CN201132553Y - 一种星轮行星轮式登楼轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种星轮行星轮式登楼轮，它包括具有放射状转臂的轮架、车轮(2)，车轮(2)设置在轮架各转臂的端部；轮架通过一中心轴(3)与车身连接；在中心轴(3)上设有中心齿轮(4)，各车轮(2)的轴上分别设有同轴行星齿轮(5)，中心齿轮(4)与各行星齿轮(5)之间分别设有惰轮(7)，中心齿轮(4)与惰轮(7)相互啮合，惰轮(7)与行星齿轮(5)相互啮合；轮架、中心齿轮(4)由两个传动装置分别驱动。本实用新型的轮架、中心齿轮由两个传动装置分别驱动，爬楼时，转臂不和中心齿轮锁死，车轮不会与楼梯垂直面作滑动摩擦，从而减小了登攀轮驱动阻力，提高了车轮使用寿命使得整车运动更加平稳。

Description

一种星轮行星轮式登楼轮

技术领域

本实用新型涉及无轨陆用车辆，具体涉及无轨陆用车辆的车轮，特别是既可在平地上平地行走，又可翻动登攀阶梯的登楼轮。

背景技术

传统的无轨陆用车辆的车轮均是由单个车轮通过轴与车体联接，车轮连续与地面接触滚动实现车辆运行。设有这种车轮的车辆，只能在平坦的路面上行驶，一旦碰到较陡的凸起(如楼梯等)，车辆运行就发生困难。

为了克服这一问题，人们进行了大量的研究工作，中国专利CN2051919U公开了“一种攀楼、平地多用车”，其通过在车身的横轴两端装上行星轮来实现，这种行星轮实际上是由4个小轮与轮架组成的一个从动轮系。这种结构的轮系虽可在人力推拉车上使用，但其运行时仅限于人力推拉车上应用，特别费劲，且不安全，因而很难推广应用。

中国专利CN2209099Y公开的“登攀轮”，它为一种星轮行星轮可转换式登楼轮，该登攀轮包括具有3-8个放射状转臂的轮架、车轮，车轮设置在轮架各转臂的端部；轮架通过一中心轴与车身连接；在中心轴上设有中心齿轮，各车轮的轴上分别设有同轴从动齿轮(行星齿轮)，中心齿轮与各行星齿轮之间分别设有惰轮，中心齿轮与惰轮相互啮合，惰轮与行星齿轮相互啮合。该登攀轮在中心齿轮的一端及轮架上各设有爪型离合器，中心齿轮在中心轴上能自由转动，中心轴上有花键的部分设有可轴向滑动的双面爪型离合器，在弹簧的压力下，与中心齿轮的离合器部分啮合，接受中心轴传递来的驱动力矩，实现平地上的运动。当车轮受到阶梯的阻挡时，由于车轮不能动，导致中心齿轮不能转动，这时双向爪型离合器在传动力矩的作用下，被迫与中心齿轮脱离，从而与固定在轮架上的爪型离合器啮合，使轮架向阶梯上翻转。

该登攀轮能广泛应用于人力推拉车，轮椅、自行车、摩托车、小汽车等多种类型车辆，使车辆既能在平地运行自如，又能登攀阶梯。但该登攀轮存在以下缺陷：1.中心齿轮、惰轮、行星齿轮所组成的行星齿轮系为开式齿轮，易受外界干扰，影响登攀轮工作的稳定性；2.离合器为自动转换方式，结构复杂，可靠性差；3.离合器结构复杂且在转臂内部，整体结构不紧凑。

为克服上述“登攀轮”的缺陷，中国专利号为200620068761.6的专利公开了“一种星轮行星轮可转换式登楼轮”，它用简单、可靠的机构实现了登楼的功能，具有一定的推广价值。不过该可转换式登楼轮在爬楼时，将行星轮的转臂和中心齿轮锁死，3个行星轮会相对地面作纯滚动，而楼梯平台面是有一定宽度的，那么在转臂翻转过程中，行星车轮在大多数情况下都会与楼梯垂直面作滑动摩擦，导致的问题是：1.登攀轮驱动阻力大增；2.车轮磨损严重，使用寿命短；3.当左右车轮摩擦阻力不同，易导致整车运动不平稳，危险性较高。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种星轮行星轮式登楼轮，该登楼轮的驱动阻力小，车轮的使用寿命长，使用该登楼轮的车辆运行平稳。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种星轮行星轮式登楼轮，它包括具有放射状转臂的轮架、车轮，车轮设置在轮架各转臂的端部；轮架通过一中心轴与车身连接；在中心轴上设有中心齿轮，各车轮的轴上分别设有同轴行星齿轮，中心齿轮与各行星齿轮之间分别设有惰轮，中心齿轮与惰轮相互啮合，惰轮与行星齿轮相互啮合；轮架、中心齿轮由两个传动装置分别驱动。

上述方案中，中心齿轮与各行星齿轮的齿数相同。

上述方案中，登楼轮还包括转臂齿轮，转臂齿轮设置在轮架的中心并与轮架固定连接；中心齿轮与中心轴固定连接，两个传动装置分别通过转臂齿轮和中心轴驱动轮架和中心齿轮。

上述方案中，轮架为箱体，中心齿轮、惰轮、行星齿轮设置在箱体内，中心轴、惰轮的轴、行星齿轮的轴支撑在箱体上，车轮、转臂齿轮设置在箱体外部。

本实用新型登楼轮与现有技术相比，具有以下优点：

1、轮架、中心齿轮由两个传动装置分别驱动，爬楼时，转臂不和中心齿轮锁死，传动装置分别带动转臂和中心轮运动，在转臂翻转过程中，车轮不会与楼梯垂直面作滑动摩擦，从而减小了登攀轮驱动阻力，提高了车轮使用寿命使得整车运动更加平稳。

2、采用双传动装置，其可控性好，可以得到更多不同的运动特征，从而为适应全地形路面打下了坚实的基础。

3、中心齿轮与各行星齿轮的齿数相同。其工作原理为：

设中心齿轮的角速度为W₄，端部的行星齿轮的角速度为W₆，轮架即转臂的角速度为W₁，中心齿轮和端部的行星齿轮的齿数比为K＝Z₄/Z₆；分析该周转轮系(该行星轮系为2K-H周转轮系)可以得到如下的运动关系

i₄₆ ¹＝W₄ ¹/W₆ ¹＝(W₄-W₁)/(W₆-W₁)＝Z₆/Z₄＝1/K

从而得到

W₆-KW₄＝(1-K)W₁

则当K＝1时，W₆-W₄＝0，即

W₆＝W₄

因此，当中心齿轮和端部的行星齿轮具有相同的齿数时(即K＝1)，中心齿轮和端部的行星齿轮具有完全相同的转动运动关系(大小和方向均相同)，因而可以通过控制中心齿轮的运动来精确控制端部的行星齿轮的运动，从而可降低其它控制系统(如两个传动装置的动力源的控制系统等)的复杂程度。

4、转臂齿轮设置在轮架的中心并与轮架固定连接，中心齿轮与中心轴固定连接。本实用新型登楼轮安装在车辆上后，车辆上的一传动装置驱动中心轴，另一传动装置驱动转臂齿轮。

5、轮架为箱体，中心齿轮、惰轮、行星齿轮所组成的行星齿轮系设置在箱体内，结构紧凑，稳定性好。

附图说明

图1、2、3为本实用新型实施例的结构示意图

图4为本实用新型实施例使用状态的结构示意图

具体实施方式

如图1、2、3所示的本实用新型实施例，它包括具有3个放射状转臂的轮架、3个车轮2，车轮2设置在轮架各转臂的端部；轮架通过一中心轴3与车身连接；在中心轴3上设有中心齿轮4，各车轮2的轴上分别设有同轴行星齿轮5，中心齿轮4与各行星齿轮5之间分别设有惰轮7，中心齿轮4与惰轮7相互啮合，惰轮7与行星齿轮5相互啮合。中心齿轮4与各行星齿轮5的齿数相同。

如图2、3所示，本实用新型实施例还包括转臂齿轮6，转臂齿轮6设置在轮架的中心并与轮架固定连接；中心齿轮4与中心轴3固定连接，两个传动装置分别通过转臂齿轮6和中心轴3驱动轮架和中心齿轮4。

轮架为箱体1，中心齿轮4、惰轮7、行星齿轮5设置在箱体1内，中心轴3、惰轮7的轴、行星齿轮5的轴支撑在箱体1上，车轮2、转臂齿轮6设置在箱体1外部。

如图4所示，它为具有本实用新型登楼轮的轮椅，本实用新型登楼轮的中心轴3与轮椅的车身8连接。轮椅上设有两个传动装置，其中一传动装置为联轴器，它驱动登楼轮的中心轴3，另一传动装置为齿轮，它驱动转臂齿轮，从而分别驱动轮架、中心齿轮4。上述两个传动装置由一个动力源通过离合器分别驱动，动力源为手柄驱动动力源。

轮椅车辆上的两传动装置可以由两个动力源(如两个电机)分别驱动。

本实用新型的轮架的转臂数可设计为3-8个中任一种，转臂数越多，运行起来越平稳，上下阶梯，轮架更容易翻转，但安装工艺越复杂。

本实用新型登楼轮还可用于轮椅、自行车、摩托车、汽车等车辆上。

Claims (4)

1、一种星轮行星轮式登楼轮，它包括具有放射状转臂的轮架、车轮(2)，车轮(2)设置在轮架各转臂的端部；轮架通过一中心轴(3)与车身连接；在中心轴(3)上设有中心齿轮(4)，各车轮(2)的轴上分别设有同轴行星齿轮(5)，中心齿轮(4)与各行星齿轮(5)之间分别设有惰轮(7)，中心齿轮(4)与惰轮(7)相互啮合，惰轮(7)与行星齿轮(5)相互啮合；其特征在于：轮架、中心齿轮(4)由两个传动装置分别驱动。

2、如权利要求1所述的登楼轮，其特征在于：中心齿轮(4)与各行星齿轮(5)的齿数相同。

3、如权利要求1或2所述的登楼轮，其特征在于：它还包括转臂齿轮(6)，转臂齿轮(6)设置在轮架的中心并与轮架固定连接；中心齿轮(4)与中心轴(3)固定连接，两个传动装置分别通过转臂齿轮(6)和中心轴(3)驱动轮架和中心齿轮(4)。

4、如权利要求3所述的登楼轮，其特征在于：轮架为箱体(1)，中心齿轮(4)、惰轮(7)、行星齿轮(5)设置在箱体(1)内，中心轴(3)、惰轮(7)的轴、行星齿轮(5)的轴支撑在箱体(1)上，车轮(2)、转臂齿轮(6)设置在箱体(1)外部。

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