【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种徒步越野载物装备，具体涉及一种自动跟随人体行进并维持平衡的随身牵引车。
技术介绍
1、目前，徒步越野训练（例如士兵野外实训或作战）通常是将物资打包后的包裹采用背负的方式，若包裹体积大、重量重就增加了较大的额外负载，因此，若开发一种连接在人体腰部的牵引车，将包裹放置在牵引车上，就会减轻负载，做任何动作也具有较好的敏捷性和轻便性。如果包裹特别重，仅仅靠人体牵引也会耗费较多体能，人体的行进速度难以与车体行进速度保持相对平衡；同时在因为由于路面不平或者匍匐前进时而导致车体难以保持基本水平，容易使车体侧翻。
技术实现思路
1、本专利技术为解决上述技术问题，提高一种轻便、载重量大、根据人体牵引力对车体前行驱动力实时调节、可实时调节以使车体保持水平度、易折叠的自动跟随人体行进并维持平衡的随身牵引车。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：自动跟随人体行进并维持平衡的随身牵引车，包括腰带、上牵引臂、下牵引臂和车体，上牵引臂上端与腰带后部中间连接，上牵引臂和下牵引臂均成前高后低倾斜设置，上牵引臂下端通过第一旋转定位连接结构与下牵引臂上端连接，下牵引臂下端通过第二旋转定位连接结构与车体前侧连接，车体内设有控制器、可充电电池和电子陀螺仪、车体左侧和右侧分别设有结构相同且左右对称的左驱动行走轮组件和左驱动行走轮组件，车体上设有承载斗，电子陀螺仪用于实时监控车体的水平状态并将监测信号传输到控制器，控制器的信号输出端分别与左驱动行走轮组件和左驱动行走轮组件的信号输入
3、上牵引臂包括牵拉杆、套筒和开口朝下的u型叉，牵拉杆上端通过球铰链接头与腰带后部连接，套筒上端敞口，套筒下端封堵并与u型叉上端固定连接，牵拉杆下部同轴向伸入到套筒内，套筒内底部固定设有拉力传感器，拉力传感器通过信号线与控制器连接，牵拉杆下端通过拉簧与拉力传感器固定连接，牵拉杆外圆套设有至少两个保持架，保持架上设有若干与套筒内圆滚动连接的滚珠，套筒上端口设有套在牵拉杆上的环形封盖。
4、下牵引臂包括开口朝下的v型架，v型架上端固定设有位于u型叉内部的连接块；
5、第一旋转定位连接结构包括第一销轴和第一定位插销，u型叉通过所述的第一销轴与连接块转动连接；u型叉和连接块内以第一销轴为中心线开设有若干个第一定位插孔，第一定位插销插设到其中一个第一定位插孔内使u型叉和连接块保持恒定角度；第一定位插销由u型叉左侧插入、穿过连接块后伸入并螺纹连接到u型叉右侧的第一定位插孔内。
6、车体上部前侧设有位于v型架下端口之间的连接座；第二旋转定位连接结构设有两组，两组第二旋转定位连接结构相同且左右对称，一组位于连接座左侧与v型架左侧部之间，另一组位于连接座右侧与v型架右侧部之间；
7、第二旋转定位连接结构包括第二销轴和第二定位插销， v型架通过所述的第二销轴与连接座转动连接；v型架和连接座内以第二销轴为中心线开设有若干个第二定位插孔，第二定位插销插设到其中一个第二定位插孔内使v型架和连接座保持恒定角度；第一定位插销由v型架插入、伸入并螺纹连接到连接座内部的第二定位插孔内。
8、左驱动行走轮组件和左驱动行走轮组件均包括调平衡电机、调节轴、l型轮架和内置驱动电机的车轮，调平衡电机设在车体内，驱动电机和调平衡电机均与控制器连接，调节轴转动设在车体上，调平衡电机主轴与调节轴内端同轴连接，调节轴外端与l型轮架一端固定连接，l型轮架另一端与车轮中心轴固定连接。
9、采用上述技术方案，本专利技术的工作过程具体如下：使用者将腰带绑扎到自己的腰部，包裹放置并捆绑在承载斗内，使用者在行进过程中，牵引力依次通过牵拉杆对拉簧进行牵拉，拉力传感器感知到拉簧的牵拉力，将牵引力信号传输到控制器，控制器将牵引力大小信号传输到两个驱动电机，两个驱动电机调节驱动车轮旋转的转矩大小，使车轮行进速度与人体行走速度保持一致。
10、当上坡、下坡、趴在地面或匍匐前进时，电子陀螺仪监测到车体在前后方向上有倾斜，电子陀螺仪将信号传至控制器，控制器向两个调平衡电机发出信号，调平衡电机通过调节轴驱动l型轮架旋转，l型轮架进而带动车轮整体旋转，从而调节车体地面的距离，同时调节车轮在车体前后方向的位置，从而使车体在前后方向上尽量保持平衡。
11、当行进在左右高低不同的路面时，电子陀螺仪监测到车体在左右方向上有倾斜，电子陀螺仪将信号传至控制器，控制器向位置较高的一个调平衡电机发出信号，该调平衡电机通过调节轴驱动l型轮架旋转，l型轮架进而带动车轮整体旋转，从而调节（降低）该侧车体地面的距离，使车体在左右方向上尽量保持水平状态。
12、牵拉杆通过拉簧牵拉套筒和u型叉，尤其是在使用者速度降低时，后面包裹的速度仍然较大，拉簧起到较好的缓冲作用，避免牵拉杆对使用者产生较大的顶压力。牵拉杆外圆设置的保持架（与轴承保持架相同），保持架上设置滚珠沿套筒前后移动，牵拉杆前后伸缩滑动更加灵活。
13、环形封盖起到避免杂物进入套筒内影响滚珠灵活滚动的作用。
14、u型叉与连接块之间通过第一旋转定位连接结构的第一销轴铰接，并通过第一定位插销插入对应的第一定位插孔内实现u型叉与连接块保持恒定夹角。第一定位插销插入并螺纹连接到u型叉右侧的第一定位插孔内，这样可确保第一定位插销的轴向稳定性。
15、v型架和连接座之间通过第二旋转定位连接结构的第二销轴铰接，并通过第二定位插销插入对应的第二定位插孔内实现u型叉与连接块保持恒定夹角。第二定位插销插入并螺纹连接到连接座内的第二定位插孔内，这样可确保第二定位插销的轴向稳定性。
16、通过调节第一定位插销插接到不同的第一定位插孔内，以及调节第二定位插销插接到不同的第二定位插孔内，这样在保持承载斗处于水平状态时调节腰带的高度，从而适应不同身高人的使用。
17、当需要折叠存放时，可将第一定位插销和第二定位插销抽出，上牵引臂、下牵引臂均可折叠到承载斗上，从而避免占用过多空间。
18、综上所述，本专利技术结构简单、设计合理，整个牵引车的骨架采用铝合金制成，十分轻便，用于随着人们徒步行进时装运包裹，承载量和体积均可较大，减轻背负包裹的负担，使用者在行进过程中做各种动作时更加方便和灵活。
19、本专利技术基于力学人机交互控制的越野电动助力随行车设计，还可以作为一种单兵作战运输装置。通过快速接驳装置（快插接头）与士兵腰部的腰带进行连接，可以对士兵随身携带的作战物资进行搬运，降低单兵负载，提升整体运载能力。其控制方式采用力学人机交互控制，通过拉力传感器使牵引车感知人体移动并自动跟随。可以做到人走车走，人停车停的实际使用效果。不需要额外对牵引车进行控制，保证士兵专注于作战。
20、本专利技术主要适用于以下各方面：负重行军延缓体能衰减；负重作训提高背负能力；森林消防灭火装备运输；山岳救援物资装备运输；震后突前物资装备运输；抗洪前线物资装备运输；强化单兵应对自然灾害；救援、抢险、巡逻、搬运等。
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1.自动跟随人体行进并维持平衡的随身牵引车，其特征在于：包括腰带、上牵引臂、下牵引臂和车体，上牵引臂上端与腰带后部中间连接，上牵引臂和下牵引臂均成前高后低倾斜设置，上牵引臂下端通过第一旋转定位连接结构与下牵引臂上端连接，下牵引臂下端通过第二旋转定位连接结构与车体前侧连接，车体内设有控制器、可充电电池和电子陀螺仪、车体左侧和右侧分别设有结构相同且左右对称的左驱动行走轮组件和左驱动行走轮组件，车体上设有承载斗，电子陀螺仪用于实时监控车体的水平状态并将监测信号传输到控制器，控制器的信号输出端分别与左驱动行走轮组件和左驱动行走轮组件的信号输入端连接。
2.根据权利要求1所述的自动跟随人体行进并维持平衡的随身牵引车，其特征在于：上牵引臂包括牵拉杆、套筒和开口朝下的U型叉，牵拉杆上端通过球铰链接头与腰带后部连接，套筒上端敞口，套筒下端封堵并与U型叉上端固定连接，牵拉杆下部同轴向伸入到套筒内，套筒内底部固定设有拉力传感器，拉力传感器通过信号线与控制器连接，牵拉杆下端通过拉簧与拉力传感器固定连接，牵拉杆外圆套设有至少两个保持架，保持架上设有若干与套筒内圆滚动连接的滚珠，套筒上端口设有
3.根据权利要求2所述的自动跟随人体行进并维持平衡的随身牵引车，其特征在于：下牵引臂包括开口朝下的V型架，V型架上端固定设有位于U型叉内部的连接块；
4.根据权利要求3所述的自动跟随人体行进并维持平衡的随身牵引车，其特征在于：车体上部前侧设有位于V型架下端口之间的连接座；第二旋转定位连接结构设有两组，两组第二旋转定位连接结构相同且左右对称，一组位于连接座左侧与V型架左侧部之间，另一组位于连接座右侧与V型架右侧部之间；
5.根据权利要求1-4任一项所述的自动跟随人体行进并维持平衡的随身牵引车，其特征在于：左驱动行走轮组件和左驱动行走轮组件均包括调平衡电机、调节轴、L型轮架和内置驱动电机的车轮，调平衡电机设在车体内，驱动电机和调平衡电机均与控制器连接，调节轴转动设在车体上，调平衡电机主轴与调节轴内端同轴连接，调节轴外端与L型轮架一端固定连接，L型轮架另一端与车轮中心轴固定连接。
...【技术特征摘要】
1.自动跟随人体行进并维持平衡的随身牵引车，其特征在于：包括腰带、上牵引臂、下牵引臂和车体，上牵引臂上端与腰带后部中间连接，上牵引臂和下牵引臂均成前高后低倾斜设置，上牵引臂下端通过第一旋转定位连接结构与下牵引臂上端连接，下牵引臂下端通过第二旋转定位连接结构与车体前侧连接，车体内设有控制器、可充电电池和电子陀螺仪、车体左侧和右侧分别设有结构相同且左右对称的左驱动行走轮组件和左驱动行走轮组件，车体上设有承载斗，电子陀螺仪用于实时监控车体的水平状态并将监测信号传输到控制器，控制器的信号输出端分别与左驱动行走轮组件和左驱动行走轮组件的信号输入端连接。
2.根据权利要求1所述的自动跟随人体行进并维持平衡的随身牵引车，其特征在于：上牵引臂包括牵拉杆、套筒和开口朝下的u型叉，牵拉杆上端通过球铰链接头与腰带后部连接，套筒上端敞口，套筒下端封堵并与u型叉上端固定连接，牵拉杆下部同轴向伸入到套筒内，套筒内底部固定设有拉力传感器，拉力传感器通过信号线与控制器连接，牵拉杆下端通过拉簧与拉力传感器固定连接，牵拉杆外圆套设...
【专利技术属性】
技术研发人员：王震虎，尚连锋，秦嘉峰，全彦，赵振楠，许祥云，王红红，
申请(专利权)人：黄河科技学院，
类型：发明
国别省市：
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