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一种可上下台阶的履带式电动小车
 
一种可上下台阶的履带式电动小车
  专利类型: 实用新型展区
  技术领域: 交通运输
  专利号: ZL201620860140.0
  企业名称:
  通讯地址: 内蒙古赤峰市松山区永业广场南恒茂大厦
  发明人: 衣会均
  联系人: 衣会均
  状态: 研发成功
  电话: 13848994496
  E-mail: 1015164186@qq.com
  合作方式: 专利权转让, 技术入股, 全国独占, 区域独占, 排它许可, 普通许可, 面议
  浏览次数: 8742次
 
 
 
      专利项目介绍

本实用新型公开了一种可上下台阶的履带式电动小车,包括车架、电动机及变速器、控制器、电池、履带总成和变速传动系统;所述履带总成包括大链轮、与大链轮相配的单耳链条、连板、支杆、拨杆,所述变速传动系统包括单耳链轮、链轮、链条;该小车设计有履带总成,该履带总成将台阶的外角连起来做为斜面,上下楼梯的过程就变为上下斜面的过程。该车具有操作方便,安全性高的特点。


能由代步人独立控制的电动小车,各种楼梯及楼堂管所景区的各种台阶都可顺利通过。从受力方式上的改变增加了小车的效率,安全性,稳定性,舒适性。利用现在通用技术,制作简单成本较小。此技术为一款创新取代性的产品,它实现了平地代步的同时能平稳的上下楼梯和台阶,突破了传统代步车的不能顺利通过楼梯的功能。


 

简单原理说明

 

人类从远古一路走来,利用工具是和动物最大的区别。而轮子的产生又有不一般的意义。直立行走完成了人和动物彻底的转变。由轮子做成的小车从另一方面代替了行走。也使人类上更高层次出现了质的飞跃。轮子小车,无论单轮,两轮,三轮,四轮直至更多的轮都有一个缺点:不能上下台阶。台阶在生活中是无处不在的,人类虽然经过几千年的发展建设了越来越多的道路,在不是平坦的地方也不可避免有台阶的存在。楼堂管所,旅游景区,台阶的存在大大的方便了人类的通行,但是,轮子的转动来前进要要求路面是平滑连续的,这样才能使轮子的着力点连续。而台阶的存在却是形成了尖角,轮子不能平稳通过的。本装置最大的作用就是为了改变这一点而发明的。

 

对于台阶来说,是由(水平面)踏面与(垂直面)梯面间隔交错组成的。如图


 


由小轮子构成的小车行走主要依靠轮子的转动与地面之间的摩擦力来产生动力使车子前行。代步小车由于空间的限制轮子不能太大,尺寸较小的轮子由于重力向下的原因在踢面不能产生垂直的动力。较小的轮子与踢面尺寸比例太小,从而不能平稳地越过踢面。使用本装置,平稳的上下台阶成为可能。


本装置上下台阶的过程中实现了三个重要的转变。第一个转变是把台阶的踢面和踏面交错构成的面转变成了一个坡面。完成这一点很容易,只要把踢面与踏面构成的外直角依次连接起来,用一个直面铺上就可以了。



本装置的履带较好的完成了这一步骤。履带的作用相当于把每个台阶的尖角依次相连。如果只是用轮子外加链条的连接是不够的。因为链条构成的履带外面与地面或台阶尖角接触里面与支撑的轮子接触。所以里面如果用小轮子支撑的话,在轮与轮之间的小夹角就会产生颠簸。如图所示的样子




在本装置中,除两端的圆面外,履带的上下直线部分能做到真正的直,不是用些小轮子所达到的近似直。所以能够使要上下台阶的小车平稳通过。


第二个转变是使上下台阶的小车有足够的动力也就是摩擦力。要使小车能上下台阶,如果只是增加电机功率同时增加了轮子的扭距,只依靠把台阶变成斜面还不够。台阶变成斜面以后,与水平面的角度在45度左右。如果要上下这样坡度的斜面,只有轮子与斜面的接触摩擦力是不够的。



 


式中,F1是小车由重力G产生的分量压力。F2是小车产生的下滑力。f是摩擦力,是重力的分量压力与摩擦系数的积。因为按受力情况来看,能平稳的上下斜面,摩擦系数要大于1,足够安全的情况下要远大于1才行。否则即使动力足够也只是打滑。本装置中链轮与链条的使用达到了这一要求。链轮与链条的配合相当于齿轮与齿条的作用。它们之间的配合产生的力远大于摩擦系数大于1的面产生的摩擦力。


第三个转变是履带与斜面之间的受力方式是最关键的一点。把台阶面变成斜面,能使通过的小车平稳。把链轮和链条用于小车履带,使履带与小车车轮产生足够的力来使小车上下。而履带与斜面之间也需要足够的稳定才能保证上下台阶成为现实。如果单纯的增加了履带与坡面的摩擦系数,是不能保证安全的,因为在这么大的角度下,斜面上的小车由于受力的原因很容易发生翻转。



如果只是增加了摩擦力,但是要想使小车稳定还不够,如上图。小车的是否稳定取决于重力与台阶面的如图所示关系。重力G的作用方向不能超过小车最左面的支点。超过了自然就会翻转。实际工作中,由于惯性及人体方位等原因,安全系数要大一些。台阶与水平面的角度即使是45度也不能保证不会发生翻转。本装置中的空心支杆与履带面的配合完成了所需的第三步。本装置的支杆作用,能使履带与斜面达到稳定的接触,一方面使履带和斜面之间的摩擦系数远大于1,另一方面受力的变化使车身的重力作用于水平踏面。从而使小车的受力与在一个水平面上的受力相同,完全消除了发生翻转的可能。如图


小车结构的变化使受力情况与以往截然不同,把作用于每个台阶踏面的力转化成了垂直方向。也使得发生翻转成为了不可能。由于受力的变化,履带面与台阶面的接触点受力很小从而消除小车上下的过程中对台阶角的破坏。严格来说,使用本装置上下台阶的小车,由于具备了以上的三点,才能真正意义上达到了高效,因为不会产生打滑现象;平稳,因为把台阶面转化成了斜面,不是减小了颠簸,而是消除了颠簸;安全可靠,由于受力结构的转变,消除的发生翻转的可能


平稳性增加,把梯形面化为坡面,能消除颠簸。稳定性增加,把重力作用于踏面,实现了人能立足车就能行走。效率提高,避免了打滑,也比转一圈上一个台阶的效率高。安全性提高,重力的支撑由斜面化为了水平面,提高了车的稳定性,同时也大大的提高了安全性。结构简单,整个装置原理简单,不用各种检测部件。同时也不用液压等附加机构,大大的节省了成本。

 

基于以上原理分析,通过改变受力方式达到平稳、安全的通过台阶斜面。此技术同时可延伸出系列产品,如沙漠、坡地、平地等专用车。制作成本低,适用范围广,实用价值更高。


合作方式:全国独家转让、技术合作

 


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