CN109606239A - 一种具有主动变胞功能的救援车用仿生升降机构 - Google Patents

Abstract

一种具有主动变胞功能的救援车用仿生升降机构，包括：仿肩关节铰链,仿肱骨连杆，仿肘关节铰链，伸长臂，车轮，液压伸缩杆，减震橡胶垫，电机及减速器；救援车底盘与橡胶垫上方相连；橡胶垫下方装有电机及减速器，以及仿肩关节铰链；电机及减速器与仿肩关节铰链的球形端连接；仿肩关节铰链另一端与仿肱骨连杆固定端连接；仿肱骨连杆另一端与仿肘关节铰链一端连接；仿肘关节铰链另一端与伸长臂连接；伸缩杆分别与仿肱骨连杆和伸长臂相连；伸长臂与车轮连接；本发明具有四个不同构态，以便灵活应对救援车辆在赶往事故现场途中遇到的各种障碍路况，提高救援效率，且车轮由轮毂电机单独驱动，省略大量传动部件，使车辆结构更简单。

Description

一种具有主动变胞功能的救援车用仿生升降机构

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种具有主动变胞功能的救援车用仿生升降机构。

背景技术

随着汽车工业高速发展，汽车逐渐成为重要的交通工具。同时也带来一系列的问题，如城市拥堵、空气污染、交通安全等等。其中，交通事故已成为当今最严重的公共安全问题之一。

根据国家***可查数据显示，仅2013、2014、2015三年，发生交通事故198394起、196812起、187781起；事故死亡人数为58539人58523人、58022人。交通事故发生数量与死亡人数虽有小幅度减少，但是总体数量仍然巨大。

随着车辆及驾驶人员的连年递增，交通事故的数量持续攀升，救援困难问题凸显，如何快速到达事故现场，及时排除交通故障，救助受伤人员成为急需解决问题。然而现有的救援车辆均为普通车辆，仅可在正常状态下行驶，如果遇到障碍路段、交通拥堵、应急车道被占用、对事故现场不熟悉等各种问题时，往往导致救援车辆到达现场时间延长，有时甚至错过最佳救援时机，救援效率极低。目前，如何快速施救，已成为多个部门的研究课题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种具有主动变胞功能的救援车用仿生升降机构，该升降机构具有四种构态，可以根据不同的救援路况转换适合的构态，通过四种构态的转换，使救援车辆迅速到达事故现场，快速施救。

本发明一种具有主动变胞功能的救援车用仿生升降机构，包括：四个仿肩关节铰链,四个仿肱骨连杆，四个仿肘关节铰链，四个伸长臂，四个车轮，八个液压伸缩杆，一个减震橡胶垫，二套电机及减速器；救援车底盘下方与所述减震橡胶垫上方相连接，所述减震橡胶垫下方装有电机及减速器，所述仿肩关节铰链安装于减震橡胶垫下方，所述电机及减速器与仿肩关节铰链的球形一端相连接，所述仿肱骨连杆的固定端与仿肩关节铰链的另一端连接，所述仿肱骨连杆的非固定端与仿肘关节铰链的一端连接，所述仿肘关节铰链的另一端与伸长臂连接，所述八个液压伸缩杆，每两个为一组，每组液压伸缩杆的两端分别与一对仿肱骨连杆和伸长臂相连，所述伸长臂与所述车轮相连；

所述仿肩关节铰链，由仿肱骨连杆的球形一端、两个圆环及圆环上六个伸缩锁紧凸杆构成，所述两个圆环垂直相交，每个圆环具有三个伸缩锁紧凸杆；仿肱骨连杆的球形一端与减速器相连，所述球形一端上有六个圆柱形凹槽，所述六个圆柱形凹槽与六个伸缩锁紧凸杆相对应；构态变换时，仿肱骨连杆绕其中一圆环轴线旋转，到达该构态指定位置时，所述圆环上的伸缩锁紧凸杆伸长***仿肱骨连杆球形端的凹槽中，固定其位置，完成锁紧；

所述仿肘关节铰链由仿肱骨连杆及伸长臂构成，所述仿肱骨连杆为一端为球形，一端为圆柱形，圆柱形一端与伸长臂连接，所述仿肘关节铰链由棘轮锁紧；所述仿肱骨连杆可做垂直连接轴的旋转运动；

所述八个液压伸缩杆，每两个一组，每组液压伸缩杆的两端分别与仿肱骨连杆和伸长臂相连,对称位于所述相连的仿肱骨连杆和伸长臂的两侧；

所述车轮由轮毂电机驱动；

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明提供的一种具有主动变胞功能的救援车用仿生升降机构，可转换卧式、半卧式、拓宽式及站立式四种不同构态，能够灵活应对多种不同障碍路况，可以穿过山洞、隧道等低矮空间，能够越过较高、较宽的障碍物，还可以越过前方拥堵车辆，迅速到达救援现场，大幅缩短了救援时间，提升了救援效率；本机构的四个车轮由轮毂电机驱动，省去了大量传动部件，让仿生升降机构的结构更为简单，整体空间利用率高，传动效率好；实现仿生升降机构全时四驱，提升了救援车辆的行驶速度。

附图说明

图1为一种具有主动变胞功能的救援车用仿生升降机构的结构示意图，同时也为该机构构态二的结构侧示意图

图2为本发明具体实施方式中机构构态二的结构正示意图

图3为本发明具体实施方式中机构构态一的结构侧示意图

图4为本发明具体实施方式中机构构态一的结构正示意图

图5为本发明具体实施方式中机构构态三的结构侧示意图

图6为本发明具体实施方式中机构构态三的结构正示意图

图7为本发明具体实施方式中机构构态四的结构侧示意图

图8为本发明具体实施方式中机构构态四的结构侧示意图

图9为本发明具体实施方式中仿肩关节铰链结构示意图

图10为本发明具体实施方式中仿肘关节铰链结构示意图

其中：图中1为救援车示意图；2为减震橡胶垫；3为电机与减速器；4为仿肩关节铰链；5为仿肱骨连杆；6为仿肘关节铰链；7为伸长臂；8为车轮；9为液压伸缩杆；10为仿肩关节铰链限位结构，a、b、c均为仿肱骨连杆绕X轴旋转的伸缩锁紧凸杆，d,e,f均为仿肱骨连杆绕Y轴旋转的伸缩锁紧凸杆。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚下面将结合本发明具体实施例及附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1-8所示，一种具有主动变胞功能的救援车用仿生升降机构具有四种构态，可以根据不同的路况选择适合的构态。救援车底盘1下方与减震橡胶垫2上方相连接，减震橡胶垫2下方装有两台电机及减速器3，四个仿肩关节铰链4安装于减震橡胶垫2下方，每套电机及减速器3与两个仿肱骨连杆5的球形一端相连接，四个仿肱骨连杆5的固定端分别与四个仿肩关节铰链4的另一端连接，四个仿肱骨连杆5的另一端分别与四个仿肘关节铰链6的一端连接，所述四个仿肘关节铰链6的另一端分别与四个伸长臂7连接，八个液压伸缩杆9，每两个为一组，每组液压伸缩杆的两端分别与仿肱骨连杆5和伸长臂7相连,四个伸长臂7分别与四个车轮8相连。

本仿生升降机构的构态一为卧式，当救援车正常状态行驶时，本仿生升降机构为卧式构态。在卧式构态下，仿肱骨连杆5和伸长臂7均处于收缩状态，且方向无旋转,仿肩关节铰链4与仿肘关节铰链5均处于锁紧状态，仿肱骨连杆5由仿肩关节铰链限位结构10限位固定；本构态时，救援车辆具有较好的钻洞能力，救援中如遇到山洞、隧道等较低矮的空间时，可以顺利通过，快速通往救援现场。

本仿生升降机构的构态二为半卧式，本构态于构态一的基础上进行转换，仿肘关节铰链6的锁紧装置打开，伸长臂7在液压伸缩杆9的驱动下向前旋转九十度，此时仿肘关节铰链6再次锁紧，救援车辆底盘高度整体提升；当救援车辆在救援过程中遇到较大路障，如石块、断木等情况时，转换本构态行驶，可以轻松越过，节省救援时间；本构态提升了救援车辆竖直方向上的通过能力。

本仿生升降机构的构态三为拓宽式，本构态在构态二的基础上进行转换，在构态二的基础上，如图9所示，仿肩关节铰链中圆环上的伸缩锁紧凸杆运动，三个绕X轴旋转的伸缩锁紧凸杆a、b、c收缩，三个绕Y轴旋转的伸缩锁紧凸杆d,e,f伸长，并***仿肱骨连杆5,且仿肱骨连杆5在电机与减速器3的驱动下分别向两侧旋转九十度，仿肩关节铰链4锁紧固定，本构态在构态二的基础上，拓宽了两侧车轮距离，救援车底盘整体宽度变宽，当遇到有较高、较宽的障碍物时亦可顺利通过。本构态提升了救援车辆横向的通过能力。

本仿生升降机构的构态四为站立式，本构态在构态三的基础上进行转换。在构态三的基础上，如图9所示，仿肩关节铰链中圆环上的伸缩锁紧凸杆运动，三个绕Y轴旋转的伸缩锁紧凸杆(d,e,f)收缩，三个连杆绕X轴旋转的伸缩锁紧凸杆(a、b、c)伸长，并***仿肱骨连杆5，仿肱骨连杆5在电机与减速器3的驱动下向内侧旋转九十度，且伸长臂7在液压伸缩杆9的驱动下向外侧旋转九十度，如图10所示，仿肩关节铰链4锁紧固定，伸长臂7及仿肱骨连杆5全部伸直；本构态时，救援车底盘提升至最高处，救援车以全站立式状态行驶，轻松越过前方拥堵的小型车辆，迅速到达救援现场。

本仿生升降机构构态变换的逆过程，即：由构态四，经由构态三及构态二转换至构态一的原理与由构态一，经由构态二及构态三转换到构态四的原理相同。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。

Claims (5)

1.一种具有主动变胞功能的救援车用仿生升降机构，包括：八个铰链,四个连杆，四个伸长臂，四个车轮，八个液压伸缩杆，一个减震橡胶垫，二套电机及减速器，其特征在于：所述八个铰链，其中四个为仿肩关节铰链，四个为仿肘关节铰链；所述四个连杆为仿肱骨连杆；救援车底盘(1)下方与所述减震橡胶垫(2)上方相连接，所述减震橡胶垫(2)下方装有电机及减速器(3)，所述仿肩关节铰链(4)安装于减震橡胶垫(2)下方，所述电机及减速器(3)与仿肱骨连杆(5)的球形一端相连接，所述仿肱骨连杆(5)的固定端与所述仿肩关节铰链(4)的另一端连接，所述仿肱骨连杆(5)的另一端与所述仿肘关节铰链(6)的一端连接，所述仿肘关节铰链(6)的另一端与所述伸长臂(7)连接，所述八个液压伸缩杆(9)每两个为一组，每组液压伸缩杆的两端分别与仿肱骨连杆(5)和四个伸长臂(7)相连，所述伸长臂与所述车轮(8)相连。

2.如权利要求1所述一种具有主动变胞功能的救援车用仿生升降机构，其特征在于：所述仿肩关节铰链(4)，包括：仿肱骨连杆(5)球形的一端、两个圆环及圆环上六个伸缩锁紧凸杆(a、b、c、d、e、f)，所述两个圆环垂直相交，每个圆环具有三个伸缩锁紧凸杆；所述仿肱骨连杆(5)球形一端具有六个圆柱形凹槽，所述六个圆柱形凹槽与六个伸缩锁紧凸杆相对应；当所述仿肱骨连杆(5)绕其中任意一圆环轴线旋转，到达某构态指定位置时，所述圆环上的伸缩锁紧凸杆伸长***仿肱骨连杆(5)球形端的凹槽中，锁紧固定仿肩关节铰链(4)。

3.如权利要求1所述一种具有主动变胞功能的救援车用仿生升降机构，其特征在于：所述仿肘关节铰链(6)，包括：所述仿肱骨连杆(5)及所述伸长臂(7)，所述仿肱骨连杆(5)为一端为球形，另一端为圆柱形，圆柱形一端与伸长臂连接，所述仿肘关节铰链(6)由棘轮锁紧；所述仿肱骨连杆(5)通过连接轴做垂直轴的旋转运动。

4.如权利要求1所述一种具有主动变胞功能的救援车用仿生升降机构，其特征在于：所述八个液压伸缩杆(9)，每两个为一组，每组的两端分别与所述仿肱骨连杆(5)和所述伸长臂(7)相连,对称位于所述相连的仿肱骨连杆(5)和伸长臂(7)的两侧。

5.如权利要求1所述一种具有主动变胞功能的救援车用仿生升降机构，其特征在于：所述车轮(8)由轮毂电机驱动。