CN101823483B - 外露式气垫车 - Google Patents

Abstract

一种交通运输技术领域的外露式气垫车，包括：驱动电机、机械足、车体、控制机构、风机电机、离心式风机和气垫围裙，驱动电机和机械足相连，风机电机和离心式风机相连且设置于车体上，离心式风机出口和气垫围裙相连，气垫围裙包覆于车体，控制机构分别与驱动电机、机械足、气垫围裙、车体和风机电机相连，控制机构和驱动电机位于车体内，机械足和车体相连。本发明具有良好的崎岖路面的通过性，功耗小，结构简单并有更好的制动性能和加速性能，自由度高，适应更多更恶劣的路况，承载能力较强。

Description

外露式气垫车

技术领域

本发明涉及的是一种交通运输技术领域的越野装置，尤其涉及的是一种外露式气垫车。

技术背景

常规车辆以车轮或者履带等作为行走机构，在非路面上存在着颠簸厉害、越障能力差等问题，在湿软路面上存在下陷打滑等问题。多足步行机器人能够在不平路面上稳定地行走，可以取代轮式车辆完成一些非结构性环境中的运输作业，亦可以在危险或恶劣环境中代替人工作，已经被应用在了探测、矿山开采、建筑等领域，如果在车辆中结合多足行走技术可以解决车辆在崎岖路面上的行进问题，然而一般的多足步行机械存在着控制复杂、负重能力差等问题。气垫技术则是目前比较成熟的载重技术，其在湿软路面及水面的负载运输能力方面，有着无法比拟的优势，然而目前气垫船上装备的前进动力往往采用向后喷气实现，功率消耗巨大。因此，在非路面或湿软路面上，寻找载重能力、越障能力强、通过性好和功率消耗合理的车辆，是解决这些地区货物、人员运输问题的关键所在。

经对现有技术文献的检索发现，中国实用新型专利申请号：02276647.2，名称：一种气垫车，该技术包括传统汽车的发动机和车身，车身内设置有空压机，通过管路连接设置于车身下的气囊，汽车可通过气囊的浮力，在水面行驶。气囊底部由轮式履带进行包裹，轮式履带由很多独立的履带链节通过销轴连接而成，在每个链节的下端装有滚轮，履带两端固定于车身上。轮式履带用于陆地行驶，使汽车具有超强的越野攀爬能力，同时还保护气囊不会被划伤。汽车前进的动力由车身后部设置的螺旋桨来提供。螺旋桨与驱动机构和专项机构传动连接，驱动机构和转向机构又与发动机动力传动轴传动连接。该技术的驱动机构为螺旋桨和履带并且功耗大，载重量小，操控性和越障能力较差，并且结构复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种外露式气垫车，具有越障能力强、运输过程平稳的特点，在软湿路面具有较好的通过性。

本发明通过以下技术方案实现：本发明包括：驱动电机、机械足、风机电机、离心式风机、气垫围裙、车体和控制机构，其中：驱动电机和机械足相连，风机电机和离心式风机相连且设置于车体上，离心式风机出口和气垫围裙相连，气垫围裙包覆于车体，控制机构分别与驱动电机、机械足、气垫围裙、车体和风机电机相连，控制机构和驱动电机位于车体内，机械足和车体相连。

所述的机械足包括：第一关节、第二关节、第三关节、第四关节、第一杆件、第二杆件、第三杆件、触地脚、第一气压缸、第二气压缸和扭矩弹簧，其中：第一关节和驱动电机相连，车体、第一关节、第一杆件、第二关节、第二杆件、第三关节、第三杆件、第四关节和触地脚依次相连，第一气压缸分别与第一杆件和第二杆件相连，第二气压缸分别与第二杆件和第三杆件相连，第四关节和扭矩弹簧相连。

所述的控制机构包括：控制台、压力传感器、气压传感器、转速传感器、位移传感器和角加速度传感器，其中：压力传感器分别与控制台和触地脚相连以传输压力信号，气压传感器分别与控制台和气垫围裙相连以传输气压信号，转速传感器分别与控制台、驱动电机和风机电机相连以传输速度信号，驱动电机和风机电机分别与控制台相连，位移传感器分别与控制台、第一气压缸和第二气压缸线轮以传输位移信号，第一气压缸和第二气压缸分别与控制台相连，角加速度传感器分别与控制台和车体相连以传输角加速度。

本发明工作时：机械足的前进后退由驱动电机控制，而机械足的抬起和落下的动作由第一气压缸和第二气压缸驱动完成。风机电机带动离心式风机转动，从而向气垫围裙内充气，承担载荷，从而使本发明具有很好的越野能力。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明具有良好的崎岖路面的通过性，功耗小，结构简单并有更好的制动性能和加速性能，自由度高，适应更多更恶劣的路况，承载能力较强。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明控制原理图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例包括：驱动电机1、机械足2、风机电机3、离心式风机4、气垫围裙5、车体6和控制机构7，其中：驱动电机1和机械足2相连，风机电机3和离心式风机4相连且设置于车体6上，离心式风机4出口和气垫围裙5相连，气垫围裙5包覆于车体6，控制机构7分别与驱动电机1、机械足2、气垫围裙5、车体6和风机电机3相连，控制机构7和驱动电机1位于车体6内，机械足2和车体6相连。

所述的驱动电机1为四个，结构相同，所述的机械足2为四个，结构相同，都设置于车体6上前后左右四角。

所述的机械足2包括：第一关节8、第二关节9、第三关节10、第四关节11、第一杆件12、第二杆件13、第三杆件14、触地脚15、第一气压缸16、第二气压缸17和扭矩弹簧18，其中：第一关节8和驱动电机1相连，车体6、第一关节8、第一杆件12、第二关节9、第二杆件13、第三关节10、第三杆件14、第四关节11和触地脚15依次相连，第一关节8分别与第一杆件12和车体6相连，第一关节8由驱动电机1驱动，可绕垂直于地面的方向转动；第二关节9分别与第一杆件12和第二杆件13相连，第三关节10分别与第二杆件13和第三杆件14相连，第四关节11分别与第三杆件14和触地脚15相连，第一关节8、第二关节9和第三关节10的转动方向分别垂直于其连接的两个杆件组成的平面。第一杆件12上铰链接设有第一气压缸16的活塞杆，第二杆件13上铰链接设有第一气压缸16的基座，第一气压缸16可以控制和改变第一杆件12和第二杆件13的角度，第二杆件13上铰链接设有第二气压缸17的基座，第三杆件14上铰链接设有第二气压缸17的活塞杆，第二气缸可以控制和改变第二杆件13和第三杆件14的角度，第四关节11上设有扭矩弹簧18，可保证自适应性和刚度。

如图2所示，所述的控制机构7包括：控制台19、压力传感器20、气压传感器21、转速传感器22、位移传感器23和角加速度传感器24，其中：压力传感器20分别与控制台19和触地脚15相连以传输压力信号，气压传感器21分别与控制台19和气垫围裙5相连以传输气压信号，转速传感器22分别与控制台19、驱动电机1和风机电机3相连以传输速度信号，驱动电机1和风机电机3分别与控制台19相连，位移传感器23分别与控制台19、第一气压缸16和第二气压缸17线轮以传输位移信号，第一气压缸16和第二气压缸17分别与控制台19相连，角加速度传感器24分别与控制台19和车体6相连以传输角加速度。

所述的机械足2的前进后退由驱动电机1控制，而机械足2的抬起和落下的动作由第一气压缸16和第二气压缸17驱动完成。四个机械足2的运动是各自独立的，因此可以进行任意复杂的机械运动。风机电机3带动离心式风机4转动，从而向气垫围裙5内充气，承担载荷。

所述的控制机构7通过对于压力传感器20的信息和气压传感器21的信息，来计算出是否需要增加气垫围裙5的压力，从而调节机械足2上负担的重量。控制机构7通过改变风机电机3的转速来改变气垫围裙5的压力。控制机构7通过角加速度传感器24来感知车体6是否沿着预定轨道前进，如果发现不是，可以通过调节四个机械足2的运动来实现预期的转角。

Claims (8)

1.一种外露式气垫车，包括：驱动电机和车体，其特征在于，还包括：机械足、风机电机、离心式风机、气垫围裙和控制机构，其中：驱动电机和机械足相连，风机电机和离心式风机相连且设置于车体上，离心式风机出口和气垫围裙相连，气垫围裙包覆于车体，控制机构分别与驱动电机、机械足、气垫围裙、车体和风机电机相连，控制机构和驱动电机位于车体内，机械足和车体相连；

所述的机械足包括：第一关节、第二关节、第三关节、第四关节、第一杆件、第二杆件、第三杆件、触地脚、第一气压缸、第二气压缸和扭矩弹簧，其中：第一关节和驱动电机相连且绕垂直于地面的方向转动，车体、第一关节、第一杆件、第二关节、第二杆件、第三关节、第三杆件、第四关节和触地脚依次相连，第一气压缸分别与第一杆件和第二杆件相连，第二气压缸分别与第二杆件和第三杆件相连，第四关节上设有扭矩弹簧，第二关节和第三关节的转动方向分别垂直于其连接的两个杆件组成的平面。

2.根据权利要求1所述的外露式气垫车，其特征是，所述的驱动电机为四个，结构相同，所述的机械足为四个，结构相同，都设置于车体上前后左右四角。

3.根据权利要求1所述的外露式气垫车，其特征是，所述的控制机构包括：控制台、压力传感器、气压传感器、转速传感器、位移传感器和角加速度传感器，其中：压力传感器分别与控制台和触地脚相连以传输压力信号，气压传感器分别与控制台和气垫围裙相连以传输气压信号，转速传感器分别与控制台、驱动电机和风机电机相连以传输速度信号，驱动电机和风机电机分别与控制台相连，位移传感器分别与控制台、第一气压缸和第二气压缸相连以传输位移信号，第一气压缸和第二气压缸分别与控制台相连，角加速度传感器分别与控制台和车体相连以传输角加速度。

4.根据权利要求1所述的外露式气垫车，其特征是，所述的第二关节分别与第一杆件和第二杆件相连。

5.根据权利要求1所述的外露式气垫车，其特征是，所述的第三关节分别与第二杆件和第三杆件相连，第四关节分别与第三杆件和触地脚相连。

6.根据权利要求1所述的外露式气垫车，其特征是，所述的第一杆件上铰链接设有第一气压缸的活塞杆。

7.根据权利要求1所述的外露式气垫车，其特征是，所述的第二杆件上铰链接设有第一气压缸的基座，第二杆件上铰链接设有第二气压缸的基座。

8.根据权利要求1所述的外露式气垫车，其特征是，所述的第三杆件上铰链接设有第二气压缸的活塞杆。

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