CN112356885A - 一种伴随保障电动牵引车 - Google Patents

Abstract

本申请揭示了一种伴随保障电动牵引车，包括：轮毂电机、悬挂减震系统、底盘框架、控制模块、承载连接模块、上段连接模块、传感器模块、拔插模块；悬挂减震系统的两侧分别连接一个轮毂电机；悬挂减震系统的顶端与底盘框架的底部连接；底盘框架上设置有控制模块；底盘框架与承载连接模块连接，承载连接模块与上段连接模块连接；传感器模块与上段连接模块连接，传感器模块用于获取单兵操作人员对牵引车的牵引力和单兵操作人员相对牵引车的转角；传感器模块与拔插模块连接，拔插模块包括拔插头和底座，底座设置在穿戴装备上；解决了目前单兵负载运输设备的功能难以同时满足多种使用需求的问题；达到了优化单兵负载运输设备的整体性能的效果。

Description

一种伴随保障电动牵引车

技术领域

本发明属于单兵负载运输领域，涉及一种伴随保障电动牵引车。

背景技术

在军事和民用领域，单兵负载携行能力是影响作战效能或工作效率的关键。现阶段，针对复杂地形环境下，没有十分有效的单兵负载运输装备。

目前，常用的单兵负载运输装备主要有单兵外骨骼、全地形无人车、四足机器人等。单兵外骨骼在复杂地形下，对人体运动的灵活性进行了制约，会造成单兵的机动性和运动能力变弱。全地形无人车通常安装有较多的传感器，价格成本较高，适合班组任务执行，不适合单兵使用。四足机器人采用腿足式的运动机理，更加仿生且对地形适应力更强，但是负载运输能力较弱，难以满足实战应用的需求。

发明内容

为了解决相关技术中单兵运输装备难以同时满足适应复杂地形、实现大负载运输以及减少操作人员数量的问题，本申请实施例提供了一种伴随保障电动牵引车。技术方案如下：

提供了一种伴随保障电动牵引车，包括：轮毂电机、悬挂减震系统、底盘框架、控制模块、承载连接模块、上段连接模块、传感器模块、拔插模块；悬挂减震系统的两侧分别连接一个轮毂电机，轮毂电机的外侧套设有轮胎；悬挂减震系统的顶端与底盘框架的底部连接；底盘框架上设置有控制模块，控制模块包括动力组件和控制板；底盘框架与承载连接模块的下端连接，承载连接模块的上端与上段连接模块连接，承载连接模块和底盘框架用于承托负载；传感器模块与上段连接模块连接，传感器模块用于获取单兵操作人员对牵引车的牵引力和单兵操作人员相对牵引车的转角；传感器模块与拔插模块连接，拔插模块包括拔插头和底座，底座设置在穿戴装备上。

通过轮毂电机实现在野外复杂环境下的驱动助力；通过悬挂减震系统实现崎岖路面的减震、对牵引车上负载的保护、以及减少复杂地形带了的行走震动对人员的影响；通过传感器模块和控制模块，实现了人机协同，令牵引车实现与单兵操作人员伴随行走的功能；通过拔插模块将牵引车便捷地连接在单兵操作人员身后，不仅解放了单兵操作人员的双手，方便单兵操作人员进行更多的手部操作，还能够保证单兵操作人员更加安全地执行任务。

可选的，上段连接模块包括折叠框架和连接管；折叠框架与承载连接模块连接；连接管的一端与传感器模块连接，连接管的另一端与折叠框架连接；折叠框架用于作为支点，令伴随保障电动牵引车折叠。

通过折叠框架实现伴随保障电动牵引车的底盘框架以上框架折叠，减少整个车辆的占用空间，方便牵引车的运输。

可选的，拔插模块还包括牵引绳，牵引绳与拔插头连接，牵引绳与传感器模块连接。

通过设置牵引绳，可以保障单兵操作人员在紧急情况下快速与牵引车分离，保证单兵操作人员的快速机动性和安全。

可选的，传感器模块包括拉压力传感器和角度传感器；拉压力传感器用于检测单兵操作人员对牵引车的牵引力；角度传感器用于检测单兵操作人员相对牵引车的转角。

可选的，控制板与传感器模块连接，控制板用于接收传感器模块发送的数据信息，根据数据信息对轮毂电机进行驱动控制和差速转向控制。

可选的，轮毂电机为大扭矩永磁同步电机。

利用大扭矩永磁同步电机提供驱动能力，实现运输时的助力效果。

可选的，动力组件包括电池箱和电池，电池设置在电池箱内，电池与轮毂电机连接。

可选的，动力组件在底盘框架的后端。

通过将动力组件设置在底盘框架的后端，有利于平衡整个车体的重量，使整个车的重心尽可能靠近轮毂电机的上端，减轻牵引车对单兵操作人员的压迫力。

可选的，悬挂减震系统为独立悬挂减震系统。

利用独立的悬挂减震系统可以增强伴随保障电动牵引车对地形的适应性和跨越障碍的能力。

可选的，承载连接模块由至少3根空心管组成。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明一个实施例提供的伴随保障电动牵引车的示意图；

图2是本发明另一个实施例提供的伴随保障电动牵引车在使用时的示意图。

其中，附图标记如下：

1、轮毂电机；2、悬挂减震系统；3、底盘框架；41、动力组件；42、控制板；5、承载连接模块；6、上段连接模块；61、折叠框架；62、连接管；7、传感器模块；8、拔插模块；9、轮胎；10、牵引绳。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

常规的单兵负载运输装备难以同时满足适应复杂地形、实现大负载运输以及操作人员数量少的需求，为了解决该问题，本申请实施例提供了一种伴随保障电动牵引车，如图1所示，该伴随保障电动牵引车包括：轮毂电机1、悬挂减震系统2、底盘框架3、控制模块、承载连接模块5、上段连接模块6、传感器模块7、拔插模块8。

该伴随保障电动牵引车具有2个车轮，每个车轮采用1个轮毂电机1，轮毂电机1的外侧套设有轮胎9。

悬挂减震系统2的两侧分别连接1个轮毂电机1。

悬挂减震系统2的顶端与底盘框架3的底部连接。

底盘框架3上设置有控制模块，控制模块包括动力组件41和控制板42。动力组件41用于为该牵引车提供动力。

底盘框架3与承载连接模块5的下端连接，承载连接模块5的上端与上段连接模块6连接。

承载连接模块5与底盘框架3用于承托负载。将诸如背包、物资、重型设备之类的负载放置并固定在底盘框架3和承载连接模块5之间，实现对负载的承托。

可选的，在负载放置在底盘框架3和承载连接模块5之间后，可以使用挂钩、绑带等物品将负载与车体紧固连接。

传感器模块7与上段连接模块6连接，传感器模块7用于获取单兵操作人员对牵引车的牵引力和单兵操作人员相对牵引车的转角。

传感器模块7与拔插模块8连接。拔插模块8包括插头和底座，插头和底座可以实现快速插拔锁紧。

为了方便单兵操作人员携带、操作该牵引车，拔插模块8中的底座设置在穿戴设备上，比如：底座设置在可穿戴背板、腰带上。单兵操作人员可以通过拔插拔插模块8的插头实现与该牵引车的连接、分离，也可以通过穿脱穿戴设备实现与该牵引车的连接、分离。

在该伴随保障电动牵引车中，由轮毂电机1实现对牵引车的驱动和助力，当单兵操作人员将该牵引车连接在后背或腰部时，可以实现牵引车的伴随行走和负载助力运输。

通过在两个车轮之间设置悬挂减震系统，适合在崎岖地形和复杂山地环境中行走，地形适应力强。

由于该牵引车通过拔插模块挂在单兵操作人员的背后/腰部，可以解放单兵操作人员的双手，方便单兵操作人员进行其他操作。

图2示例性地示出了图1所示的伴随保障电动牵引车挂在单兵操作人员的腰部时的示意图，单兵操作人员和该伴随保障电动牵引车共同组成人机协同的伴随牵引系统。

如图2所示，上段连接模块6包括折叠框架61和连接管62。

传感器模块7与连接管62的一端连接，连接管62的一端与折叠框架61连接。

可选的，折叠框架61的为空心结构。

承载连接模块5的上端与所述折叠框架61的内部连接。

折叠框架61具有折叠功能，折叠框架作为支点，令该伴随保障电动牵引车折叠，即可以将连接管62、以及连接管62一端连接的传感器模块7和拔插模块8折叠至承载连接模块5的上方或下方。可以减少该牵引车占用的空间，方便牵引车的运输。

可选的，为了方便单兵操作人员在紧急情况下快速与牵引车分离，拔插模块8还包括牵引绳10，牵引绳10的一端与拔插模块8中的拔插头连接，牵引绳10的另一端与传感器模块7连接。

在紧急情况下，可以断开牵引绳10，令单兵操作人员与牵引车分离。基于牵引绳10，可以保证在野外复杂环境下单兵操作人员的快速机动性与操作安全。

可选的，传感器模块7包括拉压力传感器和角度传感器。

拉压力传感器用于检测单兵操作人员对牵引车的牵引力。

角度传感器用于检测单兵操作人员相对牵引车的转角。

传感器模块7与控制板42连接，传感器模块7与控制板42之间进行数据信息传输。

可选的，传感器模块7与控制板42进行有线数据传输，和/或，无线数据传输。通过在连接管62和承载连接模块的内部设置数据传输线，可以实现传感器模块7与控制板42之间的有线数据传输。

控制板42接收传感器模块7发送的数据信息，并根据数据信息对轮毂电机1进行驱动控制和差速转向控制。

可选的，轮毂电机1为大扭矩永磁同步电机。

可选的，动力组件41包括电池箱和电池，电池设置在电池箱内。电池与轮毂电机连接，由电池为轮毂电机1提供动力。

为了令牵引车的重心尽可能地靠近轮毂电机1的上端，减轻单兵操作人员在与该牵引车连接时所受到的压迫力，将动力组件41设置在底座框架3的后端。为了平衡整个牵引车的重量，可以将控制板42与动力组件41设置在底座框架3的两端。

可选的，悬挂减震系统为独立悬挂减震系统，分别连接轮毂电机1和底座框架3。

通过独立的悬挂减震系统，可以增强该牵引车对地形的适应性和跨越障碍的能力。

在一个例子中，如图2所示，承载连接模块5由至少3根空心管组成。每根空心管可具有一定的弧度。

利用至少3根空心管，可以增强承载连接模块5的承载强度，提高负载能力。

在实际使用该伴随保障电动牵引车时，单兵操作人员先将需要携带的负载放置在该伴随保障电动牵引车的底座框架3和承载连接模块5之间，并将负载固定；然后单兵操作人员穿戴特制装备，特制装备在对应单兵的背部/腰部位置设置有拔插头对应的底座；单兵操作人员将该伴随保障电动牵引车的拔插头插到特制装备的底座上，完成与牵引车的连接，共同组成人机协同的伴随牵引系统。

在人机协同的伴随牵引系统组成后，单兵操作人员可以通过手持控制终端对该伴随保障牵引车上电，并带动负载行走。在行走过程中，单兵操作人员对伴随保障牵引车的牵引力作为系统控制输入，由传感器模块读取该牵引力的大小，并反馈至控制板，由控制板根据接收到的数据对轮毂进行驱动控制，同时，传感器模块获取单兵操作人员与牵引车之间的相对转角，并反馈至控制板，控制板根据接收到的数据对牵引车实现差速转向控制，从而实现了牵引车助力和对单兵操作人员的伴随保障。

综上所述，本申请实施例提供的伴随保证电动牵引车，通过轮毂电机实现在野外复杂环境下的驱动助力；通过独立的悬挂减震系统实现崎岖路面的减震、对牵引车上负载的保护、以及减少复杂地形带了的行走震动对人员的影响；通过传感器模块和控制模块，实现了人机协同，令牵引车实现与单兵操作人员伴随行走的功能；通过拔插模块将牵引车便捷地连接在单兵操作人员身后，不仅解放了单兵操作人员的双手，方便单兵操作人员进行更多的手部操作，还能够保证单兵操作人员更加安全地执行任务；解决了目前单兵负载运输设备的功能难以同时满足运输能力、单人操作灵活性以及使用舒适度的问题；达到了优化单兵负载运输设备的整体性能的效果。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种伴随保障电动牵引车，其特征在于，包括：轮毂电机、悬挂减震系统、底盘框架、控制模块、承载连接模块、上段连接模块、传感器模块、拔插模块；

所述悬挂减震系统的两侧分别连接一个轮毂电机，所述轮毂电机的外侧套设有轮胎；

所述悬挂减震系统的顶端与所述底盘框架的底部连接；

所述底盘框架上设置有控制模块，所述控制模块包括动力组件和控制板；

所述底盘框架与所述承载连接模块的下端连接，所述承载连接模块的上端与所述上段连接模块连接，所述承载连接模块和所述底盘框架用于承托负载；

所述传感器模块与所述上段连接模块连接，所述传感器模块用于获取单兵操作人员对牵引车的牵引力和单兵操作人员相对牵引车的转角；

所述传感器模块与拔插模块连接，所述拔插模块包括拔插头和底座，所述底座设置在穿戴装备上。

2.根据权利要求1所述的伴随保障电动牵引车，其特征在于，所述上段连接模块包括折叠框架和连接管；

所述折叠框架与所述承载连接模块连接；

所述连接管的一端与所述传感器模块连接，所述连接管的另一端与所述折叠框架连接；

所述折叠框架用于作为支点，令所述伴随保障电动牵引车折叠。

3.根据权利求1所述的伴随保障电动牵引车，其特征在于，所述拔插模块还包括牵引绳，所述牵引绳与拔插头连接，所述牵引绳与所述传感器模块连接。

4.根据权利要求1所述的伴随保障电动牵引车，其特征在于，所述传感器模块包括拉压力传感器和角度传感器；

所述拉压力传感器用于检测单兵操作人员对牵引车的牵引力；

所述角度传感器用于检测单兵操作人员相对牵引车的转角。

5.根据权利要求1所述的伴随保障电动牵引车，其特征在于，所述控制板与所述传感器模块连接，所述控制板用于接收所述传感器模块发送的数据信息，根据所述数据信息对所述轮毂电机进行驱动控制和差速转向控制。

6.根据权利要求1或5所述的伴随保障电动牵引车，其特征在于，所述轮毂电机为大扭矩永磁同步电机。

7.根据权利要求5所述的伴随保障电动牵引车，其特征在于，所述动力组件包括电池箱和电池，所述电池设置在所述电池箱内，所述电池与所述轮毂电机连接。

8.根据权利要求5所述的伴随保障电动牵引车，其特征在于，所述动力组件在所述底盘框架的后端。

9.根据权利要求1所述的伴随保障电动牵引车，其特征在于，所述悬挂减震系统为独立悬挂减震系统。

10.根据权利要求1所述的伴随保障电动牵引车，其特征在于，所述承载连接模块由至少3根空心管组成。

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