CN108032678A - 变直径车轮及其变直径方法 - Google Patents

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任金波
陈辉
谢宇
张翔
施火结
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Fujian Agriculture and Forestry University
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    • 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
    • B60B19/04—Wheels not otherwise provided for or having characteristics specified in one of the subgroups of this group expansible

Abstract

本发明涉及一种变直径车轮，包括机架，所述机架的中部设置有太阳轮，所述太阳轮的周侧啮合有若干个行星轮，每个所述行星轮均对应设置有丝杆滑台机构、剪叉机构以及轮面板，每个所述行星轮均依次经相对应的丝杆滑台机构、剪叉机构与轮面板相连接，所述丝杆滑台机构包含丝杆、导杆以及套设在两者上的滑台，所述行星轮带动丝杆转动，所述丝杆转动带动滑台沿着丝杆轴向往复运动，所述滑台沿着丝杆轴向往复运带动剪叉机构开合，所述轮面板随着剪叉机构的开合径向往复运动；本发明还涉及一种变直径车轮的变直径方法。本发明结构设计简单可靠，实现车轮的直径变化，极大地提高了车辆或者移动机器人的越障能力，具有广阔的应用前景。

Description

变直径车轮及其变直径方法
技术领域
本发明涉及一种变直径车轮及其变直径方法。
背景技术
现有的车轮一般为定直径车轮，对于特殊的场合，例如灾后救援、深空探测、移动机器人、特种车辆等领域，定直径车轮具有一定的局限性。现有的直径可以变化的车轮结构设计不合理，难以使用。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种变直径车轮及其变直径方法，不仅结构设计合理，而且高效便捷。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种变直径车轮，包括机架，所述机架的中部设置有太阳轮，所述太阳轮的周侧啮合有若干个行星轮，每个所述行星轮均对应设置有丝杆滑台机构、剪叉机构以及轮面板，每个所述行星轮均依次经相对应的丝杆滑台机构、剪叉机构与轮面板相连接，所述丝杆滑台机构包含丝杆、导杆以及套设在两者上的滑台，所述行星轮带动丝杆转动，所述丝杆转动带动滑台沿着丝杆轴向往复运动，所述滑台沿着丝杆轴向往复运带动剪叉机构开合，所述轮面板随着剪叉机构的开合径向往复运动。
进一步的，所述剪叉机构包含至少一对相互交叉铰接的连杆，其中最靠近丝杆滑台机构的一对连杆中的一个连杆的首端与机架相铰接，其中最靠近丝杆滑台机构的一对连杆中的另一个连杆的首端与滑台相铰接；所述轮面板的内侧壁沿其轴向设置有滑槽，其中最靠近轮面板的一对连杆中的一个连杆的末端与滑槽相配合，其中最靠近轮面板的一对连杆中的另一个连杆的末端与轮面板相铰接。
进一步的，所述太阳轮、行星轮以及丝杆滑台机构相互平行设置。
进一步的，若干个所述轮面板完全收合后形成一个完整的圆形。
进一步的，每个所述轮面板的外侧壁均设置有折线型的花纹。
进一步的，所述太阳轮由电机驱动。
一种变直径车轮的变直径方法，包括上述所述的变直径车轮，包含以下步骤：太阳轮正向转动带动所有行星轮反向转动，行星轮反向转动带动丝杆反向转动，丝杆反向转动带动滑台沿着丝杆轴向正向滑动，所述滑台沿着丝杆轴向正向滑动带动剪叉机构收起，所述轮面板随着剪叉机构的收起而径向打开，变直径车轮的直径变大；太阳轮反向转动带动所有行星轮正向转动，行星轮正向转动带动丝杆正向转动，丝杆正向转动带动滑台沿着丝杆轴向反向滑动，所述滑台沿着丝杆轴向反向滑动带动剪叉机构打开，所述轮面板随着剪叉机构的打开而径向收起，变直径车轮的直径变小。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明结构设计简单可靠，实现车轮的直径变化，极大地提高了车辆或者移动机器人的越障能力，具有广阔的应用前景。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例的构造示意图。
图2为本发明实施例的构造示意图。
图中：1-机架，2-太阳轮，3-行星轮，4-丝杆滑台机构，401-丝杆，402-导杆，403-滑台，5-剪叉机构，501-连杆，6-轮面板，7-滑槽。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1~2所示，一种变直径车轮，包括机架1，所述机架1的中部设置有太阳轮2，所述太阳轮2的周侧啮合有若干个行星轮3，每个所述行星轮3均对应设置有丝杆滑台机构4、剪叉机构5以及轮面板6，每个所述行星轮3均依次经相对应的丝杆滑台机构4、剪叉机构5与轮面板6相连接，所述丝杆滑台机构4包含丝杆401、导杆402以及套设在两者上的滑台403，所述行星轮3带动丝杆401转动，所述丝杆401转动带动滑台403沿着丝杆401轴向往复运动，所述滑台403沿着丝杆401轴向往复运带动剪叉机构5开合，所述轮面板6随着剪叉机构5的开合径向往复运动；所述剪叉机构5相当于车轮的轮辐，也就是说，本发明是通过改变轮辐的直线长度从而实现车轮的直径变化；所述滑台403与丝杆401螺纹连接，所述滑台403与导杆402滑动配合，当然所述丝杆滑台机构4可以选用滚珠丝杆401机构，根据实际情况而定，并不局限于此；上述所述轮面板6随着剪叉机构5的开合径向往复运动指的是轮面板6随着剪叉机构5的开合做远离或靠近太阳轮2的运动。
在本发明实施例中，所述剪叉机构5包含至少一对相互交叉铰接的连杆501，其中最靠近丝杆滑台机构4的一对连杆501中的一个连杆501的首端与机架1相铰接，其中最靠近丝杆滑台机构4的一对连杆501中的另一个连杆501的首端与滑台403相铰接；所述轮面板6的内侧壁沿其轴向设置有滑槽7，其中最靠近轮面板6的一对连杆501中的一个连杆501的末端与滑槽7相配合，其中最靠近轮面板6的一对连杆501中的另一个连杆501的末端与轮面板6相铰接；当所述剪叉机构5包含一对相互交叉铰接的连杆501时，一个连杆501的首端与机架1相铰接，另一个连杆501的首端与滑台403相铰接；所述轮面板6的内侧壁沿其轴向设置有滑槽7，一个连杆501的末端与滑槽7相配合，另一个连杆501的末端与轮面板6相铰接。
在本发明实施例中，所述太阳轮2、行星轮3以及丝杆滑台机构4相互平行设置。
在本发明实施例中，若干个所述轮面板6完全收合后形成一个完整的圆形。
在本发明实施例中，每个所述轮面板6的外侧壁均设置有折线型的花纹。
在本发明实施例中，所述太阳轮2由电机驱动。
在本发明实施例中，一种变直径车轮的变直径方法，包括上述所述的变直径车轮，包含以下步骤：太阳轮2正向转动带动所有行星轮3反向转动，行星轮3反向转动带动丝杆401反向转动，丝杆401反向转动带动滑台403沿着丝杆401轴向正向滑动，所述滑台403沿着丝杆401轴向正向滑动带动剪叉机构5收起，所述轮面板6随着剪叉机构5的收起而径向打开，变直径车轮的直径变大；太阳轮2反向转动带动所有行星轮3正向转动，行星轮3正向转动带动丝杆401正向转动，丝杆401正向转动带动滑台403沿着丝杆401轴向反向滑动，所述滑台403沿着丝杆401轴向反向滑动带动剪叉机构5打开，所述轮面板6随着剪叉机构5的打开而径向收起，变直径车轮的直径变小。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的变直径车轮及其变直径方法。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种变直径车轮，其特征在于：包括机架，所述机架的中部设置有太阳轮，所述太阳轮的周侧啮合有若干个行星轮，每个所述行星轮均对应设置有丝杆滑台机构、剪叉机构以及轮面板，每个所述行星轮均依次经相对应的丝杆滑台机构、剪叉机构与轮面板相连接，所述丝杆滑台机构包含丝杆、导杆以及套设在两者上的滑台，所述行星轮带动丝杆转动，所述丝杆转动带动滑台沿着丝杆轴向往复运动，所述滑台沿着丝杆轴向往复运带动剪叉机构开合，所述轮面板随着剪叉机构的开合径向往复运动。
2.根据权利要求1所述的变直径车轮，其特征在于：所述剪叉机构包含至少一对相互交叉铰接的连杆，其中最靠近丝杆滑台机构的一对连杆中的一个连杆的首端与机架相铰接，其中最靠近丝杆滑台机构的一对连杆中的另一个连杆的首端与滑台相铰接；所述轮面板的内侧壁沿其轴向设置有滑槽，其中最靠近轮面板的一对连杆中的一个连杆的末端与滑槽相配合，其中最靠近轮面板的一对连杆中的另一个连杆的末端与轮面板相铰接。
3.根据权利要求1所述的变直径车轮，其特征在于：所述太阳轮、行星轮以及丝杆滑台机构相互平行设置。
4.根据权利要求1所述的变直径车轮，其特征在于：若干个所述轮面板完全收合后形成一个完整的圆形。
5.根据权利要求1所述的变直径车轮，其特征在于：每个所述轮面板的外侧壁均设置有折线型的花纹。
6.根据权利要求1所述的变直径车轮，其特征在于：所述太阳轮由电机驱动。
7.一种变直径车轮的变直径方法，其特征在于，包括如权利要求1所述的变直径车轮，包含以下步骤：太阳轮正向转动带动所有行星轮反向转动，行星轮反向转动带动丝杆反向转动，丝杆反向转动带动滑台沿着丝杆轴向正向滑动，所述滑台沿着丝杆轴向正向滑动带动剪叉机构收起，所述轮面板随着剪叉机构的收起而径向打开，变直径车轮的直径变大；太阳轮反向转动带动所有行星轮正向转动，行星轮正向转动带动丝杆正向转动，丝杆正向转动带动滑台沿着丝杆轴向反向滑动，所述滑台沿着丝杆轴向反向滑动带动剪叉机构打开，所述轮面板随着剪叉机构的打开而径向收起，变直径车轮的直径变小。
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