CN102501911B - 蛇形全地形行进车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种蛇形全地形行进车，包括用于承载乘客的车架和设置在车架底侧的行进车体，所述行进车体包括沿行径方向平行设置的第一环形导轨和第二环形导轨，所述第一、二环形导轨上设置可同时沿两环形导轨循环运行的链节机构，所述链节机构的链节单体之间经设置在其中部的万向节实现串联，位于万向节左右两旁侧的链节单体上分别设置有一对用于与第一、二环形导轨配合的滑轮，所述第一、二环形导轨的前、后端具有圆弧状的刚性转轨部，所述刚性转轨部的圆心处分别横设有一转轴，所述转轴上安装有用于驱动链节单体循环运动的拨轮，所述第一、二环形导轨与车架固连，该行进车可作为一种野外的交通工具使用，其可以适应不同的地形。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型的交通工具，尤其是一种蛇形全地形行进车。
背景技术
仿生学的范围很广，譬如雷达是对蝙蝠超声测距能力的模仿，而机翼使用的防震措施则借鉴了蜓蜻翅膀的结构。仿生机器人运动学是仿生学的一个很重要的发展。人类在智慧上超出动物很多，但在特定环境的适应上就要比动物差很多。虽然人发明了很多的技术弥补了这一不足，但明显可以看到，舰船的灵活性比不上鱼类，飞机的灵活性比不上鸟类甚至昆虫，车辆的地形适应性比不上四条腿的动物。仿生运动的研究可以弥补我们这方面的不足，对社会产生大的经济效益。蛇形机器人的研究可以满足一些行业的需求。蛇形机器人由于其天生的多关节、多自由度，多冗余自由度，可以有多种运动模式，可以满足在复杂环境中搜救、侦查、排除爆炸物等反恐任务；航空航天领域可用其作为行星表面探测器，轨道卫星的柔性手臂；工业上则可应用于多冗余度柔性机械手臂，管道机器人等方面。
近几年来，特别是2000年以来，蛇形仿生机器人正在成为全世界新的研究热点。但是人们的研究对象还只是停留在仿生机器人，本发明已经率先将其应用在载人行进车上。
发明内容
本发明目的在于提供一种蛇形全地形行进车，该蛇形全地形行进车可作为一种野外的交通工具使用，其可以适应不同的地形。
本发明的技术方案在于：一种蛇形全地形行进车，包括用于承载乘客的车架和设置在车架底侧的行进车体，其特征在于：所述行进车体包括沿行径方向平行设置的第一环形导轨和第二环形导轨，所述第一、二环形导轨上设置可同时沿两环形导轨循环运行的链节机构，所述链节机构的链节单体之间经设置在其中部的万向节实现串联，位于万向节左右两旁侧的链节单体上分别设置有一对用于与第一、二环形导轨配合的滑轮，所述第一、二环形导轨的前、后端具有圆弧状的刚性转轨部，所述刚性转轨部的圆心处分别横设有一转轴，所述转轴上安装有用于驱动链节单体循环运动的拨轮，所述第一、二环形导轨与车架固连。
为了使蛇形全地形行进车能够沿着不用的轨迹行进，两相邻链节单体之间还连接有至少4个用于调节和固定两相邻链节单体之间的距离的液压缸，所述液压缸对称分布在万向节的左上方、左下方、右下方和右上方四个方位上，位于左上方和右下方的两液压缸串联成一条液压控制回路，位于左下方和右上方的两液压缸串联成另一条液压控制回路，所述两液压控制回路上均安装有截止阀。当截止阀关闭后，由于液压控制回路内液体不能自由流动，使得液压缸的伸缩量不会发生变化，导致链节单体之间的相对位置不会发生变化。使用时，位于环形导轨下侧段上的链节单体截止阀均为关闭状态，以保持蛇形全地形行进车行进时，可以保持一定的运动轨迹，而位于环形导轨上侧段上的链节单体截止阀均为开启状态，以让位于环形导轨上侧段上的链节单体能够适应位于环形导轨下侧段上的链节单体的行进轨迹。
更具体地说，所述车架包括车头架、车尾架和车身架，所述车头架包括分别套置在拨轮两旁侧转轴上的第一轴套和第二轴套，所述刚性转轨部经连接辐条分别与第一、二轴套固连，所述第一、二轴套的外侧端分别经第一侧板和第二侧板与位于车头后方上侧的控制横杆及位于行进车体内的车身连接横杆固连。
在一较佳实施例中，所述车身架包括车身支架和车身底架，所述车身底架包括用于套接车身连接横杆的轴套、车身横杆和设置在车身两旁侧的第一伸缩链板和第二伸缩链板，所述第一、二伸缩链板之间经设置在其两端部的车身横杆固连，所述轴套与车身横杆之间连接有万向接头，所述链节单体的两旁侧设置有用于支撑第一、二伸缩链板的滚轮，即第一、二伸缩链板安装在上下两链节单体的滚轮之间，所述车身支架由拱形棚架和矩形定位架组成，所述矩形定位架的底边位于环形导轨上侧段和下侧段之间，且穿过第一、二伸缩链板上的槽孔，以将车身架的重力通过滚轮传递给位于下侧的链节单体上，所述矩形定位架的底边与环形导轨上侧段和下侧段分别经直角连接板固连。
更具体地说，所述环形导轨上侧段和下侧段为柔性导轨，所述柔性导轨由圆柱体和连接弹簧相间串联构成，所述圆柱体经直角连接板与矩形定位架的底边固连，以实现链节单体的导向与定位。这样在蛇形全地形行进车做转向行进时，其中部区域的导轨可以自由弯曲，避免滑轮与导轨发生干涉。
作为优选方案，所述车尾架与车头架的整体结构相同。这样蛇形全地形行进车不仅可以自由前进，还可以根据需要进行倒退。
在一较佳实施例中，所述第一侧板或第二侧板上安装有驱动电机，所述驱动电机与转轴之间设置有皮带传动机构。
这里要附加说明的是：本发明中的万向节可以是刚性的万向节也可以是柔性的万向节，另外，液压缸的两端与相邻两链节单体之间是采用铰接的连接方式，以使液压缸可相对链节单体做一定角度的摆动。
本发明的优点如下：该蛇形全地形行进车可作为一种野外的交通工具使用，它能在一些复杂地形行走时如履平地，运动十分灵活，可以适应不同的野外地形。
附图说明
图1是本发明的整体结构侧示意图。
图2是图1中A-A剖视图。
图3是两相邻链节单体的结构示意图。
图4是车头架结构示意图。
图5是车身底架结构示意图。
图6是车身支架结构示意图。
图7是车身支架立体结构示意图。
图中：1车架，2行进车体，3第一环形导轨，4第二环形导轨，5链节机构，6链节单体，7万向节，8滑轮，9刚性转轨部，10转轴，11拨轮，12液压缸，13环形导轨下侧段，14环形导轨上侧段，15车头架，16车尾架，17车身架，18第一轴套，19第二轴套，20第一侧板，21第二侧板，22控制横杆，23车身连接横杆，24连接辐条，25车身支架，26车身底架，27轴套，28车身横杆，29第一伸缩链板，30第二伸缩链板，31滚轮，32拱形棚架，33矩形定位架，34槽孔，35直角连接板，36万向接头，37圆柱体，38连接弹簧，39驱动电机。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
参看图1、图2和图3，其中图1是本发明的整体结构侧示意图，图2是图1中A-A剖视图，图3是两相邻链节单体的结构示意图。本发明的蛇形全地形行进车，包括用于承载乘客的车架1和设置在车架1底侧的行进车体2，其特征在于：所述行进车体2包括沿行径方向平行设置的第一环形导轨3和第二环形导轨4，所述第一、二环形导轨上设置可同时沿两环形导轨循环运行的链节机构5，所述链节机构5的链节单体6之间经设置在链节单体中部的万向节7实现串联，位于万向节7左右两旁侧的链节单体上分别设置有一对用于与第一、二环形导轨配合的滑轮8，所述第一、二环形导轨的前、后端具有圆弧状的刚性转轨部9，所述刚性转轨部9的圆心处分别横设有一转轴10，所述转轴10上安装有用于驱动链节单体循环运动的拨轮11，所述第一、二环形导轨与车架1固连。
为了使蛇形全地形行进车能够沿着不用的轨迹行进，参看图3，图3是两相邻链节单体的结构示意图。两相邻链节单体之间还连接有至少4个用于调节和固定两相邻链节单体之间的距离的液压缸12，所述液压缸12对称分布在万向节7的左上方、左下方、右下方和右上方四个方位上，位于左上方和右下方的两液压缸串联成一条液压控制回路，位于左下方和右上方的两液压缸串联成另一条液压控制回路，所述两液压控制回路上均安装有截止阀。当截止阀关闭后，由于液压控制回路内液体不能自由流动，使得液压缸的伸缩量不会发生变化，导致链节单体6之间的相对位置不会发生变化。使用时，位于环形导轨下侧段13上的链节单体6截止阀均为关闭状态，以保持蛇形全地形行进车行进时，可以保持一定的运动轨迹，而位于环形导轨上侧段14上的链节单体6截止阀均为开启状态，以让位于环形导轨上侧段14上的链节单体6能够适应位于环形导轨下侧段13上的链节单体的行进轨迹。
更具体地说，所述车架1包括车头架15、车尾架16和车身架17。参看图4，图4是车头架结构示意图。所述车头架15包括分别套置在拨轮两旁侧转轴上的第一轴套18和第二轴套19，所述刚性转轨部9经连接辐条24分别与第一、二轴套固连，所述第一、二轴套的外侧端分别经第一侧板20和第二侧板21与位于车头后方上侧的控制横杆22及位于行进车体内的车身连接横杆23固连。
在一较佳实施例中，参考图2、图5和图6，图5是车身底架结构示意图，图6是车身支架结构示意图。所述车身架17包括车身支架25和车身底架26，如图5所示，所述车身底架26包括用于套接车身连接横杆23的轴套27、车身横杆28和设置在车身两旁侧的第一伸缩链板29和第二伸缩链板30，所述第一、二伸缩链板之间经设置在其两端部的车身横杆28固连，所述轴套27与车身横杆28之间连接有万向接头36，所述链节单体6的两旁侧设置有用于支撑第一、二伸缩链板的滚轮31，即第一、二伸缩链板安装在上下两链节单体6的滚轮31之间，如图6所示，所述车身支架25由拱形棚架32和矩形定位架33组成，所述矩形定位架33的底边位于环形导轨上侧段和下侧段之间，且穿过第一、二伸缩链板上的槽孔34，以将车身架17的重力通过滚轮31传递给位于下侧的链节单体6上，所述矩形定位架的底边与环形导轨上侧段和下侧段分别经直角连接板35固连。
更具体地说，所述环形导轨上侧段和下侧段为柔性导轨，所述柔性导轨由圆柱体37和连接弹簧38相间串联构成，所述圆柱体37经直角连接板35与矩形定位架33的底边固连，以实现链节单体的导向与定位。这样在蛇形全地形行进车做转向行进时，其中部区域的导轨可以自由弯曲，避免滑轮与导轨发生干涉。
作为优选方案，所述车尾架16与车头架15的整体结构相同。这样蛇形全地形行进车不仅可以自由前进，还可以根据需要进行倒退。
在一较佳实施例中，所述第一侧板或第二侧板上安装有驱动电机39，所述驱动电机与转轴之间设置有皮带传动机构。
本发明不局限上述最佳实施方式，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (7)
1.一种蛇形全地形行进车，包括用于承载乘客的车架和设置在车架底侧的行进车体，其特征在于：所述行进车体包括沿行径方向平行设置的第一环形导轨和第二环形导轨，所述第一、二环形导轨上设置可同时沿两环形导轨循环运行的链节机构，所述链节机构的链节单体之间经设置在其中部的万向节实现串联，位于万向节左右两旁侧的链节单体上分别设置有一对用于与第一、二环形导轨配合的滑轮，所述第一、二环形导轨的前、后端具有圆弧状的刚性转轨部，所述刚性转轨部的圆心处分别横设有一转轴，所述转轴上安装有用于驱动链节单体循环运动的拨轮，所述第一、二环形导轨与车架固连。
2.根据权利要求1所述的蛇形全地形行进车，其特征在于：两相邻链节单体之间还连接有至少4个用于调节和固定两相邻链节单体之间的距离的液压缸，所述液压缸对称分布在万向节的左上方、左下方、右下方和右上方四个方位上，位于左上方和右下方的两液压缸串联成一条液压控制回路，位于左下方和右上方的两液压缸串联成另一条液压控制回路，所述两液压控制回路上均安装有截止阀。
3.根据权利要求1所述的蛇形全地形行进车，其特征在于：所述车架包括车头架、车尾架和车身架，所述车头架包括分别套置在拨轮两旁侧转轴上的第一轴套和第二轴套，所述刚性转轨部经连接辐条分别与第一、二轴套固连，所述第一、二轴套的外侧端分别经第一侧板和第二侧板与位于车头后方上侧的控制横杆及位于行进车体内的车身连接横杆固连。
4.根据权利要求3所述的蛇形全地形行进车，其特征在于：所述车身架包括车身支架和车身底架，所述车身底架包括用于套接车身连接横杆的轴套、车身横杆和设置在车身两旁侧的第一伸缩链板和第二伸缩链板，所述第一、二伸缩链板之间经设置在其两端部的车身横杆固连，所述轴套与车身横杆之间连接有万向接头，所述链节单体的两旁侧设置有用于支撑第一、二伸缩链板的滚轮，即第一、二伸缩链板安装在上下两链节单体的滚轮之间，所述车身支架由拱形棚架和矩形定位架组成，所述矩形定位架的底边位于环形导轨上侧段和下侧段之间，且穿过第一、二伸缩链板上的槽孔，以将车身架的重力通过滚轮传递给位于下侧的链节单体上，所述矩形定位架的底边与环形导轨上侧段和下侧段分别经直角连接板固连。
5.根据权利要求4所述的蛇形全地形行进车，其特征在于：所述环形导轨上侧段和下侧段为柔性导轨，所述柔性导轨由圆柱体和连接弹簧相间串联构成，所述圆柱体经直角连接板与矩形定位架的底边固连，以实现链节单体的导向与定位。
6.根据权利要求3所述的蛇形全地形行进车，其特征在于：所述车尾架与车头架的整体结构相同。
7.根据权利要求3或6所述的蛇形全地形行进车，其特征在于：所述第一侧板或第二侧板上安装有驱动电机，所述驱动电机与转轴之间设置有皮带传动机构。
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