CN1133802A

CN1133802A - 多功能球形行走器

Info

Publication number: CN1133802A
Application number: CN 95104017
Authority: CN
Inventors: 李义
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-04-18
Filing date: 1995-04-18
Publication date: 1996-10-23

Abstract

一种多功能球形行走器。为提供一种适合于各种环境下使用的、在动态外力作用下能保持动态稳定的载客用设备，提出本发明，它由壳体、自平衡稳定器、驾驶台、动力源、控制器、通风器和复数个驱动缸组成，壳体外表面呈球形，内表面呈桶形，自平衡稳定器由稳定器台、滚珠保持架和滚珠组成。

Description

多功能球形行走器

本发明属于其他类不包括的载客用设备，特别是一种多功能球形行走器。

一般的载客用设备，或是轮式、履带式车辆，或是登阶梯用的小车，不仅只具有一种功能，限制其使用范围，而且在高速运行或斜坡运行承受动态外力时，动态外力产生的偏斜力矩往往使座椅处于倾斜位置，不仅需系上安全带以保证乘坐者安全，而且使乘坐者因体位随座椅倾斜而感不适。

本发明的目的是提供一种适合于各种环境下使用的、在动态外力作用下能保持动态稳定的多功能球形行走器。

本发明由壳体、自平衡稳定器、驾驶台、动力源、控制器、通风器和复数个驱动缸组成，壳体外表面呈球形，内表面呈横置的球面形桶板的桶形，桶形轴向中心线为本发明假想滚动轴线，在壳体的桶形内表面的一个侧平面处设有安装门的开口，在壳体周壁上均布设有嵌装透明板的视孔和与视孔间隔均布的缸座孔，壳体周壁内设有安装流体控制阀和管接件的容置腔；自平衡稳定器由稳定器台、滚珠保持架和滚珠组成，稳定器台为具有与壳体桶形内表面曲率相对应的球面形凸弧面的配重，其当量重心位于垂直几何中心线上，在球面形凸弧面上均布设有球面形凹穴；滚珠保持架为与稳定器台球面形凸弧面相吻合的球面形滚珠保持架；滚珠置于稳定器台球面形凸弧面上均布的球面形凹穴内，并藉助滚珠保持架滚动安装在稳定器台的球面形凸弧面上；稳定器台两侧平面之间的距小于壳体桶形内表面两平面之间的间距，在稳定器台内设有容置动力源的容置腔；驾驶台由安装在自平衡稳定器顶面的操纵台和座椅组成；动力源由安装在稳定器台容置腔内的蓄电池、电机和流体泵组成，流体泵的输出口与挠性流体管连接，挠性流体管的另一端与安装在壳体桶形内表面另一侧平面中心处的球形接头连接，球形接头的另一端经控制各驱动缸的流体控制阀与各驱动缸工作腔连接；控制器由操纵电机、流体控制阀、照明、通风器、通讯的控制开关组成；通风器置于壳体内并经位于壳体周壁上的进、排气孔与大气相通；驱动缸由置于壳体缸座孔内的缸套和多节套装的柱塞组成，中心柱塞的端部设有施力靴。

由于本发明由壳体、自平衡稳定器、驾驶台、动力源、控制器、通风器和复数个驱动缸组成，壳体外表面呈球形，内表面呈横置的球面形桶板的桶形，桶形轴向中心线为本发明假想滚动轴线，在壳体的桶形内表面的一个侧平面处设有安装门的开口，在壳体周壁上均布设有嵌装透明板的视孔和与视孔间隔均布的缸座孔，壳体周壁内设有安装流体控制阀和管接件的容置腔；自平衡稳定器由稳定器台、滚珠保持架和滚珠组成，稳定器台为具有与壳体桶形内表面曲率相对应的球面形凸弧面的配重，其当量重心位于垂直几何中心线上，在球面形凸弧面上均布设有球面形凹穴；滚珠保持架为与稳定器台球面形凸弧面相吻合的球面形滚珠保持架；滚珠置于稳定器台球面形凸弧面上均布的球面形凹穴内，并藉助滚珠保持架滚动安装在稳定器台的球面形凸弧面上；稳定器台上平面直径小于壳体桶形内表面两平面之间的间距，在稳定器台内设有容置动力源的容置腔；驾驶台由安装在自平衡稳定器顶面的操纵台和座椅组成；动力源由安装在稳定器台容置腔内的蓄电池、电机和流体泵组成，流体泵的输出口与挠性流体管连接，挠性流体管的另一端与安装在壳体桶形内表面另一侧平面中心处的球形接头连接，球形接头的另一端经控制各驱动缸的流体控制阀与各驱动缸工作腔连接；控制器由操纵电机、流体控制阀、照明、通风器、通讯的控制开关组成；通风器置于壳体内并经位于壳体周壁上的进、排气孔与大气相通；驱动缸由置于壳体缸座孔内的缸套和多节套装的柱塞组成，中心柱塞的端部设有施力靴。使用时，操纵电机开关，接通电机电源，启动流体泵，使压力流体经挠性流体管及球形接头上的通道至各驱动缸流体控制阀输入口，操纵流体控制阀开关，使位于壳体左后下、右后下球面三角形上驱动缸的流体控制阀开通，压力流体进入左后下、右后下球面三角形上的驱动缸工作腔内，使多节柱塞逐节伸出，并经施力靴支撑孔地面上，假想滚动轴线呈水平状态，使各驱动缸分别对壳体产生左、右对称的向上支撑力和向前的水平推力，使本发明向前滚动一个角度，假想轴线随之向前移动一段距离，此时自平衡稳定器的稳定器台在作用在其当量重心上重力作用下保持稳定状态，并随假想滚动轴线向前移动相同距离，而壳体桶形内表藉助其与稳定器台之间的滚珠，相对稳定器台滚动运动，当操纵流体控制阀开关，使位于左下前和右下前、左上前和右上前、左上后和右上后球面三角形上驱动缸的流体控制阀依次开通及依次关断，使与其相对应的驱动缸依次外伸及缩回，从而使本发明连续向前滚动，其上稳定器台及驾驶台保持动平衡稳定状态随之向前移动。当要左转向时，使本实用新型右前下和右后下、右前上和右前下、右后上和右前上、右后上和右后下球面三角形驱动缸的流体控制阀在本发明向前滚动同时依次开通，使与其对应的驱动缸在压力流体作用下依次伸出，经施力靴支撑在地面上，并对壳体产向上支撑力和向左的推力，使本发明的假想轴线朝左下倾斜，使驱动前进的驱动缸对壳体产生左、右不对称的向上支撑力和向前水平推力，使本发明向左转向滚动前进，此时自平衡稳定器的稳定器台在作用在其当量重心上重力作用下保持稳定状态，而壳体桶形内表面藉助其与稳定器台之间的滚珠，相对稳定器台滚动运动，并由壳体桶形内表面两侧平面限制壳体桶形内表面与稳定器台之间的相对滚动。

图1为本发明结构示意立体图

图2为本发明结构示意正视图

图3为图2中A-A剖面图

图4为图3中B-B剖面图

图5为图3中C-C剖面图

图6为图2中D-D局部剖面图

图7为本发明动作状态示意图(前行)

图8为本发明动作状态示意图(左转)

图9为本发明动作原理图

下面结合附图对实用新型进一步详细阐述。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明由壳体1、自平衡稳定器2、驾驶台3、动力源4、控制器5、通风器6和复数个驱动缸7组成，壳体1外表面11呈球形，内表面12呈横置的球面形桶板的桶形，桶形内表面12的轴向中心线为本发明假想滚动轴线，在壳体1的桶形内表面12的一个侧平面121处设有安装门13的开口122，在壳体1周壁上均布设有嵌装双层透明板14的视孔15和与视孔15间隔均布的缸座孔16，壳体1周壁内设有安装流体控制阀8和管接件的容置腔17，壳体1可以由内、外壳组成的复合结构，亦可以由内、外球面形金属构架和包覆在内、外球面形金属构架上的透光板14、带缸座孔16的缸座体和耐磨包覆板构成；自平衡稳定器2由稳定器台21、滚珠保持架22和滚珠23组成，稳定器台21为具有与壳体1桶形内表面12曲率相对应的球面形凸弧面211的配重，其当量重心位于垂直几何中线上，在球面形凸弧面211上均布设有球面形凹穴212；滚珠保持架22为与稳定器台21球面形凸弧面211相吻合的球面形保持架，滚珠23置于稳定器台21球面形凸弧面211上均布的球面形凹穴212内，并藉助滚珠保持架22滚动安装在稳定器台21的球面形凸弧面211上；稳定器台21两侧平面之间的距离小于壳体1桶形内表面两平面之间的间距，在稳定器台21内设有容置动力源4的容置腔214；驾驶台3由安装在自平衡稳定器21上平面213上的操纵台31和座椅32组成，在座椅32与上平面213之间装有减震弹簧33；动力源4由安装在稳定器台21容置腔214内的蓄电池41、电机42和流体泵43组成，流体泵43可以是气压泵，亦可以是油压泵，流体泵43的输出口431与挠性流体管432连接，挠性流体管432的另一端与安装在壳体1桶形内表面12另一侧平面中心处的球形接头433连接，球形接头433的另一端经控制各驱动缸7的流体控制阀8与各驱动缸7的工作腔71连接；控制器5由操纵电机42、流体控制阀8、照明9、通风器6和通讯的控制开关51、52、53、54和55组成，通风器6置于壳体1内，并经位于壳体1周壁，最好位于本发明假想滚动轴线上的进、排气孔与大气相通；如图6所示，驱动缸7由置于壳体1缸座孔16内的缸套72、第一节柱塞73，第二节柱塞和第三节柱塞75组成，缸套72为开口园柱壳体，其侧面设有贯通流体控制阀8和驱动缸7工作腔71的通孔721，其开口处设有内止口722；第一、二节柱塞73、74为两端分别带内止口731、741、外止口732、742的园柱套，第三节柱塞75的一端设有外止口751，另一端设有施力靴752，缸套72、第一、二、三节柱塞73、74、75依次套装，并令第一节柱塞73外止口732处环面积大于第二节柱塞74外止口742处环面积，第二节柱塞74外止口742处环面积大于第三节柱塞75外止口751处面积。

如图7所示，使用时，操纵电机开关51，接通电机42，蓄电池41向电机42供电，启动流体泵43，使压力流体从流体泵43的输出口431经挠性流体管432及球形接头433上的通道至各驱动缸7的流体控制阀8的输入口，操纵流体控镧阀8开关52，使位于壳体1左后下、右后下球面三角形A和B上驱动缸7的流体控制阀8开通，压力流体进入左后下、右后下球面三角形A、B上的驱动缸7的工作腔71内，使第一、二、三节柱塞73、74、75逐节伸出，并经施力靴752支撑在地面上，假想滚动轴线呈水平状态，使各驱动缸7分别对壳体产生左、右对称的向上支撑力和向前水平推力，使本发明向前滚动一个角度，假想轴线随之向前移动一段距离，此时自平衡稳定器2的稳定器台21在作用在其当量重心上重力作用下保持稳定状态，并随假想滚动轴线向前移动相向距离，而壳体1桶形内表面12藉助其与稳定器台21之间的滚珠23相对稳定器台21滚动运动，当操纵流体控制阀8的开关52，使位于左下前和右下前、左上前和右上前、左上后和右上后球面三角形C和D、E和F、G和H上驱动缸的流体控制阀8依次开通及依次关断，使与其对应的驱动缸7依次外伸及缩回，从而使本发明连续向前滚动，其上稳定器台21及驾驶台3保持动平衡稳定状态随之向前移动。如图8所示，当要左转向时，使本发明右前下和右后下、右前上和右前下、右后上和右前上、右后上和右后下球面三角形D和B、F和D、H和F、B和H上的驱动缸7的流体控制阀8在本发明向前滚动的同时依次开通，使与其对应的驱动缸7在压力流体作用下依次伸出，并经施力靴752支撑在地面上，对壳体1产生向上支撑力和向左的推力，使本发明的假想轴线朝左下倾斜，使驱动前进的驱动缸7对壳体1产生左、右不对称的向上支撑力和向前水平推力，使本发明向左转向滚动前进，此时自平衡稳定器2的稳定器台21在作用在其当量重心上重力作用下保持稳定状态，而壳体1桶形内表面12藉助其与稳定器台21之间的滚珠23相对稳定器台21滚动运动，并由壳体1桶形内表面12两侧限度壳体1桶形内表面12与稳定器台21之间的左、右相对滚动。

Claims

1、一种多功能球形行走器，其特征在于它由壳体、自平衡稳定器、驾驶台、动力源、控制器、通风器和复数个驱动缸组成，壳体外表面呈球形，内表面呈横置的球面形桶板的桶形，桶形轴向中心线为本发明假想滚动轴线，在壳体的桶形内表面的一个侧平面处设有安装门的开口，在壳体周壁上均布设有嵌装透明板的视孔和与视孔间隔均布的缸座孔，壳体周壁内设有安装流体控制阀和管接件的容置腔；自平衡稳定器由稳定器台、滚珠保持架和滚珠组成，稳定器台为具有与壳体桶形内表面曲率相对应的球面形凸弧面的配重，其当量重心位于垂直几何中心线上，在球面形凸弧面上均布设有球面形凹穴；滚珠保持架为与稳定器台球面形凸弧面相吻合的球面形滚珠保持架；滚珠置于稳定器台球面形凸弧面上均布的球面形凹穴内，并藉助滚珠保持架滚动安装在稳定器台的球面形凸弧面上；稳定器台两侧平面之间的距离小于壳体桶形内表面两平面之间的间距，在稳定器台内设有容置动力源的容置腔；驾驶台由安装在自平衡稳定器顶面的操纵台和座椅组成；动力源由安装在稳定器台容置腔内的蓄电池、电机和流体泵组成，流体泵的输出口与挠性流体管连接，挠性流体管的另一端与安装在壳体桶形内表面另一侧平面中心处的球形接头连接，球形接头的另一端经控制各驱动缸的流体控制阀与各驱动缸工作腔连接；控制器由操纵电机、流体控制阀、照明、通风器、通讯的控制开关组成；通风器置于壳体内并经位于壳体周壁上的进、排气孔与大气相通；驱动缸由置于壳体缸座孔内的缸套和多节套装的柱塞组成，中心柱塞的端部设有施力靴。

2、根据权利求1所述的多功能球形行走器，其特征在于所述壳体由内、外球面形金属构架和包覆在内、外球面形金属构架上的透光板、带缸座孔的缸座体和耐磨包覆板构成。

3、根据权利要求1或2所述的多功能球形行走器，其特征在于所述的流体泵为气压泵。

4、根据权利要求3所述的多功能球形行走器，其特征在于所述的驱动缸由置于壳体(1)缸座孔(16)内的缸套(72)、第一节柱塞(73)，第二节柱塞和第三节柱塞(75)组成，缸套(72)为开口园柱壳体，其侧面设有贯通流体控制阀(8)和驱动缸(7)工作腔(71)的通孔(721)，其开口处设有内止口(722)；第一、二节柱塞(73)、(74)为两端分别带内止口(731)、(741)、外止口(732)、(742)的园柱套，第三节柱塞(75)的一端设有外止口(751)，另一端设有施力靴(752)，缸套(72)、第一、二、三节柱塞(73)、(74)、(75)依次套装，

5、根据权利要求4所述的多功能球形行走器，其特征在于所述的驱动缸的并令第一节柱塞(73)外止口(732)处环面积大于第二节柱塞(74)外止口(742)处环面积，第二节柱塞(74)外止口(742)处环面积大于第三节柱塞(75)外止口(751)处面积。