通過(guò)下部眼狀件23的孔和二塊在端部構(gòu)件6的端部形成的夾板伸出。
鉤環(huán)20實(shí)際上是一個(gè)短的拉桿，該拉桿通過(guò)其兩端部萬(wàn)向接頭和鉤環(huán)將各個(gè)底架構(gòu)件端部連接在一起。
最好每個(gè)環(huán)形罩22和它的眼狀件23本質(zhì)上是象所謂的提供在普通農(nóng)用拖拉機(jī)上的標(biāo)準(zhǔn)3點(diǎn)聯(lián)動(dòng)升降臂上的球窩接頭那樣，用于接受從拖拉機(jī)攜帶的器械伸出的支撐銷(xiāo)。這些球窩接頭有三種類(lèi)型，其中一種其外罩內(nèi)部周?chē)吘壆?dāng)眼狀件已在外罩內(nèi)定位后，用頂鍛蓋過(guò)它，以便該眼狀件永久地限制于外罩內(nèi);另一種其外罩是分離的，將這二部分圍繞著眼狀件合攏在一起，由緊固件固定;第三種是將精加工的外罩和眼狀件的一小部分切去，以便使該眼狀件裝入該外罩內(nèi)之后將一開(kāi)尾銷(xiāo)穿過(guò)外罩，以防此眼狀件進(jìn)入使它從外罩內(nèi)脫出的位置。這些形式中的任何一種都可以用在本發(fā)明的底架拐角連接器里的鉤環(huán)中。此外，在其它的實(shí)施例中，在鉤環(huán)的任何一端的銷(xiāo)、外套、眼狀件組合體可以由任何其它普通萬(wàn)向接頭替換，例如，這類(lèi)球窩接頭(ballandsockatjoint)，其中一個(gè)銷(xiāo)子從限制在杯狀部分球形承窩內(nèi)的球上剛性伸出。
當(dāng)?shù)准芪醋冃螘r(shí)，搭接板21基本上是垂直的，但當(dāng)?shù)准茏冃螘r(shí)，例如由于所描述的拐角上升至軸X-X和Y-Y確定的平面上面，該構(gòu)件本身繞這些軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，構(gòu)件5和6的端部沿?cái)U(kuò)散的弧形軌道移開(kāi)，并且，搭接件21采取更接近水平位置，以保持兩構(gòu)件之間的連接。該搭接件21可以適應(yīng)上述情況，部分地由于眼狀件23繞銷(xiāo)24和25轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)果，和部分地由于外罩22繞眼狀件23轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)果。由于發(fā)生變形，構(gòu)件5和6的端部就向外分開(kāi)，但是在變形的情況它仍連在一起，在這種布置里的鉤環(huán)位置的變化可以說(shuō)增加了它們的有效長(zhǎng)度。也就是說(shuō)，列舉的底架尺寸是完全可變的，盡管側(cè)邊構(gòu)件5和端部構(gòu)件6和7都不能沿它們的樞軸與平臺(tái)4一起整體移動(dòng)，尺寸可變化這個(gè)術(shù)語(yǔ)仍在這里使用。因此，可以看到，圖2、3和4中列舉的鉤環(huán)供構(gòu)件5和6之間垂直載荷的傳遞，同時(shí)，使它們自由適應(yīng)于無(wú)應(yīng)力狀態(tài)下所有的變形要求，包括在底架構(gòu)件之間在角度方面由于眼狀件在它們的外罩內(nèi)回轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的變化。
圖2、3和4中的鉤環(huán)僅僅是能滿(mǎn)足本發(fā)明目的并適合于配合在該設(shè)備范圍內(nèi)的許多種拐角連接器中的一種。
例如，可使用類(lèi)似于圖1所示的，但是由二個(gè)半邊彎頭鉸接在一起組成的彎頭，以便圍繞垂直軸連接。該鉸鏈連接件可以是通過(guò)鉸鏈穿入每半彎頭的方法或通過(guò)插入放置在兩對(duì)分彎頭之間的彈性體，并將其粘合在一起的方法。
此外，整體彎頭可以用來(lái)連接襯套，該襯套在底架構(gòu)件內(nèi)是可動(dòng)的，例如彈性體安裝的襯套或樞軸安裝的襯套。
如果在所有方向提供了足夠的連接，并在連接部件和底架構(gòu)件之間，和/或在底架構(gòu)件和平臺(tái)之間提供了合適的運(yùn)動(dòng)組合，則可以使用一個(gè)單一球窩接頭，以保證尺寸的可變化性。因此，考慮底架的每個(gè)拐角，如果二個(gè)底架構(gòu)件都不能繞著其回轉(zhuǎn)軸與平臺(tái)一起整體運(yùn)動(dòng)，那么接頭的球形構(gòu)件和承窩構(gòu)件都需要沿著用以安裝該球窩接頭的底架構(gòu)件進(jìn)行滑動(dòng)，如果僅僅一個(gè)底架構(gòu)件可繞著它的回轉(zhuǎn)軸整體運(yùn)動(dòng)，則只有那個(gè)安裝在該底架構(gòu)件上的接頭構(gòu)件下需要沿著該底架構(gòu)件滑動(dòng)，而如果二個(gè)底架構(gòu)件都能進(jìn)行如前所述的整體運(yùn)動(dòng)，則二個(gè)接頭構(gòu)件就可以固定在各自的底架構(gòu)件上。
當(dāng)所描述鉤環(huán)20所受到拉伸載荷達(dá)到所涉及的汽車(chē)上的靜載荷程度時(shí)，在一些低速汽車(chē)?yán)锟梢杂蓳闲枣湁幕蚨替溸M(jìn)行整體替換。另一方面，該鉤環(huán)可將搭接板21進(jìn)行倒置，則形成一個(gè)受壓縮載荷的壓桿。
最后應(yīng)當(dāng)指出，這里所描述的鉤環(huán)端部的萬(wàn)向接頭的布置可以改變，例如，在該鉤環(huán)一端的銷(xiāo)軸和外罩的軸呈一定傾斜角度而不是如圖所示的相互平行。
權(quán)利要求
1.一種包括可變形底架的機(jī)動(dòng)設(shè)備，該底架包括若干個(gè)底架構(gòu)件(5、6、7)和拐角連接器(8)，其特征在于該底架尺寸是可變化的，并且，每個(gè)拐角連接器(8)允許由它互連的底架構(gòu)件(5、6)之間和(5、7)之間的夾角自由變化。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于其中每個(gè)拐角連接器(8)包括一鉤環(huán)，該鉤環(huán)剛性搭接板(21)上的每端具有一萬(wàn)向接頭，利用該萬(wàn)向接頭，通過(guò)鉤環(huán)將底架構(gòu)件(5、6)、(5、7)分別相互連接。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于其中所述的萬(wàn)向接頭中至少一個(gè)包括具有部分球形內(nèi)表面的外罩(22)，限制在該外罩內(nèi)的部分球形眼狀件(23)和銷(xiāo)(24、25)，該銷(xiāo)從所述的互連底架構(gòu)件(5、6)、(5、7)穿過(guò)眼狀件伸出。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于其中所述每個(gè)拐角連接器包括一彎頭，該彎頭包括二個(gè)鉸接在一起的對(duì)半彎頭，以便圍繞垂直軸鉸接連接。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于其中所述的對(duì)半彎頭的鉸接是將一彈性體件裝入二對(duì)半彎頭之間，并粘合在一起。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于其中所述的拐角連接器包括一彎頭(15)，該彎頭具有分別伸進(jìn)由它互連的底架構(gòu)件(5、6)和(5、7)里的活動(dòng)襯套的支臂。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于其中所述的襯套是安裝的彈性體。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于每個(gè)所述的拐角連接器包括一球窩接頭。
全文摘要
一種汽車(chē)支撐結(jié)構(gòu)，它包括一個(gè)剛性平臺(tái)(4)，該平臺(tái)以樞軸連接在圍繞著平臺(tái)的四構(gòu)件(5、6、7)可變形底架的中點(diǎn)上。在每個(gè)底架拐角處相連接的二個(gè)底架構(gòu)件(5、6)和(5、7)通過(guò)鉤環(huán)(20)互連，該鉤環(huán)包括一短的剛性搭接板(21)，在搭接板的每端有部分球形的外罩(22)，一眼狀件(23)能在每個(gè)外罩內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)，銷(xiāo)(24、25)從每二個(gè)構(gòu)件通過(guò)各自的眼狀件(23)伸出，二個(gè)底架構(gòu)件的有效長(zhǎng)度和它們之間的夾角可根據(jù)底架變形而自由地變化。
文檔編號(hào)B62D21/14GK1040548SQ8910663
公開(kāi)日1990年3月21日 申請(qǐng)日期1989年8月18日 優(yōu)先權(quán)日1988年8月19日
發(fā)明者威廉·丹尼斯·埃多斯 申請(qǐng)人:Jac拖拉機(jī)有限公司