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履带式全地形车辆

阅读:751发布:2020-05-16

专利汇可以提供履带式全地形车辆专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种 履带 式全地形车辆(10),包括 框架 (30)、联接至框架(30)的履带(12、14)、以及由框架 支撑 并且驱动地联接至履带的动 力 源。履带式全地形车辆还包括转向和传动组件,该转向和传动组件具有第一 液压 泵 ,第一 液压泵 联接至履带(12、14)用于大半径转弯。转向和传动组件还具有第二液压泵,该第二液压泵联接至履带(12、14)用于小半径转弯。,下面是履带式全地形车辆专利的具体信息内容。

1.一种履带式全地形车辆(ATV),包括:
框架
履带,所述履带联接至所述框架;
源,所述动力源由所述框架支撑并且驱动地联接至所述履带;以及
转向和传动组件,所述转向和传动组件包括第一液压和第二液压泵,所述第一液压泵联接至所述履带用于大半径转弯,所述第二液压泵联接至所述履带用于小半径转弯。
2.根据权利要求1所述的履带式全地形车辆,其中,所述第二液压泵驱动地联接至所述动力源。
3.根据权利要求2所述的履带式全地形车辆,其中,所述第二液压泵包括呈双级构型的双液压泵。
4.根据权利要求1所述的履带式全地形车辆,其中,所述动力源是内燃发动机
5.根据权利要求1所述的履带式全地形车辆,其中,所述转向和传动组件包括转向齿轮组件和传动齿轮组件。
6.根据权利要求5所述的履带式全地形车辆,其中,所述传动齿轮组件包括差速传动组件。
7.根据权利要求6所述的履带式全地形车辆,其中,所述差速传动组件包括两个行星齿轮组件:左行星齿轮组件和联接至右行星齿轮组件的右行星齿轮组件,其中,所述左行星齿轮组件联接至左履带,所述右行星齿轮组件联接至右履带。
8.根据权利要求7所述的履带式全地形车辆,还包括输入轴,所述输入轴具有联接至所述差速传动组件的第一端和联接至所述动力源的第二端。
9.根据权利要求8所述的履带式全地形车辆,其中,所述第一液压泵驱动地联接至所述输入轴。
10.根据权利要求9所述的履带式全地形车辆,其中,所述转向齿轮组件包括转向齿轮系,所述转向齿轮系联接至所述左行星齿轮组件和所述右行星齿轮组件,用于以不同的速度操作所述左履带和所述右履带以进行转向。
11.根据权利要求10所述的履带式全地形车辆,还包括液压达,所述液压马达联接至所述第一液压泵用于向所述转向齿轮系提供驱动输入。
12.根据权利要求8所述的履带式全地形车辆,其中,当所述右履带和所述左履带移动时,在没有来自所述动力源的输入的情况下,所述输入轴被驱动并且所述第一液压泵与所述输入轴的联接提供转向能力。
13.根据权利要求5所述的履带式全地形车辆,其中,所述转向和传动组件定位成邻近所述车辆的前端,并且所述动力源定位成邻近所述车辆的后端。
14.根据权利要求13所述的履带式全地形车辆,还包括从所述动力源延伸至所述车辆的前端的传动轴
15.根据权利要求14所述的履带式全地形车辆,其中,所述框架包括封闭式盘。
16.根据权利要求15所述的履带式全地形车辆,其中,所述封闭式盘被密封以提供陆两用车辆。
17.根据权利要求1所述的履带式全地形车辆,其中,所述小半径转弯包括零半径转弯。
18.根据权利要求1所述的履带式全地形车辆,还包括速度传感器,所述速度传感器向所述第二液压泵提供输入从而允许所述第二液压泵仅在选定的速度范围内操作。
19.根据权利要求1所述的履带式全地形车辆,还包括位于所述动力源与所述转向和传动组件之间的齿轮箱,所述齿轮箱为所述履带式全地形车辆提供前进方向和倒退方向。
20.根据权利要求19所述的履带式全地形车辆,还包括液压马达,所述液压马达联接至所述第一液压泵用于向所述转向齿轮组件提供驱动输入。
21.根据权利要求20所述的履带式全地形车辆,其中,所述液压马达是双向液压马达。
22.根据权利要求21所述的履带式全地形车辆,还包括液压开关,所述液压开关位于所述第一液压泵与所述液压马达之间用于使至所述液压马达的流的方向反向。
23.一种履带式全地形车辆(ATV),包括:
框架;
履带,所述履带联接至所述框架;
动力源,所述动力源由所述框架支撑并且驱动地联接至所述履带;以及
转向和传动组件,包括:
传动齿轮组件,所述传动齿轮组件联接至所述履带用于驱动所述履带;以及转向齿轮组件,所述转向齿轮组件包括第一液压泵和马达,所述第一液压泵在所述车辆移动时由所述传动齿轮组件驱动。
24.根据权利要求23所述的履带式全地形车辆,其中,所述传动齿轮组件包括差速传动组件。
25.根据权利要求24所述的履带式全地形车辆,其中,所述差速传动组件包括两个行星齿轮组件:联接至左履带的左行星齿轮组件以及联接至右履带的右行星齿轮组件。
26.根据权利要求25所述的履带式全地形车辆,还包括输入轴,所述输入轴具有联接至所述差速传动组件的第一端和联接至所述动力源的第二端。
27.根据权利要求26所述的履带式全地形车辆,其中,所述第一液压泵驱动地联接至所述输入轴。
28.根据权利要求27所述的履带式全地形车辆,其中,当所述动力源运行时,所述第一液压泵由联接至所述动力源的所述输入轴驱动。
29.根据权利要求27所述的履带式全地形车辆,其中,当所述动力源未运行并且所述履带式全地形车辆移动时,所述第一液压泵由联接至所述差速传动组件的所述输入轴驱动。
30.根据权利要求27所述的履带式全地形车辆,还包括转向齿轮系,所述转向齿轮系联接至所述左行星齿轮组件和所述右行星齿轮组件,用于以不同的速度操作所述左履带和所述右履带以进行转向。
31.根据权利要求28所述的履带式全地形车辆,还包括液压马达,所述液压马达联接至所述第一液压泵用于向所述转向齿轮系提供驱动输入。
32.根据权利要求28所述的履带式全地形车辆,其中,当所述右履带和所述左履带移动时,在没有来自所述动力源的输入的情况下,所述输入轴被驱动并且所述第一液压泵与所述输入轴的联接提供转向能力。
33.根据权利要求23所述的履带式全地形车辆,还包括液压马达,所述液压马达联接至所述第一液压泵用于向所述转向齿轮组件提供驱动输入。
34.根据权利要求33所述的履带式全地形车辆,还包括第二液压泵,所述第二液压泵驱动地联接至所述动力源并且联接至所述液压马达。
35.根据权利要求34所述的履带式全地形车辆,其中,所述第二液压泵包括双液压泵,所述双液压泵呈双级构型并且驱动地联接至所述履带用于小半径转弯。
36.根据权利要求35所述的履带式全地形车辆,其中,所述小半径转弯包括零半径转弯。
37.根据权利要求36所述的履带式全地形车辆,还包括速度传感器,所述速度传感器向所述第二液压泵提供输入从而允许所述第二液压泵仅在选定的低速度范围内操作。
38.根据权利要求34所述的履带式全地形车辆系统,还包括:
操作者座椅,所述操作者座椅由所述框架支撑;
座椅传感器,所述座椅传感器联接至所述操作者座椅用于检测所述操作者座椅上的负载;
控制单元,所述控制单元操作成基于来自所述座椅传感器的输出来检测所述操作者座椅的占用状态和未占用状态中的至少一者,所述控制单元操作成响应于检测到所述操作者座椅的所述未占用状态来停止所述第二液压泵的操作。
39.根据权利要求34所述的履带式全地形车辆系统,还包括:
速度传感器,以及
控制单元,所述控制单元操作成基于来自所述速度传感器的输出来检测所述车辆的速度,所述控制单元操作成响应于所述车辆的所述速度超过阈值速度来停止所述第二液压泵的操作。
40.根据权利要求23所述的履带式全地形车辆,其中,所述转向齿轮组件定位成邻近所述车辆的前端,并且所述动力源定位成邻近所述车辆的后端。
41.根据权利要求23所述的履带式全地形车辆,其中,所述动力源是内燃发动机。
42.根据权利要求41所述的履带式全地形车辆,还包括从所述动力源延伸至所述车辆的前端的传动轴。
43.根据权利要求42所述的履带式全地形车辆,其中,所述框架包括封闭式盘。
44.根据权利要求43所述的履带式全地形车辆,其中,所述封闭式盘被密封以提供水陆两用车辆。
45.根据权利要求23所述的履带式全地形车辆,还包括位于所述动力源与所述转向和传动组件之间的齿轮箱,所述齿轮箱为所述履带式全地形车辆提供前进方向和倒退方向。
46.根据权利要求45所述的履带式全地形车辆,还包括液压马达,所述液压马达联接至所述第一液压泵用于向所述转向齿轮组件提供驱动输入。
47.根据权利要求46所述的履带式全地形车辆,其中,所述液压马达是双向液压马达。
48.根据权利要求47所述的履带式全地形车辆,还包括液压开关,所述液压开关位于所述第一液压泵与所述液压马达之间用于使至所述液压马达的流的方向反向。
49.一种履带式全地形车辆,包括:
框架;
履带,所述履带联接至所述框架;
动力源,所述动力源由所述框架支撑并且驱动地联接至所述履带;以及
悬架系统,所述悬架系统联接至所述框架并且支撑所述履带,所述悬架系统包括多个控制臂,所述多个控制臂在上端联接至所述框架并且在下端联接至托辊,所述托辊中的至少一些托辊独立于其他托辊移动。
50.根据权利要求49所述的履带式全地形车辆,其中,所述履带是所述履带式全地形车辆的前部的最远点。
51.根据权利要求49所述的履带式全地形车辆,其中,所述托辊中的至少一个托辊包括由弹性材料制成的内腹板,从而允许所述至少一个托辊径向向内偏转。
52.根据权利要求49所述的履带式全地形车辆,其中,所述控制臂和所述托辊安装至与所述框架联接的副框架。
53.一种履带式全地形车辆(ATV),包括:
框架;
履带,所述履带联接至所述框架;
动力源,所述动力源由所述框架支撑并且驱动地联接至所述履带;
多个负载传感器,所述多个负载传感器由所述框架支撑,每个负载传感器均操作成检测所述框架上的负载;
显示装置,所述显示装置操作成显示对所述车辆的有效负载分布的指示;以及控制单元,所述控制单元与所述多个负载传感器和所述显示装置通信,所述控制单元操作成基于来自所述多个负载传感器的输出来计算所述车辆的有效负载分布并且基于计算出的有效负载分布来确定推荐的有效负载调节,所述控制单元操作成向所述显示装置传送表示所述推荐的有效负载调节的信号
54.根据权利要求53所述的履带式全地形车辆,其中,所述控制单元操作成将所述计算出的有效负载分布与在能够由所述控制单元访问存储器中存储的阈值有效负载分布进行比较以确定所述推荐的有效负载调节。
55.根据权利要求53所述的履带式全地形车辆,其中,所述控制单元操作成确定所述车辆的货物部的与所述多个负载传感器的安装位置相对应的多个区域之间的有效负载分布。
56.根据权利要求53所述的履带式全地形车辆,还包括各自由所述框架支撑的前货物部和后货物部,其中,所述多个传感器包括安装至所述前货物部的多个第一传感器以及安装至所述后货物部的多个第二传感器。
57.一种对履带式全地形车辆(ATV)的有效负载分布进行管理的方法,所述方法包括:
提供履带式全地形车辆,所述履带式全地形车辆包括框架、履带以及动力源,所述履带联接至所述框架,所述动力源由所述框架支撑并且驱动地联接至所述履带;
通过多个负载传感器来检测所述框架上的至少一个负载;
通过控制单元基于来自所述多个负载传感器的输出来计算所述车辆的有效负载分布;
通过所述控制单元基于计算出的有效负载分布来确定推荐的有效负载调节;以及向显示装置传送表示所述推荐的有效负载调节的信号。
58.根据权利要求57所述的方法,还包括将所述计算出的有效负载分布与在能够由所述控制单元访问的存储器中存储的阈值有效负载分布进行比较以确定所述推荐的有效负载调节。
59.根据权利要求57所述的方法,还包括确定所述车辆的货物部的与所述多个负载传感器的安装位置相对应的多个区域之间的有效负载分布。

说明书全文

履带式全地形车辆

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2013年3月25日提交的美国临时申请No.61/805,113的优先权,上述申请的全部公开内容通过引用明确并入本文。

背景技术

[0003] 本公开涉及车辆,并且更特别地涉及多用途且全地形的车辆。
[0004] 通常,全地形车辆(“ATV”)和多用途车辆(“UV”)用于在各种地形上承载一名或多名乘员。更具体地,一些ATV和UV可以包括并排式座椅,乘员可以在车辆的前部处在驾驶员旁边就坐在并排式座椅中。并排式车辆还可以包括用于在车辆中容置另外的乘员的后部就坐区域。在车辆的座椅上可以设置防滚架。此外,ATV和UV可以在车辆的前部和/或后部中提供货物区域。ATV和UV包括地面接合构件,该地面接合构件可以是轮胎、履带、滑撬、或用于使车辆在地面上移动的任何其他装置。发明内容
[0005] 本公开内容的一些实施方式包括履带式全地形车辆,该履带式全地形车辆包括框架、履带、以及动源,履带联接至框架,动力源由框架支撑并且驱动地联接至履带。履带式全地形车辆还包括转向和传动组件,该转向和传动组件具有第一液压,第一液压泵联接至履带用于大半径转弯。转向和传动组件还具有第二液压泵,该第二液压泵联接至履带用于小半径转弯。
[0006] 本公开内容的另一实施方式包括履带式全地形车辆,该履带式全地形车辆包括框架和联接至框架的履带。履带式全地形车辆还包括由框架支撑并且驱动地联接至履带的动力源。履带式全地形车辆还包括转向和传动组件,该转向和传动组件包括联接至履带用于驱动履带和转向齿轮组件的传动齿轮组件。转向齿轮组件包括第一液压泵和达。第一液压泵在车辆行驶时由传动齿轮组件驱动。
[0007] 本公开内容的另一实施方式包括履带式全地形车辆,该履带式全地形车辆包括框架、履带、以及动力源,履带联接至框架,动力源由框架支撑并且驱动地联接至履带。履带式全地形车辆还包括悬架系统,该悬架系统联接至框架并且支撑履带。悬架系统包括多个控制臂,所述多个控制臂在上端联接至框架并且在下端联接至托辊。托辊中的至少一些托辊独立于其他托辊移动。
[0008] 根据本公开内容的另一示例性实施方式,提供了履带式全地形车辆,该履带式全地形车辆包括框架、履带、以及动力源,履带联接至框架,动力源由框架支撑并且驱动地联接至履带。履带式全地形车辆还包括多个负载传感器,所述多个负载传感器由框架支撑,并且每个负载传感器均操作成检测框架上的负载。履带式全地形车辆还包括显示装置,该显示装置操作成显示对车辆的有效负载分布的指示。履带式全地形车辆还包括与多个负载传感器和显示装置通信的控制单元。控制单元操作成基于来自多个负载传感器的输出来计算车辆的有效负载分布,并且基于计算出的有效负载分布来确定推荐的有效负载调节。控制单元操作成向显示装置传送表示推荐的有效负载调节的信号
[0009] 根据本公开内容的又一示例性实施方式,提供了一种对履带式全地形车辆(ATV)的有效负载分布进行管理的方法。该方法包括提供履带式全地形车辆,该履带式全地形车辆包括框架、履带、以及动力源,履带联接至框架,动力源由框架支撑并且驱动地联接至履带。该方法包括通过多个负载传感器来检测框架上的至少一个负载。该方法包括通过控制单元基于来自多个负载传感器的输出来计算车辆的有效负载分布。该方法包括通过控制单元基于计算出的有效负载分布来确定推荐的有效负载调节。该方法还包括通过控制单元向显示装置传送表示推荐的有效负载调节的信号。
[0010] 对本领域技术人员而言,通过考虑对例示如目前理解的实施本发明的最佳方式的示例性实施方式的以下详细描述,本发明的附加特征和优点将变得明显。
[0011] 附图的简要说明
[0012] 通过参照结合附图时的以下详细说明,本发明的前述方面和许多预期的优点将变得更易于认识并且变得更好理解。
[0013] 图1是本公开内容的示例性车辆的右前立体图;
[0014] 图2是图1的车辆的替代性实施方式的左侧视图;
[0015] 图3是图1和图2的车辆的替代性实施方式的左侧视图;
[0016] 图4是本公开内容的车辆的右前立体图;
[0017] 图5是图4的车辆的正视图;
[0018] 图6是图4的车辆的左后立体图;
[0019] 图7A是图4的车辆的框架组件和盆状件(tub)的左前立体图;
[0020] 图7B是图7A的框架组件和盆状件的右后剖视图;
[0021] 图7C是图7A的框架组件和盆状件的前部的后方剖视图;
[0022] 图8是图4的车辆的侧视图,其示出了悬架组件;
[0023] 图9A是图8的悬架组件的顶部后视立体图;
[0024] 图9B是图8的悬架组件的详细侧视图;
[0025] 图9C是图9A的悬架组件的替代性实施方式的侧视图;
[0026] 图9D是图9A的悬架组件的另一替代性实施方式的侧视图;
[0027] 图10是图4的车辆的履带的立体图;
[0028] 图11是图4的车辆的进气组件的右后立体图;
[0029] 图12是图4的车辆的排气组件的右后立体图;
[0030] 图13是车辆的由框架组件支撑的动力传动系统的右后立体图;
[0031] 图14是图13的动力传动系统的左后立体图;
[0032] 图15是图13的动力传动系统的转向和传动组件的立体图,其中,外部壳体被移除;
[0033] 图16是图4的车辆的左后立体图,其示出了转弯操作;
[0034] 图17是图4的车辆的顶视立体图,示出了零速转弯操作;
[0035] 图18是图4的车辆的液压转向系统的示意图;
[0036] 图19是图4的车辆的框架组件、动力传动系以及电气系统的右前立体图;
[0037] 图20是示出了图4的车辆的发动机控制单元的扭矩补偿功能的框图
[0038] 图21是示出了发动机控制单元的液压泵控制功能的框图;
[0039] 图22是示出了发动机控制单元的前进/后退驱动功能的框图;
[0040] 图23是示出了发动机控制单元的安全功能的框图;
[0041] 图24是示出了设置有发动机控制单元的负载平通知系统的框图;以及[0042] 图25是根据具有串联混合驱动构型的实施方式的图4的车辆的右前立体图。
[0043] 贯穿于若干附图,相对应的附图标记指示相对应的部件。尽管附图表现了根据本公开内容的各种特征和部件的实施方式,然而附图并不一定是按比例的并且为了更好地图示和说明本公开内容,一些特征可能是扩大的。本文陈述的示例说明了本发明的实施方式,并且这些示例不应以任何方式解释为限制本发明的范围。
[0044] 附图的详细说明
[0045] 下文公开的实施方式并非意在穷举或将本发明局限于在以下详细描述中公开的确切形式。确切的说,这些实施方式被选择和描述为使得本领域的技术人员可以利用其教示。尽管本公开内容主要涉及多用途车辆,然而应当理解的是本文公开的特征可以应用于其他类型的车辆,比如全地形车辆(“ATV”)、多用途车辆(“UV”)、摩托车、船艇、汽车、并排式车辆(“SxS”)以及高尔夫球车。
[0046] 参照图1,示出了车辆10的示例性实施方式。如本文进一步详细描述的,车辆10可以是履带式全地形车辆,履带式全地形车辆包括地面接合构件、示例性的左侧履带构件12和右侧履带构件14、动力传动系组件500(图13)、框架组件30、本体或盆状件40(图4)、防滚架组件50、以及悬架组件70(图4)。车辆10可以构造成用于军事应用并且构造成在各种地形或表面上行进。更特别地,车辆10构造成用于陆地操作和水陆两用操作。附加地,车辆10可以通过远程控制来操作。在一个实施方式中,车辆10可以构造成在陆地操作期间以大约50mph(英里每小时)的速度行进。
[0047] 如图1中所示,框架组件30支撑在履带构件12、14上。在一个实施方式中,履带构件12、14可以由聚合物材料(例如橡胶)构成并且可以具有大约12英寸的宽度(大约0.3米)。框架组件30也可以支撑多个车身面板,例如发动机盖16、前挡板17、侧挡板18以及后挡板19。前挡板17和后挡板19设置成保护车辆10的部件免受灰尘、泥、碎屑、和/或损害。附加地,框架组件30支撑操作者区域20,该操作者区域20包括操作者座椅22、乘员座椅24、仪表板组件25(图6)、以及操作者控制器,正如本文中进一步详细描述的。操作者座椅22和乘员座椅24可以并排布置并且可以包括座椅靠背和座椅底部。在图1的车辆
10的所示实施方式中,操作者座椅22与乘员座椅24相邻并且与乘员座椅24分开。替代性地,如图4中所示,操作者座椅22可以联接至乘员座椅24使得座椅底部构造为长条座椅并且座椅靠背构造为单个靠背架。
[0048] 侧挡板18在操作者区域20的侧向外部并且可以设置为用于进出车辆10的支撑结构。发动机盖16可以支撑操作者区域20前方的前部货物区域,正如本文中进一步详细描述的。框架组件30还可以支撑操作者区域20后方的后部货物区域28。示出的后部货物区域28可以是固定的货物箱。替代性地,后部货物区域28可以是构造成向上和向后枢转以从后部货物区域卸货的可动的倾卸箱。在一个实施方式中,车辆的基重可以是大约1750lb(磅)(大约794kg)并且车辆10可以构造成容纳大约500lb(大约227kg)的货物。
车辆10可以构造成具有用于在陆地操作和水陆两用操作期间对支撑在车辆10上的任何货物的重量进行分配的特征。例如,货物重量可以分配成使得车辆10和货物的结合重心大致定位在车辆10的中心点处。由此,车辆10在水陆两用操作期间在水中不会向前或向后偏。
如本文描述的,车辆10可以包括负载水平通知系统以警告操作者负载分布。
[0049] 参照图2,车辆10的替代性实施方式示出为车辆10’。车辆10’包括与车辆10的特征相似的特征,其中,相同的附图标记指示相同的部件。车辆10’包括支撑在至少一个履带构件12’上的框架组件30’。框架组件30’还支撑发动机盖16’、侧挡板18’和后挡板19’。发动机盖16’可以支撑操作者区域20’前方的前部货物区域26’并且后部货物区域
28’可以定位在操作者区域20’后方。操作者区域20’支撑操作者座椅和乘员座椅。侧挡板18’在操作者区域20’的侧向外部并且可以设置成用于进出车辆10’。附加地,侧车身面板27’可以支撑在框架组件30’上并且可以包括便于进出操作者区域20’的至少一个台阶部29’。例如,当操作者或乘员进入操作者区域20’时,操作者或乘员可以使用台阶部29’以踏上侧护板18’,这允许操作者或乘员进入和离开操作者区域20’。
[0050] 参照图3,车辆10和车辆10’的替代性实施方式示出为车辆10”。车辆10”包括与车辆10和车辆10’的特征相似的特征,其中,相同的附图标记指示相同的部件。车辆10”包括支撑在至少一个履带构件12”上的框架组件30”。框架组件30”还支撑发动机盖16”、前挡板17”、侧挡板18”和后挡板19”。附加地,框架组件30”支撑包括操作者座椅和乘员座椅的操作者区域20”。侧挡板18”在操作者区域20”的侧向外部并且可以设置成用于进出车辆10”。附加地,侧车身面板27”可以支撑在框架组件30”上并且可以包括便于进出操作者区域20”的至少一个台阶部29”。发动机盖16”可以支撑操作者区域20”前方的前部货物区域26”并且后部货物区域28”可以定位在操作者区域20”后方。示例性地,后部货物区域28”包括侧杆或防滚杆124。
[0051] 参照图4至图6,示出了车辆10的示例性实施方式。在一个实施方式中,履带构件12、14可以包括能够从位于明尼苏达州麦地那市55号高速公路2100处(邮编55340)的北极星工业有限公司(Polaris Industries,Inc.)购得的ProspectorII型履带。示例履带构件12、14构造成绕悬架组件70旋转并且能够相对于彼此独立转动,正如本文进一步详细描述的。更特别地,履带构件12、14是由悬架组件70的多个导引装置或托辊72、73、多个负载轮75、以及多个驱动单元590、592支撑的。当车辆10在履带构件12和14上操作时,操作者和/或乘员在处于操作者区间20时可以戴上安全护带、示例性地为安全带21。
[0052] 在一个实施方式中,履带构件12、14向框架组件30和盆状件40的前方和后方延伸使得履带构件12、14限定车辆10的全长。如图2和图3中所示,通过限定车辆10的最前端和最后端,履带构件12、14构造成在物体接触车辆10的盆状件40之前接触该物体。由此,履带构件12、14可以在不损坏盆状件40、框架组件30、前挡板17和/或后挡板19的情况下驱动车辆10越过该物体。
[0053] 现在参照图7A至图7C,框架组件30包括多个下纵向框架构件32、多个上纵向框架构件33以及多个横向构件34。示例性框架组件30包括至少两个下纵向框架构件32、至少两个上纵向框架构件33、以及五个横向构件34;然而,框架组件30可以包括可变数量和布置的纵向框架构件32、33以及横向构件34。示例性地,上纵向框架构件33支撑在盆状件40的顶表面处并且可以联接在一起并且通过常规固件、比如结构胶接件、结构焊缝铆钉螺栓粘合剂联接至盆状件40。下纵向框架构件32和横向构件34支撑在盆状件40的底壁45上。下纵向框架构件32和横向构件34可以联接在一起并且通过常规紧固件、比如结构胶接件、焊缝、铆钉、螺栓和粘合剂联接至盆状件40。在一个实施方式中,框架组件30和盆状件40的纵向长度可以是约11.5ft(英尺)(约3.5m)并且框架组件30和盆状件
40的宽度可以是约6.5ft(约2.5m)。
[0054] 纵向框架构件32、33和横向框架构件34可以由金属或聚合物材料构成。图7A至图7C的框架组件30可以由质材料例如6061-T6铝构成。类似地,盆状件40可以由铝质材料例如5052-H32铝构成。替代性地,框架组件30和/或盆状件40中的至少一部分可以包括超高分子量的聚乙烯。附加地,框架组件30和/或盆状件40可以包括航海级可浇注尿烷涂层和/或泡沫材料嵌件以在水陆两用操作期间填充体积空隙并且阻挡水进入。由此,框架组件30和盆状件40构造成使车辆10内的水积聚减至最小。漂浮装置、比如可充气单元也可以被包括并且固定至车辆10以进一步增大车辆10在水陆两用操作期间的浮力。在一个实施方式中,车辆10构造成在不具有任何尿烷材料的情况下以大约1600kg漂浮,然而,尿烷材料可以增大车辆10在水陆两用操作期间的浮力。
[0055] 如图7A和图7B中所示,框架组件30还包括定位在下纵向框架构件32和横向构件34上方的支架构件36。支架构件36可以联接至从支架构件36沿向前方向延伸的座椅框架构件38。座椅框架构件38支撑操作者座椅22和乘员座椅24(图4)。示例性地,支架构件36和座椅框架构件38支撑在盆状件40的顶表面处的上纵向框架构件33并且可以通过常规紧固件、比如焊缝、螺栓、铆钉、粘合剂和/或结构胶接件联接至上纵向框架构件33和彼此联接。与纵向框架构件32、33和横向构件34一样,框架构件36也可以由铝质材料构成并且可以包括尿烷材料以防止水进入并且增大车辆10的浮力。
[0056] 支架构件36和盆状件40构造成支撑防滚架组件50。防滚架组件50通过常规紧固件、比如焊缝、螺栓、铆钉、粘合剂和结构胶接件联接至支架构件36和上纵向框架构件33。在一个实施方式中,防滚架组件50构造成能够从支架构件36和上纵向框架构件33移除。
在另一实施方式中,防滚架组件50永久地固定至支架构件36和上纵向框架构件33。
[0057] 仍参照图7A和图7B,防滚架组件50包括多个直立的前构件52、多个直立的后构件54、前横向构件56、以及后横向构件57。防滚架组件50可以由材料构成。前构件52可以联接至上纵向框架构件33并且支撑在防滚架组件50的操作者侧和乘员侧的扶手杆64。此外,前构件52通过联接器58联接至后构件54。联接器58可以与前构件52和/或后构件54形成为一体或可以通过焊缝、粘合剂、螺栓、铆钉或其他紧固件联接至前构件
52和/或后构件54。联接器58的另外的细节可以包含在于2013年3月15日提交的序列号为No.61/788,874的美国临时专利申请中,该申请的全部公开内容通过参引明确并入本文。
[0058] 前横向构件56联接至前构件52并且可以与前构件52一体地形成。类似地,后横向构件57联接至后构件54并且可以与后构件54一体地形成。替代性地,前横向构件56和后横向构件57可以通过常规紧固件、比如焊缝、铆钉、螺栓、粘合剂和/或结构胶接件分别联接至前构件52和后构件54。
[0059] 如图7A和图7B中所示,示例性防滚架组件50包括后横向构件57以及联接至框架组件30的支架构件36的四个后构件54。多个后支架60在两个后构件54之间延伸。更特别地,两个后支架60定位在操作者座椅22后方(图4)并且彼此大致平行并且联接至两个后构件54。类似地,两个后支架60定位在乘员座椅24后方(图4)并且彼此大致平行并且联接至两个后构件54。最外的后构件54还可以支撑防滚架组件50的操作者侧和乘员侧的支撑杆62。
[0060] 前构件52、后构件54、以及横向构件56、57可以具有呈八字形或沙漏构型的轮廓截面。由此,前构件52、后构件54、以及横向构件56、57包括用于对可以封闭操作者区域20的附件、比如窗户、前挡玻璃、后挡风玻璃和/或车顶进行接纳的凹入部。防滚架组件50的凹入部可以包括密封构件以密封性地封闭操作者区域20。在于2012年6月8日提交的公开号为No.2013/0033070的美国专利申请中公开了前构件52、后构件54、横向构件56、
57以及封闭附件(例如,门、挡风玻璃、窗户和/或车顶)的轮廓构型的另外细节,该申请的全部公开内容通过参引明确并入本文。如果操作者区域20被封闭,则为了使操作者和乘员舒适便捷,操作者区域20可以构造成提供加热、除霜和/或空气调节以及其他附件。
[0061] 仍参照图7A至图7C,盆状件40包括后壁41、前壁43、底壁45以及侧壁48。前壁43、后壁41、底壁45以及侧壁48可以一体地联接在一起或可以焊接铆接、用螺栓连接、附接或以其他方式紧固在一起。如图5中所示,底壁45可以呈倒置“U形”形状使得底壁45的中央部49相对于底壁45的下外边缘或周缘47抬高。在一个实施方式中,盆状件40的底壁45具有大约6至15英寸(约15至38cm)的离地间隙。
[0062] 底壁45的倒置“U形”形状设计成将盆状件40中的任何水朝向底壁45的周缘47引导。如图9中所示,车辆10可以包括多个泵,例如舱底泵630,所述多个泵围绕盆状件40的周缘47定位以从盆状件40排出任何水。在一个实施方式中,车辆10可以包括在盆状件40的周缘47(即,相邻侧壁48)处联接至底壁45的四个泵630。泵630可以构造成在检测到盆状件40中的水时自动操作和/或可以手动操作。车辆10还可以构造成支撑喷射泵和/或推进器构件以协助水陆两用操作,正如在本文中进一步详细描述的。
[0063] 前壁41和后壁43可以包括闩42,闩锁42为车辆10提供了拖曳能力。为了附接额外的货物或有助于拖曳能力,可以提供附加的栓系工具、闩锁、钩、或其他构件。示例性车辆10可以具有约500至1000lbs(约227kg至450kg)的拖曳能力。
[0064] 盆状件40的侧壁48包括多个开口。例如,侧壁48包括邻近前壁43的多个车轴开口44。车轴开口44构造成接纳前车轴组件532(图13),正如本文中进一步详细描述的。此外,侧壁48包括多个开口46,所述多个开口46可以构造成支撑车辆10的附加部件和/或可以用于在水陆两用操作期间水进入盆状件40的情况下从盆状件40排出水。
[0065] 现在参照图8、图9A和图9B,悬架组件70包括多个下导引装置或托辊72、多个上托辊73、驱动单元590、592、至少一个张紧轮(idler wheel)79以及多个负载轮75。托辊72和73、驱动单元590、592、张紧轮79和/或负载轮75可以由金属和/或聚合物材料构成。如图9A和图9B中所示,至少一个负载轮75构造为非充气轮胎而托辊72、73以及张紧轮79构造为辐条轮。在一个实施方式中,这些辐条轮由聚合物制成。非充气轮胎可以由聚合物材料构成并且可以用于在车辆10的操作期间增大悬架组件70和履带构件12、14的随动性。
[0066] 托辊72、73、驱动单元590、592、以及负载轮75与履带构件12、14相接触并且支撑在盆状件40的侧壁48上。在一个实施方式中,张紧轮79连接至悬架构件。驱动单元590、592可以通过前车轴组件532支撑。驱动单元590、592的轮廓形成为接合履带构件12、14,正如本文中进一步详细描述的。上托辊73可以固定至盆状件40的侧壁48。上托辊73和张紧轮79构造成保持履带构件12、14中的张紧。在一个实施方式中,例如在图3的车辆10”上,上托辊73中的至少一个托辊可以部分覆盖有护板122。护板122可以与侧挡板18”一体地形成或可以通过常规的紧固件联接至侧挡板18”并且/或者联接至侧车身面板27”。
[0067] 下托辊72和负载轮75可以通过多个轴76和多个控制臂78以可操作的方式联接至盆状件40的侧壁48。如图4、图6、图8、图9A和图9B中所示,轴76通过常规紧固件(例如,焊缝、铆钉、螺栓、粘合剂)联接至侧壁48,并且控制臂78的上端可以枢转地联接至轴76。控制臂78的下端以可操作的方式联接至下托辊72和负载轮75。负载轮75包括前负载轮75和后负载轮75b并且构造成支撑车辆10的大部分负载。下托辊72构造成支撑车辆10的负载的一部分并且还构造成导引履带构件12、14以防止脱轨。例如,负载轮75可以支撑车辆10的约75%的负载而下托辊72可以支撑车辆10的约25%的负载。
[0068] 在一个实施方式中,如图9C中所示,减振器126也可以支撑在轴76上。替代性地,减振器126具有大致竖向的行进部件并且联接至下托辊72的控制臂78以及前负载轮75a。减振器126可以定位在侧壁48与控制臂78之间使得减振器126可以处在盆状件40的外侧。替代性地,减振器126可以定位在盆状件40的内侧。减振器126可以是任何线性力元件。例如,减振器126可以以液压方式操作并且包括弹簧。在一个实施方式中,减振器
126是可调节的阻尼器外绕着弹簧式减振器(coil-over damper tyoe shock absorbers),该减振器具有约2至6英寸(约5至16cm)的竖向行程。
[0069] 如图9C中所示,悬架70的替代性实施方式包括通过剪式连杆130操作性地联接至后负载轮75b的后减振器128。剪式连杆130以可枢转的方式联接至后负载轮75的控制臂78并且联接至后减振器128的可移动端142。后减振器128的固定端144可以联接至盆状件40使得示例后减振器128具有大致水平的行进部件。在一个实施方式中,后减振器128在盆状件40内侧。
[0070] 替代性地,如图9D中所示,悬架组件70可以包括以可操作的方式联接至前负载轮75a、下托辊72、后负载轮75b以及张紧轮79的托架132。托架132沿大致水平方向延伸并且可以与履带构件12、14的一部分大致平行。下托辊72通过轴76和控制臂78以可枢转的方式联接至托架132。由此,下托辊72构造成相对于托架132彼此枢转或以其他方式独立于彼此移动以在车辆10的操作期间包住地面或其他表面上的物体。此外,如本文进一步详细描述的,为了保持履带构件12、14中的张紧,所有下托辊72都构造成与托架132一起移动。在一个实施方式中,每个辊72可以例如通过偏置构件比如通过减振器从托架132向下偏置。
[0071] 如图9D中所示,托架132还通过控制臂78以可操作的方式联接至后减振器128,控制臂78联接至后负载轮75b和剪式连杆130。此外,联接至后负载轮75b的控制臂78与枢转连杆134联接。枢转连杆134以可枢转的方式联接至托架132和控制臂78。由此,当托架132在车辆10的操作期间移动时,枢转连杆134、控制臂78和剪式连杆130构造成调节后减振器128的可移动端142。如本文详细描述的,后减振器128定位在盆状件40内侧。
[0072] 仍参照图9D,悬架组件70的替代性实施方式还包括前减振器136,该前减振器136通过扭矩臂138和剪式连杆140以可操作的方式联接至托架132。示例性地,前减振器136可以具有大致水平的行进部件并且可以定位在盆状件40的内侧。更具体地,前减振器136的固定端148可以联接至盆状件40的侧壁48的内表面。剪式连杆140以可操作的方式联接至前减振器136的可移动端146并且以可枢转的方式联接至扭矩臂138。
[0073] 在操作中,图9D的悬架组件70构造成在履带构件12、14碰到地面上的物体时向上和向下移动。托架132的联合的向上和向后运动也使下托辊72沿向上和向后方向移动,这保持了履带构件12、14中的张紧。此外,由于每个下托辊72均单独联接至托架132,因而每个下托辊72均构造成用于独立运动,这允许下托辊72包住地面或其他表面上的物体以增强车辆10的行驶和操纵特性。
[0074] 参照图10,履带构件12、14是由外表面80和内表面82限定的,外表面80包括多个凸起84,内表面82包括多个导引构件88和多个驱动构件86。外表面80上的凸起84在车辆10操作时接触地面和其他物体。在内表面82上的驱动构件86和导引构件88接触托辊72、73、驱动单元590、592以及负载轮75以确保和保持履带构件12、14在托辊72、73、驱动单元590、592以及负载轮75上的对准。此外,驱动构件86和导引构件88的升高轮廓构造成与至少驱动单元590、592的轮廓互补以从前车轴组件532驱动履带构件12、14。
[0075] 在操作中,每个控制臂78和联接至控制臂78的对应下托辊72独立于其他控制臂78和下托辊72移动。由此,每个下托辊72能够在越过物体或地形时沿其自身路径移动。
更特别地,由于每个下托辊72构造成用于独立运动,因而每个下托辊72和履带构件12、14可以包住或大致包围地面上的物体。
[0076] 此外,随着下托辊72和负载轮75在车辆10的操作期间接触地面和其他物体,下托辊72和负载轮75向上和向后移动。由于履带构件12、14固定在托辊72、73、负载轮75、以及驱动单元590、592上,因而在悬架组件70相对于盆状件40移动时,下托辊72和负载轮75的向上和向后运动保持了履带构件12、14中的张紧。
[0077] 现在参照图6,示出了冷却组件90。冷却组件90包括散热器92和风扇94。示例性地,冷却组件90定位在操作者区域20的后方以及后部货物区域28的前方。冷却组件90可以相对于履带构件12、14升高,使得车辆10的水陆两用操作不会淹没冷却组件90或以其他方式影响冷却组件90。冷却组件90示例性地升高到货物区域28上方。此外,冷却组件90可以定位成带度的构型。冷却组件90的替代性布置可以定位在车辆10的其他位置处。
[0078] 如图11中所示,车辆10还包括进气组件100,进气组件100示例性地部分定位在后部货物区域28下方。进气组件100包括进气口102、过滤箱104、软管106以及空气箱108。进气组件100定位在操作者座椅22和乘员座椅24的后方并且以可操作的方式联接至动力传动系组件500。示例性地,进气口102相对于盆状件40的底壁45并且相对于履带构件12、14的顶部升高,使得进气口102在车辆10的水陆两用操作期间不会被淹没或以其他方式被影响。在一个实施方式中,进气口102可以具有内置的通气管以在车辆10的水陆两用操作期间从水位线上方吸入空气。进气口102联接至过滤箱104,过滤箱104包括由壳体103密封的过滤器(未示出)。过滤箱104流体联接至空气箱108。空气箱108密封联接至动力传动系组件500的发动机502的节气门体120以向发动机502供给空气。
[0079] 参照图12,车辆10还包括排气组件110。排气组件110包括歧管112、排气管114、消声器116以及排气尾管118。示例性地,歧管112联接至发动机502并且联接至排气管114。排气管114在歧管112与消声器116之间延伸。排气尾管118联接至消声器116以从车辆10排出气体。在一个实施方式中,排气组件110相对于盆状件40的底壁45升高,使得车辆10的水陆两用操作不会淹没排气组件110或以其他方式影响排气组件110。排气尾管118升高到履带构件12、14上方,正如图16中所示。
[0080] 参照图13和图14,动力传动系统500由框架组件30支撑用于驱动车辆10的履带12、14。动力传动系统500包括发动机502、联接至发动机502的输出端的变速器504、以及联接至变速器504的输出端的传动轴506。动力传动系统500还包括联接至传动轴506的相反端的转向和传动组件508。发动机502和变速器504定位在车辆10的位于操作者座椅
22后方的后部中,并且转向和传动组件508定位在车辆10的位于操作者座椅22的前方的前部中。在示例性实施方式中,发动机502是具有由发动机控制单元(ECU)520(图20)控制的电控节气的内燃发动机。在本文中并且在于2011年6月3日提交的名称为“电子节气门控制”的序列号为No.13/153,037的美国专利申请中进一步详细描述了示例性发动机控制系统,该申请的全部公开内容通过参引并入本文。在于2011年9月23日提交的名称为“发动机”的序列号为No.13/242,239的美国专利申请中进一步详细描述了发动机502,该申请的全部公开内容通过参引并入本文。
[0081] 在所示实施方式中,变速器504包括电控连续可变变速器(CVT),正如于2012年10月15日提交的、序列号为No.13/652,253的美国专利申请进一步详细描述的,该申请的全部公开内容通过参引并入本文。变速器504由ECU520(图20)或由其他适合的控制器如变速器控制单元控制。变速器504的输出端以可操作的方式联接至齿轮箱510(图14)并且齿轮箱510的输出端驱动地联接至传动轴506。在一个实施方式中,齿轮箱510包括带齿轮的副变速器以提供可选的操作齿轮。例如,齿轮箱510可以换档至高速档、低速档、倒档、空档、以及驻车构型。高速档提供车辆10的比低速档的最高速度更高的最高速度,而低速档提供了更大的低速扭矩。在一个实施方式中,定位在车辆10的操作者区域中的换档杆以可操作的方式联接至齿轮箱510以用于使齿轮箱510在操作齿轮之间换档。可以提供少量或另外的副变速齿轮。
[0082] 如图14中所示,齿轮箱510驱动附接轴511以将发动机扭矩传递至附接至车辆10的附件或器具(例如工作器具)。附接轴511示例性地从齿轮箱510的与传动轴506相反的后侧向外并且朝向车辆10的后方(例如,穿过盆状件的孔)延伸以附接外部器具。在一个实施方式中,附接轴511提供动力输出以借助发动机502驱动器具。在一个实施方式中,齿轮箱510基于操作者输入而选择性地接合附接轴51。例如,换档杆可以致动成接合附接轴511以向联接至车辆10的器具提供动力。在一个实施方式中,离合器组件由操作者选择性地接合,以经由齿轮箱510接合附接轴511。离合器组件可以以液压方式或以电动方式操作。在一个实施方式中,附接轴511用于驱动喷射泵和/或推进器构件以在水陆两用操作期间协助推动在水中的车辆。
[0083] 传动轴506示例性地延伸穿过在操作者座椅22下方的盆状件40中的框架组件30的中心。在一个实施方式中,传动轴506延伸穿过设置在座椅22下方的通道。如图14中所示,传动轴506包括联接至齿轮箱510的第一部分522、与转向和传动组件508的输入轴530驱动地联接的第二部分524、以及将第一部分522联接至第二部分524的U型接头526。
支撑托架528构造成联接至框架30从而以可旋转的方式支撑传动轴506。支撑托架528包括接纳传动轴506的内轴承表面。
[0084] 参照图13和图19,交流发电机512联接至发动机502以对一个或多个车辆电池514(图19)充电并且向车辆10的电子部件提供电功率。在示例性实施方式中,交流发电机512是24伏、110安培的交流发电机,并且车辆电池514包括两个12伏的湿电池。交流发电机512示例性地由联接至发动机502的曲轴的链516驱动。车辆10还包括联接至电池514的电池均衡器628,如24V/12V的均衡器。均衡器628操作成在对车辆部件供以电力时从每个电池514获取大致相等的电力。在一个实施方式中,ECU520在控制器区域网络(CAN)总线中与车辆10的其他电子部件通信。如图19中所示,舱底泵630设置在盆状件
40的每个拐角处以将水泵送出盆状件40。
[0085] 如图13中所示,前车轴组件532包括一对传动轴534,所述一对传动轴534联接至转向和传动组件508用于将扭矩从发动机502传递至履带12、14。轴534联接至前驱动单元590、592(图16)用于在前轮驱动构型中分别驱动左履带12和右履带14。在替代实施方式中,转向和传动组件508联接至车辆10的后驱动单元以提供后轮驱动构型。制动器536联接至每根轴534以对每根轴534和驱动单元590、592提供制动力。制动器536通过设置在车辆10的操作者区域中的制动器踏板来致动。在所示实施方式中,制动器536是液压式控制的盘式制动器。制动器536示例性地定位在盆状件40的外侧。在一个实施方式中,制动器536在盆状件40的外侧的定位便于制动器536的空气冷却。
[0086] 液压泵组件518还联接至发动机502并且由发动机502的曲轴驱动。正如本文描述的,液压泵组件518操作成驱动转向和传动组件508的液压马达552以便于车辆10的零速转弯和低速转弯。在一个实施方式中,液压泵组件518包括呈双级构型的双液压泵,即,以串联关系联接的一对液压泵(例如参见图18)。液压管线从液压泵组件518布设至转向和传动组件508的液压马达552。在一个实施方式中,液压泵组件518驱动车辆10的其他液压部件。
[0087] 在操作中,为了直线向前地驱动车辆10,转向和传动组件508将来自发动机502动力施加于两个驱动单元590、592(图16)使得左履带12和右履带14以相同速度旋转。为了基于方向盘529(图8)的转向角度使车辆10转向,转向和传动组件508向每个驱动单元590、592(图6)的驱动速度施加偏差。左驱动单元590与右驱动单元592之间的速度差根据驱动车辆10的期望的拐角半径是不同的。
[0088] 在一个实施方式中,两个驱动单元590、592的差速是通过两个驱动单元590、592之间的受控的传动比的变化而非应用制动器536来实现的。由此,施加于驱动单元590、592的扭矩的分布在不改变施加的整个扭矩的情况下得以调节。在车辆10的一侧减小的扭矩施加于车辆10的另一侧。基于该行为,车辆10在转向期间保持恒定的驱动速度。在替代性实施方式中,制动器536被致动以帮助使车辆10转向。
[0089] 如图13至15中所示,转向和传动组件508包括联接至传动组件542的转向组件540。转向组件540包括由传动轴506驱动的液压泵550、液压马达552、以及转向齿轮组件
562。在所示实施方式中,液压泵550和液压泵组件518设置在车辆10的同一液压回路中(参见图18)并且操作成驱动液压马达552。如本文描述的,方向盘529的转向角控制转向阀(图18)以控制液压马达552的旋转并且因而控制转向输入以使齿轮组件562和传动组件542转向。
[0090] 如图15中所示,转向组件540包括联接至传动轴506的第二部分522(图14)的输入轴530。输入轴530经由相互作用的成角度的齿轮574、576驱动地联接至传动组件542的轴560。传动组件542包括差速齿轮箱,该差速齿轮箱具有分别由轴560驱动的右行星齿轮组件564和左行星齿轮组件566。每个行星齿轮组件564、566均包括太阳齿轮579,该太阳齿轮579联接在轴560的每个端部处以向传动轴534提供驱动输入。每个行星齿轮组件564、566还包括行星齿轮570和齿圈568。
[0091] 转向输入装置、即图8的方向盘529的转向角限定两个传动轴534的差速并且因此基于车速限定车辆10的转弯半径。对于相同转向输入,更大的车速导致更大的转弯半径。转向输入从液压转向马达552经由转向齿轮组件562引导至行星齿轮组件564、566的齿圈568。转向齿轮组件562包括转向齿轮系,该转向齿轮系包括与马达552的输出端联接的齿轮轴563以及联接至齿轮轴563的齿轮轴571以用于驱动行星齿轮组件566的齿圈568。转向齿轮组件562包括联接至齿轮轴571的中间齿轮轴572以用于驱动齿轮组件564的齿圈568。
[0092] 当车辆10在没有转向输入的情况下沿向前方向或向后方向直线行驶时,马达552的输出端、转向齿轮组件562、以及齿圈568是静止不动的,而联接至行星齿轮组件564、566的传动轴534以相同速度旋转。根据方向盘529的转向角度,液压马达552基于所需的转向方向在一个方向或另一个方向上被更快或更慢地驱动。液压马达552因而通过转向齿轮组件562驱动齿圈568。齿圈568的旋转改变了行星齿轮组件564、566的传动比并且导致两个传动轴534的差速。
[0093] 在一个实施方式中,为了在转向操作期间保持车辆的恒定速度,外侧传动轴534(相对于转弯方向而言)驱动得比中间点车速(即,车辆10的要求速度)更快,并且内侧传动轴534驱动得比中间点车速(neutral vehicle speed)慢相同的量。在所示实施方式中,转向齿轮组件562的中间轴572操作成使行星齿轮组件564的齿圈568的旋转方向相对于行星齿轮组件566的齿圈568的旋转方向反向。由此,设置有液压马达552的转向输入使一个传动轴534更快地驱动并且使一个传动轴534相对于中间点车速更慢地驱动以提供转弯效果。
[0094] 在于2007年12月27日提交的名称为“滑动转向全地形车辆”的美国专利申请No.11/965,165中进一步详细描述了基于转向输入对传动组件542、液压马达552以及转向齿轮组件562的操作,该申请的全部公开内容通过参引并入本文。
[0095] 参照图18,示出了示例性液压转向系统600。发动机502驱动液压泵组件518的第一液压泵602和第二液压泵604。控制阀606、608分别联接于每个泵602、604的输出端处。齿轮箱510驱动传动轴506以驱动转向和传动组件508的液压泵550,并且控制阀610联接在泵550的输出端处。图18的液压部件如所示的那样通过液压软管或管线联接在一起。图18中示出了示例性的泵排量、压力值、泵速、以及其他值以图示液压转向系统600的示例性实施方式,并且可以根据系统构型来提供其他适合的值和规格。
[0096] 流量控制顺序阀612控制从泵518、550至转向阀614的流动体积,使得转向阀614上的压降大致恒定。方向盘529联接至转向阀614和换向阀618以控制至马达552的流体流。转向阀614用作可调节口以控制至马达552的流体流的量并且因而控制马达552的旋转量和车辆10的转向量。至马达552的流动方向是基于方向盘529转向的方向由换向阀618来切换的。由此,转向阀614和换向阀618配合成控制至液压马达552的流体流的方向和体积从而基于向左转或向右转的方向盘529来控制马达552的旋转方向(用于相对应的车辆左转弯或车辆右转弯)。由此,方向盘529的转向角度操作成控制至马达552的流的体积和方向。
[0097] 液压开关、示例性的换向阀616设置在马达552与转向阀614的输出端之间以基于车辆10的操作齿轮来进一步控制至液压马达552的流的方向。特别地,在齿轮箱510的前进档中,换向阀616控制流体流以使马达552沿一个方向旋转。在齿轮箱510的倒档中,换向阀616操作成使至马达552的流动方向反向,由此基于方向盘529的相同转向角度允许车辆10的转向方向独立于车辆10的前进运动或后退运动。换向阀616可以基于齿轮箱510的前进档或倒档的选择而电动地或机械地控制。
[0098] 不用于转向的液压流体可以用于驱动车辆10的其他任何工作液压单元或经返回管线返回至储油器622。在于2007年12月27日提交的名称为“滑动转向全地形车辆”的美国专利申请No.11/965,165中进一步详细描述了图18的压力顺序控制阀612、转向阀614、换向阀616以及换向阀618的操作,该申请的全部公开内容通过参引并入本文。
[0099] 在一个实施方式中,方向盘529包括位置传感器640(图20至图21),位置传感器640与ECU520(或另一车辆控制器)通信以用于检测方向盘529的转向角度。在该实施方式中,基于检测到的转向角度,ECU520将控制信号发送至转向阀614和换向阀616。方向盘
529可以替代性地以机械或液压的方式联接至转向阀614和换向阀616。
[0100] 液压泵550和液压泵组件518操作成基于车辆10的操作状态来驱动液压马达552。在所示实施方式中,液压泵550驱动马达552以用于在车辆移动时进行转向操作。特别地,液压泵550由传动轴506经由齿轮556、558(图15)驱动。由此,车辆10在地面上的运动使传动轴506旋转由此使驱动泵550。因而,液压泵550在泵550由传动轴506驱动时向液压马达552提供动力。
[0101] 在所示实施方式中,当发动机502停止但履带12、14正在移动而使传动轴506旋转时,液压泵550操作成驱动马达552以提供车辆转向。这样的构型可以用作在例如车辆10未被提供动力但滑行或向山下运动时使车辆10转向的控制特性。在所示实施方式中,泵
550机械联接至传动轴506,使得泵550在传动轴506旋转时旋转。在所示实施方式中,车辆10的前进运动和后退运动操作成驱动泵550以向马达552提供动力。
[0102] 在车辆10停止或低于最小阈值速度(例如,5mph、3mph等)或在ECU520确定出需要附加的液压动力来驱动液压马达552时,液压泵组件518操作成驱动马达552以使车辆10转向。由发动机502驱动的液压泵518向马达552提供液压动力,使得车辆10操作成在零车速下基于操作者转动方向盘529时并且在没有操作者输入至车辆加速器的情况下转弯。由此,在一个实施方式中,液压泵组件518操作成驱动马达552用于包括零半径转弯的小半径转弯,并且液压泵550操作成驱动马达552用于大半径转弯(即,当履带12、14移动时)。
[0103] 在一个实施方式中,在液压泵组件518被ECU520致动以驱动马达552之前,车辆10必须以小于阈值车速的速度行驶。例如,车辆10包括速度传感器642(图20至图21),速度传感器642操作成检测履带12、14和/或传动轴506的速度。在检测到的速度减小至阈值速度以下时,ECU520致动液压泵组件518以驱动液压马达552。在一个实施方式中,ECU520或另一适合的控制器基于车速和/或其他输入来控制液压泵组件518的致动。在一个实施方式中,在齿轮箱510处于空档操作时ECU520启动零半径转弯,然而,零半径转弯可以在其他操作档下(例如倒档或前进档)启动。在一个实施方式中,ECU520还控制液压泵组件518以在液压泵550向马达552提供的动力不足(例如低车速)时辅助转向。
[0104] 例如,参照图16,示例性右转弯的转向操作示出为由液压泵550在履带12、14移动时控制。由于车辆10的运动并且因而传动轴506的旋转,因此,液压泵550提供液压动力以使马达552旋转。基于方向盘529的转向角度,液压马达552向转向齿轮组件562提供转向输入以使驱动单元590、592之间正如本文描述的那样产生差速。在图16中,驱动单元592驱动得比中间点车速更慢,并且驱动单元590驱动得比中间点车速更快以使车辆向右转弯。
[0105] 参照图17,示例性零半径转向操作示出为由液压泵组件518在车辆10静止时控制。在传动轴506不旋转的情况下,液压泵550不向马达552提供液压输入。更确切的说,发动机502在车辆10静止时驱动液压泵组件518向马达552提供动力。基于方向盘529的转向角度,液压马达552向转向齿轮组件562提供转向输入以使驱动单元590、592之间产生差速,使得车辆10以零半径或最小半径转弯。在图17中,履带12、14以相同速度但沿相反方向被驱动以使车辆10以零半径转弯。
[0106] 在一个实施方式中,本文描述的转向系统操作成以由低至高的车速——包括例如达到并且超过60mph的车速——控制车辆10。车辆10包括加速器踏板,该加速器踏板包括与ECU520通信以向发动机502提供节气请求的位置传感器650(图23)。
[0107] 在一个实施方式中,ECU520(图20至图23)操作成基于对座椅22中的操作者的检测而启动和停止通过液压泵组件518提供的零速转向功能。座椅22包括用于对操作者的存在进行检测的座椅开关或传感器652,正如在于2012年9月4日提交的序列号为No.13/650,697的美国专利申请中进一步详细描述的,该申请的整个公开内容通过参引并入本文。ECU520启动液压泵组件518的操作以在检测到座椅22中的操作者时启动零速转弯,并且当在座椅22中未检测到操作者时停止液压泵组件518的操作。在一个实施方式中,ECU520进一步操作成基于对操作者座椅22中的操作者的检测而启动和停止经由附接轴511至附件的动力。在该实施方式中,当在座椅22处未检测到操作者时,ECU520使附接轴511脱离接合从而停止和/或防止动力从发动机502输送至附件。由此,发动机502可以控制成在操作者就坐时向附件提供动力而在操作者离开座椅时不向附件提供动力。在一个实施方式中,在检测到座椅22处于未占用状态达预定时间段、比如一秒或任何其他适合时间段之后,ECU520延迟停止液压泵组件518。
[0108] ECU520包括至少一个处理器,所述至少一个处理器执行在ECU520的存储器中存储的软件和/或固件。软件/固件包含当软件/固件由处理器执行时使ECU520执行本文描述的功能的指令。ECU520可以替代性地包括一个或多个专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、硬接线逻辑、或其组合。在一个实施方式中,ECU520的处理器包括操作成控制发动机502的发动机控制逻辑以及操作成控制CVT504的CVT控制逻辑。ECU520可以替代性地包括一起运行来执行本文描述的ECU520的功能的多个控制单元或处理器。
[0109] 参照图20,ECU520操作成在转向事件期间提供扭矩补偿。由于液压系统利用一些发动机动力来使车辆10转向和/或向车辆10的其他部件提供动力,因而ECU520在发动机502动力被液压系统消耗时控制发动机502输送附加扭矩。由此,在操作者不进行任何校正的情况下(例如,加速器的进一步致动),增大了稳定车速的可能性。ECU520接收下述参数作为传感器输入:从液压压力传感器644接收转向阀614(图18)上的液压压力、从速度传感器642接收车速(例如,输入轴530(图15)或传动轴506的旋转速度)、从转向角度传感器640接收方向盘529(图8)的转向角度、以及从档位选择器646接收副变速齿轮箱510的选择操作档位(例如,高档位、低档位、倒档、空档、停车档)。基于这些输入,ECU520通过控制节气门以补偿由液压系统对转向组件或其他液压部件提供动力所消耗的扭矩来自动调节发动机502的转速。在于2007年12月27日提交的名称为“滑动转向全地形车辆”的美国专利申请No.11/965,165中提供了关于发动机扭矩补偿的另外细节,该申请的全部公开内容通过参引并入本文。
[0110] 参照图21,ECU520操作成控制液压泵组件518的液压泵(例如,图18的泵602、604)的致动。基于由速度传感器642检测到的车速、由传感器640检测到的方向盘529的转向角、由发动机转速传感器648检测到的发动机转速,ECU520操作成选择性地致动液压泵组件518的泵602、604。如本文描述的,ECU520基于下降到阈值速度以下的车速来致动液压泵组件518的一个或多个泵。由此,液压泵组件518用于在低车速或零车速下驱动转向和传动组件508(图15)的液压马达552,正如本文中所描述的。ECU520监测车速和转向角度以判断在大于阈值的速度的情况下——比如需要附加转向动力的情况下——是否需要致动泵组件518。在一个实施方式中,ECU520监测车速并且在基于转向需求、车速以及发动机转速确定需要附加动力来驱动液压泵组件518的泵时增大发动机转速。在一个实施方式中,液压泵组件518包括至少两个串联联接的液压泵。图21示出了具有三个串联的泵的液压泵组件518。在一个实施方式中,当基于来自座椅传感器652的输出在座椅22中未检测到操作者时,ECU520如本文描述的那样停止液压泵组件518的操作。
[0111] 参照图22,ECU520操作成基于来自档位选择器646(例如,换档杆、按钮、或其他适合的操作者输入装置)的信号和/或来自齿轮箱510的信号来控制车辆10的前进驱动和后退驱动。在检测到前进档时,ECU520控制换向阀616(图18)使马达552沿第一方向旋转使得车辆10以与方向盘529要求的方向相对应的方向转弯。在检测到倒档时,ECU520控制换向阀616切换至马达552的流动方向从而使马达552的方向反向。由此,在车辆10反向移动时,车辆10沿与方向盘529要求的方向相对应的方向转弯。
[0112] 图23示出了一些输入,ECU520使用这些输入来控制发动机502和联接至发动机502的部件(例如,液压泵组件518、附接轴511等)以向车辆10提供控制功能。ECU520接收与下述参数相对应的传感器输入:来自液压压力传感器644的转向阀614(图18)上的液压压力、来自传感器642的车速、来自传感器640的方向盘529的转向角度、来自液压液位传感器656的储油器622(图18)的液压油液位、来自温度传感器658的的液压油温度、来自加速器位置传感器650的节气门踏板位置(节气需求)、以及来自座椅传感器652的座椅22的未占用状态。如本文中描述的,ECU520基于所述信号来执行各种控制特性。例如,ECU520当在座椅22中未检测到操作者时停止零速转弯特性。在一个实施方式中,零速转弯特性的停止响应于由ECU520检测到的座椅22的未占用状态、未检测到节气需求或检测到最小节气需求以及未检测到车速或检测到最小车速。ECU520还基于低油位、高油温、或低/高油压力的检测来停止液压回路的部件和/或减小车速。
[0113] 参照图24,ECU520还操作成检测车辆10的有效负载分布和通知操作者车辆10的有效负载分布。例如,与车辆10在干燥陆地上时相比,有效负载(例如,货物、操作者、其他负载)的分布可以在车辆10在水中处于浮力模式时更多地影响车辆10的稳定性。如果车辆10被不均衡地装载,则在车辆10过渡到水中时车辆操作会变得不稳定。ECU520操作成经由至计量装置676的信号向操作者提供有效负载的最佳或推荐分布的指示。
[0114] 车辆10包括与ECU520通信的负载传感器网络,示例性地包括安装在前部货物区域26中的负载传感器670以及安装在后部货物区域28中的负载传感器672。车辆10的其他区域中可以设置另外的负载传感器。负载传感器670、672可以包括重量或压力传感器或其他适合的传感器以用于检测负载并且向ECU520提供表示检测到的负载的信号。在一个实施方式中,负载传感器670、672结合到联接至前部货物区域26和后部货物区域28的相应结构(例如,底板)的安装螺栓中。可以提供适于环境和必要输出电平的其他适合的重量或压力传感器装置。
[0115] 传感器670、672的输出由ECU520读取以确定传感器670、672的每个位置处的重量或压力。基于这些读数,ECU520确定不同传感器安装位置之间的负载差别从而确定车辆10的有效负载分布。ECU520将有效负载分布的状态传送至显示器或计量装置676以通知操作者有效负载分布并且在重量差别超过阈值限制时警告操作者。如果超过了阈值限制,ECU520警告操作者应转移负载以获得改善的车辆稳定性。ECU520还会在已经超过最大限度的总车辆负载时或已经超过最大限度的后部总负载或前部总负载时通知操作者。在一个实施方式中,阈值限制可以被校准。在一个实施方式中,ECU50可以在超过负载阈值限制时执行或修改车辆控制。例如,ECU520可以经由电子节气门控制限制发动机的最大速度或最大扭矩,或可以通过ECU520采取其他适当的控制措施。ECU520还可以在超过限制时发出可听见的警报。
[0116] 通过图24的计量装置678示出了示例性计量装置676。计量装置678在车辆10的外周轮廓内提供了车辆10的图形表示,其包括车辆10的后部货物区域28的自上而下的表示680以及前部货物区域26的自上而下的表示682。表示680、682可以包括联接至仪表盘25(图6)的图像或其他呈现或可以包括由ECU520显示在显示屏上的图形数据。表示680、682中设置有A至H的多个指示器以表示车辆10上的传感器670、680的物理位置。例如,指示器A、B、C和D位于表示680的拐角处以表示安装在后部货物区域28的拐角处的传感器672,并且指示器E、F、G和H位于表示682的拐角处以表示安装在前部货物区域的拐角处的传感器670。传感器670、672可以安装在货物区域26、28的其他适合的位置处。在一个实施方式中,指示器A至H以不同颜色的光照亮以指示传感器状态并且因此指示负载状态。指示器A至H可以包括由ECU520控制以指示传感器状态的发光二极管(LED)、设置在显示屏上的图形数据、或其他适合的装置。
[0117] 例如,单个指示器发绿光指示负载点是“可接受的”,发纯琥珀色光指示负载点是“警戒的”并且相比于另一负载点过轻,发闪烁的琥珀色光指示负载点是“高度警戒的”并且相比于另一负载点过轻,发纯红色光指示负载点是“警戒的”并且相比于另一负载点过重,发闪烁的红光指示负载点是“高度警戒的”并且相比于另一负载点过重。此外,所有指示器在超过车辆10的第一推荐总有效负载限制时发红光作为“警戒”,并且在超过车辆10的第二(更高的)推荐有效负载限制时发闪烁的红光作为“高度警戒”。可以执行指示器的其他颜色和行为以指示负载状态。
[0118] 下表参照计量装置678提供了关键传感器安装位置关系的示例。
[0119]车辆后部 车辆前部 整个车辆
A-B E-F A-F
A-C E-G A-H
A-D E-H C-F
B-C F-G C-H
B-D F-H
C-D G-H
[0120] 表1:关键传感器安装位置关系
[0121] 如表1中所示,计量装置678可以用于监测传感器安装位置的不同组合之间的负载从而确定车辆10的后部、车辆10的前部、以及整个车辆10的安装位置或区域之间的有效负载差别。ECU520可以对每个位置差异提供可校准限制以设定有效负载分布从可接受的转变至警戒的、转变至高度警戒的负载差异。例如,ECU520可以经由如下的指示器A至H告知每个传感器670、672的状态:
[0122]
[0123]
[0124] 表2:负载传感器状态(A-H)
[0125] 其中,每个状态由三位代码示例性地表示。如表2中所示,每个指示器A至H可以以不同颜色的光照亮以指示负载状态。在所示实施方式中,纯绿色指示可接受状态,纯琥珀色和纯红色各自指示警戒状态(在位置处分别需要更多重量或减少重量),闪烁的琥珀色和闪烁的红色指示高度警戒状态(在位置处分别需要更多重量或减少重量),并且交替闪烁的红色和琥珀色指示负载检测系统发生错误或负载信息是不可用的。
[0126] ECU520还可以执行可校准的限制以在整个车辆负载从可接受的转变至警戒的、转变至高度警戒的时候进行指示。这可以通过单独的计量装置或计量装置678来指示。例如,为了通过计量装置678来提供指示,可以提供以下状态的指示器:
[0127]
[0128]
[0129] 表3:总有效负载状态
[0130] 例如,当总车辆有效负载是可接受的时候,指示器A至H默认为上面通过表2描述的当前各个负载指示器状态。指示器A至H均是纯红的以在超过第一总有效负载限制时指示警戒状态。指示器A至H均是闪烁的红色以在超过更高的第二总有效负载限制时指示高度警戒状态。指示器A至H交替闪烁红色和琥珀色以指示负载检测系统出现错误或负载信息是不可用的。
[0131] 在一个实施方式中,可以基于真实世界数据收集和/或稳定性模拟来预先确定针对每个单独的传感器处的有效负载以及整个有效负载的可校准阈值限制。
[0132] 例如,如果图24的计量装置678的指示器F和H是纯红色的、指示器E和G是纯琥珀色的、并且指示器A、B、C和D均是纯绿色的,则计量装置678向操作者指示应朝向车辆10的中央转移车辆10的前部货物区域中的货物。一旦已经朝向车辆10的中央转移适当量的重量,指示器E、F、G和H在有效负载平衡是可接受的时候均变为绿色。
[0133] 在替代性实施方式中,车辆10包括如图25中所示的串联混合驱动构型。参照图25,示例性车辆10的混合电动驱动系统700包括燃气发动机驱动型发电机702、由发电机
702充电的一堆电池704、逆变器710、以及构造成驱动履带12、14的一对电动马达706。每个电动马达706均经由联接至对应驱动单元590、592的齿轮减速箱708来驱动履带12、14。
在一个实施方式中,盘式制动器在盆状件40的内侧或外侧联接齿轮箱708。图27的车辆
10还包括联接至发动机702的排气装置的催化转化器720和排气消声器722。燃料箱724和散热器以及风扇726定位在盆状件40的内侧。
[0134] 在操作中,燃气发动机702用作发电机以向逆变器710供给电功率从而对电池704进行充电。电动马达706的独立操作可以由ECU经由线控驱动电动地控制以在履带12、14之间提供速度/扭矩差异以使车辆10转弯。电动马达706还可以以低对地速度反向旋转以提供零半径转弯。当电池704需要额外的电力驱动履带12、14时,发动机702被控制为运行为对电池704进行充电直到电池704具有足够电力并且发动机702停止为止。在于2012年4月6日提交的名称为“具有增程器电动车辆”的美国专利申请No.13/441,537中进一步详细描述了串联混合驱动构型,该申请的整个公开内容通过参引并入本文。
[0135] 在一个实施方式中,车辆10适于被远程控制。例如,远程控制电子装置可以用于在操作者不在车辆10中的情况下无线地控制车辆10。在一个实施方式中,车辆10操作成在没有人为输入的情况下自主地驱动。
[0136] 于2005年1月14日提交的名称为“履带式全地形车辆”的美国专利申请No.11/035,925的全部公开内容通过参引并入本文。
[0137] 本文中使用的术语“逻辑”或“控制逻辑”可以包括在一个或多个可编程处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、硬接线逻辑、或其组合上执行的软件和/或固件。因此,根据实施方式,各个逻辑可以以任何适当的形式执行并且根据本文公开的实施方式保持。
[0138] 尽管本发明已经描述为具有示例性的设计,但本发明可以在公开内容的精神和范围内进行进一步修改。因此,本申请意在覆盖本发明的利用其一般原理做出的任何变化、使用或改动。此外,本申请意在覆盖落入本发明所属的领域中的公知或惯例实践中的对于本公开内容的背离。
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