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Patent Searching and Data


Title:
TRACKED MOVEMENT MECHANISM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/025190
Kind Code:
A1
Abstract:
A movement mechanism, comprising a first track (132) and a second track (131) which are fixedly arranged to be operably interconnected and to move synchronously so as to move on an operation surface, the first track (132) and the second track (131) being configured together to form a zigzag shape and preferably having a lightning bolt-shaped contact/action bottom surface portion or bottom profile, so as to adapt to and be close to different operation surfaces or to move freely on stairs having different slopes, rugged pavements and all-terrain ground.

Inventors:
LEE SIU LUN (CN)
CHAN LAI PING AUBREY (CN)
Application Number:
PCT/IB2017/054712
Publication Date:
February 08, 2018
Filing Date:
August 02, 2017
Export Citation:
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Assignee:
B FREE LTD (CN)
International Classes:
A61G5/06; A61G5/00
Foreign References:
CN103110487A2013-05-22
CN203138895U2013-08-21
CN1720886A2006-01-18
CN101283944A2008-10-15
CN200994869Y2007-12-26
CN103027803A2013-04-10
DE3316014A11984-11-08
EP1832501A22007-09-12
Attorney, Agent or Firm:
CTR INTELLECTUAL PROPERTY CO., LIMITED (CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1. 一种移动机构, 包括固定地设置的可操作地相互连接和同步地运动以在 工作面上移动的第一履带和第二履带, 其中: 所述第一履带包括相对于所述工作面以可配置的第一角度倾斜地延伸 的第一接触 /作用底面部分; 所述第一接触 /作用底面部分与所述工作 面的接触大致为单点接触或面接触以及两者之间的第一接触点配置成 所述移动机构的第一支点; 所述第二履带包括分别相对于所述工作面以可配置的第二角度和可配 置的第三角度倾斜地延伸的第二接触 /作用底面部分和第三接触 /作用 底面部分, 所述第二接触 /作用底面部分和第三接触 /作用底面部分相交 以共同形成大致成 V形延伸的接触 /作用底面部分; 所述接触 /作用底 面部分与所述工作面的接触大致为单点接触或面接触以及两者之间的 第二接触点或接触面配置成所述移动机构的第二支点; 所述第一履带和所述第二履带配置成共同形成曲折形且优选为闪电形 的接触 /作用底面部分或底部轮廓, 以适应和紧贴不同的工作面或可在 具有不同斜度的楼梯、 崎岖路面及全地形地面上任意移动。

2. 如权利要求 1 所述的移动机构, 其特征在于: 所述第一履带和所述第二 履带共同形成的底部轮廓和所述第一支点和第二支点形成大致三角形 的空间, 以适应和便于跨越在移动期间遭遇的所述工作面的凸起部分。

3. 如权利要求 1 所述的移动机构, 其特征在于:所述第一履带和所述第二 履带共同形成的底部轮廓和所述第一支点和第二支点形成大致三角形 的空间, 所述三角形空间的高度大致为所述第一履带或所述第二履带的 高度的 60%_180%且优选为 120%, 以适应和便于跨越在移动期间遭遇的 所述工作面的凸起部分。

4. 如权利要求 1 所述的移动机构, 其特征在于: 所述第一接触 /作用底面 部分的长度约为所述第二接触 /作用底面部分的长度的 2倍;和 /或所述 第一接触 /作用底面部分的长度约为所述第三接触 /作用底面部分的长 度的 1. 5倍。

5. 如权利要求 1 所述的移动机构, 其特征在于: 所述第一履带和 /或所述 第二履带的构型、 所述第一角度、 所述第二角度、 和 /或所述第三角度 配置成有助于在所述第一支点和第二支点其中的至少一支点处于或支 承于所述工作面的尖端部分或角部时,使另一支点可处于或支承于所述 工作面的平坦部分或在所述工作面附近的另一平面之上。

6. 如权利要求 1 所述的移动机构, 其特征在于:在楼梯上移动时, 所述第 一履带和所述第二履带配置成使构成闪电形底面部分的所述第一支点 和第二支点其中的至少一支点总是与一个梯级的提供较大支承力的梯 级平面相抵, 以便在另一支点处于和支承于另一个梯级的提供较小支承 力的梯级角之上时, 所述梯级面作用为所述移动机构的主支承面以防止 翻倒。

7. 如权利要求 1 所述的移动机构, 其特征在于:所述第一角度、 所述第二 角度和 /或所述第三角度可相对于预定使用区域中的楼梯的预估或实测 的斜度范围、 崎岖路面的预估或法定的崎岖度来相应地配置; 和 /或所 述第一角度为 25° -30° , 优选为 26° ; 和 /或所述第二角度为 35°

-40° , 优选为 36° ; 所述第三角度为 125° -130° , 优选为 126° 。

8. 如权利要求 1 所述的移动机构, 其特征在于:所述第一履带为大致长型 的履带; 和 /或所述第二履带为大致三角型的履带; 所述第一履带和所 述第二履带配置成同轴地驱动。

9. 如权利要求 1 所述的移动机构, 其特征在于: 还包括至少一万向轮, 所述万向轮配置成与所述第一履带和 /或所述第二履带可操作地连接, 所述万向轮配置成以独立于所述第一履带和所述第二履带的方式来可 转动地在备用位置和工作位置之间切换, 在所述工作位置时, 所述万向 轮朝向所述工作面的方向枢转直至与所述工作面相抵以及进一步提升 与之可操作地连接的所述第一履带或所述第二履带, 使所述第一履带或 所述第二履带与所述工作面相分离, 所述万向轮与所述工作面的接触大 致为线接触以及两者之间的第三接触点配置成所述移动机构的第三支 点以取替所述第一支点或所述第二支点, 并从而使所述移动机构由双履 带结构转变成单履带加万向轮结构;而在所述备用位置时, 所述万向轮 朝向远离所述工作面的方向枢转直至与所述工作面分离以及进一步使 与之可操作地连接的所述第一履带或所述第二履带下降直至与所述工 作面相抵, 所述第三支点由所述第一支点或所述第二支点取替, 并从而 使所述移动机构由单履带加万向轮结构转变成双履带结构。

10. 如权利要求 7所述的移动机构, 其特征在于: 在所述工作位置时, 所述 万向轮的中线相对于所述工作面倾斜地延伸以及与所述第一履带或所 述第二履带的长度方向大致正交; 和 /或在所述备用位置时, 所述万向 轮的中线相对于所述工作面倾斜地延伸以及与所述第一履带或所述第 二履带的长度方向大致平行。

Description:
履带式移动机构

技术领域

本发明涉及一种履带式机械移动机构, 具体地说, 涉及一种具有爬楼梯功 能并能够安全平稳地上落多层角度不一的楼梯 、 上落斜坡、 跨越障碍物、 行驶于崎岖山野道路又同时灵活行驶于平滑路 面, 而且体积细小, 可于狭 小楼梯弯角转弯的履带式机械移动机构。 背景技术

现时有多种机械组合设计和发明, 都希望能够帮助人类行驶或跨越不同而 常见的道路和障碍。 如室内的平滑路面、 户外的油泊路、 街道上的障碍物、 崎岖的山野路, 甚至是角度不一的楼梯等。 但这类机械组合, 在设计上全 都存在着某程度上的问题, 令其发明无法一一通过以上的道路和障碍, 例 如:

本发明人的中国发明专利号 ZL201210110973. 1公开了一种履带爬楼轮 椅, 其发明利用专利 「二段式履带设计」, 可以攀爬角度不一的楼梯, 当到 达梯顶时, 二段式设计会将下坠的力量卸去, 使轮椅能够安全到达梯顶。 但在设计上忽略了在路面上使用时的表现, 因为该发明采用了全履带式设 计, 当在平滑路面上行驶时, 履带会与路面产生相当的磨擦力, 甚至会对 路面造成破坏, 相当不灵活。 当行驶崎岖道路时, 亦会因为其有如坦克车 般的履带设计, 当越过凸起物之时, 亦会有突然下坠的危险。 (如图 la) 本发明人的另一中国发明专利号 201510555652. 6公开了一种履带式移 动机构, 其发明利用大小轮子结合的 「水滴式履带设计」, 可以攀爬角度不 一的楼梯、 灵活地行驶平滑的路面, 亦能安全地行驶崎岖道路及跨越障碍 物。 但正因为其功能太多, 座椅需要经常升降或前后摆动、 前臂又经常要 伸前或缩后, 复杂的结构造成操控困难和体积较大, 旋转半径亦因此而大 大增加 (如图 lb)。 当遇到狭窄的楼梯和弯角时, 移动机构便会无法行驶。

现有技术的以履带来爬梯的移动机构仍有一个 很大的缺点, 就是履带只 能抓着楼梯的 「梯角」 (如图 lc)。 虽然现有些发明, 尽量将履带伸延来增 加履带与梯角的抓着点, 但履带始终只能抓着梯级的 「角」 而已, 只要 有人从后稍为大力推撞, 移动机构很容易会翻倒。

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为了解决现有技术的缺点和问题, 本发明提供一种 「闪电式履带结构」 (图 2a), 利用两组不同形状的履带结构, 固定地组合成闪电形状, 实现了 完美的攀梯、 越野和平路滑行, 而且体积和旋转半径极细小的 「履带式 机 械移动机构」 (图 2b)。 这机械结构主要由 3个部份组合而成, 包括: 履带 移动机构、 万向轮移动机构和承托机构。

根据本发明的一种移动机构, 包括固定地设置的可操作地相互连接和同 步地运动以在工作面上移动的第一履带和第二 履带, 其中:

所述第一履带包括相对于所述工作面以可配置 的第一角度倾斜地延伸的 第一接触 /作用底面部分; 所述第一接触 /作用底面部分与所述工作面的 接触大致为单点接触或面接触以及两者之间的 第一接触点配置成所述移 所述第二履带包括分别相对于所述工作面以可 配置的第二角度和可配 置的第三角度倾斜地延伸的第二接触 /作用底面部分和第三接触 /作用底面 部分, 所述第二接触 /作用底面部分和第三接触 /作用底面部分相交以共同 形成大致成 V形延伸的接触 /作用底面部分; 所述接触 /作用底面部分与所 述工作面的接触大致为单点接触或面接触以及 两者之间的第二接触点或接 触面配置成所述移动机构的第二支点;

所述第一履带和所述第二履带配置成共同形成 曲折形且优选为闪电形的 接触 /作用底面部分或底部轮廓, 以适应和紧贴不同的工作面或可在具有 不同斜度的楼梯、 崎岖路面及全地形地面上任意移动。

在根据本发明的移动机构的一些实施例中, 所述第一履带和所述第二履 带共同形成的底部轮廓和所述第一支点和第二 支点形成大致三角形的空 间, 以适应和便于跨越在移动期间遭遇的所述工作 面的凸起部分, 相对 于平直型的底部轮廓, 可降低移动机构急跌的可能性。

在一些实施例中, 所述三角形空间的高度大致为所述第一履带或 所述第 二履带的高度的 60%-180%且优选为 120%, 以适应和便于跨越在移动期间 遭遇的所述工作面的凸起部分, 相对于平直型的底部轮廓, 可降低移动 机 构急跌的可能性。

在一些实施例中, 所述第一接触 /作用底面部分的长度约为所述第二 接 触 /作用底面部分的长度的 2倍;和 /或所述第一接触 /作用底面部分的 长度约为所述第三接触 /作用底面部分的长度的 1. 5倍, 所述长度或所述 长度比 有助于形成要求的底部轮廓以适应和紧贴不同 的工作面,相对于 平直型的 底部轮廓, 其可降低移动机构在跨越凸起物后发生急跌的 可能 性。

在一些实施例中, 所述第一履带和 /或所述第二履带的构型、 所述第 一 角度、 所述第二角度、 和 /或所述第三角度配置成有助于在所述第一支 点和 第二支点其中的至少一支点处于或支承于所述 工作面的尖端部分或 角部时,使另一支点可处于或支承于所述工作 面的平坦部分或在所述工作 面附近的 另一平面之上, 由此使所述移动机构的稳定度和安全性大大地 提! ¾ °

在一些实施例中, 在楼梯上移动时, 所述第一履带和所述第二履带配置 成使构成闪电形底面部分的所述第一支点和第 二支点其中的至少一支点 总是与一个梯级的提供较大支承力的梯级平面 相抵, 以便在另一支点处 于和支承于另一个梯级的提供较小支承力的梯 级角之上时, 所述梯级面 作用为所述移动机构的主支承面以防止翻倒, 由此使所述移动机构的操 作的稳定度和安全性大大地提高。

在一些实施例中, 所述第一角度、 所述第二角度和 /或所述第三角度 可 相对于预定使用区域中的楼梯的预估或实测的 斜度范围、 崎岖路面的 预估 或法定的崎岖度来相应地配置; 和 /或所述第一角度为 25 ° -30 ° , 优选为 26 ° ; 和 /或所述第二角度为 35 ° -40 ° , 优选为 36 ° ; 所述第 三角度为 125 ° -130 ° , 优选为 126 ° , 所述角度或所述角度范围有助于 形成要求的底部轮廓以适应和紧贴不同的工作 面和楼梯,相对于平直型的 底部轮廓, 其可降低移动机构在跨越凸起物后和爬梯过程 期间发生急跌 的可能性。

在一些实施例中, 所述第一履带为大致长型的履带; 和 /或所述第二 履 带为大致三角型的履带; 所述第一履带和所述第二履带配置成同轴地 驱动, 以提高传动比和效率。

在一些实施例中, 还包括至少一万向轮, 所述万向轮配置成与所述第一 履带和 /或所述第二履带可操作地连接, 所述万向轮配置成以独立于所述 第一履带和所述第二履带的方式来可转动地在 备用位置和工作位置之间 切换, 在所述工作位置时, 所述万向轮朝向所述工作面的方向枢转直至 与所述工作面相抵以及进一步提升与之可操作 地连接的所述第一履带或 所述第二履带, 使所述第一履带或所述第二履带与所述工作面 相分离, 所述万向轮与所述工作面的接触大致为线接触 以及两者之间的第三接触 点配置成所述移动机构的第三支点以取替所述 第一支点或所述第二支点, 并从而使所述移动机构由双履带结构转变成单 履带加万向轮结构;而在所 述备用位置时, 所述万向轮朝向远离所述工作面的方向枢转直 至与所述 工作面分离 以及进一步使与之可操作地连接的所述第一履 带或所述第二 履带下降直至与所述工作面相抵, 所述第三支点由所述第一支点或所述 第二支点取替, 并从而使所述移动机构由单履带加万向轮结构 转变成双 履带结构。

在一些实施例中, 在所述工作位置时, 所述万向轮的中线相对于所述工 作面倾斜地延伸以及与所述第一履带或所述第 二履带的长度方向大致正 交; 和 /或在所述备用位置时, 所述万向轮的中线相对于所述工作面倾斜地 延伸以及与所述第一履带或所述第二履带的长 度方向大致平行, 所述万向 轮的所述配置、 所述位置和切换方式有助于降低移动机构的空 间需求和使 其适应和紧贴不同的工作面来进行要求的操作 。

根据本发明的移动机构的优势在于:

1. 履带移动机构一本发明创造了一种独特的 「闪电式履带结构」, 利 用两组不同形状的履带结构, 固定地组合成闪电形状。 这种创新的组合结 构, 令机构适合移动不同情况的路面, 而且因为省却了烦复的变身, 使结 构上简单化, 将体积大大缩小(图 2b)。 另外, 本发明所创造独有的履带结 构, 其爬梯原理与现有的发明大不相同, (如图 2c )所显示, 当后履带只抓 着 「梯角」 的同时, 前履带会出现紧踏着 「梯面」 的情况; (如图 2d)所显 示, 当前履带只抓着 「梯角」 的同时, 后履带会出现紧踏着 「梯面」 的情 况。 正因为 「踏着梯面」 会比 「抓着梯角」 稳妥牢固很多, 所以即使有人 从后大力推撞, 移动机构都难以从楼梯上翻倒。

2. 万向轮移动机构一本发明创造了一对伸缩万向 轮, 以一支电动推杆, 推动一对万向轮向前或后摆动, 当电动推杆伸至最长时, 万向轮会离开地 面, 让履带触地, 使移动机构能进行攀爬楼梯及越障之用 (图 6a ) ; 当电动 推杆缩至最短时, 万向轮会接触地面, 使移动机构可于平路上灵活转向 (图 7a)。

3. 承托支架平衡机构一本发明利用 1支电动推杆、 一个陀螺仪和简 单的结构, 创造了一个有效的承托支架平衡机构(如图 6b)。 在平路时, 陀 螺仪会发出讯息, 使电动推杆缩至最短(如图 6a), 当攀爬楼梯或越障时, 电动推杆会根据陀螺仪所发出的讯息而把电动 推杆伸长或缩短, 使承托 在支架上的人或物, 能够永远与地面保持垂直平衡的状态 (如图 8a、 8b)。

由此, 本发明采取闪电式履带的移动方式, 以全新颖的运行概念, 无 需复杂的结构和变身, 用最简单的方法解决不同路面的复杂情况。 尤其是 以 「踏着梯面」 的方式来攀爬楼梯, 更是履带移动机构的全新概念。 另外, 本发明的万向轮变身运作, 并不需要令其它部件, 诸如令前臂伸延来提供 额外的工作空间而使车身长度增加, 所以本发明可保持车身细小, 灵活轻 巧。

由于本发明前后以两组履带, 巧妙地形成闪电形状, 用了最简单的方法 去解决问题, 因而令组装和维修的复杂性大大减少, 使发明产品化的实 用性大大增加, 如实际可运用于电动轮椅、 代步车、 货物搬运工具、 测 量仪器和玩具等等。

而本发明的万向轮移动机构则可在本发明要产 品化时, 可顾及相应的环 境因素, 尤其是人口稠密和街道狭窄的市区, 一部体积细小的轮椅才能 切合使用者们的实际需要。

另外, 本发明采用了较简单的平衡系统, 令承托在上面的东西更平衡、 更安全。 因此, 承托支架之上可实际乘载货物、 乘客或伤健人士。 國翻 以下将参照附图通过范例来叙述本发明, 在附图中:

图 la为示明履带车在越过障碍物时会出现的危险 况。

图 lb为示明同类发明的旋转半径非常之大。

图 lc为示明履带车在攀爬楼梯时, 履带只能抓着 「梯角」 的状况。 图 2a为显示移动机构所形成独特的闪电形状。

图 2b为示明本发明的旋转半径非常之小。

图 2c为示明本发明在攀梯时, 前履带踏着 「梯面」 的情况。

图 2d为示明本发明在攀梯时, 后履带踏着 「梯面」 的情况。

图 3a 为本发明的侧视结构图, 并示出组成本发明的三个主要机构。 图 3b 为本发明的俯视结构图, 并示出组成本发明的三个主要机构。 图 4a为本发明履带移动机构的侧视结构图,并示 组成这机构的组件。 图 4b为本发明履带移动机构的俯视结构图,并示 组成这机构的组件。 图 5a为本发明的万向轮移动机构和承托支架平衡 构的侧视结构图, 并示出组成这机构的组件。

图 5b为本发明的万向轮移动机构和承托支架平衡 构的俯视结构图, 并示出组成这机构的组件。

图 6a为万向轮伸缩电动推杆伸至最长, 万向轮收起, 前后履带同时 触地的情况。

图 6b为座椅平衡电动推杆伸至最长, 将承托支架高高撑起的状况。 图 7a为本发明在平路上移动时的状况。

图 7b为本发明在崎岖路上移动时的状况。

图 8a为本发明在角度不一的楼梯上攀爬的状况。

图 8b为本发明在到达梯顶或下梯时的状况。

图 9a-9d为本发明的履带移动机构与其它履带式结 的设计的比较图。 具体实 式

图 3a和 3b显示出本发明 「履带式机械移动机构」 的一个实施方案的 透视图, 为清楚起见, 图中只示意性地示出一部份构件。 本发明的机构 包括: 1履带移动机构、 2万向轮移动机构、 3承托支架平衡机构。

移动机构 1包括左右驱动减速驱动电机 110 ( 110这发动机构, 可以 是 其他发动机构, 如燃油发动等其他发动装置) 。

驱动减速电机 110固定在驱动减速电机支架 102之上, 102会同时固 定于车身主支架 101和前方内固定板 143之上, 将驱动减速电机和主要 车身 支架固定。

当控制器指示能源驱动减速电机 110 (能源可以是电池、 汽油或是太 阳 能等, 而控制器也是现有技术, 有多种牌子选择, 所以在此不作详 述) , 110会带动驱动减速电机传动轴 111转动, 内同步轮 121与外同步 轮 122 同时固定在轴子 111之上, 因此 121与 122会同时转动。 内同步 轮 121 的动力, 会透过前同步履带 132带动前同步轮 125。 前方内固定板 143和前方外固定板 144会将内同步轮 121和前同步轮 125固定在适当位 置, 两块固定板在轴子与板子之间设有轴承, 让轴子可于板子之间转动。 前方内固定板 143与前方外固定板 144会形成一定角度而固定紧接, 其角 度视乎实际需要而定。

当驱动减速电机 110 带动驱动减速电机传动轴 111 转动, 同时带动 外同步轮 122转动, 其动力会透过后同步履带 131带动下同步轮 123和 后同 步轮 124。 后方内固定板 141和后方外固定板 142会将同步轮 122、 123和 124固定在适当位置, 形成一个三角形, 两块固定板在轴子与板子 之间设有轴承, 让轴子可于板子之间转动。 而后方内固定板 141会与车身 主支架 101固定连接, 令驱动力可稳妥地带动后同步履带 131 运行。

万向轮移动机构 2包括万向轮伸缩电动推杆 220 (220这发动机构, 可以是其他发动机构, 如减速电机或油压推杆等) 。

首先, 万向轮伸缩电动推杆 220 会与推杆连接支架 204 活动连接, 而 204会与车身主支架 101固定连接, 因此, 万向轮伸缩电动推杆 220所 产生的力量, 会由车身主支架 101抵销。

当能源驱动万向轮伸缩电动推杆 220 伸长或缩短时, 动力会传达至 推杆连接件 203, 令其向前或后旋转。 推杆连接件 203会与万向轮旋转轴 201紧接, 而 201会透过轴承, 与左右两块前方内固定板 143活动连接。

同时, 2个万向轮 210会与 2个万向轮连接件 202固定连接, 而 2个 万向轮连接件 202会与万向轮旋转轴 201紧接。 即是说, 当万向轮伸缩电 动推杆的动力传达至推杆连接件 203 时, 动力同时会令万向轮旋转轴 201 向前或后摆动。 而万向轮 210会透过 202与 201紧接, 因此, 当万 向轮伸缩电动推杆 220 伸长或缩短的同时, 2个万向轮 210亦会同时向前 或后摆动, 即是着地或离地。

承托支架平衡机构 3包括承托支架平衡电动推杆 310( 310这发动机构, 可以是其他发动机构, 如减速电机或油压推杆等) 、 陀螺仪 320 (320 可 以 是二维, 可以是三维) 和承托机构 330 (330可以是座椅或其他承载货 物的机构) 。

首先, 承托支架平衡电动推杆 310 会与推杆连接支架 301 活动连接, 而 301 会与车身主支架 101 固定连接, 因此, 承托支架平衡电动推杆 310所产生的力量, 会由车身主支架 101抵销。

当陀螺仪 320 接收到向前或后倾斜的讯息后, 便会发出指令给承托 支架平衡电动推杆 310伸长或缩短。 由于 310与承托机构 330活动连接, 而 330又与车身主支架 101活动连接, 所以当 310伸长时, 承托机构 330 便会被撑高。 相反, 当 310缩短时, 承托机构 330便会向下降。 在这个 简单的 结构下, 整个承托机构便能与地面保持平衡。 透过以上的结构, 本发明的功能如下 (为令机构更具体化, 功能视图会 在承托支架平衡机构 330之上加置一张座椅) :

1. 平路功能 (图 7a) : 为了使车子能于室内或平路上灵活行驶, 万 向 轮伸缩电动推杆 220 会收缩至最短, 令一对万向轮 210 下降触地, 令前同 步带 132离地 (如图 4a) 。 于是, 车子的移动模式变成完全由后 同步带着地驱动, 由于前方的两个万向轮 210可以随意转向, 所以车子会 非常灵活, 并能于狭路转弯。

2. 崎岖路功能 (图 7b ) : 为了在崎岖的山野道路行驶或越过障碍, 只 要将万向轮伸缩电动推杆 220伸至最长, 令一对万向轮 210升高离地

(图 5a ) , 而承托支架平衡机构会同时启动。 这模式, 车子可以随意移 动于普通的山野崎岖道路的同时, 亦可以轻易跨越一般路面上会遇到的障碍 物。

3. 攀梯功能 (图 8a) : 本发明的最大好处就是操作简单, 只需要采 用 与移动崎岖路相同的模式, 将万向轮伸缩电动推杆 220伸至最长, 令 一对 万向轮 210升高离地 (图 5a) , 而承托支架平衡机构会同时启动。 以此模 式, 乘客只需要控制两条后同步履带 131 同时触碰梯级攀爬即可。 因为本 发明采用了独特的 「闪电式履带结构」 , 所以能轻易地沿着每一 级楼梯蜿 蜒攀爬, 即使到达梯顶, 亦不会造成车子突然下坠的危险 (图 8b) 。 而 「闪 电式履带结构」 的另一好处, 就是其攀爬原理与一般的不 同, 并不会单靠履带抓着 「梯角」 而已 (图 lc ) , 而是以 「踏着梯面」 的方式爬梯 (图 2c 和 2d ) , 所以即使出现有人从后大力推撞的情况, 车子都不容易从楼梯上 翻倒。

当一直向上或向下爬梯, 承托支架平衡机构 3会发挥作用, 令乘客 与 地面保持垂直平衡, 保障乘客的安全。 下梯时的情况基本上与上梯时相同, 以同一个模式, 亦因为 「闪电 式 履带结构」 , 所以下第一级楼梯时, 亦不会发生突然下坠的危险(图

8b ) 。

综上所述, 本发明的闪电式履带结构利用两组不同形状的 履带结构, 固 定地组合成闪电形状, 用了最简单的方法, 解决了移动崎岖山野路、 跨 越障碍、 攀爬角度不一的楼梯等, 这些经常遇到而又极其复杂的问题。

本发明的万向轮移动机构则利用一支电动推杆 和简单的机械结构, 用了 最少的变身幅度和毋需改变车身长度的情况下 , 将移动机构由全履带触地 变身为, 由后履带触地和前万向轮触地的灵活状态, 使移动机构整体体积 前所未有地缩小, 令本发明在将来产品化的实用性大大地提高。

本发明的踏着梯面而行的原理不同于现有的爬 梯机构, 它们全都采用 「抓着梯角」 的原理来攀爬楼梯, 其好处是看似平稳, 但实际是只能攀 爬 角度一致的楼梯, 而且因为抓着力不足而非常危险。 而本发明所采用的 「闪电式履带结构」 , 令移动机构在攀爬楼梯时, 总会保持 「踏着梯面」 的状 况。 于力学而言, 「踏着梯面」 会比 「抓着梯角」 的支撑力大上好 几倍以上, 因而安全性大增。

参照图 9a-9d, 所示为本发明的履带移动机构与其它履带式结 构的设 计 在攀梯和到达梯级顶或落第一级楼梯时的比较 图。 如图所示, 在攀梯 时, 楼梯的设计是使人的脚掌可踏实在梯级表面逐 级地行走, 以符合安全 原则。 但现有技术的所有履带式设计 (例如图%所示的设计) , 履带都 只能够 「抓着」 梯级的 「角」 (如圆圈所示) , 这在根本上违反了梯级本身 设计的原则。 但本发明独有的 「闪电式履带」 设计, 则在能够根据梯级的角 度而蜿蜒攀爬之余 (如图 9a所示) , 履带还能够经常保持 「踏着」 或支 承于梯级的 「表面」 /梯面 (如角线所示) , 这完全符合梯级本身的设计。 因 此, 本发明的行走机构在攀爬楼梯时的安全性毋庸 置疑, 大大地优于现有技 术。

在到达梯级顶或落第一级楼梯时, 现有技术的所有履带式设计 (例 如 图 9d所示的设计) , 当攀爬至最后一级楼梯或落第一级楼梯时, 都会 出现 突然下坠或履带 「悬空」 的状况 (如圆圈所示) , 这是现有攀梯工 具经常 出现意外的主因。 本发明独有的 「闪电式履带」 设计, 无论攀爬 至最后一 级楼梯或落第一级楼梯时 (如图 9c所示) , 履带最前端都会出 现 「踏着」 或支承于梯级的 「表面」 /梯面的状况 (如角线所示) , 因此能避 免同类意外的发生。

具体而言, 现有技术的所有履带式设计 (例如图%所示的设计) 在攀 梯时, 履带都配置成具有一段与地面平行或相接触的 作用部份, 所述作用 部份的长度都配置成大于每一梯级的水平梯面 的长度和 /或梯级的垂直梯 面的高度, 即每一梯级都难以容纳或支承整个所述作用部 份, 以致于所述 作用部份的只能局部地与梯级的某一部分 (通常是图中所示的梯角) 接触, 这种不完全的接触或啮合 /抓合会造成上述的各种问题, 包括履带 「悬空」 、 移动机构整体或局部突然下坠、 滑后或翻倒等等。

相反, 本发明的履带式设计 (即图 9a/9c所示的闪电式设计) 在攀 梯时, 所述第一履带包括的相对于所述工作面以可配 置的第一角度倾斜 地延 伸的第一接触 /作用底面部分的形状和尺寸配置成可完全容 或支 承于每一梯级的水平梯面上。 换句话说, 所述第一履带的作用底面部分 的具有的一段与地面相接触的直接作用部份的 尺度 /长度配置成小于每 一梯级的水平梯面的长度和 /或梯级的垂直梯面的高度, 即每一梯级都可 容纳或支承整个所述作用部份。

类似地, 所述第二履带包括的分别相对于所述工作面以 可配置的第二角度 和可配置的第三角度倾斜地延伸的第二接触 /作用底面部分和第三接触 /作 用底面部分共同形成的大致成 V形延伸的接触 /作用底面部分的形状和尺 寸也配置成可完全容纳或支承于每一梯级的水 平梯面上。 由此, 在整个攀 梯过程期间, 所述第一履带和所述第二履带两者形成的支点 的至少其一会 容纳或支承于每一梯级的水平梯面上, 从而模拟人的脚掌而可踏实在梯级 表面逐级地行驶, 以符合安全原则和完全符合梯级本身的设计。 由于所述 第一履带和 /或所述第二履带两者的作用部份在工作期间 保持与梯 级 的梯面部分充分接触或啮合, 这种较完全的接触或啮合 /抓合就可避免 现有技术所造成的上述各种问题, 包括履带 「悬空」 、 移动机构整体或局 部突然下坠、 滑后或翻倒等等。

虽然本发明的优点和优选实施方案已在这里作 了叙述, 但本领域的技 术人员应该明白, 这里的叙述仅只提供作为范例, 并非用于限制本发明的 保护范围。 在不脱离本发明保护范围的情况下, 可以以任何其它等同物代 替所描述的实施细节, 或作出修改或变型。

【主要元件符号说明】

履带移动机构 1

101 车身主支架

102 驱动减速电机支架

110 驱动减速电机

111 驱动减速电机传动轴 (与 110连接)

121 内同步轮 (与 111连接)

122 外同步轮 (与 111连接)

123 下同步轮 (被 142带动)

124 后同步轮 (被 142带动)

125 前同步轮 (被 142带动)

131 后同步履带 (连接同步轮 122、 123、 124)

132 前同步履带 (连接同步轮 121、 125 )

141 后方内固定板 (固定同步轮 122、 123、 124)

142 后方外固定板 (固定同步轮 122、 123、 124)

143 前方内固定板 (固定同步轮 121、 125 )

144 前方外固定板 (固定同步轮 121、 125 ) 万向轮移动机构 2

201 万向轮旋转轴 (与 143活动连接)

202 连接件 (与 201、 210固定连接)

203 连接件 (与 201固定连接)

204 连接支架 (一端固定于 101、 一端与 220活动连接)

210 万向轮 (与 202固定连接)

220 万向轮伸缩电动推杆 (一端与 204活动连接、 一端与 203活动 连接) 承托支架平衡机构 3

301 推杆连接支架 (一端固定于 101、 一端与 310活动连接)

310 承托支架平衡电动推杆 (一端与 301活动连接、 一端与 330活 动连接)

320 陀螺仪 (与 330固定连接)

330 承托机构 (一端与 101 活动连接、 一端与 310活动连接)