液压爬行机构的制作方法
【专利摘要】一种液压爬行机构，框架内两侧分别固装有主轴和从动轴；所述爬行机械机构包括两套行步系统，它们分别固装在主轴两端，每套系统包括一横梁和两个行步轮，两个行步轮分别通过固装在横梁两端的转轴与横梁连接；所述运动转换机构包括液压油缸、两条同步带、两个带有单向离合器且方向互反的同步轮和安装在从动轴上的两个张紧轮；动力驱动机构包括液压油缸和安装在其上的液控往复器；直流液压动力单元由稀土无刷直流电机、液压油泵、液压油箱、液压集成块、电机控制器和蓄电池组成。本实用新型既能在平地滚动行走，又能在有楼梯、台阶和坡地的地方行走自如，而且体积小，灵活方便，操作简单，功率小，出力大。
【专利说明】液压爬行机构
【技术领域】:
[0001]本实用新型属于液压传动的【技术领域】，特别涉及一种液压爬行机构，该机构以液压传动作为输出动力来驱动一套机械爬行机构，从而实现行走功能。
【背景技术】:
[0002]目前在老人护理、楼道里搬运货物、现场施工、山地形搬运等场合，急需要一种能单人操作行走的设备，代替两个人或者多人的工作量，摆脱对人工的依赖，降低劳动强度，增加工作的安全性，快捷性和持久性。但是，传统设备的行走方式多以车轮滚动为主，部分以履带方式为辅，这种车轮滚动结构只能在平地上滚动行走，难以完成楼梯间上、下楼的需要，并且履带方式体积大、操作复杂、成本高、不适合老年人操作，很难进行市场推广。
【发明内容】
:
[0003]本实用新型的目的就在于克服上述现有技术中存在的不足，二提供液压爬行机构，该机构既能在平地滚动行走，又能在有楼梯、台阶和坡地的地方行走自如，而且体积小，灵活方便，操作简单，功率小，出力大。
[0004]如上构思，本实用新型的技术方案是:一种液压爬行机构，其特征在于:由框架、爬行机械机构、运动转换机构、动力驱动机构和直流液压动力单元组成；框架内两侧分别固装有主轴和从动轴；所述爬行机械机构包括两套行步系统，它们分别固装在主轴两端，每套行步系统包括一横梁和两个行步轮，两个行步轮分别通过固装在横梁两端的转轴与横梁连接；所述运动转换机构包括液压油缸、两条同步带、两个带有单向离合器且方向互反的同步轮和安装在从动轴上的两个张紧轮，同步轮采用键连接在主轴上并与主轴同步旋转，两个同步轮和两个张紧轮之间通过两条同步带连接，液压油缸通过两条同步带分别驱动两个带有单向离合器方向互反的同步轮做旋转运动；动力驱动机构包括液压油缸和安装在其上的液控往复器；直流液压动力单元由稀土无刷直流电机、液压油泵、液压油箱、液压集成块、电机控制器和蓄电池组成，所述稀土无刷直流电机的主轴与液压油泵的主轴通过联轴器直接连接，并将液压油泵的压力油口直接与液压集成块相连，液压油泵安装在液压油箱内，蓄电池通过电机控制器为稀土无刷直流电机供电。
[0005]上述行步轮由两个侧板、两个脚轮和一个轴承座组成；两个脚轮夹装在两个侧板之间，且每个侧板的两底端与两脚轮之间通过连接轴连接，两个侧板顶部之间安装有轴承座，该轴承座通过轴承安装在转轴上。
[0006]上述行步系统的横梁与主轴采用涨套的方式固定在一起的，横梁与主轴是同步旋转。
[0007]本实用新型具有如下的优点和积极效果:
[0008]1、本实用新型中的爬行机械机构包括两套行步系统，每套系统包括一横梁和两个行步轮，所述两个行步轮分别通过固装在横梁两端的转轴与横梁连接；所述两套行步系统固装在主轴两端；行步轮由两个侧板、两个脚轮和一个轴承座组成。这种结构不仅能自动适应各种楼梯台阶的高度，而且还能自动适应不同坡度的山坡道路，还能利用行步器中的脚轮在平地上滚动前行。
[0009]2、本实用新型中驱动横梁旋转是采用液压油缸的直线往复运动通过运动转换机构来实现的，即通过液压油缸拉动同步带来驱动带有单向离合器的同步轮转动，从而完成由油缸的直线往复运动转换成主轴及横梁的连续正向旋转，将往复运动转为连续旋转运动，通过这样的运动转换机械结构完成本装置的动力输出。
[0010]3、本实用新型采用的直流液压动力单元可对液压油路进行控制，预设工作压力和自动匹配工作压力。锂离子动力蓄电池是通过电机控制器为稀土无刷直流电机进行供电，控制器主要控制和监视电机运转状况同时也是保护电机并防止电机过载。电机可以通过控制器进行无级调速，这样就充分调节液压流量大小。
【专利附图】
【附图说明】:
[0011]图1是本实用新型的总体结构示意图；
[0012]图2是行步轮简图；
[0013]图3是爬行机械结构简图；
[0014]图4是运动形式转换的机械结构；
[0015]图5是行走传动机构简图；
[0016]图6是直流液压动力单元的结构示意图。
【具体实施方式】:
[0017]如图1所示:一种液压爬行机构，由爬行机械机构、运动转换机构、动力驱动机构、直流液压动力单元20组成。
[0018]如图2、3所示:爬行机械机构是有由两套两个行步轮4，9、两个转轴5，8、一个横梁组成6的行步系统分别固定在一个主轴的两侧。行步轮由两个侧板1，两个脚轮3和一个轴承座2组成；行步轮的轴承座2通过轴承安装在转轴5，8上，整个行步轮可以在转轴上自由活动，由于行步轮受重力的影响总是竖直向下。两个转轴5，8分别固定在横梁的两端，横梁与主轴采用涨套7的方式固定在一起的，横梁与主轴是同步旋转的。当两套行步系统分别安装在主轴12上以后，主轴12被驱动旋转时，横梁也被带动做旋转运动，此时其中一个行步轮中的任何一个脚轮遇到台阶或者阻力时，横梁上的转轴就会通过这个行步轮的轴承座里的轴承为支点，带动横梁做摆动运动,不仅将自身和主轴抬高，同时抬高另一个行步轮，这个行步轮保持着竖直向下的姿态跟随横梁做摆动运动，直到接触到地面后，同样方式横梁上对应的转轴又以这个行步轮的轴承为支点继续做摆动运动，这样就可以连续的完成两个行步轮交替迈步前进的动作，实现或上楼或下楼的爬行动作。
[0019]如图4、5所示:运动转换机构是由直线往复运动转为旋转运动的一种机械结构，它的功能主要是完成低速大扭矩的输出。目前我们现在实现低速大扭矩的动力输出主要是以电机带大减速比的减速机来实现的，体积大重量重而且效率非常低下，难以满足高效节能，轻便灵活等使用场合，因此本机构采用的方法是利用液压油缸17的直线运动的低速性，通过两条同步带分别驱动两个带有单向离合器10方向互反的同步轮11做旋转运动，同步轮11采用键连接的方式与主轴12同步旋转，也就是说，当液压油缸向一个方向运动时，通过拉动一根同步带16带动一个正向同步轮旋转,该同步轮驱动主轴也做正向旋转输出扭矩，另一个反向同步轮在主轴做打滑运动，作用失效。当油缸换向后向反方向运动时拉动另一根同步带带动反向同步轮旋转，此时由于油缸拉动两根同步带16的方向相反，因此这根同步带所带动的反向同步轮正好也能驱动主轴做正向旋转。综上所述，不论油缸如何往复运动，总是通过同步带带动同步轮驱动主轴做同一个方向旋转，而且还交替输出低速大扭矩。以上机构均放在一个轻型铝合金框架14上通过张紧轮15方式将同步带拉紧。
[0020]动力驱动机构是本专利的技术核心，也是本专利的装置的动力输出。该机构采用是液压往复油缸17技术，是通过直流液压油源的功率输出，将液压油直接驱动油缸，通过液控往复器18实现油缸的自动往复运动。通过对液压油源20的流量调节可以完成对液压往复油缸17的往复冲次的控制，进而调整主轴旋转的快慢，液压系统的工作压力是预先设定好的，液压油缸可以根据工作负载的大小，自动匹配工作压力，同时也是对工作电机的很好保护，完全取代目前的电机加减速机的传动模式，这样的动力驱动机构不仅能充分满足低速大扭矩特性，而且大大改善了操作特性，起动平稳，无级调速，自动刹车，停车保护。
[0021]如图6所示:液压动力单元20是本机构的动力源，由稀土无刷直流电机21、液压油泵22、带有插装阀的液压集成块23、油箱24、锂离子动力蓄电池19和电机控制器(图中未标明)组成。稀土无刷直流电机是通过联轴器与液压油泵直接联接，液压集成块可以对液压油路进行控制，预设工作压力和自动匹配工作压力。锂离子动力蓄电池是通过电机控制器为稀土无刷直流电机进行供电，控制器主要控制和监视电机运转状况同时也是保护电机并防止电机过载。电机可以通过控制器进行无级调速，这样就充分调节液压流量大小。
【权利要求】
1.一种液压爬行机构，其特征在于:由框架、爬行机械机构、运动转换机构、动力驱动机构和直流液压动力单元组成；框架内两侧分别固装有主轴和从动轴；所述爬行机械机构包括两套行步系统，它们分别固装在主轴两端，每套行步系统包括一横梁和两个行步轮，两个行步轮分别通过固装在横梁两端的转轴与横梁连接；所述运动转换机构包括液压油缸、两条同步带、两个带有单向离合器且方向互反的同步轮和安装在从动轴上的两个张紧轮，同步轮采用键连接在主轴上并与主轴同步旋转，两个同步轮和两个张紧轮之间通过两条同步带连接，液压油缸通过两条同步带分别驱动两个带有单向离合器方向互反的同步轮做旋转运动；动力驱动机构包括液压油缸和安装在其上的液控往复器；直流液压动力单元由稀土无刷直流电机、液压油泵、液压油箱、液压集成块、电机控制器和蓄电池组成，所述稀土无刷直流电机的主轴与液压油泵的主轴通过联轴器直接连接，并将液压油泵的压力油口直接与液压集成块相连，液压油泵安装在液压油箱内，蓄电池通过电机控制器为稀土无刷直流电机供电。
2.根据权利要求1所述的液压爬行机构，其特征在于:上述行步轮由两个侧板、两个脚轮和一个轴承座组成；两个脚轮夹装在两个侧板之间，且每个侧板的两底端与两脚轮之间通过连接轴连接，两个侧板顶部之间安装有轴承座，该轴承座通过轴承安装在转轴上。
3.根据权利要求1所述的液压爬行机构，其特征在于:上述行步系统的横梁与主轴采用涨套的方式固定在一起的，横梁与主轴是同步旋转。
【文档编号】B62B5/02GK203460913SQ201320400408
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年7月5日 优先权日:2013年7月5日
【发明者】刘怡宁, 刘莹 申请人:刘怡宁, 刘莹