CN104339974B - 具有辅助轮的轮组装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有辅助轮的轮组装置，包括圆形轮，圆形轮的前侧设置有至少一个辅助轮；圆形轮和辅助轮分别通过轴承连接支架；圆形轮用于接触地面，辅助轮用于跨越障碍物或者接触地面；支架连接控制轴，使支架相对于控制轴旋转，能够改变圆形轮和辅助轮与地面的接触状态。本发明的核心思想是用一段弧代替一个圆，从而能够减少轮子的体积和重量。本发明的所有轮子所形成的弧的形状是可以改变的，不仅弧线相对于地面的角度可以变化，弧线本身的形状也可以变化，如变化成为近似弧线、直线或曲线；并且通过每个轮子的独立运动，弧线本身的形状能够实现瞬时变化。

Description

具有辅助轮的轮组装置

技术领域

本发明涉及一种交通工具的轮子，具体涉及一种具有辅助轮的轮组装置。

背景技术

车轮是人类最早的机械发明之一，是日常生活中不可或缺的工具。在长期的使用过程中，人们不断在车轮的制造材料、车轮的截面形状等方面进行改进，但其单一的圆形结构一直未变。

现有的车轮，为了通过一定高度的障碍物，车轮的半径必须大于障碍物的高度。如果要克服较高的障碍物，就需要更大半径的车轮，而车轮的体积和重量都要相应增大。可是不管车轮有多大，在任何时候都只有很小一段弧形部分的车轮接触地面，其他大部分都没有用到，直到碰到障碍，车轮的靠前部分才用到。另外，现有车轮的另一个特点是半径是固定的；车轮通过充气或使用有弹性材料来防震。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有辅助轮的轮组装置，它可以通过高度大于自身半径的障碍物，并且每个车轮的相对位置可以改变，以通过复杂路面并减少振动。

为解决上述技术问题，本发明具有辅助轮的轮组装置的技术解决方案为：

用一段弧代替一个圆，这段弧的形状是可以变化的：（1）相对地面角度可以变；（2）结构形状可以变，例如近似弧形、直线、曲线；（3）瞬时形状可以变，每个轮轴承可以独立运动。

具体结构为：包括圆形轮，圆形轮的前侧设置有至少一个辅助轮；圆形轮和辅助轮分别通过轴承连接支架；圆形轮用于接触地面，辅助轮用于跨越障碍物或者接触地面；支架连接控制轴，使支架相对于控制轴旋转，能够改变圆形轮和辅助轮与地面的接触状态。

所述辅助轮为多个；多个辅助轮与圆形轮形成一弧形、近似弧形、直线或者曲线。

所述圆形轮和辅助轮彼此独立运动。

所述辅助轮的直径小于圆形轮的直径。

所述辅助轮为多个；多个辅助轮的直径互不相同。

所述支架设置有缓冲器。

所述圆形轮及多个辅助轮通过履带连接。

所述支架包括总杆和与辅助轮数目相同的多个支杆，多个支杆分别连接总杆；圆形轮和辅助轮分别通过轴承连接支架的支杆；每个支杆上分别设置有一独立缓冲器。

所述支架包括总杆和两个支杆，两个支杆分别连接总杆；圆形轮连接其中一个支杆，多个辅助轮共同连接另一支杆；每个支杆上分别设置有一独立缓冲器；多个辅助轮通过履带或皮带连接，形成辅助轮组。

所述支架为活动框架；所述支架包括总杆和两个支杆，两个支杆分别连接总杆；其中一个支杆通过轴承连接分支架；分支架的两个支腿分别连接圆形轮和与其相邻的辅助轮；总杆通过轴承连接缓冲器；另一个支杆通过另一轴承连接另一分支架；该分支架的两个支腿分别连接另外两个辅助轮；或者，另一个支杆直接连接辅助轮。

所述辅助轮设置于圆形轮的前、后、左、右。

本发明可以达到的技术效果是：

本发明的核心思想是用一段弧代替一个圆，从而能够减少轮子的体积和重量并且能够通过障碍物比其轮子半径高的路面。

本发明的所有轮子所形成的弧的形状是可以改变的，不仅弧线相对于地面的角度可以变化，弧线本身的形状也可以变化，如变化成为近似弧线、直线或曲线；并且通过每个轮子的独立运动，弧线本身的形状能够实现瞬时变化，从而能够减小振动，提高通过复杂路面的能力。

本发明用两个或两个以上的小轮子组成轮组，通过与控制轴不同的连接方式实现不同的排列方式构成一段弧形或近似弧形结构，每个轮轴可以独立运动，以代替一个大轮子，能够通过比其本身半径高的障碍物和复杂的路面，同时可以减少振动，减少轮子的体积和重量，使得轮子既小而轻，又具有与大轮子相同的通过障碍物的能力。

本发明在保证车轮使用性能的前提下，能够减小体积、减轻重量，提高速度，减小振动，减少材料和生产成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明具有辅助轮的轮组装置的第一实施例的示意图，该实施例采用固定框架；

图2至图4是本发明的第一实施例的使用状态示意图；

图5是本发明的第二实施例的示意图，该实施例采用固定框架并且有履带；

图6是本发明的第二实施例的使用状态示意图；

图7是本发明的第三实施例的示意图，该实施例具有独立防震功能；

图8是本发明的第三实施例的使用状态示意图；

图9是本发明的第四实施例的示意图，该实施例具有辅助轮组；

图10是本发明的第四实施例的使用状态示意图；

图11是本发明的第五实施例的示意图，该实施例采用活动框架；

图12、图13是本发明的第五实施例的使用状态示意图；

图14是本发明的轮子排列示意图，图中的方框表示车轮；

图15是本发明的应用原理示意图。

图中附图标记说明：

1为圆形轮， 2为辅助轮，

3为支架， 4为缓冲器，

5为控制轴， 6为履带，

7为独立缓冲器， 51、52为轴承，

10、20为小轮组， 30、40为大轮。

具体实施方式

如图1所示为本发明具有辅助轮的轮组装置的第一实施例，包括圆形轮1，圆形轮1的前侧设置有多个辅助轮2（图中为三个），圆形轮1和辅助轮2分别通过轴承连接支架3；

通过改变圆形轮1和辅助轮2与支架3的连接方式，能够使圆形轮1和辅助轮2彼此独立运动；

至少有一个辅助轮2的高度大于圆形轮1；多个辅助轮2与圆形轮1的最低点最好形成一弧形或近似弧形；辅助轮2与圆形轮1可以不处于同一平面，即辅助轮2与圆形轮1沿中心轴线交错布置；

辅助轮2的直径最好小于圆形轮1的直径；各辅助轮2的直径也可以互不相同；

支架3的顶部设置有缓冲器4，用于为支架3防震；缓冲器4可以是弹簧；

支架3连接控制轴5，支架3通过控制轴5与使用轮子的设备连接。使支架3相对于控制轴5旋转，能够改变圆形轮1和辅助轮2与地面的接触状态；

如图1所示为初始状态，此时圆形轮1着地；使支架3相对于控制轴5旋转一角度，调整辅助轮2与圆形轮1所形成的弧形与路面之间形成的夹角，使圆形轮1和与其相邻的辅助轮2着地；使支架3相对于控制轴5再旋转一角度，则使中间两个辅助轮2着地。

如果需要越过高于路面的障碍物，使弧形向上翘，圆形轮1着地，辅助轮2可以跨越障碍物，如图2所示；如果需要通过松软或有凹坑的路面时，调整辅助轮2与圆形轮1所形成的弧形与路面之间形成的夹角，即可使至少两个轮子同时着地，从而减小对路面的压强，顺利通过松软或有凹坑的路面。

圆形轮1及多个辅助轮2的材料可以互不相同。

圆形轮1及多个辅助轮2的宽度可以互不相同。

本发明可以作为主动轮，也可以作为从动轮。如果作为主动轮，每个轮子（包括圆形轮1和多个辅助轮2）都可以被驱动，或者只有直接接触地面的圆形轮1被驱动；也可以通过触动设计，使得只有碰到障碍物的辅助轮2才被驱动。

本发明的多个辅助轮2与圆形轮1形成一弧形，该弧形接近大轮子的一段弧形，只要该弧形最高点的高度大于障碍物的高度，就能够通过障碍物，从而能够通过比圆形轮1的半径高几倍的障碍物。

本发明的多个辅助轮，每个辅助轮可以单独设计以适应不同的需要，所以能够比大轮子更灵活，有更多的功能。比如每个轮子可以独立运动，在通过不平的路面时，通过各个轮子上下位置的自动调整，可以减小振动，而且因为不同轮子可以同时接触地面，单个轮子的压强会减少。

如图5所示为本发明的第二实施例，包括圆形轮1，圆形轮1的前侧设置有多个辅助轮2（图中为三个），圆形轮1和辅助轮2分别通过轴承连接支架3；辅助轮2的高度大于圆形轮1；多个辅助轮2与圆形轮1的最低点最好形成一弧形；

圆形轮1及多个辅助轮2通过履带6连接；

如图6所示，工作时，圆形轮1接触地面；辅助轮2用于跨越障碍物。由于全部轮子均通过履带连接，只需要圆形轮1被驱动，所有轮子都转动。这种结构可以被用于地形复杂或有大洞的路面。

如图7所示为本发明的第三实施例，包括圆形轮1，圆形轮1的前侧设置有多个辅助轮2（图中为三个），圆形轮1和辅助轮2分别通过轴承连接支架3；

支架3包括总杆和四个支杆，四个支杆分别连接总杆；圆形轮1和三个辅助轮2分别通过轴承连接支架3的支杆；每个轮子所在的支杆上分别设置有一独立缓冲器7；

支架3的顶部设置有缓冲器4；缓冲器4和独立缓冲器7可以是弹簧；独立缓冲器7用于防震，还能够调节各个轮子的悬挂高度；独立缓冲器7的伸缩范围小于辅助轮2或圆形轮1的半径；

辅助轮2的高度大于圆形轮1；多个辅助轮2与圆形轮1的最低点最好形成一弧形；

支架3的总杆连接控制轴5；根据路面的情况，通过控制轴5能够调整支架3相对于地面的角度；支架3通过控制轴5与使用轮子的设备连接。

如图8所示，工作时，圆形轮1接触地面；辅助轮2用于跨越障碍物。如果遇到障碍物，各个轮子可以根据地面形状独立改变高度，减少车子的振动。

如图9所示为本发明的第四实施例，包括圆形轮1，圆形轮1的前侧设置有多个辅助轮2（图中为三个），圆形轮1和辅助轮2分别通过轴承连接支架3；

支架3包括总杆和两个支杆，两个支杆分别连接总杆；圆形轮1连接其中一个支杆，三个辅助轮2共同连接另一支杆；每个支杆上分别设置有一独立缓冲器7；

多个辅助轮2通过履带6或皮带连接，形成辅助轮组；

辅助轮2的高度大于圆形轮1；多个辅助轮2与圆形轮1的最低点最好形成一弧形。

如图10所示，工作时，圆形轮1接触地面；辅助轮组用于跨越障碍物。如果遇到障碍物，辅助轮2的高度和角度可以根据地面形状独立进行调整。本实施例的优点是障碍物不会被卡在多个辅助轮2之间。

如图11所示为本发明的第五实施例，包括圆形轮1，圆形轮1的前侧设置有多个辅助轮2（图中为三个），圆形轮1和辅助轮2分别通过轴承连接支架3；

支架3包括总杆和两个支杆，两个支杆分别连接总杆；其中一个支杆通过轴承51连接分支架；分支架的两个支腿分别连接圆形轮1和与其相邻的辅助轮2；

另一个支杆通过另一轴承52连接另一分支架；该分支架的两个支腿分别连接另外两个辅助轮2；

或者，另一个支杆直接连接辅助轮2；

支架3的顶部设置有缓冲器4；

支架3的总杆连接控制轴5；根据路面的情况，通过控制轴5能够调整支架3相对于地面的角度；支架3通过控制轴5与使用轮子的设备连接。

如图12、图13所示，工作时，圆形轮1接触地面；辅助轮2用于跨越障碍物。碰到障碍物时，前面的辅助轮2向上翘，同时通过轴承51将后面的辅助轮2压下去。本实施例的优点是能够减小车体的振动，不同轮子可以同时接触地面和障碍，增加通过障碍的能力。

如图14所示，多个辅助轮2与圆形轮1排列成一弧形；其中至少一个辅助轮2设置于圆形轮1的前侧，其余的辅助轮2可以设置于圆形轮1的前、后、左、右；具体可以有以下几种排列方式：

如图14a、b、c所示，其中一个辅助轮2设置于圆形轮1的前侧，其余的辅助轮2设置于圆形轮1的前侧或后侧；且辅助轮2和圆形轮1处于同一平面内；

如图14d所示，其中一个辅助轮2设置于圆形轮1的前侧，其余的辅助轮2设置于圆形轮1的前侧、后侧或左侧；即全部车轮分处于两个平面内；

如图14e所示，其中一个辅助轮2设置于圆形轮1的前侧，其余的辅助轮2设置于圆形轮1左右两侧；即全部车轮分处于三个平面内；

如图14f、h所示，全部车轮形成一斜线；

如图14g所示，其中两个辅助轮2设置于圆形轮1前方的左右侧，另外两个辅助轮2设置于圆形轮1后方的左右两侧。

本发明的多个小轮子排列成弧形，就像轮子的一段弧。在运行中只有一个或多个小轮子接触地面，其他小轮子向前向上翘起。翘起部分可以根据需要通过的障碍物进行调整，从而能够节省轮子的80-90%的“浪费”部分。

本发明可以用于任何交通工具上，如汽车、卡车、自行车、滑板、旱冰鞋、摩托车、飞机起落架等。在保持同样的通过障碍能力的前提下，本发明能够比现有的轮子在体积和大小方面减少很多，如图15所示，本发明能够实现用小轮组10、20取代大轮30、40。

Claims (8)

1.一种具有辅助轮的轮组装置，其特征在于：包括圆形轮，圆形轮的前侧设置有至少一个辅助轮；圆形轮和辅助轮分别通过轴承连接支架；圆形轮用于接触地面，辅助轮用于跨越障碍物或者接触地面；支架连接控制轴，使支架相对于控制轴旋转，能够改变圆形轮和辅助轮与地面的接触状态；所述辅助轮为多个；多个辅助轮的直径互不相同；所述支架包括总杆和两个支杆，两个支杆分别连接总杆；圆形轮连接其中一个支杆，多个辅助轮共同连接另一支杆；每个支杆上分别设置有一独立缓冲器；多个辅助轮通过履带或皮带连接，形成辅助轮组；所述支架为活动框架；所述支架包括总杆和两个支杆，两个支杆分别连接总杆；其中一个支杆通过轴承连接分支架；分支架的两个支腿分别连接圆形轮和与其相邻的辅助轮；总杆通过轴承连接缓冲器；另一个支杆通过另一轴承连接另一分支架；该分支架的两个支腿分别连接另外两个辅助轮；或者，另一个支杆直接连接辅助轮。

2.根据权利要求1所述的具有辅助轮的轮组装置，其特征在于：所述辅助轮为多个；多个辅助轮与圆形轮形成一弧形、近似弧形或直线。

3.根据权利要求1所述的具有辅助轮的轮组装置，其特征在于：所述圆形轮和辅助轮彼此独立运动。

4.根据权利要求1所述的具有辅助轮的轮组装置，其特征在于：所述支架设置有缓冲器。

5.根据权利要求1所述的具有辅助轮的轮组装置，其特征在于：所述圆形轮及多个辅助轮通过履带连接。

6.根据权利要求1所述的具有辅助轮的轮组装置，其特征在于：所述支架包括总杆和与辅助轮数目相同的多个支杆，多个支杆分别连接总杆；圆形轮和辅助轮通过轴承分别连接支架的支杆；每个支杆上分别设置有一独立缓冲器。

7.根据权利要求1所述的具有辅助轮的轮组装置，其特征在于：所述辅助轮设置于圆形轮的前、后、左、右。

8.根据权利要求1所述的具有辅助轮的轮组装置，其特征在于：所述圆形轮和辅助轮形成一段弧，用一段弧代替一个圆；所述弧线相对于地面的角度能够变化；所述弧线本身的形状能够变化；通过每个轮子的独立运动，所述弧线本身的形状能够实现瞬时变化。