CN101774331B - 可变轮径的车轮 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种可变轮径的车轮，其包括有车轮外轮廓及用于驱动所述车轮外轮廓变形的变径装置，所述车轮外轮廓由数片小叶片首尾交叉相互连接而成。所述变径装置包括有一端与所述小叶片转动连接的偏心连杆，与所述偏心连杆固定连接的大齿轮，及用于驱动所述偏心连杆与所述大齿轮绕中心轴转动的驱动部分。本发明中可变轮径的车轮具有外轮廓可伸缩的特性，所以不仅有利于躲避障碍物，而且提高了复杂地面上行驶的平衡能力，减少了事故发生的几率，易于操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种可折叠车轮，更具体地说，涉及一种可变轮径的车轮。
背景技术
现在国内外研发的用于探测任务车的车轮都是轮式车轮，轮式车轮的移动对地面适应性强，具有运行可靠且控制方便的特点。例如，美国喷气推进实验室开发的Nanorover号微型火星车，日本宇宙开发事业团(NASDA)研制开发的Micro-5号行星车等。
但是一般的轮式车轮有个较大的局限，即车轮外周轮廓的大小固定，对地面起伏及障碍物的适应性较小，况且有些场合地形很复杂，有各种各样的地形障碍，为了完成研究任务，应用在这些场合的探测车不但要具有前进、后退、转弯、爬坡、取物、采样和翻转(跌倒后能翻身)等基本功能，还应当能够拥有较强的地形适应能力，以应付各种复杂地形带来的不利，顺利地完成任务。现有的一些工作在复杂地形的探测车，容易受到地形不确定性的影响，严重影响研究进度，如遇到较大的坑洼地形，车子一旦陷入其中，将严重延误探测进程，甚至导致整个研究任务中断。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可变轮径的车轮，该车轮能根据要求随时改变轮径大小，以适应复杂地形行走的需要。
本发明中的可变轮径的车轮包括有车轮外轮廓及用于驱动所述车轮外轮廓变形的变径装置，所述车轮外轮廓由数片小叶片首尾交叉相互连接而成。
所述变径装置包括有一端与所述小叶片转动连接的偏心连杆，与所述偏心连杆固定连接的大齿轮，及用于驱动所述偏心连杆与所述大齿轮绕转轴转动的驱动部分。
所述驱动部分包括有与所述轴架固定连接的电机、与所述电机固定连接的小齿轮，所述小齿轮与所述大齿轮相互啮合。
所述车轮外轮廓的小叶片以交错方式连接，并且经过计算，所述小叶片上用于相互连接及铰接的孔呈150°的等腰三角形分布时所需的12组轮片组合为最佳。
所述大齿轮与所述偏心连杆一体成型。
本发明中的可变轮径的车轮，它能有效地克服因障碍物的大小或壕沟的深度大于车轮原有直径所导致的探测车无法走出障碍区的局限，并且控制更为简单，操作方便。
本发明中可变轮径的车轮在应用时，如果障碍物尺寸稍微大于车轮直径，可以直接变大车轮，使得车轮轻松越障；如果障碍物高于车轮直径达到一定限度，可以使一边车轮大小不变化，另一边车轮变小，实现转弯，绕道而行；如果路面坡度达到一定限度，可以使一边车轮迅速变大，另一边车轮变小，防止侧翻，保持平衡；如果陷入沟槽，则直接变大直径，使陷入部分占车轮比例减小，很容易走出低坑。在斜坡方面更能显示其优越性，前两轮不变，后两轮依次变大。相当于抵消了一部分斜度，从而减少爬坡功耗，也有助于提高在斜坡的平稳性。
本发明中可变轮径的车轮具有外轮廓可伸缩的特性，所以不仅有利于躲避障碍物，而且提高了复杂地面上行驶的平衡能力，减少了事故发生的几率，易于操作。
本发明中的车轮可以在复杂的地形中轻松地翻越障碍，提高行进速度，也可以用于对车子爬斜坡的能力要求比较高的场合；该车轮还可用于其他具有折叠要求的场合，如航天中克服运载空间限制的折叠机构，特殊场合的运输车，童车及玩具；还可以用来设计户外折叠帐篷，折叠后帐篷面积将大大减小，使用时又可以很轻松地伸展成所需要的大小，便于携带。
附图说明
图1为本发明中车轮的结构示意图；
图2为本发明中车轮变径装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明中的具体实施例作进一步详细说明。
如图1和图2所示，本发明中的可变轮径的车轮包括有车轮外轮廓及用于驱动车轮外轮廓变形的变径装置，其中，车轮外轮廓由数片小叶片1首尾交叉相互连接而成。
变径装置包括三个大齿轮2、三根与大齿轮固定连接的偏心连杆6、小齿轮3、电机4及固定大齿轮2中心轴的轴架5。其中偏心连杆6的一端通过销钉与小叶片1转动连接，另一端与大齿轮2固定连接。电机4与轴架5固定连接，电机4的输出轴与小齿轮3固定连接，即电机4的输出轴与小齿轮3一起转动，小齿轮3与三个圆周均布的大齿轮2相互啮合，大齿轮2与设在车本体上的轴架5转动连接，轴架5带动三个大齿轮2绕轴架5的中心一起转动。
本发明中用于形成车轮外轮廓的小叶片1以交错方式连接，在每片小叶片1上设置有三个小孔，其中两端部的两个小孔分别用于与其他小叶片铰接，中部的小孔用于两小叶片相互铰接，同时与偏心连杆6铰接。该三个小孔呈150°的等腰三角形分布。
本发明中可变轮径的车轮的工作过程如下：车轮轴架5用于连接车体两端的车轮，每个车轮有对应的变径装置，当固定在轴架5上的电机4工作时，会通过电机4的输出轴带动小齿轮3一起转动，小齿轮3转动带动与之啮合的大齿轮2转动，此时与大齿轮2固定连接的偏心连杆6随着大齿轮2的转动与之一起转动，由于偏心连杆6只能绕着大齿轮2的轴心转动，其另一端距小齿轮3的轴线距离逐渐增大或缩小，从而推动车轮外轮廓伸缩，实现了车轮的直径大小变化。
Claims (4)
1.一种可变轮径的车轮，其特征在于，包括有车轮外轮廓及用于驱动所述车轮外轮廓变形的变径装置，所述车轮外轮廓由数片小叶片首尾交叉相互连接而成，并且在每片小叶片上设置有三个小孔，其中两端部的两个小孔分别用于与其他小叶片铰接，中部的小孔用于两小叶片相互铰接；所述变径装置包括有一端与所述小叶片转动连接的偏心连杆，与所述偏心连杆固定连接的大齿轮，与所述大齿轮转动连接的轴架，及用于驱动所述偏心连杆与所述大齿轮绕其转轴转动的驱动部分。
2.根据权利要求1所述的可变轮径的车轮，其特征在于，所述驱动部分包括有与所述轴架固定连接的电机、与所述电机固定连接的小齿轮，所述小齿轮与所述大齿轮相互啮合。
3.根据权利要求1或2所述的可变轮径的车轮，其特征在于，所述车轮外轮廓的小叶片以交错方式连接，并且所述小叶片上用于相互连接及铰接的两端孔与中心孔之间的连线长度相等，且其夹角为150°。
4.根据权利要求1或2所述的可变轮径的车轮，其特征在于，所述大齿轮与所述偏心连杆一体成型。
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