CN107225909A - 一种变形车轮及传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变形车轮及传动装置，包括可变形车轮和传动装置，所述可变形车轮包括轮毂，轮毂一侧设置有可变形轮体，可变形轮体与轮毂通过轮毂盖连接，轮毂盖与轮毂通过螺栓连接，轮毂另一侧经中心孔与传动装置连接。本发明中变形车轮外圈由6等分轮缘组成，每一轮缘均为独立单元，通过辐条的运动驱使轮缘与轮轴位置发生变化，使得轮缘具有更强的越障能力。传动装置利用差速机构在驱动轴速度基础上另叠加一个驱动轮缘变形的运动，可方便控制轮缘做一定角度摆动，变化后的轮缘还具有自锁性，安全稳定。该变形车轮及传动装置可根据不同路况进行调解，结构简单、体积小，传动装置与机动车辆相似，比较适应于野外作业的简易机动车辆。

Description

一种变形车轮及传动装置
技术领域
本发明属于运输工具技术领域，涉及一种变形车轮及传动装置。
背景技术
机动车圆形车轮适应于平坦路面行驶，对于复杂路面如沙石、松软、泥泞、废墟等却难以行使。为了提高机动车越障性能，各种各样结构的行进机构应用而生，如履带式、多轮式、超大轮式、径向变形式等。履带式结构复杂、重量大；多轮式结构臃肿；超大轮式体积庞大，这些行进机构无论什么路况，均已固定形式存在，无法根据路况进行调节。径向变形式可根据路况进行调解，但结构过于复杂，越障性能相当于变形后圆轮直径的大小，其驱动装置不适应机动车辆。
发明内容
本发明的目的是提供一种变形车轮及传动装置，解决了现有可变形车轮结构复杂，驱动装置不适应机动车辆的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种变形车轮及传动装置，包括可变形车轮和传动装置，所述可变形车轮包括轮毂，轮毂一侧设置有可变形轮体，可变形轮体与轮毂通过轮毂盖连接，轮毂盖与轮毂通过螺栓连接，轮毂另一侧经中心孔与传动装置连接；
所述可变形轮体包括若干等分的圆形轮缘，每一等分的轮缘均与轮毂盖通过定辐条和动辐条连接，定辐条位于每一等分的轮缘的一端，动辐条靠近每一等分的轮缘的另一端，定辐条和动辐条的一端分别通过定销和动销与每一等分的轮缘连接，定辐条和动辐条的另一端分别通过摆销和固定销与轮毂盖连接；
所述轮毂盖端面设置有径向滑槽和径向摆槽，定辐条设置于径向摆槽内；径向滑槽内设置有滑块，动辐条与滑块连接。
本发明的特点还在于，
轮缘为六等分。
定辐条和动辐条围绕轮毂盖交替设置。
定辐条和动辐条均匀分布于轮缘上。
径向滑槽和径向摆槽与轮缘等分数相同。
轮毂的中心设置有圆孔，螺纹盘安装在轮毂圆孔内，螺纹盘外圆与轮毂配合，螺纹盘经其中心孔与传动装置连接；滑块的一个端面上设置有螺纹，滑块与螺纹盘通过螺纹配合连接，动辐条与滑块的另一个端面连接。
传动装置包括动力驱动部分和相位驱动部分；
动力驱动部分包括传动套、动力齿轮、动力齿轮轴和动力驱动齿轮；
相位驱动部分包括相位轴、相位齿轮、中间齿轮、相位驱动齿轮、相位齿轮轴和差速器；
传动套与轮毂中心部连接，动力齿轮安装在传动套上，动力驱动齿轮与动力齿轮啮合，动力驱动齿轮安装在差速器一端，动力齿轮轴通过动力驱动齿轮、动力齿轮将运动传递给传动套带动轮毂转动；
相位轴安装在传动套内，相位轴一端与轮毂台肩定位及内孔定位配合，并通过键与螺纹盘固连，带动螺纹盘转动；相位轴另一端伸出传动套，相位轴伸出部上设置有相位齿轮，相位齿轮经中间齿轮与相位驱动齿轮相配合，相位驱动齿轮安装在差速器另一端，相位齿轮轴通过差速器齿轮、相位驱动齿轮、中间齿轮、相位齿轮，驱动相位轴带动螺纹盘作相应转动。
相位轴伸出端设置有轴承；中间齿轮安装在中间齿轮轴上，并通过轴承组合b定位安装。
动力齿轮通过轴承组合a定位安装于传动套上。
本发明的有益效果是，一种变形车轮及传动装置，变形车轮是在圆形车轮基础上演变而来的，外圈是由6等分轮缘组成，每一轮缘机构为一独立单元体，通过辐条的运动驱使轮缘与轮轴位置发生变化，按一定方向偏离原轮缘位置，在不增加轮缘摩擦系数情况下，使轮缘具有更强的越障能力。传动装置利用差速机构在驱动轴速度基础上另叠加一个驱动轮缘变形的运动，该运动独立于车轮之外，不受车轮瞬间速度的影响，可方便控制轮缘做一定角度摆动，变化后的轮缘还具有自锁性，安全稳定。该变形车轮及传动装置可根据不同路况进行调解，结构简单、体积小，传动装置与机动车辆相似，比较适应于野外作业的简易机动车辆。
附图说明
图1是本发明变形车轮及传动装置的结构示意图；
图2是本发明变形车轮轮毂盖主视图和侧视图；
图3是本发明变形车轮辐条驱动机构；
图4是本发明变形车轮的变形前结构示意图；
图5是本发明变形车轮变形后的结构示意图；
图6是本发明变形车轮变形后的轮缘受力示意图。
图中，1.轮缘，2.定销，3.轮毂，4.螺纹盘，5.定辐条，6.摆销，7.相位轴，8.键，9.轮毂盖，10.固定销，11.滑块，12.螺栓a，13.动辐条，14.动销，15.螺栓b，16.传动套，17.动力齿轮，18.紧固螺钉a，19.轴承组合a，20.垫片，21.锁紧螺母，22.紧固螺钉b，23.相位齿轮，24.轴承，25.紧固螺钉c，26.中间齿轮，27.中间齿轮轴，28.轴承组合b，29.相位驱动齿轮，30.紧固螺钉d，31.相位动力齿轮轴，32.差速器齿轮，33.差速器，34.动力齿轮轴，35.动力驱动齿轮，36.紧固螺钉的e。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种变形车轮及传动装置，如图1所示，由可变形车轮和传动装置构成。可变形车轮包括轮毂3，轮毂3一侧设置有可变形轮体，可变形轮体与轮毂3通过轮毂盖9连接，轮毂盖9与轮毂3通过螺栓12连接，轮毂3另一侧经轮毂中心孔通过螺栓b15与传动装置连接。
可变形车轮：包括六等分轮缘1的可变形轮体、轮毂3、螺纹盘4、定辐条5、轮毂盖9、滑块11、动辐条13。
轮毂3作为主要的支撑零件与传动装置的传动套16连接用于驱动车轮运行、与传动装置相位轴7连接用于驱动轮缘变形，每一等分的轮缘1一端与定辐条5通过定销2连接、靠近另一端与动辐条13通过动销14相连，定辐条5和动辐条13围绕轮毂盖9交替设置。轮毂盖9端面设置有六等份径向滑槽和六等份径向摆槽，如图2所示轮毂盖，定辐条5设置于径向摆槽内；动辐条13设置于径向滑槽内。
定辐条5另一端通过摆销6与轮毂盖9相连，动辐条13另一端通过固定销10与滑块11的一个端面固连。滑块11另一端面上为端面螺纹，与螺纹盘4螺纹配合。轮毂内中心孔为台阶圆孔，螺纹盘4安装在轮毂3圆孔内，外圆与轮毂3配合，内孔与相位轴7配合、通过键8传动。在螺纹盘4作用下滑块11带动动辐条13沿轮毂盖9的滑槽做径向移动，定辐条5绕摆销6在摆槽内作微小摆动，图3所示。
传动装置：包括动力驱动和相位驱动两部分，其中差速器为两者运动的协调机构。
1、动力驱动部分用于提供轮毂转动的动力，包括传动套16、动力齿轮17、紧固螺钉a18、轴承组合a19、垫片20、锁紧螺母21、动力齿轮轴34、动力驱动齿轮35和紧固螺钉e36。
传动套16安装在轴承组合a19上，轴承组合a19包括一对轴承，一个轴承安装在传动套16台肩处、另一个轴承通过垫片20、锁紧螺母21对传动套16定位固定，传动套16通过螺栓15与轮毂3连接。动力齿轮17通过紧固螺钉a18与传动套16固接，动力齿轮17位于轴承组合a19的一对轴承之间，动力齿轮17与动力驱动齿轮35相啮合。动力驱动齿轮35通过紧固螺钉的e36安装在差速器33一端。动力齿轮轴34通过动力驱动齿轮35、动力齿轮17将运动传递给传动套16带动轮毂3转动。
2、相位驱动部分用于保证螺纹盘4与轮毂3同步或相位差旋转，包括相位轴7、紧固螺钉b22、相位齿轮23、轴承24、紧固螺钉c25、中间齿轮26、中间齿轮轴27、轴承组合b28、相位驱动齿轮29、紧固螺钉d30、相位齿轮轴31、差速器33。
相位轴7安装在传动套16内，相位轴7一端与轮毂3台肩定位及内孔定位配合，并通过键8与螺纹盘4固连，带动螺纹盘4转动。相位轴7另一端伸出传动套16，且安装在轴承24，相位轴7伸出传动套16部分上安装有相位齿轮23，相位齿轮23通过紧固螺钉b22与相位轴7连接。相位齿轮23经中间齿轮26与相位驱动齿轮29相啮合，中间齿轮26通过紧固螺钉c25与中间齿轮轴27连接，中间齿轮轴27通过轴承组合b28定位安装在中间齿轮轴27上。相位驱动齿轮29通过紧固螺钉d30安装在差速器33另一端。相位齿轮轴31通过差速器齿轮32、相位驱动齿轮29、中间齿轮26、相位齿轮23，驱动相位轴7带动螺纹盘4作相应转动。
本发明的工作原理是：
圆形车轮行驶时，动力齿轮轴34带动动力驱动齿轮35旋转，一路经动力齿轮17带动传动套16旋转正向旋转ω；同时另一路经差速器33输出给相位驱动齿轮29，此时由于差速器传动比为-1、差速器齿轮32自锁无运动输入，相位驱动齿轮29反向旋转-ω。经中间齿轮26带动相位齿轮23正向旋转ω，驱动相位轴7与传动套16同步旋转，图4所示。
遇障碍车轮打滑无法通过时，动力驱动齿轮35旋转速度不变，相位齿轮轴31带动差速器齿轮32旋转Δω，由于差速器运动合成作用，相位驱动齿轮29反向旋转-ω-2Δω，通过中间齿轮26带动相位齿轮23、驱动相位轴7正向旋转ω+2Δω，相位轴带动螺纹盘4实现与轮毂3速度差。在螺纹盘4作用下，滑块9驱使动辐条10沿轮毂3滑槽做径向移动，轮缘1及定辐条5作相应摆动，实现变形，图5所示。
图6所示，变形后轮缘的实际圆心O’偏离了轮轴圆心O距离Ln，轮缘所受正压力N对轮轴产生一定的反扭矩(N*Ln)。车轮扭矩等于轮缘所受摩擦力F对轮轴扭矩和轮缘所受正压力N对轮轴的扭矩，由于正压力扭矩不等于零，因此在总扭矩不变的情况下轮缘所需摩擦力对轮轴扭矩减小，越障性能提高。
本发明变形车轮及传动装置，是在圆形车轮基础上演变而来，外圈是由6等分轮缘组成，每一轮缘机构为一独立单元体，通过辐条的运动驱使轮缘与轮轴位置发生变化，按一定方向偏离原轮缘位置，在不增加动力情况下，使轮缘具有更强的越障能力。
由于车轮旋速度瞬间变化，利用差速机构在驱动轴速度基础上另叠加一个驱动轮缘变形的运动，该运动独立于车轮之外，不受车轮瞬间速度的影响，可方便控制轮缘做一定角度摆动，变化后的轮缘还具有自锁性，安全稳定。该变形车轮及传动装置可根据不同路况进行调解，结构简单、体积小，传动装置与机动车辆相似，比较适应于野外作业的简易机动车辆。

Claims (9)

1.一种变形车轮及传动装置，其特征在于，包括可变形车轮和传动装置，所述可变形车轮包括轮毂(3)，轮毂(3)一侧设置有可变形轮体，可变形轮体与轮毂(3)通过轮毂盖(9)连接，轮毂盖(9)与轮毂(3)通过螺栓(12)连接，轮毂(3)另一侧经中心孔与传动装置连接；
所述可变形轮体包括若干等分的圆形轮缘(1)，每一等分的轮缘(1)均与轮毂盖(9)通过定辐条(5)和动辐条(13)连接，定辐条(5)位于每一等分的轮缘(1)的一端，动辐条(13)靠近每一等分的轮缘(1)的另一端，定辐条(5)和动辐条(13)的一端分别通过定销(2)和动销(14)与每一等分的轮缘(1)连接，定辐条(5)和动辐条(13)的另一端分别通过摆销(6)和固定销(10)与轮毂盖(9)连接；
所述轮毂盖(9)端面设置有径向滑槽和径向摆槽，定辐条(5)设置于径向摆槽内；径向滑槽内设置有滑块(11)，动辐条(13)与滑块(11)连接。
2.根据权利要求1所述的一种变形车轮及传动装置，其特征在于，所述轮缘(1)为六等分。
3.根据权利要求1所述的一种变形车轮及传动装置，其特征在于，所述定辐条(5)和动辐条(13)围绕轮毂盖(9)交替设置。
4.根据权利要求1所述的一种变形车轮及传动装置，其特征在于，所述定辐条(5)和动辐条(13)均匀分布于轮缘(1)上。
5.根据权利要求1所述的一种变形车轮及传动装置，其特征在于，所述径向滑槽和径向摆槽与轮缘(1)等分数相同。
6.根据权利要求1所述的一种变形车轮及传动装置，其特征在于，所述轮毂(3)的中心设置有圆孔，螺纹盘(4)安装在轮毂(3)圆孔内，螺纹盘(4)外圆与轮毂(3)配合，螺纹盘(4)经其中心孔与传动装置连接；滑块(11)的一个端面上设置有螺纹，滑块(11)与螺纹盘(4)通过螺纹配合连接，动辐条(13)与滑块(11)的另一个端面连接。
7.根据权利要求6所述的一种变形车轮及传动装置，其特征在于，所述传动装置包括动力驱动部分和相位驱动部分；
所述动力驱动部分包括传动套(16)、动力齿轮(17)、动力齿轮轴(34)和动力驱动齿轮(35)；
所述相位驱动部分包括相位轴(7)、相位齿轮(23)、中间齿轮(26)、相位驱动齿轮(29)、相位齿轮轴(31)和差速器(33)；
传动套(16)与轮毂(3)中心部连接，动力齿轮(17)安装在传动套(16)上，动力驱动齿轮(35)与动力齿轮(17)啮合，动力驱动齿轮(35)安装在差速器(33)一端，动力齿轮轴(34)通过动力驱动齿轮(35)、动力齿轮(17)将运动传递给传动套(16)带动轮毂(3)转动；
相位轴(7)安装在传动套(16)内，相位轴(7)一端与轮毂(3)台肩定位及内孔定位配合，并通过键(8)与螺纹盘(4)固连，带动螺纹盘(4)转动；相位轴(7)另一端伸出传动套(16)，相位轴(7)伸出部上设置有相位齿轮(23)，相位齿轮(23)经中间齿轮(26)与相位驱动齿轮(29)相配合，相位驱动齿轮(29)安装在差速器(33)另一端，相位齿轮轴(31)通过差速器齿轮(32)、相位驱动齿轮(29)、中间齿轮(26)、相位齿轮(23)，驱动相位轴(7)带动螺纹盘(4)作相应转动。
8.根据权利要求7所述的一种变形车轮及传动装置，其特征在于，所述相位轴(7)伸出端设置有轴承(24)；中间齿轮(26)安装在中间齿轮轴(27)上，并通过轴承组合b(28)定位安装。
9.根据权利要求7所述的一种变形车轮及传动装置，其特征在于，所述动力齿轮(17)通过轴承组合a(19)定位安装于传动套(16)上。
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