一種多地形載運車的製作方法

2023-09-10 06:34:05 1

本發明涉及一種載運車，具體是一種多地形載運車。

背景技術：

隨著時代的發展，汽車工業快速發展，汽車生產中採用了越來越多的高科技及人性化的安全及便利設施，使汽車的功能愈加完善。在爬山、爬樓梯或其他無路面行走的情況下，現有的汽車就無法正常發揮作用，目前市場上還沒有一款真正能夠解決這一問題的民用產品。因此，目前在面對這些地形時，只能依靠人力和蓄力，研發一種能夠解決上述問題的多地形載運車，將具有重要的市場價值和社會價值。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種多地形載運車，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種多地形載運車，包括駕駛艙主體、支撐殼體和機械腿；所述駕駛艙主體安裝在支撐殼體上；所述駕駛艙主體上還滑動安裝有駕駛艙推門；所述多地形載運車前側設置有多個前部視覺系統，多地形載運車側面設置有多個側面視覺系統；所述機械腿共有四個，分別設置在支撐殼體四角處，所述機械腿包括第一關節、第二關節、第三關節和第四關節，所述第一關節通過豎直轉軸轉動連接至支撐殼體，支撐殼體上還安裝有驅動第一關節繞豎直轉軸轉動的旋轉電機；所述第一關節、第二關節、第三關節和第四關節依次鉸接相連，且第一關節與第二關節之間安裝有第一液壓缸，第二關節與第三關節之間安裝有第二液壓缸，第三關節與第四關節之間安裝有第三液壓缸；所述第四關節底部安裝有多個足部液壓缸，且每個足部液壓缸均由相對應的電液比例伺服閥控制。

作為本發明進一步的方案：所述駕駛艙主體下部為弧形，支撐殼體上設置有與駕駛艙主體的弧形下部相配合的弧形凹槽，弧形凹槽支撐並包裹駕駛艙主體的弧形下部，駕駛艙主體活動安裝在支撐殼體的弧形凹槽內。

作為本發明再進一步的方案：所述支撐殼體的弧形凹槽內還設置有限位圓孔，駕駛艙主體底部設置有與限位圓孔相配合的限位凸起，限位凸起位於限位圓孔內，且限位圓孔的直徑大於限位凸起的直徑。

作為本發明再進一步的方案：所述駕駛艙推門設置在駕駛艙主體尾部。

作為本發明再進一步的方案：所述前部視覺系統間隔設置在支撐殼體前部；所述側面視覺系統間隔設置在支撐殼體的側面。

作為本發明再進一步的方案：所述前部視覺系統和側面視覺系統均包含紅外系統和照明系統。

作為本發明再進一步的方案：所述支撐殼體的底部還設置有四驅系統底盤，四驅系統底盤上安裝有四個車輪。

作為本發明再進一步的方案：所述駕駛艙主體底部還設置有陀螺儀平衡系統，陀螺儀平衡系統包括陀螺儀和旋轉塊，陀螺儀平衡系統共包括四個垂直放置的陀螺儀。

作為本發明再進一步的方案：所述第四關節底部安裝有六個足部液壓缸，六個足部液壓缸分成兩排，每排三個，均勻間隔設置在第四關節底部。

作為本發明再進一步的方案：所述足部液壓缸底部安裝有保護墊，所述保護墊內設置有壓力傳感器。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1、本發明多地形載運車，仿生牛羊的運動結構，設置四個機械腿形成四足行駛機構，每個機械腿有四個自由度，能夠滿足攀爬、拐彎、走坡道等動作，也可以防止側傾，從而解決了現有汽車無法爬山及爬樓梯等問題，具有重要的市場價值和社會價值；

2、本發明多地形載運車還可以採用四輪接地行駛，用於在平坦的地面上正常行駛，實用性強；

3、本發明多地形載運車，其每個機械腿底部設置有六個足部液壓缸，六個足部液壓缸能夠伸出不同的長度，以靈活改變接觸地面的形狀，適應凹凸不平的路面以及不同寬度的臺階，有更強的抓地力和安全性，且足部液壓缸還具有減震作用，增強該載運車的舒適性，足部液壓缸底部保護墊內的壓力傳感器，可以防止踩空或滑倒；

4、本發明多地形載運車通過陀螺儀平衡系統的調節作用，使駕駛艙主體始終保持水平狀態，在嚴重側傾的時候，如果超出陀螺儀平衡系統的調節範圍，可配合四隻機械腿的彎曲來重新獲得駕駛艙的平衡；

5、本發明多地形載運車，其前部視覺系統用於自動掃描路況，側面視覺系統用於實時監控該載運車車身周圍的路況，以消除四足行駛狀態下盲區過大的問題，前部視覺系統和側面視覺系統均包含紅外系統和照明系統，從而能夠適應光源的變化，即便在夜晚也能完成監控路況的作用。

附圖說明

圖1為多地形載運車的外部結構示意圖。

圖2為多地形載運車中駕駛艙主體和陀螺儀平衡系統的結構示意圖。

圖3為多地形載運車中支撐殼體和機械腿的結構示意圖。

圖4為多地形載運車中機械腿的結構示意圖。

圖5為多地形載運車的電氣及油路控制的布置示意圖。

圖6為多地形載運車的動力系統空間布置示意圖。

圖7為多地形載運車中駕駛艙主體的結構示意圖。

圖8為多地形載運車中陀螺儀平衡系統的結構示意圖。

圖9為多地形載運車中支撐殼體的結構示意圖。

圖10為多地形載運車中第四關節和足部液壓缸的結構示意圖。

圖11為多地形載運車正常四足行駛時的示意圖。

圖12為多地形載運車的陀螺儀平衡系統與機械腿配合保持駕駛艙水平時的結構示意圖。

圖13為多地形載運車四輪行駛時的結構示意圖。

圖14為多地形載運車在階梯路上行駛時的結構示意圖。

圖中：1-駕駛艙推門、2-駕駛艙主體、3-支撐殼體、4-前部視覺系統、5-側面視覺系統、6-四驅系統底盤、7-車輪、8-陀螺儀平衡系統、9-旋轉電機、10-第一關節、11-第二關節、12-第三關節、13-第四關節、14-第一液壓缸、15-第二液壓缸、16-第三液壓缸、17-足部液壓缸、18-保護墊。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明的技術方案作進一步詳細地說明。

請參閱圖1-14，一種多地形載運車，包括駕駛艙主體2、支撐殼體3和機械腿；所述駕駛艙主體2下部為弧形，支撐殼體3上設置有與駕駛艙主體2的弧形下部相配合的弧形凹槽，弧形凹槽支撐並包裹駕駛艙主體2的弧形下部，駕駛艙主體2活動安裝在支撐殼體3的弧形凹槽內，從而使支撐殼體3能夠對駕駛艙主體2提供支撐，與此同時，駕駛艙主體2還能夠在支撐殼體3上活動，以保持平衡；所述支撐殼體3的弧形凹槽內還設置有限位圓孔，駕駛艙主體2底部設置有與限位圓孔相配合的限位凸起，限位凸起位於限位圓孔內，且限位圓孔的直徑大於限位凸起的直徑，使駕駛艙主體2在支撐殼體3上具有一定的位移量，限位圓孔與限位凸起配合，來限制駕駛艙主體2的位移量，使駕駛艙主體2的位移量處於合適的範圍內；所述駕駛艙主體2上還滑動安裝有駕駛艙推門1，推來駕駛艙推門1，駕駛員可從駕駛艙推門1處進入駕駛艙主體2內，也可以經由駕駛艙推門1裝卸貨物，駕駛艙推門1在駕駛艙主體2上的具體位置不加限制，本實施例中，優選的，所述駕駛艙推門1設置在駕駛艙主體2尾部，由於該載運車的駕駛艙位置較高，將駕駛艙推門1設置在駕駛艙主體2尾部將有利於上下貨物，類似於貨機的尾艙門，該駕駛艙推門1具有車門的作用；所述多地形載運車前側設置有多個前部視覺系統4，用於自動掃描路況，並將獲取的路況信息發送給總控系統，總控系統對獲取的信息進行分析後確定踏足點，當然，也可以選擇人工遙控或手動操作開動，前部視覺系統4的安裝位置不加限制，本實施例中，優選的，所述前部視覺系統4間隔設置在支撐殼體3前部，所述多地形載運車側面設置有多個側面視覺系統5，用於實時監控該載運車車身周圍的路況，以消除四足行駛狀態下盲區過大的問題，側面視覺系統5的安裝位置不加限制，本實施例中，優選的，所述側面視覺系統5間隔設置在支撐殼體3的側面，所述前部視覺系統4和側面視覺系統5均包含紅外系統和照明系統，從而能夠適應光源的變化，即便在夜晚也能完成監控路況的作用；所述支撐殼體3的底部還設置有四驅系統底盤6，四驅系統底盤6上安裝有四個車輪7，四驅系統底盤6為現有的汽車四驅系統，從而使該載運車能夠像普通的汽車一樣採用車輪在平整的地面上行駛；

所述駕駛艙主體2底部還設置有陀螺儀平衡系統8，陀螺儀平衡系統8包括陀螺儀和旋轉塊，陀螺儀平衡系統8共包括四個垂直放置的陀螺儀，每兩個陀螺儀為一組，其中一組陀螺儀用於保持左右平衡，另一組陀螺儀用於保持前後平衡，這樣，在該載運車側傾一定角度時，通過陀螺儀平衡系統8的調節作用，使駕駛艙主體2始終保持水平狀態；所述機械腿共有四個，分別設置在支撐殼體3四角處，四個機械腿形成四足行駛機構，能夠滿足攀爬、拐彎、走坡道等動作，所述機械腿包括第一關節10、第二關節11、第三關節12和第四關節13，所述第一關節10通過豎直轉軸轉動連接至支撐殼體3，支撐殼體3上還安裝有驅動第一關節10繞豎直轉軸轉動的旋轉電機9，四足行駛狀態下，旋轉電機9能夠在該載運車轉彎時進行協助轉彎，另外，在該載運車從四足驅動轉變為輪式驅動時，該旋轉電機9啟動，以使整個機械腿繞豎直轉軸轉動該載運車的側面，形成類似於駕駛艙保險槓及加強罩的結構，以加強駕駛艙的安全性；所述第一關節10、第二關節11、第三關節12和第四關節13依次鉸接相連，且第一關節10與第二關節11之間安裝有第一液壓缸14，用於驅動第二關節11繞第一關節10的轉軸轉動，第二關節11與第三關節12之間安裝有第二液壓缸15，用於驅動第三關節12繞第二關節11的轉軸轉動，第三關節12與第四關節13之間安裝有第三液壓缸16，用於驅動第四關節13繞第三關節12的轉軸轉動；所述第四關節13底部安裝有多個足部液壓缸17，且每個足部液壓缸17均由相對應的電液比例伺服閥控制，從而實現多個足部液壓缸17能夠伸出不同的長度，以靈活改變接觸地面的形狀，適應凹凸不平的路面以及不同寬度的臺階，有更強的抓地力和安全性，另外，足部液壓缸17還具有減震作用，增強該載運車的舒適性，本實施例中，優選的，所述第四關節13底部安裝有六個足部液壓缸17，六個足部液壓缸17分成兩排，每排三個，均勻間隔設置在第四關節13底部；所述足部液壓缸17底部安裝有保護墊18，保護墊18由橡膠與纖維材料及金屬材料製成，並能進行更換，所述保護墊18內設置有壓力傳感器，壓力傳感器能夠將壓力數據實時傳送給中控系統，自動駕駛時，只有當壓力數據達到安全範圍時，中控系統才會發出指令執行下一個動作，在人工駕駛時，壓力數值顯示在駕駛艙內的顯示屏上。

四驅系統底盤6的供電方案如圖5所示，四輪驅動電機採用稀土永磁直流電動機，該電動機具有換向性能好、噪聲低、效率高、高效區寬、過載能力強等優點。

整車控制與能量管理系統主要完成整車控制與能量管理兩部分功能，擔負著採集整車的各個子系統的運行信息並進行監控與診斷，維持所有電池處於最佳狀態，控制充電方式和提供剩餘能量顯示等職責，並具體實現以下功能。

（1）整車信息檢測與顯示，包括：氣壓信號、加速踏板和制動踏板等模擬行好，以及車速、前進、後退、控制器開關、暖氣開關、氣泵開關、油泵開關以及手制動等開關量。

（2）通過CAN總線與電動機控制器進行通信並顯示與電動機相關的信息。

（3）進行換擋控制，通過控制高壓斷路器避免電池深度放點。

（4）動力電池組信息檢測與顯示，其中包括：總電流、總電壓、動力電池組充電狀態估計，單支電池電壓和每箱電池組溫度。

（5）維護電池使用：放點欠壓報警、充電過壓報警、電池損壞報警。

（6）通過CAN總線與充電機進行通信。

動力電池組輸出的高壓直流電通過高壓電氣配電盒與驅動電機、空調壓縮機、轉向系統驅動電機和制動系統驅動電機等實現能量分配，同時通過DC/DC變換器將384V高壓直流電轉變為24V低壓電流，為儀表、照明、控制系統和車身附件提供電能，並為輔助蓄電池充電。

整車動力系統布置如圖6所示，其中A為內燃機布置空腔，B為供電系統及傳動系統空腔，C為控制系統空腔。

本發明的工作原理是：所述多地形載運車，既可以採用四足驅動，也可以採用輪式驅動，採用四足驅動時，安裝在支撐殼體3上的四個機械腿形成四足行駛機構，能夠滿足攀爬、拐彎、走坡道等動作，也可以防止側傾，用於在普通輪式驅動難以行駛的路況下行駛。當行駛至平坦的路面時，若要切換為輪式驅動，則機械腿彎曲收縮，且旋轉電機9啟動，以使整個機械腿繞豎直轉軸轉動該載運車的側面，形成類似於駕駛艙保險槓及加強罩的結構，以加強駕駛艙的安全性。在行駛過程中，前部視覺系統4用於自動掃描路況，並將獲取的路況信息發送給總控系統，總控系統對獲取的信息進行分析後確定踏足點，保護墊18內設置的壓力傳感器能夠將壓力數據實時傳送給中控系統，只有當壓力數據達到安全範圍時，中控系統才會發出指令執行下一個動作，防止踩空或滑倒，側面視覺系統5用於實時監控該載運車車身周圍的路況，以消除四足行駛狀態下盲區過大的問題，前部視覺系統4和側面視覺系統5均包含紅外系統和照明系統，從而能夠適應光源的變化，即便在夜晚也能完成監控路況的作用，當然，也可以選擇人工遙控或手動操作開動，在人工駕駛時，壓力數值顯示在駕駛艙內的顯示屏上。陀螺儀平衡系統8用於在行駛過程中保持車身的平衡，在該載運車側傾一定角度時，通過陀螺儀平衡系統8的調節作用，使駕駛艙主體2始終保持水平狀態，在嚴重側傾的時候，如果超出陀螺儀平衡系統8的調節範圍，可配合四隻機械腿的彎曲來重新獲得駕駛艙的平衡。

本發明多地形載運車，仿生牛羊的運動結構，設置四個機械腿形成四足行駛機構，每個機械腿有四個自由度，能夠滿足攀爬、拐彎、走坡道等動作，也可以防止側傾，從而解決了現有汽車無法爬山及爬樓梯等問題，具有重要的市場價值和社會價值；本發明多地形載運車還可以採用四輪接地行駛，用於在平坦的地面上正常行駛，實用性強；本發明多地形載運車，其每個機械腿底部設置有六個足部液壓缸17，六個足部液壓缸17能夠伸出不同的長度，以靈活改變接觸地面的形狀，適應凹凸不平的路面以及不同寬度的臺階，有更強的抓地力和安全性，且足部液壓缸17還具有減震作用，增強該載運車的舒適性，足部液壓缸17底部保護墊18內的壓力傳感器，可以防止踩空或滑倒；本發明多地形載運車通過陀螺儀平衡系統8的調節作用，使駕駛艙主體2始終保持水平狀態，在嚴重側傾的時候，如果超出陀螺儀平衡系統8的調節範圍，可配合四隻機械腿的彎曲來重新獲得駕駛艙的平衡；本發明多地形載運車，其前部視覺系統4用於自動掃描路況，側面視覺系統5用於實時監控該載運車車身周圍的路況，以消除四足行駛狀態下盲區過大的問題，前部視覺系統4和側面視覺系統5均包含紅外系統和照明系統，從而能夠適應光源的變化，即便在夜晚也能完成監控路況的作用。

上面對本發明的較佳實施方式作了詳細說明，但是本發明並不限於上述實施方式，在本領域的普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。