CN112046190B - 行走装置及运动底盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种行走装置及运动底盘，行走装置包括：行走轮，行走轮具有轮面；多个变形块，多个变形块沿周向布置且可枢转地设在行走轮上，每个变形块具有枢转部，且每个变形块具有第一状态和第二状态；其中，第一状态时变形块位于轮面的内侧；第二状态时变形块至少部分伸出轮面，变形块的伸出轮面的部分构成伸出部，伸出部为凸齿状，且沿行走轮的转动方向上伸出部位于枢转部的前方。本发明通过行走轮上设置多个变形块，每个变形块具有第一状态和第二状态，使得行走轮具备可切换的正常形态和越野形态，正常形态下行走轮以较高速度行驶，越野形态下行走轮具有较强的抓地力，可以适应复杂恶劣环境下行驶，具有优异的越野性能。

Description

行走装置及运动底盘

技术领域

本发明涉及驱动设备技术领域，尤其涉及一种行走装置及运动底盘。

背景技术

设备底盘在行走过程中，环境路面即可能是正常路面，也可能是干燥沙地或沼泽等复杂恶劣的路面，现有设备底盘的行走轮结构简单，无法适应野外路面行走，一些底盘的行走轮虽然也能一定程度上适应野外环形行走，但是，行走轮的抓地力不强，适应性较差，导致行走轮的越野性能不佳。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种行走装置，以解决行走轮在野外环境下行走时抓地力不强，越野性能较差的问题。

本发明还旨在提出一种运动底盘，以应用上述的行走装置。

根据本发明实施例的一种行走装置，包括：行走轮，所述行走轮具有轮面；多个变形块，多个所述变形块沿周向布置且可枢转地设在所述行走轮上，每个所述变形块具有枢转部，且每个所述变形块具有第一状态和第二状态；其中，所述第一状态时所述变形块位于所述轮面的内侧；所述第二状态时所述变形块至少部分伸出所述轮面，所述变形块的伸出所述轮面的部分构成伸出部，所述伸出部为凸齿状，且沿所述行走轮的转动方向上所述伸出部位于所述枢转部的前方。

根据本发明实施例的行走装置，通过行走轮上设置多个变形块，每个变形块具有第一状态和第二状态，使得行走轮具备可切换的正常形态和越野形态，正常形态下行走轮以较高速度行驶，越野形态下行走轮具有较强的抓地力，可以适应复杂恶劣环境下行驶，具有优异的越野性能。

一些实施例中，所述伸出部包括沿所述行走轮的转动方向间隔开设置的第一伸出部和第二伸出部，且所述第一伸出部和所述第二伸出部位于所述枢转部的相对两侧；其中，在所述第二状态时，所述行走轮前进则所述第一伸出部伸出所述轮面，所述行走轮后退则所述第二伸出部伸出所述轮面。

一些实施例中，每个所述变形块具有圆弧面，且在所述第一状态时多个所述变形块的所述圆弧面与所述轮面共面。

可选的，多个所述变形块中任意相邻的两个所述变形块相互抵接，多个所述变形块的所述圆弧面共同构成一圆柱面。

一些实施例中，所述行走装置还包括：用于带动多个所述变形块在所述第一状态和所述第二状态之间切换的驱动机构，所述驱动机构包括：主齿轮，多个所述变形块围绕所述主齿轮设置，每个所述变形块具有配合齿，所述配合齿与所述主齿轮相啮合；变形驱动电机，所述变形驱动电机设在所述行走轮上，所述变形驱动电机运动联动所述主齿轮以带动所述主齿轮转动。

可选的，所述主齿轮为环形齿轮，所述主齿轮的内圈形成有内齿圈，所述驱动机构还包括：中心齿轮，所述中心齿轮连接所述变形驱动电机的输出轴；多个行星齿轮，多个所述行星齿轮围绕所述中心齿轮设置，每个所述行星齿轮的一侧与所述中心齿轮相啮合且另一侧与所述内齿圈相啮合。

可选的，所述行走轮包括：第一边轮；第二边轮，所述第二边轮连接所述第一边轮，所述第二边轮与所述第一边轮之间限定有容纳空间，多个所述变形块设在所述容纳空间内，每个所述变形块可枢转地设在所述第一边轮和/或所述第二边轮上。

可选的，所述中心齿轮和多个所述行星齿轮均位于所述主齿轮的内圈内，所述中心齿轮的厚度、所述行星齿轮的厚度均小于所述主齿轮的厚度；所述第二边轮具有伸入所述主齿轮的内圈的凸出部，所述凸出部上形成有容纳槽，所述变形驱动电机设在所述容纳槽内。

一些实施例中，所述行走装置还包括：支撑座；行走驱动电机，所述行走驱动电机设在所述支撑座上，所述行走驱动电机的输出轴连接所述行走轮以驱动所述行走轮行走。

根据本发明实施例的一种运动底盘，包括前文中任一项所述的行走装置。

根据本发明实施例的运动底盘，行走装置通过行走轮上设置多个变形块，每个变形块具有第一状态和第二状态，使得行走轮具备可切换的正常形态和越野形态，正常形态下行走轮以较高速度行驶，越野形态下行走轮具有较强的抓地力，可以适应复杂恶劣环境下行驶，具有优异的越野性能。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例中行走装置的立体结构示意图；

图2为本发明实施例中行走轮在正常状态下的示意图；

图3为本发明实施例中行走轮在越野状态下前进的示意图；

图4为本发明实施例中行走轮在越野状态下后退的示意图；

图5为本发明实施例中行走装置的爆炸分解示意图一；

图6为本发明实施例中行走装置的爆炸分解示意图二；

图7为本发明实施例中行走装置的内部结构示意图。

附图标记：

100、行走装置；

10、行走轮；

11、第一边轮；12、第二边轮；121、凸出部；1211、容纳槽；

101、轮面；102、容纳空间；

20、变形块；

201、伸出部；2011、第一伸出部；2012、第二伸出部；

202、枢转部；203、圆弧面；204、配合齿；

30、驱动机构；

31、主齿轮；311、内齿圈；32、变形驱动电机；33、中心齿轮；34、行星齿轮；

40、支撑座；50、行走驱动电机；

001、第一紧固件；002、第二紧固件；003、第三紧固件。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，描述本发明实施例的行走装置100。

如图1至图4所示，根据本发明实施例的一种行走装置100，包括：行走轮10和变形块20。

行走轮10具有轮面101。多个变形块20沿周向布置且可枢转地设在行走轮10上，每个变形块20具有枢转部202，且每个变形块20具有第一状态和第二状态。

如图2所示，第一状态时变形块20位于轮面101的内侧，此时行走轮10为正常形态，行走轮10行驶过程中变形块20不接触地面，行走轮10可进行较高速度行驶。

如图3和图4所示，第二状态时变形块20至少部分伸出轮面101，变形块20的伸出轮面101的部分构成伸出部201，伸出部201为凸齿状，此时行走轮10为越野形态，当需要在干燥沙地或沼泽地行驶进行越野行驶时，变形块20通过摆动伸出轮面101，凸齿状的伸出部201可增加与地面的接触面积，增加行走轮10的抓地力，满足复杂恶劣环境下的行驶。沿行走轮10的转动方向上伸出部201位于枢转部202的前方，这样行走轮10无论是前进还是后退，伸出部201与轮面101之间均形成有一倾角，且该倾角为锐角，使行走轮10在前进或后退过程中均具有较好的抓地力，提升越野行走的性能。

根据本发明实施例的行走装置100，通过行走轮10上设置多个变形块20，每个变形块20具有第一状态和第二状态，使得行走轮10具备可切换的正常形态和越野形态，正常形态下行走轮10以较高速度行驶，越野形态下行走轮10具有较强的抓地力，可以适应复杂恶劣环境下行驶，具有优异的越野性能。

一些实施例中，如图3和图4所示，伸出部201包括沿行走轮10的转动方向间隔开设置的第一伸出部2011和第二伸出部2012，且第一伸出部2011和第二伸出部2012位于枢转部202的相对两侧；其中，在第二状态时，行走轮10前进则第一伸出部2011伸出轮面101，行走轮10后退则第二伸出部2012伸出轮面101。例如，行走轮10在前进时顺时针转动，变形块20向右摆动使第一伸出部2011伸出轮面101，从而可进行越野形态前进；行走轮10在后退时逆时针转动，变形块20向左摆动使第二伸出部2012伸出轮面101，从而可进行越野形态后退。通过该方式变形块20的摆动幅度较小，可节省变形块20在第二状态下适应行走轮10前进或后退的调整时间，提高变形块20的工作效率和灵活性。

一些实施例中，如图1和图6所示，每个变形块20具有圆弧面203，且在第一状态时多个变形块20的圆弧面203与轮面101共面。也就是说，每个变形块20可构成轮面101的一部分，增加行走轮10与地面的接触面，有利于行走轮10以较高速度行驶。

可选的，如图1所示，多个变形块20中任意相邻的两个变形块20相互抵接，多个变形块20的圆弧面203共同构成一圆柱面。采用这种方式变形块20的布置紧凑，数量可以设置的较多，行走轮10在越野形态下的抓地力更大，越野性能更好。

一些实施例中，如图1、图2、图5所示，行走装置100还包括：用于带动多个变形块20在第一状态和第二状态之间切换的驱动机构30。驱动机构30包括主齿轮31和变形驱动电机32，多个变形块20围绕主齿轮31设置，每个变形块20具有配合齿204，配合齿204与主齿轮31相啮合；变形驱动电机32设在行走轮10上，变形驱动电机32运动联动主齿轮31以带动主齿轮31转动。行走轮10进行形态切换时，变形驱动电机32带动主齿轮31转动，通过与配合齿204啮合就能带动多个变形块20摆动，实现行走轮10由正常形态到越野形态的切换，这种齿轮传动方式传动性能优异，结构简单。

可选的，如图2至图5所示，主齿轮31为环形齿轮，主齿轮31的内圈形成有内齿圈311，驱动机构30还包括中心齿轮33和多个行星齿轮34，中心齿轮33连接变形驱动电机32的输出轴；多个行星齿轮34围绕中心齿轮33设置，每个行星齿轮34的一侧与中心齿轮33相啮合且另一侧与内齿圈311相啮合。也就是说，变形驱动电机32驱动主齿轮31的过程中，先带动中心齿轮33转动，再带动多个行星齿轮34转动，然后多个行星齿轮34与内齿圈311啮合带动主齿轮31转动，该方式能够增加传动转矩。可见，驱动机构30整体为齿轮系传动方式，可降低转速，放大转矩，带来更好的传动性能。

可选的，如图1和图7所示，行走轮10包括第一边轮11和第二边轮12，第二边轮12连接第一边轮11，第二边轮12与第一边轮11之间限定有容纳空间102，多个变形块20设在容纳空间102内。每个变形块20可枢转地设在第一边轮11和/或第二边轮12上，例如，变形块20通过转轴可枢转地设在第一边轮11上，或变形块20通过转轴可枢转地设在第二边轮12，又或者变形块20的转轴一端可枢转地设在第一边轮11且另一端可枢转地设在第二边轮12上。

可选的，如图7所示，中心齿轮33和多个行星齿轮34均位于主齿轮31的内圈内，中心齿轮33的厚度、行星齿轮34的厚度均小于主齿轮31的厚度；第二边轮12具有伸入主齿轮31的内圈的凸出部121，凸出部121上形成有容纳槽1211，变形驱动电机32设在容纳槽1211内。通过该方式利用主齿轮31的内圈的部分空间安装变形驱动电机32，提高空间利用率，使得行走装置100整体的结构更紧凑，可减小长度尺寸。

一些实施例中，如图1、图5至图7所示，行走装置100还包括支撑座40和行走驱动电机50，行走驱动电机50设在支撑座40上，行走驱动电机50的输出轴连接行走轮10以驱动行走轮10行走，行走驱动电机50提供主驱动力带动行走轮10主动行走。

一些实施例中，如图5所示，变形驱动电机32通过第一紧固件001固定在支撑座40上。第一边轮11通过第二紧固件002固定在变形驱动电机32的输出端上。第二边轮12通过第三紧固件003固定在第一边轮11上。

一些实施例中，第一紧固件001、第二紧固件002、第三紧固件003为螺栓。

可选的，行星齿轮34上设有轴承(图未示出)，轴承套设在第三紧固件003上。

可选的，变形驱动电机32的输出轴与中心齿轮33键配合相连以传递动力，同时有利于实现拆卸和安装。

下面结合附图，描述本发明行走装置100的一个具体实施例。

如图1至图7所示，一种行走装置100，包括：行走轮10、变形块20、驱动机构30、支撑座40、行走驱动电机50。

行走轮10具有轮面101。多个变形块20沿周向布置且可枢转地设在行走轮10上，每个变形块20具有枢转部202，且每个变形块20具有第一状态和第二状态。

第一状态时变形块20位于轮面101的内侧，此时行走轮10为正常形态，行走轮10行驶过程中变形块20不接触地面，行走轮10可进行较高速度行驶。

第二状态时变形块20至少部分伸出轮面101，变形块20的伸出轮面101的部分构成伸出部201，伸出部201为凸齿状，沿行走轮10的转动方向上伸出部201位于枢转部202的前方。此时行走轮10为越野形态，当需要在干燥沙地或沼泽地行驶进行越野行驶时，变形块20通过摆动伸出轮面101，凸齿状的伸出部201可增加与地面的接触面积，增加行走轮10的抓地力，满足复杂恶劣环境下的行驶。

伸出部201包括沿行走轮10的转动方向间隔开设置的第一伸出部2011和第二伸出部2012，且第一伸出部2011和第二伸出部2012位于枢转部202的相对两侧；其中，在第二状态时，行走轮10前进则第一伸出部2011伸出轮面101，行走轮10后退则第二伸出部2012伸出轮面101。

每个变形块20具有圆弧面203，且在第一状态时多个变形块20的圆弧面203与轮面101共面。

多个变形块20中任意相邻的两个变形块20相互抵接，多个变形块20的圆弧面203共同构成一圆柱面。

驱动机构30用于带动多个变形块20在第一状态和第二状态之间切换，驱动机构30包括主齿轮31和变形驱动电机32，多个变形块20围绕主齿轮31设置，每个变形块20具有配合齿204，配合齿204与主齿轮31相啮合；变形驱动电机32设在行走轮10上，变形驱动电机32运动联动主齿轮31以带动主齿轮31正转或反转。

主齿轮31为环形齿轮，主齿轮31的内圈形成有内齿圈311，驱动机构30还包括中心齿轮33和多个行星齿轮34，中心齿轮33连接变形驱动电机32的输出轴；多个行星齿轮34围绕中心齿轮33设置，每个行星齿轮34的一侧与中心齿轮33相啮合且另一侧与内齿圈311相啮合。

行走轮10包括第一边轮11和第二边轮12，第二边轮12连接第一边轮11，第二边轮12与第一边轮11之间限定有容纳空间102，多个变形块20设在容纳空间102内。每个变形块20可枢转地设在第一边轮11和第二边轮12上。

中心齿轮33和多个行星齿轮34均位于主齿轮31的内圈内，中心齿轮33的厚度、行星齿轮34的厚度均小于主齿轮31的厚度；第二边轮12具有伸入主齿轮31的内圈的凸出部121，凸出部121上形成有容纳槽1211，变形驱动电机32设在容纳槽1211内。

行走驱动电机50设在支撑座40上，行走驱动电机50的输出轴连接行走轮10以驱动行走轮10行走。

值得说明的是，本发明的行走装置100可用于小型挖掘机，替代履带，从而解决挖掘机在履带在水泥路面行驶缓慢且会破坏路面的缺点。

根据本发明实施例的一种运动底盘(图未示出)，包括前文中任一项的行走装置100。

根据本发明实施例的运动底盘，行走装置100通过行走轮10上设置多个变形块20，每个变形块20具有第一状态和第二状态，使得行走轮10具备可切换的正常形态和越野形态，正常形态下行走轮10以较高速度行驶，越野形态下行走轮10具有较强的抓地力，可以适应复杂恶劣环境下行驶，具有优异的越野性能。

根据本发明实施例的行走装置100的其他构成等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种行走装置，其特征在于，包括：

行走轮，所述行走轮具有轮面；

多个变形块，多个所述变形块沿周向布置且可枢转地设在所述行走轮上，每个所述变形块具有枢转部，且每个所述变形块具有第一状态和第二状态；其中，

所述第一状态时所述变形块位于所述轮面的内侧；

所述第二状态时所述变形块至少部分伸出所述轮面，所述变形块的伸出所述轮面的部分构成伸出部，所述伸出部为凸齿状，且沿所述行走轮的转动方向上所述伸出部位于所述枢转部的前方；

所述伸出部包括沿所述行走轮的转动方向间隔开设置的第一伸出部和第二伸出部，且所述第一伸出部和所述第二伸出部位于所述枢转部的相对两侧；其中，在所述第二状态时，所述行走轮前进则所述第一伸出部伸出所述轮面，所述行走轮后退则所述第二伸出部伸出所述轮面。

2.根据权利要求1所述的行走装置，其特征在于，每个所述变形块具有圆弧面，且在所述第一状态时多个所述变形块的所述圆弧面与所述轮面共面。

3.根据权利要求2所述的行走装置，其特征在于，多个所述变形块中任意相邻的两个所述变形块相互抵接，多个所述变形块的所述圆弧面共同构成一圆柱面。

4.根据权利要求1所述的行走装置，其特征在于，还包括：用于带动多个所述变形块在所述第一状态和所述第二状态之间切换的驱动机构，所述驱动机构包括：

主齿轮，多个所述变形块围绕所述主齿轮设置，每个所述变形块具有配合齿，所述配合齿与所述主齿轮相啮合；

变形驱动电机，所述变形驱动电机设在所述行走轮上，所述变形驱动电机运动联动所述主齿轮以带动所述主齿轮转动。

5.根据权利要求4所述的行走装置，其特征在于，所述主齿轮为环形齿轮，所述主齿轮的内圈形成有内齿圈，所述驱动机构还包括：

中心齿轮，所述中心齿轮连接所述变形驱动电机的输出轴；

多个行星齿轮，多个所述行星齿轮围绕所述中心齿轮设置，每个所述行星齿轮的一侧与所述中心齿轮相啮合且另一侧与所述内齿圈相啮合。

6.根据权利要求5所述的行走装置，其特征在于，所述行走轮包括：

第一边轮；

第二边轮，所述第二边轮连接所述第一边轮，所述第二边轮与所述第一边轮之间限定有容纳空间，多个所述变形块设在所述容纳空间内，每个所述变形块可枢转地设在所述第一边轮和/或所述第二边轮上。

7.根据权利要求6所述的行走装置，其特征在于，所述中心齿轮和多个所述行星齿轮均位于所述主齿轮的内圈内，所述中心齿轮的厚度、所述行星齿轮的厚度均小于所述主齿轮的厚度；

所述第二边轮具有伸入所述主齿轮的内圈的凸出部，所述凸出部上形成有容纳槽，所述变形驱动电机设在所述容纳槽内。

8.根据权利要求1所述的行走装置，其特征在于，还包括：

支撑座；

行走驱动电机，所述行走驱动电机设在所述支撑座上，所述行走驱动电机的输出轴连接所述行走轮以驱动所述行走轮行走。

9.一种运动底盘，其特征在于，包括根据权利要求1至8中任一项所述的行走装置。

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