CN102700596B - 一种安装有可变直径轮和连杆式滑橇的多栖车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安装有连杆式滑橇和可变直径轮的多栖车，该多栖车除了具备汽车的基本构造外，还包括有滑橇、橡胶脚板和弹性变径轮架，滑橇安装在现有汽车的两个前轮上，而可变直径轮架则安装在汽车的半轴上。所述弹簧变径轮架通过B轮毂相对于A轮毂和C轮毂转动一定角度下，同时带动弹性变径件在B轮毂圆周方向上产生转动，使弹性变径件张开或合拢，从而实现汽车后轮的轮径可变。本发明的多栖车采用滑橇与可变直径轮架的组合，能够使多栖车在松软地面上提高通过性，减少滚动阻力，增加驱动力，在浅水及滩涂区域使用滑橇支撑车体，防止车身的沉陷；拆下滑橇和后轮收缩至圆轮时可实现公路上高速行走。

Description

一种安装有可变直径轮和连杆式滑橇的多栖车

分案申请

对于本发明申请，是对原申请号201010245999.8提出的分案申请，原申请日为2010年8月5日。

技术领域

本发明涉及一种多栖多模式载运工具，更特别地说，是指一种安装有滑橇和可变直径轮的多栖车。

背景技术

地球上大约有50％的地域是常规车辆(装有轮子或履带行走机构的车辆)无法正常运行的，如沙漠、滩涂、草原、沼泽、极地、戈壁、雪原等，大大限制了人类的活动范围，开发能够在上述地域有效运行的多栖车辆移动平台，对于科学、军事、交通、人类生活和商务活动都具有重要的意义。自第一次世界大战起，人们已经注意到轮子和履带(自带道路的轮式行走机构)的局限性，开始着手研究能够在特定地域有效行走的非常规行走机构，相继发明了星形轮、螺旋滚筒和浮箱履带等行走机构。中国从70年代起发明了机耕船、无轮缘车轮和水田叶片轮等，解决了南方水田的耕作问题。但是这些特种行走机构多数只能适应特定的地面条件，不满足多栖的运行要求，限制了活动范围和带来极大的交通不便。如无轮缘车轮和水田叶片轮进行转移时就无法在公路和相对平坦和硬路面上行走，需要更换轮子。气垫船是一种比较好的多栖车辆，但是由于他耗能大，噪声大，走起来飞沙走石，也受到许多限制。

在机械工业出版社2001年8月出版的由金国栋等编著的《汽车概论》第41页：“汽车的基本构造”中详细地说明了汽车主要结构可分为四大部分，动力装置、底盘、车身及其附件、电气设备。动力装置通常是发动机，它是提供汽车动力，该动力通过底盘的传动系驱动汽车行驶。底盘除传动系外，还有行驶系、转向系和制动系，它们用于确保汽车的正常行驶。车身用于安置驾驶员、乘客或货物。轿车和客车通常是一个整体车身，而货车车身常由驾驶室和货箱组成。电气设备由汽车电源、发动机的起动系和点火系、汽车的照明、信号和控制设备等组成。目前，随着电子技术的发展以及汽车性能的高要求，电气设备(包括各种电子装置)在汽车上的比重越来越大。

清华大学出版社2001年7月由刘惟信主编的《汽车设计》第409页：

汽车行驶系由汽车的行路机构和承载机构组成，它包括车轮、车轴和桥壳、悬架及推力杆、车架或承载式车身或封闭式传动轴套等。汽车行驶系的功用是支承整车重量，传递和承受路面作用于车轮的各种力和力矩，并缓和冲击、吸收振动以保证汽车在其相应使用条件下的正常行驶。

发明内容

本发明的目的是提供一种安装有滑橇和可变直径轮的多栖车，该多栖车的两个前轮上安装有滑橇，但后轮改为可变直径轮。可变直径轮可适应不同地域条件有效的运行，是多栖车辆行走机构的一种很好的选择。通过控制轮径的变化，使轮子在有轮缘和无轮缘车轮之间转换，在松软地面上可提高通过性，减少滚动阻力，增加驱动力，在浅水及滩涂区域使用滑橇支撑车体，防止车身的沉陷；拆下滑橇和后轮收缩至圆轮时可实现公路上高速行走。本发明的多栖车通过滑橇与可变直径轮的组合，实现了全地域行走、越障和姿态控制的多功能集成。

本发明的一种安装有滑橇和可变直径轮架的多栖车，所述滑橇公开了两种结构形式，所述可变直径轮架公开了两种不同弹性结构形式的连接件，具体的连接关系如“具体实施方式”部分进行详细说明。

本发明安装有滑橇和可变直径轮的多栖车的优点在于：

①滑橇与可变直径轮在多栖车上的组合使用，使得多栖车兼具了在松软地面上的高通过性和硬路面上的良好平顺性，具有其它各式车辆无法比拟的优点。

②在松软路面上行驶时，仅需在前轮上安装滑橇，同时配以张开状态的可变直径后轮，从而实现了多栖车在松软路面上的高通过性和良好的适应能力。

③在公路等硬路面上行驶时，多栖车的前轮无需安装滑橇，同时可变直径后轮为合拢收缩成有轮缘车轮，从而实现了多栖车在硬路面上的平顺性和良好的适应能力。

④滑橇由滑板与多个杆件构成，通过多个杆件与多栖车的前轮实现固紧，可充分利用车轮的悬架和转向功能，使得车辆行驶灵活性较强，地面随形能力好，越障容易，车辆通过性好，且不影响车辆的四驱功能。

⑤可变直径后轮由变径机构、轮毂、变径轮架、轮脚块等构成，其可实现在有轮缘和无轮缘车轮之间进行变换，可适应松软路面和硬路面的适应能力。

附图说明

图1是本发明的安装有滑橇和可变直径轮的多栖车结构图。

图2是本发明组合弹簧变径轮架的结构图。

图2A是图2的后视图。

图2B是图2的分解图。

图3是本发明A弹性变径件的分解图。

图4是本发明组合弹簧变径轮架的合拢示意图。

图5是本发明A弹性变径件在轮架张开状态时的结构图。

图6是本发明A弹性变径件在轮架合拢状态时的结构图。

图7是本发明A弹性变径件中弹性件从合拢至张开的结构图。

图8是本发明A弹性变径件的结构图。

图8A是加工本发明A弹性变径件时剪裁的弹簧钢板结构图。

图9是本发明弹性板簧变径轮架的合拢示意图。

图10是本发明的滑橇结构图。

图10A是卡扣与滑板之间的装配图。

图11是本发明车轮限位架的结构图。

图12是本发明连杆锁紧架的分解图。

图13是本发明滑橇的结构图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。

本发明的一种安装有滑橇和可变直径轮的多栖车，该多栖车除了具备汽车的基本构造外，还包括有滑橇20和可变直径轮10，滑橇20安装在现有汽车的两个前轮上，而可变直径轮则安装在半轴上。可变直径轮包括有脚板30和可变直径轮架10，而可变直径轮架10由三个轮毂和六个弹性变径件组成。本发明的多栖车采用滑橇与可变直径轮的组合，能够使多栖车在松软地面上提高通过性，减少滚动阻力，增加驱动力，在浅水及滩涂区域使用滑橇支撑车体，防止车身的沉陷；拆下滑橇和后轮收缩至圆轮时可实现公路上高速行走。

在本发明中，滑橇20的结构之一为(参见图10、图10A、图11、图12所示)：

本发明的一种连杆式滑橇，该滑橇20包括有滑板1a、拉杆2a、第一挡杆10a、第二挡杆20a、装卸杆30a、车辆限位架40和六个卡扣。第一挡杆10a、第二挡杆20a和装卸杆30a构成连杆锁紧架。

在本发明中，卡扣起到安装两个挡杆(第一挡杆10a和第二挡杆20a)和车轮限位架40在滑板1a上位置，即起到定位，同时也起到安装固紧的目的。

在滑板1a上共计设有六个卡扣，这六个卡扣是指双槽A卡扣51、双槽B卡扣52、单槽A卡扣53、单槽B卡扣54、单槽C卡扣55和单槽D卡扣56；双槽A卡扣51与双槽B卡扣52的结构相同；单槽A卡扣53、单槽B卡扣54、单槽C卡扣55和单槽D卡扣56的结构相同。

所述的双槽A卡扣51与双槽B卡扣52以轴向中心线对称设置在滑板1a的有效边板段15的前端。

所述的单槽A卡扣53和单槽B卡扣54以轴向中心线对称设置在滑板1a的有效边板段15上，且单槽A卡扣53位于双槽A卡扣51与单槽C卡扣55之间，单槽B卡扣54位于双槽B卡扣52与单槽D卡扣56之间；

所述的单槽C卡扣55和单槽D卡扣56以轴向中心线对称设置在滑板1a的有效边板段15的后端；

单槽A卡扣53位于双槽A卡扣51与单槽C卡扣55之间，单槽B卡扣54位于双槽B卡扣52与单槽D卡扣56之间。

双槽A卡扣51上设有A槽道501和B槽道502；A槽道501内安装有D连接柱422(即支撑杆402的另一端)，B槽道502内安装有F连接柱202(即第二挡杆20的另一端)；

双槽B卡扣52上设有C槽道503和D槽道504；C槽道503内安装有C连接柱421(即支撑杆402的一端)，D槽道504内安装有E连接柱201(即第二挡杆20的一端)；

单槽A卡扣53上设有E槽道505；E槽道505内安装有B连接柱412(即车轮框杆401的另一端)；

单槽B卡扣54上设有F槽道506；F槽道506内安装有A连接柱411(即车轮框杆401的一端)；

单槽C卡扣55上设有G槽道507；单槽D卡扣56上设有H槽道508；G槽道507和H槽道508内安装有下框梁101(即第一挡杆10a的底端)。

滑板1a在轴向中心线方向上的前后两端为向上翘起，前端的向上翘起称为拱形头11a，所述拱形头11a向上翘起的角度α为15°～60°，后端的向上翘起称为尾翼A上翘12a和尾翼B上翘13a，为了方便车轮进入车辆限位架40，且通过第一挡杆10a和第二挡杆20a夹紧，在尾翼A上翘12a与尾翼B上翘13a之间开有U形槽14a；

滑板1a的拱形头11a上安装有拉杆2a的一端，拉杆2a的另一端安装在滑板1a的有效边板段15a的前端，有效边板段15a上设置有两个双槽卡扣和四个单槽卡扣，这六个卡扣用于实现第一挡杆10a、第二挡杆20a和车辆限位架40在滑板1a上的定位和安装。所述的两个双槽卡扣是指双槽A卡扣51、双槽B卡扣52，双槽A卡扣51与双槽B卡扣52以轴向中心线对称设置在滑板1a的有效边板段15s的前端。所述的四个单槽卡扣是指单槽A卡扣53、单槽B卡扣54、单槽C卡扣55和单槽D卡扣56，单槽A卡扣53和单槽B卡扣54以轴向中心线对称设置在滑板1a的有效边板段15上，单槽C卡扣55和单槽D卡扣56以轴向中心线对称设置在滑板1a的有效边板段15a上；单槽A卡扣53位于双槽A卡扣51与单槽C卡扣55之间，单槽B卡扣54位于双槽B卡扣52与单槽D卡扣56之间。

拉杆2a为一勾子构形，拉杆2a的设置是为了将滑橇从车轮上卸下时，由人拉紧拉杆2a，驾驶者开启汽车向后退，实现汽车的车轮与滑橇的分离。

第一挡杆10a包括有四边形框、横杆103、C竖杆104、D竖杆105、A把手106和B把手107，C竖杆104和D竖杆105平行放置，且C竖杆104和D竖杆105的一端分别焊接在四边形框的上框梁102上，C竖杆104和D竖杆105的另一端分别焊接在横杆103的两端。

横杆103上套接有A把手106和B把手107，A把手106上设有A通孔1061，B把手107上设有B通孔1071，A通孔1061内安装有G连接柱301，B通孔1071内安装有H连接柱302。

若A把手106和B把手107同时向上抬起时，装卸杆30的横锁杆303向下，此时可以将第二挡杆20a上的横杆203勾住，且位于装卸杆30上的勾槽304处；向下压A把手106和B把手107，从而实现车轮与滑橇的固紧。

在固紧状态下，将A把手106和B把手107向上抬起，第二挡杆20a将从装卸杆30a上脱离，实现车轮的松开。

四边形框的下框梁101安装在G槽道507和H槽道508内。

在本发明中，通过在第一挡杆10a的横杆103上套接两个把手，运动这两个把手实现了锁紧车轮与松开车轮的过程。从而也使得连杆式滑橇与多栖车车轮的装卸变得易操作，为多栖车适应不同状况路面提供了方便。

第二挡杆20a为不封口的框形结构，第二挡杆20a的E连接柱201安装在D槽道504内(即由双槽B卡扣52实现E连接柱201与滑板1a的安装)，第二挡杆20a的F连接柱202安装在B槽道502内(即由双槽A卡扣51实现F连接柱202与滑板1a的安装)。第二挡杆20a的横杆203挂持在装卸杆30a的横杆303内侧，从而实现在两个把手向上抬起时，第二挡杆20a从装卸杆30a上离开。

装卸杆30a为不封口的且带有勾槽的框形结构，装卸杆30a上的横锁杆303前端设有勾槽304，该勾槽304用于放置第二挡杆20a上的横杆203，且用横锁杆303挡住，实现在两个把手的配合下使第二挡杆20a被锁住在装卸杆30a上，最终将车轮固紧在第一挡杆10a、第二挡杆20a和装卸杆30a之间。

装卸杆30a的G连接柱301套接在A把手106的A通孔1061内；

装卸杆30a的H连接柱302套接在B把手107的B通孔1071内。

车轮限位架40由车轮框杆401、支撑杆402、A限位杆403、B限位杆404和C限位杆405经焊接构成。将A限位杆403、B限位杆404和C限位杆405从里向外顺次摆放好，通过焊接技术将A限位杆403、B限位杆404和C限位杆405的两端与车轮框杆401进行焊接，车轮框杆401的圆弧段与支撑杆402的横杆段焊接在一起。

车轮框杆401为U形构形，车轮框杆401的圆弧段与支撑杆402的横杆段焊接地一起，车轮框杆401的A连接柱411安装在F槽道506内(即由单槽B卡扣54实现A连接柱411与滑板1的安装)，车轮框杆401的B连接柱412安装在E槽道505内(即由单槽A卡扣53实现B连接柱412与滑板1a的安装)。在本发明中，通过单槽A卡扣53和单槽B卡扣54实现将车轮框杆401安装在滑板1a上。

支撑杆402为

形构形，支撑杆402的横杆段与车轮框杆401的圆弧段焊接地一起，支撑杆402的C连接柱421安装在C槽道503内(即由双槽B卡扣52实现C连接柱421与滑板1a的安装)，支撑杆402的D连接柱422安装在A槽道501内(即由双槽A卡扣51实现D连接柱422与滑板1a的安装)。在本发明中，通过双槽A卡扣51和双槽B卡扣52实现将支撑杆402安装在滑板1a上。

在本发明中，通过车轮框杆401上的两个连接柱和支撑杆402上的两个连接柱实现支撑起多栖车的车轮，从而也使得车轮限位架40的构形与多栖车的车轮的尺寸相匹配。

本发明滑橇与车轮的安装关系为：

根据行驶路面的不同，需要安装滑橇时，将滑橇平直放置于车轮前端，人力拉动尾翼A12和尾翼B13使滑橇U型槽14对准车轮，缓慢开动车，使车轮转动行驶至滑橇的车轮限位架40上，并依次越过C限位杆405、B限位杆404、A限位杆403，直至轮胎与车轮限位架40上圆弧段顶紧。然后将装有装卸杆30a的第一档杆10a的下横梁101套入单槽C卡扣55的G通道507和单槽D卡扣56的H通道508中，在把第一档杆10a从车轮后面向前转动一定角度时，抬起装卸杆30a的A把手106和B把手107，同时把第二档杆20a从车轮前部向后翻转，直至横杆203被勾入到装卸杆30a的横锁杆303下，再向下压装卸杆30a的A把手106和B把手107即可实现滑橇与车轮的固紧。

当需要拆卸滑橇时，向上抬起装卸杆30a的A把手106和B把手107，使第二档杆20a的横杆203从装卸杆30a的横锁杆303下脱出，把第二档杆20a从车轮后部向前翻转脱开车轮；再将第一档杆10a从车轮前部向后翻转并下落稍许，使下横梁101从单槽C卡扣55的G通道507和单槽D卡扣56的H通道508中脱出可取下第一档杆10a；缓慢开动车轮后退，使车轮从滑橇的车轮限位架40上退出直至脱开滑橇的U型槽14a空挡处，人力拉动拉杆4a，即可将滑橇从轮子下取出。拆卸下的滑橇可以作为随车附件放置于车上以备需要时安装使用。

在本发明中，滑橇20的另一结构为(参见图13所示)：

参见图1所示，本发明涉及一种安装在多栖车的前车轮上的滑橇，该滑橇包括有滑板1b、第一挡杆架2b、第二挡杆架3b、拉杆4b、顶板5b、第一卡扣6b、第二卡扣7b和连接件8b；第一卡扣6b和第二卡扣7b的结构相同。

滑板1b在轴向方向上的前后两端向上翘起；前端的向上翘起称为拱形头11b，所述拱形头11b向上翘起的角度α可以为35°～60°，后端的向上翘起称为尾翼A上翘12b和尾翼B上翘13b(上翘起的角度β可以为15°～60°)，为了方便车轮进入顶板5b的椭圆形内，在尾翼A上翘12b与尾翼B上翘13b之间开有U形槽14b；车轮进入椭圆形内后通过第一挡杆架2b和第二挡杆架3b夹紧车轮的两侧，在驾驶员驱动多栖车向前时产生的推力能够推动滑板向前行进。由于滑板与地面接触面积的增大，使得多栖车更加适合运行在松软地面上。

滑板1b的前端安装有拉杆4b，当需要将滑撬从车轮上拆下时，利用该拉杆4b向外拉的力使滑撬从车轮上滑出。

滑板1b的后端安装有第一卡扣6b和第二卡扣7b；第一卡扣6b和第二卡扣7b用于卡紧第一挡杆架2b的下横梁22b。当需要拆下第一挡杆架2b时，只需将下横梁22b向下按下随后向尾翼上翘方向推出，即实现了第一挡杆架2b从第一卡扣6b和第二卡扣7b上的脱记。

第一挡杆架2b为采用金属圆柱(如钢柱、铁柱等)连接(如焊接、铆接等)构成框梁结构，第一挡杆架2b的下横梁22b卡合在第一卡扣6b和第二卡扣7b上，第一挡杆架2b的上横梁21b通过连接件8b与第二挡杆架3b的上横梁31b安装在一起。

第二挡杆架3b为采用金属圆柱(如钢柱、铁柱等)连接(如焊接、铆接等)构成框梁结构，第二挡杆架3b的两个卡柱(A卡柱32b、B卡柱33b)分别安装在顶板5b底部的半圆槽51b内，第二挡杆架3b的上横梁31b通过连接件与第一挡杆架2b的上横梁21b安装在一起。

在本发明中，通过第一挡杆架2b和第二挡杆架3b上各自的纵向设置的金属圆柱与车轮的外缘夹紧，有利于多栖车向前行进时，滑橇随车轮的推力而向前滑行，增大与松软地面的接触面积。

拉杆4b为一勾子构形，拉杆4b的设置是为了将滑橇从车轮上卸下时，由人拉紧拉杆4b，驾驶者开启汽车向后退，实现汽车的车轮与滑橇的分离。

顶板5b的底部为平面板结构，且在顶板5b的底部前端设有用于安装第二挡杆架3b上的A卡柱32b和B卡柱33b的半圆槽51b；顶板5b的上端为椭圆形结构，顶板5b的侧面为“山”形结构；上端面的椭圆形尺寸与需要套装的车轮尺寸和构形相关。

顶板5b的底部设计成平板结构，更加有利于与滑板1之间的安装。

顶板5b上端的椭圆形结构便于引导车轮自动驶入正确的安装位置。同时，还能对轮胎起到一定的侧向固定的作用，使滑橇和轮胎安装更牢固。

第一卡扣6b的一端安装在滑板1b上，第一卡扣6b的另一端开了槽口，该槽口用于第一挡杆架2b的下横梁22b通过，且卡紧在其槽口内。

第二卡扣7b的一端安装在滑板1b上，第二卡扣7b的另一端开了槽口，该槽口用于第一挡杆架2b的下横梁22b通过，且卡紧在其槽口内。

本发明滑橇与车轮的安装关系为：

根据行驶路面的不同，需要安装滑橇时，将滑橇平直放置于车轮前端，人力拉动尾翼A上翘12b和尾翼B上翘13b使滑橇U型槽14b对准车轮，缓慢开动车，使车轮转动行驶到顶板5b上，直到轮胎转动至滑橇顶板5b的前端正确安装位置(即车轮落入椭圆形内)。然后将滑橇的第一挡杆架2b下横梁22b套入第一卡扣6b和第二卡扣7b中，把第一挡杆架2b从后部向前翻起；第二挡杆架3b的两个卡柱先卡入半圆槽51b内，然后从前部向后翻起，同时通过上横梁21b和上横梁31b上的连接件8b，把第一挡杆架2b和第二挡杆架3b连同轮胎固定在一起，从而将滑橇与车轮安装固定。

拆卸滑橇时，松开滑橇的上横梁21b和上横梁31b上的连接件8b，将第一挡杆架2b下落些许后从第一卡扣6b和第二卡扣7b脱出，从前部向后翻起可卸下第一挡杆架2b；第二挡杆架3b从后部向前翻起，开动车缓慢倒退，直到车轮从滑橇顶板5b上转下到达U型槽14b空挡处，人力拉动拉杆4b，即可将滑橇从轮子下取出。拆卸下的滑橇可以作为随车附件放置于车上以备需要时安装使用。

在本发明中，可变直径轮架的结构之一为(参见图2、图2A、图2B、图3、图4、图5、图6、图7所示)：

参见图2、图2A所示，该轮架由三个轮毂和六个弹性变径件组成；弹性变径件与轮毂的安装采用心形弹簧实现。弹性变径件在B轮毂8相对于A轮毂7和C轮毂9转动一定角度下完成张开或合拢，从而实现可变直径轮的轮径变化。

三个轮毂是指A轮毂7、B轮毂8和C轮毂9；所述三个轮毂的排列顺序是在轮心线上顺次排布为A轮毂7、B轮毂8和C轮毂9。

六个弹性变径件是指结构相同的A弹性变径件1、B弹性变径件2、C弹性变径件3、D弹性变径件4、E弹性变径件5和F弹性变径件6。A弹性变径件1、B弹性变径件2、C弹性变径件3、D弹性变径件4、E弹性变径件5和F弹性变径件6按照顺时针方向依次排布在轮毂的外缘。

参见图3所示，A弹性变径件1包括有轮脚簧片11、T形支撑板12、U形支撑板13、A心形弹簧14、B心形弹簧15和C心形弹簧16；其中，A心形弹簧14、B心形弹簧15和C心形弹簧16的结构相同；

轮脚簧片11为一体加工成型件，其两端分别设计成心形弹簧结构，即A侧板111与A斜面113形成一个心形弹簧，且夹角β＝30度～50度(参见图4所示)；B侧板112与B斜面114形成另一个心形弹簧，且夹角β＝30度～50度(参见图4所示)；轮脚簧片11的顶面115、A斜面113和B斜面114用于橡胶轮脚块的安装，轮脚簧片11的A侧板111用于与T形支撑板12的一端通过螺钉与螺母连接；轮脚簧片11的B侧板112用于与U形支撑板13的连体端133通过螺钉与螺母连接；

U形支撑板13上设有A支臂端131、B支臂端132和连体端133；

A弹性变径件1的安装关系为：

T形支撑板12的一端安装在轮脚簧片11的A侧板111上，T形支撑板12的另一端安装在A心形弹簧14的A活动连接板面142上；

U形支撑板13的连体端133安装在轮脚簧片11的B侧板112上，U形支撑板13的A支臂端131安装在B心形弹簧15的B活动连接板面152上，U形支撑板13的B支臂端132安装在C心形弹簧16的C活动连接板面162上；

A心形弹簧14的A静止连接板面141安装在B轮毂8的L斜凸台86上；

B心形弹簧15的B静止连接板面151安装在A轮毂7的A斜凸台71上；

C心形弹簧16的C静止连接板面161安装在C轮毂9的M斜凸台91上；

在本发明中，三个心形弹簧(A心形弹簧14、B心形弹簧15、C心形弹簧16)分别与A弹性变径件1和三个轮毂(A轮毂7、B轮毂8和C轮毂9)上的斜凸台(A斜凸台71、L斜凸台86、M斜凸台91)之间的连接采用螺钉安装在螺纹孔(设置在三个轮毂的斜凸台上)实现。

在本发明中，根据A弹性变径件1与三个轮毂(A轮毂7、B轮毂8、C轮毂9)的装配关系，以及公开的说明书附图，可以依次类推得到B弹性变径件2、C弹性变径件3、D弹性变径件4、E弹性变径件5和F弹性变径件6分别与三个轮毂(A轮毂7、B轮毂8、C轮毂9)上斜凸台的装配关系。

B弹性变径件2的A心形弹簧的A静止连接板面安装在B轮毂8的G斜凸台81上，B弹性变径件2的B心形弹簧的A静止连接板面安装在A轮毂7的B斜凸台72上，B弹性变径件2的C心形弹簧的A静止连接板面安装在C轮毂9的N斜凸台92上。

C弹性变径件3的A心形弹簧的A静止连接板面安装在B轮毂8的H斜凸台82上，C弹性变径件3的B心形弹簧的A静止连接板面安装在A轮毂7的C斜凸台73上，C弹性变径件3的C心形弹簧的A静止连接板面安装在C轮毂9的O斜凸台93上。

D弹性变径件4的A心形弹簧的A静止连接板面安装在B轮毂8的I斜凸台83上，D弹性变径件4的B心形弹簧的A静止连接板面安装在A轮毂7的D斜凸台74上，D弹性变径件4的C心形弹簧的A静止连接板面安装在C轮毂9的P斜凸台94上。

E弹性变径件5的A心形弹簧的A静止连接板面安装在B轮毂8的J斜凸台84上，E弹性变径件5的B心形弹簧的A静止连接板面安装在A轮毂7的E斜凸台75上，E弹性变径件5的C心形弹簧的A静止连接板面安装在C轮毂9的Q斜凸台95上。

F弹性变径件6的A心形弹簧的A静止连接板面安装在B轮毂8的K斜凸台85上，F弹性变径件6的B心形弹簧的A静止连接板面安装在A轮毂7的F斜凸台76上，F弹性变径件6的C心形弹簧的A静止连接板面安装在C轮毂9的R斜凸台96上。

参见图2、图2A、图2B所示，在本发明中，A轮毂7、B轮毂8和C轮毂9沿连心线放置，且A轮毂7、B轮毂8和C轮毂9安装在CN101486295A公开的变径机构上，对于本发明设计的轮架可以套装在如CN101486295A公开的径机构上，但这不是唯一模式。B轮毂8相对于A轮毂7和C轮毂9转动，从而实现了轮架的张开或合拢。

A轮毂7的中心设有通孔，A轮毂7的外缘上均布有六个结构相同的斜凸台(A斜凸台71、B斜凸台72、C斜凸台73、D斜凸台74、E斜凸台75、F斜凸台76)。

B轮毂8的中心设有通孔，B轮毂8的外缘上均布有六个结构相同的斜凸台(G斜凸台81、H斜凸台82、I斜凸台83、J斜凸台84、K斜凸台85、L斜凸台86)。

C轮毂9的中心设有通孔，C轮毂9的外缘上均布有六个结构相同的斜凸台(M斜凸台91、N斜凸台92、O斜凸台93、P斜凸台94、Q斜凸台95、R斜凸台96)。

本发明是一种适用于可变直径轮的组合弹簧变径轮架，定义如图2所示的状态为自然状态(即轮架为张开状态)，其变径实施过程如下：

张开至合拢状态：由于A轮毂7和C轮毂9静止不转动，B轮毂8传递过来的转矩作用下，所有弹性变径件则沿逆时针方向转至合拢(参见图4、图9所示)，此时的A弹性变径件的结构为图6所示。

合拢至张开状态：由于A轮毂7和C轮毂9静止不转动，B轮毂8传递过来的转矩作用下，所有弹性变径件则沿顺时针方向转至张开(参见图2所示)，此时的A弹性变径件的结构为图5所示。

在合拢至张开的变径过程中，参见图4(图9)、图7所示，三个心形弹簧(A心形弹簧14、B心形弹簧15、C心形弹簧16)上的活动连接板面与静止连接板面接触，且接触角α＝60度，同时轮脚簧片11上存在的两个夹角β＝44度。在本发明中，根据变径轮架的张开与合拢的轮径比(轮架张开时的直径与轮架合拢时的直径的比值，一般为1.2～1.8)，心形弹簧上的活动连接板面与静止连接板面的接触可以设计为45度～75度，轮脚簧片上的夹角可以设计为30度～50度。

在张开至合拢的变径过程中，参见图5、图6所示，三个心形弹簧(A心形弹簧14、B心形弹簧15、C心形弹簧16)上的活动连接板面张开的开度α′＝81.5度，同时轮脚簧片上的夹角张开的开度为β′＝42度。在本发明中，根据变径轮架的张开与合拢的轮径比，心形弹簧上的活动连接板面张开的开度范围为75度～120度，轮脚簧片上的夹角张开的开度范围为35度～60度。

同理可得，其余五个弹性变径件上的心形弹簧和轮脚簧片的张开开度与A弹性变径件相同，并一起保持同步张开或合拢，从而使整套组合弹簧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，使轮子具有一定弹性来缓冲来自路面的冲击作用，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。

在本发明中，可变直径轮架的另一结构为(参见图8、图8A、图9所示)：

参见图8、图8A、图9所示，六个弹性变径件是指结构相同的G弹性变径件8-1、H弹性变径件8-2、I弹性变径件8-3、J弹性变径件8-4、K弹性变径件8-5和L弹性变径件8-6。所述六个弹性变径件是按照顺时针方向依次排布在轮毂的外缘。

G弹性变径件8-1为一体成型件，其是将弹簧钢(50CrVA、60Si2Mn)剪裁成如图8A的形状，然后按照构形通过模具进行冲压定型加工后，再经热处理(热处理温度是为了让弹簧钢的变形处弯曲，一般为500℃～700℃)，从而得到如图8A的结构。

G弹性变径件8-1的中部为轮脚块安装段814，轮脚块安装段814的一端是平行放置的A柔性臂811和B柔性臂812，轮脚块安装段814的另一端是C柔性臂813；

轮脚块安装段814上开有调节孔815，该调节孔815能够减小因B轮毂相对于A轮毂和C轮毂转动时此处弹簧钢板的刚度，并减小对弹簧钢板产生的应力，能够有效避免轮脚块安装段814产生裂纹或断裂，从而提高了G弹性变径件8-1的使用寿命；

A柔性臂811和B柔性臂812的结构相同；A柔性臂811的端部开有A通孔811a，A通孔811a用于实现将A柔性臂811安装在C轮毂9的M梯形凸台91上；

B柔性臂812的端部开有B通孔812a，B通孔812a用于实现将B柔性臂812安装在A轮毂7的A梯形凸台71上；

C柔性臂813的端部开有C通孔813a，C通孔813a用于实现将C柔性臂813安装在B轮毂8的L梯形凸台86上；

G弹性变径件8-1上设有结构相同的三个柔性臂，即A柔性臂811、B柔性臂812和C柔性臂813，A柔性臂811和B柔性臂812设置在同一侧，C柔性臂813相对于A柔性臂811和B柔性臂812设置在另一侧；A柔性臂811上设有通孔，利用螺钉穿过该通孔后连接在C轮毂9的梯形凸台上；B柔性臂812上设有通孔，利用螺钉穿过该通孔后连接在A轮毂7的梯形凸台上；C柔性臂813上设有通孔，利用螺钉穿过该通孔后连接在B轮毂8的梯形凸台上；G弹性变径件8-1的顶板面814的中心开有调节孔815，该调节孔815能够减小钢板弹簧在B轮毂相对于A轮毂和C轮毂转动一定角度时该处的刚度，有利于变径过程中A弹性变径件的开与合，从而有利于轮子变径的实现。

H弹性变径件8-2的C柔性臂的端部安装在B轮毂8的G梯形凸台81上，H弹性变径件8-2的A柔性臂的端部安装在A轮毂7的B梯形凸台72上，H弹性变径件8-2的B柔性臂的端部安装在C轮毂9的N梯形凸台92上。

I弹性变径件8-3的C柔性臂的端部安装在B轮毂8的H梯形凸台82上，I弹性变径件8-3的A柔性臂的端部安装在A轮毂7的C梯形凸台73上，I弹性变径件8-3的B柔性臂的端部安装在C轮毂9的O梯形凸台93上。

J弹性变径件8-4的C柔性臂的端部安装在B轮毂8的I梯形凸台83上，J弹性变径件8-4的A柔性臂的端部安装在A轮毂7的D梯形凸台74上，J弹性变径件8-4的B柔性臂的端部安装在C轮毂9的P梯形凸台94上。

K弹性变径件8-5的C柔性臂的端部安装在B轮毂8的J梯形凸台84上，K弹性变径件8-5的A柔性臂的端部安装在A轮毂7的E梯形凸台75上，K弹性变径件8-5的B柔性臂的端部安装在C轮毂9的Q梯形凸台95上。

L弹性变径件8-6的C柔性臂的端部安装在B轮毂8的K梯形凸台85上，L弹性变径件8-6的A柔性臂的端部安装在A轮毂7的F梯形凸台76上，L弹性变径件8-6的B柔性臂的端部安装在C轮毂9的R梯形凸台96上。

安装有滑橇和可变直径轮的多栖车在不同路面上的运动关系为：

(一)多栖车在松软地面上的行驶

当多栖车在沙漠、滩涂、沼泽和雪原等松软地面上的行驶时，将滑橇与前轮安装固紧，从而使滑橇底面与行驶地面接触来取代轮子与地面的接触，使用滑橇支撑车体，可充分利用前轮的悬架和转向功能，并可有效防止车身的沉陷，降低接地比压，减小下陷程度和行驶阻力；后轮安装的是可变直径轮，将可变直径轮张开呈步行轮脚状态，成为无轮缘车轮，车轮与地面作用后形成的车辙不是连续的，而是离散的，依靠车轮轮脚与土壤的剪切作用，可减少滚动阻力，增加驱动力，从而充分利用无轮缘车轮在松软地面上可发挥较高牵引力和降低滚动阻力的特性，提高了无轮缘车轮的应用范围和机动性。本发明将滑橇与可变直径轮组合地安装在现有多栖车上，使得多栖车车辆行驶灵活性较强，地面随形能力好，越障容易，车辆通过性好，从而大大提高多栖车在松软路面的通过性和适应能力。

(二)多栖车在硬路面上行驶

当多栖车在公路等硬路面上行驶时，将滑橇从前轮上拆卸下，此时多栖车的前轮与路面直接接触；可变直径后轮合拢收缩成圆轮，成为与前轮类似的有轮缘车轮。这样多栖车可以实现在公路等硬路面上高速行走，从而可获得良好的平顺性。

本发明的多栖车通过滑橇与可变直径轮的组合，实现了全地域行走、越障和姿态控制的多功能集成，兼具在松软地面上的高通过性和硬路面上的良好平顺性，具有其它各式车辆无法比拟的优点。该多栖车能够用于全地域军民用车辆、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、滩涂车等。

Claims (1)

1.一种安装有可变直径轮和连杆式滑橇的多栖车，该多栖车除了具备汽车的基本构造外，还包括有滑橇（20）和可变直径轮，滑橇（20）安装在现有汽车的两个前轮上，而可变直径轮则安装在半轴上；可变直径轮包括有脚板（30）和可变直径轮架（10），而可变直径轮架（10）由三个轮毂和六个弹性变径件组成；脚板（30）为橡胶制作，替代汽车车轮的外部橡胶轮； 

可变直径轮架（10）由三个轮毂和六个弹性变径件组成，每个弹性变径件的三个柔性臂分别与三个轮毂上的其中一个梯形凸台连接；弹性变径件在B轮毂相对于A轮毂和C轮毂转动一定角度下完成张开或合拢，从而实现可变直径轮的轮径变化； 

三个轮毂是指A轮毂（7）、B轮毂（8）和C轮毂（9）；所述三个轮毂的排列顺序是在轮心线上顺次排布为A轮毂（7）、B轮毂（8）和C轮毂（9）； 

A轮毂（7）的中心设有通孔，A轮毂（7）的外缘上均布有A梯形凸台（71）、B梯形凸台（72）、C梯形凸台（73）、D梯形凸台（74）、E梯形凸台（75）、F梯形凸台（76）； 

B轮毂（8）的中心设有通孔，B轮毂（8）的外缘上均布有G梯形凸台（81）、H梯形凸台（82）、I梯形凸台（83）、J梯形凸台（84）、K梯形凸台（85）、L梯形凸台（86）； 

C轮毂（9）的中心设有通孔，C轮毂（9）的外缘上均布有M梯形凸台（91）、N梯形凸台（92）、O梯形凸台（93）、P梯形凸台（94）、Q梯形凸台（95）、R梯形凸台（96）； 

六个弹性变径件是指结构相同的G弹性变径件（8-1）、H弹性变径件（8-2）、I弹性变径件（8-3）、J弹性变径件（8-4）、K弹性变径件（8-5）和L弹性变径件（8-6）；G弹性变径件（8-1）、H弹性变径件（8-2）、I弹性变径件（8-3）、J弹性变径件（8-4）、K弹性变径件（8-5）和L弹性变径件（8-6）按照顺时针方向依次排布在轮毂的外缘； 

G弹性变径件（8-1）为一体成型件，G弹性变径件（8-1）的中部为轮脚块安装段（814），轮脚块安装段（814）的一端是平行放置的A柔性臂（811）和B柔性臂（812），轮脚块安装段（814）的另一端是C柔性臂（813）；A柔性臂（811）和B柔性臂（812）设置在同一侧，C柔性臂（813）相对于A柔性臂（811）和B柔性臂（812）设置在另一侧； 

轮脚块安装段（814）上开有调节孔（815），该调节孔（815）能够减小因B轮毂（8）相对于A轮毂（7）和C轮毂（9）转动时此处弹簧钢板的刚度，并减小对弹簧钢板产生的应力，能够有效避免轮脚块安装段（814）产生裂纹或断裂，从而提高了G弹性变径件（8-1）的使用寿命； 

A柔性臂（811）和B柔性臂（812）的结构相同；A柔性臂（811）的端部开有A通孔（811a），A通孔（811a）用于实现将A柔性臂（811）安装在C轮毂（9）的M梯形凸台（91）上； 

B柔性臂（812）的端部开有B通孔（812a），B通孔（812a）用于实现将B柔性臂（812）安装在A轮毂（7）的A梯形凸台（71）上； 

C柔性臂（813）的端部开有C通孔（813a），C通孔（813a）用于实现将C柔性臂（813）安装在B轮毂（8）的L梯形凸台（86）上； 

H弹性变径件（8-2）的C柔性臂的端部安装在B轮毂（8）的G梯形凸台（81）上，H弹性变径件（8-2）的A柔性臂的端部安装在A轮毂（7）的B梯形凸台（72）上，H弹性变径件（8-2）的B柔性臂的端部安装在C轮毂（9）的N梯形凸台（92）上； 

I弹性变径件（8-3）的C柔性臂的端部安装在B轮毂（8）的H梯形凸台（82）上，I弹性变径件（8-3）的A柔性臂的端部安装在A轮毂（7）的C梯形凸台（73）上，I弹性变径件（8-3）的B柔性臂的端部安装在C轮毂（9）的O梯形凸台（93）上； 

J弹性变径件（8-4）的C柔性臂的端部安装在B轮毂（8）的I梯形凸台（83）上，J弹性变径件（8-4）的A柔性臂的端部安装在A轮毂（7）的D梯形凸台（74）上，J弹性变径件（8-4）的B柔性臂的端部安装在C轮毂（9）的P梯形凸台（94）上； 

K弹性变径件（8-5）的C柔性臂的端部安装在B轮毂（8）的J梯形凸台（84）上，K弹性变径件（8-5）的A柔性臂的端部安装在A轮毂（7）的E梯形凸台（75）上，K弹性变径件（8-5）的B柔性臂的端部安装在C轮毂（9）的Q梯形凸台（95）上； 

L弹性变径件（8-6）的C柔性臂的端部安装在B轮毂（8）的K梯形凸台（85）上，L弹性变径件（8-6）的A柔性臂的端部安装在A轮毂（7）的F梯形凸台（76）上，L弹性变径件（8-6）的B柔性臂的端部安装在C轮毂（9）的R梯形凸台（96）上； 

其特征在于：滑橇包括有第一挡杆架（2b）、第二挡杆架（3b）、拉杆（4b）、顶板（5b）、第一卡扣（6b）、第二卡扣（7b）和连接件（8b）；第一卡扣（6b）和第二卡扣（7b）的结构相同； 

滑板（1b）在轴向方向上的前后两端向上翘起；前端的向上翘起称为拱形头（11b），后端的向上翘起称为尾翼A上翘（12b）和尾翼B上翘（13b），为了方便车轮进入顶板（5b）的椭圆形内，在尾翼A上翘（12b）与尾翼B上翘（13b）之间开有U形槽（14b）；车轮进入椭圆形内后通过第一挡杆架（2b）和第二挡杆架（3b）夹紧车轮的两侧； 

滑板（1b）的前端安装有拉杆（4b），当需要将滑撬从车轮上拆下时，利用该拉杆（4b）向外拉的力使滑撬从车轮上滑出； 

滑板（1b）的后端安装有第一卡扣（6b）和第二卡扣（7b）；第一卡扣（6b）和第二卡扣（7b）用于卡紧第一挡杆架（2b）的下横梁（22b）；第一挡杆架（2b）的上横梁（21b）通过连接件（8b）与第二挡杆架（3b）的上横梁（31b）安装在一起； 

第二挡杆架（3b）上的A卡柱（32b）和B卡柱（33b）分别安装在顶板（5b）底部的半圆槽（51b）内，第二挡杆架（3b）的上横梁（31b）通过连接件（8b）与第一挡杆架（2b）的上横梁（21b）安装在一起； 

拉杆（4b）为一勾子构形； 

顶板（5b）的底部为平面板结构，且在顶板（5b）的底部前端设有用于安装第二挡杆架（3b）上的A卡柱（32b）和B卡柱（33b）的半圆槽（51b）；顶板（5b）的上端为椭圆形结构，顶板（5b）的侧面为“山”形结构； 

第一卡扣（6b）的一端安装在滑板（1b）上，第一卡扣（6b）的另一端开了槽口，该槽口用于第一挡杆架（2b）的下横梁（22b）通过，且卡紧在其槽口内； 

第二卡扣（7b）的一端安装在滑板（1b）上，第二卡扣（7b）的另一端开了槽口，该槽口用于第一挡杆架（2b）的下横梁（22b）通过，且卡紧在其槽口内。 

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