一種基于四連桿可變形原理的全地形車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于全地形車技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能夠通過四連桿可變形的原理實現(xiàn)全地形運動的結(jié)構(gòu)設(shè)計和器件。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)全地形車的履帶式或4輪式移動方式已經(jīng)獲得廣泛的應用，而隨著環(huán)境的復雜程度的加大，對地形車的適應性的要求不斷提高，能夠適應多種復雜地形，并在一定程度上保證車身穩(wěn)定性，具有普通全地形車所不能比擬的機動性能的全地形車將獲得更良好的發(fā)展前景。目前國內(nèi)外的大多數(shù)全地形車采用輕型履帶式，前后兩個車體動力驅(qū)動并以液壓鉸接方式鏈接，其主要特點是接地比壓(一般小于0.3kg/cm2)低于通用車，轉(zhuǎn)彎半徑和縱向通過半徑小于相同長度通用車，具有較高的環(huán)境適應性。然而這種全地形車對于凹凸不平的地面適應性不強、易傾覆，對于較窄路面無法正常行進。因此我們設(shè)計了一種基于四連桿結(jié)構(gòu)，依據(jù)其可變形原理的全地形車。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本
【發(fā)明內(nèi)容】
設(shè)計了一種基于四連桿結(jié)構(gòu)，依據(jù)其可變形的原理的全地形車。該全地形車采用模塊化設(shè)計，可實現(xiàn)對多種地形的適應。第一個模塊為前輪結(jié)構(gòu)，利用相關(guān)的機械設(shè)計知識設(shè)計了四連桿式的前輪結(jié)構(gòu)，將四連桿的機架安裝在車身上，連桿上固定前輪，然后在連桿上固定舵機以控制方向。為了增加前輪與地面的摩擦力，在四連桿對角方向安裝拉長的彈簧，阻礙前輪離開地面。第二個模塊為車身兩側(cè)車輪，車身兩側(cè)采用對稱結(jié)構(gòu)，均采用四連桿結(jié)構(gòu)，在兩個曲柄上固定車輪，將連桿和機架的固定在車身上，同時保證其可以自由轉(zhuǎn)動。該全地形車采用前輪和兩側(cè)車輪均采用四連桿結(jié)構(gòu)，具有適應能力強、穩(wěn)定性高、結(jié)構(gòu)簡單可靠、整體布局合理、外形簡約美觀，運動性能突出、控制簡單高效等特點。
[0004]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，我們基于四連桿可變形原理，設(shè)計了這款全地形車。所述全地形車包括前輪結(jié)構(gòu)、兩側(cè)車輪結(jié)構(gòu)、和后輪結(jié)構(gòu)；其中，所述前輪結(jié)構(gòu)包括前輪四連桿機構(gòu)、前輪傳動機構(gòu)和前輪安裝結(jié)構(gòu)。
[0005]所述前輪四連桿機構(gòu)包括前輪機架、上連桿、下連桿、耳片、連接板和前輪彈簧；前輪機架固定在車身前方上，上連桿和下連桿的一端分別連接到前輪機架的上、下兩個孔處上，上連桿和下連桿的的另一端分別連接有耳片，耳片分別固定到連接板上，可拉長的前輪彈簧對角地固定在前輪機架下方和連接板上方，舵機架和軸承座分別固定到連接板的上方、下方。在彈簧的拉力下連接板受向下的力，從而增加前輪與地的摩擦力。
[0006]所述前輪傳動機構(gòu)包括舵機、舵機架、舵盤、連接盤、軸承座和轉(zhuǎn)動軸；舵機通過舵機架固定到連接板上，舵盤安裝到舵機上，連接盤通過螺釘與舵盤連接，連接盤與轉(zhuǎn)動軸通過形位連接，從而將舵機的扭矩通過轉(zhuǎn)動軸輸出，轉(zhuǎn)動軸通過螺釘固定在U型架上，內(nèi)部安裝有兩個軸承的軸承座固定在連接板上，轉(zhuǎn)動軸穿過軸承座中的兩個軸承與U型架連接。
[0007]所述前輪安裝結(jié)構(gòu)包括U型架、電機、、聯(lián)軸器和車輪；車輪安裝在U型架中間，電機安裝在U型架一側(cè)的外側(cè)，電機通過聯(lián)軸器將車輪連接到電機輸出軸上，在車輪另一側(cè)使用螺栓固定車輪和聯(lián)軸器。
[0008]所述兩側(cè)車輪結(jié)構(gòu)包括對稱地安裝在車身兩側(cè)的四連桿結(jié)構(gòu)和支架；所述四連桿結(jié)構(gòu)包括側(cè)輪曲柄、側(cè)輪連桿和側(cè)輪彈簧；車輪安裝在側(cè)輪曲柄上，電機安裝在側(cè)輪曲柄內(nèi)側(cè)并通過聯(lián)軸器連接車輪，車輪固定在車身外側(cè)；所述支架包括橫梁和橫梁支架；兩個U字型的橫梁支架對稱地固定在車身中間的兩側(cè)，兩個橫梁分別上下固定到橫梁支架的U型凹槽中。
[0009]所述車身為矩形平板，前輪機架固定在車身前方，橫梁支架固定在車身中部，對稱地安裝有兩個橫梁支架。
[0010]考慮后輪直接固定在車身上，后輪結(jié)構(gòu)不具有自由度，為防止翻越障礙物時后輪卡住，將U型傾斜一定角度，然后將車輪和電機采用和前輪一樣的安裝方式安裝在后輪固定架上。所述后輪結(jié)構(gòu)包括后輪固定架、電機和車輪，后輪固定架固定在車身后方，后輪安裝在后輪固定架中間，電機安裝在后輪固定架一側(cè)的外側(cè)，電機通過聯(lián)軸器將車輪連接到電機輸出軸上，在車輪另一側(cè)使用螺栓固定車輪和聯(lián)軸器，以保證后輪提供強勁動力的同時防止后輪卡住。
[0011]作為對本發(fā)明的所述全地形車的進一步說明，優(yōu)選地，軸承座包含有階梯型內(nèi)孔，兩個軸承分別安裝在上下兩個大內(nèi)徑的孔中，轉(zhuǎn)動軸穿過兩個軸承，轉(zhuǎn)動軸的底部設(shè)有凸肩以限制下方軸承軸向移動，轉(zhuǎn)動軸的另一端開有圓環(huán)凹槽，通過卡在轉(zhuǎn)動軸凹槽中的擋圈阻擋上方的軸承移動，通過連接盤將轉(zhuǎn)動軸與舵機相連，以減小舵機輸出軸所受彎矩。
[0012]作為對本發(fā)明的所述全地形車的進一步說明，優(yōu)選地，小軸承通過前輪套筒安裝在U型架的一側(cè)的孔中，前輪套筒穿過小軸承，通過螺釘將前輪套筒、車輪固定到聯(lián)軸器上，在前輪套筒外側(cè)套設(shè)有前輪軸肩，以阻擋小軸承內(nèi)向滑動，小軸承的另一側(cè)添加墊片以阻擋小軸承向外滑出，通過前輪套筒將電機所受的扭矩傳遞到U型架上，以減小電機輸出軸所受的彎矩。
[0013]作為對本發(fā)明的所述全地形車的進一步說明，優(yōu)選地，兩個側(cè)輪曲柄對稱安裝在兩個側(cè)輪連桿的兩端，兩個可拉長的側(cè)輪彈簧對角地安裝在側(cè)輪曲柄上，當側(cè)輪遇到障礙物后被動抬高或降低，以保證車身穩(wěn)定性。
[0014]作為對本發(fā)明的所述全地形車的進一步說明，優(yōu)選地，橫梁的兩端分別與側(cè)輪連桿的中間位置相連，在承載側(cè)輪四連桿結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，以保證側(cè)輪連桿的自由轉(zhuǎn)動。
[0015]作為對本發(fā)明的所述全地形車的進一步說明，優(yōu)選地，后輪固定架為U型架并具有一傾斜角度10?20°，以防止翻越障礙物時后輪卡住。
[0016]作為對本發(fā)明的所述全地形車的進一步說明，優(yōu)選地，轉(zhuǎn)動軸一端開有D形的孔，連接盤有突出的D形柱。
[0017]作為對本發(fā)明的所述全地形車的進一步說明，優(yōu)選地，側(cè)輪曲柄的端部開設(shè)有U型槽，上、下兩個側(cè)輪連桿安裝在U型槽中，上、下兩個側(cè)輪連桿的中間開設(shè)有圓孔，通過螺栓固定在橫梁兩端。這樣，側(cè)輪的四連桿結(jié)構(gòu)既連接到車身上又保證四連桿可以因地變形。將兩個拉長的彈簧對角固定在側(cè)輪曲柄上，防止兩側(cè)的車輪因被動抬高而離開地面。
[0018]本發(fā)明的優(yōu)點在于:1)前輪采用四連桿結(jié)構(gòu)被動適應地形，前輪抬高的同時車身高度不變。2)前輪四連桿結(jié)構(gòu)安裝彈簧，通過彈簧的拉力作用增加前輪與地面的摩擦力。3)前后輪車輪采用U型架安裝，一側(cè)固定電機，另一側(cè)通過軸承連接車輪，減少電機輸出軸所受的彎矩，增強車輪的穩(wěn)定性。4)車身兩側(cè)的車輪采用雙曲柄結(jié)構(gòu)，使得兩側(cè)車輪遇到障礙物時可以最大程度的抬高，同時保證車身穩(wěn)定性。5)兩側(cè)的四連桿結(jié)構(gòu)使用雙彈簧對角拉緊的方式，阻礙車輪離開地面，增加車輪與地面的摩擦力，抬高電機能量的利用率。6)總體結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計，結(jié)構(gòu)緊湊而有條理，通過四連桿結(jié)構(gòu)被動適應地形，在車輪上下運動的同時保證車身的穩(wěn)定性，運動靈活，操縱方便。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的全地形車的整體示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明的全地形車的前輪結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本發(fā)明的全地形車的前輪舵機傳動結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為本發(fā)明的全地形車的前輪舵機傳動剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5為本發(fā)明的全地形車的前后車輪安裝結(jié)構(gòu)細節(jié)示意圖；
[0024]圖6為本發(fā)明的全地形車的兩側(cè)連桿安裝效果示意圖；
[0025]圖7為本發(fā)明的全地形車的側(cè)身連桿結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖8為本發(fā)明的全地形車的側(cè)輪安裝結(jié)構(gòu)細節(jié)示意圖；
[0027]圖9為本發(fā)明的全地形車的側(cè)身連桿固定結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖10為本發(fā)明的全地形車的后輪固定結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]附圖標記說明如下:
[0030]前輪機架1，上連桿2，下連桿3，前輪彈簧4，耳片5，連接板6，舵機架7，舵機8，舵盤9，連接盤10，軸承座11，轉(zhuǎn)動軸12，軸承13，擋圈14，U型架15，電機15，車輪17，聯(lián)軸器18，小軸承19，墊片20，前輪套筒21，前輪軸肩22，車身23，側(cè)輪彈簧24，側(cè)輪連桿25，側(cè)輪曲柄26，橫梁27，橫梁支架28，后輪固定架29。
【具體實施方式】
[0031]為了使審查員能夠進一步了解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、特征及其他目的，現(xiàn)結(jié)合所附較佳實施例附以附圖詳細說明如下，本附圖所說明的實施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，并非限定本發(fā)明。
[0032]首先，請參考圖1，圖1為本發(fā)明的全地形車的整體示意圖，如圖1所示，所述全地形車包括前輪結(jié)構(gòu)、兩側(cè)車輪結(jié)構(gòu)、車身和后輪結(jié)構(gòu)。
[0033]再參考圖2，圖2為本發(fā)明的全地形車的前輪結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，所述前輪結(jié)構(gòu)包括前輪四連桿機構(gòu)、前輪傳動機構(gòu)和前輪安裝結(jié)構(gòu)。
[0034]首先，所述前輪四連桿機構(gòu)包括前輪機架1、上連桿2、下連桿3、連接板6和前輪彈簧4。設(shè)計下連桿長于上連桿，并且當整車在一個平面時，前輪結(jié)構(gòu)中的下連桿傾斜向上，便于前輪接觸障礙物時四連桿能夠變形，使得前輪被動抬高，從而攀越障礙物。前輪機架I固定在車身23前方上，上連桿2和下連桿3的一端分別連接到前輪機架I的上、下兩個孔處上，上連桿2和下連桿3的的另一端分別連接有耳片5，耳片5分別固定到連接板6上，可拉長的前輪彈簧4對角地固定在前輪機架I下方和連接板6上方，舵機架7和軸承座11分別固定到連接板6的上方、下方。當前輪遇到障礙物后前輪被動抬高，在彈簧作用下車輪不會離開地面，保證車身穩(wěn)定性。使用帶有可拉伸彈簧的四連桿結(jié)構(gòu)，遇到障礙物后前輪被動抬高，但車身保持平穩(wěn)，在彈簧的作用下，前輪不會離開地面，保證了車身的穩(wěn)定性。
[0035]再者，參考圖3，圖3為本發(fā)明的全地形車的前輪舵機傳動結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，所述前輪傳動機構(gòu)包括舵機8、舵機架7、舵盤9、連接盤10、軸承座11和轉(zhuǎn)動軸12 ;舵機8通過舵機架7固定到連接板6上，舵盤9安裝到舵機8上，連接盤10通過螺釘與舵盤9連接，連接盤10與轉(zhuǎn)動軸12通過形位連接，從而將舵機8的扭矩通過轉(zhuǎn)動軸12輸出，轉(zhuǎn)動軸12通過螺釘固定在U型架15上，內(nèi)部安裝有兩個軸承13的軸承座11固定在連接板6上，轉(zhuǎn)動軸12穿過軸承座11中的兩個軸承13與U型架15連接。
[0036]所述前輪安裝結(jié)構(gòu)包括U型架15、電機16、聯(lián)軸器18和車輪17 ;車輪17安裝在U型架15中間，電機16安裝在U型架15 —側(cè)的外側(cè)，電機16通過聯(lián)軸器18將車輪17連接到電機16輸出軸上，在車輪17另一側(cè)使用螺栓固定車輪17和聯(lián)軸器18。為了減小電機輸出軸所受的彎矩，車輪另一側(cè)使用長螺栓，在螺栓外圍安裝前輪套筒，然后將前輪套筒穿過安裝在U型架中一側(cè)圓孔中的小軸承，通過螺栓和墊片防止前輪套筒和小軸承向外滑出，前輪套筒外圍安裝前輪軸肩防止小軸承向