1.本实用新型涉及一种代步工具,具体是一种多功能机械足。
背景技术:
2.现在全世界有三亿左右腿足伤残人,他们早就渴望有一款能步行、上下楼梯的代步工具,可时至今日却依旧只能在轮椅上熬度时光。现在所有的机器人头脑都很聪明,可是腿脚都很笨拙,不能跨越门槛、水沟,不能上下楼梯,大大限制了其应用。
技术实现要素:
3.本实用新型的目的是提供一种多功能机械足,帮助腿足伤残人行走。若机器人安装了此多功能机械足,则可跨越门槛、上下楼梯,大大拓宽其应用范围。
4.本实用新型的技术方案:一种多功能机械足,包括底板8,在底板8上安装有下部为空腔的座椅1,座椅1的前部设置有操控台2,操控台2上从前往后设有前圆弧槽53和转向把手3,转向把手3上从下往上依次布置有前厚后薄的契块42、步宽鼓39和转向鼓45,契块42可前后移动,步宽鼓39与转向把手3滑键连接;所述底板8上沿前后轴心线依次布置有前圆弧槽53、前柱孔22、后柱孔26、后圆弧槽37,前圆弧槽53以前柱孔22为轴心,后圆弧槽37以后柱孔26为轴心;在底板8的四角分别设有弯向底板轴心且大小相同、左右对称的环形槽14;
5.还包括前足部分、后足部分、传动部分、步宽调整部分、转向拉索控制部分、后退拉索控制部分;
6.所述前足部分
7.包括前足架4,在前足架4的顶面前部固定有前双滑柱49,前双滑柱49上固定前横杆57,前双滑柱49上配有套筒48,前双滑柱49可在套筒48中上下滑动;两套筒48的顶部连接在一起,底部固定有前杆59;前双滑柱49上的套筒48从底板8上前圆弧槽53、操控台2上的前圆弧槽53中伸出,并可在二前圆弧槽53中左右移动;在前足架4的顶面后部固定有前单滑柱54,前单滑柱54上配有套筒48,套筒48的底部固定有滚柱47,前单滑柱54可在套筒48中上下滑动;前单滑柱54与底板8上的前柱孔22转动副配合;套筒48上固定有u形卡,u形卡卡于底板8上,限制套筒48上下移动;
8.在前足架4的前端面上左右两侧各部固定有二个导足匣27,每个导足匣27上配有一个直角形前足6;直角形前足6的水平杆指向后方,垂直杆指向地面,水平杆与垂直杆交汇处固定有导足棒23,水平杆的尾端固定有插销21;
9.在前足架4中分上下四层布置杠杆17,每层有一根杠杆17,每根杠杆17由托板支撑,托板固定在前足架4上;杠杆17上设有移动槽19,前足架4上设有与杠杆17上移动槽19相同的移动槽,在杠杆17的移动槽19和前足架4上的移动槽中布置移动轴18,移动轴18是杠杆17的转轴并能在移动槽19中移动;杠杆17的一端设有弧形结构16,弧形结构16能与从动轴13下部的拨叉15接触,在拨叉15的驱动下杠杆17可前后摆动;杠杆17的另一端设有第二移动槽20,直角形前足6的水平杆尾端上的插销21在杠杆17的第二移动槽20中移动,带动直角
形前足6运动;在杠杆17的第二移动槽20侧固定有前拉簧24、后退拉簧25,前拉簧24的另一端固定在前足架4的前方;设定上下相邻杠杆17的距离为d,则第二层杠杆17相对最低的第一层杠杆17的距离为d,第三层杠杆17相对第一层杠杆17的距离为2d,第四层杠杆17相对第一层杠杆17的距离为3d;在杠杆17的移动槽19与第二移动槽20间固定有弹簧柱,在弹簧柱的上下两端与移动轴18的两端分别连接有步宽拉簧41(移动轴18是改变步宽的关键部件,它的移动直接改变移动轴18到拨叉15的距离(即动力臂)与移动轴18到插销21的距离(即传力臂)两者之比,从而改变步宽);
10.以前足架4的前端面上左内侧导足匣27的位置为最低,则右内侧导足匣27高出左内侧导足匣27的高度也为d,左外侧导足匣27高出左内侧导足匣27的高度为2d,右外侧导足匣27高出左内侧导足匣27的高度为3d;
11.设定左内侧导足匣27中的直角形前足6的垂直杆长度为l,其水平杆尾端的插销21与第一层杠杆17上第二移动槽20配合;则右内侧导足匣27中的直角形前足6的垂直杆长度为l d,其水平杆尾端的插销21与第二层杠杆17上第二移动槽20配合;左外侧导足匣27中的直角形前足6的垂直杆长度为l 2d,其水平杆尾端的插销21与第三层杠杆17上第二移动槽20配合;右外侧导足匣27中的直角形前足6的垂直杆长度为l 3d,其水平杆尾端的插销21与第四层杠杆17上第二移动槽20配合;
12.所述导足匣27包括紧固在一起的左板58和右板65,左板58和右板65上的结构呈对称布置;在左板58和右板65的里侧分别固定有外槽板28,所述外槽板28前部为圆弧板,下部为水平直板,上部为水平直板和逐渐下降的圆弧板,下部水平直板后部和上部圆弧板后部的汇合处留有一开口;在外槽板28下部水平直板的内侧固定有平行的内直板,外槽板28下部的水平直板与内直板间形成下导行槽31;在外槽板28上部水平直板和逐渐下降的圆弧板内侧固定有平行的内板,外槽板28上部水平直板和逐渐下降的圆弧板与内板间形成上导行槽30;在左板58的内直板后部与内板后部汇合处铰接有导足舌33,布置在左板58外侧的拉簧38将导足舌33拉向下方,将下导行槽31的进口封住;在内直板与内板前部内侧滑动配合有u形活动内框29,u形活动内框29的开口向后;在u形活动内框29的固定板上设置有可转动的左右两半轴62,左右两半轴62分别限制在左板58和右板65的水平槽中前后移动;在左右两半轴62与导足匣27前端间分别布置有拉簧38,拉簧38的一端套于半轴62上,另一端固定在导足匣27的前端;u形活动内框29也被限制在左板58和右板65的槽中前后移动,左右两半轴62上沿径向固定有撑杆32,左右两半轴62上还固定有副杆63,在副杆63与左板58或右板65后部间连接有拉簧38,拉簧38使撑杆32的顶端顶在u形活动内框29的斜上方的内圆弧上,副杆63、拉簧38位于左板58或右板65的外侧;
13.直角形前足6上的导足棒23两端分别与导足匣27上的左板58和右板65的上导行槽30和下导行槽31滑动配合;
14.所述后足部分
15.包括后足架5,在后足架5的顶面后部固定有后双滑柱56,后双滑柱56上固定后横杆66,后双滑柱56上配有套筒48,后双滑柱56可在套筒48中上下滑动;两套筒48的顶部连接在一起,底部固定有后杆67;后双滑柱56上的套筒48从底板8上后圆弧槽37中伸出,并可在后圆弧槽37中左右移动;在后足架5的顶面前部固定有后单滑柱55,后单滑柱55上配有套筒48,套筒48的底部固定有滚柱47,后单滑柱55可在套筒48中上下滑动;后单滑柱55与底板8
上的后柱孔26转动副配合;套筒48上固定有u形卡,u形卡卡于底板8上,限制套筒48上下移动;
16.在后足架5的后端面上左右两侧各部固定有二个导足匣27,每个导足匣27上配有一个直角形后足7;直角形后足7的水平杆指向前方,垂直杆指向地面,水平杆与垂直杆交汇处固定有导足棒23,水平杆的尾端固定有插销21;
17.在后足架5中分上下四层布置杠杆17,每层有一根杠杆17,每根杠杆17由托板支撑,托板固定在后足架5上;杠杆17上设有移动槽19,后足架5上设有与杠杆17上移动槽19相同的移动槽,在杠杆17的移动槽19和后足架5上的移动槽中布置移动轴18,移动轴18是杠杆17的转轴并能在移动槽19中移动;杠杆17的一端设有弧形结构16,弧形结构16能与从动轴13下部的拨叉15接触,在拨叉15的驱动下杠杆17可前后摆动;杠杆17的另一端设有第二移动槽20,直角形后足7的水平杆尾端上的插销21在杠杆17的第二移动槽20中移动,带动直角形后足7运动;在杠杆17的第二移动槽20侧固定有前拉簧24、后退拉簧25,前拉簧24的另一端固定在后足架5的后方;设定上下相邻杠杆17的距离为d,则第二层杠杆17相对最低的第一层杠杆17的距离为d,第三层杠杆17相对第一层杠杆17的距离为2d,第四层杠杆17相对第一层杠杆17的距离为3d;在杠杆17的移动槽19与第二移动槽20间固定有弹簧柱,在弹簧柱的上下两端与移动轴18的两端分别连接有步宽拉簧41(移动轴18是改变步宽的关键部件,它的移动直接改变移动轴18到拨叉15的距离(即动力臂)与移动轴18到插销21的距离(即传力臂)两者之比,从而改变步宽);
18.以后足架5的后端面上左内侧导足匣27的位置为最低,则右内侧导足匣27高出左内侧导足匣27的高度也为d,左外侧导足匣27高出左内侧导足匣27的高度为2d,右外侧导足匣27高出左内侧导足匣27的高度为3d;
19.设定左内侧导足匣27中的直角形后足7的垂直杆长度为l,其水平杆尾端的插销21与后足架5中第一层杠杆17上第二移动槽20配合;则右内侧导足匣27中的直角形后足7的垂直杆长度为l d,其水平杆尾端的插销21与后足架5中第二层杠杆17上第二移动槽20配合;左外侧导足匣27中的直角形后足7的垂直杆长度为l 2d,其水平杆尾端的插销21与后足架5中第三层杠杆17上第二移动槽20配合;右外侧导足匣27中的直角形后足7的垂直杆长度为l 3d,其水平杆尾端的插销21与后足架5中第四层杠杆17上第二移动槽20配合;
20.后足部分中的导足匣与前足部分中的导足匣27结构相同,安装方向也相同;直角形后足7上的导足棒23两端分别与导足匣27上的左板58和右板65的上导行槽30和下导行槽31滑动配合;
21.所述传动部分
22.包括布置于底板8轴心铅垂方向的主轴10,主轴10由安装在底板8上的主电动机9驱动,主轴10上固定二个链轮;在底板8四角的环形槽14中各穿有一根从动轴13,前二根从动轴13的底端分别通过轴承安装在前足架4上,后二根从动轴13的底端分别通过轴承安装在后足架5上,每一根从动轴13的上部通过花键连接一个链轮11,链轮11由u形卡限制轴向移动,u形卡固定于底板8上,前二根从动轴13上的链轮11、后二根从动轴13上的链轮11分别与主轴10上的二个链轮通过链条12构成链条传动;每一根从动轴13的下部固定有二个方向相反的拨叉15,前二根从动轴13上的拨叉15朝向相同,后二根从动轴13上的拨叉15朝向与前二根从动轴13上的拨叉15朝向相反,所有拨叉15位于底板8的下方;底板8以上的传动部
分位于座椅1的空腔中;
23.行走时,前二根从动轴13上部的二只拨叉15与后二根从动轴13下部的二只拨叉15构成一组,前二根从动轴13下部的二只拨叉15与后二根从动轴13上部的二只拨叉15构成另一组;
24.前左侧从动轴13上的二只拨叉15分别与前足架4中第二层、第四层杠杆17上的弧形结构16配合,前右侧从动轴13上的二只拨叉15分别与前足架4中第一层、第三层杠杆17上的弧形结构16配合;后左侧从动轴13上的二只拨叉15分别与后足架5中第二层、第四层杠杆17上的弧形结构16配合,后右侧从动轴13上的二只拨叉15分别与后足架5中第一层、第三层杠杆17上的弧形结构16配合;
25.所述步宽调整部分
26.包括安装在操控台2上的位于契块42一侧的步宽摇把43、二个分别位于契块42前后的滚柱47、钢丝绳44,钢丝绳44在步宽摇把43上缭绕一周后两端分别经前后滚柱47固定于契块42的前后端;
27.在步宽鼓39与每一个导足匣27中的左右两半轴62间分别布置有一根第一拉索34,第一拉索34的一端固定在步宽鼓39上,另一端套于半轴62上,拉动第一拉索34可使u形活动内框29后退;左侧两导足匣27上的第一拉索34用同一根软管套上,右侧两导足匣27上的第一拉索34用另一根软管套上;
28.所述转向拉索控制部分
29.在步宽拉簧41的对侧的移动轴18两端分别用绳索连接,绳索穿过分线板68后汇合再与第四拉索40的一端连接;前足架4左侧的二根第四拉索40用同一根软管套上,后足架5左侧的二根第四拉索40用另一根软管套上,前后足架左侧的第四拉索40的另一端逆时针缠绕于步宽鼓39上;前足架4右侧的二根第四拉索40用同一根软管套上,后足架5右侧的二根第四拉索40用另一根软管套上,前后足架右侧的第四拉索40的另一端顺时针缠绕于步宽鼓39上;
30.在前双滑柱49套筒48的左右两侧各连接一根第五拉索46,每根第五拉索46上套有一根软管,左侧第五拉索46逆时针缠绕在转向鼓45上,右侧第五拉索46顺时针缠绕在转向鼓45上;
31.所述后退拉索控制部分
32.包括安装在操控台2上后退把手61,在左右两半轴62上的副杆63顶端配有压板,压板铰接在左板58或右板65上,在后退把手61与压板间布置有第二拉索35,拉动第二拉索35可使左右两半轴62上的撑杆32的顶端顶在u形活动内框29的斜下方的内圆弧上,第二拉索35外套有一根软管;
33.在后退把手61与导足舌33间布置有第三拉索36,拉动第三拉索36可将导足舌33拉向上方,将上导行槽30的进口封住,第三拉索36外套有一根软管;
34.杠杆17上的后退拉簧25的另一端连接第八拉索64,第八拉索64的另一端固定在后退把手61上,第八拉索64外套有一根软管。
35.还包括上下楼梯拉索控制部分,所述上下楼梯拉索控制部分是在操控台2上安装有电绞车50,电绞车50与前双滑柱49的前横杆57间连接有第六拉索51和第七拉索52,第六拉索51需绕过前双滑柱49上套筒48底部的前杆59;电绞车50与前单滑柱54间连接有第六拉
索51和第七拉索52,第六拉索51需绕过前单滑柱54上套筒48底部的滚柱47;第六拉索51和第七拉索52在电绞车50上的缠绕方向相反,拉索外均套有一根软管;
36.在操控台2上还安装有另一台电绞车50,电绞车50与后双滑柱56的后横杆66间连接有第六拉索51和第七拉索52,第六拉索51需绕过后双滑柱56上套筒48底部的后杆67;电绞车50与后单滑柱55间连接有第六拉索51和第七拉索52,第六拉索51需绕过后单滑柱55上套筒48底部的滚柱47;第六拉索51和第七拉索52在电绞车50上的缠绕方向相反,拉索外均套有一根软管。
37.前双滑柱49相对其上的套筒48、前单滑柱54相对其上的套筒48、后双滑柱56相对其上的套筒48、后单滑柱55相对其上的套筒48移动距离均为30至60厘米。
38.本实用新型可行走在各种复杂道路上及上下楼梯,使腿足伤残人借助它实现接近健康人行走姿态,大大改善腿足伤残人的生活质量。亦可作为机器人配套的机械足,使其行走比较方便。
附图说明
39.图1为本实用新型的结构示意图(外部主要构件)。
40.图2为本实用新型的底板及传动部分结构示意图。
41.图3为本实用新型的直角形前后足及杠杆的位置示意图。
42.图4为本实用新型前足部分中右侧两直角形前足、杠杆及相邻件的结构示意图。
43.图5为本实用新型导足匣的右板里侧结构示意图(前行)。
44.图6为本实用新型导足匣的左板外侧结构示意图。
45.图7为本实用新型导足匣的右板里侧结构示意图(后退)。
46.图8为本实用新型前后足部分中右侧导足匣的右板、直角形前后足及杠杆的位置示意图。
47.图9为本实用新型的步宽调整部分结构示意图。
48.图10为本实用新型的转向拉索控制部分结构示意图。
49.图11为本实用新型的上下楼梯拉索控制部分结构示意图。
50.图中:1座椅、2操控台、3转向把手、4前足架、5后足架、6直角形前足、7直角形后足、8底板、9主电动机、10主轴、11链轮、12链条、13从动轴、14环形槽、15拨叉、16弧形结构、17杠杆、18移动轴、19移动槽、20第二移动槽、21插销、22前柱孔、23导足棒、24前拉簧、25后退拉簧、26后柱孔、27导足匣、28外槽板、29u形活动内框、30上导行槽、31下导行槽、32撑杆、33导足舌、34第一拉索、35第二拉索、36第三拉索、37后圆弧槽、38拉簧、39步宽鼓、40第四拉索、41步宽拉簧、42契块(尖劈)、43步宽摇把、44钢丝绳、45转向鼓、46第五拉索、47滚柱、48套筒、49前双滑柱、50电绞车、51第六拉索、52第七拉索、53前圆弧槽、54前单滑柱、55后单滑柱、56后双滑柱、57前横杆、58左板、59前杆、61后退把手、62半轴、63副杆、64第八拉索、65右板、66后横杆、67后杆、68分线板;
51.图中箭头表示导足棒23运行方向。
具体实施方式
52.如图1所示,本实用新型包括底板8,在底板8上安装有下部为空腔的座椅1,座椅1
的前部设置有操控台2,操控台2上从前往后设有前圆弧槽53和转向把手3,转向把手3上从下往上依次布置有前厚后薄的契块42、步宽鼓39和转向鼓45,契块42可前后移动,步宽鼓39与转向把手3滑键连接;如图2所示,所述底板8上沿前后轴心线依次布置有前圆弧槽53、前柱孔22、后柱孔26、后圆弧槽37,前圆弧槽53以前柱孔22为轴心,后圆弧槽37以后柱孔26为轴心;在底板8的四角分别设有弯向底板轴心且大小相同、左右对称的环形槽14;
53.还包括前足部分、后足部分、传动部分、步宽调整部分、转向拉索控制部分、后退拉索控制部分、上下楼梯拉索控制部分;
54.所述前足部分
55.如图1、3、4、5、6、7、8所示,包括前足架4,在前足架4的顶面前部固定有前双滑柱49,前双滑柱49上固定前横杆57,前双滑柱49上配有套筒48,前双滑柱49可在套筒48中上下滑动;两套筒48的顶部连接在一起,底部固定有前杆59;前双滑柱49上的套筒48从底板8上前圆弧槽53、操控台2上的前圆弧槽53中伸出,并可在二前圆弧槽53中左右移动;在前足架4的顶面后部固定有前单滑柱54,前单滑柱54上配有套筒48,套筒48的底部固定有滚柱47,前单滑柱54可在套筒48中上下滑动;前单滑柱54与底板8上的前柱孔22转动副配合;套筒48上固定有u形卡,u形卡卡于底板8上,限制套筒48上下移动;
56.在前足架4的前端面上左右两侧各部固定有二个导足匣27,每个导足匣27上配有一个直角形前足6;直角形前足6的水平杆指向后方,垂直杆指向地面,水平杆与垂直杆交汇处固定有导足棒23,水平杆的尾端固定有插销21;
57.在前足架4中分上下四层布置杠杆17,每层有一根杠杆17,每根杠杆17由托板支撑,托板固定在前足架4上;杠杆17上设有移动槽19,前足架4上设有与杠杆17上移动槽19相同的移动槽,在杠杆17的移动槽19和前足架4上的移动槽中布置移动轴18,移动轴18是杠杆17的转轴并能在移动槽19中移动;杠杆17的一端设有弧形结构16,弧形结构16能与从动轴13下部的拨叉15接触,在拨叉15的驱动下杠杆17可前后摆动;杠杆17的另一端设有第二移动槽20,直角形前足6的水平杆尾端上的插销21在杠杆17的第二移动槽20中移动,带动直角形前足6运动;在杠杆17的第二移动槽20侧固定有前拉簧24、后退拉簧25,前拉簧24的另一端固定在前足架4的前方;设定上下相邻杠杆17的距离为d,则第二层杠杆17相对最低的第一层杠杆17的距离为d,第三层杠杆17相对第一层杠杆17的距离为2d,第四层杠杆17相对第一层杠杆17的距离为3d;在杠杆17的移动槽19与第二移动槽20间固定有弹簧柱,在弹簧柱的上下两端与移动轴18的两端分别连接有步宽拉簧41(移动轴18是改变步宽的关键部件,它的移动直接改变移动轴18到拨叉15的距离(即动力臂)与移动轴18到插销21的距离(即传力臂)两者之比,从而改变步宽);
58.以前足架4的前端面上左内侧导足匣27的位置为最低,则右内侧导足匣27高出左内侧导足匣27的高度也为d,左外侧导足匣27高出左内侧导足匣27的高度为2d,右外侧导足匣27高出左内侧导足匣27的高度为3d;
59.设定左内侧导足匣27中的直角形前足6的垂直杆长度为l,其水平杆尾端的插销21与第一层杠杆17上第二移动槽20配合;则右内侧导足匣27中的直角形前足6的垂直杆长度为l d,其水平杆尾端的插销21与第二层杠杆17上第二移动槽20配合;左外侧导足匣27中的直角形前足6的垂直杆长度为l 2d,其水平杆尾端的插销21与第三层杠杆17上第二移动槽20配合;右外侧导足匣27中的直角形前足6的垂直杆长度为l 3d,其水平杆尾端的插销21与
第四层杠杆17上第二移动槽20配合;
60.所述导足匣27包括紧固在一起的左板58和右板65,左板58和右板65上的结构呈对称布置;在左板58和右板65的里侧分别固定有外槽板28,所述外槽板28前部为圆弧板,下部为水平直板,上部为水平直板和逐渐下降的圆弧板,下部水平直板后部和上部圆弧板后部的汇合处留有一开口;在外槽板28下部水平直板的内侧固定有平行的内直板,外槽板28下部的水平直板与内直板间形成下导行槽31;在外槽板28上部水平直板和逐渐下降的圆弧板内侧固定有平行的内板,外槽板28上部水平直板和逐渐下降的圆弧板与内板间形成上导行槽30;在左板58的内直板后部与内板后部汇合处铰接有导足舌33,布置在左板58外侧的拉簧38将导足舌33拉向下方,将下导行槽31的进口封住;在内直板与内板前部内侧滑动配合有u形活动内框29,u形活动内框29的开口向后;在u形活动内框29的固定板上设置有可转动的左右两半轴62,左右两半轴62分别限制在左板58和右板65的水平槽中前后移动;在左右两半轴62与导足匣27前端间分别布置有拉簧38,拉簧38的一端套于半轴62上,另一端固定在导足匣27的前端;u形活动内框29也被限制在左板58和右板65的槽中前后移动,左右两半轴62上沿径向固定有撑杆32,左右两半轴62上还固定有副杆63,在副杆63与左板58或右板65后部间连接有拉簧38,拉簧38使撑杆32的顶端顶在u形活动内框29的斜上方的内圆弧上,副杆63、拉簧38位于左板58或右板65的外侧;
61.直角形前足6上的导足棒23两端分别与导足匣27上的左板58和右板65的上导行槽30和下导行槽31滑动配合;
62.所述后足部分
63.如图1、3、8所示,包括后足架5,在后足架5的顶面后部固定有后双滑柱56,后双滑柱56上固定后横杆66,后双滑柱56上配有套筒48,后双滑柱56可在套筒48中上下滑动;两套筒48的顶部连接在一起,底部固定有后杆67;后双滑柱56上的套筒48从底板8上后圆弧槽37中伸出,并可在后圆弧槽37中左右移动;在后足架5的顶面前部固定有后单滑柱55,后单滑柱55上配有套筒48,套筒48的底部固定有滚柱47,后单滑柱55可在套筒48中上下滑动;后单滑柱55与底板8上的后柱孔26转动副配合;套筒48上固定有u形卡,u形卡卡于底板8上,限制套筒48上下移动;
64.在后足架5的后端面上左右两侧各部固定有二个导足匣27,每个导足匣27上配有一个直角形后足7;直角形后足7的水平杆指向前方,垂直杆指向地面,水平杆与垂直杆交汇处固定有导足棒23,水平杆的尾端固定有插销21;
65.在后足架5中分上下四层布置杠杆17,每层有一根杠杆17,每根杠杆17由托板支撑,托板固定在后足架5上;杠杆17上设有移动槽19,后足架5上设有与杠杆17上移动槽19相同的移动槽,在杠杆17的移动槽19和后足架5上的移动槽中布置移动轴18,移动轴18是杠杆17的转轴并能在移动槽19中移动;杠杆17的一端设有弧形结构16,弧形结构16能与从动轴13下部的拨叉15接触,在拨叉15的驱动下杠杆17可前后摆动;杠杆17的另一端设有第二移动槽20,直角形后足7的水平杆尾端上的插销21在杠杆17的第二移动槽20中移动,带动直角形后足7运动;在杠杆17的第二移动槽20侧固定有前拉簧24、后退拉簧25,前拉簧24的另一端固定在后足架5的后方;设定上下相邻杠杆17的距离为d,则第二层杠杆17相对最低的第一层杠杆17的距离为d,第三层杠杆17相对第一层杠杆17的距离为2d,第四层杠杆17相对第一层杠杆17的距离为3d;在杠杆17的移动槽19与第二移动槽20间固定有弹簧柱,在弹簧柱
的上下两端与移动轴18的两端分别连接有步宽拉簧41(移动轴18是改变步宽的关键部件,它的移动直接改变移动轴18到拨叉15的距离(即动力臂)与移动轴18到插销21的距离(即传力臂)两者之比,从而改变步宽);
66.以后足架5的后端面上左内侧导足匣27的位置为最低,则右内侧导足匣27高出左内侧导足匣27的高度也为d,左外侧导足匣27高出左内侧导足匣27的高度为2d,右外侧导足匣27高出左内侧导足匣27的高度为3d;
67.设定左内侧导足匣27中的直角形后足7的垂直杆长度为l,其水平杆尾端的插销21与后足架5中第一层杠杆17上第二移动槽20配合;则右内侧导足匣27中的直角形后足7的垂直杆长度为l d,其水平杆尾端的插销21与后足架5中第二层杠杆17上第二移动槽20配合;左外侧导足匣27中的直角形后足7的垂直杆长度为l 2d,其水平杆尾端的插销21与后足架5中第三层杠杆17上第二移动槽20配合;右外侧导足匣27中的直角形后足7的垂直杆长度为l 3d,其水平杆尾端的插销21与后足架5中第四层杠杆17上第二移动槽20配合;
68.后足部分中的导足匣与前足部分中的导足匣27结构相同,安装方向也相同;直角形后足7上的导足棒23两端分别与导足匣27上的左板58和右板65的上导行槽30和下导行槽31滑动配合;
69.所述传动部分
70.如图2所示,包括布置于底板8轴心铅垂方向的主轴10,主轴10由安装在底板8上的主电动机9驱动,主轴10上固定二个链轮;在底板8四角的环形槽14中各穿有一根从动轴13,前二根从动轴13的底端分别通过轴承安装在前足架4上,后二根从动轴13的底端分别通过轴承安装在后足架5上,每一根从动轴13的上部通过花键连接一个链轮11,链轮11由u形卡限制轴向移动,u形卡固定于底板8上,前二根从动轴13上的链轮11、后二根从动轴13上的链轮11分别与主轴10上的二个链轮通过链条12构成链条传动;每一根从动轴13的下部固定有二个方向相反的拨叉15,前二根从动轴13上的拨叉15朝向相同,后二根从动轴13上的拨叉15朝向与前二根从动轴13上的拨叉15朝向相反,所有拨叉15位于底板8的下方;底板8以上的传动部分位于座椅1的空腔中;
71.行走时,前二根从动轴13上部的二只拨叉15与后二根从动轴13下部的二只拨叉15构成一组,前二根从动轴13下部的二只拨叉15与后二根从动轴13上部的二只拨叉15构成另一组;
72.前左侧从动轴13上的二只拨叉15分别与前足架4中第二层、第四层杠杆17上的弧形结构16配合,前右侧从动轴13上的二只拨叉15分别与前足架4中第一层、第三层杠杆17上的弧形结构16配合;后左侧从动轴13上的二只拨叉15分别与后足架5中第二层、第四层杠杆17上的弧形结构16配合,后右侧从动轴13上的二只拨叉15分别与后足架5中第一层、第三层杠杆17上的弧形结构16配合;
73.所述步宽调整部分
74.如图9所示,包括安装在操控台2上的位于契块42一侧的步宽摇把43、二个分别位于契块42前后的滚柱47、钢丝绳44,钢丝绳44在步宽摇把43上缭绕一周后两端分别经前后滚柱47固定于契块42的前后端;
75.在步宽鼓39与每一个导足匣27中的左右两半轴62间分别布置有一根第一拉索34,第一拉索34的一端固定在步宽鼓39上,另一端套于半轴62上,拉动第一拉索34可使u形活动
内框29后退;左侧两导足匣27上的第一拉索34用同一根软管套上,右侧两导足匣27上的第一拉索34用另一根软管套上;
76.所述转向拉索控制部分
77.如图10所示,在步宽拉簧41的对侧的移动轴18两端分别用绳索连接,绳索穿过分线板68后汇合再与第四拉索40的一端连接;前足架4左侧的二根第四拉索40用同一根软管套上,后足架5左侧的二根第四拉索40用另一根软管套上,前后足架左侧的第四拉索40的另一端逆时针缠绕于步宽鼓39上;前足架4右侧的二根第四拉索40用同一根软管套上,后足架5右侧的二根第四拉索40用另一根软管套上,前后足架右侧的第四拉索40的另一端顺时针缠绕于步宽鼓39上;
78.在前双滑柱49套筒48的左右两侧各连接一根第五拉索46,每根第五拉索46上套有一根软管,左侧第五拉索46逆时针缠绕在转向鼓45上,右侧第五拉索46顺时针缠绕在转向鼓45上;
79.所述后退拉索控制部分
80.如图1、4、6、8所示,包括安装在操控台2上后退把手61,在左右两半轴62上的副杆63顶端配有压板,压板铰接在左板58或右板65上,在后退把手61与压板间布置有第二拉索35,拉动第二拉索35可使左右两半轴62上的撑杆32的顶端顶在u形活动内框29的斜下方的内圆弧上,第二拉索35外套有一根软管;
81.在后退把手61与导足舌33间布置有第三拉索36,拉动第三拉索36可将导足舌33拉向上方,将上导行槽30的进口封住,第三拉索36外套有一根软管;
82.杠杆17上的后退拉簧25的另一端连接第八拉索64,第八拉索64的另一端固定在后退把手61上,第八拉索64外套有一根软管;
83.所述上下楼梯拉索控制部分
84.如图11所示,在操控台2上安装有电绞车50,电绞车50与前双滑柱49的前横杆57间连接有第六拉索51和第七拉索52,第六拉索51需绕过前双滑柱49上套筒48底部的前杆59;电绞车50与前单滑柱54间连接有第六拉索51和第七拉索52,第六拉索51需绕过前单滑柱54上套筒48底部的滚柱47;第六拉索51和第七拉索52在电绞车50上的缠绕方向相反,拉索外均套有一根软管;
85.在操控台2上还安装有另一台电绞车50,电绞车50与后双滑柱56的后横杆66间连接有第六拉索51和第七拉索52,第六拉索51需绕过后双滑柱56上套筒48底部的后杆67;电绞车50与后单滑柱55间连接有第六拉索51和第七拉索52,第六拉索51需绕过后单滑柱55上套筒48底部的滚柱47;第六拉索51和第七拉索52在电绞车50上的缠绕方向相反,拉索外均套有一根软管。
86.1、前行工作原理:
87.多功能机械足的两组机脚(直角形前足6和直角形后足7)任何时候都是其中一组四只机脚着地支撑机体(整个多功能机械足),另一组四只机脚悬空向前摆动。
88.前行时,当其中一组直角形前后足的导足棒23都处于图5所示位置时,启动主电机9,主轴10通过链轮11、链条12带动从动轴13及其拨叉15转动,此时拨叉15刚好离开弧形结构16,于是前拉簧24拉着杠杆17及直角形前足6和直角形后足7同时向前移动,在导足棒23的引导下越过导足舌33沿着上导行槽30悬空向前移动,当导足棒23到达u形活动内框29最
前端时在重力作用下落向地面,因为u形活动内框29的前端斜向后下方,此时拨叉15刚好转至触碰到该组前后四条弧形结构16,于是前足架4上的两根杠杆17往后摆动,拉着两只直角形前足6斜向下滑落并沿下导行槽31向后移动,但此时两足正支撑机体无法移动,于是反拉着机体向前移动,而该组后足架5上的两根杠杆17也向后摆动,推着两直角形后足7沿下导行槽31向后移动。同样因该两足着地支撑机体无法移动,所以反推着机体前移,这样四只直角形前后足都使机体前移,整个机体就前进了一步,当导足棒23顶起导足舌33回到起点时,开始下个行程。
89.2、后退工作原理:
90.如图1、4、5、6、7所示,当步机欲后退时,猛拉后退把手61,安装在把手上的第八拉索64将强力后退拉簧25拉伸,储存能量,同时牵拉第二拉索35使撑杆32由斜向上撑变为斜向下撑,牵拉第三拉索36使导足舌33由斜向下靠变为斜向上靠,从而使整条导行槽由引导前后足向前行通道变为引导其向后退通道。随即启动主电动机9,主轴10通过链轮11、链条12带动从动轴13转动,当其中一组直角形前足6的导足棒23处于图7所示位置时,此时该足的拨叉15刚好离开弧形结构16,于是后退拉簧25拉着前足架4上的两根杠杆17及直角形前足6向前移动,因为导足舌33把靠上导行槽30入口封死,所以导足棒23只能沿着下导行槽31从后向前移动,但此时该两前足6紧压地面无法移动,于是反拉着机体向后退,此时两直角形后足7也被后退拉簧25拉着沿下导行槽31向前移动,同样因两后足紧压地面无法移动,故反将机体拉向后退,当该组四只机脚运行到u形活动内框29最前端时导足棒23上升到达上导行槽30,此时拨叉15正好碰到弧形结构16,于是四根杠杆17拉着两直角形前足6和两直角形后足7在导足棒23的导行下沿上导行槽30悬空从前往后移动,同时将后退拉簧25拉伸积储能量,直至导足棒23越过导足舌33回到起始点,当后退结束时松开后退把手61,后退拉簧25松驰,在拉簧38的拉力作用下撑杆32由斜向下撑恢复至斜向上撑,导足舌33由斜向上靠转为斜向下靠,整机恢复至前行状态。
91.3、左右转弯工作原理:
92.从图9中可以看出,左边(以操控者朝前坐为参照)的拨叉15、杠杆17上的弧形结构16控制右边直角形前后足的运行及步宽,右边的拨叉15、杠杆17上的弧形结构16控制左边步足的运行及步宽,如图10所示直角形前足6欲向左转弯时将转向把手3逆时针转动,转向鼓45即会牵拉第五拉索46,使前套筒48在前圆弧槽53中向左移动;与此同时,图9中步宽鼓39也会逆时针转动,并会多緾绕一些左边的第四拉索40使图9中第一层、第三层杠杆17上的移动轴18向拨叉15靠近,使移动轴18至拨叉15轴心的距离这里称之为动力臂缩短,相反移动轴18到插销21的距离这里称之为传力臂增长,结果是机体右侧的两直角形前足6步宽变长,与此同时步宽鼓39会把右侧第四拉索40松开一些,步宽拉簧41就会把第二层、第四层杠杆17上的移动轴18拉向靠近插销21一些,使动力臂变长,传力臂变短,其结果是机体左侧两直角形前足6步宽变小,由于机体右侧步宽变大,左侧步宽变小,整个机体便向左转弯了,右转弯情况相反之,后足的步宽变化与前足相同。由于步宽变化必然全引起导足匣27内导足棒23的行程发生变化,甚至产生运转不正常,为此将控制u形活动内框29前后移动的第一拉索34连接在步宽鼓39上,当步宽变小时第一拉索34就会把u形活动内框29向后拉,使上导行槽30和下导行槽31缩短一些,保证导足棒23能顺利到达u形活动内框29前端并顺利下落,当步宽加大时,步宽鼓39会松开第一拉索34一些,在拉簧38的作用下u形活动内框29则被前拉
出一部分,使机体正常运行。当整机的步宽要变小时可摇动步宽把手43,使契块(尖劈)42从步宽鼓39下面前拉出一些,这样八只移动轴18都会向插销21靠近一些,使动力劈变长、传力劈变短,所有前后足步宽都变小,相反,将契块42多插入步宽鼓39下面一些,则所有前后足步宽都增大。
93.4、上下楼梯工作原理:
94.上楼梯时,首先启动后足架5对应的电绞车50,第六拉索51将后双滑柱56、后单滑柱55和后足架5相对于底板8下降30至60厘米,使整台机体前端低后端高,同时操控步宽摇把43,使步宽等于楼梯踏板宽度。其间因链轮11卡在u形卡中不能上下移动,但从动轴13上部为花链结构,所以后足架5下降时从动轴13仍能从链轮11获得转动能量并带动拨叉15、杠杆17上的弧形结构16正常配合运行,所以启动主电动机9以后,能使整机缓缓上楼梯,上行途中机体先是趋于平缓,其后可能会变成稍向后倾斜,如倾斜度在10~15度不会使机体下滑,很安全。若倾斜度超过25度,则需把后足架5调大下降幅度。下楼时,先启动前足架4对应的电绞车50,使第六拉索51将前双滑柱49、前单滑柱54和前足架4相对于底板8下降30~60厘米,使整机前端高后端低,同时摇动步宽摇把43,使步宽等于楼梯踏板宽度,之后启动主电动机9,操控机体稳稳下楼,上楼或下楼结束后将电绞车50反转,由第七拉索52将前后足架恢复至紧贴底板8下面。
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