液壓爬行機構的製作方法
2023-04-27 23:44:06 1
液壓爬行機構的製作方法
【專利摘要】一種液壓爬行機構，框架內兩側分別固裝有主軸和從動軸；所述爬行機械機構包括兩套行步系統，它們分別固裝在主軸兩端，每套系統包括一橫梁和兩個行步輪，兩個行步輪分別通過固裝在橫梁兩端的轉軸與橫梁連接；所述運動轉換機構包括液壓油缸、兩條同步帶、兩個帶有單向離合器且方向互反的同步輪和安裝在從動軸上的兩個張緊輪；動力驅動機構包括液壓油缸和安裝在其上的液控往復器；直流液壓動力單元由稀土無刷直流電機、液壓油泵、液壓油箱、液壓集成塊、電機控制器和蓄電池組成。本實用新型既能在平地滾動行走，又能在有樓梯、臺階和坡地的地方行走自如，而且體積小，靈活方便，操作簡單，功率小，出力大。
【專利說明】液壓爬行機構
【技術領域】:
[0001]本實用新型屬於液壓傳動的【技術領域】，特別涉及一種液壓爬行機構，該機構以液壓傳動作為輸出動力來驅動一套機械爬行機構，從而實現行走功能。
【背景技術】:
[0002]目前在老人護理、樓道裡搬運貨物、現場施工、山地形搬運等場合，急需要一種能單人操作行走的設備，代替兩個人或者多人的工作量，擺脫對人工的依賴，降低勞動強度，增加工作的安全性，快捷性和持久性。但是，傳統設備的行走方式多以車輪滾動為主，部分以履帶方式為輔，這種車輪滾動結構只能在平地上滾動行走，難以完成樓梯間上、下樓的需要，並且履帶方式體積大、操作複雜、成本高、不適合老年人操作，很難進行市場推廣。
【發明內容】
:
[0003]本實用新型的目的就在於克服上述現有技術中存在的不足，二提供液壓爬行機構，該機構既能在平地滾動行走，又能在有樓梯、臺階和坡地的地方行走自如，而且體積小，靈活方便，操作簡單，功率小，出力大。
[0004]如上構思，本實用新型的技術方案是:一種液壓爬行機構，其特徵在於:由框架、爬行機械機構、運動轉換機構、動力驅動機構和直流液壓動力單元組成；框架內兩側分別固裝有主軸和從動軸；所述爬行機械機構包括兩套行步系統，它們分別固裝在主軸兩端，每套行步系統包括一橫梁和兩個行步輪，兩個行步輪分別通過固裝在橫梁兩端的轉軸與橫梁連接；所述運動轉換機構包括液壓油缸、兩條同步帶、兩個帶有單向離合器且方向互反的同步輪和安裝在從動軸上的兩個張緊輪，同步輪採用鍵連接在主軸上並與主軸同步旋轉，兩個同步輪和兩個張緊輪之間通過兩條同步帶連接，液壓油缸通過兩條同步帶分別驅動兩個帶有單向離合器方向互反的同步輪做旋轉運動；動力驅動機構包括液壓油缸和安裝在其上的液控往復器；直流液壓動力單元由稀土無刷直流電機、液壓油泵、液壓油箱、液壓集成塊、電機控制器和蓄電池組成，所述稀土無刷直流電機的主軸與液壓油泵的主軸通過聯軸器直接連接，並將液壓油泵的壓力油口直接與液壓集成塊相連，液壓油泵安裝在液壓油箱內，蓄電池通過電機控制器為稀土無刷直流電機供電。
[0005]上述行步輪由兩個側板、兩個腳輪和一個軸承座組成；兩個腳輪夾裝在兩個側板之間，且每個側板的兩底端與兩腳輪之間通過連接軸連接，兩個側板頂部之間安裝有軸承座，該軸承座通過軸承安裝在轉軸上。
[0006]上述行步系統的橫梁與主軸採用漲套的方式固定在一起的，橫梁與主軸是同步旋轉。
[0007]本實用新型具有如下的優點和積極效果:
[0008]1、本實用新型中的爬行機械機構包括兩套行步系統，每套系統包括一橫梁和兩個行步輪，所述兩個行步輪分別通過固裝在橫梁兩端的轉軸與橫梁連接；所述兩套行步系統固裝在主軸兩端；行步輪由兩個側板、兩個腳輪和一個軸承座組成。這種結構不僅能自動適應各種樓梯臺階的高度，而且還能自動適應不同坡度的山坡道路，還能利用行步器中的腳輪在平地上滾動前行。
[0009]2、本實用新型中驅動橫梁旋轉是採用液壓油缸的直線往復運動通過運動轉換機構來實現的，即通過液壓油缸拉動同步帶來驅動帶有單向離合器的同步輪轉動，從而完成由油缸的直線往復運動轉換成主軸及橫梁的連續正向旋轉，將往復運動轉為連續旋轉運動，通過這樣的運動轉換機械結構完成本裝置的動力輸出。
[0010]3、本實用新型採用的直流液壓動力單元可對液壓油路進行控制，預設工作壓力和自動匹配工作壓力。鋰離子動力蓄電池是通過電機控制器為稀土無刷直流電機進行供電，控制器主要控制和監視電機運轉狀況同時也是保護電機並防止電機過載。電機可以通過控制器進行無級調速，這樣就充分調節液壓流量大小。
【專利附圖】
【附圖說明】:
[0011]圖1是本實用新型的總體結構示意圖；
[0012]圖2是行步輪簡圖；
[0013]圖3是爬行機械結構簡圖；
[0014]圖4是運動形式轉換的機械結構；
[0015]圖5是行走傳動機構簡圖；
[0016]圖6是直流液壓動力單元的結構示意圖。
【具體實施方式】:
[0017]如圖1所示:一種液壓爬行機構，由爬行機械機構、運動轉換機構、動力驅動機構、直流液壓動力單元20組成。
[0018]如圖2、3所示:爬行機械機構是有由兩套兩個行步輪4，9、兩個轉軸5，8、一個橫梁組成6的行步系統分別固定在一個主軸的兩側。行步輪由兩個側板1，兩個腳輪3和一個軸承座2組成；行步輪的軸承座2通過軸承安裝在轉軸5，8上，整個行步輪可以在轉軸上自由活動，由於行步輪受重力的影響總是豎直向下。兩個轉軸5，8分別固定在橫梁的兩端，橫梁與主軸採用漲套7的方式固定在一起的，橫梁與主軸是同步旋轉的。當兩套行步系統分別安裝在主軸12上以後，主軸12被驅動旋轉時，橫梁也被帶動做旋轉運動，此時其中一個行步輪中的任何一個腳輪遇到臺階或者阻力時，橫梁上的轉軸就會通過這個行步輪的軸承座裡的軸承為支點，帶動橫梁做擺動運動,不僅將自身和主軸抬高，同時抬高另一個行步輪，這個行步輪保持著豎直向下的姿態跟隨橫梁做擺動運動，直到接觸到地面後，同樣方式橫梁上對應的轉軸又以這個行步輪的軸承為支點繼續做擺動運動，這樣就可以連續的完成兩個行步輪交替邁步前進的動作，實現或上樓或下樓的爬行動作。
[0019]如圖4、5所示:運動轉換機構是由直線往復運動轉為旋轉運動的一種機械結構，它的功能主要是完成低速大扭矩的輸出。目前我們現在實現低速大扭矩的動力輸出主要是以電機帶大減速比的減速機來實現的，體積大重量重而且效率非常低下，難以滿足高效節能，輕便靈活等使用場合，因此本機構採用的方法是利用液壓油缸17的直線運動的低速性，通過兩條同步帶分別驅動兩個帶有單向離合器10方向互反的同步輪11做旋轉運動，同步輪11採用鍵連接的方式與主軸12同步旋轉，也就是說，當液壓油缸向一個方向運動時，通過拉動一根同步帶16帶動一個正向同步輪旋轉,該同步輪驅動主軸也做正向旋轉輸出扭矩，另一個反向同步輪在主軸做打滑運動，作用失效。當油缸換向後向反方向運動時拉動另一根同步帶帶動反向同步輪旋轉，此時由於油缸拉動兩根同步帶16的方向相反，因此這根同步帶所帶動的反向同步輪正好也能驅動主軸做正向旋轉。綜上所述，不論油缸如何往復運動，總是通過同步帶帶動同步輪驅動主軸做同一個方向旋轉，而且還交替輸出低速大扭矩。以上機構均放在一個輕型鋁合金框架14上通過張緊輪15方式將同步帶拉緊。
[0020]動力驅動機構是本專利的技術核心，也是本專利的裝置的動力輸出。該機構採用是液壓往復油缸17技術，是通過直流液壓油源的功率輸出，將液壓油直接驅動油缸，通過液控往復器18實現油缸的自動往復運動。通過對液壓油源20的流量調節可以完成對液壓往復油缸17的往復衝次的控制，進而調整主軸旋轉的快慢，液壓系統的工作壓力是預先設定好的，液壓油缸可以根據工作負載的大小，自動匹配工作壓力，同時也是對工作電機的很好保護，完全取代目前的電機加減速機的傳動模式，這樣的動力驅動機構不僅能充分滿足低速大扭矩特性，而且大大改善了操作特性，起動平穩，無級調速，自動剎車，停車保護。
[0021]如圖6所示:液壓動力單元20是本機構的動力源，由稀土無刷直流電機21、液壓油泵22、帶有插裝閥的液壓集成塊23、油箱24、鋰離子動力蓄電池19和電機控制器(圖中未標明)組成。稀土無刷直流電機是通過聯軸器與液壓油泵直接聯接，液壓集成塊可以對液壓油路進行控制，預設工作壓力和自動匹配工作壓力。鋰離子動力蓄電池是通過電機控制器為稀土無刷直流電機進行供電，控制器主要控制和監視電機運轉狀況同時也是保護電機並防止電機過載。電機可以通過控制器進行無級調速，這樣就充分調節液壓流量大小。
【權利要求】
1.一種液壓爬行機構，其特徵在於:由框架、爬行機械機構、運動轉換機構、動力驅動機構和直流液壓動力單元組成；框架內兩側分別固裝有主軸和從動軸；所述爬行機械機構包括兩套行步系統，它們分別固裝在主軸兩端，每套行步系統包括一橫梁和兩個行步輪，兩個行步輪分別通過固裝在橫梁兩端的轉軸與橫梁連接；所述運動轉換機構包括液壓油缸、兩條同步帶、兩個帶有單向離合器且方向互反的同步輪和安裝在從動軸上的兩個張緊輪，同步輪採用鍵連接在主軸上並與主軸同步旋轉，兩個同步輪和兩個張緊輪之間通過兩條同步帶連接，液壓油缸通過兩條同步帶分別驅動兩個帶有單向離合器方向互反的同步輪做旋轉運動；動力驅動機構包括液壓油缸和安裝在其上的液控往復器；直流液壓動力單元由稀土無刷直流電機、液壓油泵、液壓油箱、液壓集成塊、電機控制器和蓄電池組成，所述稀土無刷直流電機的主軸與液壓油泵的主軸通過聯軸器直接連接，並將液壓油泵的壓力油口直接與液壓集成塊相連，液壓油泵安裝在液壓油箱內，蓄電池通過電機控制器為稀土無刷直流電機供電。
2.根據權利要求1所述的液壓爬行機構，其特徵在於:上述行步輪由兩個側板、兩個腳輪和一個軸承座組成；兩個腳輪夾裝在兩個側板之間，且每個側板的兩底端與兩腳輪之間通過連接軸連接，兩個側板頂部之間安裝有軸承座，該軸承座通過軸承安裝在轉軸上。
3.根據權利要求1所述的液壓爬行機構，其特徵在於:上述行步系統的橫梁與主軸採用漲套的方式固定在一起的，橫梁與主軸是同步旋轉。
【文檔編號】B62B5/02GK203460913SQ201320400408
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年7月5日 優先權日:2013年7月5日
【發明者】劉怡寧, 劉瑩 申請人:劉怡寧, 劉瑩