CN111086352A - 多杆联动可变轮径车轮、车辆底盘及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多杆联动可变轮径车轮、车辆底盘及车辆，所述车轮包括行走驱动轮盘、变径驱动轮盘、轮轴、橡胶带、多个滑套组件以及多根轮杆，所述轮轴穿过变径驱动轮盘的中心后与行走驱动轮盘的中心固定连接；所述滑套组件与轮杆一一对应，每个滑套组件与行走驱动轮盘转动连接，每根轮杆能够在对应的滑套组件内伸缩滑动，且每根轮杆的第一端与变径驱动轮盘转动连接，所述橡胶带与每根轮杆的第二端固定连接；所述轮轴由第一动力源驱动转动，从而带动行走驱动轮盘转动，所述变径驱动轮盘由第二动力源驱动转动。本发明的车轮采用了连杆结构和联动控制来改变车轮的轮径，结构简单，制造成本低，易于推广应用。

Description

多杆联动可变轮径车轮、车辆底盘及车辆

技术领域

本发明涉及一种车轮，尤其是一种多杆联动可变轮径车轮、车辆底盘及车辆，属于车辆轮系结构的设计领域。

背景技术

目前的轮系结构中，轮毂和轮胎大都是完整的圆形结构，轮子一旦加工完成，轮子尺寸便不可再改变。圆形车轮运行平稳，在高速状态下前进依然运行稳定，机器振动小。但在低速工作领域，如工程机械、低速农业机械等领域，不可变尺寸车轮限制了机械的应用范围，如在丘陵山地或斜坡路面，机器会发生倾斜，导致机械工作精度降低，甚至导致操作人员出行人身安全事故。

发明内容

本发明的第一个目的是为了克服上述现有技术的不足之处，提供了一种多杆联动可变轮径车轮，该车轮采用了连杆结构和联动控制来改变车轮的轮径，结构简单，制造成本低，易于推广应用。

本发明的第二个目的在于提供一种包含上述多杆联动可变轮径车轮的车辆底盘。

本发明的第三个目的在于提供一种包含上述车辆底盘的车辆。

本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种多杆联动可变轮径车轮，包括行走驱动轮盘、变径驱动轮盘、轮轴、橡胶带、多个滑套组件以及多根轮杆，所述轮轴穿过变径驱动轮盘的中心后与行走驱动轮盘的中心固定连接；

所述滑套组件与轮杆一一对应，每个滑套组件与行走驱动轮盘转动连接，每根轮杆能够在对应的滑套组件内伸缩滑动，且每根轮杆的第一端与变径驱动轮盘转动连接，所述橡胶带与每根轮杆的第二端固定连接；

所述轮轴由第一动力源驱动转动，从而带动行走驱动轮盘转动，所述变径驱动轮盘由第二动力源驱动转动。

进一步的，每根轮杆的第一端通过转动销组件与变径驱动轮盘转动连接。

进一步的，所述转动销组件包括销轴、第一法兰铜套和螺母，所述变径驱动轮盘上设有多个与转动销组件对应的第一通孔，多个第一通孔沿变径驱动轮盘的圆周方向均匀分布，每个第一通孔用于安装对应的第一法兰铜套，每根轮杆的第一端设有销孔，所述销轴依次穿过销孔和第一法兰铜套后通过螺母固定。

进一步的，每个滑套组件包括螺钉、挡板和滑套，所述行走驱动轮盘上设有多个与滑套组件对应的第二通孔，多个第二通孔沿行走驱动轮盘的圆周方向均匀分布，所述滑套包括滑套体和铰轴，所述铰轴固定在滑套体上，所述滑套体上开有滑套孔，每根轮杆能够在对应的滑套孔内伸缩滑动，所述铰轴上设有第一螺纹孔，所述铰轴穿过第二通孔，所述螺钉穿过挡板后与第一螺纹孔配合连接，使挡板安装在铰轴上。

进一步的，每个滑套组件还包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承设置在滑套体的内侧面与行走驱动轮盘的内侧面之间，所述第二轴承设置在行走驱动轮盘的外侧面与挡板的内侧面之间，且带有第二法兰铜套，每个第二通孔用于安装对应的第二法兰铜套，所述铰轴穿过第一轴承后安装在第二法兰铜套内，所述螺钉穿过挡板后与第一螺纹孔配合连接，使挡板安装在铰轴上。

进一步的，所述行走驱动轮盘的中心设有键槽孔，所述轮轴穿过变径驱动轮盘的中心后，通过键与键槽孔配合连接，使轮轴与行走驱动轮盘的中心固定连接。

进一步的，所述变径驱动轮盘与轮轴之间设有第三轴承，所述第三轴承带有第三法兰铜套，所述变径驱动轮盘的中心设有第三通孔，所述第三通孔用于安装第三法兰铜套，所述轮轴穿过第三法兰铜套后与行走驱动轮盘的中心固定连接。

进一步的，每根轮杆的第二端设有第二螺纹孔，通过螺丝与第二螺纹孔配合连接，使橡胶带固定在每根轮杆的第二端。

本发明的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种车辆底盘，包括两个上述的多杆联动可变轮径车轮，两个多杆联动可变轮径车轮的轮轴之间相连接，且两个多杆联动可变轮径车轮的轮轴轴心重合。

本发明的第三个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种车辆，包括上述的车辆底盘。

本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：

本发明设计了多个滑套组件和多根轮杆，滑套组件与轮杆一一对应，每根轮杆的第一端与变径驱动轮盘转动连接，可相对变径驱动轮盘转动，每个滑套组件与行走驱动轮盘转动连接，每根轮杆能够在对应的滑套组件内伸缩滑动，实现了轮杆边伸缩滑动，边相对行走驱动轮盘转动，通过采用连杆结构和联动控制来改变车轮的轮径，整个车轮结构简单，制造成本低，易于推广应用；同时，本发明的轮轴和变径驱动轮盘有由两个独立的动力源来驱动转动，在两个动力源的驱动下，使行走驱动轮盘和变径驱动轮盘转动，实现了边前进，边变径的目的；此外，本发明突破以往轮胎是圆形的思路，通过橡胶带与每根轮杆的第二端固定连接，以实现正多边形弹性轮胎，不仅实现了车轮变径的目的，而且可增加车轮与地面接触面积，增加车轮前进平稳性。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例的多杆联动可变轮径车轮的正视结构示意图。

图2为本发明实施例的多杆联动可变轮径车轮的侧视结构示意图。

图3为本发明实施例的多杆联动可变轮径车轮省略了橡胶带的立体结构示意图。

图4为本发明实施例的变径驱动轮盘的结构示意图。

图5为本发明实施例的轮杆的正视结构示意图。

图6为本发明实施例的轮杆的左视结构示意图。

图7为本发明实施例的变径驱动轮盘与轮杆转动连接的其中一个角度的立体结构示意图。

图8为本发明实施例的变径驱动轮盘与轮杆转动连接的另一个角度的立体结构示意图。

图9为本发明实施例的转动销组件中的销轴的结构示意图。

图10为本发明实施例的行走驱动轮盘的结构示意图。

图11为本发明实施例的行走驱动轮盘与滑套组件转动连接的立体结构示意图。

图12为本发明实施例的滑套组件中滑套的立体结构示意图。

图13为本发明实施例的滑套组件中滑套的正视结构示意图。

图14为本发明实施例的滑套组件中滑套的左视结构示意图。

图15为本发明实施例的滑套组件中滑套的俯视结构示意图。

其中，1-行走驱动轮盘，101-第二通孔，102-键槽孔，2-变径驱动轮盘，201-安装孔，202-第一通孔，203-第三通孔，3-轮轴，4-橡胶带，5-滑套组件，501-螺钉，502-挡板，503-滑套，5031-滑套体，50311-滑套孔，5032-铰轴，50321-第一螺纹孔，504-第一轴承，505-第二轴承，6-轮杆，601-销孔，602-第二螺纹孔，7-转动销组件，701-销轴，702-第一法兰铜套，703-螺母，8-第三轴承。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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。

实施例：

如图1～图3所示，本实施例提供了一种多杆联动可变轮径车轮，该车轮行走驱动轮盘1、变径驱动轮盘2、轮轴3、橡胶带4、八个滑套组件5以及八根轮杆6，轮轴3穿过变径驱动轮盘2的中心后与行走驱动轮盘1的中心固定连接，滑套组件5与轮杆6一一对应，每个滑套组件5与行走驱动轮盘1转动连接，每根轮杆6能够在对应的滑套组件5内伸缩滑动，且每根轮杆6的第一端与变径驱动轮盘2转动连接，橡胶带4与每根轮杆6的第二端固定连接。

行走驱动轮盘1由轮轴3带动转动，为了使轮轴3转动，本实施例利用了第一动力源来驱动轮轴3转动，该第一动力源可以采用底盘的行走驱动机构，该行走驱动机构可以包括行走驱动电机、行走驱动链、差速器等，行走驱动电机通过行走驱动链1302和差速器带动轮轴3转动；为了使变径驱动轮盘2转动，本实施例利用了第二动力源来驱动变径驱动轮盘2转动，该第二动力源可以采用变径驱动机构，该变径驱动机构包括步进电机、齿轮组件等，步进电机通过齿轮组件带动变径驱动轮盘2转动，为了安装变径驱动机构，本实施例的变径驱动轮盘2的中心与外圆之间设有四个安装孔201，四个安装孔201沿变径驱动轮盘2的圆周方向均匀分布，变径驱动机构能够通过四个安装孔201安装在变径驱动轮盘2上；第一动力源和第二动力源是相互独立的动力源，分别驱动行走驱动轮盘1和变径驱动轮盘2转动，实现了边前进，边变径的目的。

如图4～图9所示，为了实现每根轮杆6的第一端与变径驱动轮盘2的转动连接，本实施例中，每根轮杆6的第一端通过转动销组件7与变径驱动轮盘2转动连接，可以理解，转动销组件7的数量也有八个；进一步地，转动销组件7包括销轴701、第一法兰铜套702和螺母703，变径驱动轮盘2上设有八个与转动销组件7对应的第一通孔202，本实施例的八个通孔202设置在变径驱动轮盘2的外圆内侧，且沿变径驱动轮盘2的圆周方向均匀分布，每个第一通孔202用于安装对应的第一法兰铜套702，第一法兰铜套702安装在变径驱动轮盘2上，能够避免轮杆6与变径驱动轮盘2直接接触导致摩擦力过大；每根轮杆6的第一端设有销孔601，销轴701依次穿过销孔601和第一法兰铜套702后通过螺母703固定，通过销轴701与销孔601同心配合，使轮杆6可绕销轴701转动。

如图10～图15所示，为了实现每个滑套组件5与行走驱动轮盘1的转动连接，本实施例的每个滑套组件5包括螺钉501、挡板502和滑套503，行走驱动轮盘1上设有八个与滑套组件5对应的第二通孔101，本实施例的八个第二通孔101设置在行走驱动轮盘1的外圆内侧，且沿行走驱动轮盘1的圆周方向均匀分布；滑套503包括滑套体5031和铰轴5032，滑套体5031上开有滑套孔50311，本实施例的滑套体5031为方形滑套体，滑套体5031上的滑套孔50311为方形滑套孔，每根轮杆6能够在对应的滑套孔50311内伸缩滑动，铰轴5032上设有第一螺纹孔50321，铰轴5032穿过第二通孔101，螺钉501穿过挡板502后与第一螺纹孔50321配合连接，使挡板502安装在铰轴5032上；滑套组件5可绕铰轴5032转动，且轮杆6能够在对应的滑套孔50311内伸缩滑动，从而实现了轮杆6边伸缩滑动，边绕铰轴5032转动。

进一步地，本实施例的每个滑套组件5还包括第一轴承504和第二轴承505，第一轴承504设置在滑套体5031的内侧面与行走驱动轮盘1的内侧面之间，通过第一轴承504，能够避免滑套体5031的内侧面与行走驱动轮盘1的内侧面直接接触导致摩擦力过大，第二轴承505设置在行走驱动轮盘1的外侧面与挡板502的内侧面之间，且第二轴承505为法兰自润滑轴承，其带有第二法兰铜套，每个第二通孔101用于安装对应的第二法兰铜套，第二法兰铜套安装在行走驱动轮盘1上，能够避免滑套503直接安装在行走驱动轮盘1(第二通孔101)中导致两者摩擦力过大。

行走驱动轮盘1的中心设有键槽孔102，轮轴3穿过变径驱动轮盘2的中心后，通过键与键槽孔102配合连接，使轮轴3与行走驱动轮盘1的中心固定连接。

进一步地，变径驱动轮盘2与轮轴3之间设有第三轴承8，第三轴承8为法兰自润滑轴承，其带有第三法兰铜套，变径驱动轮盘2的中心设有第三通孔203，第三通孔203用于安装第三法兰铜套，第三法兰铜套安装在变径驱动轮盘2上，能够避免变径驱动轮盘2与轮轴3直接接触导致摩擦力过大；轮轴3穿过第三法兰铜套后与行走驱动轮盘1的中心固定连接。

进一步地，每根轮杆6的第二端设有第二螺纹孔602，通过螺丝与第二螺纹孔602配合连接，使橡胶带4固定在每根轮杆6的第二端，以实现正八边形弹性轮胎，从而实现了车轮变径的目的，其中橡胶带4为高弹性橡胶带，其可增加车轮与地面接触面积，增加车轮前进平稳性，并且橡胶带4的长度可随着相邻两根轮杆6的第二端之间的距离变化而变化。

可以理解，滑套组件5、轮杆6、转动销组件7、第一通孔202和第二通孔101的数量可以根据实际需要进行调整(增加或减少)，以实现不同的正多边形弹性轮胎，如正六边形弹性轮胎、正十边形弹性轮胎等。

本实施例还提供了一种车辆底盘，该底盘可以应用于工业运输车、农业运输车等车辆中，该底盘包括机架、第一车轮、第二车轮和行走驱动机构；第一车轮为一个或两个，该第一车轮设置在机架的前部，作为前轮；第二车轮为两个，每个第二车轮采用上述实施例1的多杆联动可变轮径车轮，两个第二车轮左右对称设置在机架的后部，作为后轮，两个第二车轮的轮轴之间相连接，且两个第二车轮的轮轴轴心重合；行走驱动机构设置在机架上，用于带动第二车轮运动。

综上所述，本发明设计了多个滑套组件和多根轮杆，滑套组件与轮杆一一对应，每根轮杆的第一端与变径驱动轮盘转动连接，可相对变径驱动轮盘转动，每个滑套组件与行走驱动轮盘转动连接，每根轮杆能够在对应的滑套组件内伸缩滑动，实现了轮杆边伸缩滑动，边相对行走驱动轮盘转动，通过采用连杆结构和联动控制来改变车轮的轮径，整个车轮结构简单，制造成本低，易于推广应用；同时，本发明的轮轴和变径驱动轮盘有由两个独立的动力源来驱动转动，在两个动力源的驱动下，使行走驱动轮盘和变径驱动轮盘转动，实现了边前进，边变径的目的；此外，本发明突破以往轮胎是圆形的思路，通过橡胶带与每根轮杆的第二端固定连接，以实现正多边形弹性轮胎，不仅实现了车轮变径的目的，而且可增加车轮与地面接触面积，增加车轮前进平稳性。

以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种多杆联动可变轮径车轮，其特征在于，包括行走驱动轮盘、变径驱动轮盘、轮轴、橡胶带、多个滑套组件以及多根轮杆，所述轮轴穿过变径驱动轮盘的中心后与行走驱动轮盘的中心固定连接；

所述滑套组件与轮杆一一对应，每个滑套组件与行走驱动轮盘转动连接，每根轮杆能够在对应的滑套组件内伸缩滑动，且每根轮杆的第一端与变径驱动轮盘转动连接，所述橡胶带与每根轮杆的第二端固定连接；

所述轮轴由第一动力源驱动转动，从而带动行走驱动轮盘转动，所述变径驱动轮盘由第二动力源驱动转动。

2.根据权利要求1所述的多杆联动可变轮径车轮，其特征在于，每根轮杆的第一端通过转动销组件与变径驱动轮盘转动连接。

3.根据权利要求2所述的多杆联动可变轮径车轮，其特征在于，所述转动销组件包括销轴、第一法兰铜套和螺母，所述变径驱动轮盘上设有多个与转动销组件对应的第一通孔，多个第一通孔沿变径驱动轮盘的圆周方向均匀分布，每个第一通孔用于安装对应的第一法兰铜套，每根轮杆的第一端设有销孔，所述销轴依次穿过销孔和第一法兰铜套后通过螺母固定。

4.根据权利要求1所述的多杆联动可变轮径车轮，其特征在于，每个滑套组件包括螺钉、挡板和滑套，所述行走驱动轮盘上设有多个与滑套组件对应的第二通孔，多个第二通孔沿行走驱动轮盘的圆周方向均匀分布，所述滑套包括滑套体和铰轴，所述铰轴固定在滑套体上，所述滑套体上开有滑套孔，每根轮杆能够在对应的滑套孔内伸缩滑动，所述铰轴上设有第一螺纹孔，所述铰轴穿过第二通孔，所述螺钉穿过挡板后与第一螺纹孔配合连接，使挡板安装在铰轴上。

5.根据权利要求4所述的多杆联动可变轮径车轮，其特征在于，每个滑套组件还包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承设置在滑套体的内侧面与行走驱动轮盘的内侧面之间，所述第二轴承设置在行走驱动轮盘的外侧面与挡板的内侧面之间，且带有第二法兰铜套，每个第二通孔用于安装对应的第二法兰铜套，所述铰轴穿过第一轴承后安装在第二法兰铜套内，所述螺钉穿过挡板后与第一螺纹孔配合连接，使挡板安装在铰轴上。

6.根据权利要求1-5所述的多杆联动可变轮径车轮，其特征在于，所述行走驱动轮盘的中心设有键槽孔，所述轮轴穿过变径驱动轮盘的中心后，通过键与键槽孔配合连接，使轮轴与行走驱动轮盘的中心固定连接。

7.根据权利要求1-5所述的多杆联动可变轮径车轮，其特征在于，所述变径驱动轮盘与轮轴之间设有第三轴承，所述第三轴承带有第三法兰铜套，所述变径驱动轮盘的中心设有第三通孔，所述第三通孔用于安装第三法兰铜套，所述轮轴穿过第三法兰铜套后与行走驱动轮盘的中心固定连接。

8.根据权利要求1-5所述的多杆联动可变轮径车轮，其特征在于，每根轮杆的第二端设有第二螺纹孔，通过螺丝与第二螺纹孔配合连接，使橡胶带固定在每根轮杆的第二端。

9.一种车辆底盘，其特征在于，包括两个权利要求1-8任一项所述的多杆联动可变轮径车轮，两个多杆联动可变轮径车轮的轮轴之间相连接，且两个多杆联动可变轮径车轮的轮轴轴心重合。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的车辆底盘。

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