CN101503043B - 一种适用于可变直径轮的摆动变径轮架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于可变直径轮的摆动变径轮架，该轮架由轮辐、弹性变径件和轮脚板组成，弹性变径件安装在轮辐与轮脚板之间，弹性变径件与轮辐的安装采用圆柱，而弹性变径件与轮脚板的安装采用了销轴。该摆动变径轮架通过B轮辐和D轮辐相对于C轮辐转动一定角度下，同时带动弹性变径件在轮辐圆周方向上产生螺旋扭转，使轮脚张开或合拢，从而实现可变直径轮的轮径可变。

Description

一种适用于可变直径轮的摆动变径轮架 

技术领域

本发明涉及一种轮架结构，更特别地说，是指一种适用于可变直径轮的摆动变径轮架。 

背景技术

可变直径轮是一种通过轮径张开或合拢可实现在无轮缘和有轮缘车轮间变换的轮子。该可变直径轮一般包括变径驱动单元、变径传动单元、轮架和外覆件(如橡胶胎块)。 

可变直径轮是一种能够适应多种不同地面环境(如沼泽、滩涂、沙地等松软地面和沥清路、水泥路等硬质路面)、且具有高通过性的多栖行走轮子。可变直径轮可广泛应用于军、民用全地域车辆、移动机器人和各种特殊装备移动平台的行走机构，如沙漠车、滩涂车辆、探险机器人、太空巡视探测车等。 

在不同地面环境下运行时，通过控制轮径的变化，可变直径轮可在有轮缘和无轮缘车轮之间转换。如在松软地面上，可变直径轮呈张开状，成为无轮缘车轮，能够提高通过性，减少滚动阻力，增加驱动力；如在硬质地面上，可变直径轮呈合拢状，成为有轮缘车轮，能够提高车轮的平顺性和行驶速度。 

可变直径轮的轮径的变化是通过变径驱动单元输出转矩，并经变径传动单元传递至轮架上，由轮架带动外覆件张开或合拢来实现轮子直径可变。 

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于可变直径轮的摆动变径轮架，该摆动变径轮架通过B轮辐和D轮辐相对于C轮辐转动一定角度下，同时带动弹性变径件在轮辐圆周方向上产生螺旋扭转，使轮脚张开或合拢，从而实现可变直径轮的轮径可变。 

本发明是一种适用于可变直径轮的摆动变径轮架，该轮架由五个轮辐、六对弹性变径件和六对轮脚板组成，六对弹性变径件分别设置在五个轮辐与六对轮脚板之 间；五个轮辐是指A轮辐、B轮辐、C轮辐、D轮辐和E轮辐，五个轮辐的排列顺序是在轮心线上顺次排布为A轮辐、B轮辐、C轮辐、D轮辐和E轮辐；六对弹性变径件是指结构相同的A弹性变径件、B弹性变径件、C弹性变径件、D弹性变径件、E弹性变径件、F弹性变径件、G弹性变径件、H弹性变径件、I弹性变径件、J弹性变径件、K弹性变径件和L弹性变径件；六对轮脚板是指A轮脚板、B轮脚板、C轮脚板、D轮脚板、E轮脚板、F轮脚板、G轮脚板、H轮脚板、I轮脚板、J轮脚板、K轮脚板和L轮脚板，六对轮脚板中的A轮脚板301、B轮脚板302、C轮脚板303、D轮脚板304、E轮脚板305和F轮脚板306结构相同，G轮脚板311、H轮脚板312、I轮脚板313、J轮脚板314、K轮脚板315和L轮脚板316结构相同。弹性变径件与轮辐的安装采用圆柱穿过弹性变径件上的设置在倒置“V”形端口的两个弹簧螺旋圈完成，而弹性变径件与轮脚板的安装采用了销轴穿过轮脚板的凸耳对和设置在倒置“V”形顶端的弹簧螺旋圈完成。 

五个轮辐为同心圆，六个弹性变径件和六对轮脚板是以轮辐圆心O为圆心均匀布置在轮辐的圆周上。 

本发明的一种适用于可变直径轮的摆动变径轮架的优点在于： 

(1)在轮脚板与轮辐(轮辐固定在轮毂上)之间安装弹性变径件，在B轮辐和D轮辐相对于C轮辐摆动转动一定角度下，弹性变径件在圆周方向上相应产生螺旋扭转，使轮脚张开或合拢，实现可变直径轮的轮径可变。 

(2)将每个弹性变径件设计成具有三个弹簧螺旋圈的倒置V“V”形形状，在受到变径转矩作用时，弹性变径件上的三个弹簧螺旋圈分别绕圆柱或者销轴作圆周运动，实现连接在弹性变径件上的轮脚板张开或合拢。 

(3)弹性变径件采用螺旋弹簧与扭臂杆相结合的结构设计，使得整体轮架的重量得到轻量化，结构紧凑，维修方便。 

(4)轮脚板与弹性变径件的连接采用吊耳对与销轴的配合，提高了轮架的承载能力。 

(5)采用成对可开合的合页型轮脚板，使轮脚板在实际受力时可以更好地适应地面环境，并改变了常规轮子结构，提出了一种具有轮径通过本发明摆动变径轮架实现变换的车轮新模式。 

(6)由本发明的摆动变径轮架与可变直径轮上的变径驱动单元、变径传动单元、外覆件装配组合而成的轮子可在有轮缘和无轮缘车轮之间转换，兼具了常规车轮与步行轮的优点，避免了常规车轮发生漏气、爆胎等现象，并可提高轮子的通过性和行驶平顺性。 

附图说明

图1是本发明摆动变径轮架的结构图。 

图2是未装配轮脚板的本发明摆动变径轮架的结构图。 

图2A是图2的正视图。 

图3是本发明五个轮辐通过圆柱装配后的结构图。 

图3A是本发明A轮辐的结构图。 

图3B是本发明B轮辐的结构图。 

图3C是本发明C轮辐的结构图。 

图3D是本发明D轮辐的结构图。 

图3E是本发明E轮辐的结构图。 

图4是本发明第一对弹性变径件的结构图。 

图5是本发明轮脚板的底部结构图。 

图6是本发明弹性变径件在轮辐圆周上的运动轨迹图。 

图7是本发明摆动变径轮架的合拢示意图。 

图中：   101.A轮辐    111.A通孔        112.B通孔    113.C通孔114.D通孔    115.E通孔    116.F通孔        102.B轮辐    121.A圆柱122.B圆柱    123.C圆柱    124.D圆柱        125.E圆柱    126.F圆柱103.C轮辐    131.M圆柱    132.N圆柱        133.O圆柱    134.P圆柱135.Q圆柱    136.R圆柱    104.D轮辐        141.G圆柱    142.H圆柱143.I圆柱    144.J圆柱    145.K圆柱        146.L圆柱    105.E轮辐151.G通孔    152.H通孔    153.I通孔        154.J通孔    155.K通孔156.L通孔    201.A弹性变径件               221.A弹簧螺旋圈222.B弹簧螺旋圈           222a.A销轴       223.C弹簧螺旋圈202.B弹性变径件           203.C弹性变径件  204.D弹性变径件205.E弹性变径件           206.F弹性变径件               211.G弹性变径件231.D弹簧螺旋圈           232.E弹簧螺旋圈               233.F弹簧螺旋圈 212.H弹性变径件            213.I弹性变径件               214.J弹性变径件215.K弹性变径件            216.L弹性变径件301.A轮脚板    301a.A吊耳  301b.B吊耳      301c.A区间    301d.B区间302.B轮脚板    303.C轮脚板 304.D轮脚板     305.E轮脚板   306.F轮脚板311.G轮脚板    311a.C吊耳  311b.D吊耳      312.H轮脚板313.I轮脚板    314.J轮脚板 315.K轮脚板     316.L轮脚板 

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。 

本发明是一种适用于可变直径轮的摆动变径轮架，该轮架由轮辐、弹性变径件和轮脚板组成，弹性变径件安装在轮辐与轮脚板之间，弹性变径件与轮辐的安装采用圆柱，而弹性变径件与轮脚板的安装采用了销轴。弹性变径件的一端在轮辐转动一定角度时，被带动在轮辐圆周方向上产生螺旋扭转，使轮脚张开或合拢，从而实现可变直径轮的轮径变化。弹性变径件在轮辐转动的条件下能够转动的最大角度是弹性变径件上的扭臂杆与轮辐的圆周外边相切(如图6所示)。 

参见图1、图2所示，本发明的轮架由五个轮辐、六对弹性变径件和六对轮脚板组成，六对弹性变径件分别设置在五个轮辐与六对轮脚板之间；五个轮辐是指A轮辐101、B轮辐102、C轮辐103、D轮辐104和E轮辐105；六对弹性变径件是指结构相同的A弹性变径件201、B弹性变径件202、C弹性变径件203、D弹性变径件204、E弹性变径件205、F弹性变径件206、G弹性变径件211、H弹性变径件212、I弹性变径件213、J弹性变径件214、K弹性变径件215和L弹性变径件216；六对轮脚板是指A轮脚板301、B轮脚板302、C轮脚板303、D轮脚板304、E轮脚板305、F轮脚板306、G轮脚板311、H轮脚板312、I轮脚板313、J轮脚板314、K轮脚板315和L轮脚板316。在本发明中，五个轮辐中的A轮辐101和E轮辐105结构相同，B轮辐102和D轮辐104结构相同。五个轮辐的排列顺序是在轮心线上顺次排布为A轮辐101、B轮辐102、C轮辐103、D轮辐104和E轮辐105。六对弹性变径件的结构相同。六对轮脚板中的A轮脚板301、B轮脚板302、C轮脚板303、D轮脚板304、E轮脚板305和F轮脚板306结构相同，G轮脚板311、H轮脚板312、I轮脚板313、J轮脚板314、K轮脚板315和L轮脚板316结构相同。 

(一)弹性变径件 

参见图1、图2、图2A所示，A弹性变径件201与G弹性变径件211组成第一对弹性变径件； 

B弹性变径件202与H弹性变径件212组成第二对弹性变径件； 

C弹性变径件203与I弹性变径件213组成第三对弹性变径件； 

D弹性变径件204与J弹性变径件214组成第四对弹性变径件； 

E弹性变径件205与K弹性变径件215组成第五对弹性变径件； 

F弹性变径件206与L弹性变径件216组成第六对弹性变径件。 

第一对弹性变径件与第四对弹性变径件在轮辐平面上以轮辐圆心O对称设置； 

第二对弹性变径件与第五对弹性变径件在轮辐平面上以轮辐圆心O对称设置； 

第三对弹性变径件与第六对弹性变径件在轮辐平面上以轮辐圆心O对称设置。 

参见图2、图4所示，第一对弹性变径件由A弹性变径件201和G弹性变径件211组成。A弹性变径件201上设有A弹簧螺旋圈221、B弹簧螺旋圈222和C弹簧螺旋圈223，A弹性变径件201为倒置“V”形形状，A弹簧螺旋圈221和C弹簧螺旋圈223相对设置在倒置“V”形端口上，B弹簧螺旋圈222相对设置在倒置“V”形顶端。为了方便说明其他弹性变径件与轮脚板和轮辐之间的装配关系，A弹簧螺旋圈221也称为端口A螺旋圈，C弹簧螺旋圈223也称为端口B螺旋圈，B弹簧螺旋圈222也称为顶端A螺旋圈。 

G弹性变径件211上设有D弹簧螺旋圈231、E弹簧螺旋圈232、F弹簧螺旋圈233，G弹性变径件211为倒置“V”形形状，D弹簧螺旋圈231和F弹簧螺旋圈233相对设置在倒置“V”形端口上，E弹簧螺旋圈232相对设置在倒置“V”形顶端。 

A弹簧螺旋圈221套装在M圆柱131的前端，M圆柱131的后端套装有D弹簧螺旋圈231，由于M圆柱131安装在C轮辐103上，C轮辐103安装在静止不动的B轮毂上，故A弹簧螺旋圈221和D弹簧螺旋圈231相对于轮辐圆心O是不动的，但可以绕M圆柱131转动。 

B弹簧螺旋圈222通过A销轴222a安装在G轮脚板311的C吊耳311a与A轮脚板301的A吊耳301a中。现有销轴与轴孔的安装中，销轴需与橡胶轴套进行配合安装，而本发明也采用相同的方式。 

C弹簧螺旋圈223套装在B轮辐102上的A圆柱121上，由于B轮辐102安装在A轮毂上，A轮毂在变径传动单元的带动下会作圆周运动，故C弹簧螺旋圈223在变径时将随着A轮毂转动。 

D弹簧螺旋圈231套装在M圆柱131的后端。 

E弹簧螺旋圈232通过A销轴222a安装在A轮脚板301的B吊耳301b和G轮脚板311的D吊耳311b中。 

F弹簧螺旋圈233套装在D轮辐104上的G圆柱141上，由于D轮辐104安装在C轮毂上，C轮毂在变径传动单元的带动下会作圆周运动，故F弹簧螺旋圈233在变径时将随着C轮毂转动。 

根据第一对弹性变径件与A轮脚板301、G轮脚板311与轮辐(B轮辐102、C轮辐103、D轮辐104)的装配关系，以及图1、图2和图2A所示的说明书附图，可以类推得到第二对弹性变径件、第三对弹性变径件、第四对弹性变径件、第五对弹性变径件和第六对弹性变径件分别与轮脚板、轮辐间的装配关系。 

B弹性变径件202的倒置“V”形端口的A弹簧螺旋圈和H弹性变径件212的倒置“V”形端口的A弹簧螺旋圈安装在H圆柱132上，B弹性变径件202的倒置“V”形端口的B弹簧螺旋圈安装在B圆柱122上，H弹性变径件212的倒置“V”形端口的B弹簧螺旋圈安装在H圆柱142上，B弹性变径件202的倒置“V”形顶端弹簧螺旋圈和H弹性变径件212的倒置“V”形顶端弹簧螺旋圈分别安装在B轮脚板302与H轮脚板312底部设计的两个吊耳对中。 

C弹性变径件203的倒置“V”形端口的A弹簧螺旋圈和I弹性变径件213的倒置“V”形端口的A弹簧螺旋圈安装在I圆柱133上，C弹性变径件203的倒置“V”形端口的B弹簧螺旋圈安装在C圆柱123上，I弹性变径件213的倒置“V”形端口的B弹簧螺旋圈安装在I圆柱143上，C弹性变径件203的倒置“V”形顶端弹簧螺旋圈和I弹性变径件213的倒置“V”形顶端弹簧螺旋圈分别安装在C轮脚板303与I轮脚板313底部设计的两个吊耳对中。 

D弹性变径件204的倒置“V”形端口的A弹簧螺旋圈和J弹性变径件214的倒置“V”形端口的A弹簧螺旋圈安装在J圆柱134上，D弹性变径件204的倒置“V”形端口的B弹簧螺旋圈安装在D圆柱124上，J弹性变径件214的倒置“V”形端口的B弹簧螺旋圈安装在J圆柱144上，D弹性变径件204的倒置“V”形顶端弹簧螺旋圈和J弹性变径件21的倒置“V”形顶端弹簧螺旋圈4分别安装在D轮脚板304和J轮脚板314底部设计的两个吊耳对中。 

E弹性变径件205的倒置“V”形端口的A弹簧螺旋圈和K弹性变径件215的倒置“V”形端口的A弹簧螺旋圈安装在K圆柱135上，E弹性变径件205的倒置“V”形端口的B弹簧螺旋圈安装在E圆柱125上，K弹性变径件215的倒置“V”形端口的B弹簧螺旋圈安装在K圆柱145上，E弹性变径件205的倒置“V”形顶端弹簧螺旋圈和K弹性变径件215的倒置“V”形顶端弹簧螺旋圈分别安装在E轮脚板305和K轮脚板315底部设计的两个吊耳对中。 

F弹性变径件206的倒置“V”形端口的A弹簧螺旋圈和L弹性变径件216的倒置“V”形端口的A弹簧螺旋圈安装在L圆柱136上，F弹性变径件206的倒置“V”形端口的B弹簧螺旋圈安装在F圆柱126上，L弹性变径件216的倒置“V”形端口的B弹簧螺旋圈安装在L圆柱146上，F弹性变径件206的倒置“V”形顶端弹簧螺旋圈和L弹性变径件216的倒置“V”形顶端弹簧螺旋圈分别安装在F轮脚板306和L轮脚板316底部设计的两个吊耳对中。 

(二)轮辐 

参见图3所示，在本发明中，B轮辐102、C轮辐103和D轮辐104分别安装在三个轮毂(轮毂为可变直径轮的变径传动单元中的一个零件，轮架与变径传动单元的连接通过轮毂实现)上，该三个轮毂可以记为A轮毂、B轮毂、C轮毂，一般A轮毂和C轮毂在变径驱动单元提供的动力条件下经变径传动单元传递转换为同一方向的转动，而B轮毂则保持静止不动。轮脚板由张开变径至合拢时，A轮毂和C轮毂按顺时针方向转动，B轮毂静止不动；轮脚板由合拢变径至张开时，A轮毂和C轮毂按逆时针方向转动，B轮毂静止不动。由于B轮辐102安装在A轮毂上，C轮辐103安装在B轮毂上，D轮辐104安装在C轮毂上，在三个轮毂相对转动(A轮毂和C轮毂动，B轮毂不动)的条件下，弹性变径件随着B轮辐102和D轮辐104相对C轮辐103的转动而实现轮脚板的张开或合拢。在可变直径轮中，变径传动单元与变径驱动单元也可以称作变径机构，对于本发明设计的轮架可以套装在如专利申请号200910078042.6公开的径机构上，但这不是唯一模式。 

在本发明中，五个轮辐均为空心圆盘形状，轮辐上设有通孔(该通孔为圆形孔)和减重孔(椭圆形，减重孔在轮辐圆盘上无孔处均匀分布设置有三个)，所述通孔用于放置圆柱，而圆柱上套有弹性变径件的弹簧螺旋圈，该弹簧螺旋圈在圆柱上能够转动。 

参见图3A所示，在本发明中，A轮辐101的圆盘上均匀分布设置有A通孔111、B通孔112、C通孔113、D通孔114、E通孔115和F通孔116，且每两个通孔之间设有一椭圆形的减重孔。A通孔111、B通孔112、C通孔113、D通孔114、E通孔115和F通孔116分别用于安装A圆柱121、B圆柱122、C圆柱123、D圆柱124、E圆柱125和F圆柱126，A轮辐101与B轮辐102之间通过圆柱实现连接。 

参见图3B所示，在本发明中，B轮辐102的圆盘上均匀分布设置有A圆柱121、B圆柱122、C圆柱123、D圆柱124、E圆柱125和F圆柱126，且轮辐上每两个圆柱之间设有一椭圆形的减重孔。A圆柱121、B圆柱122、C圆柱123、D圆柱124、E圆柱125和F圆柱126分别安装在A通孔111、B通孔112、C通孔113、D通孔114、E通孔115和F通孔116内。B轮辐102上设置的六个圆柱的位置与A轮辐101上设置的六个通孔的位置是对应相同的。 

参见图3C所示，在本发明中，C轮辐103的圆盘上均匀分布设置有M圆柱131、N圆柱132、O圆柱133、P圆柱134、Q圆柱135和R圆柱136，且轮辐上每两个圆柱之间设有一椭圆形的减重孔。C轮辐103设置在B轮辐102与D轮辐104之间，且安装在B轮毂上的C轮辐103是静止不动的。 

参见图3D所示，在本发明中，D轮辐104的圆盘上均匀分布设置有G圆柱141、H圆柱142、I圆柱143、J圆柱144、K圆柱145和L圆柱146，且轮辐上每两个圆柱之间设有一椭圆形的减重孔。G圆柱141、H圆柱142、I圆柱143、J圆柱144、K圆柱145和L圆柱146分别安装在G通孔151、H通孔152、I通孔153、J通孔154、K通孔155和L通孔156内。D轮辐104上设置的六个圆柱的位置与E轮辐105上设置的六个通孔的位置是对应相同的。 

在本发明中，B轮辐102上设置的六个圆柱的位置与D轮辐104上设置的六个圆柱的位置是相同的。 

参见图3E所示，在本发明中，E轮辐105的圆盘上均匀分布设置有G通孔151、H通孔152、I通孔153、J通孔154、K通孔155和L通孔156，且轮辐上每两个通孔之间设有一椭圆形的减重孔。G通孔151、H通孔152、I通孔153、J通孔154、K通孔155和L通孔156分别用于安装G圆柱141、H圆柱142、I圆柱143、J圆柱144、K圆柱145和L圆柱146，D轮辐104与E轮辐105之间通过圆柱实现连接。 

(三)轮脚板 

参见图1、图5所示，在本发明中，六对轮脚板是指A轮脚板301、B轮脚板302、C轮脚板303、D轮脚板304、E轮脚板305、F轮脚板306、G轮脚板311、H轮脚板312、I轮脚板313、J轮脚板314、K轮脚板315和L轮脚板316。六对轮脚板以可变直径弹性轮的轮辐圆心O为圆心均匀布置在六对弹性变径件上，在合拢时，形成一个供轮脚胎(外覆件)安装的圆形基座(如图7所示)。 

A轮脚板301与G轮脚板311组成第一对轮脚板； 

B轮脚板302与H轮脚板312组成第二对轮脚板； 

C轮脚板303与I轮脚板313组成第三对轮脚板； 

D轮脚板304与J轮脚板314组成第四对轮脚板； 

E轮脚板305与K轮脚板315组成第五对轮脚板； 

F轮脚板306与L轮脚板316组成第六对轮脚板； 

第一对轮脚板与第四对轮脚板在轮辐平面上以轮辐圆心O对称设置； 

第二对轮脚板与第五对轮脚板在轮辐平面上以轮辐圆心O对称设置； 

第三对轮脚板与第六对轮脚板在轮辐平面上以轮辐圆心O对称设置。 

参见图5所示，在本发明中，A轮脚板301与G轮脚板311组成第一对轮脚板，A轮脚板301的底部设有A吊耳301a和B吊耳301b，A吊耳301a和B吊耳301b设置在A轮脚板301的底部的中间位置，且A吊耳301a和B吊耳301b之间间距为L1，L1＝1/5L。G轮脚板311的底部设有C吊耳311a和D吊耳311b，C吊耳311a和D吊耳311b设置在G轮脚板311的底部，且C吊耳311a和D吊耳311b之间间距为L2，L2＝2/3L，L表示A轮脚板301和G轮脚板311底部的宽。 

A轮脚板301与G轮脚板311在装配时，A吊耳301a与C吊耳311a之间形成有A区间301c，该A区间301c用于放置A弹性变径件201上的B弹簧螺旋圈222；B吊耳301b与D吊耳311b之间形成有B区间301d，该B区间301d用于放置G弹性变径件211上的E弹簧螺旋圈232。 

A轮脚板301和G轮脚板311(第一对轮脚板)与A弹性变径件201和G弹性变径件211(第一对弹性变径件)的装配运用了一根销轴实现，即A销轴222a的一端顺次穿过D吊耳311b上的通孔、E弹簧螺旋圈232、B吊耳301b上的通孔、A吊耳301a上的通孔、B弹簧螺旋圈222、C吊耳311a上的通孔。 

根据A轮脚板301与A弹性变径件201的安装关系，依次类推得到其它五个轮脚板的装配关系。 

B轮脚板302和H轮脚板312(第二对轮脚板)底部的吊耳与B弹性变径件202和H弹性变径件212上的倒置“V”形顶端弹簧螺旋圈运用销轴连接。 

C轮脚板303和I轮脚板313(第三对轮脚板)底部的吊耳与C弹性变径件203和I弹性变径件213上的倒置“V”形顶端弹簧螺旋圈运用销轴连接。 

D轮脚板304和J轮脚板314(第四对轮脚板)底部的吊耳与D弹性变径件204和J弹性变径件214上的倒置“V”形顶端弹簧螺旋圈运用销轴连接。 

E轮脚板305和K轮脚板315(第五对轮脚板)底部的吊耳与E弹性变径件205和K弹性变径件215上的倒置“V”形顶端弹簧螺旋圈运用销轴连接。 

F轮脚板306和L轮脚板316(第六对轮脚板)底部的吊耳与F弹性变径件206和L弹性变径件216上的倒置“V”形顶端弹簧螺旋圈运用销轴连接。 

本发明是一种适用于可变直径轮的摆动变径轮架，其变径实施过程如下(以弹性变径件201为例进行说明)： 

参见图6所示，当轮架中的所有弹性变径件在受到由变径传动单元A轮毂、C轮毂传递过来的转矩作用下，由于B轮毂静止不转动，安装在B轮毂上的C轮辐103也保持静止不转动，而安装在A轮毂上的B轮辐102和安装在C轮毂上的D轮辐104同时按顺时针方向(箭头方向)转动，并带动弹性变径件也按顺时针方向(箭头方向)转动，在弹性变径件向箭头方向转动的同时，弹性变径件上的弹簧螺旋圈将以圆柱(M圆柱131)为定点向箭头方向运动，则A弹簧螺旋圈221绕M圆柱131转动，B弹簧螺旋圈222绕A销轴222a转动，C弹簧螺旋圈223绕G圆柱141转动，同时C弹簧螺旋圈223绕轮辐圆心O转动，这样便实现了轮架的合拢。当B轮辐102和D轮辐104同时按逆时针方向(箭头方向的反方向)运动时，弹性变径件也按逆时针方向运动，则实现了轮架的张开。其它各组弹性变径件的动作与此同理，并一起保持同步张开或合拢，从而使整套摆动变径轮架同步张开或合拢，使对应安装的轮脚张开组成离散不连续的轮子或收缩合拢成完整的圆形轮子，可使轮子在有轮缘和无轮缘车轮之间转换，从而实现车轮直径的可变，增强轮子对不同地面环境的适应能力，提高轮子的通过性和和行驶平顺性，从而使安装有采用本发明的可变直径轮的行走机构的机动性、通过性和行驶平顺性等得以改进和提高。 

Claims (1)

1.一种适用于可变直径轮的摆动变径轮架，其特征在于：该轮架由五个轮辐、六对弹性变径件和六对轮脚板组成，六对弹性变径件分别设置在五个轮辐与六对轮脚板之间；

五个轮辐是指A轮辐(101)、B轮辐(102)、C轮辐(103)、D轮辐(104)和E轮辐(105)；其中，A轮辐(101)和E轮辐(105)结构相同，B轮辐(102)和D轮辐(104)结构相同；五个轮辐的排列顺序是在轮心线上顺次排布为A轮辐(101)、B轮辐(102)、C轮辐(103)、D轮辐(104)和E轮辐(105)；

六对弹性变径件是指结构相同的A弹性变径件(201)、B弹性变径件(202)、C弹性变径件(203)、D弹性变径件(204)、E弹性变径件(205)、F弹性变径件(206)、G弹性变径件(211)、H弹性变径件(212)、I弹性变径件(213)、J弹性变径件(214)、K弹性变径件(215)和L弹性变径件(216)；B弹性变径件(202)与H弹性变径件(212)组成第二对弹性变径件；C弹性变径件(203)与I弹性变径件(213)组成第三对弹性变径件；D弹性变径件(204)与J弹性变径件(214)组成第四对弹性变径件；E弹性变径件(205)与K弹性变径件(215)组成第五对弹性变径件；F弹性变径件(206)与L弹性变径件(216)组成第六对弹性变径件；第一对弹性变径件与第四对弹性变径件在轮辐平面上以轮辐圆心O对称设置；第二对弹性变径件与第五对弹性变径件在轮辐平面上以轮辐圆心O对称设置；第三对弹性变径件与第六对弹性变径件在轮辐平面上以轮辐圆心O对称设置；

六对轮脚板是指A轮脚板(301)、B轮脚板(302)、C轮脚板(303)、D轮脚板(304)、E轮脚板(305)、F轮脚板(306)、G轮脚板(311)、H轮脚板(312)、I轮脚板(313)、J轮脚板(314)、K轮脚板(315)和L轮脚板(316)；其中，A轮脚板(301)、B轮脚板(302)、C轮脚板(303)、D轮脚板(304)、E轮脚板(305)、F轮脚板(306)的结构相同；G轮脚板(311)、H轮脚板(312)、I轮脚板(313)、J轮脚板(314)、K轮脚板(315)和L轮脚板(316)的结构相同；A轮脚板(301)与G轮脚板(311)组成第一对轮脚板；B轮脚板(302)与H轮脚板(312)组成第二对轮脚板；C轮脚板(303)与I轮脚板(313)组成第三对轮脚板；D轮脚板(304)与J轮脚板(314)组成第四对轮脚板；E轮脚板(305)与K轮脚板(315)组成第五对轮脚板；F轮脚板(306)与L轮脚板(316)组成第六对轮脚板；第一对轮脚板与第四对轮脚板在轮辐平面上以轮辐圆心O对称设置； 第二对轮脚板与第五对轮脚板在轮辐平面上以轮辐圆心O对称设置；第三对轮脚板与第六对轮脚板在轮辐平面上以轮辐圆心O对称设置；

所述A轮辐(101)的圆盘上均匀分布设置有A通孔(111)、B通孔(112)、C通孔(113)、D通孔(114)、E通孔(115)和F通孔(116)，且每两个通孔之间设有一椭圆形的减重孔；A通孔(111)、B通孔(112)、C通孔(113)、D通孔(114)、E通孔(115)和F通孔(116)分别用于安装A圆柱(121)、B圆柱(122)、C圆柱(123)、D圆柱(124)、E圆柱(125)和F圆柱(126)，A轮辐(101)与B轮辐(102)之间通过圆柱实现连接；

所述B轮辐(102)的圆盘上均匀分布设置有A圆柱(121)、B圆柱(122)、C圆柱(123)、D圆柱(124)、E圆柱(125)和F圆柱(126)，且轮辐上每两个圆柱之间设有一椭圆形的减重孔；

所述C轮辐(103)的圆盘上均匀分布设置有M圆柱(131)、N圆柱(132)、O圆柱(133)、P圆柱(134)、Q圆柱(135)和R圆柱(136)，且轮辐上每两个圆柱之间设有一椭圆形的减重孔；C轮辐(103)设置在B轮辐(102)与D轮辐(104)之间，且安装在B轮毂上的C轮辐103是静止不动的；

所述D轮辐(104)的圆盘上均匀分布设置有G圆柱(141)、H圆柱(142)、I圆柱(143)、J圆柱(144)、K圆柱(145)和L圆柱(146)，且轮辐上每两个圆柱之间设有一椭圆形的减重孔；

所述E轮辐(105)的圆盘上均匀分布设置有G通孔(151)、H通孔(152)、I通孔(153)、J通孔(154)、K通孔(155)和L通孔(156)，且轮辐上每两个通孔之间设有一椭圆形的减重孔；G通孔(151)、H通孔(152)、I通孔(153)、J通孔(154)、K通孔(155)和L通孔(156)分别用于安装G圆柱(141)、H圆柱(142)、I圆柱(143)、J圆柱(144)、K圆柱(145)和L圆柱(146)，D轮辐(104)与E轮辐(105)之间通过圆柱实现连接；

所述A弹性变径件(201)上设有A弹簧螺旋圈(221)、B弹簧螺旋圈(222)和C弹簧螺旋圈(223)，A弹性变径件(201)为倒置“V”形形状，A弹簧螺旋圈(221)和C弹簧螺旋圈(223)相对设置在倒置“V”形端口上，B弹簧螺旋圈(222)相对设置在倒置“V”形顶端；所述G弹性变径件(211)上设有D弹簧螺旋圈(231)、E弹簧螺旋圈(232)、F弹簧螺旋圈(233)，G弹性变径件(211)为倒置“V”形形状，D弹簧螺旋圈(231)和F弹簧螺旋圈(233)相对设置在倒置“V”形端口上，E弹簧螺旋圈(232)相对设置在倒置“V”形顶端；A弹簧螺旋圈(221) 套装在M圆柱(131)的前端，M圆柱(131)的后端套装有D弹簧螺旋圈(231)，由于M圆柱(131)安装在C轮辐(103)上，C轮辐(103)安装在静止不动的B轮毂上，故A弹簧螺旋圈(221)和D弹簧螺旋圈(231)相对于轮辐圆心O是不动的，但绕M圆柱(131)转动；B弹簧螺旋圈(222)通过A销轴(222a)安装在G轮脚板(311)的C吊耳(311a)与A轮脚板(301)的A吊耳(301a)之间的A区间(301c)中；C弹簧螺旋圈(223)套装在B轮辐(102)上的A圆柱(121)上，由于B轮辐(102)安装在A轮毂上，A轮毂在变径传动单元的带动下会作圆周运动，故C弹簧螺旋圈(223)在变径时将随着A轮毂转动；D弹簧螺旋圈(231)套装在M圆柱(131)的后端；E弹簧螺旋圈(232)通过A销轴(222a)安装在A轮脚板(301)的B吊耳(301b)和G轮脚板(311)的(D吊耳311b)之间的B区间(301d)中；F弹簧螺旋圈(233)套装在D轮辐(104)上的G圆柱(141)上，由于D轮辐(104)安装在C轮毂上，C轮毂在变径传动单元的带动下会作圆周运动，故F弹簧螺旋圈(233)在变径时将随着C轮毂转动；第二对弹性变径件、第三对弹性变径件、第四对弹性变径件、第五对弹性变径件和第六对弹性变径件分别与五个轮辐、六对脚底板的安装关系是相同的；

所述A轮脚板(301)的底部设有A吊耳(301a)和B吊耳(301b)，A吊耳(301a)和B吊耳(301b)设置在A轮脚板(301)的底部的中间位置，且A吊耳(301a)和B吊耳(301b)之间间距为L1，L1＝1/5L；所述G轮脚板(311)的底部设有C吊耳(311a)和D吊耳(311b)，C吊耳(311a)和D吊耳(311b)设置在G轮脚板(311)的底部，且C吊耳(311a)和D吊耳(311b)之间间距为L2，L2＝2/3L，L表示A轮脚板(301)和G轮脚板(311)底部的宽；A轮脚板(301)与G轮脚板(311)在装配时，A吊耳(301a)与C吊耳(311a)之间形成有A区间(301c)，该A区间(301c)用于放置A弹性变径件(201)上的B弹簧螺旋圈(222)；B吊耳(301b)与D吊耳(311b)之间形成有B区间(301d)，该B区间(301d)用于放置G弹性变径件(211)上的E弹簧螺旋圈(232)；第一对轮脚板与第一对弹性变径件的装配运用了A销轴(222a)，该A销轴(222a)的一端顺次穿过D吊耳(311b)上的通孔、E弹簧螺旋圈(232)、B吊耳(301b)上的通孔、A吊耳(301a)上的通孔、B弹簧螺旋圈(222)、C吊耳(311a)上的通孔。 

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