專利名稱：機械增力行走系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種機械增力行走系統(tǒng)，屬于車輛行走底盤。這種機械增力行走系統(tǒng)，利用增加機械驅動力的方法，在有較大承載能力和附著力的輪式行走機構中輔助以伸縮驅動桿，以便行走系統(tǒng)具有較強跨越障礙的能力，可以在雜草和樹木較多的泥濘、凸凹不平的復雜路面以及田間、沼澤、山地、丘陵等條件下牽引或負重行走。
背景技術：
為了滿足目前森林救災搶險的需要，人類對行走系統(tǒng)的通過性和適應性提出越來越高的要求，要求行走系統(tǒng)能夠用于人們不能進入或難以進入的區(qū)域作業(yè)、搶險。目前常用的行走系統(tǒng)有足式、履帶式、輪式。足式屬于跨越式行走，具有較強的越障能力，但在同樣負載的情況下，足式行走方式接觸壓力大，承載能力小，適合在承載壓力大的路面行走；履帶式行走方式地面接觸壓力小，承載能力大，附著力強，可以在承載壓力小的地面行走；而輪式接觸壓力和承載能力介于足式和履帶式之間，可以高速行駛，具有較高的靈活性，但越障能力差。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是要提供一種機械增力行走系統(tǒng)，它不但地面接觸壓力較小，承載能力大，可以連續(xù)行走，而且跨越障礙能力較強，可以在雜草和樹木較多的泥濘、凸凹不平的復雜路面以及田間、沼澤、山地、丘陵等條件下牽引或負重行走。
為了達到本發(fā)明的目的所采取的技術方案包括車架1和n個獨立驅動的相同結構基本輪組，正整數(shù)n≥2，基本輪組包括減震器2、輪軸3、驅動輪4，通過減震器2的上端與車架1相連，減震器2的下端與輪軸3轉動連接，驅動輪4安裝在輪軸3上并繞輪軸3轉動，1-2-3-4組成普通輪式行走系統(tǒng)；所述的基本輪組還包括一個轉動導桿增力機構，該轉動導桿增力機構主要由曲柄5、連接桿6、導桿7和滑塊8組成，其中，曲柄5與驅動輪4固連并和驅動輪4一起繞輪軸3轉動，連接桿6的內端與減震器2的下端夾角α固連并可繞輪軸3轉動，連接桿6的位置由夾角α鎖定，導桿7的內端與連接桿6的外端轉動連接并與滑塊8移動連接，滑塊8與曲柄5轉動連接；由普通輪式行走系統(tǒng)1-2-3-4和轉動導桿增力機構5-6-7-8基本組成機械增力行走系統(tǒng)。
上述機械增力行走系統(tǒng)中，改變轉動導桿增力機構的曲柄5、連接桿6和轉動導桿7的設計長度，使行走系統(tǒng)可以適用于不同的使用目的，如在山地、沙漠和泥濘的道路上行駛，或者爬樓梯專用。
上述機械增力行走系統(tǒng)中，連接桿6與減震器2下端的夾角α在大于或等于-180°到小于180°之間可調，機械增力行走系統(tǒng)可以行走在平坦路面上、越過較高的障礙或倒下的樹枝，以及在泥濘的沼澤地上行駛。
上述機械增力行走系統(tǒng)中，所述的轉動導桿7的截面形狀可以是圓形或三角形或矩形或橢圓等任意形狀，其外端可以安裝橡膠套，以便增加驅動摩擦力。
上述機械增力行走系統(tǒng)中，每個基本輪組中可包含m個轉動導桿增力機構，m≥1且為正整數(shù)，這些轉動導桿增力機構共用連接桿6；多個轉動導桿增力機構可以在輪胎失效時使系統(tǒng)繼續(xù)行駛。
上述機械增力行走系統(tǒng)中，當基本輪組的數(shù)量n≥2時，n個基本輪組是通過車架1連接起來的，可以按需要布置在車架1上，如橫向對稱或縱向并排布置組成復合式機械增力行走系統(tǒng)。
本發(fā)明采用簡單的轉動導桿增力機構增加機械驅動力來提高輪式行走系統(tǒng)跨越障礙的能力，拓展了輪式行走系統(tǒng)的地面適應能力，可以滿足不同場合需要。


圖1為本發(fā)明機械增力行走系統(tǒng)結構原理圖；圖2為本發(fā)明含有2×2個完全一樣的基本輪組、每個基本輪組含有一個轉動導桿增力機構時的機械增力行走機構工作狀態(tài)示意圖，其中圖2a)為前排基本輪組的轉動導桿增力機構的導桿正在將前排驅動輪提升起來的狀態(tài)圖，圖2b)為已被提升的前排基本輪組的驅動輪靠摩擦力驅動跨越障礙的狀態(tài)圖，圖2c)為前排基本輪組的驅動輪已越過障礙并繼續(xù)靠摩擦力驅動行駛的狀態(tài)圖；圖3為本發(fā)明含有3×2個基本輪組、每個基本輪組含有一個轉動導桿增力機構時的機械增力行走機構原理圖；圖4為本發(fā)明含有4×2個基本輪組、每個基本輪組含有一個轉動導桿增力機構時的機械增力行走機構原理圖；圖5為本發(fā)明含有2×2個基本輪組、每個基本輪組含有兩個均布的轉動導桿增力機構時的機械增力行走機構原理圖；圖6為本發(fā)明含有2×2個基本輪組、每個基本輪組含有三個均布的轉動導桿增力機構時的機械增力行走機構原理圖；圖7為本發(fā)明含有2×2個基本輪組、每個基本輪組含有四個均布的轉動導桿增力機構時的機械增力行走機構原理圖。
圖8為本發(fā)明含有2×2個基本輪組、每個基本輪組含有四個均布的轉動導桿增力機構且α＜0°時的機械增力行走機構在泥濘、沼澤地行駛原理圖。
具體實施方案下面根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施例進行描述。
如圖1所示，1為車架，本實施例包括n＝2×2個基本輪組，即4個基本輪組按2行2列布置在車架1上。每一個基本輪組包括減震器2、輪軸3、驅動輪4和一個轉動導桿增力機構，轉動導桿增力機構包括曲柄5、連接桿6、轉動導桿7和滑塊8，各基本輪組通過各自的減震器2與車架1固連。連接桿6的位置由方位角即夾角α鎖定，-180°≤α＜180°；曲柄5與驅動輪4固連并和驅動輪4一起繞輪軸3轉動。
由圖1可知，每個基本輪組都有獨立的驅動輪4，驅動輪4轉動即可驅動系統(tǒng)行駛；通過改變兩列驅動輪4的轉速，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的轉向；當遇到障礙時，不是僅僅依靠驅動輪4與障礙之間的摩擦力來抬起驅動輪4，而是依靠伸出的導桿7的機械驅動力使驅動輪4被抬起，從而相對降低障礙的高度，使驅動輪4越過障礙，以便提高行走系統(tǒng)的越障能力。同時，減震器2根據(jù)驅動輪4在豎直方向的提升，從而實現(xiàn)車架1豎直方向的提升。
圖2為本發(fā)明含有2×2個完全一樣的基本輪組、每個基本輪組含有一個轉動導桿增力機構時的機械增力行走機構工作狀態(tài)示意圖，圖中各基本輪組的連接桿6取同樣的方位角α＝50°、導桿7取同樣的初始位置、各驅動輪4轉速一樣。其中，如圖2a)所示，后排基本輪組依靠驅動輪4與地面的摩擦力來驅動，而前排基本輪組的轉動導桿增力機構的導桿7正在將前排驅動輪4提升起來，從而提升車架1；如圖2b)所示，后排基本輪組依靠驅動輪4與地面的摩擦力繼續(xù)驅動，而已被提升的前排基本輪組的驅動輪4依靠其與地面的摩擦力來驅動，繼續(xù)提升車架1，從而越過障礙；如圖2c)所示，前排基本輪組的驅動輪4已越過障礙，轉動導桿7收回，與后排基本輪組一起依靠驅動輪4與地面的摩擦力來驅動。后排基本輪組越障的過程與前排基本輪組越障過程相同。
多個基本輪組組合n＝4、6、8、10…，如圖3、4，各基本輪組是通過車架1連接起來的，各基本輪組的連接桿6的方位角α可以相同或不同，亦可在行進過程中根據(jù)路面情況分別調整。
調整夾角α實際上是調整連接桿6與減震器2或車架1之間的夾角。對于這種兩構件轉角的調整，現(xiàn)有技術中方法很多，例如在減震器2下端焊接一個沿一定半徑的圓周分布很多孔的圓盤，連接桿6的外端焊接一能插入圓盤上孔的銷子，這樣，將連接桿上的銷子插入圓盤上不同的孔就可以達到調整可調夾角α的目的，這是有級調整。當然，還可以采用現(xiàn)有技術中的無級調整機構。
機械增力行走系統(tǒng)的每個基本輪組中可包含m＝2、3、4、5、6…多個轉動導桿增力機構，如圖5、6、7，諸曲柄均布于該輪組的驅動輪上，m個轉動導桿增力機構共用連接桿6；多個轉動導桿增力機構可以在輪胎失效時使系統(tǒng)繼續(xù)行駛。
如圖8所示，當系統(tǒng)行駛在泥濘、沼澤地面上，輪胎打滑、驅動力下降時，調整連接桿6的方位角α＜0，由導桿7驅動系統(tǒng)繼續(xù)行駛；導桿7的截面形狀可以是圓形、三角形、矩形等，其外端可以安裝橡膠套，以便增加驅動摩擦力。
由上述可見，由轉動導桿增力機構輔助普通輪式行走機構可以增加機械驅動力，提高行走系統(tǒng)跨越障礙的能力，可以根據(jù)需要首先確定輪式行走機構1-2-3-4，然后通過調整轉動導桿增力機構5-6-7-8的各桿件設計參數(shù)以滿足不同場合需要。
最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種機械增力行走系統(tǒng)包括車架(1)和n個獨立驅動的相同結構基本輪組，正整數(shù)n≥2，基本輪組包括減震器(2)、輪軸(3)、驅動輪(4)，通過減震器(2)的上端與車架(1)相連，減震器(2)的下端與輪軸(3)轉動連接，驅動輪(4)安裝在輪軸(3)上并繞輪軸(3)轉動，其特征在于，所述的基本輪組還包括一個轉動導桿增力機構，該轉動導桿增力機構主要由曲柄(5)、連接桿(6)、導桿(7)和滑塊(8)組成，其中，曲柄(5)與驅動輪(4)固連并和驅動輪(4)一起繞輪軸(3)轉動，連接桿(6)的內端與減震器(2)的下端夾角α固連并可繞輪軸(3)轉動，連接桿(6)的位置由夾角α鎖定，導桿(7)的內端與連接桿(6)的外端轉動連接并與滑塊(8)移動連接，滑塊(8)與曲柄(5)轉動連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的機械增力行走系統(tǒng)，其特征在于，連接桿(6)與減震器(2)下端的夾角α在大于或等于-180°到小于180°之間可調。
3.根據(jù)權利要求1所述的機械增力行走系統(tǒng)，其特征在于，轉動導桿(7)的截面形狀可以是圓形或三角形或矩形或橢圓。
4.根據(jù)權利要求3所述的機械增力行走系統(tǒng)，其特征在于，轉動導桿(7)的外端安裝有橡膠套。
5.根據(jù)權利要求1所述的機械增力行走系統(tǒng)，其特征在于，每個基本輪組中可包含m個轉動導桿增力機構，正整數(shù)m≥1，這些轉動導桿增力機構共用連接桿(6)。
6.根據(jù)權利要求1所述的機械增力行走系統(tǒng)，其特征在于，當基本輪組的數(shù)量n≥2時，n個基本輪組是通過車架(1)連接起來的，n個基本輪組可以橫向對稱或縱向并排布置組成復合式機械增力行走系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機械增力行走系統(tǒng)，屬于車輛行走底盤。技術方案包括車架(1)和n個獨立驅動的相同結構基本輪組，正整數(shù)n≥2，基本輪組包括減震器(2)、輪軸(3)、驅動輪(4)，還包括一個轉動導桿增力機構，該轉動導桿增力機構主要由曲柄(5)、連接桿(6)、導桿(7)和滑塊(8)組成。曲柄(5)與驅動輪(4)固連并繞輪軸(3)轉動，連接桿(6)的內端與減震器(2)的下端夾角α固連并可繞輪軸(3)轉動，導桿(7)的內端與連接桿(6)的外端轉動連接并與滑塊(8)移動連接。本發(fā)明采用簡單的轉動導桿增力機構增加機械驅動力來提高輪式行走系統(tǒng)跨越障礙的能力，拓展了輪式行走系統(tǒng)的地面適應能力，可滿足不同場合需要。
文檔編號B62D57/024GK1944159SQ20061011413
公開日2007年4月11日 申請日期2006年10月30日 優(yōu)先權日2006年10月30日
發(fā)明者李海濤, 于婭楠, 趙俊朋, 魏文軍, 張紹英, 田國平 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學