CN100418832C - 机械增力行走系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械增力行走系统，属于车辆行走底盘。技术方案包括车架(1)和n个独立驱动的相同结构基本轮组，正整数n≥2，基本轮组包括减震器(2)、轮轴(3)、驱动轮(4)，还包括一个转动导杆增力机构，该转动导杆增力机构主要由曲柄(5)、连接杆(6)、导杆(7)和滑块(8)组成。曲柄(5)与驱动轮(4)固连并绕轮轴(3)转动，连接杆(6)的内端与减震器(2)的下端夹角α固连并可绕轮轴(3)转动，导杆(7)的内端与连接杆(6)的外端转动连接并与滑块(8)移动连接。本发明采用简单的转动导杆增力机构增加机械驱动力来提高轮式行走系统跨越障碍的能力，拓展了轮式行走系统的地面适应能力，可满足不同场合需要。

Description

机械增力行走系统

技术领域

本发明涉及一种机械增力行走系统，属于车辆行走底盘。这种机械增力行走系统，利用增加机械驱动力的方法，在有较大承载能力和附着力的轮式行走机构中辅助以伸缩驱动杆，以便行走系统具有较强跨越障碍的能力，可以在杂草和树木较多的泥泞、凸凹不平的复杂路面以及田间、沼泽、山地、丘陵等条件下牵引或负重行走。

技术背景

为了满足目前森林救灾抢险的需要，人类对行走系统的通过性和适应性提出越来越高的要求，要求行走系统能够用于人们不能进入或难以进入的区域作业、抢险。目前常用的行走系统有足式、履带式、轮式。足式属于跨越式行走，具有较强的越障能力，但在同样负载的情况下，足式行走方式接触压力大，承载能力小，适合在承载压力大的路面行走；履带式行走方式地面接触压力小，承载能力大，附着力强，可以在承载压力小的地面行走；而轮式接触压力和承载能力介于足式和履带式之间，可以高速行驶，具有较高的灵活性，但越障能力差。

发明内容

本发明的目的是要提供一种机械增力行走系统，它不但地面接触压力较小，承载能力大，可以连续行走，而且跨越障碍能力较强，可以在杂草和树木较多的泥泞、凸凹不平的复杂路面以及田间、沼泽、山地、丘陵等条件下牵引或负重行走。

为了达到本发明的目的所采取的技术方案包括车架1和n个独立驱动的相同结构基本轮组，正整数n≥2，基本轮组包括减震器2、轮轴3、驱动轮4，通过减震器2的上端与车架1相连，减震器2的下端与轮轴3转动连接，驱动轮4安装在轮轴3上并绕轮轴3转动，1-2-3-4组成普通轮式行走系统；所述的基本轮组还包括一个转动导杆增力机构，该转动导杆增力机构主要由曲柄5、连接杆6、转动导杆7和滑块8组成，其中，曲柄5与驱动轮4固连并和驱动轮4一起绕轮轴3转动，连接杆6的内端与减震器2的下端夹角α固连并可绕轮轴3转动，连接杆6的位置由夹角α锁定，导杆7的内端与连接杆6的外端转动连接并与滑块8移动连接，滑块8与曲柄5转动连接；由普通轮式行走系统1-2-3-4和转动导杆增力机构5-6-7-8基本组成机械增力行走系统。

上述机械增力行走系统中，改变转动导杆增力机构的曲柄5、连接杆6和转动导杆7的设计长度，使行走系统可以适用于不同的使用目的，如在山地、沙漠和泥泞的道路上行驶，或者爬楼梯专用。

上述机械增力行走系统中，连接杆6与减震器2下端的夹角α在大于或等于-180°到小于180°之间可调，机械增力行走系统可以行走在平坦路面上、越过较高的障碍或倒下的树枝，以及在泥泞的沼泽地上行驶。

上述机械增力行走系统中，所述的转动导杆7的截面形状是圆形或三角形或矩形或椭圆等任意形状，其外端可以安装橡胶套，以便增加驱动摩擦力。

上述机械增力行走系统中，每个基本轮组中包含m个转动导杆增力机构，m≥1且为正整数，这些转动导杆增力机构共用连接杆6；多个转动导杆增力机构可以在轮胎失效时使系统继续行驶。

上述机械增力行走系统中，当基本轮组的数量n≥2时，n个基本轮组是通过车架1连接起来的，按需要布置在车架1上，如横向对称或纵向并排布置组成复合式机械增力行走系统。

本发明采用简单的转动导杆增力机构增加机械驱动力来提高轮式行走系统跨越障碍的能力，拓展了轮式行走系统的地面适应能力，可以满足不同场合需要。

附图说明

图1为本发明机械增力行走系统结构原理图；

图2为本发明含有2×2个完全一样的基本轮组、每个基本轮组含有一个转动导杆增力机构时的机械增力行走机构工作状态示意图，其中图2a)为前排基本轮组的转动导杆增力机构的导杆正在将前排驱动轮提升起来的状态图，图2b)为已被提升的前排基本轮组的驱动轮靠摩擦力驱动跨越障碍的状态图，图2c)为前排基本轮组的驱动轮已越过障碍并继续靠摩擦力驱动行驶的状态图；

图3为本发明含有3×2个基本轮组、每个基本轮组含有一个转动导杆增力机构时的机械增力行走机构原理图；

图4为本发明含有4×2个基本轮组、每个基本轮组含有一个转动导杆增力机构时的机械增力行走机构原理图；

图5为本发明含有2×2个基本轮组、每个基本轮组含有两个均布的转动导杆增力机构时的机械增力行走机构原理图；

图6为本发明含有2×2个基本轮组、每个基本轮组含有三个均布的转动导杆增力机构时的机械增力行走机构原理图；

图7为本发明含有2×2个基本轮组、每个基本轮组含有四个均布的转动导杆增力机构时的机械增力行走机构原理图。

图8为本发明含有2×2个基本轮组、每个基本轮组含有四个均布的转动导杆增力机构且α＜0°时的机械增力行走机构在泥泞、沼泽地行驶原理图。

具体实施方案

下面根据附图对本发明的实施例进行描述。

如图1所示，1为车架，本实施例包括n＝2×2个基本轮组，即4个基本轮组按2行2列布置在车架1上。每一个基本轮组包括减震器2、轮轴3、驱动轮4和一个转动导杆增力机构，转动导杆增力机构包括曲柄5、连接杆6、转动导杆7和滑块8，各基本轮组通过各自的减震器2与车架1固连。连接杆6的位置由方位角即夹角α锁定，-180°≤α＜180°；曲柄5与驱动轮4固连并和驱动轮4一起绕轮轴3转动。

由图1可知，每个基本轮组都有独立的驱动轮4，驱动轮4转动即可驱动系统行驶；通过改变两列驱动轮4的转速，可以实现系统的转向；当遇到障碍时，不是仅仅依靠驱动轮4与障碍之间的摩擦力来抬起驱动轮4，而是依靠伸出的导杆7的机械驱动力使驱动轮4被抬起，从而相对降低障碍的高度，使驱动轮4越过障碍，以便提高行走系统的越障能力。同时，减震器2根据驱动轮4在竖直方向的提升，从而实现车架1竖直方向的提升。

图2为本发明含有2×2个完全一样的基本轮组、每个基本轮组含有一个转动导杆增力机构时的机械增力行走机构工作状态示意图，图中各基本轮组的连接杆6取同样的方位角α＝50°、导杆7取同样的初始位置、各驱动轮4转速一样。其中，如图2a)所示，后排基本轮组依靠驱动轮4与地面的摩擦力来驱动，而前排基本轮组的转动导杆增力机构的导杆7正在将前排驱动轮4提升起来，从而提升车架1；如图2b)所示，后排基本轮组依靠驱动轮4与地面的摩擦力继续驱动，而已被提升的前排基本轮组的驱动轮4依靠其与地面的摩擦力来驱动，继续提升车架1，从而越过障碍；如图2c)所示，前排基本轮组的驱动轮4已越过障碍，转动导杆7收回，与后排基本轮组一起依靠驱动轮4与地面的摩擦力来驱动。后排基本轮组越障的过程与前排基本轮组越障过程相同。

多个基本轮组组合n＝4、6、8、10…，如图3、4，各基本轮组是通过车架1连接起来的，各基本轮组的连接杆6的方位角α可以相同或不同，亦可在行进过程中根据路面情况分别调整。

调整夹角α实际上是调整连接杆6与减震器2或车架1之间的夹角。对于这种两构件转角的调整，现有技术中方法很多，例如：在减震器2下端焊接一个沿一定半径的圆周分布很多孔的圆盘，连接杆6的外端焊接一能插入圆盘上孔的销子，这样，将连接杆上的销子插入圆盘上不同的孔就可以达到调整可调夹角α的目的，这是有级调整。当然，还可以采用现有技术中的无级调整机构。

机械增力行走系统的每个基本轮组中可包含m＝2、3、4、5、6…多个转动导杆增力机构，如图5、6、7，诸曲柄均布于该轮组的驱动轮上，m个转动导杆增力机构共用连接杆6；多个转动导杆增力机构可以在轮胎失效时使系统继续行驶。

如图8所示，当系统行驶在泥泞、沼泽地面上，轮胎打滑、驱动力下降时，调整连接杆6的方位角α＜0，由导杆7驱动系统继续行驶；导杆7的截面形状可以是圆形、三角形、矩形等，其外端可以安装橡胶套，以便增加驱动摩擦力。

由上述可见，由转动导杆增力机构辅助普通轮式行走机构可以增加机械驱动力，提高行走系统跨越障碍的能力，可以根据需要首先确定轮式行走机构1-2-3-4，然后通过调整转动导杆增力机构5-6-7-8的各杆件设计参数以满足不同场合需要。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1. 一种机械增力行走系统，包括车架(1)和n个独立驱动的相同结构基本轮组，正整数n≥2，基本轮组包括减震器(2)、轮轴(3)、驱动轮(4)，通过减震器(2)的上端与车架(1)相连，减震器(2)的下端与轮轴(3)转动连接，驱动轮(4)安装在轮轴(3)上并绕轮轴(3)转动，其特征在于，所述的基本轮组还包括一个转动导杆增力机构，该转动导杆增力机构主要由曲柄(5)、连接杆(6)、转动导杆(7)和滑块(8)组成，其中，曲柄(5)与驱动轮(4)固连并和驱动轮(4)一起绕轮轴(3)转动，连接杆(6)的内端与减震器(2)的下端夹角α固连并可绕轮轴(3)转动，连接杆(6)的位置由夹角α锁定，导杆(7)的内端与连接杆(6)的外端转动连接并与滑块(8)移动连接，滑块(8)与曲柄(5)转动连接。

2. 根据权利要求1所述的机械增力行走系统，其特征在于，连接杆(6)与减震器(2)下端的夹角α在大于或等于-180°到小于180°之间可调。

3. 根据权利要求1所述的机械增力行走系统，其特征在于，转动导杆(7)的截面形状是圆形或三角形或矩形或椭圆。

4. 根据权利要求3所述的机械增力行走系统，其特征在于，转动导杆(7)的外端安装有橡胶套。

5. 根据权利要求1所述的机械增力行走系统，其特征在于，每个基本轮组中包含m个转动导杆增力机构，正整数m≥1，这些转动导杆增力机构共用连接杆(6)。

6. 根据权利要求1所述的机械增力行走系统，其特征在于，当基本轮组的数量n≥2时，n个基本轮组是通过车架(1)连接起来的，n个基本轮组横向对称或纵向并排布置组成复合式机械增力行走系统。

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