CN110182272B - 一种基于内齿轮的履带式三角形/圆形变形轮机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于内齿轮的履带式三角形/圆形变形轮机构，其特征在于，包括上机架和下机架，上机架和下机架之间通过销轴固定，上机架和下机架上设置有矩形滑槽，矩形滑槽的一端连接圆形架，每个圆形架表面固定有三个齿轮轴，齿轮轴上均安装有传动齿轮，传动齿轮啮合有第一齿轮，第一齿轮连接有中间传动轮，中间传动轮连接有第三传动轮，第一齿轮、中间传动轮、第三传动轮通过中心传动杆和定位装置连接，上机架和下机架的三个角上均设置有圆形凹槽，圆形凹槽内均嵌设有滚轮，滚轮与定位装置通过销轴连接。采用机械式的机构变型，使轮胎在圆形和履带式三角型之间自由变换，该轮胎机构结合了履带式三角轮的特点和圆形轮的优点。

Description

一种基于内齿轮的履带式三角形/圆形变形轮机构

技术领域

本发明属于变形轮设备技术领域，具体涉及一种基于内齿轮的履带式三角形/圆形变形轮机构。

背景技术

履带式车辆，例如坦克，借助履带的“无限轨道”设计，有着压强小、抓合力大等利于越野的特点；但是轮式车辆在路面上更为快捷，一般比履带式至少快1/3，而且损耗少、维护简便。将三角形履带式轮胎的优点与正常圆形轮胎的优点相互结合，使得一个轮胎同时拥有三角形履带式轮胎优秀的越野能力以及正常圆形轮胎出色的运转速度以及运动稳定性，这将从理论上使得轮胎适用于95％的地形，速度更是要提升100％，同时这种轮胎的设计可以使公路交通变得更容易、更安全，因为履带式配置能够更好地牵引在泥淖、深沙、雪地中行驶，而车轮模式允许车辆在硬表面上高速行驶。两者之间的快速切换将允许驾驶员和乘客更容易地处理各种地形而不至于被障碍物阻挡或陷入松软路面。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于内齿轮的履带式三角形/圆形变形轮机构，采用机械式的机构变型，使轮胎在圆形和履带式三角型之间自由变换。

本发明所采用的技术方案是，一种基于内齿轮的履带式三角形/圆形变形轮机构，包括上机架和下机架，上机架和下机架之间通过多个销轴固定，上机和下机架中心处均开设有圆形通孔，上机架和下机架的圆形通孔内均设有涡轮-蜗杆机构，还包括两个异形凸轮机构和一个动力轴，每个异形凸轮机构包括凸轮，每个凸轮外壁沿周向均匀设置有三个支板，每个涡轮-蜗杆机构通过齿轮啮合连接凸轮，上机架和下机架相对的表面上设置有三个呈三角形排列的矩形滑槽，矩形滑槽的一端共同连接圆形架，每个圆形架表面沿周向均匀固定有三个齿轮轴，每个齿轮轴上均安装有传动齿轮，每个传动齿轮靠近圆形架一端面均啮合有第一齿轮，动力轴中部套设有内齿轮，内齿轮能与每个传动齿轮啮合，每个第一齿轮水平连接有中间传动轮，每个中间传动轮水平连接有第三传动轮，每个第一齿轮、中间传动轮、第三传动轮一表面通过中心传动杆连接，每个第一齿轮、中间传动轮、第三传动轮另一表面通过定位装置连接，上机架和下机架的三个角上均设置有圆形凹槽，每个圆形凹槽内均嵌设有滚轮，每个滚轮和每个支板均与定位装置通过销轴连接。

本发明的特点还在于，

每个滑轨槽上安装有加压抱死机构，每个加压抱死机构，包括矩形的滑块，滑块内水平安装有第一液压缸，滑块能在滑轨槽上滑动，滑块靠近圆形架外壁的一端部连接有弧形板，每两个弧形板的一端外壁通过第二液压缸连接。

上机架和下机架连接后的两个侧面和一个底面上均设置有液压囊，上机架和下机架内还均设置有三个四通的液压管，每个液压囊分别连接两个液压管一端，每个液压管的另外两端还连接第一液压缸和第二液压缸，每个液压管剩余端共同连接接入动力轴的油路。

每个定位装置包括定位杆，每个定位杆一端连接有大轮，大轮中心处均开设有通孔，每个滚轮与定位杆上的大轮、第三传动轮通过销轴连接，每个中间传动轮与定位杆中部通过销轴连接，每个定位杆另一端与每个支板通过销轴连接。

上机架和下机架相对的表面上还均设置有三个弧形槽口，每个支板均与上机架和下机架表面接触，且通过弧形槽口在上机架和下机架表面进行弧形运动。

每个圆形架位于上机架和下机架的中心且与其表面不接触。

第一齿轮、中间传动轮、第三传动轮表面与中心传动杆之间通过销轴固接。

本发明的有益效果是，

采用机械式的机构变型，使轮胎在圆形和履带式三角型之间自由变换，该轮胎机构结合了履带式三脚轮的特点和圆形轮的优点，另外，只拥有单一动力来源，无需增加多余动力来源，并在控制方面采用绝大部分正常车辆都拥有的液压油路控制系统以及电子控制系统，为正常车辆使用本设计降低了自身要求。

附图说明

图1是本发明一种基于内齿轮的履带式三角形/圆形变形轮机构的爆炸图；

图2是本发明一种基于内齿轮的履带式三角形/圆形变形轮机构中下机架的结构示意图(一)；

图3是本发明一种基于内齿轮的履带式三角形/圆形变形轮机构的半剖斜视图；

图4是本发明一种基于内齿轮的履带式三角形/圆形变形轮机构中机架的剖视图；

图5是本发明一种基于内齿轮的履带式三角形/圆形变形轮机构中下机架的结构示意图(二)；

图6是本发明一种基于内齿轮的履带式三角形/圆形变形轮机构中三角形时的半剖正视图；

图7是本发明一种基于内齿轮的履带式三角形/圆形变形轮机构中圆形时的半剖正视图。

图中，1.上机架，2.加压抱死机构，3.第一齿轮，4.中间传动轮，5.第三传动轮，6.定位装置，7.中心传动杆，8.内齿轮，9.传动齿轮，10.下机架，11.涡轮-蜗杆机构，12.液压管，13.液压囊，14.第二液压缸，15.支板，16.凸轮，17.矩形滑槽，18.滑块，19.圆形架，20.弧形板，21.齿轮轴，22.定位杆，23.滚轮。

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。

本发明一种基于内齿轮的履带式三角形/圆形变形轮机构，如图1所示，包括三角形的上机架1和下机架10，上机架1和下机架10之间通过多个销轴固定，上机架1和下机架10中心处均开设有圆形通孔，上机架1和下机架10相对的表面上还均设置有三个弧形槽口，上机架1和下机架10的三个角上均设置有圆形凹槽，圆形凹槽内开设有弧形槽口；

上机架1和下机架10相对的表面上设置有三个呈三角形排列的矩形滑槽17，如图2所示，矩形滑槽17的一端共同连接圆形架19，圆形架19位于上机架1和下机架10的中心且与其表面不接触，每个滑轨槽17上安装有加压抱死机构2，加压抱死机构2包括矩形的滑块18，滑块18内水平安装有第一液压缸，滑块18能在滑轨槽17上滑动，滑块18靠近圆形架19外壁的一端部连接有弧形板20，每两个弧形板20的一端外壁通过第二液压缸14连接；

上机架1和下机架10的圆形通孔内均设有涡轮-蜗杆机构11，还包括两个异形凸轮机构和一个动力轴，每个异形凸轮机构包括凸轮16，每个凸轮16外壁沿周向均匀设置有三个支板15，每个支板15上还设置有销轴孔，每个涡轮-蜗杆机构11通过齿轮啮合连接凸轮16，每个异形凸轮机构伸出圆形通孔；

圆形架19与凸轮16呈上下设置；

动力轴穿过上机架1的圆形通孔、涡轮-蜗杆机构11的中心、凸轮16的中心、圆形架19的中心、下机架10的圆形通孔；

每个圆形架19表面沿周向均匀固定有三个齿轮轴21，每个齿轮轴21上均安装有传动齿轮9，每个传动齿轮9靠近圆形架19一端面均啮合有第一齿轮3，动力轴中部套设有内齿轮8，弧形板20用于将内齿轮8进行抱死；内齿轮8内壁能与每个传动齿轮9外壁啮合，六个第一齿轮3沿内齿轮8两端面周向均匀设置，如图3及图4所示，每个第一齿轮3水平连接有中间传动轮4，每个中间传动轮4水平连接有第三传动轮5，第一齿轮3、中间传动轮4、第三传动轮5一表面通过中心传动杆7连接，且第一齿轮3、中间传动轮4、第三传动轮5表面与中心传动杆7之间通过销轴固接，第一齿轮3、中间传动轮4、第三传动轮5另一表面通过定位装置6连接，定位装置6包括定位杆22，如图5所示，定位杆22一端连接有大轮，大轮中心处均开设有通孔，第一齿轮3和定位杆22上的另一端一表面通过销轴连接，中间传动轮4与定位杆22中部通过销轴连接；

每个圆形凹槽内均嵌设有滚轮23，每个滚轮23通过弧形槽口向上机架1和下机架10的中心进行缩进运动，每个滚轮23与定位杆22上的大轮、第三传动轮5通过销轴连接；

每个定位杆22上的另一端的另一表面与每个支板15通过销轴连接，每个支板15均与上机架1和下机架10表面接触，且通过弧形槽口在上机架1和下机架10表面进行弧形运动；

上机架1和下机架10连接后的两个侧面和一个底面上均设置有液压囊13，如图6及图7所示，液压囊13一共设置有三个；上机架1和下机架10内还均设置有三个四通的液压管12，每个液压囊13有两个孔连分别连接两个液压管12一端，每个液压管12的另外两端还连接第一液压缸和第二液压缸14，每个液压管12剩余端共同连接接入动力轴的油路；

本发明一种基于内齿轮的履带式三角形/圆形变形轮机构，其具体工作原理是：

因为本设计用于正常普通车辆，使用正常车辆都拥有的液压油路控制系统以及电子控制系统，正常普通车辆将于该轮胎相连接的动力轴更换为中空轴，使液压油路和电子电路从中空轴传出连接该轮胎，修改并增加部分液压油路控制系统以及电子控制系统后便可使用该轮胎。

所以首先车辆点火，启动液压油路控制系统以及电子控制系统，控制本设计变形轮进入待机状态。车辆发动机动力经变速箱传入旋转轴进入差速器后的后轮动力轴带动内齿轮8；接下来根据变形轮初始状态分为两种情况。

情况一，初始状态为三角形：

轮胎位于三角形状态下，中间主转动内齿轮8转动，带动内部六个与内齿轮8相啮合的传动齿轮9，传动齿轮9带动第一齿轮3、中间传动轮4、第三传动轮5转动，使连杆传动中心传动杆7平面运动，因为第三传动轮5与滚轮23相互销轴连接并同步转动，外挂与滚轮23的履带开始运动带动车辆运动；

与此同时液压油路控制系统以及电子控制系统作用下，内置式中空涡轮-蜗杆机构11待机静止，加压抱死机构、液压囊13、第二液压缸14在低压状态下保压静止(液压囊13压缩使接近平面)。

情况二，初始状态为圆形：

在液压油路控制系统以及电子控制系统作用下，内置式中空涡轮-蜗杆机构11待机静止，加压抱死机构2、液压囊13、第二液压缸14在车辆的液压油路中(经内置于机架中液压管路)获得高压油，加压抱死机构2开始在高压油的作用下继续抱死内齿轮8，液压囊13继续保持膨胀状态，第二液压缸14继续保持在扣紧锁死状态。加压抱死机构2在中间抱死内齿轮8，使得内齿轮8与加压抱死机构2同步转动，又因为加压抱死机构2与上机架1和下机架10以滑块滑轨的形式连接，使得加压抱死机构2将动力传与上机架1和下机架10，让上机架1和下机架10与内齿轮8同步转动。

与此同时，第一齿轮3、中间传动轮4、第三传动轮5在异形凸轮机构10变位情况下处于收缩状态，收缩状态时异形凸轮机构旋转带动定位装置6，定位装置6与异形凸轮机构销轴连接端弧线运动，大轮端向轮胎内部收缩，使滚轮23收缩于机架内，内齿轮8与传动齿轮9未处于啮合状态，使得第三传动轮5无法获得动力，且与第三传动轮5在上机架1和下机架10相啮合的棘型卡槽卡死滚轮23，这样履带无法自由运动，使轮胎以正常圆形轮胎一样转动。

在车辆液压油路控制系统以及电子控制系统得到变形后的命令后，其液压油路控制系统以及电子控制系统开始控制各个机构活动，且分为两种情况。

情况一，三角形变为圆形：

加压抱死机构2开始在高压油的作用下加压抱死内齿轮8。同时内置于机架内部的液压囊13开始冲入液压油使其膨胀，此运动将整个车轮撑成圆形同时张紧了因位于三角形三个角的第一齿轮3、中间传动轮4、第三传动轮5进行回缩而放松的最外层的履带，第二液压缸14在高压油的作用下进入扣紧锁死状态。

同时，在电子控制系统的作用下，内置式中空涡轮-蜗杆机构11开始运动，并在与异形凸轮机构啮合的齿轮作用下转动异形凸轮16，这样使得第一齿轮3、中间传动轮4、第三传动轮5在异形凸轮机构变位情况下进入收缩状态，内齿轮8与传动齿轮9脱离啮合状态，使得第三传动轮5无法获得动力，这样履带无法自由运动，使轮胎以正常圆形轮胎一样转动。

情况二，圆形变为三角形：

加压抱死机构2开始在低压油的作用下降压放松内齿轮8。同时内置于机架内部的液压囊13开始排除液压油使其压缩，第二液压缸14在低压油的作用下进入放松开锁状态。

同时，在电子控制系统的作用下，内置式中空涡轮-蜗杆机构11开始运动，并在与异形凸轮机构啮合的齿轮作用下转动异形凸轮16(与情况一旋转方向相反)，这样使得第一齿轮3、中间传动轮4、第三传动轮5在异形凸轮机构变位情况下进入伸出状态，内齿轮8与传动齿轮9进入啮合状态，使得第三传动轮5获得动力，此运动将整个车轮撑成三角形同时张紧了因液压囊13开始排出液压油使其压缩而放松的最外层的履带，使连杆传动中心传动杆7平面运动并因为第三传动轮5与滚轮23相互销轴连接并同步转动，外挂与滚轮23的履带开始运动带动车辆运动。

Claims (7)

1.一种基于内齿轮的履带式三角形/圆形变形轮机构，其特征在于，包括三角形的上机架(1)和下机架(10)，所述上机架(1)和下机架(10)之间通过多个销轴固定，所述上机架(1)和下机架(10)中心处均开设有圆形通孔，所述上机架(1)和下机架(10)的圆形通孔内均设有涡轮-蜗杆机构(11)，还包括两个异形凸轮机构和一个动力轴，每个所述异形凸轮机构包括凸轮(16)，每个所述凸轮(16)外壁沿周向均匀设置有三个支板(15)，每个所述涡轮-蜗杆机构(11)通过齿轮啮合连接凸轮(16)，所述上机架(1)和下机架(10)相对的表面上设置有三个呈三角形排列的矩形滑槽(17)，所述矩形滑槽(17)的一端共同连接圆形架(19)，每个所述圆形架(19)表面沿周向均匀固定有三个齿轮轴(21)，每个所述齿轮轴(21)上均安装有传动齿轮(9)，每个所述传动齿轮(9)靠近圆形架(19)一端面均啮合有第一齿轮(3)，所述动力轴中部套设有内齿轮(8)，所述内齿轮(8)能与每个传动齿轮(9)啮合，每个所述第一齿轮(3)水平连接有中间传动轮(4)，每个所述中间传动轮(4)水平连接有第三传动轮(5)，每个所述第一齿轮(3)、中间传动轮(4)、第三传动轮(5)一表面通过中心传动杆(7)连接，每个第一齿轮(3)、中间传动轮(4)、第三传动轮(5)另一表面通过定位装置(6)连接，所述上机架(1)和下机架(10)的三个角上均设置有圆形凹槽，每个所述圆形凹槽内均嵌设有滚轮(23)，每个所述滚轮(23)和每个支板(15)均与定位装置(6)通过销轴连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于内齿轮的履带式三角形/圆形变形轮机构，其特征在于，每个所述矩形滑槽(17)上安装有加压抱死机构(2)，每个所述加压抱死机构(2)，包括矩形的滑块(18)，所述滑块(18)内水平安装有第一液压缸，所述滑块(18)能在矩形滑槽(17)上滑动，所述滑块(18)靠近圆形架(19)外壁的一端部连接有弧形板(20)，每两个所述弧形板(20)的一端外壁通过第二液压缸(14)连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于内齿轮的履带式三角形/圆形变形轮机构，其特征在于，所述上机架(1)和下机架(10)连接后的两个侧面和一个底面上均设置有液压囊(13)，所述上机架(1)和下机架(10)内还均设置有三个四通的液压管(12)，每个所述液压囊(13)分别连接两个液压管(12)一端，每个所述液压管(12)的另外两端还连接第一液压缸和第二液压缸(14)，每个所述液压管(12)剩余端共同连接接入动力轴的油路。

4.根据权利要求1所述的一种基于内齿轮的履带式三角形/圆形变形轮机构，其特征在于，每个所述定位装置(6)包括定位杆(22)，每个所述定位杆(22)一端连接有大轮，所述大轮中心处均开设有通孔，每个所述滚轮(23)与定位杆(22)上的大轮、第三传动轮(5)通过销轴连接，每个所述中间传动轮(4)与定位杆(22)中部通过销轴连接，每个所述定位杆(22)另一端与每个支板(15)通过销轴连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于内齿轮的履带式三角形/圆形变形轮机构，其特征在于，所述上机架(1)和下机架(10)相对的表面上还均设置有三个弧形槽口，每个所述支板(15)均与上机架(1)和下机架(10)表面接触，且通过弧形槽口在所述上机架(1)和下机架(10)表面进行弧形运动。

6.根据权利要求1所述的一种基于内齿轮的履带式三角形/圆形变形轮机构，其特征在于，每个所述圆形架(19)位于上机架(1)和下机架(10)的中心且与其表面不接触。

7.根据权利要求1所述的一种基于内齿轮的履带式三角形/圆形变形轮机构，其特征在于，所述第一齿轮(3)、中间传动轮(4)、第三传动轮(5)表面与中心传动杆(7)之间通过销轴固接。

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