專利名稱：六板輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械領(lǐng)域，特別涉及一種六板輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)。屬于復(fù)雜地形機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于承載車體在復(fù)雜質(zhì)軟的地形上做中低速運(yùn)動(dòng)。適用于工程、農(nóng)用機(jī)械以及救援、排障和深空探測(cè)等特種機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中，也實(shí)用于在沙漠、沼澤、冰雪地面運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)中。
背景技術(shù)：
當(dāng)前社會(huì)進(jìn)入飛速發(fā)展的階段，各方面都處于深度發(fā)展層面。就運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，為了適應(yīng)更為復(fù)雜的環(huán)境，例如深空探測(cè)，越野，越障等。對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的綜合性能要求也越為嚴(yán)格。目前，就運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)而言，國(guó)內(nèi)外形成了三種最基本的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)1)輪式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、2) 履帶式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、3)腿式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，輪式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是對(duì)于在硬質(zhì)平地上行駛， 該機(jī)構(gòu)無(wú)論是運(yùn)動(dòng)的速率，穩(wěn)定性還是控制的難易程度都是三種運(yùn)動(dòng)中最好的，但不適用于在復(fù)雜的環(huán)境中運(yùn)行；履帶式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)擁有很強(qiáng)的承載能力，但該運(yùn)動(dòng)方式系統(tǒng)復(fù)雜，越障時(shí)中心變化范圍大，并且有兩個(gè)嚴(yán)重缺點(diǎn)轉(zhuǎn)向不靈活，履帶磨損嚴(yán)重；腿式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的越障能力相當(dāng)強(qiáng)，因?yàn)橥仁竭\(yùn)動(dòng)的落腳點(diǎn)是一群離散的點(diǎn)，而且這種運(yùn)動(dòng)方式擁有較強(qiáng)的避振能力，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)自身的行走勾畫出平滑的曲線，但這種運(yùn)動(dòng)的缺點(diǎn)是控制系統(tǒng)很復(fù)雜，機(jī)構(gòu)也很復(fù)雜，并且運(yùn)動(dòng)速度相當(dāng)慢，能耗還很大。從分析目前最基本的三種運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)來(lái)說(shuō)，一個(gè)真正實(shí)用的機(jī)構(gòu)都不只是它們?nèi)魏我粋€(gè)單一的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)，各機(jī)構(gòu)都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。只有把它們有效地融合起來(lái)，甚至根據(jù)它們創(chuàng)造出一種新的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，是運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)展的一個(gè)大方向，同時(shí)也才能滿足當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種六板輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)，解決了現(xiàn)有輪式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)復(fù)雜、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)動(dòng)速度慢、能耗大，現(xiàn)有履帶式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方式系統(tǒng)復(fù)雜、越障時(shí)中心變化范圍大、轉(zhuǎn)向不靈活、履帶磨損嚴(yán)重，以及現(xiàn)有腿式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)不適用于復(fù)雜的環(huán)境中運(yùn)行等問(wèn)題。本實(shí)用新型能夠適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境，提升輪式運(yùn)動(dòng)在復(fù)雜環(huán)境的運(yùn)行效率、提高越障能力、增強(qiáng)承載能力，保留控制的簡(jiǎn)單性。本實(shí)用新型的上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)六板輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括硬質(zhì)外板1、壓縮彈簧2、兩級(jí)伸縮桿3、轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)4、輪軸 5、車輪6、滾動(dòng)珠7、環(huán)扣齒8、螺栓9、兩級(jí)伸縮桿內(nèi)桿10、直線軸承11、旋盤12、環(huán)扣13、及棘輪軸齒14。其中，各硬質(zhì)外板1間鉸接，兩級(jí)伸縮桿3的一端與硬質(zhì)外板1鉸接，另一端與轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)4的環(huán)扣13連接，壓縮彈簧2與該兩級(jí)伸縮桿3套接，車輪6通過(guò)螺栓9與輪軸5連接；固定在環(huán)扣13側(cè)面的旋盤12與輪軸5絲接，該旋盤12上設(shè)有滾動(dòng)珠7，棘輪上的環(huán)扣齒8與棘輪軸齒14咬合。所述的兩級(jí)伸縮桿3由相互套接的兩級(jí)伸縮桿內(nèi)桿10及直線軸承11構(gòu)成。[0008]本實(shí)用新型主要通過(guò)預(yù)先鋪設(shè)硬質(zhì)板材的方式達(dá)到輪式運(yùn)功性能的提升，也就是說(shuō)要先修好了路再讓輪子在路面上運(yùn)動(dòng)。通過(guò)變換輪徑的大小和增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)障礙物的附著能力提升越障性能。運(yùn)動(dòng)的具體實(shí)現(xiàn)平直運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)每當(dāng)輪子徑向中心線到達(dá)外板的鉸接處時(shí)，當(dāng)前接地的外板被 “抬”起轉(zhuǎn)為下一塊外板接地，如此往復(fù)下去。在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，每當(dāng)六邊形外板呈現(xiàn)出正六邊形狀態(tài)時(shí)，也就是整個(gè)外板重心的翻轉(zhuǎn)位置。在這之前六塊外板的整體重心偏后，當(dāng)?shù)搅苏呅螘r(shí)，在驅(qū)動(dòng)軸的推動(dòng)作用下使得整個(gè)外板的重心越過(guò)中心線并迅速下降至下一塊外板與地接觸時(shí)達(dá)到最低，如此往復(fù)下去。在整個(gè)過(guò)程中，壓力彈簧起到了調(diào)整受力，吸收能量避振和釋放能量推動(dòng)伸縮桿的作用。越障運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)當(dāng)前方有障礙物時(shí)，障礙物阻礙了下一塊將要觸地外板的下落， 使得棘輪機(jī)構(gòu)的軸與環(huán)扣相接觸，由于內(nèi)輪的周長(zhǎng)小于外六板的周長(zhǎng)，因此軸的旋轉(zhuǎn)速度大于環(huán)扣的旋轉(zhuǎn)速度，加之前方受阻無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了軸與環(huán)扣的咬合，將驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)到了外六板，實(shí)現(xiàn)了小輪到大輪的切換。再加上外板具有一定的活動(dòng)性，增加了對(duì)障礙物的附著力，從而實(shí)現(xiàn)了越障。轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)由于棘輪機(jī)構(gòu)的軸與環(huán)扣屬不固定連接，因此在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不能保證外六板與輪子的相對(duì)位置確定，這樣就得添加一軸向約束。通過(guò)在軸的適當(dāng)位置上固定兩旋盤，把環(huán)扣壓在中間，保證了軸與外板在軸向運(yùn)動(dòng)的一致性，從而實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)向。本實(shí)用新型的有益效果能夠適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境，提升輪式運(yùn)動(dòng)在復(fù)雜環(huán)境的運(yùn)行效率、提高越障能力、增強(qiáng)承載能力，保留控制的簡(jiǎn)單性。在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，外板與地面始終處于面與面的接觸，增加了受力面積，提高了承載能力和防滑能力以及運(yùn)動(dòng)效率。由于在需要的時(shí)候能夠自動(dòng)切換到外板六輪機(jī)構(gòu)作為“新”的輪子的越障模式，提升了輪徑以及不規(guī)則的活動(dòng)外板具有很好的附著力，有效地實(shí)現(xiàn)了越障，實(shí)用性強(qiáng)。

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分， 本實(shí)用新型的示意性實(shí)例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。圖1為本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的放大示意圖；圖3為本實(shí)用新型的主視示意圖；圖4為本實(shí)用新型的俯視示意圖；圖5為本實(shí)用新型的幾何示意圖。圖中1、硬質(zhì)外板；2、壓縮彈簧；3、兩級(jí)伸縮桿；4、轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)；5、輪軸；6、車輪； 7、滾動(dòng)珠；8、環(huán)扣齒；9、螺栓；10、兩級(jí)伸縮桿內(nèi)桿；11、直線軸承；12、旋盤；13、環(huán)扣；14、 棘輪軸齒。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的詳細(xì)內(nèi)容及其具體實(shí)施方式
。[0022]參見(jiàn)圖1至圖5，本實(shí)用新型的六板輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括硬質(zhì)外板1、壓縮彈簧2、兩級(jí)伸縮桿3、轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)4、輪軸5、車輪6、滾動(dòng)珠7、環(huán)扣齒8、螺栓9、兩級(jí)伸縮桿內(nèi)桿10、直線軸承11、旋盤12、環(huán)扣13、及棘輪軸齒14。其中，各硬質(zhì)外板1間鉸接，兩級(jí)伸縮桿3的一端與硬質(zhì)外板1鉸接，另一端與轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)4的環(huán)扣13連接，壓縮彈簧2與該兩級(jí)伸縮桿 3套接，車輪6通過(guò)螺栓9與輪軸5連接；固定在環(huán)扣13側(cè)面的旋盤12與輪軸5絲接，該旋盤12上設(shè)有滾動(dòng)珠7，棘輪上的環(huán)扣齒8與棘輪軸齒14咬合。參見(jiàn)圖1及圖3，在機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)平直運(yùn)動(dòng)時(shí)，車輪6在當(dāng)前觸地的硬質(zhì)外板1上運(yùn)動(dòng)， 運(yùn)動(dòng)至車輪6與硬質(zhì)外板1的中線處時(shí)，由于硬質(zhì)外板1的長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)4的直徑、車輪 6的直徑以及各伸縮桿內(nèi)桿10之間的相互關(guān)系，輪軸5推著環(huán)扣13使得整個(gè)硬質(zhì)外板1 發(fā)生翻轉(zhuǎn)逐漸降低至下一塊硬質(zhì)外板1與地面接觸時(shí)為止。當(dāng)車輪6運(yùn)動(dòng)至兩塊硬質(zhì)外板 1的鉸接處時(shí)，整個(gè)硬質(zhì)外板1的重心降到最低，再在輪軸5的推動(dòng)作用下運(yùn)動(dòng)至重心最高處，(即車輪6的中心在硬質(zhì)外板1的中心線上)從而實(shí)現(xiàn)周期性運(yùn)動(dòng)。參見(jiàn)圖1及圖2，在機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)越障時(shí)，自動(dòng)進(jìn)入越障模式。由于硬質(zhì)外板1中與當(dāng)前觸地的前一塊外板受阻不能繼續(xù)下降，使得輪軸六板機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)不到位，而此時(shí)車輪6與硬質(zhì)外板1中的觸地板之間還有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，直至機(jī)構(gòu)的棘輪軸齒14與棘輪上的環(huán)扣齒8發(fā)生咬合，將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力自動(dòng)轉(zhuǎn)換到外六板機(jī)構(gòu)，則切換到了越障模式。直至硬質(zhì)外板能夠處在平直運(yùn)動(dòng)時(shí)的狀態(tài)時(shí)，才脫離越障模式。參見(jiàn)圖2，由于在環(huán)扣13的兩側(cè)有旋盤12的固定作用，在此處形成了一個(gè)移動(dòng)副， 使得輪軸5與環(huán)扣13在軸向上的位置相對(duì)固定。能夠有效地實(shí)施轉(zhuǎn)向。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種六板輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于各硬質(zhì)外板(1)間鉸接，兩級(jí)伸縮桿(3)的一端與硬質(zhì)外板(1)鉸接，另一端與轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(4)的環(huán)扣(13)連接，壓縮彈簧(2)與該兩級(jí)伸縮桿(3)套接，車輪(6)通過(guò)螺栓(9)與輪軸(5)連接；固定在環(huán)扣(13)側(cè)面的旋盤(12)與輪軸(5)絲接，該旋盤(12)上設(shè)有滾動(dòng)珠(7)，棘輪上的環(huán)扣齒(8)與棘輪軸齒(14)咬合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六板輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的兩級(jí)伸縮桿(3)由相互套接的兩級(jí)伸縮桿內(nèi)桿(10)及直線軸承(11)構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種六板輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)，屬于機(jī)械類。其結(jié)構(gòu)是各硬質(zhì)外板間鉸接，兩級(jí)伸縮桿的一端與硬質(zhì)外板鉸接，另一端與轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的環(huán)扣連接，壓縮彈簧與該兩級(jí)伸縮桿套接，車輪通過(guò)螺栓與輪軸連接；固定在環(huán)扣側(cè)面的旋盤與輪軸絲接，該旋盤上設(shè)有滾動(dòng)珠，棘輪上的環(huán)扣齒與棘輪軸齒咬合。優(yōu)點(diǎn)在于能夠適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境，提升輪式運(yùn)動(dòng)在復(fù)雜環(huán)境的運(yùn)行效率、提高越障能力、增強(qiáng)承載能力，保留控制的簡(jiǎn)單性。提高了承載能力和防滑能力以及運(yùn)動(dòng)效率，提升了輪徑以及不規(guī)則的活動(dòng)外板具有很好的附著力，有效地實(shí)現(xiàn)了越障，實(shí)用性強(qiáng)。
文檔編號(hào)B60C27/20GK202242824SQ20112040030
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者馮秦, 張振興 申請(qǐng)人:馮秦, 張振興