TWI772182B - 輪履複合載具 - Google Patents

Abstract

本發明係為一種輪履複合載具，同時具有輪式與履帶式載具的優點，在平整道路上以輪式模式行進，遇到障礙物或攀爬階梯時，與車輪並列的履帶可增加載具接地面積，使載具能跨越障礙物、在不平整的道路上平穩行進，並具有較佳的爬坡、爬梯能力。

Description

輪履複合載具

本發明係與無人載具有關，特別係指一種具多地形越障能力之輪履複合載具。

無人地面載具目前世界發展現況主要是小型無人地面載具以及中大型多功能的無人系統平台，全世界有多個國家都有投入軍事資源研發相關無人地面載具系統，包含國家有美國、德國、以色列、英國、法國、義大利等，地面無人系統主要是可解決危險性任務執行之需求，包含偵查、清除爆裂物以及掃雷等，另較中大型的無人地面載具可提供多功能系統需求，配合裝載不同的負載系統，除可執行偵查、清除爆裂物以及掃雷等外，亦可執行運補任務，以減輕士兵部隊移動負載，另亦可裝載武器系統，作為攻擊型無人武器系統。

小型無人地面載具(Small Unmanned Ground Vehicle,SUGV)隨著應用領域廣泛與技術成熟，已應用於各種危險或制式的工作環境中取代人力執行工作。一般來說，小型無人地面載具行進方式多採用輪式或履帶式，小型無人地面載具在行進運動過程中遇到較為崎嶇或陡坡型地形時，最大問題在於受限車體大小尺寸，通常輪式設計之載具會因而 導致越野性能與爬梯越溝能力較差，影響其整體應用效益。至於履帶式設計之載具雖然具備較佳之越野性能與爬梯越溝能力，但也因為履帶限制緣故，其短時間行進運動速度通常較低。目前市面上雖已有同時安裝或可切換車輪、履帶的載具產品，然而現有技術大多有結構複雜的缺點，有些產品需要使用者視路況手動切換由輪胎或履帶接地模式，導致操作方式繁複且增加故障機率。

為改善先前技術之缺點，本發明係提供一種輪履複合載具，本發明同時具有輪式與履帶式載具的優點，在平整道路上以輪式模式行進，遇到障礙物或攀爬階梯時，與車輪並列的履帶可增加載具接地面積，使載具能跨越障礙物、在不平整的道路上平穩行進，並具有較佳的爬坡、爬梯能力。

本發明係為一種輪履複合載具，係包括：一車身；一馬達，係設置於該車身內部；一輪履複合傳動組，係設置於該車身一側，該輪履複合傳動組具有二行走輪與二履帶輪，該行走輪之輪徑係大於該履帶輪之輪徑，該二行走輪分別設置於該車身一側之前後端，該二履帶輪分別設置於該車身一側之前後端、並分別與該二行走輪並排，該二履帶輪以一履帶互相連接，其中一組並排的行走輪與履帶輪連接至該馬達、接收該馬達輸出之動力而同步旋轉；二支撐桿，係突出設置於該車身後端。

本發明之一實施例中，其中該輪履複合載具係具有兩組輪履複合傳動組與二馬達。

本發明之一實施例中，其中該支撐桿突出車身之長度與該行走輪之輪徑的比例為1：1.7~1：1.8。

本發明之一實施例中，其中該支撐桿係向上傾斜10度~20度。

本發明之一實施例中，其中該車身係具有一攝影機模組。

本發明之一實施例中，其中該車身係具有一控制電路單元。

本發明之一實施例中，其中該車身係具有一無線通訊天線。

以上之概述與接下來的詳細說明及附圖，皆是為了能進一步說明本發明達到預定目的所採取的方式、手段及功效。而有關本發明的其他目的及優點，將在後續的說明及圖示中加以闡述。

11、21、31:車身

12、22A、22B:馬達

131A、131B、23A、23B、23C、23D、32:行走輪

132A、132B、24A、24B、24C、24D:履帶輪

133、25A、25B、33:履帶

14、26:攝影機模組

15、27:無線通訊天線

28:控制電路單元

29、34:支撐桿

圖1係為本發明之輪履複合載具第一實施例外觀示意圖。

圖2係為本發明之輪履複合載具第二實施例元件爆炸圖。

圖3係為本發明之輪履複合載具第三實施例俯視與側視外觀示意圖。

以下係藉由特定的具體實例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。

圖1係為本發明之輪履複合載具第一實施例外觀示意圖，如圖所示，該第一實施例係包括：車身11，係為簍空骨架型結構；馬達12，係設置於該車身11內部；兩組輪履複合傳動組，分別設置於該車身11兩邊，各自具有行走輪131A、131B與履帶輪132A、132B，車身兩邊的各自二履帶輪分別以一履帶133互相連接，每個履帶輪分別與該各行走輪並排且同步旋轉，該行走輪之輪徑係大於該履帶輪之輪徑，履帶輪輪徑加上履帶厚度的總輪徑亦小於行走輪之輪徑，該馬達12係驅動車身單邊的其中一組行走輪-履帶輪，藉由設置兩顆馬達以同樣速度分別驅動車身兩邊的各自一組行走輪-履帶輪，即可使該輪履複合載具向前行駛；攝影機模組14，係設置於該車身11前上方，用於拍攝該載具前方之影像；無線通訊天線15，係設置於該車身上方，用於將該攝影機模組14拍攝到的影像訊號以及該輪履複合載具的元件狀態訊號傳輸給遠端遙控站(圖未示)，並接收遠端遙控站的控制命令。

該第一實施例中，當該輪履複合載具在平整道路上以行走輪接觸地面行駛時，履帶不會接觸到地面，當載具在凹凸起伏的道路上行駛，或接觸到障礙物、或需要爬梯的場 合，履帶會接觸到地面凸起的障礙物，產生增加接觸面積與摩擦力的作用，讓載具可跨越障礙行駛或爬上樓梯。

圖2係為本發明之輪履複合載具第二實施例元件爆炸圖，如圖所示，該第二實施例係包括：一車身21，係為簍空骨架型結構；二馬達22A、22B，係分別設置於該車身內的前、後端；兩組輪履複合傳動組，係分別設置於該車身21兩側，每一側的該輪履複合傳動組分別具有二行走輪(23A、23B、23C、23D)以及二履帶輪(24A、24B、24C、24D)，四個行走輪分別設置於該車身21兩側之前後端，四個履帶輪分別設置於該車身21兩側之前後端、並分別與該四行走輪並排且同步旋轉，車身兩側的各自二履帶輪分別以一履帶25A、25B互相連接。該行走輪之輪徑係大於該履帶輪之輪徑，履帶輪輪徑加上履帶厚度的總輪徑亦小於行走輪之輪徑，以達到與前述第一實施例相同的平面道路以行走輪行駛、遇障礙物或爬梯時以履帶輔助行進的功效。

必須指出的是，該第二實施例中、四個行走輪是位於履帶輪-履帶的內側，而第一實施例的行走輪是位於履帶輪-履帶的外側，兩種配置皆可達到本案主張的輪履複合傳動的效果。一般狀況下，行走輪位於履帶輪-履帶外側的配置，可保護履帶、避免履帶橫向滑動而從履帶輪上掉落。

該第二實施例中，該二馬達22A、22B分別橫置於車身21內的前、後端，這是考量空間與重量配置的設計，讓整 個載具體積緊緻化且重量分配平均。車身21前端的馬達22A連接並輸出動力至右前方的行走輪23C與履帶輪24C，履帶輪24C再透過車身右側的履帶25B將動力傳至車身右後方的履帶輪24D、同時同步驅動右後方的行走輪23D，車身21後端的馬達22B則連接並輸出動力至左後方的行走輪23B與履帶輪24B，履帶輪24B再透過車身左側的履帶25A將動力傳至車身左前方的履帶輪24A、同時同步驅動左前方的行走輪23A，透過上述的配置，使車身兩側的輪履複合傳動組都能接收馬達的輸出動力，進而驅動載具前進或後退，藉由改變該二馬達的轉速與旋轉方向(正轉、逆轉)，便可使載具轉彎或原地迴轉，提高載具的機動性能。必須指出的是，該第二實施例揭露的馬達前後配置係考慮馬達體積與車身大小的設計結果，在車身空間允許的情況下，亦可將二馬達都裝在車身後端或前端，同時輸出動力給後方兩組行走輪-履帶輪或前方兩組行走輪-履帶輪，只要符合本案所揭露的馬達與輪履複合傳動組的設計精神，均屬於本案的技術範疇。

該第二實施例中，該車身21可加裝不同種類的任務酬載設備，以符合不同的任務需求。例如圖2車身裝設有攝影機模組26、無線通訊天線27與控制電路單元28，可將載具前方的影像訊號透過該無線通訊天線27傳給後端遙控者，或接收後端遙控者的控制訊號，傳給控制電路單元28來操作該載具的行進速度、方向等動作。該輪履複合載具亦可加裝氣體偵 測單元、機器手臂、武器等元件，以適應軍民用不同任務的需求。

該第二實施例中，在該車身21後端可突出設置二支撐桿29，該支撐桿的用途為防止該輪履複合載具在爬坡或爬行階梯的過程中，因為車身重心越過後輪(後行走輪)支點而向後翻覆的情況。

圖3係為本發明之輪履複合載具第三實施例俯視與側視外觀示意圖，用以說明支撐桿之作用與配置，在該實施例中，車身31後方的長度不超過後行走輪32的輪後緣，以利該載具能爬坡、或藉由履帶33輔助爬上階梯。以目前國內建築物常見的樓梯為例，一般梯面長20公分、高15公分，換算樓梯每一台階的斜面約為25公分，假設本發明之輪履複合載具的車身總長約為50公分，當車身後端沒有支撐桿而進行爬梯動作時，第一台階與第二台階的斜面長度總和約為50公分，載具爬上階梯過程中後輪(後行走輪)會成為支點，載具逐漸抬升、整體重心會逐漸逼近支點，而導致載具向後方翻覆。而具有本發明之支撐桿34時，載具爬坡(攀爬階梯)過程中，載具抬升時會以支撐桿34的末端頂點為支點，用於限制載具的最大抬升角度，進而避免載具向後翻覆的情況。在本發明之實施例中，支撐桿向車身後方突出的長度、與後行走輪的輪徑有一比例關係為1：1.7~1：1.8，同時該支撐桿可向上傾斜一角度，該角度範圍為10度~20度，以前述車身50公分的尺寸設計，行走輪的輪 徑約為17~18公分，支撐桿突出車身後緣(突出該後行走輪後緣)10公分、向上傾斜角度15度時，可獲得較佳的爬坡爬梯效果。使用者可依照載具設計需求(載具尺寸、行走輪輪徑、抓地力等等因素)來微調支撐桿的長度與角度。

藉此，本發明係提供一種輪履複合載具，本發明兼具輪型車輛行走速度快與履帶車輛越障能力佳的優點，利用並排設置的行走輪與履帶設計，本發明可根據路況即時切換輪、履的行駛功能，不需要遇到障礙物才臨時手動切換驅動模式，結構簡單可靠。本發明並具有車尾支撐桿設計，可避免載具爬坡、爬梯時翻覆，提升使用過程的安全性與便利性。

上述之實施例僅為例示性說明本發明之特點及其功效，而非用於限制本發明之實質技術內容的範圍。任何熟習此技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與變化。因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

11:車身

12:馬達

131A、131B:行走輪

132A、132B:履帶輪

133:履帶

14:攝影機模組

15:無線通訊天線

Claims (5)

1. 一種輪履複合載具，係包括：一車身；一馬達，係設置於該車身內部；一輪履複合傳動組，係設置於該車身一側，該輪履複合傳動組具有二行走輪與二履帶輪，該行走輪之輪徑係大於該履帶輪之輪徑，該二行走輪分別設置於該車身一側之前後端，該二履帶輪分別設置於該車身一側之前後端、並分別與該二行走輪並排，該二履帶輪以一履帶互相連接，其中一組並排的行走輪與履帶輪連接至該馬達、接收該馬達輸出之動力而同步旋轉；二支撐桿，係突出設置於該車身後端，該支撐桿突出車身之長度與該行走輪之輪徑的比例為1：1.7~1：1.8，該支撐桿係向上傾斜10度~20度。
2. 如請求項1所述之輪履複合載具，其中該輪履複合載具係具有兩組輪履複合傳動組與二馬達。
3. 如請求項1所述之輪履複合載具，其中該車身上部係具有一攝影機模組。
4. 如請求項1所述之輪履複合載具，其中該車身內部係具有一控制電路單元。
5. 如請求項1所述之輪履複合載具，其中該車身上部係具有一無線通訊天線。

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