CN111231571B - 一种可以变形的越障轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可以变形的越障轮胎，包括弧形轮块，共计八个，其包括弧形轮圈，所述弧形轮圈的内弧面侧通过支撑杆连接在对应弧形杆的外弧面上；各弧形轮圈通过相邻两弧形杆端部相互铰接构成环形轮圈；十字机架，成“十”字形设置，设置在变形轮中间，包括十字支撑杆，所述十字支撑杆的四个支杆端部均连接一个滑杆座；滑杆，设置在滑杆座内，弧形杆相互铰接处相间隔的四个铰接点与滑杆相连，且可连同相铰接的两弧形杆在滑杆座内上下滑动；连杆，共设置两个，其余两组相对的两铰接点分别与一个连杆两端相连，所述连杆中部十字机架中心铰接；它结构简单，成本低，移动速度较快，容易操作，体积小，便于组装。

Description

一种可以变形的越障轮胎

技术领域

本发明属于变形轮技术领域，具体为一种可以变形的越障轮胎。

背景技术

随着国家发展，用到轮胎的装置越来越多，地形多变，常规圆形轮胎和三角形轮胎速度快，但不太具有高强度翻越本领，而履带式轮胎较均衡，但速度较慢，破坏力大。在军用和民用中，缺少这种可越野和爬楼梯等复杂路段的轮胎，现在的变形轮胎设计成本高昂，实用能力有待提高。因此，对于以上问题设计出一种自动受重力和压力处于椭圆形小弧度翻滚式轮胎，可以在复杂路段行走。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种可以变形的越障轮胎，它结构简单，成本低，移动速度较快，容易操作，体积小，便于组装。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：

一种可以变形的越障轮胎，包括：

弧形轮块，共计八个，其包括弧形轮圈，所述弧形轮圈的内弧面侧通过支撑杆连接在对应弧形杆的外弧面上；各弧形轮圈通过相邻两弧形杆端部相互铰接构成环形轮圈；

十字机架，成“十”字形设置，设置在越障轮胎中间，包括十字支撑杆，所述十字支撑杆的四个支杆端部均连接一个滑杆座；

滑杆，设置在滑杆座内，弧形杆相互铰接处相间隔的四个铰接点与滑杆相连，且可连同相铰接的两弧形杆在滑杆座内滑动；

连杆，共设置两个，其余两组相对的两铰接点分别与一个连杆两端相连，所述连杆中部与十字机架中心铰接。

进一步的，所述滑杆座为沿支杆长度方向设置的长方体结构，所述滑杆座端部中心设置有滑孔，所述滑杆座侧面中部贯穿至另一侧设置有滑槽，所述滑槽长度与滑孔长度相同且与滑孔连通，所述滑杆滑动设置在滑孔内，与滑杆铰接的对应两弧形杆可在滑槽内滑动。

进一步的，所述滑杆正面设置有铰接孔，所述滑杆侧面贯穿滑杆设置有安装槽，与滑杆铰接的对应两弧形杆穿过安装槽在铰接孔处铰接。

进一步的，所述滑孔内设置有弹簧，其上端与滑杆底部设置的柱体底部相连，下端与滑孔底部相连。

进一步的，相邻两弧形轮圈之间设置间隔。

进一步的，所述弧形轮圈外弧面上设置有纹路。

本发明的有益效果：

1、本发明的轮胎受自重和压力在任意时刻处于椭圆形状，当轮胎处于变形时，其中两在十字支架上相对设置的上、下部两滑杆处于下行程（即缩进状态）而有利于减少因滑杆伸出了部分产生的震动，两侧部滑杆处于上行程（伸出状态）有利于攀爬。

2、本发明中各弧形杆相互铰接并在两连杆和十字机架以及滑杆的配合而构成的环状结构始终处于菱形状态，受力均匀，同形同态。

3、本发明中轮胎构成椭圆长轴最大时，滑杆向该椭圆外伸出一部分长度用于在接触障碍物还能够有力有转矩；两侧滑杆处于上行程（即伸出状态）有利于攀爬，两侧滑杆升出部分靠在障碍物上，轮胎变形到椭圆长轴最大，前面滑杆受力产生转矩，刚接触障碍物的弧形轮块受障碍物反力带动上面轮块往椭圆短轴变形，椭圆长短轴开始互换，转矩使得上面弧形轮块接触地面而越过障碍物，构思巧妙，使用方便。

4、本发明与履带式攀爬原理类似，但减少了履带式轮胎的重量。该越障轮胎，结构简单，成本低，移动速度较快，容易操作，体积小，便于组装，零件损坏可以实现简单互换。

5、本发明在实际使用过程中，不仅可以在平地上使用，而且还可以用于爬楼梯以及复杂的地形。

附图说明

图1为本发明越障轮胎立体结构简图。

图2为本发明十字形机架的结构简图。

图3为本发明轮形连杆结构简图。

图4为本发明滑块的结构简图。

图5为本发明越障轮胎变形前的结构简图。

图6为本发明越障轮胎变形后的结构简图。

图7为本发明的机构简图。

图8为本发明越障过程1。

图9为本发明越障过程2。

图10为本发明越障过程3。

图中：1、十字机架；2、连杆；4、弧形轮块；5、滑杆；6、螺栓；7、弹簧；11、十字支撑杆；12、滑槽；13、滑孔；14、滑杆座；41、弧形轮圈；42、支撑杆；43、弧形杆；44、纹路；45、螺栓孔；51、安装槽；52、铰接孔；53、柱体；54、齿轮状齿。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

如图1-图6所示，本发明的具体结构为一种可以变形的越障轮胎，包括十字机架1、滑杆5、连杆2、弧形轮块4。

其中，弧形轮块4共设置八个，单个弧形轮块4包括弧形轮圈41，所述弧形轮圈41的内弧面侧通过支撑杆42连接在对应弧形杆43的外弧面上，支撑杆42设置多个，其一端与弧形杆43外弧面垂直，另一端倾斜设置在弧形轮圈41的内弧面上；各个弧形杆43两端设置有一螺栓孔45，相邻两个弧形轮块4的弧形杆43的螺栓孔45处铰接，八个弧形轮块4成环形布置，各弧形轮圈41通过相邻两弧形杆43端部相互铰接构成环形轮圈；八个弧形杆43相互铰接构成闭合环状结构。

其中，十字机架1成“十”字形设置，设置在闭合环内且在越障轮胎的中间，包括十字支撑杆11，十字支撑杆11的四个支杆端部均连接一个滑杆座14，十字支撑杆11的中心铰接两连杆2的中心，两连杆2分别设置在十字机架1的正、反面侧；滑杆5设置在滑杆座14内，弧形杆43相互铰接处相间隔的四个铰接点与滑杆5相连，且可连同相铰接的两弧形杆43在滑杆座14内滑动；其余两组相对的两铰接点分别与一个连杆2两端铰接并以螺栓6作为铰接轴。

具体的，滑杆座14为沿十字支撑杆11的支杆长度方向设置的长方体结构，所述滑杆座14端部中心设置有滑孔13，所述滑杆座14侧面中部贯穿至另一侧设置有滑槽12，所述滑槽12长度与滑孔13长度相同且与滑孔13连通，所述滑杆5滑动设置在滑孔13内，与滑杆5铰接的对应两弧形杆43可在滑槽12内滑动。

具体的，所述滑杆5在轮胎变形中可从与之对应的两弧形轮圈41之间伸出到外部，该滑杆5端部作为爬行越障的支点。

具体的，连杆2共设置两个，其余未与滑杆5相连的两组相对的两铰接点分别与一个连杆2两端相连，所述连杆2中部十字机架1中心铰接。

优选的，滑孔13的深度根据滑杆5的行程设置。

优选的，所述滑杆5正面设置有铰接孔52，所述滑杆5侧面贯穿滑杆5设置有安装槽51，与滑杆5铰接的对应两弧形杆43穿过安装槽51在铰接孔52处铰接。

优选的，所述滑孔13内设置有弹簧7，其上端与滑杆5底部设置的柱体53底部相连，下端与滑孔13底部相连，弹簧7的设置用于减轻所述变形轮变形时的震动，同时使得行驶过程中平稳。

优选的，相邻两弧形轮圈41之间设置间隔，以防发生运动干涉，同时便于滑杆5上下移动时从之间穿过。

优选的，所述弧形轮圈41外弧面上设置有纹路44，用于提高与地面的摩擦系数。

优选的，所述的滑杆5外边为突出的齿轮状齿54，变形轮为圆形时，该端部可与地面接触作为轮面使用。

优选的，所述轮胎椭圆变形时，滑杆5伸出，可用于雪地行走，在结冰路面可以增大摩擦。

本发明实施例的具体原理为，越障轮胎通过在十字机架1上设置滑杆5，与8个弧形杆43相互铰接的八个铰接点的其中相间隔的四个铰接点铰接，以及通过交叉的两个连杆2与剩余的两组相对的铰接点相连，使得整个结构同步稳定变形，且在轮胎受自重和压力后一直处于椭圆形状。当轮胎处于变形时，十字机架1上、下部相对的两滑杆5处于下行程（即缩进状态）而有利于减少因滑杆5突出部分的震动；两侧的两滑杆5处于上行程（即伸出状态）便于爬行和越障，滑杆5最椭时不完全进去是为了留一部分长度在接触障碍物还能够提供支点可有力有转矩，左右滑杆5伸出部分靠在障碍物上，轮胎变形到最椭处，与障碍物接触的滑杆5顶端受力产生转矩，刚接触障碍物的弧形轮块4受障碍物反力带动上面轮块往椭圆短轴变形，椭圆长短轴开始互换，转矩使得上面弧形轮块4接触地面而越过障碍物。

具体使用时，通过承受负载使滑杆5在十字机架1内上下滑动，由滑杆5的移动带动弧形轮块4运动（同理弧形轮块4接触地面或障碍物时是弧形轮块4带动滑杆5上下移动），从而使得两连杆2移动，再带动其他弧形轮块4和滑杆5运动来实现越障轮胎的变形。上端的滑杆5的变形与下端的滑杆5的变形关于轮子的中心对称，使得整个弧形杆43相连构成的环状结构始终处于菱形状态，结构稳定。在越障轮胎移动时，由于轮子的转动，不承受压力的滑杆5开始承受压力，轮子形状发生了相应的改变，由承受压力变为不受力的滑杆5根据受压力的滑杆5的变形情况发生相应的变化。

图7为越障轮胎机构简图，可见是平行四杆机构，轮胎下部的弧形轮块4受力之后，上下收缩，左右拉升变长。从而实现椭圆的简单变形，在弧形轮块4交替变换中实现交替变形。

图8至图10是越障过程图，在与地面受力大的一方变为椭圆短轴，从而短长轴实现互换，产生转矩越过障碍物。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种可以变形的越障轮胎，其特征在于，包括：

弧形轮块（4），共计八个，其包括弧形轮圈（41），所述弧形轮圈（41）的内弧面侧通过支撑杆（42）连接在对应弧形杆（43）的外弧面上；各弧形轮圈（41）通过相邻两弧形杆（43）端部相互铰接构成与地面接触的环形轮圈；

十字机架（1），成“十”字形设置，设置在越障轮胎中间，包括十字支撑杆（11），所述十字支撑杆（11）的四个支杆端部均连接一个滑杆座（14）；

滑杆（5），设置在滑杆座（14）内，弧形杆（43）相互铰接处相间隔的四个铰接点分别设置在对应的滑杆（5）上；

连杆（2），共设置两个，其余未与滑杆（5）相连的两组相对的两铰接点分别与一个连杆（2）两端相连，所述连杆（2）中部与十字机架（1）中心铰接；

其中，所述滑杆（5）且可连同与之铰接的两弧形杆（43）在滑杆座（14）内滑动；所述滑杆（5）在轮胎变形中可从与之对应的两弧形轮圈（41）之间伸出到外部。

2.根据权利要求1所述的一种可以变形的越障轮胎，其特征在于，所述滑杆座（14）为沿支杆长度方向设置的长方体结构，所述滑杆座（14）端部中心设置有滑孔（13），所述滑杆座（14）侧面中部贯穿至另一侧设置有滑槽（12），所述滑槽（12）长度与滑孔（13）长度相同且与滑孔（13）连通，所述滑杆（5）滑动设置在滑孔（13）内，与滑杆（5）铰接的对应两弧形杆（43）可在滑槽（12）内滑动。

3.根据权利要求2所述的一种可以变形的越障轮胎，其特征在于，所述滑杆（5）正面设置有铰接孔（52），所述滑杆（5）侧面贯穿滑杆设置有安装槽（51），与滑杆（5）铰接的两弧形杆（43）穿过该安装槽（51）并在铰接孔（52）处铰接。

4.根据权利要求2所述的一种可以变形的越障轮胎，其特征在于，所述滑孔（13）内设置有弹簧（7），其上端与滑杆（5）底部设置的柱体（53）底部相连，下端与滑孔（13）底部相连。

5.根据权利要求1所述的一种可以变形的越障轮胎，其特征在于，相邻两弧形轮圈（41）之间留有间隔。

6.根据权利要求1所述的一种可以变形的越障轮胎，其特征在于，所述弧形轮圈（41）外弧面上设置有纹路（44）。

7.根据权利要求1所述的一种可以变形的越障轮胎，其特征在于，所述滑杆（5）顶面设置有齿轮状齿（54）。

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