CN107244185B - 一种全地形刚性柔性切换轮 - Google Patents

一种全地形刚性柔性切换轮 Download PDF

Info

Publication number
CN107244185B
CN107244185B CN201710422599.1A CN201710422599A CN107244185B CN 107244185 B CN107244185 B CN 107244185B CN 201710422599 A CN201710422599 A CN 201710422599A CN 107244185 B CN107244185 B CN 107244185B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wheel
rim
terrain
segmented
spokes
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.)
Active
Application number
CN201710422599.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107244185A (zh
Inventor
苏嘉明
苏慧明
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to CN201710422599.1A priority Critical patent/CN107244185B/zh
Publication of CN107244185A publication Critical patent/CN107244185A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107244185B publication Critical patent/CN107244185B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B60B19/02—Wheels not otherwise provided for or having characteristics specified in one of the subgroups of this group convertible, e.g. from road wheel to rail wheel; Wheels specially designed for alternative use on road and rail
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2900/00—Purpose of invention
    • B60B2900/50—Improvement of
    • B60B2900/551—Handling of obstacles or difficult terrains
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Landscapes

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

Abstract

一种全地形刚性柔性切换轮，包括轮毂、轮辋及径向连接在轮毂与轮辋之间的至少三根轮辐，轮辋由至少三段分段轮辋首尾组合构成，分段轮辋一端与对应的轮辐外侧端部相铰接，分段轮辋另一端滑动连接在相邻的轮辐上，在轮毂与各分段轮辋之间还分别连接有弹性构件，在轮毂上设有锁定弹性构件使其转化为刚性构件的锁定机构，在复杂地形路面行驶时，车轮遇到地面障碍物时，在弹性构件弹性作用下，各分段轮辋可以弯曲向内收缩，进而改变车轮的外表轮廓，使得车轮与地面实现多点接触或面接触，提高车轮复杂地形路面下通过性能；当行驶在平直路面上时，通过锁定机构锁定弹性构件，使得分段轮辋不可弯曲收缩，车轮切换成刚性车轮正常行驶。

Description

一种全地形刚性柔性切换轮
技术领域
本发明涉及机动车辆轮结构技术领域，特别涉及一种适用于各种地形的轮。
背景技术
目前，现有公知的轮体有两种分别为刚性轮体和柔性轮体，刚性轮体为了减轻路面对轮体的刚性冲击，需要在轮体外表面贴附缓冲胶体；柔性轮体主要是在轮毂内增加柔性条幅使得轮毂具有减震缓冲作用，如专利CN 103129307A公开的一种储能柔性轮，该轮由环形阵列分布的弹性辐条制成，弹性辐条在外力作用下可以压缩变形，增大轮的触地面积并降低了接触压强，具有不同的减震性能，但是，该种结构形式的柔性轮对弹性辐条材料使用要求高，使用寿命长，对路面起伏较大的路面适应性差。
另外，专利CN 106080021A还公开了一种减振轮毂，该轮毂包括轮辋、位于轮辋中心的轮毂本体及均匀设置在轮辋与轮毂本体之间的轮辐，所述轮辐包括液压缸，液压缸的活塞杆与轮辋的内侧连接，液压缸的缸体与轮毂本体的外侧连接，所述轮辐还包括可弹性形的连接件，连接件间隔设置在液压缸之间，连接件的一端与轮辋的内侧连接，另一端与轮毂本体的外侧连接。该种结构形式的轮毂通过柔性轮辐和液压缸的共同作用抵消路面对轮毂的冲击作用力，以达到减振作用。但是，该种轮结构复杂，刚柔转换效率低，使用寿命低，遇到软环境(沼泽、淤泥、水体等)都难以适应。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、适用路况广的全地形刚性柔性切换轮。
为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种全地形刚性柔性切换轮，包括轮毂、轮辋及径向连接在轮毂与轮辋之间的至少三根轮辐，所述轮辋由至少三段分段轮辋首尾组合构成，所述分段轮辋一端与对应的轮辐外侧端部相铰接，所述分段轮辋另一端滑动连接在相邻的轮辐上，在所述轮毂与各分段轮辋之间还分别连接有弹性构件，在所述轮毂上设有锁定弹性构件使其转化为刚性构件的锁定机构。
进一步地，所述分段轮辋由固定轮辋和活动轮辋构成，所述固定轮辋与轮辐的外侧端部固定连接，活动轮辋与轮辐的外侧端部相铰接。
进一步地，所述弹性构件包括径向固定在轮毂外侧的管件、容纳处于管件内的弹簧，及套装在管件内并且一端与弹簧抵顶接触的支撑杆件，所述支撑杆件的另一端与活动轮辋活动连接，所述锁定机构包括转动连接在管件端部的套筒和拨动套筒转动的拨杆部件，所述套筒外壁两侧对称向外分别伸出形成凸缘板块，所述拨杆部件包括两个独立可分别接触拨动两侧凸缘板块的拨杆，所述支撑杆件外壁设有L形滑槽，所述套筒内壁设有嵌入L形滑槽内的凸起。
进一步地，所述轮毂的转轴两端由两缓冲支杆支撑，两所述缓冲支杆外分别套装有转筒，所述拨杆固定在转筒上。
进一步地，所述活动轮辋内侧径向向内凸起形成凸缘，所述支撑杆件另一端形成与凸缘相嵌合的凹槽。
进一步地，所述轮辐为四根，各所述轮辐径向倾斜布置且内侧端部搭接在相邻轮辐中部。
进一步地，所述轮辐由两间隔并排的弧形轮辐组成，两所述弧形轮辐之间形成供分段轮辋端部嵌入的滑槽。
进一步地，所述弹性构件处于两弧形轮辐之间的空隙处，两所述弧形轮辐分别设有供凸缘板块伸出的槽口。
进一步地，两所述弧形轮辐之间设有挡板。
有益效果：此全地形刚性柔性切换轮中，在复杂地形路面行驶时，各分段轮辋通过各自对应的弹性构件弹性支撑顶起，车轮遇到地面障碍物时，在弹性构件弹性作用下，各分段轮辋可以弯曲向内收缩，进而改变车轮的外表轮廓，使得车轮与地面实现多点接触或面接触，提高车轮复杂地形路面下通过性能；当行驶在平直路面上时，通过锁定机构锁定弹性构件，使得分段轮辋不可弯曲收缩，各分段轮辋外表轮廓构成圆形轮毂，此时，车轮切换成刚性车轮正常行驶。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例中弹性构件的分解结构示意图；
图3为本发明实施例中弹性构件的结构示意图；
图4为本发明实施例中套筒的凸起与支撑杆件的L形滑槽配合的结构示意图；
图5为本发明实施例中锁定机构的局部结构示意图；
图6为本发明实施例的使用状态示意图。
具体实施方式
参照图1至图6，本发明一种全地形刚性柔性切换轮，包括轮毂10、轮辋20及径向连接在轮毂10与轮辋20之间的四根轮辐30，四根轮辐30沿圆周方向均等间隔布置，轮辋20也对应由四段分段轮辋首尾组合构成，每段分段轮辋由固定轮辋21和活动轮辋22相连构成，各相应的固定轮辋21与轮辐30的外侧端部固定连接，活动轮辋22通过销轴与轮辐30的外侧端部相铰接，从而活动轮辋22可以绕铰接点转动，使得固定轮辋21与活动轮辋22活动分离，其中，固定轮辋21端部与活动轮辋22端部抵顶接触，使得各段固定轮辋21和活动轮辋22相连保持成圆形，即活动轮辋22即使在离心力作用下，也不会径向向外移动超出车轮的圆形轮廓，尤其是固定轮辋21和活动轮辋22外侧均设有轮胎，能保证固定轮辋21与活动轮辋22之间为柔性接触。
其中，四根轮辐30径向倾斜布置，各轮辐30的外侧端部与固定轮辋21固定连接，各轮辐30的内侧端部搭接在相邻轮辐30的中部，使得四根轮辐30相连呈井字状。
在轮毂10与活动轮辋22之间还分别连接有弹性构件40，弹性构件40可以弹性伸缩移动，弹性构件40的端部抵顶在活动轮辋22上，从而该活动轮辋22遇到地面障碍物时，活动轮辋22可以克服弹性构件40的弹性力绕铰接点转动向内收缩，以改变车轮的外表轮廓，使得车轮与地面实现多点接触或面接触，当该活动轮辋22离开地面时，在弹性构件40的弹性力作用下，活动轮辋22向外移动复位使得车轮恢复成圆形轮廓。即分段轮辋20完全在自然状态下是保持呈圆形轮廓，在受到地面障碍物作用时，分段轮辋20内收缩使得车轮轮廓改变。此时，车轮为适应复杂地形路面的柔性车轮。
优选地，弹性构件40包括径向固定在轮毂10外侧的管件41、容纳处于管件41内的弹簧42，及部分套装在管件41内支撑杆件43，支撑杆件43的一端与管件41内的弹簧42抵顶接触，支撑杆件43的另一端与活动轮辋22活动连接，从而，当活动轮辋22与地面障碍物接触时，受障碍物抵顶干涉，支撑杆件43能克服弹簧42的弹性力径向向内移动，活动轮辋22绕铰接点转动向内收缩，以改变车轮的外表轮廓。其中，活动轮辋22内侧径向向内凸起形成凸缘221，支撑杆件43另一端形成与凸缘221相嵌合的凹槽431，当活动轮辋22绕铰接点转动时，支撑杆件43径向移动同时，支撑杆件43端部的凹槽431可以沿凸缘221前后滑动。
活动轮辋22绕铰接点转动时，活动轮辋22的另一端部与相邻的轮辐之间形成滑动配合连接的关系，具体地，四根轮辐30均由两间隔并排的弧形轮辐31组成，两弧形轮辐31之间形成滑槽32，活动轮辋22的另一端部伸出嵌入至该滑槽32内，从而形成滑动配合连接，两弧形轮辐31之间的空隙还设有挡板33，挡板33可以有效地提高轮辐30的结构刚度，而且，车轮在沼泽、淤泥等水体环境下行驶时，径向分布的挡板33与水体接触，能提供一定反向推动力，避免出现车轮打滑空转。
当车轮在行驶在平直路面上时，车轮还可以切换成刚性车轮，具体地，在轮毂10上设有锁定弹性构件40使其转化为刚性构件的锁定机构，锁定机构包括转动连接在管件41端部的套筒44和拨动套筒44转动的拨杆部件，支撑杆件43外壁设有L形滑槽432，套筒44内壁设有嵌入L形滑槽432内的凸起441，L形滑槽432包括竖向滑槽和横向滑槽，当凸起441处于竖向滑槽内时，支撑杆件43还能径向移动不受干涉，此时，车辆仍为柔性车轮。当凸起441处于横向滑槽内时，由于凸起441顶在横向滑槽内限制了支撑杆件43径向移动，使得弹性构件40不具备弹性转化为刚性构件，此时，活动轮辋22不能向内收缩，各分段轮辋外表轮廓构成圆形轮毂，车轮便为刚性车轮。从而通过控制凸起441的位置便能控制弹性构件40的是否具备弹性。
本实施例中，通过控制套筒44转动位置使得凸起441位于竖向滑槽或横向滑槽，具体地，套筒44外壁两侧对称向外分别伸出形成凸缘板块442，两侧的凸缘板块442分别从两弧形轮辐31的槽口311向外伸出，通过拨动凸缘板块442可使套筒44转动，进而切换凸起441所处的位置。轮毂10的转轴两端由两缓冲支杆50支撑，拨杆部件设置在该缓冲支杆50上，包括分别套装在缓冲支杆50上的转筒51和固定连接在转筒51外壁的拨杆52，拨杆52受转筒51转动改变位置，进而可以选择性与凸缘板块442干涉接触，从而驱动套筒44转动。左右两侧的拨杆52相互独立且拨动套筒44转动的方向相反，一侧的拨杆52拨动套筒44顺时针转动，另一侧的拨杆52则拨动套筒44逆时针转动，两侧的拨杆52只有一侧处于工作状态。例如，左侧的拨杆52转动处于与凸缘板块442干涉接触的位置，右侧的拨杆52转动朝外与凸缘板块442不发生接触，每个弹性构件40中的凸缘板块442经过拨杆部件时，只有左侧的拨杆52则会拨动套筒44转动。
本发明全地形刚性柔性切换轮可以切换成刚性车轮或柔性车轮以适应不同地形行驶，在复杂地形路面行驶时，各分段轮辋通过各自对应的弹性构件弹性支撑顶起，车轮遇到地面障碍物时，在弹性构件弹性作用下，各分段轮辋可以弯曲向内收缩，进而改变车轮的外表轮廓，使得车轮与地面实现多点接触或面接触，提高车轮复杂地形路面下通过性能；当行驶在平直路面上时，通过锁定机构锁定弹性构件，使得分段轮辋不可弯曲收缩，各分段轮辋外表轮廓构成圆形轮毂，此时，车轮切换成刚性车轮正常行驶。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (7)

1.一种全地形刚性柔性切换轮，其特征在于：包括轮毂、轮辋及径向连接在轮毂与轮辋之间的至少三根轮辐，所述轮辋由至少三段分段轮辋首尾组合构成，所述分段轮辋一端与对应的轮辐外侧端部相铰接，所述分段轮辋另一端滑动连接在相邻的轮辐上，在所述轮毂与各分段轮辋之间还分别连接有弹性构件，在所述轮毂上设有锁定弹性构件使其转化为刚性构件的锁定机构，所述分段轮辋由固定轮辋和活动轮辋构成，所述固定轮辋与轮辐的外侧端部固定连接，活动轮辋与轮辐的外侧端部相铰接；
所述弹性构件包括径向固定在轮毂外侧的管件、容纳处于管件内的弹簧，及套装在管件内并且一端与弹簧抵顶接触的支撑杆件，所述支撑杆件的另一端与活动轮辋活动连接，所述锁定机构包括转动连接在管件端部的套筒和拨动套筒转动的拨杆部件，所述套筒外壁两侧对称向外分别伸出形成凸缘板块，所述拨杆部件包括两个独立可分别接触拨动两侧凸缘板块的拨杆，所述支撑杆件外壁设有L形滑槽，所述套筒内壁设有嵌入L形滑槽内的凸起。
2.根据权利要求1所述的全地形刚性柔性切换轮，其特征在于：所述轮毂的转轴两端由两缓冲支杆支撑，两所述缓冲支杆外分别套装有转筒，所述拨杆固定在转筒上。
3.根据权利要求1或2所述的全地形刚性柔性切换轮，其特征在于：所述活动轮辋内侧径向向内凸起形成凸缘，所述支撑杆件另一端形成与凸缘相嵌合的凹槽。
4.根据权利要求1或2所述的全地形刚性柔性切换轮，其特征在于：所述轮辐为四根，各所述轮辐径向倾斜布置且内侧端部搭接在相邻轮辐中部。
5.根据权利要求4所述的全地形刚性柔性切换轮，其特征在于：所述轮辐由两间隔并排的弧形轮辐组成，两所述弧形轮辐之间形成供分段轮辋端部嵌入的滑槽。
6.根据权利要求5所述的全地形刚性柔性切换轮，其特征在于：所述弹性构件处于两弧形轮辐之间的空隙处，两所述弧形轮辐分别设有供凸缘板块伸出的槽口。
7.根据权利要求5所述的全地形刚性柔性切换轮，其特征在于：两所述弧形轮辐之间设有挡板。
CN201710422599.1A 2017-06-07 2017-06-07 一种全地形刚性柔性切换轮 Active CN107244185B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710422599.1A CN107244185B (zh) 2017-06-07 2017-06-07 一种全地形刚性柔性切换轮

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710422599.1A CN107244185B (zh) 2017-06-07 2017-06-07 一种全地形刚性柔性切换轮

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107244185A CN107244185A (zh) 2017-10-13
CN107244185B true CN107244185B (zh) 2023-05-30

Family

ID=60018379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710422599.1A Active CN107244185B (zh) 2017-06-07 2017-06-07 一种全地形刚性柔性切换轮

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107244185B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109878265B (zh) * 2019-01-23 2021-10-19 江苏理工学院 一种可实现能量回收的刚性车轮
FR3098147B1 (fr) * 2019-07-04 2021-07-23 Borobo Roue transformable adaptée pour franchir des escaliers et robot autonome équipé d’au moins une telle roue
CN112140802A (zh) * 2020-09-21 2020-12-29 西北工业大学 自行车轮毂减震装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR486052A (fr) * 1917-07-04 1918-03-06 Tichenor Spring Wheel Company Perfectionnements aux roues à ressorts
CN201712415U (zh) * 2010-07-14 2011-01-19 张毅 多路况行走变形轮
CN103121375A (zh) * 2013-03-06 2013-05-29 浙江理工大学 电磁离合式重复折展锁解车轮机构
CN205523380U (zh) * 2016-03-29 2016-08-31 邹立新 一种具有越野性能的车轮结构
CN207088846U (zh) * 2017-06-07 2018-03-13 苏嘉明 一种全地形刚性柔性切换轮

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR486052A (fr) * 1917-07-04 1918-03-06 Tichenor Spring Wheel Company Perfectionnements aux roues à ressorts
CN201712415U (zh) * 2010-07-14 2011-01-19 张毅 多路况行走变形轮
CN103121375A (zh) * 2013-03-06 2013-05-29 浙江理工大学 电磁离合式重复折展锁解车轮机构
CN205523380U (zh) * 2016-03-29 2016-08-31 邹立新 一种具有越野性能的车轮结构
CN207088846U (zh) * 2017-06-07 2018-03-13 苏嘉明 一种全地形刚性柔性切换轮

Also Published As

Publication number Publication date
CN107244185A (zh) 2017-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107244185B (zh) 一种全地形刚性柔性切换轮
CN101491995B (zh) 一种适用于可变直径轮的弹性螺旋轮架
CN101357565A (zh) 具有模块式悬挂的婴儿车车轮
CN108349302A (zh) 可变直径轮
RU99124577A (ru) Барабан для сборки шин с устройством для заворота кромок браслета шины вверх
CN101503044A (zh) 一种适用于可变直径轮的机液联动变径轮架
CN109515061B (zh) 一种可自适应重构电动变形轮体结构
CN103950352B (zh) 一种径向重复折展车轮机构
KR100931217B1 (ko) 자전거
CN207106029U (zh) 车辆及其全向轮
CN103342138B (zh) 轮履带移动装置及其轮履带
CN103318279B (zh) 轮履带移动装置
CN101954834B (zh) 一种适用于可变直径轮的组合弹簧变径轮架
CN112976931A (zh) 一种轮-履两模式变形车轮
CN112339494A (zh) 一种基于凸轮的变形轮机构
CN107364279A (zh) 车辆及其全向轮
CN204150108U (zh) 一种狼狈式运输挂车用转向机构
CN207088846U (zh) 一种全地形刚性柔性切换轮
CN207241301U (zh) 全向移动轮
US20220266625A1 (en) Farm irrigation wheel
CA1220123A (en) Wheel for land vehicles and method for moving such vehicles over soft or irregular surfaces
CN108657146A (zh) 一种轮式机器人使用的刹车系统
CN107444008A (zh) 全向移动轮
CN204936689U (zh) 一种用于耕田车的车轮结构
CN206983610U (zh) 车辆及其全向移动轮

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant