[發(fā)明專利]外骨骼單元、柔性外表面及移動車輛

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611186471.1
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106585646B
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱秋凝;鄧自剛;陳嘉磊;余燾;王嘉昊;王博
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: B61D17/02
• 分類號: B61D17/02;B62D35/00;B64C1/06
• 代理公司: 北京集智東方知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11578
• 代理人: 關(guān)兆輝;程立民

本發(fā)明公開了一種外骨骼單元、柔性外表面及移動車輛，該外骨骼單元，用于組成柔性外表面，包括：單元本體，其具有用于包覆于車體的外側(cè)；控制機構(gòu)，其位于所述單元本體的內(nèi)側(cè)，所述控制機構(gòu)用于驅(qū)動所述單元本體在空間內(nèi)具有至少三個方向上的轉(zhuǎn)動自由度以及三個方向上的移動自由度，以使多個所述單元本體拼合成多種形態(tài)的柔性外表面。通過控制機構(gòu)驅(qū)動單元本體，可改變單元本體的空間形態(tài)，當多個單元本體拼合成柔性外表面時，且當單元本體空間形態(tài)改變時，從而能夠有效降低能耗，提高運行的平穩(wěn)性以及提高運行速度以解除限速。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可變外形技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種外骨骼單元、柔性外表面及具有該柔性外表面的移動車輛。

背景技術(shù)

在交通運輸行業(yè)，目前，絕大多數(shù)的交通工具都具有特定且固定的外形，在加速以及穩(wěn)定運行過程中交通工具表面的氣流會嚴重限制交通工具的最高時速，造成運行不平穩(wěn)，并且增加很大的能耗。

為解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)中一種移動車輛，其仿生學(xué)設(shè)計的四輪不再暴露在外，而是通過先進的可延伸材料包覆，實現(xiàn)自由而隨意的四輪獨立轉(zhuǎn)向，然而包覆式四輪車體外結(jié)構(gòu)只能實現(xiàn)車輪在平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)，無法實現(xiàn)空間上的自由外形變化，并且其應(yīng)用的延伸材料無法在高速交通領(lǐng)域中抵抗高強度的壓力之下進行轉(zhuǎn)向。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種外骨骼單元及柔性外表面，其應(yīng)用于解決移動車輛在高速運行中頭部擠壓區(qū)、摩擦區(qū)、尾流區(qū)等氣流對交通工具造成的運行不平穩(wěn)、能耗增加、限制最高時速的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種外骨骼單元，用于組成柔性外表面，包括：

單元本體，其具有用于包覆于車體的外側(cè)；

控制機構(gòu)，其位于所述單元本體的內(nèi)側(cè)，所述控制機構(gòu)用于驅(qū)動所述單元本體在空間內(nèi)具有至少三個方向上的轉(zhuǎn)動自由度以及三個方向上的移動自由度，以使多個所述單元本體拼合成多種形態(tài)的柔性外表面。

優(yōu)選地，所述控制機構(gòu)包括固定控制桿、多個連桿組以及轉(zhuǎn)動驅(qū)動組，所述單元本體鉸接在所述固定控制桿上，所述轉(zhuǎn)動驅(qū)動組通過多個所述連桿組驅(qū)動所述單元本體在至少三個方向上轉(zhuǎn)動。

優(yōu)選地，所述控制機構(gòu)還包括橫移驅(qū)動組，所述橫移驅(qū)動組用于驅(qū)動所述單元本體至少在三個方向上橫移。

優(yōu)選地，所述控制機構(gòu)還包括控制盤，所述控制盤鉸接在所述固定控制桿上，所述連桿組具有三個，三個所述連桿組設(shè)置于所述控制盤與所述單元本體之間且以所述固定控制桿為中心均勻周向分布，所述轉(zhuǎn)動驅(qū)動組包括三個從動控制桿和三個長度可變的主動控制桿，三個所述從動控制桿的一端分別同時連接相鄰兩個所述連桿組，另一端鉸接在所述控制盤上；三個所述主動控制桿以所述固定控制桿為中心均勻周向布置于所述控制盤的下方，并通過改變長度來改變所述控制盤的傾斜形態(tài)以改變所述單元本體的空間形態(tài)。

優(yōu)選地，所述橫移驅(qū)動組包括三個雙作用氣缸，三個所述雙作用氣缸分別設(shè)置于相鄰兩個所述連桿組之間。

優(yōu)選地，所述主動控制桿為氣動肌肉。

優(yōu)選地，所述單元本體為正六邊形的單元本體。

優(yōu)選地，所述單元本體的外表面附著有由高分子彈性材料制成的補償層，以當所述單元本體的外表面受壓時，所述補償層彌補所述單元本體之間的間隙。

本發(fā)明還公開了一種柔性外表面，所述柔性外表面由上述的多個外骨骼單元拼合而成。

本發(fā)明還公開了一種移動車輛；所述移動車輛的外表面至少部分由上述的柔性外表面組成。