专利名称：滚动式螺旋行走运动机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种新型的螺旋行走机构，更具体的是涉及螺旋线或螺旋面采用滚动摩擦副，从而大大提高效率的螺旋行走驱动机构。
背景技术：
拖拽搬运物品，畜力拉撬是比较原始的一类行走驱动机构，可适应多种环境条件下的应用，但效率低，在现代社会中其应用已越来越少。轮式行走机构仍然是人类应用最广泛的运动机构，也获得了充分的发展，如自行车、汽车、时速高达400多千米/小时的高铁。轮式机构的行走速度快、机动灵活、工作效率高等优点，是其成为人们在行走运动驱动方式上首选应用对象的主要原因，但也经常面临挑战，例如需要解决逢山开路、遇水架桥的问题，其运动稳定性、轨迹控制以及功能的发挥与路面、环境存在依赖关系，适应复杂路况性能不良，存在不能越障、爬楼梯等问题，从而制约其应用。现代社会中，经常遇到复杂、变化的环境和条件，需要适应相应条件下的行走运动机构。例如，获得一种不受各种道路条件限制、能适应野外复杂地形地貌的越野驱动机构， 同时还希望这种机构有强的驱动能力，能翻越各种障碍、平稳爬升楼梯，可应用于路况复杂或路面不明的情形。这些情形可能出现在抢险救灾、地震救援、越障工具、城市高层建筑缺电状况下人员或物资攀爬楼梯或输送伤员物质、野外探险侦测等等。
发明内容针对上述背景技术问题，本实用新型是一种新型滚动式螺旋行走机构，行走驱动采用螺旋机构，螺旋绕其轴旋转时，通过螺旋机构与地面接触形成摩擦副，产生垂直于螺旋轴方向的行走运动或平行于螺旋轴方向的行走运动。目的之一是采用螺旋线或螺旋面构成螺旋行走机构，实现能够在复杂、变化的环境和条件下具有适应能力。本实用新型的另一个目的，是采用滚动摩擦副减少螺旋行走机构摩擦力，提高传输效率。本实用新型还有一个目的是，是为了适应不同的应用环境和条件，滚动式螺旋行走机构中滚动机构可以分别采用滚珠式、滚柱式、滚轮式。本实用新型的一种滚动式螺旋行走机构，工作原理如图1 采用滚动方式安装于螺旋线或螺旋面上构成螺旋滚动摩擦副，当螺旋绕轴顺时针或反时针旋转，(1)沿轴向(X 轴)的正向或反向运动；(2)也可以产生沿垂直于轴向(y轴)的正向或反向运动。因此， 控制螺旋的正反方向旋转，可以获得所需要的各种平面运动。图1是本发明采用的其中一种结构，采用对称式左右旋双螺旋驱动机构，由左右旋2副螺旋驱动系统(1)，载物台及支持系统( 和驱动电机及控制装置C3)组成。螺旋副(1)中的每一组可独立驱动控制，由每一组螺旋副的正反方向旋转，决定螺旋行走机构的前进、后退、横向前后运动、左右旋转运动等各种动作，进行不同控制的组合，可以达到多种控制目的和实现多种功能任务。图2是本实用新型实施的其中一种采用滚轮的滚动式螺旋驱动结构。图中包含左旋和右旋2副螺旋驱动结构，每副螺旋驱动结构由滚轮(1)，滚轮支架(2)和螺旋驱动轴 (3)组成。螺旋驱动轴( 转动时，滚轮滚动实现滚动式螺旋驱动，达到减少螺旋行走机构摩擦目的。图3是本实用新型实施的另一种采用滚珠的滚动式螺旋驱动结构。图中装置由滚珠(1)，控制装置( 和载物支持系统C3)组成。螺旋驱动轴( 转动时，滚珠滚动实现滚动式螺旋驱动，达到减少螺旋行走机构摩擦目的。
图1是本实用新型的螺旋行走机构原理图。其中1-螺旋驱动系统；2-载物台及支持系统；3-驱动电机及控制装置。图2是本实用新型的滚轮式螺旋行走机构结构说明图。其中1-滚轮；2-滚轮支架；3-螺旋驱动轴。图3是滚珠式螺旋行走机构结构说明图。其中1-滚珠；2-滚珠保持架；3-螺旋驱动轴。
具体实施方式
图2和图3是本实用新型实施的其中二种滚动式螺旋行走机构方案。图2装置包含左旋和右旋2副螺旋驱动结构，每副螺旋驱动结构由滚轮(1)，滚轮支架(2)和螺旋驱动轴(3)组成滚轮式螺旋驱动结构。图3装置包含左旋和右旋螺旋驱动结构，旋驱动结构由滚珠(1)，滚珠保持架(2) 和螺旋驱动轴(3)组成滚珠式螺旋驱动结构。采用图2结构工作时，螺旋驱动轴(3)转动，滚轮与表面接触，滚轮滚动从而实现滚动式螺旋驱动，达到减少螺旋行走机构摩擦目的。采用图3结构工作时，螺旋驱动轴(3) 转动，滚珠与表面接触，滚珠滚动从而实现滚动式螺旋驱动，达到减少螺旋行走机构摩擦目的。
权利要求1.一种滚动式螺旋行走运动机构，其特征在于行走驱动采用螺旋机构，螺旋绕其轴旋转时，通过螺旋机构与地面接触形成摩擦副，产生垂直于螺旋轴方向的行走运动或平行于螺旋轴方向的行走运动。
2.根据权利要求1所述的滚动式螺旋行走机构，其特征在于螺旋机构与地面接触形成的摩擦副采用滚动摩擦副。
3.根据权利要求2所述的滚动式螺旋行走运动机构，其特征在于与地面接触形成摩擦副的螺旋机构，在螺旋接触线或面上，安装滚轮形成滚轮螺旋线，当螺旋轴转动时与相对运动表面接触的滚轮滚动。
4.根据权利要求2所述的滚动式螺旋行走运动机构，其特征在于与地面接触形成摩擦副的螺旋机构，在螺旋接触线或面上，安装滚珠形成滚珠螺旋线，当螺旋轴转动时与相对运动表面接触的滚珠滚动。
5.根据权利要求2所述的滚动式螺旋行走运动机构，其特征在于与地面接触形成摩擦副的螺旋机构，在螺旋接触线或面上，安装滚柱形成滚柱螺旋线，当螺旋轴转动时与相对运动表面接触的滚柱滚动。
专利摘要本实用新型涉及一种滚动式螺旋行走运动机构，这种机构采用螺旋线或螺旋面作为行走机构，当螺旋线或螺旋面旋转时可以产生横向运动、纵向运动或者综合横向和纵向的任意给定运动。为了减少螺旋副的摩擦，其中与表面接触的螺旋线或螺旋面采用滚动摩擦副，从而大大提高效率。这种新型滚动式螺旋行走机构，能翻越各种障碍、平稳爬升楼梯、不受各种道路限制、能适应野外复杂地形地貌越野驱动。可应用于路况复杂或路面不明的抢险救灾、地震救援、越障工具、人员或物资攀爬楼梯的交通工具等。新型螺旋行走运动机构原理简洁，可靠性高、成本低，应用适应领域广，可多样化实现，以及可组合多种功能和多种操作模式应用。
文档编号B62D57/02GK202213648SQ20112017540
公开日2012年5月9日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日
发明者傅惠南, 吴乐, 李泽伟, 翁剑波, 谢少艇, 邢伟科, 陈荣楠 申请人:广东工业大学