CN108860363A - 轮式爬楼越障车 - Google Patents

Abstract

一种由空心轴构件，嵌套轴、电机、嵌套轴传动组、轮子传动组、轮子、连接杆、控制器、电池、机架组成的轮式爬楼越障车、轮子即可以绕轮子自身轴转动（自转），又可以绕与其连结的嵌套轴转动（公转），轮子遇到障碍就与同嵌套轴上另一组轮子互换位置，具有越障能力强，越障效率高。

Description

轮式爬楼越障车

本发明涉越障车领域，特别涉及一种轮式爬越障楼车。

背景技术

众所周知，轮式车具有机动性能好，传动效率高，噪音低的优点，但对于高度高于轮子半径的障碍或楼梯，无法直接越过，现有解决方法；加装往复摆动式机械辅助手，重复将车体抬起，以完成爬楼梯，其缺点，间歇爬楼，速度慢。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种轮式爬楼越障车，轮子即可以绕轮子自身轴转动（自转），又可以绕与其连结的嵌套轴转动（公转），以便于连续高速高效爬楼和越障。

为达到上述目的，本发明动技术是这样实现的：

一种轮式爬楼越障车，包括空心轴构件、嵌套轴、电机、嵌套轴传动组、轮子传动组、轮子、连接杆、控制器、电池以及机架；

进一步的，所述的空心轴构件包括两个构件A 、两个构件B、四个拨轮，所述的空心轴构件内径相同，且有相同的阶梯轴。

进一步的，所述的构件A，一端为a锥形齿轮，另一端为双槽皮带轮，中间为空心阶梯轴。

进一步的，所述的构件B一端为a锥形齿轮，另一端为双槽皮带轮，中间为空心阶梯轴。

进一步的，所述的拨轮，一端为涡轮，另一端为拨齿，中间为空心阶梯轴。

进一步的，上述的空心轴构件分成两排排列，第一排分布在车头，从左到右排列为：构件A、拨轮、拨轮、构件B，第二排分布在车尾，从左到右排列为：构件B、拨轮、拨轮、构件A。

进一步的，上述的每个空心轴构件都通过相同b轴承与机架联结，所述的轴承内圈与空心轴构件轴颈阶梯配合，轴承外圈与机架联结，并保持一排空心轴构件同轴心。

进一步的，所述的嵌套轴，为相同构件的两组，且都为同轴心的杆状内轴与空心外轴嵌套。

进一步的，所述的杆状内轴为轴与齿的连接件，其中间靠右部位连接内轴拨齿。

进一步的，所述的空心轴外轴为空心轴与齿的连接件，其内径远大于上述内轴外径，中间靠左部位连接外轴拔齿，中间靠右部位部位开窗，靠近两端为固定轴承的阶梯轴。

进一步的，所述的杆状内轴穿过空心外轴，内轴拨齿从外轴开窗部位穿出，两个a轴承从两端将其联接为一个可以相对转动的嵌套轴。

进一步的，所述的两个嵌套轴分别穿过上述两排空心轴构件，每个嵌套轴的内轴拨齿卡入右侧拨轮的拨齿中，而外轴拨齿则卡左侧拨轮的拨齿中，两拨轮的转动分别带动内轴与外轴的转动。

进一步的所述的嵌套轴通过两个c轴承与机架联结，所述的c轴承内圈与外轴阶梯轴公差配合，轴承外圈与机架固定。

进一步的，所述的连接杆，包括：四内轴连接杆、四外轴连接杆，内轴连接杆的一端连接上述嵌套轴内轴，另一端连接轮轴，外轴连接杆的一端连接上述嵌套轴的外轴，另一端连接轮轴。

进一步的，所述的轮轴一端连接轮子另一端连接单槽皮带轮。

进一步的，所述的电机为步进电机，数量相为两台，且都为可以正向和反向转动的双头长轴电机，

进一步的，所述电机的两个长轴末端接b锥形齿轮；两长轴中间接a齿轮。

进一步的，所述的嵌套轴传动组包括相同四组，分别控制两个嵌套轴的内外轴，每组包括b齿轮、c齿轮、电磁离合器、位移传感器、蜗杆，每组的b齿轮与电机a齿轮齿合、蜗杆与拨轮的蜗轮齿合，将电机动力传递给嵌套轴内外轴，使嵌套轴内外轴独立转动。

进一步的，所述的电磁离合器为通电结合。

进一步的，所述的蜗杆与拨轮蜗轮齿合具有自锁形。

进一步的，所述的轮子传动组，将电机动力传输到轮子使轮子转动，包括两个构件A 、两个构件B、八个皮带、八个单槽皮带轮、八个轮轴，两个构件A 与两个构件B上的a锥形齿轮分别与电机的b锥形齿轮齿合，而每个构件上的双槽皮带轮再通过两个皮带与轮轴单槽皮带轮联接，单槽皮带轮与轮子同轴。

进一步的，所述的位移传感器，感知蜗杆轴线位移，并转换为电信号传递给控制器。

进一步的，所述的控制器接受位移传感器的电信号并控制电机转动和电磁离合器通断。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明所述的轮式爬楼越障车可实现4轮驱动和8轮驱动自由切换，且可以两轮一组交替旋转，可实现高速行驶，便于实现高速高效行驶与爬楼。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本实施例所述的构件A三视图；

图2为本实施例所述的构件B三视图；

图3为本实施例所述的拨轮三视图；

图4为本实施例所述的空心轴构件与机架连接示意图；

图5为本实施例所述的嵌套轴结构示意图

图6为本实施例所述嵌套轴、空心轴构件机架以及轮子连接示意图

图7为本实施例所述轮式爬楼越障车结构示意图

图8为本实施例所述上楼梯示意图a

图9为本实施例所述上楼梯示意图b

图10为本实施例所述上楼梯示意图c

图11为本实施例所述下楼梯示意图b

附图标记说明：

1-a锥形齿轮，2-双槽皮带轮，3-阶梯轴，4-涡轮,5-拨齿，6-a轴承，7-机架，8-内轴，9-内轴拨齿，10-外轴，11-外轴拔齿，12-内轴连接杆，13-外轴连接杆，14-轮轴，15-单槽皮带轮，16-轮子，17-电机，18-长轴，19-b锥形齿轮，20-a齿轮，21-b齿轮，22-c齿轮，23-电磁离合器，24-位移传感器，25-蜗杆26-伸缩轴，27-皮带，28-b轴承，29-c轴承，30-轴内壁。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1至图11即为本实施例的相关附图，结合图1至图7可知，

一种轮式爬楼越障车，包括空心轴构件、嵌套轴、电机、嵌套轴传动组、轮子传动组、轮子、连接杆、控制器、电池以及机架；

所述的空心轴构件包括2个如图1所示的构件A 、2个如图2所示构件B、 4个如图3所示个拨轮，所述的空心轴构件内径相同，且有相同的阶梯轴。

在图1中，所述的构件A，为空心轴构件，一端为a锥形齿轮1，另一端为双槽皮带轮2，中间为阶梯轴3。

在图2中，所述的构件B，为空心轴构件，一端为a锥形齿轮1，另一端为双槽皮带轮2，中间为阶梯轴3。

在图3中，所述的拨轮，一端为涡轮4，另一端为拨齿5，中间为阶梯轴3，

如图4所示,上述的空心轴构件分成两排通过相同b轴承28与机架7联结，排列顺序为：第一排，从左到右排列为：构件A、拨轮、拨轮、构件B，第二排，从左到右排列为：构件B、拨轮、拨轮、构件A。所述的b轴承28内圈与空心轴构件轴颈阶梯公差配合，轴承外圈与机架7联结，并保持一排空心轴构件同轴心；

所述的嵌套轴，为两组如图5所示的构件，都为同轴心的杆状内轴8与空心轴外轴10嵌套，所述的杆状内轴8为轴与齿的连接件，其中间靠右部位连接内轴拨齿9，两端为连接a轴承6的阶梯轴3；

所述的空心轴外轴10为空心轴与齿连接件，其中间靠左部位连接外轴拔齿11，中间靠右部位部位开窗，两端为连接c轴承29的阶梯轴3；

所述的杆状穿过空心外轴10，内轴拨齿9从外轴开窗部位穿出，两轴承6从两端将其联接为一个可以相对转动的嵌套轴；

如图6所示，所述的两个嵌套轴穿过图4所示的两排空心轴构件，每个嵌套轴图的内轴拨齿9卡入右侧拨轮的拨齿5中，而外轴拨齿11则卡左侧的拨轮拨齿5中，两拨轮的转动分别带动内轴8与外轴10的转动；空心外轴10的阶梯轴用b轴承28与机架7联接；

所示连接杆包括为四个内轴连接杆12，四个外轴连接杆13，如图6、如图7所示内轴连接杆12一端连接上述嵌套轴内轴8上，另一端连接轮轴14，外轴连接杆端连接上述嵌套轴外轴10上，另一端连接轮轴14；轮轴14一端连接轮子16另一端为连接单槽皮带轮15；

在图7中，所述的电机17为相同的两台，都为可以正向和反向转动的双头长轴18电机17，每台电机的两长轴18末端接b锥形齿轮19；两长轴18中间固定a齿轮20；

所述的嵌套轴传动组包括相同4组，每组包括b齿轮21、c齿轮22，电磁离合器23、位移传感器24、蜗杆25、弹性伸缩轴26；每组上的b齿轮与电机轴上的a齿轮齿合，蜗杆25与拨轮蜗轮4齿合，而b齿轮与蜗杆25间经电磁离合器23，伸缩轴26 联接，将动力传输到嵌套轴的内外轴，使嵌套轴内外轴独立转动；所述的电磁离合器24为通电结合；所述的弹性伸缩轴26为受轴上力变化伸缩；所述的位移传感器，将弹性伸缩轴位移变化转换为电信号；

所述的蜗杆25与拨轮蜗轮4齿合具有自锁形；

所述的控制器接受位移传感器信号，并控制两个电机转动和4电磁离合器通断；所述的轮子传动组，将电机17动力传输到轮子使轮子16转动，包括两个构件A （图1）、两个构件B（图2）、八个皮带27、八个单槽皮带轮15、八个轮轴14，两个构件A 和两个构件B的a锥形齿轮1分别与电机的四个b锥形齿轮齿合，，而每个构件上的双槽皮带轮再通过两个皮带27与轮轴单槽皮带轮15联接，单槽皮带轮15与轮子16同轴。

以下结合图8至图11来说明本实施例所述的运动过程，

上楼梯，以及平坦路面，轮子调整为如图8所示，定义轮子e与嵌套轴内轴连结，轮子f与嵌套轴外轴连结，当轮子e遇带障碍，无法越过，就会将阻力F经右侧拨轮传递给右侧伸缩轴26，伸缩轴26轴伸长，其轴上的位移传感器24将其转换为电信号，传递给控制器，控制器控制左侧电磁离合器23接合，驱动外轴转动，使与其连结的轮子f转动（公转），如图9所示当轮子f碰到障碍物，轮子f受力F，力F经左侧的拨轮传递给左侧的伸缩轴，左侧的伸缩轴轴缩短，其轴上位移传感器将其转换为电信号，传递给控制器，控制器控制与右侧的电磁离合器接合，内轴联接的轮子e也开始转动（公转）起来，轮子e与轮子f同方向转动起来一直到图10所示位置，即与轮子e换了位置，就这样，一组轮子遇到障碍就与同嵌套轴上另一组轮子互换位置，就这样轮子e和轮子f交替旋转完成爬楼和越障。

下楼梯以及下坡，轮子调整为如图11所示，当遇断面，轮子f受力，轮子f开使公转，直到轮子e受力，两轮子同方向转动到轮子f与轮子e 互换了位置。

Claims (11)

1.一种轮式爬楼越障车，包括空心轴构件、嵌套轴、嵌套轴传动组、轮子传动组、电机、轮子、连接杆、控制器、电池和机架。

2.根据权利1所述的空心轴构件包括两个构件A 、两个构件B、四个拨轮，所述的空心轴构件内径相同，且有相同动阶梯轴用于固定轴承；

进一步的，所述的构件A，一端为a锥形齿轮，另一端为双槽皮带轮，中间为阶梯轴；

进一步的，所述的构件B，一端为a锥形齿轮，另一端为双槽皮带轮，中间为阶梯轴；

进一步的，所述的拨轮，一端为涡轮，另一端为拨齿，中间为阶梯轴；

进一步的，上述的空心轴构件分成两排排列，一排分布在车头，从左到右排列为：构件A、拨轮、拨轮、构件B，另一排分布在车尾，从左到右排列为：构件B、拨轮、拨轮、构件A；

进一步的，上述的每个空心轴构件都通过相同的b轴承与机架联结，所述的轴承内圈与空心轴构件轴颈阶梯配合，轴承外圈与机架联结，并保持一排空心轴构件同轴心。

3.根据权利1所述的嵌套轴，为相同构件的两组，且都为同轴心的杆状内轴与空心轴外轴嵌套；

进一步的，所述的杆状内轴为轴与齿的连接件，其中间靠右部位连接内轴拨齿；

进一步的，所述的空心轴外轴为空心轴与齿连接件，其中间靠左部位连接外轴拔齿，中间靠右部位部位开窗，靠近两端为固定轴承的阶梯轴；

进一步的，所述的杆状内轴穿过空心外轴，内轴拨齿从外轴开窗部位穿出，两个a轴承从两端将其联接为一个可以相对转动的嵌套轴；

进一步的，所述的两个嵌套轴分别穿过权利2两所述的两排空心轴构件，每个嵌套轴的内轴拨齿卡入右侧拨轮的拨齿中，而外轴拨齿则卡左侧拨轮拨齿中，两拨轮的转动分别带动内轴与外轴的转动；

进一步的所述的嵌套轴通过两个c轴承与机架联结，所述的轴承内圈与轴颈公差配合，轴承外圈与机架固定。

4.根据权利1所述的连接杆包括四个内轴连接杆和四个外轴连接杆，内轴连接杆一端连接到上述嵌套轴的内轴上，另一端连接轮轴，外轴连接杆一端连接到上述外轴上，另一端连接轮轴；而轮轴一端连接轮子另一端为连接单槽皮带轮。

5.根据权利1所述的嵌套轴传动组包括相同的四组，分别控制两个嵌套轴的内外轴，每组包括b齿轮、c齿轮、电磁离合器、位移传感器、蜗杆，每组的b齿轮与电机a齿轮齿合、蜗杆与拨轮的蜗轮齿合，将电机动力传递给嵌套轴内外轴，使嵌套轴内外轴独立转动；

进一步的，所述的电磁离合器为通电结合；

进一步的，所述的蜗杆与拨轮蜗轮齿合具有自锁性。

6.根据权利1所述的嵌套轴传动组轮子传动组，将电机动力传输到轮子使轮子转动，包括两个构件A 、两个构件B、八个皮带、八个单槽皮带轮、八个轮轴，两个构件A 与两个构件B上的a锥形齿轮分别与电机的b锥形齿轮齿合，而每个构件上的双槽皮带轮再通过两个皮带与轮轴单槽皮带轮联接，单槽皮带轮与轮子同轴；

进一步的，所述的位移传感器，感知蜗杆轴线位移，并转换为电信号传递给控制器；

进一步的，所述的控制器接受位移传感器的电信号并控制电机转动和电磁离合器通断；

进一步的，所述的电磁离合器为通电结合。

7.根据权利1所述的所述的轮子传动组，将电机动力传输到轮子使轮子转动，包括两个构件A 、两个构件B、八个皮带、八个单槽皮带轮、八个轮轴，两个构件A 与两个构件B上的a锥形齿轮分别与电机的b锥形齿轮齿合，而构件上的双槽皮带轮再通过两个皮带与轮轴单槽皮带轮联接，单槽皮带轮与轮子同轴；

进一步的，所述的位移传感器，感知蜗杆轴线位移，并转换为电信号传递给给控制器；

进一步的，所述的控制器控制两个电机转动和四个电磁离合器通断。

8.根据权利要求1所述动轮式爬楼越障车，其特征在于：轮子即可以绕轮子自身轴转动（自转），又可以绕与其连结的嵌套轴转动（公转）。

9.根据权利要求1所述动轮式爬楼越障车，其特征在于：内轴连接的轮子遇到障碍就与同嵌套轴上外轴连接的轮子同方向旋转互换位置，外轴连接的轮子遇到障碍就与同嵌套轴上内轴连接的轮子同方向旋转互换位置。

10.根据权利要求1所述动轮式爬楼越障车，其特征在于：两嵌套轴独立控制，独立越过障碍。

11.根据权利要求1所述动轮式爬楼越障车，其特征在于：可切换八轮驱动与四轮驱动。