软地面踏步式行走机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种软地面踏步式行走机构。现有行走机构结构普遍比较复杂，还存在制造成本昂贵、使用操作复杂等弊端。现市面上并不存在只提供一个动力，完全凭借机械配合即可完成整个踏步式行走动作的产品。本软地面踏步式行走机构包括车厢、内支架和外支架，其中所述内支架与外支架均滑配在所述车厢上，内、外支架可相对于车厢交替升降及前行；所述内支架包括内框架和固定在内框架两侧的两分支架，所述外支架包括外框架和固定在外框架两内侧的两分支架。本实用新型结构合理、功能完善，通过巧妙设计，利用多项齿轮齿条组件形成升降机构和推送机构，使本实用新型依靠单动力驱动即可完成全部踏步式行走循环动作。
【专利说明】软地面踏步式行走机构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种软地面踏步式行走机构。
【背景技术】
[0002]现有行走机构结构普遍比较复杂，而踏步式行走机构由于需要完成交替循环的横向和纵向的动作，往往需要多个驱动装置在时间、位置及幅度等参数上上精密准确的配合方可顺利完成动作，造成了制造成本昂贵、使用操作复杂等弊端。现市面上并不存在只提供一个动力，完全凭借机械配合即可完成整个踏步式行走动作的产品。
实用新型内容
[0003]本实用新型要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷，提供一种软地面踏步式行走机构。
[0004]为解决上述技术问题，本软地面踏步式行走机构包括车厢、内支架和外支架，其中所述内支架与外支架均滑配在所述车厢上，内、外支架可相对于车厢交替升降及前行；所述内支架包括内框架和固定在内框架两侧的两分支架，所述外支架包括外框架和固定在外框架两内侧的两分支架。
[0005]作为优化，所述车厢上包括驱动轴、该驱动轴两端分别设有一组内、外侧板，每组内、外侧板之间于驱动轴上均设有两个驱动齿轮，每组内、外侧板之间前后各设有一组上、下支撑轴，上、下支撑轴两端均设有一对导向滚轮，其中下支撑轴上还设有推进大齿轮和推进小齿轮，内、外侧板下沿均设有升降驱动齿条；所述推进大齿轮和推进小齿轮与下支撑轴的配合为转动配合，且推进大齿轮和推进小齿轮之间设有棘轮机构。
[0006]作为优化，所述分支架包括支撑导轨、机座、导杆、驱动齿条、升降机构和履板，其中所述支撑导轨上设有支撑导轨推进齿条，所述机座上设有机座推进齿条，支撑导轨和机座两端均设有升降导向轴，并匹配升降导向轮，所述导杆滑配于升降导向轮之间，导杆上端连接于所述驱动齿条两端，导杆下端及所述履板均连接在升降机构上；所述升降机构包括主动齿轮、从动齿轮、滑移齿轮、曲轴、横连杆、滑块、上连接杆、下连接杆、曲轴固定板，其中所述主动齿轮通过一中间轴连接所述从动齿轮，该从动齿轮与所述滑移齿轮相啮合，该滑移齿轮通过导向平键或导向花键连接所述曲轴，该曲轴铰接所述横连杆一端，该横连杆另一端连接所述滑块，该滑块另一端铰接所述上、下连接杆一端，其中上连接杆另一端铰接所述机座，下连接杆另一端铰接所述履板及导杆下端，所述曲轴及横连杆设置在两所述曲轴固定板之间，该曲轴固定板两端设有一组夹板，并于夹板之间设有升降导向轴，并匹配升降导向轮。
[0007]作为优化，所述内、外支架的支撑导轨和机座分别固定在所述内、外框架两侧，所述支撑导轨滑配于所述车厢上、下支撑轴的导向滚轮之间，所述推进小齿轮啮合所述支撑导轨推进齿条，所述推进大齿轮啮合所述机座推进齿条，所述升降驱动齿条啮合所述主动齿轮，所述驱动齿轮与所述驱动齿条相配合。[0008]作为优化，所述主动齿轮与中间轴由一个棘轮机构相连，单向传递运动；所述中间轴与机座之间设有一个棘轮机构，防止中间轴回转，该棘轮机构包括棘轮和止回棘爪，其中棘轮固定在中间轴上，止回棘爪安装在机座上。
[0009]作为优化，所述驱动齿条上设有相互配合的一外凸插头和一内凹插槽。
[0010]作为优化，所述中间轴上设有锁止块。
[0011]作为优化，所述内、外支架上分别设有缓冲器和挡板；其中缓冲器设置在内支架的机座前后两端，挡板设置在外支架的中间位置，或者缓冲器设置在外支架的机座前后两端，挡板设置在内支架的中间位置。
[0012]工作原理
[0013](I)外支架承载车厢，内支架被向前推进
[0014]当外支架承载车厢时(外支架的驱动齿条、履板和导杆处在降下位置，履板着地，驱动齿条与驱动齿轮啮合；内支架的驱动齿条、履板和导杆处在升起位置，履板离地，驱动齿条与驱动齿轮分离)，车厢在该组支撑导轨上向前运动；同时，内支架在一组推进机构的作用下向前推进。
[0015]当内支架被推送至最前端(该组推进小齿轮已到达对应齿条的最前端，同时推进大齿轮处在对应齿条的最末端)。推进机构不再推进内支架。内外支架间的缓冲装置吸收内支架的动能使其停下，这时该内支架驱动齿条上外凸插头处在外支架驱动齿条内凹插槽的正上方。此时车厢内侧板前端的升降驱动齿条即将作用于内支架主动齿轮。
[0016](2)外支架承载车厢，内支架升降部分降下
[0017]车厢继续在外支架的支撑导轨上前进，内支架的驱动齿条、履板和导杆在升降机构的作用下下降。在下降的过程中，内外支架在行走机构前进方向上没有位置变化。
[0018]当车厢内侧板前端的升降驱动齿条完全经过内支架主动齿轮后，内支架中间轴和曲轴刚好转过1/2圈，升降机构由升起位置完全转换为降下位置(履带着地，驱动齿条与驱动齿轮啮合)，此时各连杆在重力方向均处在“死点”位置，曲轴也处在“死点”位置。加上锁止块的作用，该状态非常稳定，故能承受重载。此时车厢外侧板后端的升降驱动齿条即将作用于外支架主动齿轮。
[0019](3)内支架承载车厢，外支架升降部分升起
[0020]车厢转为在内支架的支撑导轨上运行，内支架承载车厢，外支架的驱动齿条、履板和导杆即将在升降机构的作用下升起。上升过程中，内凹插槽在外凸插头的约束下上升，内外支架在前进方向没有位置变化。
[0021]当车厢外侧板后端的升降驱动齿条完全经过外支架主动齿轮后，外支架中间轴和曲轴正好转过1/2圈，处于完全升起位置(履带离地，驱动齿条与驱动齿轮分离)，曲轴处于另一个“死点”位置。加上锁止块的作用，在下面的运动过程中此状态非常稳定。这时升起的驱动齿条上的内凹插槽前端挡在对应外凸插头前面，防止外支架向后运动，因为此时作用于第二组推进机构的齿条还未与之作用，即将与之作用。
[0022]( 4 )内支架承载车厢，外支架被向前推进
[0023]车厢继续在内支架的支撑导轨上向前运动。外支架在第二组推进机构的作用下向前推进。
[0024]当外支架被推送至最前端(第二组推进小齿轮已到达对应齿条的最前端，同时推进大齿轮处在对应齿条的最末端)。推进机构不再推进外支架。内外支架间的缓冲装置吸收内支架的动能使其停下，这时该外支架驱动齿条上插头处在内支架驱动齿条插槽的正上方。此时车厢外侧板前端的升降驱动齿条即将作用于外支架主动齿轮。
[0025](5)内支架承载车厢，外支架升降部分降下
[0026]车厢继续在内支架的支撑导轨上前进，外支架的驱动齿条、履板和导杆在升降机构的作用下下降。在下降的过程中，内外支架在行走机构前进方向上没有位置变化。
[0027]当车厢外侧板前端的升降驱动齿条完全经过外支架主动齿轮后，外支架中间轴和曲轴刚好转过1/2圈，升降机构由升起位置完全转换为降下位置(履带着地，驱动齿条与驱动齿轮啮合)，此时各连杆在重力方向均处在“死点”位置，曲轴也处在“死点”位置。加上锁止块的作用，该状态非常稳定，故能承受重载。此时车厢内侧板后端的升降驱动齿条即将作用于内支架主动齿轮。
[0028](6)外支架承载车厢，内支架升降部分升起
[0029]车厢转为在外支架的支撑导轨上运行，外支架承载车厢，内支架的驱动齿条、履板和导杆即将在升降机构的作用下升起。上升过程中，插槽在插头的约束下上升，内外支架在前进方向没有位置变化。
[0030]当车厢内侧板后端的升降驱动齿条完全经过内支架主动齿轮后，内支架中间轴和曲轴正好转过1/2圈，处于完全升起位置(履带离地，驱动齿条与驱动齿轮分离)，曲轴处于另一个“死点”位置。加上锁止块的作用，在下面的运动过程中此状态非常稳定。这是升起的驱动齿条上的插槽前端挡在对应插头前面，防止外支架向后运动，因为此时作用于第一组推进机构的齿条还未与之作用，即将与之作用。
[0031]接下来便重复以上I?6的运动，以此循环，内外支架交替运作，软地面踏步式行走机构便持续向前行走。
[0032]本发明软地面踏步式行走机构独特的步行式行走方式使它具有以下有益效果:
[0033]本软地面踏步式行走机构具有与地面接触面积大、稳定性好、负重能力强、越野性能好、高离地间隙和直线行驶性能好等特点。另外，由于与地面接触面积大，并且为踏步式行走方式，所以能大幅度的减缓地面不平度，改善路面状况，从而保证车辆良好的的行驶性能，使其翻越台阶、壕沟等障碍的能力强，能很好地在泥泞、沼泽、水田、松软土壤、沙漠、草原、雪地等地方行驶。
[0034]本软地面踏步式行走机构的以上技术特点及优势，使它能够在地面状况十分恶劣的区域作业，它为步行式机械的研究和发展提出一些新的思考和解决方案。
[0035]本实用新型软地面踏步式行走机构结构合理、功能完善，通过巧妙设计，利用多项齿轮齿条组件形成升降机构和推送机构，使本实用新型依靠单动力驱动即可完成全部踏步式行走循环动作。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]下面结合附图对本实用新型软地面踏步式行走机构作进一步说明:
[0037]图1是本软地面踏步式行走机构的立体结构示意图；
[0038]图2是本软地面踏步式行走机构的车厢的立体结构示意图；
[0039]图3是本软地面踏步式行走机构的内支架的立体结构示意图；[0040]图4是本软地面踏步式行走机构的内支架的侧视平面结构示意图；
[0041]图5是本软地面踏步式行走机构的外支架的立体结构示意图。
[0042]图中:1-车厢、2-内支架、3-外支架、4-内框架、5-分支架、6-外框架、7-驱动轴、8-内侧板、9-外侧板、10-驱动齿轮、11-上支撑轴、12-下支撑轴、13-导向滚轮、14-推进大齿轮、15-推进小齿轮、16-升降驱动齿条、17-支撑导轨、18-机座、19-导杆、20-驱动齿条、21-履板、22-支撑导轨推进齿条、23-机座推进齿条、24-升降导向轴、25-升降导向轮、26-主动齿轮、27-从动齿轮、28-滑移齿轮、29-曲轴、30-横连杆、31-滑块、32-上连接杆、33-下连接杆、34-曲轴固定板、35-夹板、36-外凸插头、37-内凹插槽、38-锁止块。
【具体实施方式】
[0043]如图1至5所示，本一种软地面踏步式行走机构包括车厢1、内支架2和外支架3，其中所述内支架2与外支架3均滑配在所述车厢I上，内、外支架2、3可相对于车厢I交替升降及前行；所述内支架2包括内框架4和固定在内框架4两侧的两分支架5，所述外支架2包括外框架6和固定在外框架两内侧的两分支架5。
[0044]所述车厢I上包括驱动轴7、该驱动轴7两端分别设有一组内、外侧板8、9，每组内、外侧板8、9之间于驱动轴7上均设有两个驱动齿轮10，每组内、外侧板8、9之间前后各设有一组上、下支撑轴11、12，上、下支撑轴11、12两端均设有一对导向滚轮13，其中下支撑轴12上还设有推进大齿轮14和推进小齿轮15，内、外侧板下沿均设有升降驱动齿条16 ;所述推进大齿轮14和推进小齿轮15与下支撑轴12的配合为转动配合，且推进大齿轮14和推进小齿轮15之间设有棘轮机构。
[0045]所述分支架5包括支撑导轨17、机座18、导杆19、驱动齿条20、升降机构和履板21，其中所述支撑导轨17上设有支撑导轨推进齿条22，所述机座18上设有机座推进齿条23，支撑导轨17和机座18两端均设有升降导向轴24，并匹配升降导向轮25，所述导杆19滑配于升降导向轮25之间，导杆19上端连接于所述驱动齿条20两端，导杆19下端及所述履板21均连接在升降机构上；所述升降机构包括主动齿轮26、从动齿轮27、滑移齿轮28、曲轴29、横连杆30、滑块31、上连接杆32、下连接杆33、曲轴固定板34，其中所述主动齿轮26通过一中间轴连接所述从动齿轮27，该从动齿轮27与所述滑移齿轮28相啮合，该滑移齿轮28通过导向平键或导向花键连接所述曲轴29，该曲轴29铰接所述横连杆30 —端，该横连杆30另一端连接所述滑块31，该滑块31另一端铰接所述上、下连接杆32、33 —端，其中上连接杆32另一端铰接所述机座18，下连接杆32另一端铰接所述履板21及导杆19下端，所述曲轴29及横连杆30设置在两所述曲轴固定板34之间，该曲轴固定板34两端设有一组夹板35，并于夹板35之间设有升降导向轴24，并匹配升降导向轮25。
[0046]所述内、外支架2、3的支撑导轨17和机座18分别固定在所述内、外框架4、6两侧，所述支撑导轨17滑配于所述车厢上、下支撑轴11、12的导向滚轮13之间，所述推进小齿轮15啮合所述支撑导轨推进齿条22，所述推进大齿轮14啮合所述机座推进齿条23，所述升降驱动齿条16啮合所述主动齿轮26，所述驱动齿轮10与所述驱动齿条20相配合。
[0047]所述主动齿轮26与中间轴由一个棘轮机构相连，单向传递运动；所述中间轴与机座18之间设有一个棘轮机构，防止中间轴回转，该棘轮机构包括棘轮和止回棘爪，其中棘轮固定在中间轴上，止回棘爪安装在机座18上。[0048]所述驱动齿条20上设有相互配合的一外凸插头36和一内凹插槽37。
[0049]所述中间轴上设有锁止块38。
[0050]所述内、外支架2、3上分别设有缓冲器和挡板；其中缓冲器设置在内支架2的机座前后两端，挡板设置在外支架3的中间位置，或者缓冲器设置在外支架3的机座前后两端，挡板设置在内支架2的中间位置。
[0051 ] 上述实施方式旨在举例说明本实用新型可为本领域专业技术人员实现或使用，对上述实施方式进行修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，故本实用新型包括但不限于上述实施方式，任何符合本权利要求书或说明书描述，符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、工艺、产品，均落入本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种软地面踏步式行走机构，其特征是:包括车厢(I)、内支架(2)和外支架(3)，其中所述内支架(2)与外支架(3)均滑配在所述车厢(I)上，内、外支架(2、3)可相对于车厢⑴交替升降及前行；所述内支架⑵包括内框架⑷和固定在内框架⑷两侧的两分支架(5)，所述外支架(2)包括外框架(6)和固定在外框架两内侧的两分支架(5);所述车厢(I)上包括驱动轴(7)、该驱动轴(7)两端分别设有一组内、外侧板(8、9)，每组内、外侧板(8、9)之间于驱动轴(7)上均设有两个驱动齿轮(10)，每组内、外侧板(8、9)之间前后各设有一组上 、下支撑轴(11、12)，上、下支撑轴(11、12)两端均设有一对导向滚轮(13)，其中下支撑轴(12)上还设有推进大齿轮(14)和推进小齿轮(15)，内、外侧板下沿均设有升降驱动齿条(16)，所述推进大齿轮(14)和推进小齿轮(15)与所述下支撑轴(12)的连接方式为转动配合，且推进大齿轮(14)和推进小齿轮(15)之间设有棘轮机构；所述分支架(5)包括支撑导轨(17)、机座(18)、导杆(19)、驱动齿条(20)、升降机构和履板(21)，其中所述支撑导轨(17)上设有支撑导轨推进齿条(22)，所述机座(18)上设有机座推进齿条(23)，支撑导轨(17)和机座(18)两端均设有升降导向轴(24)，并匹配升降导向轮(25)，所述导杆(19)滑配于升降导向轮(25)之间，导杆(19)上端连接于所述驱动齿条(20)两端，导杆(19)下端及所述履板(21)均连接在升降机构上；所述升降机构包括主动齿轮(26)、从动齿轮(27)、滑移齿轮(28)、曲轴(29)、横连杆(30)、滑块(31)、上连接杆(32)、下连接杆(33)、曲轴固定板(34)，其中所述主动齿轮(26)通过一中间轴连接所述从动齿轮(27)，该从动齿轮(27)与所述滑移齿轮(28)相啮合，该滑移齿轮(28)通过导向平键或导向花键连接所述曲轴(29)，该曲轴(29)铰接所述横连杆(30) —端，该横连杆(30)另一端连接所述滑块(31)，该滑块(31)另一端铰接所述上、下连接杆(32、33) —端，其中上连接杆(32)另一端铰接所述机座(18)，下连接杆(32)另一端铰接所述履板(21)及导杆(19)下端，所述曲轴(29)及横连杆(30)设置在两所述曲轴固定板(34)之间，该曲轴固定板(34)两端设有一组夹板(35)，并于夹板(35)之间设有升降导向轴(24)，并匹配升降导向轮(25)。
2.根据权利要求1所述的软地面踏步式行走机构，其特征是:所述内、外支架(2、3)的支撑导轨(17)和机座(18)分别固定在所述内、外框架(4、6)两侧，所述支撑导轨(17)滑配于所述车厢上、下支撑轴(11、12)的导向滚轮(13)之间；所述推进小齿轮(15)啮合所述支撑导轨推进齿条(22)，所述推进大齿轮(14)啮合所述机座推进齿条(23)，所述升降驱动齿条(16)啮合所述主动齿轮(26)，所述驱动齿轮(10)与所述驱动齿条(20)相配合。
3.根据权利要求2所述的软地面踏步式行走机构，其特征是:所述主动齿轮(26)与中间轴由一个棘轮机构相连，单向传递运动；所述中间轴与机座(18)之间设有一个棘轮机构，防止中间轴回转，该棘轮机构包括棘轮和止回棘爪，其中棘轮固定在中间轴上，止回棘爪安装在机座(18)上。
4.根据权利要求2所述的软地面踏步式行走机构，其特征是:所述驱动齿条(20)上设有相互配合的一外凸插头(36)和一内凹插槽(37)。
5.根据权利要求2所述的软地面踏步式行走机构，其特征是:所述中间轴上设有锁止块(38)。
6.根据权利要求2所述的软地面踏步式行走机构，其特征是:所述内、外支架(2、3)上分别设有缓冲器和挡板；其中缓冲器设置在内支架(2)的机座前后两端，挡板设置在外支架(3)的中间位置，或者缓冲器设置在外支架(3)的机座前后两端，挡板设置在内支架(2)的中间位 置。
【文档编号】B62D57/032GK203753270SQ201320778882
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】陈霖, 钟祥, 谭雪松, 漆向军, 王英 申请人:四川农业大学