CN105835987B - 车轮装置及采用该车轮装置的越野车 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种车轮装置及采用该车轮装置的越野车，该车轮装置包括设于该底盘上的一大腿、设于该大腿上的一小腿及设于该小腿上的车轮，所述大腿为条形，其一端与底盘枢接连接，并可相对于底盘旋转，另一端与小腿枢接连接，所述小腿包括至少两个连接的支脚，所述支脚由与大腿的枢接处向外呈放射状延伸，且可相对于大腿旋转，每个支脚的末端枢接连接一车轮，所述车轮可相对于小腿的支脚旋转，所述大腿、小腿及车轮其中之一旋转时，另外其二处于锁定状态。本发明中的越野车通过大腿、小腿以及车轮的配合实现了小步行走、跨步行走、越涧、涉水、下沟、上坎、越障等功能。

Description

车轮装置及采用该车轮装置的越野车

技术领域

本发明涉及一种车轮装置及采用该车轮装置的越野车。

背景技术

现有的汽车均为驱动车轮，通过车轮的转动来达到行驶的目的。而且，现有车辆的底盘的高低是固定的，无法调整，且为了高速行驶时的稳定性，通常将底盘做的较低。这样的车辆常常需要较为平整的道路才能行驶，而相对于坑洼不平、泥泞的道路或者有沟坎的道路，则不能畅通行驶，尤其在如抢险救灾等特殊时期，往往因无法使用而带来较大的损失。

发明内容

本发明提出一种车轮装置及采用车轮装置的越野车，解决了现有技术中车辆在沟坎等特殊道路不能行使的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种车轮装置，用于设于一车辆的底盘上，包括设于该底盘上的一大腿、设于该大腿上的一小腿及设于该小腿上的车轮，所述大腿为条形，其一端与底盘枢接连接，并可相对于底盘旋转，另一端与小腿枢接连接，所述小腿包括至少两个连接的支脚，所述支脚由与大腿的枢接处向外呈放射状延伸，且可相对于大腿旋转，每个支脚的末端枢接连接一车轮，所述车轮可相对于小腿的支脚旋转，所述大腿、小腿及车轮其中之一旋转时，另外其二处于锁定状态。

一种车轮装置，用于设于一车辆的底盘上，包括设于该底盘上的一小腿及设于该小腿上的车轮，所述小腿包括至少两个连接的支脚，所述支脚的一端相互连接且由该连接处向外呈放射状延伸，每相邻两支脚间的夹角相等，所述小腿的支脚的连接处枢接设于底盘的外侧，且可相对于底盘旋转，每个支脚的末端枢接连接一车轮，所述车轮可相对于小腿的支脚旋转，所述小腿及车轮其中之一旋转时，另一处于锁定状态。

一种越野车，包括底盘及设于该底盘上的车轮装置，所述车轮装置为3对，每一对设于底盘的相对两侧，该车轮装置包括设于该底盘上的一大腿、设于该大腿上的一小腿及设于该小腿上的车轮，所述大腿为条形，其一端与底盘枢接连接，并可相对于底盘旋转，另一端与小腿枢接连接，所述小腿包括至少两个连接的支脚，所述支脚由与大腿的枢接处向外呈放射状延伸，且可相对于大腿旋转，每个支脚的末端枢接连接一车轮，所述车轮可相对于小腿的支脚旋转，所述大腿、小腿及车轮其中之一旋转时，另外其二处于锁定状态。

一种越野车，包括底盘及设于该底盘上的车轮装置，所述车轮装置为3对，每一对设于底盘的相对两侧，该车轮装置包括设于该底盘上的一小腿及设于该小腿上的车轮，所述小腿包括至少两个连接的支脚，所述支脚的一端相互连接且由该连接处向外呈放射状延伸，每相邻两支脚间的夹角相等，所述小脚的支脚的连接处枢接设于底盘的外侧，且可相对于底盘旋转，每个支脚的末端枢接连接一车轮，所述车轮可相对于小腿的支脚旋转，所述小腿及车轮其中之一旋转时，另一处于锁定状态。

本发明的有益效果为：

本发明的越野车通过大腿、小腿以及车轮的配合来克服传统车辆单纯以轮子行走的局限，由于通过大腿的旋转可以随意调整底盘的高度，又由于六个大腿可以分别控制，再通过小腿和车轮的配合，使其实现了既可以像传统车辆一样依靠车轮旋转来行驶，同时又实现了冰面行驶、小步行走、跨步行走、越涧、涉水、下沟、上坎、越障等功能，这在抢险救灾等特殊时期，能够发挥极大的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明越野车的部分剖视图；

图2为图1中圈Ⅰ部分的放大图；

图3为图1中越野车的大腿部分的另一角度的示意图；

图4为图1中第一活动销部分的放大图；

图5为图1中圈Ⅱ部分的放大图；

图6为图1中越野车的小腿部分的另一角度的示意图；

图7为图1中第二活动销部分的放大图；

图8为本发明的越野车在普通路面行驶时各状态的示意图；

图9为本发明的越野车跨步行走时各状态的示意图；

图10为本发明的越野车跨涧行走时各状态的示意图；

图11为本发明的越野车跨沟行走时各状态的示意图。

图中：

100、越野车；10、车身；20、车轮装置；11、底盘；30、液压控制系统；50、电动机；13、挡壁；60、大腿；70、小腿；80、车轮；61、头部；62、连接部；63、第一轴部；64、第一通孔；65、轴承；66、主传动轴；67、环形卡槽；68、第一收容槽；91、第一活动销；92、抵靠部；90、弹簧；12、第一液压油流道；69、第二液压油流道；40、第一传动机构；71、壳体；72、第一转轴；720、环形槽；73、第二传动机构；74、支脚；75、第二轴部；76、第二通孔；77、第二收容槽；95、第二活动销；96、抵靠部；78、第三液压油流道；81、第二转轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，该越野车100包括车身10及设于该车身10上的车轮装置20。

所述车身10为箱式封闭结构，其底部的中部向外突出形成一底盘11。该底盘11上于其侧壁内侧设有一液压控制系统30。该底盘11上于液压控制系统30的内侧设有一电动机50。该电动机50与一供电系统电连接，以为其提供电力。该供电系统包括一马达及与该马达电连接的发电机，该发电机与电动机50电连接。该车身10的侧壁于底盘11外的相对两侧分别向下延伸形成一挡壁13。所述底盘11的相对两侧分别设有3对穿孔。

所述车轮装置20为3对，分别对应设于底盘11的穿孔处，且其上端部分被挡壁13挡设其内。每一车轮装置20的整体宽度小于挡壁13与底盘11的侧壁之间的距离。每一车轮装置20包括设于该底盘11上的一大腿60、设于该大腿60上的一小腿70及设于该小腿70上的车轮80。

请同时参阅图2及图3，该大腿60的外壳为铸钢铸造而成，其包括一头部61及与该头部61连接的连接部62。所述头部61为内空的圆形，所述连接部62为内空的条形。所述头部61与连接部62内共同形成一腔体。

该头部61的中部对应底盘11的穿孔位置向外突出延伸形成一第一轴部63，该第一轴部63可活动地穿设于底盘11的穿孔内。所述第一轴部63的中心设有一与大腿60的腔体连通的第一通孔64。所述头部61于腔体内设有一轴承65，该轴承65内转动设有一主传动轴66。该主传动轴66由第一通孔64穿出并穿过底盘11上的液压控制系统30与电动机50的转轴连接，通过电动机50可带动主传动轴66旋转。所述主传动轴66于第一轴部63内的位置设有一环形卡槽67。该第一轴部63对应环形卡槽67的上、下两端分别设有一第一收容槽68。所述第一收容槽68内分别设有一套设有弹簧90的第一活动销91。请同时参阅图4，每一第一活动销91为两端分别形成尖端的条状，其外侧向外突出延伸形成抵靠部92，所述抵靠部92抵靠于弹簧90远离主传动轴66的端部。该底盘11的侧壁内于穿孔的外周缘对应主传动轴66的环形卡槽67的位置设有一与第一收容槽68连通的第一液压油流道12。所述第一液压油流道12与液压控制系统30相连通。所述第一液压流道12的入口处设有一电磁阀。该第一活动销91于远离主传动轴66的尖端伸入至第一液压油流道12内。该主传动轴66内设有第二液压油流道69，该第二液压油流道69的横截面为“工”字形，其一端与大腿60的腔体连通，另一端与液压控制系统30连通。该主传动轴66上还设有角度传感器(图未示)。

该大腿60的腔体内设有一沿腔体的纵向延伸设置的第一传动机构40。本实施例中，该第一传动机构40为齿轮组，该腔体于齿轮组的外围设有润滑油。该齿轮组最顶端的齿轮套设固定于主传动轴66的外周面上，该大腿60的连接部62对应齿轮组最底端的齿轮位置设有一穿孔。

使用所述大腿60时，通过液压控制系统30打开第一液压油流道12入口的电磁阀，并迫使液压油进入第一液压油流道12，从而推动第一活动销91向主传动轴66方向移动，并使其一尖端抵入主传动轴66的环形卡槽67内，其另一个尖端由第一液压流道12内离开，即使大腿60脱离底盘11的卡设，且与主传动轴66通过第一活动销91固定，从而使电动机50带动主传动轴66旋转时，使大腿60与主传动轴66一起旋转，进而实现大腿60的活动。所述大腿60的旋转速度由电动机50决定，其旋转角度由主传动轴66上设置的角度传感器检测并加以控制。

请同时参阅图5及图6，该小腿70包括一壳体71、设于该壳体71内的第一转轴72及第二传动机构73。

所述壳体71由铸钢铸造而成。所述壳体71为三叉形，其包括三个支脚74。每相邻两支脚74之间成120度。本实施例中，所述三个支脚74的长度及外径均相同，具体实施时，所述三个支脚74的长度及车轮的外径可不同。该壳体71的中心对应大腿60的连接部62的穿孔处向外延伸形成一第二轴部75。该第二轴部75可活动地穿设于大腿60的连接部62的穿孔内，并延伸至大腿60的腔体内。该第二轴部75沿轴心设有一第二通孔76，该第二通孔76与大腿60的腔体相连通。所述第一转轴72穿设于第二轴部75的第二通孔76内，其一端与小腿70内的第二传动机构73相连接，另一端与大腿60内的第一传动机构40的最下端的齿轮相连接。该第一转轴72由主传动轴66的旋转通过第一传动机构40带动其一起旋转。该第一转轴72于第二轴部75内的位置设有一环形槽720。该第二轴部75对环形槽720的上、下两端分别设有一第二收容槽77。所述第二收容槽77内分别设有一套设有弹簧90的第二活动销95。请同时参阅图7，每二活动销95为对应环形槽720的一端为尖端的“丁”字形，其端部向外突出延伸形成抵靠部96，所述抵靠部96抵靠于弹簧远离第一转轴72的端部。该第一转轴72上还设有角度传感器(图未示)。该第二轴部75于第二收容槽77的外侧还设有第三液压油流道78。所述第三液压油流道78的一端与第二收容槽77相连通，另一端与大腿60的腔体相连通。

该第二传动机构73也为齿轮组，该齿轮组整体为三叉形，中心的齿轮套设固定于第一转轴72的一端。该小腿70的壳体对应第二传动机构73的各末端的齿轮位置分别设有一穿孔。该第二传动机构73的每一末端齿轮套设有一第二转轴81，每一第二转轴81的一端穿设固定于末端齿轮内，另一端穿设于所述车轮80内。第二转轴81上设有角度传感器。具体实施时，各传动机构40、73的结构不限于本实施例的情况，其也可为传动杆与伞型齿轮配合的传动机构，或其他能传导动力的传动机构。所述第二液压油流道69及第三液压油流道78的入口处分别设有电磁阀。

使用所述小腿时，关闭第一液压油流道12入口的电磁阀，并使第一液压油流道12内泄压，所述第一活动销91套设的弹簧90向外抵靠第一活动销91的抵靠部92，迫使第一活动销91的尖端脱离主传动轴66的环形卡槽67，而另一尖端伸至底盘11的第一液压流道12内，从而使大腿60与底盘11通过第一活动销91锁定在一起，在电动机50带动主传动轴66旋转时，主传动轴66通过大腿60内的第一传动机构40带动第一转轴72旋转。同时，打开第二液压油流道69入口的电磁阀，液压油由第二液压油流道69流至大腿60的腔体内，再打开第三液压油流道78入口的电磁阀，流至大腿60腔体内的液压油驱动第二活动销95的尖端抵至第一转轴72的环形槽720内，即使小腿70整体与第一转轴72锁定，从而使第一转轴72带动小腿70旋转，进而实现小腿70的使用。该小腿70的旋转速度也由电动机转速决定，其转动角度由设在小腿70的第一转轴72上的角度传感器检测并加以控制。

所述车轮80可均为普通车的轮胎，也可以分别为不同性质的轮胎，如防滑胎等以对应不同的路面。使用所述车轮80时，通过液压控制系统30关闭第一液压油流道12入口的电磁阀，使大腿60与底盘11锁死，关闭第三液压油流道78入口的电磁阀，使第二活动销95在其套设的弹簧90弹力作用下远离第一转轴72，从而使第一活动销91撤销对第二转轴81的卡设，打开第二液压油流道69入口的电磁阀，使电动机50通过第一传动机构40带动第一转轴72旋转时，使第一转轴72转动带动小腿70内的第二传动机构73旋转，第二传动机构73旋转同时带动第二转轴72旋转，从而带动设于第二转轴72上的车轮80旋转，进而实现车轮80的转动。

如图8-11所示，为越野车处于不同使用状态时的示意图。在普通路面上，该越野车100将大腿调整至和地面水平的方向上，这样车的底盘11处于最低状态，以便减少阻力，增加稳定性。此时，该越野车100是依靠车轮80来行驶的，即通过车轮80的旋转带动车身前行，和普通车辆没有太大区别，只是它的转弯不是靠前轮改变角度来实现的。由于该越野车100的所有车轮80都是单独驱动的，因此它的转弯是靠底盘11两侧车轮80的转速不同来实现的。

遇到大的障碍物，如横倒的大树，人为设置的障碍等，该越野车100可以用前后的两对大腿60行走，中间的两个大腿60调整至上举位置不用，此时将小腿70锁死，利用前后各两个大腿60交叉交替旋转，从而实现越野车100的跨步行走。

遇到深涧、深沟或高坎时，该车利用三对大腿60的相互配合可以轻易越过，其使用原理在前面已经描述，在此不再赘述。

遇到坑洼不平的道路，如泥泞或松软的道路，如沙漠、农田、水田、小的碎石等路面，该越野车100可以用小腿70来行驶，此时大腿60的角度调整到合适的位置后将大腿60与底盘11锁死，电动机50通过主传动轴66带动大腿60内部的第一传动机构40带动小腿70旋转，此时车轮80是锁死的。从而实现越野车100的小步行走。

另外，由于该越野车100的每个小腿70上都装有3个车轮80，这3个车轮80可以是不同特性的，以应付不同的路面，遇到冰雪路面的时候，可以调整小腿70的角度让适应冰雪路面的车轮80与路面接触，这样它在冰雪路面上将不受任何影响。

本发明的越野车通过大腿60、小腿70以及车轮80的配合来克服传统车辆单纯以轮子行走的局限，由于通过大腿60的旋转可以随意调整底盘11的高度，又由于六个大腿60可以分别控制，再通过小腿70和车轮80的配合，使其实现了既可以像传统车辆一样依靠车轮80旋转来行驶，同时又实现了冰面行驶、小步行走、跨步行走、越涧、涉水、下沟、上坎、越障等功能，这在抢险救灾等特殊时期，能够发挥极大的作用。

具体实施时，所述车轮装置20不限于仅安装于越野车100上，其可单独设于任何需求的车辆上，其个数也根据具体需求而相应的变更，既可为3对，也可为两对。所述小腿70的构造也不受上述实施例的限制，其可为三叉形，也可为延伸出两个支脚74的结构，还可为四个支脚，即至少为两个支脚，且这些支脚74由与大腿60枢接处向外呈放射状延伸。每个支脚的长度可以一样，也可以不一样，每个车轮80的特性和外径也可以不同。所述车轮装置20的构造也不限于上述实施例的情况，其可以不设有大腿60，只留下小腿70和车轮80，还可以直接用于现有车辆的改装，利用现有车辆上原有的悬挂系统，以本发明的车轮装置20换下原有的车轮，再将现有车辆的抱闸系统稍做改进后构成其锁紧机构，其他部分保持原样即可。即以三叉型小腿70为例，设小腿70转轴中心到车轮最远端的距离为小腿70半径，将小腿70半径设置为略大于现有车辆车轮的半径，将小腿70取代原有车轮，再将现有车辆的抱闸系统做一些改动，使其适应小腿的结构，原抱闸系统改动后作为小腿70的锁紧机构，能够使现有车辆的传动轴在驱动小腿或者驱动车轮之间做出选择即可。这样，改动后的越野车相较于上述实施例的情况，只是缺少跨步行走的能力，但仍具有小步行走，跨越较小障碍物等功能，简单的改动即可为现有车辆的性能带来极大的提升，此种应用由于简单易行，具有极大的现实意义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种车轮装置，用于设于一车辆的底盘上，其特征在于：包括设于该底盘上的一大腿、设于该大腿上的一小腿及设于该小腿上的车轮，所述大腿为条形，其一端与底盘枢接连接，并可相对于底盘旋转，另一端与小腿枢接连接，所述小腿包括至少两个连接的支脚，所述支脚由与大腿的枢接处向外呈放射状延伸，且可相对于大腿旋转，每个支脚的末端枢接连接一车轮，所述车轮可相对于小腿的支脚旋转，所述大腿、小腿及车轮其中之一旋转时，另外其二处于锁定状态，所述底盘内设有一电动机及一液压控制系统，所述底盘的侧壁上设有一穿孔，该大腿对应底盘的穿孔处向外延伸形成第一轴部，该第一轴部可活动地穿设于底盘的穿孔内，该第一轴部沿轴心设有一第一通孔，所述大腿内设有主传动轴，该主传动轴由第一通孔穿出并穿过底盘上的液压控制系统与电动机的转轴连接，所述主传动轴于第一轴部内的位置设有一环形卡槽，该第一轴部对应主传动轴的环形卡槽的上、下两端分别设有一第一收容槽，所述第一收容槽内分别设有一套设有弹簧的第一活动销，每一第一活动销的外侧向外突出延伸形成抵靠部，所述抵靠部抵靠于弹簧远离主传动轴的端部，该底盘的侧壁内设有与第一收容槽连通的第一液压油流道，所述第一液压油流道与液压控制系统相连通，该第一活动销于远离主传动轴的端部可伸入至第一液压油流道内。

2.如权利要求1所述的车轮装置，其特征在于：所述大腿内形成一腔体，所述腔体内设有一第一传动机构，该主传动轴内设有第二液压油流道，该第二液压油流道的一端与大腿的腔体连通，另一端与液压控制系统连通，所述小腿包括一壳体、设于该壳体内的第一转轴及第二传动机构，所述小腿壳体的一侧向外延伸形成一第二轴部，该第二轴部可活动地穿设于大腿内，该第二轴部沿轴心设有一第二通孔，该第二通孔与大腿的腔体相连通，所述第一转轴设于所述第二轴部的第二通孔内，该第一转轴的一端与小腿内的第二传动机构相连接，另一端与大腿内的第一传动机构相连接，该第一转轴设于第二轴部的第二通孔内的部分设有一环形槽，该第二轴部的上下两侧并对应环形槽的位置分别设有一第二收容槽，所述第二收容槽内分别设有一套设有弹簧的第二活动销，每一第二活动销向外突出延伸形成抵靠于弹簧远离第一转轴的端部的抵靠部，该第二轴部于第二收容槽的外侧还设有第三液压油流道，所述第三液压油流道的一端与第二收容槽相连通，另一端与大腿的腔体相连通，所述第二传动机构延伸至各支脚的末端，每一支脚的末端分别穿设有一与第二传动机构连接的第二转轴，所述车轮枢接设于第二转轴上。

3.如权利要求2所述的车轮装置，其特征在于：所述主传动轴、第一转轴及第二转轴上分别设有一角度传感器。

4.一种车轮装置，用于设于一车辆的底盘上，其特征在于：包括设于该底盘上的一小腿及设于该小腿上的车轮，所述小腿包括至少两个连接的支脚，所述支脚的一端相互连接且由该连接处向外呈放射状延伸，每相邻两支脚间的夹角相等，所述小腿的支脚的连接处枢接设于底盘的外侧，且可相对于底盘旋转，每个支脚的末端枢接连接一车轮，所述车轮可相对于小腿的支脚旋转，所述小腿及车轮其中之一旋转时，另一处于锁定状态，所述底盘内设有一电动机及一液压控制系统，所述底盘的侧壁设有一穿孔，该小腿对应底盘的穿孔处向外延伸形成一轴部，该轴部可活动地穿设于底盘的穿孔内，该轴部沿轴心设有一通孔，所述小腿内设有第一转轴，该第一转轴由通孔穿出并穿过底盘上的液压控制系统与电动机的转轴连接，所述第一转轴于轴部内的位置设有一环形槽，该轴部对应第一转轴的环形槽的上、下两端分别设有一收容槽，所述收容槽内分别设有一套设有弹簧的活动销，每一活动销的外侧向外突出延伸形成抵靠部，所述抵靠部抵靠于弹簧远离第一转轴的端部，该底盘的侧壁内设有与收容槽连通的液压油流道，所述液压油流道与液压控制系统相连通。

5.如权利要求4所述的车轮装置，其特征在于：所述小腿的支脚为三个。

6.如权利要求4所述的车轮装置，其特征在于：所述小腿内还设有与第一转轴连接的传动机构，所述传动机构分别延伸至各支脚的末端，每一支脚的末端分别穿设有一与传动机构连接的第二转轴，所述车轮枢接设于第二转轴上。

7.如权利要求6所述的车轮装置，其特征在于：所述第一转轴及第二转轴上分别设有一角度传感器。

8.一种越野车，包括底盘及设于该底盘上的车轮装置，其特征在于：所述车轮装置为3对，每一对设于底盘的相对两侧，每一车轮装置为权利要求1至7中任何一项所述的车轮装置。