[发明专利]外骨骼单元、柔性外表面及移动车辆

说明书

本发明公开了一种外骨骼单元、柔性外表面及移动车辆，该外骨骼单元，用于组成柔性外表面，包括：单元本体，其具有用于包覆于车体的外侧；控制机构，其位于所述单元本体的内侧，所述控制机构用于驱动所述单元本体在空间内具有至少三个方向上的转动自由度以及三个方向上的移动自由度，以使多个所述单元本体拼合成多种形态的柔性外表面。通过控制机构驱动单元本体，可改变单元本体的空间形态，当多个单元本体拼合成柔性外表面时，且当单元本体空间形态改变时，从而能够有效降低能耗，提高运行的平稳性以及提高运行速度以解除限速。

技术领域

本发明涉及可变外形技术领域，尤其涉及一种外骨骼单元、柔性外表面及具有该柔性外表面的移动车辆。

背景技术

在交通运输行业，目前，绝大多数的交通工具都具有特定且固定的外形，在加速以及稳定运行过程中交通工具表面的气流会严重限制交通工具的最高时速，造成运行不平稳，并且增加很大的能耗。

为解决上述问题，现有技术中一种移动车辆，其仿生学设计的四轮不再暴露在外，而是通过先进的可延伸材料包覆，实现自由而随意的四轮独立转向，然而包覆式四轮车体外结构只能实现车轮在平面内的旋转，无法实现空间上的自由外形变化，并且其应用的延伸材料无法在高速交通领域中抵抗高强度的压力之下进行转向。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种外骨骼单元及柔性外表面，其应用于解决移动车辆在高速运行中头部挤压区、摩擦区、尾流区等气流对交通工具造成的运行不平稳、能耗增加、限制最高时速的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种外骨骼单元，用于组成柔性外表面，包括：

单元本体，其具有用于包覆于车体的外侧；

控制机构，其位于所述单元本体的内侧，所述控制机构用于驱动所述单元本体在空间内具有至少三个方向上的转动自由度以及三个方向上的移动自由度，以使多个所述单元本体拼合成多种形态的柔性外表面。

优选地，所述控制机构包括固定控制杆、多个连杆组以及转动驱动组，所述单元本体铰接在所述固定控制杆上，所述转动驱动组通过多个所述连杆组驱动所述单元本体在至少三个方向上转动。

优选地，所述控制机构还包括横移驱动组，所述横移驱动组用于驱动所述单元本体至少在三个方向上横移。

优选地，所述控制机构还包括控制盘，所述控制盘铰接在所述固定控制杆上，所述连杆组具有三个，三个所述连杆组设置于所述控制盘与所述单元本体之间且以所述固定控制杆为中心均匀周向分布，所述转动驱动组包括三个从动控制杆和三个长度可变的主动控制杆，三个所述从动控制杆的一端分别同时连接相邻两个所述连杆组，另一端铰接在所述控制盘上；三个所述主动控制杆以所述固定控制杆为中心均匀周向布置于所述控制盘的下方，并通过改变长度来改变所述控制盘的倾斜形态以改变所述单元本体的空间形态。

优选地，所述横移驱动组包括三个双作用气缸，三个所述双作用气缸分别设置于相邻两个所述连杆组之间。

优选地，所述主动控制杆为气动肌肉。

优选地，所述单元本体为正六边形的单元本体。

优选地，所述单元本体的外表面附着有由高分子弹性材料制成的补偿层，以当所述单元本体的外表面受压时，所述补偿层弥补所述单元本体之间的间隙。

本发明还公开了一种柔性外表面，所述柔性外表面由上述的多个外骨骼单元拼合而成。

本发明还公开了一种移动车辆；所述移动车辆的外表面至少部分由上述的柔性外表面组成。