CN101450686A

CN101450686A - 一种复合驱动行走机构

Info

Publication number: CN101450686A
Application number: CNA2008102247446A
Authority: CN
Inventors: 魏文军; 韦开君; 王登; 李海涛; 刘平义
Original assignee: China Agricultural University
Current assignee: China Agricultural University
Priority date: 2008-12-26
Filing date: 2008-12-26
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2028-12-26
Also published as: CN101450686B

Abstract

本发明公开了一种复合驱动行走机构，属于车辆行走系统；技术方案包括：由驱动轮1、圆柱齿轮2、轮轴3、圆柱齿轮4、锥齿轮5、齿轮轴6、连杆7组成轮式驱动装置，由锥齿轮8和8₁、驱动螺旋9、螺旋轴10组成螺旋驱动装置，两组几何参数、结构完全相同的轮式驱动装置分别连结于驱动螺旋装置的两端，主副驱动关系通过调节连杆7、7₁与车架11之间的夹角α与α₁实现，驱动力通过齿轮轴6或6₁输入，形成双驱动轮1、1₁和驱动螺旋9同时驱动的复合驱动行走机构，适应多种具有流变特性介质的环境或田间、森林等特殊复杂环境、并兼顾普通路面的行走，完成牵引与负重功能。

Description

一种复合驱动行走机构

技术领域

本发明涉及一种复合驱动行走机构，属于车辆行走系统。是将螺旋与轮式行走装置相组合，建立了一种新型混合驱动，可适应多种复杂环境的复合驱动行走机构。

技术背景

为了建立特殊复杂环境下的行走系统，提高该类环境中行走系统的适应性，需要将行走机构的优点融于一体构建新型复合式行走机构。目前用于行走的机构主要有四种：足式、轮式、履带式、螺旋式。足式具有较高的越障能力，轮式可高速行走，履带式可适应承载能力小的环境，螺旋式可以在具有流变特性的介质淤泥环境中行走。复合式行走系统具有良好的适应性，近年来提出的复合式行走系统主要有轮—足复合式、轮—履复合式、轮—履—足复合式。这些复合式行走系统均提高了特定环境中的适应性，满足了特定环境下行走系统的需求。而目前在我国沼泽地、河滩、沿海滩涂以及深泥脚水田等松软的地带，还没有理想的行走机构，针对此问题将螺旋式与轮式结合构建了一种新型复合驱动行走机构。

发明内容

本发明的目的是综合螺旋与轮式行走装置的优点，提供一种螺旋—轮式复合驱动行走机构，通过改变螺旋驱动与轮式驱动的相对主副驱动关系，适应多种如沼泽、沿海滩涂、湿地等具有流变特性介质的环境或田间、森林等特殊复杂环境、并兼顾普通路面，完成牵引与负重功能的复合驱动行走机构。

为了达到本发明的目的所采取的技术方案包括：驱动轮1通过轮轴3与圆柱齿轮2同轴线固连，圆柱齿轮4通过齿轮轴6与锥齿轮5同轴线固连，齿轮轴6在车架11上转动联接，连杆7两端分别与轴线平行的轮轴3和齿轮轴6转动联接并保证圆柱齿轮2、4正确啮合传动，连杆7与车架11由夹角α调节锁定，由1-2-3-4-5-6-7组成轮式驱动装置；驱动螺旋9通过螺旋轴10与两个几何参数相同的锥齿轮8和8₁同轴线固连，螺旋轴10与齿轮轴6垂直相交在车架11上转动联接并保证锥齿轮5、8在内侧正确啮合传动，与轮式驱动装置1-2-3-4-5-6-7几何参数、结构完全相同的另一个轮式驱动装置1₁-2₁-3₁-4₁-5₁-6₁-7₁布置于驱动螺旋的另一端，齿轮轴6₁与螺旋轴10垂直相交并在车架11上转动联接同时保证锥齿轮5₁、8₁在外侧正确啮合传动，连杆7₁与车架11由夹角α₁调节锁定，驱动力通过齿轮轴6或6₁输入，形成双驱动轮1、1₁和驱动螺旋9同时驱动的一种复合驱动行走机构(如图1)。两组驱动螺旋旋向不同其它几何参数、结构、配置方式完全相同的复合驱动行走机构沿前进方向对称布置于车架11上，由两个驱动力分别驱动两组复合驱动行走机构组成螺旋—轮式复合驱动行走系统，改变两个驱动力的不同转速可以实现行走系统转向，同时改变两个驱动力的转向可以实现行走系统的前进或后退。

上述的复合驱动行走机构中驱动螺旋9与驱动轮1、1₁的主副驱动关系是通过调节连杆7、7₁与车架11之间的夹角α与α₁实现的，行驶过程中α与α₁必须同时锁定(如图2)，以便满足各种复杂环境对行走机构的要求。

上述的复合驱动行走机构中锥齿轮5、8和5₁、8₁传动可以由准双曲面齿轮传动代替，齿轮轴6、6₁分别与螺旋轴10垂直交错偏置，由准双曲面齿轮5、8和5₁、8₁正确啮合传动实现驱动轮1、1₁同速同向转动以及与驱动螺旋9的联合驱动，通过改变齿轮轴6、6₁相对螺旋轴10的上、下偏置交错方位可以改变复合驱动行走机构的重心高度，同时可以提高驱动行走机构的牵引功率与负重载荷。

附图说明

图1为复合驱动行走机构的机构简图；

图2为复合驱动行走机构主副驱动调节原理图；

图3为复合驱动行走机构组成行走系统原理图。

具体实施方案

下面根据附图对本发明的实施例进行描述。

图1所示为复合驱动行走机构的机构简图，驱动轮1通过轮轴3与圆柱齿轮2固连同轴线转动，圆柱齿轮4通过齿轮轴6与锥齿轮5固连同轴线转动，与轮轴3平行的齿轮轴6在车架11上转动联接，连杆7两端分别与轮轴3和齿轮轴6转动联接，由连杆7上两转动轴线距离等于圆柱齿轮副2—4中心距及两圆柱齿轮2、4模数和压力角相等保证圆柱齿轮2、4正确啮合传动，连杆7与车架11的夹角α在0～180°范围调节并可以锁定，由1-2-3-4-5-6-7组成轮式驱动装置；驱动螺旋9通过螺旋轴10与两个几何参数相同的锥齿轮8和81固连同轴线转动，螺旋轴10与齿轮轴6垂直相交在车架11上转动联接，由两锥齿轮5、8的大端模数和压力角相等及两锥齿轮分度圆锥角之和等于90°保证锥齿轮5、8在内侧正确啮合传动，以实现驱动轮1与驱动螺旋9的联合驱动；与轮式驱动装置1-2-3-4-5-6-7几何参数、结构完全相同的另一个轮式驱动装置1₁-2₁-3₁-4₁-5₁-6₁-7₁布置于驱动螺旋的另一端，齿轮轴6₁与螺旋轴10垂直相交并在车架11上转动联接同时保证锥齿轮5₁、8₁在外侧正确啮合传动，以实现驱动轮1、1₁同速同向转动，连杆7₁与车架11的夹角α₁在0～180°范围调节并可以锁定；驱动力通过齿轮轴6或6₁输入，形成双驱动轮1、1₁和驱动螺旋9同时驱动的一种复合驱动行走机构。驱动螺旋9与驱动轮1、1₁的主副驱动关系是通过调节连杆7、7₁与车架11之间的夹角α与α₁实现的，当α＝α₁＝0°时为螺旋驱动，当α＝α₁＝180°时为轮式驱动，当0<α＝α₁<180°时为复合驱动，行驶过程中α与α₁必须同时锁定(如图2)，以便满足各种复杂环境对行走机构的要求。

图3所示为复合驱动行走机构组成行走系统原理图，两组驱动螺旋旋向不同其它几何参数、结构、配置方式完全相同的复合驱动行走机构沿前进方向对称布置于车架11上，由两个驱动力转速为n_d1、n_d2分别驱动两组复合驱动行走机构组成螺旋—轮式复合驱动行走系统；两组驱动螺旋旋向不同，一为左旋另一为右旋，两组驱动螺旋转速为n_f1、n_f2，转向不同，行走过程中地面对两螺旋的作用力合成沿前进方向的同一驱动力，两侧向力相互抵消，当n_d1＝n_d2时即n_f1＝n_f2和n₁＝n₁₁＝n₂＝n₂₁行走系统直线行驶，改变两个驱动力的不同转速，当n_d1≠n_d2时即n_f1≠n_f2和n₁＝n₁₁≠n₂＝n₂₁，可以实现行走系统转向，同时改变两个驱动力的转向可以实现行走系统的前进或后退。

Claims

1、一种复合驱动行走机构，其特征在于：驱动轮1通过轮轴3与圆柱齿轮2同轴线固连，圆柱齿轮4通过齿轮轴6与锥齿轮5同轴线固连，齿轮轴6在车架11上转动联接，连杆7两端分别与轴线平行的轮轴3和齿轮轴6转动联接并保证圆柱齿轮2、4正确啮合传动，连杆7与车架11由夹角α调节锁定，由1-2-3-4-5-6-7组成轮式驱动装置，驱动螺旋9通过螺旋轴10与两个几何参数相同的锥齿轮8和8₁同轴线固连，螺旋轴10与齿轮轴6垂直相交在车架11上转动联接并保证锥齿轮5、8在内侧正确啮合传动，与轮式驱动装置1-2-3-4-5-6-7几何参数、结构完全相同的另一个轮式驱动装置1₁-2₁-3₁-4₁-5₁-6₁-7₁布置于驱动螺旋的另一端，齿轮轴61与螺旋轴10垂直相交并在车架11上转动联接同时保证锥齿轮5₁、8₁在外侧正确啮合传动，连杆7₁与车架11由夹角α₁调节锁定，驱动力通过齿轮轴6或6₁输入驱动行走机构运动。

2、根据权利要求1所述的复合驱动行走机构，其特征在于，驱动螺旋9与驱动轮1、1₁的主副驱动关系是通过调节连杆7、7₁与车架11之间的夹角α与α₁实现的，行驶过程中α与α₁必须同时锁定。

3、根据权利要求1所述的复合驱动行走机构，其特征在于，锥齿轮5、8和5₁、8₁传动可以由准双曲面齿轮传动代替，齿轮轴6、6₁分别与螺旋轴10垂直交错偏置。