CN101618740B - 陆地机械驱动行走及辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种陆地机械驱动行走及辅助装置，要解决的技术问题是使该辅助装置结构简单、越野机动性好、兼容性高。本发明采用如下技术方案：一种陆地机械驱动行走及辅助装置，包括传动轴，所述传动轴的另一端连接有主轴承，主轴承连接有辅助轮，主轴承上设有主传动齿轮，主传动齿轮的后部设有支架，所述辅助轮由第一辅助轮与第二辅助轮组成，分别安装在支架的两端上，第一辅助轮与第二辅助轮连接主传动齿轮，支架与第一辅助轮、第二辅助轮的上端设有止动装置。与现有技术相比，采用支架与辅助轮相结合的驱动行走及辅助装置，利用弧线结构滚动达到小扭矩输出通过障碍减少动能消耗，提高越野性能降低能耗，兼容性高，故障率低的特点。

Description

陆地机械驱动行走及辅助装置

技术领域

本发明涉及一种陆地机械驱动行走及辅助装置，特别是一种用于越野障碍防打滑的陆地机械驱动行走及辅助装置。

背景技术

汽车、轮椅等陆地机械代步工具是为了方便人们出行，是日常生活所需的必需品。但目前的交通代步工具通常不具备越野越障功能，当其行驶在道路环境很差的路况时剧烈颠簸容易发生爆胎、翻车、轮胎下陷打滑空转、底盘给顶起等意外，车辆难以操控令乘客感觉不适特别是老幼病残等体质差的人员，其越野驱动行走及辅助装置几乎是空白领域。此外，像一些科研工具对越障能力要求很高，比如说登月车、科考用车在月球、南极等恶劣环境(沼泽，沙漠，大温差)下使用，对装备要求更高，通常采用多轮底盘装置，如6个轮以上的驱动行进底盘装置(或行星轮行进)，这样无疑是增加了重量和采用复杂的电子技术(对太空研究很不利)，且能耗比较严重，另外也受环境等因素影响，对道路条件要求高，尤其是支撑通过性(指在松软土壤、沙地等地形可靠行驶的性能)和克服几何障碍(如垂直台阶、弹坑、壕沟等地形时通过轮子滚动行进和越障)的性能都不理想，而且成本高、对电子技术依赖高，机械故障率高。

发明内容

本发明的目的是提供一种陆地机械驱动行走及辅助装置，要解决的技术问题是使该辅助装置结构简单、越野机动性好、兼容性高，加装时无须对现有的载体进行改装。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种陆地机械驱动行走及辅助装置，包括传动轴，所述传动轴的一端连接应用载体的动力输出轴或者通过固定支架加装在驱动装置上，所述传动轴的另一端连接有主轴承，主轴承连接有辅助轮，主轴承上设有主传动齿轮，主传动齿轮的后部设有支架，所述辅助轮由第一辅助轮与第二辅助轮组成，分别安装在支架的两端上，第一辅助轮与第二辅助轮连接主传动齿轮，支架与第一辅助轮、第二辅助轮的上端设有止动装置。

本发明的第一辅助轮上设有第一副传动齿轮，第二辅助轮上设有第二副传动齿轮，所述第一副传动齿轮通过第一轴承连接在支架的一端上，第二副传动齿轮通过第二轴承连接在支架的另一端上。

本发明的第一副传动齿轮、第二副传动齿轮与主传动齿轮之间通过传动链条连接。

本发明的止动装置包括设在第一辅助轮上端的第一弯杆、设在第二辅助轮下端的第二弯杆，第一弯杆的前端连接支架的前端，后端连接在靠近主传动齿轮背面的支架上，第二弯杆的前端连接支架的前端，后端连接在靠近主传动齿轮背面一侧的支架上，在第一弯杆的外部设有第一倒齿，在第一弯杆末梢上设有第一U形卡，第二弯杆的外部设有第二倒齿，在第二弯杆末梢上设有第二U形卡。

本发明的第一弯杆、第二弯杆的后端与支架连接处设有第一活动关节、第二活动关节。

本发明的第一弯杆的前端与支架通过第一弹簧、第一稳定轴连接，第二弯杆的前端与支架通过第二弹簧、第二稳定轴连接。

本发明的第一弯杆的内侧与第一辅助轮内侧之间设有第一凸块，第一凸块的上端设有第三活动关节连接第一弹簧及第一稳定轴的一端，在第一弹簧、第一稳定轴的另一端设有第四活动关节连接第一弯杆，第二弯杆的内侧与第二辅助轮内侧之间设有第二凸块，第二凸块的上端设有第五活动关节连接第二弹簧及第二稳定轴的一端，在第二弹簧、第二稳定轴的另一端设有第六活动关节连接第二弯杆。

本发明的第一凸块、第二凸块为三角形结构。

本发明的主轴承上设有支架轴承卡片。

本发明的主传动齿轮、第一副传动齿轮和第二副传动齿轮上分别设有第一齿槽、第二齿槽、第三齿槽，在第一齿槽的两侧面上设有第一孔，第二齿槽的两侧面上设有第二孔，第三齿槽的两侧面上设有第三孔。

本发明与现有技术相比，采用支架与辅助轮相结合的驱动行走及辅助装置，通过弧线结构滚动和轮子滚动行进两种方式，减少正常(轮子)行进与地面的摩擦，利用弧线结构滚动达到小扭矩输出通过障碍减少动能消耗，提高越野性能降低能耗(使应用载体可以做的走的更远重量更轻)，具有拆装方便并且不需对应用载体(汽车、履带车、轮椅等代步工具)进行改装，兼容性高，故障率低的特点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的主传动齿轮与主轴承的连接结构示意图。

图3-1为本发明主轴承连接结构的局部放大图之一。

图3-2为本发明主轴承连接结构的局部放大图之二。

图4为本发明的安装结构示意图。

图5-1为本发明第二种情况下的使用状态示意图之一。

图5-2为本发明第二种情况下的使用状态示意图之二。

图6-1为本发明第三种情况下的使用状态示意图之一。

图6-2为本发明第三种情况下的使用状态示意图之二。

图6-3为本发明第三种情况下的使用状态示意图之三。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。如图1、图2、图3-1和图3-2所示，本发明的陆地机械驱动行走及辅助装置包括传动轴1、主轴承2和辅助轮10，所述传动轴1的一端连接应用载体的动力输出轴(或者滚动轴)，另一端连接主轴承2，在主轴承2的两侧设有支架轴承卡片13，在主轴承2上设有主传动齿轮3，主传动齿轮3上设有第一齿槽31，在第一齿槽31的两侧面上设有第一孔32，第一孔32以环型阵列的方式设在第一齿槽31的两侧面上，在主传动齿轮3的后部设有支架5，该支架5的中点位置连接在主轴承2上，在支架5上设有辅助轮10，辅助轮10由第一辅助轮101与第二辅助轮102组成，分别安装在支架5的两端上，第一辅助轮101上设有第一副传动齿轮41，第一副传动齿轮41上设有第二齿槽411，第二齿槽411的两侧面上设有第二孔412，第二孔412以环型阵列的方式设在第二齿槽411的两侧面上，该第一副传动齿轮41通过第一轴承21与第一辅助轮101的中心轴连接，第二辅助轮102上设有第二副传动齿轮42，第二副传动齿轮42上设有第三齿槽421，在第三齿槽421的两侧面上设有第三孔422，第三孔422以环型阵列的方式设在第三齿槽421上，该第二副传动齿轮42通过第二轴承22与第二辅助轮102的中心轴连接，主传动齿轮3与第一副传动齿轮41、第二副传动齿轮42之间通过传动链条11连接，传动链条11设在第一齿槽31、第二齿槽411及第三齿槽421内，在支架5与第一辅助轮101、第二辅助轮102的上端设有止动装置8，该止动装置8包括设在第一辅助轮101上端的第一弯杆61、设在第二辅助轮102下端的第二弯杆62，在第一弯杆61、第二弯杆62的外部上设有第一倒齿611、第二倒齿621，在第一弯杆61的前端设有第一凸块121，第一凸块121的上端与支架5的前端之间设有第一弹簧71及第一稳定轴1213，第一稳定轴1213设在第一弹簧71内，在第一弹簧71、第一稳定轴1213与第一凸块121连接的一端设有第三活动关节1212，第一弹簧71、第一稳定轴1213与支架5连接的一端设有第四活动关节1211，第一弯杆61的后端通过第一活动关节91连接在靠近主传动齿轮的后端支架5上，在第一弯杆61前端的第一弯杆末梢141处设有第一U形卡81，第二弯杆62的前端设有第二凸块122，在第二凸块122的上端与支架5的前端之间设有第二弹簧72及第二稳定轴1223，第二稳定轴1223设在第二弹簧72内，在第二弹簧72、第二稳定轴1223与第二凸块122连接的一端设有第五活动关节1222，第二弹簧72、第二稳定轴1223与支架5连接的一端设有第六活动关节1221，在第二弯杆62的后端通过第一活动关节92连接在靠近主传动齿轮的后端支架5上，在第二弯杆62前端的第二弯杆末梢142处设有第二U形卡82，所述第一凸块121与第二凸块122为三角形结构。

如图4所示，本发明的陆地机械驱动行走及辅助装置安装在应用载体(机械装置)的动力输出轴上，也可以通过固定支架加装在驱动装置上。

本发明的主传动齿轮3、第一、第二副传动齿轮41、42及传动链条11可以设置两组，分别设在支架5的两侧，增加辅助装置的动力及防止在使用过程中由于不可抗因素导致其中一个传动链条11断裂而无法使用；也可以将主传动齿轮3、第一、第二副传动齿轮41、42及传动链条11设置在支架5的中间，提高辅助装置的使用寿命。

本发明的第一倒齿611与第二倒齿621的内部可以为金属结构，在金属结构的外部包覆有橡胶以增加与地面的摩擦力。

如图4所示，图中的虚线为机械装置的轮毂(履带传动轮)，主轴承2与传动轴1连接，动力通过传动轴1与主轴承2传到主传动齿轮3，主传动齿轮3通过传动链条11将动力传递给第一传动齿轮41与第二传动齿轮42，第一传动齿轮41与第二传动齿轮42转动，带动第一辅助轮101与第二辅助轮102，在没有遇到障碍时，第一辅助轮101与第二辅助轮102处于转动状态；如图5-1和图5-2所示，当翻越台阶或更高的障碍时，第二弯杆62的下端抵在台阶或更高障碍的上端，第二倒齿621增加抓地能力，第二弯杆62带动第二凸块122及第二U形卡82，第二弹簧72收缩且第二U形卡82卡住第二辅助轮102，第二辅助轮102停止转动，主传动齿轮3止动，传动轴1则带动支架5整体旋转作翻滚运动，待重心点通过弯杆弧线运动转移到第一辅助轮101上时，第二弹簧72伸展，将第二弯杆62松开，第二弯杆62带动第二U形卡82解除对第二辅助轮102的卡紧的力，以使得轮子正常转动，并使本装置旋转至复位状态(装置与地面保持斜度防止在没有障碍的情况下前倾做不正常翻滚运动)。

如图6-1、6-2和6-3所示，当第二辅助轮102轮陷入松软土壤、沙地或下台阶时，土壤、沙地或台阶将第二弯杆62前端的第二弯杆末梢142上顶，第二弹簧72收缩且同时带动第二U形卡82卡住第二辅助轮102使其不能转动，主传动齿轮3止动，传动轴1带动支架5整体旋转，作翻滚运动，待重心点通过弯杆弧线运动转移到第一辅助轮101上，待重心点转移后，第二弹簧72伸展，将第二弯杆62松开，第二弯杆62带动第二U形卡82解除对第二辅助轮102的卡紧的力，以使第二辅助轮102正常转动(如果轮子还是空转将恢复翻滚运动)，并旋转至复位状态(装置与地面保持斜度防止在没有障碍的情况下前倾做不正常翻滚运动)。

本发明的辅助装置可以直接连接在传动装置上，也可以加装在制动系统上，或通过一个支架等方式固定在轮毂、履带行进装置的传动轮等上，利用轮毂(胎)(履带行进装置的传动轮等)的旋转(偏转)控制方向、进退，利用重力压在弯杆上(U形卡)控制轮子的转动，从而控制整个辅助装置根据地形进行正常行进(轮子转动)或翻滚，实现良好的机动越野性能。

Claims (9)

1.一种陆地机械驱动行走及辅助装置，包括传动轴(1)，所述传动轴(1)的一端连接应用载体的动力输出轴或者通过固定支架加装在驱动装置上，其特征在于：所述传动轴(1)的另一端连接有主轴承(2)，主轴承(2)连接有辅助轮(10)，主轴承(2)上设有主传动齿轮(3)，主传动齿轮(3)的后部设有支架(5)，所述辅助轮(10)由第一辅助轮(101)与第二辅助轮(102)组成，分别安装在支架(5)的两端上，第一辅助轮(101)与第二辅助轮(102)连接主传动齿轮(3)，支架(5)与第一辅助轮(101)、第二辅助轮(102)的上端设有止动装置(8)，该止动装置(8)包括设在第一辅助轮(101)上端的第一弯杆(61)、设在第二辅助轮(102)下端的第二弯杆(62)，第一弯杆(61)的前端连接支架(5)的前端，后端连接在靠近主传动齿轮(3)背面的支架(5)上，第二弯杆(62)的前端连接支架(5)的前端，后端连接在靠近主传动齿轮(3)背面一侧的支架(5)上，在第一弯杆(61)的外部设有第一倒齿(611)，在第一弯杆末梢(141)上设有第一U形卡(81)，第二弯杆(62)的外部设有第二倒齿(621)，在第二弯杆末梢(142)上设有第二U形卡(82)。

2.根据权利要求1所述的陆地机械驱动行走及辅助装置，其特征在于：所述第一辅助轮(101)上设有第一副传动齿轮(41)，第二辅助轮(102)上设有第二副传动齿轮(42)，所述第一副传动齿轮(41)通过第一轴承(21)连接在支架(5)的一端上，第二副传动齿轮(42)通过第二轴承(22)连接在支架(5)的另一端上。

3.根据权利要求2所述的陆地机械驱动行走及辅助装置，其特征在于：所述第一副传动齿轮(41)、第二副传动齿轮(42)与主传动齿轮(3)之间通过传动链条(11)连接。

4.根据权利要求1所述的陆地机械驱动行走及辅助装置，其特征在于：所述第一弯杆(61)、第二弯杆(62)的后端与支架(5)连接处设有第一活动关节(91)、第二活动关节(92)。

5.根据权利要求4所述的陆地机械驱动行走及辅助装置，其特征在于：所述第一弯杆(61)的前端与支架(5)通过第一弹簧(71)、第一稳定轴(1213)连接，第二弯杆(62)的前端与支架(5)通过第二弹簧(72)、第二稳定轴(1223)连接。

6.根据权利要求5所述的陆地机械驱动行走及辅助装置，其特征在于：所述第一弯杆(61)的内侧与第一辅助轮(101)内侧之间设有第一凸块(121)，第一凸块(121)的上端设有第三活动关节(1212)连接第一弹簧(71)及第一稳定轴(1213)的一端，在第一弹簧(71)、第一稳定轴(1213)的另一端设有第四活动关节(1211)连接第一弯杆(61)，第二弯杆(62)的内侧与第二辅助轮(102)内侧之间设有第二凸块(122)，第二凸块(122)的上端设有第五活动关节(1222)连接第二弹簧(72)及第二稳定轴(1223)的一端，在第二弹簧(72)、第二稳定轴(1223)的另一端设有第六活动关节(1221)连接第二弯杆(62)。

7.根据权利要求6所述的陆地机械驱动行走及辅助装置，其特征在于：所述第一凸块(121)、第二凸块(122)为三角形结构。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的陆地机械驱动行走及辅助装置，其特征在于：所述主轴承(2)上设有支架轴承卡片(13)。

9.根据权利要求8所述的陆地机械驱动行走及辅助装置，其特征在于：所述主传动齿轮(3)、第一副传动齿轮(41)和第二副传动齿轮(42)上分别设有第一齿槽(31)、第二齿槽(411)、第三齿槽(421)，在第一齿槽(31)的两侧面上设有第一孔(32)，第二齿槽(411)的两侧面上设有第二孔(412)，第三齿槽(421)的两侧面上设有第三孔(422)。

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