[发明专利]一种螺旋行走运动机构无效
申请号: | 201110140889.X | 申请日: | 2011-05-27 |
公开(公告)号: | CN102285387A | 公开(公告)日: | 2011-12-21 |
发明(设计)人: | 傅惠南;邢伟科 | 申请(专利权)人: | 广东工业大学 |
主分类号: | B62D57/02 | 分类号: | B62D57/02 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 510006 广东省广*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 螺旋 行走 运动 机构 | ||
技术领域
本发明涉及一种采用螺旋机构作为行走体的新型运动驱动机构。这种驱动形式,具有很强的驱动能力,能翻越各种障碍、平稳爬升楼梯、不受各种道路限制、能适应野外复杂地形地貌越野驱动。可应用于路况复杂或路面不明的抢险救灾、地震救援、越障工具、人员或物资攀爬楼梯的交通工具等。
背景技术
随着社会文明的发展和进步,人们对行走机构和移动运输机构产生了多种多样的需求,促使了行走运动机构不断推陈出新,但也面临着许多挑战。
拖拽搬运物品,畜力拉撬是比较原始的一类行走驱动机构,可适应多种环境条件下的应用,但效率低,在现代社会中其应用已越来越少。采用驱动轮子的行走方式,是人类社会发展中有划时代意义的发明。时至今日,轮式行走机构仍然是人类应用最广泛的运动机构,也获得了充分的发展,如自行车、汽车、时速高达400多千米/小时的高铁。轮式机构的自重轻、承载大、机构简单、驱动和控制相对方便、行走速度快、机动灵活、工作效率高等优点,是其成为人们在行走运动驱动方式上首选应用对象的主要原因,但也经常面临挑战,例如需要解决逢山开路、遇水架桥的问题,其运动稳定性、轨迹控制以及功能的发挥与路面、环境存在依赖关系,适应复杂路况性能不良,存在不能越障、爬楼梯等问题,从而制约其应用。例如,荒野中的工程建设、矿山开采、建筑工地、军事越野等领域,人们广泛采用履带式移动机构而不是轮式机构。这种履带式移动机构具有跨沟越埂能力,能够适应多种野外作业环境,但也存在速度较慢、功耗较大、对地面破坏程度大等问题。此外为了提高灵活性和适应各种不同条件和场合的应用需求,人们还开发了诸如腿式移动机构、蛇行式移动机构、磁悬浮移动机构、螺旋桨驱动机构、喷气驱动机构、鱼式驱动机构、…、以及各种复合式移动机构。
现代社会中,经常遇到复杂、变化的环境和条件,需要适应相应条件下的行走运动机构。例如,获得一种不受各种道路条件限制、能适应野外复杂地形地貌的越野驱动机构,同时还希望这种机构有强的驱动能力,能翻越各种障碍、平稳爬升楼梯,可应用于路况复杂或路面不明的情形。这些情形可能出现在抢险救灾、地震救援、越障工具、城市高层建筑缺电状况下人员或物资攀爬楼梯或输送伤员物质、野外探险侦测等等。
发明内容
针对上述背景技术问题,本发明是一种新型螺旋行走运动机构,目的之一是使该装置在原理上能够产生强的驱动能力,从而实现能够在复杂、变化的环境和条件下具有适应能力、获得行走运动驱动功能。
本发明的另一个目的,是实现装置能够翻越各种障碍、能够在有道路或无道路条件下行走运动,能适应野外复杂地形地貌越野驱动。
本发明还有一个目的是,是使装置能够平稳爬升楼梯,在建筑中不依赖电梯可进行物资、伤员等的输送。
本发明的一种螺旋行走运动机构,工作原理如图1:行走驱动采用螺旋机构,通过螺旋机构与地面接触形成摩擦副,产生垂直于螺旋轴(y)方向的行走运动或平行于螺旋轴(x)方向的行走运动。
本发明采用螺旋行走驱动,其中一种方案的说明如图2。图中采用4组螺旋副(1),由支撑架(3)连接载物台(2)。4组螺旋副(1)中的每一组可独立驱动控制,由每一组螺旋副的正反方向旋转,决定螺旋行走机构的前进、后退、横向前后运动、左右旋转运动等各种动作,进行不同控制的组合,可以达到多种控制目的和实现多种功能任务。
图3是本发明实施的其中一种双螺旋行走驱动装置,采用左旋螺旋和右旋螺旋组成一对双螺旋机构。装置由两组螺旋副驱动系统(1),载物台及支持系统(2)和控制装置(3)组成。左旋螺旋和右旋螺旋反向旋转时双螺旋机构沿平行于螺旋轴线的左、右方向运动。机构沿垂直于螺旋轴的前、后方向行走运动,采用左旋螺旋和右旋螺旋同向旋转。机构转向或沿着设定方向行走运动采用左旋螺旋和右旋螺旋的差速同向旋转或反向旋转。通过对每一组螺旋驱动系统(1)的驱动控制,可以实现螺旋行走机构的前进、后退、横向前后运动、左右旋转运动等各种动作。
本发明的一种螺旋行走运动机构,可以采用多组左旋螺旋和右旋螺旋组成复合螺旋机构,构成螺旋行走驱动机构。螺旋结构可以包括截面为梯形、三角形、方形以及曲面形状。
附图说明
图1是本发明的螺旋行走运动原理图。
图2是本发明的其中一种螺旋行走机构结构说明图。
其中:1-螺旋机构;2-载物台;3-支撑架。
图3是本发明的其中一种双螺旋行走机构实施案例。
其中:1-螺旋驱动系统;2-载物台及支持系统;3-控制装置。
具体实施方式
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