CN105711329B - 基于凸轮副的可变形车轮 - Google Patents

基于凸轮副的可变形车轮 Download PDF

Info

Publication number
CN105711329B
CN105711329B CN201610049156.8A CN201610049156A CN105711329B CN 105711329 B CN105711329 B CN 105711329B CN 201610049156 A CN201610049156 A CN 201610049156A CN 105711329 B CN105711329 B CN 105711329B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cam
outer rim
wheel hub
wheel
roller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201610049156.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105711329A (zh
Inventor
罗逸夫
陈俊任
李可
石凯
郭为忠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Jiaotong University
Original Assignee
Shanghai Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Jiaotong University filed Critical Shanghai Jiaotong University
Priority to CN201610049156.8A priority Critical patent/CN105711329B/zh
Publication of CN105711329A publication Critical patent/CN105711329A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105711329B publication Critical patent/CN105711329B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B15/00—Wheels or wheel attachments designed for increasing traction
    • B60B15/18—Wheels with ground-engaging plate-like shoes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B19/00—Wheels not otherwise provided for or having characteristics specified in one of the subgroups of this group

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Handcart (AREA)

Abstract

一种基于凸轮副的可变形车轮，包括：轮毂、凸轮、外轮缘和与外轮缘对应的凸轮副，其中：凸轮与轮毂同轴设置，凸轮的边缘与凸轮副接触；外轮缘的一端与轮毂的边缘相连，另一端与凸轮副相连；凸轮副与轮毂滑动连接；所述的凸轮副包括：连杆和与连杆的一端相连的滚子；所述的轮毂上设有与滚子相配合的导槽；本发明结构简单，适应性强，具有较大的使用价值，可广泛用于救灾抢险、军事侦察等领域，并可配合多种车辆使用。

Description

基于凸轮副的可变形车轮
技术领域
本发明涉及的是一种机械工程领域的技术，具体是一种基于凸轮副的可变形车轮。
背景技术
目前，各种基于不同原理、具有不同性能的车辆和机器人已经广泛运用到了交通、农业、军事与航空航天领域。在某些特定的场合中，特种车辆或机器人需要具有翻越一定规模的障碍物的能力。而现今的轮式机构，无法根据实际情况作出相应的变化，存在对路面要求较高、越障能力不足等缺陷。
经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN104960379A，公开日2015.10.7，公开了一种三模式变形轮，包括：转盘、轮毂、若干个连杆及其对应的外轮缘，其中：转盘活动套接于两个轮毂中间，连杆的两端分别与转盘和轮缘转动连接，外轮缘与轮毂转动连接，可通过电机正转和反转完成圆形模式、圆弧模式、钩爪模式三种模式的转换。但该技术结构复杂，需要转盘作为外轮缘转动的中介，当其外轮缘张开呈最大角度时，电机承受的负荷较大，导致车辆负载有限。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于凸轮副的可变形车轮，通过滚子和设置于轮毂上与滚子相配合的导槽，带动与滚子相连的连杆和外轮缘进行转动，实现车轮的变形，结构简单，适应性强。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：轮毂、凸轮、外轮缘和与外轮缘对应的凸轮副，其中：凸轮与轮毂同轴设置，凸轮的边缘与凸轮副接触；外轮缘的一端与轮毂的边缘相连，另一端与凸轮副相连；凸轮副与轮毂滑动连接。
所述的凸轮副包括：连杆和与连杆的一端相连的滚子。
所述的滑动连接是指：轮毂上设有与滚子相配合的导槽。
所述的导槽为弧形，并且曲率半径与外轮缘张开最外点的运动轨迹的曲率半径相同。
所述的导槽在轮毂上呈中心对称分布。
所述的滚子与凸轮的边缘相接触。
所述的外轮缘个数与凸轮的叶数相同。
所述的外轮缘为圆弧状，依次相连构成一个圆周。
所述的外轮缘的张开角度为30°。
技术效果
与现有技术相比，本发明优化了可变形车轮的结构，易于更换，易于维护，节约生产成本，并且通用性强，能够同时满足平地高速行驶与翻越障碍物两项功能。
附图说明
图1为本发明示意图；
图2为轮毂示意图；
图3为外轮缘示意图；
图4为本发明张开状态示意图；
图5为本发明闭合状态示意图；
图中：(a)为车辆前进方向左侧视角，(b)为与车辆前进方向右侧的视角；
图中：1为外轮缘，2为轮毂，3为凸轮，4为轮毂端盖，5为滚子，6为导槽，7为输入轴孔，8为连杆，9为伺服电机，10为外轮缘孔，11为定位孔。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例包括：伺服电机9、输入轴、轮毂2、凸轮3、三个外轮缘1和与三个外轮缘1分别对应的三个凸轮副，其中：输入轴的一端与伺服电机9相连，另一端穿过轮毂2与凸轮3固定连接；伺服电机9与轮毂2固定连接，凸轮3的边缘与凸轮副接触；外轮缘1的一端通过设置于轮毂2边缘上的外轮缘孔10与轮毂2固定连接，另一端与对应的凸轮副相连，可实现张合运动。
所述的凸轮副包括：连杆8和与连杆8的一端相连的滚子5。
如图2所示，所述的滑动连接是指：轮毂2上设有与滚子5相配合的导槽6。
所述的导槽6为弧形，并且曲率半径与外轮缘1张开最外点的运动轨迹的曲率半径相同。
所述的导槽6在轮毂2上呈中心对称分布。
所述的滚子5与凸轮3的边缘相接触。
所述的轮毂2两侧设有轮毂端盖4。
所述的轮毂2中央设置有与输入轴孔7。
所述的凸轮3为三叶凸轮。
如图3所示，所述的外轮缘1为弧形，三个外轮缘1形成一个圆周。
所述的外轮缘1的张开角度为30°。
所述的滚子5初始位置位于导槽6的底部。
所述的伺服电机9由变形轮外的电控系统控制。
如图4和图5所示，当车辆遇到障碍需要变形时，控制信号从导电滑环接入伺服电机9，伺服电机9驱动凸轮3逆时针旋转(由车辆前进方向的右侧看去)转过一定的角度，凸轮3推动三个滚子5分别沿对应的导槽6向上运动，带动与滚子5相连的连杆8相应向外延展，传递运动特性，使三个外轮缘1张开一定角度，从而完成变形；需要回复原状时，伺服电机9反转，外轮缘1收入，可变形轮的外形为整圆。
当可变形车轮的外轮缘1张开达到最外点时，连杆8与凸轮3正好运行到死角位置，使得车辆能承受的负载大大提高。
本实施例通过外轮缘1的展开和收入，提高车辆在不同环境中的通过性：在翻越障碍时，可提高环境适应性；在沙地时，可恢复原状以不至于陷入沙土中；在平地时，可保持初始形状以保证平稳而高速的行驶。

Claims (5)

1.一种基于凸轮副的可变形车轮，其特征在于，包括：轮毂、凸轮、外轮缘和与外轮缘对应的凸轮副，其中：凸轮与轮毂同轴设置，凸轮的边缘与凸轮副接触；外轮缘的一端与轮毂的边缘相连，另一端与凸轮副相连；凸轮副与轮毂滑动连接；
所述的凸轮副包括：连杆和与连杆的一端相连的滚子，其中：轮毂上设有与滚子相配合的导槽，该导槽为弧形，并且曲率半径与外轮缘张开最外点的运动轨迹的曲率半径相同且导槽在轮毂上呈中心对称分布；所述的滚子与凸轮的边缘相接触。
2.根据权利要求1所述的可变形车轮，其特征是，所述的外轮缘个数与凸轮的叶数相同。
3.根据权利要求2所述的可变形车轮，其特征是，所述的外轮缘为圆弧状，依次相连构成一个圆周。
4.根据权利要求3所述的可变形车轮，其特征是，所述的外轮缘的张开角度为30°。
5.根据权利要求1所述的可变形车轮，其特征是，所述的凸轮由伺服电机驱动正反转，实现外轮缘的张开和闭合。
CN201610049156.8A 2016-01-25 2016-01-25 基于凸轮副的可变形车轮 Expired - Fee Related CN105711329B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610049156.8A CN105711329B (zh) 2016-01-25 2016-01-25 基于凸轮副的可变形车轮

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610049156.8A CN105711329B (zh) 2016-01-25 2016-01-25 基于凸轮副的可变形车轮

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105711329A CN105711329A (zh) 2016-06-29
CN105711329B true CN105711329B (zh) 2018-04-10

Family

ID=56154059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610049156.8A Expired - Fee Related CN105711329B (zh) 2016-01-25 2016-01-25 基于凸轮副的可变形车轮

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105711329B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107116972B (zh) * 2017-06-02 2023-12-15 苏州尚腾科技制造有限公司 行走轮装置
CN108501906A (zh) * 2018-04-13 2018-09-07 冯子军 一种汽车轮胎自动防滑系统和方法
CN109278887B (zh) * 2018-10-19 2023-09-01 中国科学院深圳先进技术研究院 一种爪式机器人越障车轮
CN109606011A (zh) * 2018-12-31 2019-04-12 河北百龙汽车配件制造有限公司 一种防滑型轮毂
CN113022220B (zh) * 2021-03-24 2022-04-15 燕山大学 一种高通过性多模式行走底盘

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2647715B1 (fr) * 1989-06-01 1991-08-23 Michelin & Cie Roue auxiliaire a jumeler temporairement a une roue de vehicule, dispositif de roulage ainsi obtenu
CN201362133Y (zh) * 2009-03-16 2009-12-16 刘建伟 直径连续可变车轮
CN101954836A (zh) * 2010-09-21 2011-01-26 中国矿业大学 一种自动适应路面的变径车轮
RU2453445C1 (ru) * 2010-12-07 2012-06-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ ЗАОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" Устройство противоскольжения для колеса транспортного средства
CN104443101A (zh) * 2014-11-19 2015-03-25 兰州理工大学 一种用于阶梯攀爬机器人的变形轮机构
CN104960379A (zh) * 2015-05-25 2015-10-07 上海交通大学 三模式变形轮

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7174935B2 (en) * 2002-11-05 2007-02-13 Soleyman Kahen Automatic safety tire device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2647715B1 (fr) * 1989-06-01 1991-08-23 Michelin & Cie Roue auxiliaire a jumeler temporairement a une roue de vehicule, dispositif de roulage ainsi obtenu
CN201362133Y (zh) * 2009-03-16 2009-12-16 刘建伟 直径连续可变车轮
CN101954836A (zh) * 2010-09-21 2011-01-26 中国矿业大学 一种自动适应路面的变径车轮
RU2453445C1 (ru) * 2010-12-07 2012-06-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ ЗАОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" Устройство противоскольжения для колеса транспортного средства
CN104443101A (zh) * 2014-11-19 2015-03-25 兰州理工大学 一种用于阶梯攀爬机器人的变形轮机构
CN104960379A (zh) * 2015-05-25 2015-10-07 上海交通大学 三模式变形轮

Also Published As

Publication number Publication date
CN105711329A (zh) 2016-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105711329B (zh) 基于凸轮副的可变形车轮
CN104960379A (zh) 三模式变形轮
CN106347048B (zh) 一种水陆两栖车轮可变直径移动平台
CN104590414A (zh) 一种具有相对位姿检测功能的全方位轮式移动机器人
CN103121375B (zh) 电磁离合式重复折展锁解车轮机构
CN102658819B (zh) 一种基于仿人智能控制的汽车自动泊车入位方法
CN103072627A (zh) 一种四轮独立转向的电动底盘
CN104742966A (zh) 一种用于多轴车辆纯滚动转向的机液伺服控制装置
CN103171612A (zh) 线控转向车辆方向盘限位机构
CN204587079U (zh) 移动平台
CN104960573A (zh) 一种三舵机转向可切换的全方位探测智能小车
CN102825973B (zh) 滚珠限位式重复折展锁解车轮机构
US20180362077A1 (en) Self-powered wheel and disc type omnidirectional power steering system
CN104914861A (zh) 一种双舵机四轮驱动全方位超声波探测的小车
CN204775463U (zh) 一种三舵机转向可切换的全方位探测智能小车
CN203511205U (zh) 变结构水陆空三栖类轮式越障机器人
CN103522853A (zh) 变结构水陆空三栖类轮式越障机器人
CN212637642U (zh) 车辆辅助转向系统
CN202782474U (zh) 滚珠限位式重复折展锁解车轮机构
CN203142282U (zh) 电磁离合式重复折展锁解车轮机构
CN102991578A (zh) 移动焊接机器人四轮驱动差速转向方法
CN202138411U (zh) 高速工程车辆后桥转向锁紧装置
KR20220096124A (ko) 단차 주행이 가능한 옴니휠 바퀴장치 및 이를 포함하는 주행장치
KR20220096123A (ko) 단차 주행이 가능한 바퀴장치 및 이를 포함하는 주행장치
CN204587080U (zh) 全向移动平台

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180410

Termination date: 20210125