[发明专利]双腿单支承液压步行装置及步行车

说明书

技术领域

本发明涉及交通工具，具体是一种双腿单支承液压步行装置，及由所述采用了所述步行装置的液压步行车。

技术背景

人类一直梦想拥有一种步行车，驾驶起来在各种不同的地面上任意穿行.从最早1893年的机械马专利开始，至今已经100多年了，人们一直在不懈努力着。

美国俄亥俄州立大学创造了一种六足步行车辆.该专利技术是在车身的两侧各布置了三条腿.基本步伐是左边的前后两条腿和右边的中间一条腿同步运动，右边的前后两条腿和左边中间的一条腿同步运动.在运动中，车体重量由这两组腿中的任意一组的三条腿分别分摊支承.对每一条腿而言，都有一个承重支承点.在运动中，该点的支承力是在支承负载和卸载中周期性变化.因此，在该点处设置的承重弹性体(如弹簧)也周期性地拉伸或压缩.这种方案用作实验室研究步伐或供演示性观赏还是可行的.当车体具有一定载荷或重载荷时就有如下的缺点：

1.重心在第一组(如左边的前后两点和右边中间点)支承时，右边中间支承点受力可能大于左边前后两支承点受力.当第二组(如右边的前后两点和左边中间点)支承时，左边中间支承点受力可能大于右边前后两支承点受力.在重载荷车辆步行中支承位置的反复变化会引起车辆重心的左右严重偏移，车辆会产生极大的振动。

2.重载荷时，在每一组的三条腿的支撑点各设置一个弹性体以减振是必须的.但问题是，当第一组的三条腿着地支承时，由于车体的重量原因，弹性体满负荷被压缩，车体下降量很大.当该组腿在由着地负载——卸载迈腿---着地负载的过程中，弹性体被压缩---弹性体恢复---弹性体被压缩，车体由下降到最低位置---升到车体的最高位置---车体下降到最低位置.弹性体的这种周期性的完全卸载---完全负载——完全卸载，腿的行走会产生振动。

3.上述的重心周期性的严重偏移带来的强烈振动，弹性体的完全负载到完全卸载产生的车体振动，在重载条件下将导致步行腿无法行走，因为车体的这种振动是多因素的综合的复合振动。

我国专利(申请号95100751.3)提出了4条腿为一组，两组8条腿交替运动的液压步行车.一组(4条)腿安装在一个长方形外框架上，另一组(4条腿)安装在长方形内框架上.这种结构仍然是单腿独立结构，它仍然保留了6足腿步行车的上述缺点，不适合商业用途车辆。

发明内容

本发明的目的是提供一种双腿单支承液压步行装置，这种双腿单支承液压步行装置在液压的控制驱动下实现单支承的交替转换，本发明的另一个目的是提供以所述双腿单支承液压步行装置作为行走机构的液压步行车。

为实现本发明的第一目的采用的技术方案是这样的，即一种双腿单支承液压步行装置，其特征是：包括弹性支承体及其下端安装的左右两条腿机构、以及控制每条腿步行的液压机构，左右两条腿机构装置包括大腿支承柱、小腿伸缩缸、小腿支承柱、支承脚，液压机构包括步进推动缸、小腿伸缩缸，其中：

1)、所述弹性支承体包括支承体外壳，绕簧弹簧座、主减振绕簧，前后惯性力减振气垫、绕簧下支座、转向装置，大腿关节，其中弹性支承体的下端通过大腿关节与大腿支承柱连接；

2)、所述大腿支承柱的中心部分由液压缸、液压活塞组成，大腿支承柱的壳体上固定的连接块，该连接块分别与所述步进推动缸的液压伸缩端及所述小腿伸缩缸的固定端连接；

3)、所述小腿支承柱的中心部分由液压缸、液压活塞组成，小腿支承柱通过连接块与小腿伸缩缸的伸缩端连接，小腿支承柱通过液压活塞连接支承脚；

上述双腿单支承液压步行装置是这样行走的：

1、两步进推动缸中的一个收缩，带动大腿支承柱前曲；

2、同侧的小腿伸缩缸收缩使该侧的支承脚上提到一定的高度；

3、小腿伸缩缸再伸出即完成向前跨一步过程。然后另一个步进推动缸即同侧的小腿伸缩缸进行同样的过程，即完成另一步进。如此循环即完成连贯的行走。

弹性支承体的功能有如下几点：

1)支承车体的重量，在路面上产生振动时吸收振动能量。

2)为了保证重心在运动过程中的垂直高度不变，摆动过程中腿的伸长量需要有一定的补偿。弹性支承体通过主减振弹簧的伸缩来进行腿的伸长量补偿。

3)步行车腿的摆动迈步是一种脉动运动，车体的运动最好是一种惯性运动，弹性支承体通过惯性力减振气垫来实现这两种运动的连接。当腿的运动速度低于车体的惯性速度时，后侧的减振气垫被压缩，车体的惯性速度会适当减小。当腿的运动速度高于车体的惯性速度时，前侧的减振气垫被压缩，车体的惯性速度会适当增加。