本申请要求于2019年5月24日提交的美国专利申请号No.62/852,709的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

本公开涉及动力机械。更具体地，本公开涉及动力机械在具有不同类型的牵引元件的配置之间的转换，包括从轮式动力机械到履带式动力机械的转换，或者更具体地，仍然将动力机械从使用轮式牵引元件转换为具有环形履带的动力机械。出于本公开的目的，动力机械包括产生动力以完成具体任务或各种不同任务的任何类型的机械。一种类型的动力机械是作业车辆。作业车辆通常是具有诸如升降臂之类的作业装置的自行式车辆(但是一些作业车辆可以具有其他作业装置)，所述作业装置可以被操纵以执行作业功能。仅举几个示例，作业车辆包括装载机、挖掘机、多功能车辆、拖拉机和挖沟机。

动力机械可以包括不同的牵引元件，以允许在地形或其他支撑表面上移动。例如，一些动力机械包括具有与地面接合的环形履带的履带式牵引组件，而其他动力机械包括具有与地面接合的轮的轮式牵引组件。环形履带对轮作为牵引元件的相对效用可以根据具体的支撑表面、操作者、相关动力机械的配置的其他方面、要执行的操作以及各种不同的其他因素而变化。

上面的讨论仅是为总体的背景信息而提供的，并不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

技术实现要素：

所公开主题的实施例可以允许操作者容易地将轮式动力机械转换为履带式动力机械，例如通过用相应的履带组件来替换动力机械的四个轮中的每个轮，从而将四轮式动力机械转换为四轮履带式动力机械机器。

一些实施例提供了一种用于将轮式动力机械转换为履带式动力机械的套件，所述轮式动力机械包括车轴、由所述车轴支撑的轮毂、和固定到所述轮毂的轮。所述套件可以包括端轴(stub shaft)、履带框架和链轮。所述端轴可以被构造以用于固定在所述车轴的外侧端部处。所述履带框架可以被构造以用于在所述端轴处以能够操作的方式联接到所述车轴。所述链轮可以被构造以用于固定到所述轮毂以代替所述轮，以便在所述车轴旋转时使履带围绕所述履带框架移动。

一些实施例提供了一种用于将轮式动力机械转换为履带式动力机械的套件。所述轮式动力机械可以包括车轴、由所述车轴支撑的轮毂、固定到所述轮毂的轮、和在所述车轴的外侧端部处固定到紧固件孔的端盖，以及提供履带框架以替换所述轮。所述套件可以包括端轴，所述端轴被构造以用于固定在所述车轴的所述外侧端部处的所述紧固件孔处以代替所述端盖。所述端轴可以进一步被构造以用于相对于所述车轴能够旋转地支撑所述履带框架。

一些实施例提供了一种分扇区式链轮，所述分扇区式链轮用于将旋转动力从动力机械的车轴的轮毂传递到环状履带，为了简洁起见传递到履带。所述分扇区式链轮可以包括至少三个链轮件，所述至少三个链轮件被构造以用于共同限定基本上圆形的链轮轮廓。所述至少三个链轮件可以被构造以用于独立地固定到所述轮毂以与履带接合。

一些实施例提供了一种将动力机械从使用轮式牵引元件转换为分别包括环形履带的牵引元件的方法。可以从所述轮式动力机械的车轴的轮毂移除轮。可以将端轴附接到所述车轴的外侧端部。可以将履带框架能够旋转地固定到所述端轴。可以在所述履带框架上对齐履带。可以将链轮附接到所述轮毂。可以旋转所述轮毂以便通过所述链轮来张紧所述履带。

一些实施例提供了一种将轮式动力机械转换为履带式动力机械的方法。可以将分扇区式链轮的第一链轮件固定到所述轮式动力机械的轮毂。可以将履带放置成与所述第一链轮件对齐。可以旋转所述轮毂以用所述第一链轮件来张紧所述履带。在用所述第一链轮件张紧所述履带之后，可以将所述分扇区式链轮的第二链轮件和第三链轮件固定到所述轮毂。

提供该发明内容和摘要以简化形式介绍一些概念，这些概念将在下面的具体实施方式中被进一步描述。该发明内容并不意在指出所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

附图说明

图1是示出了可以在其上有利地实施本公开的实施例的代表性动力机械的功能系统的框图。

图2至图3示出了可以在其上实施所公开的实施例的呈滑移转向装载机形式的代表性动力机械的透视图。

图4是示出诸如在图2至图3所示的装载机之类的装载机的动力系统的部件的框图。

图5示出了可以在其上实施所公开的实施例的呈轮式滑移转向装载机形式的代表性动力机械的透视图。

图6示出了图5的动力机械的轮组件的局部透视图。

图7和图8示出了用于将图5的动力机械的轮组件转换为履带组件的端轴的等距视图。

图9示出了被组装到图5的动力机械的车轴上的履带组件的某些部件的透视图。

图10示出了与图9的履带组件一起使用的轴承的透视图。

图11和图12分别示出了根据一些所公开的实施例的用于分扇区式链轮的链轮件的透视图和主视图。

具体实施方式

参考示例性实施例来描述和说明在此讨论中公开的概念。然而，这些概念在其应用中不限于说明性实施例中的构造细节和部件的布置，并且能够以各种不同的其他方式被实施或实践。本文中的术语用于描述的目的，并且不应被视为进行限制。如本文所使用的诸如“包括”、“包含”、“具有”之类的词及其变型旨在涵盖这些词之后列出的项目、所列项目的等同物以及附加项目。

对于传统设计，配备有轮的动力机械可能需要大量重新配置以用履带来替代轮，并且反之亦然。因此，对于传统设计，将任何给定的动力机械在履带式操作和轮式操作之间转换，通常在实践上或经济上是不可能的。然而，由于轮和履带对于不同环境有相对优势，操作者可能潜在地会从将特定的机器在轮式牵引元件与履带式牵引元件之间的转换中获得巨大益处。

本文所公开的实施例中的一些实施例可以解决这些需要和其他需要。例如，一些实施例可以包括用于将各种不同动力机械的牵引元件从轮式配置转换为履带式配置的套件和相应的方法。这样，例如，可以将四轮式动力机械转换为四轮履带式动力机械，其中履带组件替代了四个轮中的每个轮。同样地，根据一些实施例的相应的套件和方法可以用于将牵引元件从履带式配置转换为轮式配置，例如可以允许将四轮履带式动力机械转换为四轮式动力机械。

在一些实施例中，用履带组件替换动力机械的轮的套件可以包括端轴，该端轴被构造以用于替换支撑轮的车轴的端盖。端轴还可以被构造以用于支撑履带框架，这例如通过接收固定到履带框架的轴承而实现。因此，随着轮从相应的轮毂上移除、并且端轴固定到车轴，履带组件可以配合在车轴上，这例如通过将用于履带组件的轴承安装到端轴上、并将用于履带组件的衬套安装到相应的轴管上而实现。因此，履带框架和支撑在该履带框架上的履带例如通过轴承和衬套支撑可以相对于车轴枢转。在一些实施例中，可以使用枕式轴承/外球面轴承，其中安装块固定到履带框架，并且衬套可以与履带框架部分地形成一体。然而，在其他实施例中，可以使用其他类型的轴承(或衬套)。

在一些实施例中，用于替换动力机械的轮的套件还可以包括分扇区式链轮(即，由多个可单独安装的链轮件形成的链轮)。如上所讨论的，例如，端轴可以允许履带框架安装在车轴上以代替轮。通常，可以使用端轴将履带框架安装在车轴上，其中用于支撑履带框架的轴承和衬套设置在车轴的轮毂的相反两侧上(例如，轮毂横向地设置在履带框架内)。随后，可以将分扇区式链轮的至少一个链轮件固定至轮毂。履带可以与分扇区式链轮的已安装的(一个或多个)链轮件对齐安装到履带框架上，并且(一个或多个)链轮件可以与轮毂一起旋转以便接合和张紧履带。履带因此被接合以维持相对于轮毂的间隙，然后可以将剩余的(一个或多个)链轮件安装在轮毂上以完成分扇区式链轮。因此，在操作期间，通过轮毂和整个分扇区式链轮的旋转，履带可以被驱动围绕履带框架。

在一些实施例中，分扇区式链轮的使用可以显著地改善将履带安装到履带框架上的容易性。例如，由于需要将履带与链轮对齐和张紧该履带，安装完整圆形的单件链轮可能是困难的。相比之下，即使履带被安装成与相关的轮毂对齐，分扇区式链轮的一个链轮件也可以相对容易地安装到轮毂上，例如在轮毂上与履带的任何接触位置相对的安装位置处安装到轮毂上。然后，分扇区式链轮的安装的链轮件可以被用于通过轮毂的旋转来张紧履带，从而提供足够的间隙以便后续安装剩余的链轮件。

在一些实施例中，特别有利的可以是，由至少三个单独的链轮件(例如，一个半圆形链轮件和两个四分之一圆形链轮件)形成分扇区式链轮的完整圆形轮廓。在这些链轮件的安装示例中，一旦履带框架已被安装在车轴上，则半圆形链轮件就可以安装到车轴的轮毂上(例如，安装在轮毂的下半部上)，并且履带配合在履带框架和半圆形链轮件上。轮毂和半圆形链轮件然后可以一起旋转，以接合履带并且使履带相对于履带框架张紧。随着履带因此被接合，然后两个四分之一圆形链轮件可以相对容易地安装到轮毂上(例如，也安装在轮毂的下半部上)，使得已安装的分扇区式链轮提供基本上完整的圆形轮廓，从而将旋转动力从轮毂传递到履带。在许多安装中，使用其他分扇区式链轮也可以获得类似的益处，所述其他分扇区式链轮包括具有三个基本上相同的(例如，三分之一圆形的)链轮件、四个基本上相同的(例如，四分之一圆形的)链轮件或其他配置的分扇区式链轮。

这些概念可以在如将在下文所描述的各种动力机械上被实施。在图1中以框图的形式示出了可以实施实施例的代表性动力机械，并且在图2至图3中示出并且在下文中描述了在公开任何实施例之前的这种动力机械的一个示例。为了简洁起见，仅示出和讨论了一种动力机械作为代表性动力机械。然而，如上所述，可以在包括与图2至图3所示的代表性动力机械不同类型的动力机械的任何数量的动力机械上实施下面的实施例。为了此讨论的目的，动力机械包括框架、至少一个作业元件、和可以向作业元件提供动力以完成作业任务的动力源。一种类型的动力机械是自行式作业车辆。自行式作业车辆是一类包括框架、作业元件和可以向作业元件提供动力的动力源的动力机械。所述作业元件中的至少一个作业元件是用于使动力机械在动力下移动的动机系统。可以特别有利地在包括具有可移除端盖的车轴的轮式动力机械上实施本文公开的一些实施例，但是一些实施例可能不需要这样的配置。

图1是示出了动力机械100的基本系统的框图，该动力机械可以是多种不同类型的动力机械中的任一种，在该动力机械上可以有利地结合下文讨论的实施例。图1的框图标识了动力机械100上的各种不同系统以及各种不同部件和系统之间的关系。如上所述，在最基本的层面上，用于此讨论的目的的动力机械包括框架、动力源和作业元件。动力机械100具有框架110、动力源120和作业元件130。因为图1中所示的动力机械100是自行式作业车辆，因此所述动力机械100还具有牵引元件140和操作者站150，该牵引元件140本身是被设置成使动力机械在支撑表面上移动的作业元件，该操作者站150提供用于控制动力机械的作业元件的操作位置。控制系统160被设置成与其他系统相互作用，从而至少部分地响应于由操作者提供的控制信号来执行各种不同的作业任务。

某些作业车辆具有可以执行专门任务的作业元件。例如，一些作业车辆具有升降臂，诸如铲斗之类的机具例如通过销钉连接装置附接到该升降臂。可以操纵作业元件(即，升降臂)以定位机具来执行任务。在一些情况下，机具可以例如通过使铲斗相对于升降臂旋转而相对于作业元件定位，从而进一步定位该机具。在这样的作业车辆的正常操作下，铲斗将用于被附接并且处在使用中。通过拆卸机具/作业元件组合并重新组装另一机具来代替原先的铲斗，这样的作业车辆能够接受其他机具。然而，其他作业车辆将与各种各样的机具一起使用，并且具有诸如图1所示的机具接口170之类的机具接口。最基本地，机具接口170是框架110或作业元件130与机具之间的连接机构，该连接机构可以简单地是用于将机具直接附接到框架110或作业元件130的连接点，或者可以更加复杂，如下文所讨论的。

在一些动力机械上，机具接口170可以包括机具承载件，该机具承载件是能够移动地附接到作业元件的物理结构。机具承载件具有接合特征和锁定特征，以接受多个不同机具中的任何一个并将所述多个不同机具中的任何一个固定到作业元件。这种机具承载件的一个特性是，一旦机具被附接到该机具承载件，该机具承载件便被固定到该机具(即，不能相对于机具移动)，并且当机具承载件相对于作业元件移动时，机具与机具承载件一起移动。如本文中所使用的术语“机具承载件”不仅仅是枢转连接点，而且是特别地旨在用于接受并被固定到各种不同的机具的专用装置。机具承载件本身能够安装到诸如升降臂之类的作业元件130或框架110。机具接口170还可以包括一个或多个动力源，所述动力源用于向机具上的一个或多个作业元件提供动力。一些动力机械可以具有带有机具接口的多个作业元件，每个作业元件可以但不必都具有用于接纳机具的机具承载件。一些其他动力机械可以具有带有多个机具接口的作业元件，使得单个作业元件可以同时接纳多个机具。这些机具接口中的每一个可以但不必都具有机具承载件。

框架110包括如下物理结构，该物理结构可以支撑被附接到该框架110或被定位在该框架110上的各种其他部件。框架110可以包括任意数量的单独部件。一些动力机械具有刚性框架。即，该框架的任何部位都不能相对于该框架的另一部位移动。其他动力机械具有可以相对于框架的另一部分移动的至少一个部分。例如，挖掘机可以具有相对于下框架部分旋转的上框架部分。其他作业车辆具有铰接框架，使得框架的一部分相对于另一部分枢转以实现转向功能。

框架110支撑动力源120，该动力源120被构造以用于向包括一个或多个牵引元件140的一个或多个作业元件130提供动力，并且在一些情况下，该动力源能够经由机具接口170来提供由被附接的机具所使用的动力。来自动力源120的动力可以被直接提供至作业元件130、牵引元件140和机具接口170中的任一者。可替代地，来自动力源120的动力可以被提供至控制系统160，该控制系统160又选择性地向能够使用该动力以执行作业功能的元件提供动力。用于动力机械的动力源通常包括诸如内燃机之类的发动机、和诸如机械变速器或液压系统之类的动力转换系统，该动力转换系统被构造以用于将来自发动机的输出转换成可被作业元件使用的动力形式。可以将其他类型的动力源结合到动力机械中，所述其他类型的动力源包括电源或通常被称为混合动力源的动力源组合。

图1示出了被指定为作业元件130的单个作业元件，但是各种不同的动力机械可以具有任意数量的作业元件。通常地，作业元件附接到动力机械的框架并且在执行作业任务时能够相对于框架移动。另外，牵引元件140是作业元件的特殊情况，这是因为牵引元件的作业功能通常是使动力机械100在支撑表面上移动。牵引元件140被示出为与作业元件130分离，这是因为许多动力机械除了牵引元件之外还具有额外的作业元件，但是并非总是这种情况。动力机械可以具有任意数量的牵引元件，所述牵引元件中的一些或全部可以从动力源120接收动力以推进该动力机械100。牵引元件可以是例如履带组件、附接到车轴的轮、和类似部件。牵引元件可以安装到框架，使得牵引元件的移动被限制为围绕车轴的旋转(使得通过滑移动作来实现转向)，或者可替代地，牵引元件能够枢转地安装到框架以通过使牵引元件相对于框架枢转来完成转向。

动力机械100包括操作者站150，所述操作者站150包括操作位置，操作者可以从该操作位置控制动力机械的操作。在一些动力机械中，由封闭的驾驶室或部分封闭的驾驶室限定操作者站150。可以实施所公开的实施例的一些动力机械可以没有上述类型的驾驶室或操作者室。例如，步行自走式装载机可以没有驾驶室或操作者室，而是具有用作操作者站的操作位置，从该操作者站可以正确地操作动力机械。更广泛地，除了作业车辆之外，动力机械可以具有不必类似于上面提到的操作位置和操作者室的操作者站。此外，诸如动力机械100和其他的一些动力机械不管是否具有操作者室或操作者位置，都能够被远程操作(即，从定位在远处的操作者站进行操作)，这可以作为对位于动力机械上的操作者站或与动力机械相邻的操作者站的替代或附加。这可以包括如下应用，其中，可以从与联接至动力机械的机具相关联的操作位置操作动力机械的操作者控制的功能中的至少一些功能。可替代地，对于一些动力机械可以设置远程控制装置(即，远离动力机械和与动力机械联接的任何机具两者)，该远程控制装置能够控制动力机械上的操作者控制的功能中至少一些功能。

图2至图3示出了装载机200，该装载机200是图1中示出的动力机械类型的一个具体示例，其中可以有利地采用下文所讨论的实施例。装载机200是滑移转向装载机，该滑移转向装载机是具有牵引元件(在这种情况下，为四个轮)的装载机，该牵引元件经由刚性车轴安装至装载机的框架。此处，术语“刚性车轴”是指如下事实：滑移转向装载机200不具有任何牵引元件，所述牵引元件可以旋转或转向以帮助该装载机完成转弯。取而代之的是，滑移转向装载机具有驱动系统，该驱动系统为装载机每一侧的一个或多个牵引元件独立地提供动力，使得通过向每一侧提供不同的牵引信号，该机械将趋于在支撑表面上滑移。这些变化的信号甚至可以包括向装载机的一侧的(一个或多个)牵引元件提供动力以使装载机在向前的方向上移动、以及向装载机另一侧的(一个或多个)牵引元件提供动力以使装载机在相反的方向上运行，使得该装载机将围绕装载机自身印迹为中心的半径进行转弯。术语“滑移转向”传统上是指具有如上所述的以轮作为牵引元件的滑移转向的装载机。然而，应该说明的是，许多履带式装载机即使没有轮也可以通过滑移来完成转弯，并且在技术上也是滑移转向装载机。出于此讨论的目的，除非另有说明，否则术语“滑移转向”不应视为将讨论的范围限制于以轮作为牵引元件的那些装载机。

装载机200是图1中广泛示出并如上所论述的动力机械100的一个具体示例。为此，以下描述的装载机200的特征包括与图1中所使用的附图标记大致类似的附图标记。例如，装载机200被描述为具有框架210，就像动力机械100具有框架110一样。滑移转向装载机200在本文被描述为用于提供对理解在其中可以实施以下所述的与履带组件和用于将履带组件安装到动力机械的安装元件有关的实施例的环境的参考。装载机200不应被认为尤其是对于装载机200在本文已经描述的特征描述的限制，这些特征对于所公开的实施例不是必不可少的，并因此可以被包括或可以不被包括在除了可以有利地实施下文公开的实施例的装载机200之外的动力机械中。除非另外特别说明，否则可以在各种不同的动力机械上实施下文公开的实施例，且装载机200仅是这些动力机械中的一个。例如，仅举几个示例，可以在诸如各种不同的其他装载机、挖掘机、挖沟机和推土机之类的许多其他类型的作业车辆上实施下文讨论的概念中的一些或全部概念。

装载机200包括支撑动力系统220的框架210，该动力系统能够生成动力或以其他方式提供动力以操作该动力机械上的各种不同的功能。动力系统220以框图形式示出，但是该动力系统220位于框架210内。框架210还支撑由动力系统220提供动力并可以执行各种不同作业任务的呈升降臂组件230形式的作业元件。由于装载机200是作业车辆，因此框架210还支撑牵引系统240，所述牵引系统240也由动力系统220提供动力并且可以在支撑表面上推进该动力机械。升降臂组件230继而支撑机具接口270，该机具接口270包括机具承载件272和动力联接器274，其中所述机具承载件272能够接纳各种不同的机具并将所述机具固定到装载机200以用于执行各种不同的作业任务，机具可以联接到所述动力联接器274以将动力选择性地提供给可能连接到装载机的机具。动力联接器274可以提供液压动力源或电动力源，或液压动力源和电动力源两者。装载机200包括限定操作者站255的驾驶室250，其中操作者可以从该操作者站255操纵各种不同的控制装置260以使动力机械执行各种不同的作业功能。驾驶室250可以围绕延伸穿过安装件254的轴线向后枢转，以根据维护和修理的需要来提供对动力系统部件的访问。

操作者站255包括操作者座椅258和多个操作输入装置，该操作输入装置包括操作者可以操纵以控制各种不同机械功能的控制杆260。操作者输入装置可以包括按钮、开关、杆、滑块、踏板、和可以是诸如手动操作杆或脚踏板之类的独立装置或被结合到手柄或显示面板中的类似装置，包括可编程输入装置。操作者输入装置的致动可以生成呈电信号、液压信号和/或机械信号形式的信号。响应于操作者输入装置生成的信号被提供至动力机械上的各种不同部件，以控制动力机械上的各种不同功能。经由操作者输入装置而被控制的动力机械100的功能中包括对牵引元件219、升降臂组件230、机具承载件272的控制，以及向以能够操作的方式联接至该机具的任何机具提供信号。

装载机可以包括人机界面，该人机界面包括设置在驾驶室250中的显示装置，以操作者可以感知的形式给出与动力机械的操作相关的信息的指示，例如，声音指示和/或视觉指示。声音指示可以被形成为蜂鸣、铃铛等形式或通过口头交流来进行。视觉指示可以被形成为图形、灯、图标、仪表、字母数字符号等形式。显示器可以专用于提供专用指示，例如警告灯或仪表；或者可以动态地提供可编程信息，包括诸如各种尺寸和功能的监测器之类的可编程显示装置。显示装置可以提供诊断信息、故障排除信息、指导信息、以及辅助操作者对动力机械或联接至该动力机械的机具进行操作的各种不同其他类型的信息。还可以提供对操作者可能有用的其他信息。诸如步行自走式装载机之类的其他动力机械可以没有驾驶室、操作者室或座椅。通常相对于操作者最适合操纵操作者输入装置的位置来限定在这样的装载机上的操作者位置。

可以包括下文讨论的实施例和/或与下文讨论的实施例相互作用的各种不同动力机械可以具有支撑各种不同作业元件的各种不同的框架部件。本文讨论的框架210的元件是出于说明性目的而提供的，并且框架210不是可以在其上实施实施例的动力机械可以采用的唯一框架类型。装载机200的框架210包括框架的底架或下部分211和框架的由底架支撑的主框架或上部分212。装载机200的主框架212在一些实施例中例如通过紧固件或通过将底架焊接到主框架而附接到底架211。或者，主框架和底架可以一体形成。主框架212包括位于主框架的两侧并且朝向该主框架的后部的一对直立部分214A和214B，所述一对直立部分214A和214B支撑升降臂组件230，并且该升降臂组件230枢转地附接到所述一对直立部分214A和214B。升降臂组件230示例性地销钉连接到直立部分214A和214B中的每一个。出于此讨论的目的，升降臂组件230和直立部分214A和214B上的安装特征以及安装硬件(包括用于将升降臂组件销钉连接到主框架212的销钉)的组合统称为接头216A和216B(每个直立部分214上定位一个接头)。接头216A和216B沿着轴线218对齐，使得升降臂组件能够相对于框架210围绕轴线218枢转，如下文所讨论的。其他动力机械可以不包括在框架的两侧的直立部分，或者可以没有能够安装到位于框架的两侧并朝向框架的后部的直立部分的升降臂组件。例如，一些动力机械可以具有单个臂，该单个臂安装到动力机械的单侧或安装到动力机械的前端部或后端部。其他机械可以具有包括多个升降臂的多个作业元件，所述升降臂中的每一个都以其自身的配置安装至该机械。框架210还支撑位于装载机200的两侧上的呈轮219A至219D形式的一对牵引元件。

图2至图3所示的升降臂组件230是可以附接到动力机械的许多不同类型的升降臂组件的一个示例，其中所述动力机械例如是装载机200或可以在其上实施此讨论的实施例的其他动力机械。升降臂组件230是所谓的竖直升降臂，这表示升降臂组件230在装载机200的控制下能够相对于框架210沿着升降路径237可移动(即，升降臂组件可以被升起和降下)，该升降路径237形成大致竖直路径。其他升降臂组件可以具有不同的几何形状，并且可以以各种不同方式联接到装载机的框架，从而提供与升降臂组件230的径向路径不同的升降路径。例如，其他装载机上的一些升降路径提供径向升降路径。其他升降臂组件可以具有可伸缩部分。其他动力机械可以具有附接到所述动力机械的框架的多个升降臂组件，其中每个升降臂组件都是彼此独立的。除非另有特别说明，否则此讨论中阐述的发明构思均不受联接至具体动力机械的升降臂组件的类型或数量的限制。

升降臂组件230具有设置在框架210的相反侧的一对升降臂234。升降臂234中的每一个的第一端部在接头216处枢转地联接到动力机械，并且升降臂中的每一个的第二端部232B在处于如图2所示的降下位置时定位在框架210的前方。接头216朝向装载机200的后部定位，使得升降臂沿着框架210的侧部延伸。当升降臂组件230在最小高度和最大高度之间移动时，由升降臂234的第二端部232B的行进路径限定升降路径237。

升降臂234中的每一个都具有第一部分234A和第二部分234B，每个升降臂234的第一部分234A在所述接头216中的一个接头处枢转地联接到框架210，该第二部分234B从与第一部分234A的连接部延伸到升降臂组件230的第二端部232B。升降臂234每一个都联接至横向构件236，该横向构件236附接至第一部分234A。横向构件236为升降臂组件230提供增加的结构稳定性。一对致动器238(所述致动器在装载机200上是被构造成从动力系统220接收加压流体的液压缸)在装载机200的两侧分别在可枢转接头238A和238B处枢转地联接至框架210和升降臂234两者。致动器238有时被单独统称为升降缸。致动器238的致动(即，伸出和缩回)使升降臂组件230绕接头216枢转，并由此沿着箭头237所示的固定路径被升起和降下。一对控制连杆217中的每一个控制连杆在框架210的两侧枢转地安装到框架210和升降臂232中的一个升降臂。控制连杆217有助于限定升降臂组件230的固定的升降路径。

一些升降臂(最明显的是挖掘机上的升降臂，但也可能是装载机上的升降臂)可以具有以可控制的方式相对于另一段枢转而不是像图2所示的升降臂组件230中的情况那样一致地(即，沿着预定路径)移动的部分。一些动力机械具有带有单个升降臂的升降臂组件，例如在挖掘机，甚至一些装载机和其他动力机械中是已知的。其他动力机械可以具有多个升降臂组件，每个升降臂组件是彼此独立的。

机具接口270被设置成靠近升降臂组件234的第二端部232B。机具接口270包括机具承载件272，该机具承载件能够接受各种不同的机具并将所述机具固定到升降臂230。这样的机具具有被构造以用于与机具承载件272接合的互补的机械接口。机具承载件272枢转地安装在臂234的第二端部232B处。机具承载件致动器235以能够操作的方式联接升降臂组件230和机具承载件272，并且能够操作以使机具承载件相对于升降臂组件旋转。机具承载件致动器235示例性地为液压缸，并且通常被称为摆缸。

由于具有能够附接到多个不同机具的机具承载件，可以相对容易地完成从一个机具到另一个机具的改变。例如，具有机具承载件的机械可以在机具承载件和升降臂组件之间设置致动器，使得对机具进行移除或附接并不涉及从机具移除或附接致动器，也不涉及从升降臂组件移除或附接机具。机具承载件272设置用于将机具容易地附接到升降臂(或动力机械的其他部分)的安装结构，没有机具承载件的升降臂组件没有该安装结构。

一些动力机械可以具有机具或附接到该动力机械的机具类装置，例如通过销钉连接到具有倾斜致动器的升降臂，该倾斜致动器还直接联接到机具或机具类型的结构。这种以能够旋转的方式销钉连接到升降臂的机具的常见示例是铲斗，其中一个或多个摆缸附接到托架，所述托架(例如通过焊接或利用紧固件)被直接固定在铲斗。这样的动力机械没有机具承载件，而是在升降臂和机具之间具有直接连接。

机具接口270还包括机具动力源274，该机具动力源可用于连接至升降臂组件230上的机具。机具动力源274包括加压液压流体端口，机具可以以能够移除的方式联接至该加压液压流体端口。该加压液压流体端口选择性地提供加压液压流体以为机具上的一个或多个功能或致动器提供动力。机具动力源还可以包括电源，所述电源用于为机具上的电致动器和/或电子控制器提供动力。机具动力源274还示例性地包括电导管，该电导管与挖掘机200上的数据总线通信，以允许机具上的控制器与装载机200上的电子装置之间的通信。

框架210支撑并且大致包围动力系统220，使得动力系统220的各种部件在图2至图3中不可见。除其他事项之外，图4包括动力系统220的各种部件的图示。动力系统220包括一个或多个动力源222，所述动力源能够产生和/或存储用于各种机械功能的动力。在动力机械200上，动力系统220包括内燃机。其他动力机械可以包括发电机、可充电电池、各种不同的其他动力源、或可以为给定的动力机械部件提供动力的动力源的任何组合。动力系统220还包括动力转换系统224，该动力转换系统以能够操作的方式联接到动力源222。动力转换系统224继而联接到一个或多个致动器226，所述致动器可以执行动力机械上的功能。各种不同的动力机械中的动力转换系统可以包括各种不同部件，包括机械变速器、液压系统和类似部件。动力机械200的动力转换系统224包括一对静液压驱动泵224A和224B，其可以选择性地控制所述一对静液压驱动泵以便向驱动马达226A和226B提供动力信号。驱动马达226A和226B分别又以能够操作的方式联接到车轴，其中驱动马达226A联接到车轴228A和228B，而驱动马达226B联接到车轴228C和228D。车轴228A至228D又分别联接到牵引元件219A至219D。驱动泵224A和224B可以以机械的方式、以液压的方式和/或电联接到操作者输入装置，以便接收致动信号以用于控制驱动泵。

动力机械200中的驱动泵、马达和车轴的布置仅仅是这些部件的布置的一个示例。如上文所讨论的，动力机械200是滑移转向装载机，并因此动力机械的每一侧的牵引元件通过单个液压泵的输出、或通过如在动力机械200中的单个驱动马达或通过独立的驱动马达而被一起控制。可能有利的是，可以采用液压驱动泵和马达的各种不同其他配置和组合。

动力机械200的动力转换系统224还包括液压机具泵224C，该液压机具泵224C也以能够操作的方式联接至动力源222。液压机具泵224C以能够操作的方式联接至作业致动器回路238C。作业致动器回路238C包括升降缸238和摆缸235以及用于控制该作业致动器回路的致动的控制逻辑。控制逻辑响应于操作者输入而选择性地允许致动所述升降缸和/或摆缸。在一些机械中，作业致动器回路还包括用于将加压液压流体选择性地提供给所附接的机具的控制逻辑。动力机械200的控制逻辑包括呈串联布置的中央开口的有三个阀芯的阀。阀芯被布置成将优先赋予升降缸，然后给摆缸，并且然后使加压流体到所附接的机具。

出于说明性目的，以上提供了对动力机械100和装载机200的描述，以提供可以在其上实施下文讨论的实施例的说明性环境。尽管可以在例如由图1的框图中所示的动力机械100总体描述的动力机械上实施所讨论的实施例，并且更具体地在诸如装载机200之类的装载机上实施，但是除非另外说明或陈述，否则下文讨论的概念并不意在将其应用限于以上具体描述的环境。

图5示出了装载机300，该装载机300是图1所示类型的动力机械的一个具体示例，其中可以有利地采用下面所讨论的实施例。类似于装载机200，装载机300不应被认为尤其是对特征描述的限制，这些特征对于所公开的实施例不是必不可少的，并因此可以被包括或可以不被包括在除了可以有利地实施下文公开的实施例的装载机300之外的动力机械中。除非另外特别说明，否则可以在各种不同的动力机械上实施下文公开的实施例，且装载机300仅是这些动力机械中的一个。例如，仅举几个示例，可以在诸如各种不同的其他轮式装载机、挖掘机、挖沟机和推土机之类的许多其他类型的作业车辆上实施下文讨论的概念中的一些或全部概念。

装载机300是总体上类似于上面所讨论的滑移转向装载机200的滑移转向装载机，具有被构造成四个轮319的牵引元件，该四个轮319通过刚性车轴328安装到装载机300的框架310。如图9所示，特别地，车轴328包括被非旋转轴管304部分包围的轴杆302，该非旋转轴管304又被框架310刚性地支撑。特别地如图6所示，所述轮319中的每个轮固定到相关联的轴杆302上的轮毂306(参见图9)，使得通过轮毂306的旋转使轮319与轴杆302一起旋转。在装载机300中，使用八个规则间隔开的螺栓344的阵列使轮319固定到轮毂306。然而，在其他实施例中，其他紧固件的阵列也是可以的(例如，六个或九个螺栓的阵列等)。

另外，在所示实施例中，端盖308附接到轴杆302的外侧端部。特别地，使用延伸到螺纹孔(未示出)中的螺栓342将端盖308附接到轴杆302，该螺纹孔沿轴向延伸到轴杆302中，但是其他机械附接(例如，螺纹紧固件的其他布置)也是可以的。在一些实施例中，也如下文所讨论的，端盖的使用可以有助于改进通过提供用于接受轴承的空间来使轮式牵引组件可以被履带式牵引组件替换的容易度。然而，在一些实施例中，在相关的车轴上可以不包括端盖，或者车轴可以包括与端盖308不同地构造的端盖，以便能够接受轴承。

为了将装载机300从轮式动力机械(如图5所示)转换为履带式动力机械(例如，四轮履带式动力机械)，根据一些实施例，可以用相应的履带组件来替换所述轮319中的每个轮。为了完成这种转换，可以通过移除相关的螺栓将轮319从相应的轮毂306移除。随着轮319因此被移除，如下文进一步所讨论的，轮毂306可用于接合被不同构造的牵引组件的部件，例如用于履带组件的链轮。

在一些实施例中，单独的车轴轮毂可能不足(即，不足够长)以将替换牵引组件固定到轮式动力机械的车轴。因此，例如，对装载机的转换操作还可以包括将端轴附接到相关车轴。也如下文所讨论的，即使动力从轴杆传递到相应的履带，端轴也可以有助于能够旋转地支撑车轴(例如，车轴328)上的牵引组件，用于围绕该车轴相对自由地枢转。在一些实施方式中，可能首先需要将端盖从轴杆移除，以便用相应的端轴来替代。然而，如下文进一步讨论的，一些动力机械可以包括可以保持在原位以用于轮式和履带式操作的端轴。类似地，如上文所说明的，一些动力机械可以不包括在可以安装端轴之前需要被移除的端盖。

图7和图8示出了用于将装载机300转换成四轮履带式动力机械的示例端轴346。特别地，端轴346包括支撑杆348和圆柱形凸缘352，该圆柱形凸缘352从支撑杆348的内侧端部沿径向向外地延伸。也如下文所讨论的，支撑杆348通常被构造以用于相对于轴杆能够旋转地支撑履带组件，并且凸缘352通常被构造以用于帮助将端轴346固定到轴杆302。在这点上，端轴有时可以包括接合特征，该接合特征被构造以用于接合轮毂上的互补特征，以便使端轴相对于车轴适当地定位。例如，如图7和图8所示，紧固件孔356沿轴向延伸穿过端轴346，并且具有肩部364的浅凸起部362沿轴向远离凸缘352的内侧延伸。然而，在其他实施例中，其他配置也是可以的，包括具有不同总体轮廓、不同形状或尺寸的凸缘或支撑杆的端轴、具有用于将端轴固定到相关车轴的不同特征的端轴，等等。

如图9所示，一旦端盖308已经(根据需要)从所述轴杆302中的一个车轴的外侧端部移除，就可以安装端轴346。特别地，在图示的实施例中，可以使用与用于固定端盖308的螺纹孔相同的螺纹孔，并且潜在地也使用相同的螺栓342(但是可能需要更长的螺栓)，将端轴346安装在轴杆302上。此外，当安装时，凸起部362可以部分地延伸到轴杆302的外侧端部上的相应的且互补的凹部(未示出)中，使得肩部364可以为端轴346的横向负载提供进一步的支撑。这种布置可以在端轴346和轴杆302之间提供特别强的接合，以及提供对某些部件(例如，可以是螺栓342和相应的孔)的有利的再利用，但是各种不同的其他配置也是可以的。

在一些实施例中，可以选择端轴的轴向长度以保持动力机械的总体宽度或其他空间方面的某些方面，同时还为履带组件提供适当的支撑。例如，一些端轴(例如，端轴346)可以被构造为具有一安装轴向长度(例如，远离车轴的外侧延伸范围)，该安装轴向长度小于车轴的外侧端部与轮缘(例如，轮319的轮缘319A)的最大外侧长度之间的距离。因此，当轮和端轴两者都附接到车轴时，这种端轴可能不会向外延伸超过相应的轮缘。这种配置可以允许一些动力机械在端轴和轮就位的情况下被操作，而且不改变该动力机械的总的操作宽度(例如，如所附接的铲斗的宽度所指示的宽度)。相应地，例如，作为从轮式动力机械向履带式动力机械转换的一部分，可能不需要从车轴上移除端盖来安装端轴，这是因为无论是使用履带式牵引组件还是使用轮式牵引组件，端轴都可以保持就位。

在不同的实施例中，可以以不同的方式形成端轴。例如，端轴346被制造成具有某些机加工特征(例如，紧固件孔356)的铸造的或以其他方式一体形成的零部件。然而，在其他实施例中，其他方法也是可以的。

在端轴固定到车轴的情况下，然后履带框架可以在该端轴处能够旋转地固定到车轴。在一些实施例中，轴承可以固定到端轴和履带框架，使得该履带框架可以有利地围绕端轴(以及总体上的车轴)枢转。也如图9所示，例如，履带框架366(例如，被形成为经焊接的整体)通过第一轴承368能够旋转地固定到端轴346。在一些实施例中，第一轴承368是被捕获的球轴承，并且更具体地是外球面轴承(pillow block bearing)。如图10所示，特别地，轴承368包括内轴承368A、安装表面368B和锁定环368C。因此，为了安装将由车轴328以能够旋转的方式支撑的履带框架366，内轴承368A可以设置在端轴346上，并用锁定环368C固定在该端轴346上。其他实施例可以使用其他结构来将轴承368固定在端轴346上。在安装表面368B固定到履带框架366的情况下，该履带框架366可以由此固定到端轴346，使得该端轴346(和轴杆302)可以相对于履带框架366自由地旋转。相应地，履带框架366也可以相对于车轴328自由地枢转，例如可以允许在各种不同的支撑表面上有效地行进。

尽管外球面轴承在一些情况下可能是特别有用的，但在其他实施例中，被不同构造的轴承也可以为履带组件提供类似的可旋转支撑。类似地，尽管履带框架366的图示的配置可以适用于各种不同的安装，但是使用附接到轴杆的外侧端部的端轴可以类似地安装任意数量的被不同构造的履带框架。

在一些实施例中，可能是有用的是提供止挡件以限制履带框架相对于车轴的枢转运动的总范围。例如，履带框架366或装载机框架310可以包括机械止挡件(未示出)，例如销钉、板或其他刚性特征，所述机械止挡件可以防止履带框架366相对于车轴328枢转超出预定的角度范围。

在一些实施例中，可以提供另外的结构，以便当履带组件安装在车轴上以替换轮时，有助于相对于车轴能够旋转地支撑履带组件。例如，也如图9所示，第二轴承376与轴承368关于轮毂306相反地、接合轴管304。在一些实施例中，第二轴承376是衬套，但是衬套不一定是其他实施例中的情况。因为图9所示的实施例是衬套，在此讨论中将第二轴承称为衬套以区分第二轴承和第一轴承。衬套376呈现略大于轴管304的内径。因此，衬套376可以与轴承368协作以相对于车轴328能够旋转地支撑履带框架366。因此，也如上所讨论的，履带框架366(以及总体上的履带组件)可以被完全支撑以用于支承负载的操作，同时还可以独立于车轴328、围绕车轴328的中心线基本自由地枢转。

在不同的实施例中，可以使用不同类型的轴承。如图9所示，例如，衬套376是剖分式衬套，具有与履带框架366的内侧板一体形成的下部分、和可以螺栓连接到该下部分以完成衬套376和包围轴管304的单独的上部分。然而，在其他实施例中，其他配置也是可以的。

在履带框架附接到相应的端轴之前或之后，履带可以在履带框架上对齐。例如，再次参考图9，一旦履带框架366已经固定到车轴328，各种不同的已知配置的任一种的履带(未示出)都可以设置在履带框架366和轮毂306周围。然后，链轮(在图9中未示出)可以附接到轮毂306并且与履带适当地接合，使得通过轴杆302的旋转而得到的轮毂306的旋转也通过轮毂306和链轮的旋转来驱动履带围绕履带框架366旋转。因此，例如，可以安装已经完全组装的且可操作的履带组件以替换动力机械的轮。此外，在一些实施方式中，可以颠倒上面讨论的安装过程，以便用一个或多个轮来替换(例如，在四轮履带式动力机械上的)履带式牵引组件。

在一些实施例中，通过使用分扇区式链轮可以显著改善在履带框架上安装履带的容易度。例如，尽管可能需要基本上完全圆形的链轮来适当地驱动履带，但是可能相对困难的是将单件式圆形链轮附接到车轴轮毂(例如，轮毂306)并且然后形成与相关联的履带的适当的对齐和张紧。然而，分扇区式链轮可以包括多个链轮件，所述多个链轮件一起可以限定适当整体的(例如，完全圆形的)链轮轮廓，但单个链轮件仅延伸圆的一部分并且可以单独地安装链轮件。因此，例如，分扇区式链轮的第一件可以附接到车轴轮毂，与相应的履带对齐，并且然后(例如，通过车轴轮毂的旋转)旋转以至少部分地接合履带。随着履带被如此接合，然后可以相对容易地安装分扇区式链轮的剩余的链轮件以完成链轮安装，并且能够实现相关动力机械的履带式操作。

在一些实施例中，可能有利的是提供具有至少三个链轮件的分扇区式链轮。例如，作为竞争性的设计考虑，相对大角度的链轮件对于适当地接合履带和使履带张紧可能是相对有用的，但是相对小角度的链轮件可能相对容易地安装在轮毂上，特别是一旦其他链轮件已经在轮毂上就位时是这样。在一些实施例中，三件或四件(或更多件)的分扇区式链轮可以在这些考虑因素之间提供有利的平衡。

在一些情况下，分扇区式链轮的链轮件可以延伸不同的角度跨度(即，圆的不同部分)。如图11和图12所示，例如，基本上完全圆形的分扇区式链轮(未示出完全组装的)可以由两个四分之一圆形链轮件378(参见图11)和半圆形链轮件380(参见图12)的集合形成。通过这种布置，例如，半圆形链轮件380可以固定到轮毂306(参见图9)，并且然后轮毂306和链轮件380一起旋转以在链轮件380的所选的部分上接合履带(未示出)。随着履带如此被链轮件380接合，然后四分之一圆形链轮件378可以容易地安装在链轮件380下方的轮毂306上。随着链轮如此被完全安装，然后可以通过链轮件378、380驱动履带围绕履带框架366以移动装载机300。在图示的实施例中，链轮件378、380是具有用于接合螺栓344的规则间隔开的安装孔的铸造的金属零部件，但是其他配置也是可以的。

在不同的实施例中，对于分扇区式链轮可以有各种不同的配置。例如，一些实施例可以包括具有三个基本上相同的链轮件(例如，三个三分之一圆形链轮件)的三件式分扇区式链轮。在一些实施例中，可以基于相关车轴轮毂的具体的紧固件阵列，部分地确定链轮件的最佳数量。例如，具有用于可以被3整除的紧固件数量的安装位置的车轴轮毂可以非常适合于具有三个基本上相同的链轮件(例如，三分之一圆形链轮件)的分扇区式链轮。相反，例如，具有用于偶数个紧固件的安装位置的车轴轮毂可以非常适合于具有半圆形或四分之一圆形链轮件(例如，链轮件378、380)的分扇区式链轮。

在一些实施例中，链轮件可以彼此基本上相同，并且可以对称地安装(例如，对于链轮件378所示的)。例如，相对于库存管理和安装的容易性，这可能是有利的。然而，在其他实施例中，其他配置也是可以的。此外，在一些实施例中，轮式动力机械可以在不使用分扇区式链轮的情况下被转换为履带式动力机械，并且分扇区式链轮可以有利地用于不同于轮式动力机械与履带式动力机械之间的转换的操作中。

在一些实施例中，分扇区式(或其他)链轮可以被构造以用于在动力机械的轮已经被履带式牵引元件替换时为该动力机械维持适当的总宽度。例如，(如已安装的)链轮的横向宽度可以被构造成使得链轮齿接合对应的履带，而履带被设置成维持该动力机械的期望的总宽度。在一些情况下，该宽度可以对应于铲斗附接件的总宽度，但其他配置也是可以的。在一些实施例中，链轮可以被构造成使得链轮的齿设置(例如，嵌入)在由链轮(和履带式牵引组件的其他部件)替换的轮胎的中心线的内侧。在一些实施例中，可以基于类似的考虑来设计履带框架，使得履带框架支撑履带，其中该履带被设置成维持动力机械的期望的总宽度。

尽管已经参考优选实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将认识到，可以在不背离此讨论的范围的情况下在形式和细节上进行改变。