CN113276971B - 变形轮及移动机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变形轮及包括该变形轮的移动机器人。该变形轮包括旋转驱动件、与旋转驱动件连接的传动机构、与传动机构连接的传动轴、以及轮体机构；履带处于第一状态时，传动机构沿靠近连接架的方向移动，并与连接架连接，带动连接于连接架的履带同步转动。履带处于第二状态时，传动机构沿远离连接架的方向移动，并与连接架脱离；由于传动轴与传动机构连接，使得传动机构将动力传递至传动轴，传动轴与履带传动连接，从而能够通过传动轴将动力传递至履带。通过传动机构相对连接架的连接或脱离，以实现变形轮在不同状态下的动力传递，使得控制系统简单，对变形轮的变形控制更为灵活，提升变形轮的使用便利性。

Description

变形轮及移动机器人

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，特别是涉及一种变形轮及移动机器人。

背景技术

目前移动机器人广泛应用于涉核场所，军用领域，民用特殊领域等。利用移动机器人来代替人们在各种危险，或难以亲身进行工作的地区和环境下的工作中，满足使用要求完成各项工作任务。由于移动机器人多是在恶劣的环境里工作，因而需要移动机器人的轮体具有控制灵活的特点。现有的变形轮自身不具有驱动能力，通过驱动轴与外部发动机连接实现动力的输入，因而在使用过程中还需要其他车轮提供动力，使得变形轮存在使用不便的问题。

发明内容

基于此，有必要针对现有的变形轮存在使用不便的问题，提供一种解决上述问题的变形轮。

一种变形轮，包括旋转驱动件、与所述旋转驱动件连接的传动机构、与所述传动机构连接的传动轴、以及与所述传动轴传动连接的轮体机构；

所述旋转驱动件用于驱动所述传动机构绕自身轴线转动；所述轮体机构包括连接架以及连接于所述连接架的履带，所述履带与所述传动轴传动连接；

所述履带处于第一状态时，所述传动机构沿靠近所述连接架的方向移动，并与所述连接架连接；所述传动机构通过所述连接架带动所述履带转动；

所述履带处于第二状态时，所述传动机构沿远离所述连接架的方向移动，并与所述连接架脱离；所述传动机构通过所述传动轴带动所述履带转动。

在其中一个实施例中，所述传动机构包括与所述旋转驱动件连接的第一齿圈以及与所述第一齿圈连接的第三齿圈；所述变形轮还包括与所述连接架连接的第二齿圈以及与所述传动轴连接的第四齿圈；

所述履带处于第一状态时，所述第一齿圈沿靠近所述第二齿圈的方向移动，并与所述第二齿圈啮合，所述第三齿圈与所述第四齿圈脱离；

所述履带处于第二状态时，所述第一齿圈沿远离所述第二齿圈的方向移动，并与所述第二齿圈脱离，所述第三齿圈移动至与所述第四齿圈啮合。

在其中一个实施例中，所述传动机构还包括与所述旋转驱动件连接的从动齿圈，所述从动齿圈的一端与所述第一齿圈连接，另一端与所述第三齿圈连接；所述变形轮还包括第二直线驱动件，所述第二直线驱动件与所述从动齿圈连接，所述第二直线驱动件用于驱动所述从动齿圈相对所述连接架做靠近运动和远离运动。

在其中一个实施例中，所述变形轮还包括与所述第二齿圈连接的第五齿圈；所述传动机构还包括与所述第二直线驱动件连接的第六齿圈以及与所述传动轴连接的驱动盘，所述第六齿圈与所述驱动盘滑动连接；

所述履带处于第一状态时，所述第五齿圈与所述第六齿圈啮合；

所述履带处于第二状态时，所述第五齿圈与所述第六齿圈脱离。

在其中一个实施例中，所述变形轮还包括与所述旋转驱动件的输出轴连接的主动齿圈，所述主动齿圈与从动齿圈啮合传动。

在其中一个实施例中，所述轮体机构还包括固接于所述传动轴的传动齿圈以及与所述传动齿圈啮合传动的传动链轮；所述履带处于第二状态时，所述传动链轮与所述履带啮合传动。

在其中一个实施例中，所述轮体机构还包括与所述传动齿圈啮合传动的主动链轮、从动链轮以及张紧于所述主动链轮和所述从动链轮之间的链条，所述从动链轮与所述传动链轮同轴设置。

在其中一个实施例中，所述轮体机构还包括安装板，所述主动链轮、所述从动链轮和所述传动链轮均安装于所述安装板上。

在其中一个实施例中，所述轮体机构还包括安装于所述连接架的弧形支撑板，所述弧形支撑板抵接于所述履带的内表面；

所述履带由第一状态切换至第二状态时，所述弧形支撑板绕其与所述安装板的连接轴转动，所述弧形支撑板的第一端沿远离所述传动轴的方向摆动，所述弧形支撑板的第二端沿靠近所述传动轴的方向摆动；

所述履带由第二状态切换至第一状态时，所述弧形支撑板绕其与所述安装板的连接轴转动，所述弧形支撑板的第一端沿靠近所述传动轴的方向摆动，所述弧形支撑板的第二端沿远离所述传动轴的方向靠近。

在其中一个实施例中，其特征在于，所述轮体机构还包括承重轮，所述承重轮连接于所述弧形支撑板的第二端。

在其中一个实施例中，所述轮体机构还包括安装于所述连接架上的第一直线驱动件，所述第一直线驱动件的伸缩端连接于所述弧形支撑板的第一端。

本发明还提供一种移动机器人，能够解决上述至少一个技术问题。

一种移动机器人，包括底盘和安装于所述底盘的如上所述的变形轮。

本技术方案具有以下有益效果：上述变形轮，履带处于第一状态行走时，传动机构沿靠近连接架的方向移动，并与连接架连接，使得连接架与传动机构同步转动，进而带动与连接架连接的履带转动，从而实现变形轮在第一状态下的行走。履带处于第二状态行走时，传动机构沿远离连接架的方向移动，并与连接架脱离；传动机构不会将动力传递至连接架；由于传动轴与传动机构连接，使得传动机构将动力传递至传动轴，传动轴与履带传动连接，从而能够通过传动轴将动力传递至履带，实现变形轮在第二状态下的行走。如此，传动机构与旋转驱动件连接，通过传动机构相对连接架的连接或脱离，以实现变形轮在不同状态下的动力传递，设置一个旋转驱动件即可使履带在第一状态和第二状态之间进行切换并进行行走，控制起来简单方便，无需复杂操作，提升变形轮的使用便利性。另外，还能节省安装空间，使得变形轮结构紧凑、体积小，使用效果佳。

本发明提供的一种移动机器人，包括上述的变形轮，因而能够通过传动机构相对连接架的连接或脱离，以实现变形轮在不同状态下的动力传递，从而方便对移动机器人进行变形控制，提升移动机器人的使用便利性。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的变形轮处于第二状态的结构示意图；

图2为图1所示的变形轮的剖视图；

图3为图2所示的A处的局部放大图；

图4为图1所示的变形轮在第二视角的结构示意图；

图5为图1所示的变形轮在第三视角的结构示意图；

图6为本发明一实施例提供的变形轮处于第一状态的结构示意图。

附图标记：10-变形轮；100-旋转驱动件；211-主动齿圈；212-从动齿圈；221-第一齿圈；222-第二齿圈；231-第三齿圈；232-第四齿圈；241-第五齿圈；242-第六齿圈；251-第一连接盘；252-第二连接盘；253-驱动盘；260-第二直线驱动件；300-传动轴；410-连接架；420-第一直线驱动件；431-传动齿圈；432-传动链轮；433-主动链轮；435-链条；440-履带；450-安装板；460-弧形支撑板；470-承重轮；500-壳体；610-定位杆；620-检测开关。

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，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。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它方式来实施，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例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

移动机器人是通过圆形履带轮在较为平坦的道路上高速移动，快速到达作业场地，然后通过机械结构变形成为三角形履带轮，来进行平稳作业的机构。由于移动机器人多是在恶劣的环境里工作，因而需要移动机器人的轮体具有控制灵活的特点。

基于此，本发明提供了一种移动机器人，包括底盘和安装于底盘的变形轮10。该变形轮10通过传动机构相对连接架的连接或脱离，以实现变形轮在不同状态下的动力传递，从而方便对移动机器人进行变形控制，使得移动机器人具有控制灵活的特点。下面结合附图针对该变形轮做出具体说明。

图1为本发明一实施例提供的变形轮10处于第二状态的结构示意图；图2为图1所示的变形轮10的剖视图；图3为图2所示的A处的局部放大图；图6为本发明一实施例提供的变形轮10处于第一状态的结构示意图。如图1至图3以及图6所示，本实施例提供的变形轮10包括旋转驱动件100、与旋转驱动件100连接的传动机构、与传动机构连接的传动轴300、以及轮体机构；旋转驱动件100用于驱动传动机构绕自身轴线转动；轮体机构包括连接架410以及连接于连接架410的履带440，且履带440与传动轴300传动连接；履带440处于第一状态时，传动机构沿靠近连接架410的方向移动，并与连接架410连接；传动机构通过连接架410带动履带440转动；履带440处于第二状态时，传动机构沿远离连接架410的方向移动，并与连接架410脱离；传动机构通过传动轴300带动履带440转动。

需要说明的是，在本实施例中，第一状态为履带440处于圆形状态，第二状态为履带440处于三角形状态。传动机构与旋转驱动件100的输出轴连接，使得旋转驱动件100绕自身轴线转动时，传动机构能够同步转动。以图3的视图为例，当履带440处于圆形状态时，传动机构向左移动，从而能够与左端的连接架410连接，使得传动机构带动连接架转动，进而能够带动连接于连接架410的履带440转动，从而实现变形轮10在圆形状态下的行走。履带440处于三角形状态时，传动机构向右移动，从而与连接架410脱离，而与传动轴连接。此时传动机构不会将动力传递至连接架410。由于传动轴300与传动机构连接，使得传动机构将动力传递至传动轴300，从而能够通过传动轴300带动履带440转动，实现变形轮10在三角形状态下的行走。该变形轮10通过传动机构相对连接架的连接或脱离，从而实现变形轮在不同状态下的动力传递，使得使得控制系统简单，对变形轮的变形控制方便灵活。进一步地，仅需调节传动机构相对连接架的位置，并通过旋转驱动件的驱动即可实现履带440在三角形状态和圆形状态的行走，无需设置两个驱动件对应两种形态的控制，从而能够节省安装空间，使得变形轮10紧凑、占地空间小。

请继续参阅图2和图3，在一具体的实施例中，传动机构包括与旋转驱动件100连接的第一齿圈221以及与第一齿圈221连接的第三齿圈231；变形轮10还包括与连接架410连接的第二齿圈222以及与传动轴300连接的第四齿圈232。当履带440处于圆形状态时，第一齿圈221向左移动从而能够与左端的第二齿圈222啮合，使得第三齿圈231也同步向左移动从而与第四齿圈232脱离，在此状态下，旋转驱动件100通过第一齿圈221和第二齿圈222啮合将动力传递至连接架410，从而通过连接架410带动履带440转动。当履带440处于三角形状态时，第一齿圈221和第三齿圈231同步向右移动，使得第一齿圈221与第二齿圈222从啮合状态改变为脱离状态，第三齿圈231与第四齿圈232从脱离状态转变为啮合状态，由于第四齿圈232与传动轴300连接，因此在三角形状态下，旋转驱动件100通过第三齿圈231和第四齿圈232的啮合从而将动力传递至传动轴300，使得传动轴300带动履带440转动。在其他实施方式中，传动机构沿水平方向设置有第一插接柱，连接架410上设置有插接孔；传动机构套设于传动轴300上，传动轴300上开设有滑槽，传动机构沿竖直方向设置有第二插接柱，第二插接柱滑动连接于滑槽的槽壁；当履带440处于圆形状态时，传动机构沿着滑槽向左移动，使得第一连杆插入连接架410的插接孔内，实现传动机构与连接架410的连接，从而能够通过连接架410带动履带440转动；当履带440处于三角形状态时，传动机构沿着滑槽向右移动，使得第一连杆脱离连接架410的插接孔内，连接架410不会随着传动机构转动；传动机构与传动轴300通过第二插接柱连接，使得传动机构将动力传递至传动轴300，从而通过传动轴300带动履带440转动。

如图2和图3所示，在又一实施例中，传动机构还包括与旋转驱动件100连接的从动齿圈212，从动齿圈212的两端分别与第一齿圈221和第三齿圈231连接。变形轮10还包括第二直线驱动件260，第二直线驱动件260与从动齿圈212连接。如此，即可通过第二直线驱动件260驱动从动齿圈212相对连接架410做靠近运动和远离运动，继而实现第一齿圈221和第三齿圈231的同步移动，以实现第一齿圈221与第二齿圈222的啮合和脱离，以及第三齿圈231和第四齿圈232的啮合和脱离。具体地，如图1所示，从动齿圈212的顶部连接有连接壳，第二直线驱动件260的输出端与连接壳连接，从而能够驱动连接壳相对连接架靠近或远离，进一步通过连接壳带动从动齿圈相对连接架做靠近运动和远离运动。

进一步地，如图3所示，变形轮10还包括与第二齿圈222连接的第五齿圈241，传动机构还包括与第二直线驱动件260连接的第六齿圈242以及与传动轴300连接的驱动盘253，第六齿圈242与驱动盘253滑动连接。例如，第六齿圈242上设置有拨针，驱动盘253上设置有安装孔，拨针穿过该安装孔且能在孔内移动。当履带440处于圆形状态时，第六齿圈242相对驱动盘253向左移动，从而能够与第五齿圈241啮合，使得第一齿圈221通过第五齿圈241将动力传递到第六齿圈242，由于第六齿圈242与传动轴300连接，使得轮体机构和传动轴300呈现为一个整体同步转动，从而保证传动的稳定性，提高轮体移动的可靠性；并且，由于整个变形轮是作为一个整体同步转动，使得圆形轮具有较高的移动速度，此时变形轮能够快速从始发地高速移动到作业现场，这样大大节约时间成本，提高使用效率。当履带440处于三角形状态时，由于第六齿圈242向右移动与第五齿圈241脱离，此时则通过第三齿圈231与第四齿圈232以及与第四齿圈232连接的驱动盘253将动力传递至传动轴300，实现履带440在三角形状态下的转动。旋转驱动件100具体可为液压马达，第二直线驱动件260具体可以为伸缩气缸或者是电动推杆等。

如图1所示，变形轮10还包括套设于旋转驱动件100的输出轴的主动齿圈211，主动齿圈211的齿牙长度大于从动齿圈212的齿牙长度，使得从动齿圈212相对连接架410移动时，始终能够与主动齿圈211处于啮合状态，从而实现动力的传递。由于齿轮传动具有功率范围大、传动效率高以及结构尺寸小的优势，通过设置多个啮合传动的齿圈进行动力传递，保证较高的传动精度，保证履带440以圆形状态或者三角状态运行时的稳定性。

进一步地，如图1所示，变形轮10还包括壳体500，旋转驱动件100、第一齿圈221至第六齿圈242均安装于壳体500内，从而避免齿圈转动时与作业场地的障碍物发生刮擦，影响传动的稳定性，便于移动机器人更安全有效的通行和作业，降低了维护成本。另外，还能够防止粉尘等污染物进入齿圈，影响传动的稳定性，保证传动精度。

图4为图1所示的变形轮10在第二视角的结构示意图；图5为图1所示的变形轮10在第三视角的结构示意图。如图4和图5所示，在一实施例中，轮体机构还包括固接于传动轴300的传动齿圈431、与传动齿圈431啮合传动的传动链轮432，传动链轮432与履带440传动连接。当履带440处于圆形状态时，履带440的转动是通过连接架410实现，而不是通过传动齿圈431和传动链轮432的啮合作用，也就是说，履带440与传动链轮432啮合的齿位始终不变，传动轴300、履带440以及传动链轮432等均呈现为一个整体同向转动，使得履带440与传动链轮432不会出现脱离的现象。当履带440处于三角形状态时，传动机构与连接架410脱离。在此状态下，履带440的移动则是通过传动链轮432与履带440之间的啮合传动实现。具体来说，旋转驱动件100通过传动轴300带动传动齿圈431转动，传动齿圈431与传动链轮432啮合传动，在传动齿圈431和传动链轮432的动力传递下，履带440相对传动链轮432异向转动，从而实现履带440的移动。通过设置多个啮合传动的齿圈进行动力传递，保证较高的传动精度，保证履带440以三角形状态运行时的稳定性。

如图5所示，在又一实施方式中，轮体机构也可包括与传动齿圈431啮合的主动链轮433和从动链轮，以及张紧于主动链轮433和从动链轮之间的链条435，从动链轮与传动链轮432同轴设置，通过主动链轮433和从动链轮将动力传递至传动链轮432，实现履带440在三角形状态下的转动。在其他的实施方式中，也可以不设置传动链轮432，通过张紧于主动链轮433和从动链轮之间的链条435与履带440啮合传动，实现履带440的转动。避免履带440打滑，且能够在履带440距离传动轴300较远时，传递运动和动力，保证履带440移动的可靠性。

如图4和图5所示，轮体机构还包括多个沿周向均匀分布的安装板450，使得主动链轮433、从动链轮以及传动链轮432的中心轴均能够穿过安装板450并固定连接于安装板450上。通过将链轮中心轴的位置固定，从而防止履带440在移动的过程中，由于履带440的重量导致链轮的位置发生错位，避免影响履带440运行的稳定性和可靠性。

如图4和图5所示，在又一实施例中，轮体机构还包括多个沿周向分布的连接于连接架410的弧形支撑板460，弧形支撑板460抵接于履带440的内表面，当履带440由圆形切换为三角形时，通过弧形支撑板460绕自身与安装板450的连接轴转动，使得弧形支撑板460的第一端将履带440顶起时，另一端将履带440缩回。当履带440由三角形切换为圆形时，弧形支撑板460的动作状态则与上述动作相反。通过此种设计，使得履带440的整体长度保持不变，且能够在三角形状态和圆形形态之间进行切换。在其他实施例中，履带440可以为一种具有弹性的橡胶履带440。如此，当弧形支撑板460摆动时，通过履带440发生弹性变形，以满足变形需求。

进一步地，轮体机构还包括安装于连接架410的第一直线驱动件420，第一直线驱动件420沿履带440的周向间隔布置有三个。第一直线驱动件420的伸缩连接于弧形支撑板460的第一端。也就是说，当第一直线驱动件420朝向靠近履带440的方向顶出时，弧形支撑板460的第二端沿靠近传动轴300的方向收缩，使得与弧形支撑板460抵接的履带440发生同步的位移，呈现为近似三角形的状态，第一直线驱动件420伸出时，形成三角形的三个顶点，位于第一直线驱动件之间即收缩的部分形成三角形的三个边。第一直线驱动件420具体可为变形油缸，通过油缸顶杆的伸缩和缩回实现履带440的变形。在其他实施方式中，也可以是弧形支撑板460自身具有伸缩机构，实现弧形支撑板460的相对摆动。

如图5和图6所示，在又一实施例中，轮体机构还包括多个沿周向间隔分布的承重轮470，每个承重轮470连接于弧形支撑板460的第二端。由于变形轮变为三角形或圆形的时候，需要保证变形轮形状稳固不变，不能在行走过程中发生意外，如果变形轮形状发生意外改变，有可能会对机器人造成行走功能障碍或损伤，因此通过设置承重轮470、弧形支撑板460和安装板450等，对履带440起到支撑作用，保证变形轮以某种状态行驶时，不会发生意外变形的事故，大大提高变形轮的稳定性。当第一直线驱动件420顶出后，通过弧形支撑板460、承重轮470和安装板450的限位作用将三角形轮固定不再发生变形，更加安全稳定。两种形状之间的转换快速有效，不会发生卡顿。

如图1所示，为了更好的控制变形轮在三角形和圆形之间的状态切换。变形轮10还包括检测开关620和定位杆610，检测开关620安装于壳体500上端的固定位置处，定位杆610安装于连接架410上，且与第二直线驱动件的位置相对应。当变形轮以圆形状态运动至救援现场或者作业现场时，如果定位杆610转动至与检测开关620相对时，若此时第二直线驱动件相对传动轴300伸出，则能够保证三角形的顶点不与地面接触，而是三角形的边与地面接触充分，此时，多个第一直线驱动件420同时顶出，使得履带440变形成为三角形，保证履带440与地面的接触面积，从而保证变形轮的抓地性好，能够适应复杂作业现场。通过定位杆610和检测开关620来控制履带440由圆形变为三角形，使得变形后的三角形履带440能更有效的与地面接触，大大提高了使用安全性和工作效能。

上述变形轮10在运行时，旋转驱动件100驱动主动齿圈211转动，主动齿圈211与从动齿圈212啮合，从而带动从动齿圈212绕自身轴线转动。当履带440处于圆形状态时，第二直线驱动件260驱动主动齿圈211和第六齿圈242沿靠近连接架410的方向移动，从而带动与主动齿圈211连接的第一齿圈221和第三齿圈231同步沿靠近连接架410的方向移动；使得第一齿圈221能够与第二齿圈222啮合，且第三齿圈231与第四齿圈232脱离；第二齿圈222与第一连接盘251连接，第一连接盘251与第二连接盘252连接，第二连接盘252与连接架410连接，从而通过第一齿圈221将动力传递至连接架410，通过连接架410带动履带440转动，同时，第五齿圈241通过第一连接盘251与第二齿圈222连接，第五齿圈241与驱动盘253滑动连接，因此第五齿圈241通过驱动盘253带动传动轴300转动，使得轮体机构整体呈现为一个整体同向转动，因此变形轮能够快速从始发地高速移动到作业现场，大大节约时间成本，提高使用效率。到达作业现场后，当定位杆610转动至与检测开关620对准时，变形轮上均布的第一直线驱动件420同时顶出，第一直线驱动件420将履带440的三个点顶起成为顶点，弧形支撑板460的第二端缩回，形成三角形的三个边，使得履带440呈现为三角形状态。当履带440处于三角形状态时，第二直线驱动件260驱动主动齿圈211和第六齿圈242沿远离连接架410的方向移动，使得第一齿圈221与第二齿圈222脱离，第五齿圈241和第六齿圈242脱离，同时第三齿圈231和第四齿圈232啮合，第四齿圈232通过驱动盘253与传动轴300连接，从而能够通过固接于传动轴300上的传动齿圈431将动力传递至传动链轮432，进一步通过传动链轮432与履带440的啮合传动，实现三角形状态下的行走，通过弧形支撑板460、承重轮470以及安装板450的支撑作用，保证履带440以三角形状态运行的稳定性。履带440变成三角形形态后，与地面的接触面积增加，使得变形轮能够适用于一定角度的坡路和楼梯等特殊作业场合，此时履带440抓地力最好，接地比压小，能满足复杂现场的作业要求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种变形轮，其特征在于，包括旋转驱动件(100)、与所述旋转驱动件(100)连接的传动机构、与所述传动机构连接的传动轴(300)、以及与所述传动轴(300)传动连接的轮体机构；

所述旋转驱动件(100)用于驱动所述传动机构绕自身轴线转动；所述轮体机构包括连接架(410)以及连接于所述连接架(410)的履带(440)，所述履带(440)与所述传动轴(300)传动连接；

所述履带(440)处于第一状态时，所述传动机构沿靠近所述连接架(410)的方向移动，并与所述连接架(410)连接；所述传动机构通过所述连接架(410)带动所述履带(440)转动；

所述履带(440)处于第二状态时，所述传动机构沿远离所述连接架(410)的方向移动，并与所述连接架(410)脱离；所述传动机构通过所述传动轴(300)带动所述履带(440)转动；

所述轮体机构还包括固接于所述传动轴(300)的传动齿圈(431)以及与所述传动齿圈(431)啮合传动的传动链轮(432)；所述履带(440)处于第二状态时，所述传动链轮(432)与所述履带(440)啮合传动。

2.根据权利要求1所述的变形轮，其特征在于，所述传动机构包括与所述旋转驱动件(100)连接的第一齿圈(221)以及与所述第一齿圈(221)连接的第三齿圈(231)；所述变形轮还包括与所述连接架(410)连接的第二齿圈(222)以及与所述传动轴连接的第四齿圈(232)；

所述履带(440)处于第一状态时，所述第一齿圈(221)沿靠近所述第二齿圈的方向移动，并与所述第二齿圈(222)啮合，所述第三齿圈(231)与所述第四齿圈(232)脱离；

所述履带(440)处于第二状态时，所述第一齿圈(221)沿远离所述第二齿圈的方向移动，并与所述第二齿圈(222)脱离，所述第三齿圈(231)移动至与所述第四齿圈(232)啮合。

3.根据权利要求2所述的变形轮，其特征在于，所述传动机构还包括与所述旋转驱动件(100)连接的从动齿圈(212)，所述从动齿圈的一端与所述第一齿圈连接，另一端与所述第三齿圈连接；所述变形轮还包括第二直线驱动件(260)，所述第二直线驱动件(260)与所述从动齿圈(212)连接，所述第二直线驱动件(260)用于驱动所述从动齿圈(212)相对所述连接架(410)做靠近运动和远离运动。

4.根据权利要求3所述的变形轮，其特征在于，所述变形轮还包括与所述第二齿圈(222)连接的第五齿圈(241)；所述传动机构还包括与所述第二直线驱动件(260)连接的第六齿圈(242)以及与所述传动轴(300)连接的驱动盘(253)，所述第六齿圈(242)与所述驱动盘(253)滑动连接；

所述履带(440)处于第一状态时，所述第五齿圈(241)与所述第六齿圈(242)啮合；

所述履带(440)处于第二状态时，所述第五齿圈(241)与所述第六齿圈(242)脱离。

5.根据权利要求3所述的变形轮，其特征在于，所述变形轮还包括与所述旋转驱动件(100)的输出轴连接的主动齿圈(211)，所述主动齿圈与从动齿圈啮合传动。

6.根据权利要求5所述的变形轮，其特征在于，所述主动齿圈(211)的齿牙长度大于所述从动齿圈(212)的齿牙长度。

7.根据权利要求1所述的变形轮，其特征在于，所述轮体机构还包括与所述传动齿圈(431)啮合传动的主动链轮(433)、从动链轮以及张紧于所述主动链轮(433)和所述从动链轮之间的链条(435)，所述从动链轮与所述传动链轮(432)同轴设置。

8.根据权利要求7所述的变形轮，其特征在于，所述轮体机构还包括安装板(450)，所述主动链轮(433)、所述从动链轮和所述传动链轮(432)均安装于所述安装板(450)上。

9.根据权利要求8所述的变形轮，其特征在于，所述轮体机构还包括安装于所述连接架的弧形支撑板(460)，所述弧形支撑板(460)抵接于所述履带(440)的内表面；

所述履带(440)由第一状态切换至第二状态时，所述弧形支撑板(460)绕其与所述安装板(450)的连接轴转动，所述弧形支撑板(460)的第一端沿远离所述传动轴(300)的方向摆动，所述弧形支撑板(460)的第二端沿靠近所述传动轴(300)的方向摆动；

所述履带(440)由第二状态切换至第一状态时，所述弧形支撑板(460)绕其与所述安装板(450)的连接轴转动，所述弧形支撑板(460)的第一端沿靠近所述传动轴(300)的方向摆动，所述弧形支撑板(460)的第二端沿远离所述传动轴(300)的方向靠近。

10.根据权利要求9所述的变形轮，其特征在于，所述轮体机构还包括承重轮(470)，所述承重轮(470)连接于所述弧形支撑板(460)的第二端。

11.根据权利要求9所述的变形轮，其特征在于，所述轮体机构还包括安装于所述连接架上的第一直线驱动件(420)，所述第一直线驱动件(420)的伸缩端连接于所述弧形支撑板(460)的第一端。

12.一种移动机器人，其特征在于，包括权利要求1-11任一项所述的变形轮(10)和底盘，所述变形轮(10)安装于所述底盘。

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