CN217994620U - 一种能够实现轮履切换的轮毂及车轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种能够实现轮履切换的轮毂及车轮，包括转轴，转轴两侧均设有平行四边形连杆机构，平行四边形连杆机构中的相邻连杆通过转接副铰接，转轴两侧的平行四边型连杆机构相靠近的转接副连接成为一个整体形成中间转接副并与转轴固定，其余转接副均设有引导轮，转轴与架体固定，架体两端均设有支重轮，支重轮与支重轮驱动机构连接，架体安装有切换驱动机构，切换驱动机构与平行四边形连杆机构连接以实现平行四边形连杆机构相邻杆之间角度的变化，本实用新型的轮毂对车辆改造小，使用方便。

Description

一种能够实现轮履切换的轮毂及车轮

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，具体涉及一种能够实现轮履切换的轮毂及车轮。

背景技术

这里的陈述仅提供与本实用新型相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

普通的圆形车轮对于草原生态系统具有较大的危害，草原地区的车辆须有安装履带以减少对草原生态系统的危害，专利CN209667248U提供了一种伸缩式轮履切换的行走装置，能够实现轮式行走和履带式行走的切换，适用于草原生态系统的车辆，但发明人发现，该种方式为在车辆上单独设置轮式行走系统和履带式行走系统，通过一个切换装置进行切换，采用此种方式，需要对车辆底盘进行较大改进，无法直接应用于现有的车辆。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供了一种能够实现轮履切换的轮体，只对车辆的轮体进行改进，能够直接应用于现有的车辆。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型的实施例提供了一种能够实现轮履切换的轮毂，包括转轴，转轴两侧均设有平行四边形连杆机构，平行四边形连杆机构中的相邻连杆通过转接副铰接，转轴两侧的平行四边型连杆机构相靠近的转接副连接成为一个整体形成中间转接副并与转轴固定，其余转接副均设有引导轮，转轴与架体固定，架体两端均设有支重轮，支重轮与支重轮驱动机构连接，架体安装有切换驱动机构，切换驱动机构与平行四边形连杆机构连接以实现平行四边形连杆机构相邻杆之间角度的变化。

可选的，平行四边形连杆机构包括一端与中间转接副铰接的第一连杆和第二连杆，第一连杆另一端通过转接副与第三连杆的一端铰接，第二连杆的另一端通过转接副与第四连杆的一端铰接，第三连杆和第四连杆的另一端通过转接副铰接。

可选的，两个第一连杆之间设有相互铰接的两个顶轮连杆，两个顶轮连杆在铰接位置处连接有顶轮，其中一个顶轮连杆与其中一个第一连杆铰接，另一个顶轮连杆与另一个第一连杆铰接。

可选的，两个第二连杆之间设有相互铰接的两个顶轮连杆，两个顶轮连杆在铰接位置处连接有顶轮，其中一个顶轮连杆与其中一个第二连杆铰接，另一个顶轮连杆与另一个第二连杆铰接。

可选的，两个平行四边形连杆机构的第三连杆和第四连杆均设置有侧轮。

可选的，所述切换驱动机构包括设置在平行四边形连杆机构内部的第一伸缩件和第二伸缩件，第一伸缩件沿平行四边形连杆机构的一条对角线分布，其两端分别与相对的两个转接副连接，第二伸缩件沿另一条对角线分布，且两端分别与另外两个转接副连接，第一伸缩件和第二伸缩件在垂直交叉位置处与驱动组件连接以实现沿中间转接副所在对角线方向的直线运动。

可选的，所述驱动组件包括固定在架体的驱动件，驱动件与丝杠连接以驱动丝杠绕自身轴线转动，丝杠包括旋向相反且分别与两个平行四边形连杆机构对应的两部分，两部分均连接有丝杠滑块，丝杠滑块与第一伸缩件和第二伸缩件的交叉位置固定。

可选的，所述第一伸缩件和第二伸缩件均液压伸缩件，包括固定部和位于固定部两侧的伸缩件，第一伸缩件固定部内部空间通过第一切换阀与安装在架体的液压分缸连接，第二伸缩件固定部内部空间通过第二切换阀与液压分缸连接。

可选的，第一伸缩件和第二伸缩件的固定部通过液压轮缸交叉，其中液压轮缸内设置有连接通道，连接通道内部空间与第一伸缩件位于液压轮缸两侧的固定部连通，连接通道外部空间与第二伸缩件位于液压轮缸两侧的固定部连通。

第二方面，本实用新型的实施例提供了一种车轮，设置有第一方面所述的能够实现轮履切换的轮毂轮毂，所述的能够实现轮履切换的轮毂轮毂外周设有履带，所有引导轮与履带的内侧面配合以对履带进行支撑。

上述本实用新型的有益效果如下：

1.本实用新型的轮毂，平行四边形连杆机构与切换驱动机构连接，能够实现相邻连杆之间角度的变化，当连杆角度使得多个引导轮位于一个圆周时，通过主转轴传递动力，能够作为轮式行走机构使用，当连杆角度变化至支重轮与履带内侧面接触时，支重轮驱动机构能够带动支重轮转动，能够作为履带式行走机构使用，进而实现了轮履之间的切换，同时只对轮毂进行了改进，转轴直接与车辆的驱动桥连接即可，对车辆底盘改进小，使用方便。

2.本实用新型的轮毂，第一伸缩件和第二伸缩件的固定部的内部空间均通过切换阀与液压分缸连接，平行四边形连杆机构的连杆角度发生改变时，能够通过第一伸缩件和第二伸缩件内部的液压作用进行稳定，保证了平行四边形连杆机构的结构稳定性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1是本实用新型实施例1整体结构主视图；

图2是本实用新型实施例1整体结构轴侧图一；

图3是本实用新型实施例1整体结构轴侧图二；

图4是本实用新型实施例1支重轮驱动机构结构示意图；

图5是本实用新型实施例1切换驱动机构结构示意图；

图6是本实用新型实施例1第一伸缩件和第二伸缩件横向剖视图；

图7是本实用新型实施例1第一伸缩件和第二伸缩件纵向剖视图；

图8是本实用新型实施例1第一伸缩件油路示意图；

图9是本实用新型实施例1与履带配合示意图；

图10是本实用新型实施例1轮式工作状态示意图；

图11是本实用新型实施例1履带式工作状态示意图；

其中，1.架体，2.液压轮缸，3.履带，4.连接通道，5.铰接轴，6.支重轮支架，7.顶轮，8.第一连杆，9.侧轮，10.第三连杆，11.引导轮，12.第四连杆，13.第二连杆，14.转接副，15.顶轮连杆，16.支重轮，17.转轴，18.中间转接副，19.第一伸缩件，20.丝杠滑块，21.第二伸缩件，22.丝杠，23.切换驱动电机，24.主动齿轮，25.从动齿轮，26.液压分缸，27.侧轮滚轴，28.引导轮轴，29.侧轮支架，30.支重轮驱动电机，31.主动齿轮，32.中间传动齿轮，33.末传动齿轮，34.三位四通电磁换向阀。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种能够实现轮履切换的轮毂，如图1-图3所示，包括转轴17，转轴17两侧均设置有平行四边形连杆机构，本实施例中，转轴的同一侧均设置有两个平行四边形连杆机构，两侧的平行四边形连杆机构的结构完全相同，其中转轴一侧的一个平行四边形连杆机构与另一侧的一个平行四边形连杆机构对齐，另外两个平行四边形连杆机构对齐，形成沿转轴轴线分布的两组平行四边形连杆机构，两组平行四边形连杆机构之间具有空间，以转轴一侧的平行四边形连杆机构为例进行说明。

平行四边形连杆机构包括第一连杆8、第二连杆13、第三连杆10和第四连杆12，其中第一连杆8和第二连杆13的一端通过转接副铰接，第一连杆8的另一端通过转接副14与第三连杆10的一端铰接，第二连杆13的另一端通过转接副14与第四连杆12的一端铰接，第三连杆10和第四连杆12的另一端通过转接副14铰接。

第一连杆8、第二连杆13、第三连杆10及第四连杆12的长度相同，以形成整体结构为菱形的平行四边形连杆机构。

其中，转轴17两侧的平行四边形连杆机构中，相互靠近的第一连杆8和第二连杆13之间的转接副连接成为一个整体，形成中间转接副18，且中间转接副18与转轴固定连接。

转接副14的结构相同，均包括两个平板，两个平板之间设置有转接轴，连杆的端部与转接轴转动连接。

转轴17同一侧的平行四边形连杆机构对应的转接副之间设置有引导轮轴28，引导轮轴28上转动连接有引导轮11，引导轮11用于对履带进行支撑。

其中转轴17同一侧的两个平行四边形连杆机构的对应的第三连杆10之间设置有侧轮支架29，对应的第四连杆12之间设置有侧轮支架29，侧轮支架29上通过侧轮滚轴27转动连接有侧轮9，侧轮9用于与履带的内侧面配合，对履带进行支撑。

转轴17两侧的平行四边形连杆机构中，对应的第一连杆之间设置有两个顶轮连杆15，分别为第一顶轮连杆和第二顶轮连杆，第一顶轮连杆和第二顶轮连杆的一端与顶轮轴转动连接，第一顶轮连杆的另一端通过其中一根第一连杆开设的方形槽中深入第一连杆内部并与该第一连杆内部的铰接轴5转动连接，通过设置方形槽以实现第一顶轮连杆的转动空间，第二顶轮连杆的另一端通过另一根第一连杆开设的方形槽中深入该第一连杆内部并与该第一连杆内部的铰接轴转动连接。

顶轮轴的两端均转动连接有顶轮7，顶轮7能够与履带的内侧面配合，用于对履带进行支撑。

相应的，转轴两侧的平行四边形连杆机构中，对应的第二连杆之间也设置有两个顶轮连杆15，分别为第三顶轮连杆、第四顶轮连杆以及相应的顶轮轴和顶轮7，设置方式与第一连杆8之间的第一顶轮连杆、第二顶轮连杆、顶轮轴和顶轮7的设置方式相同，在此不进行重复叙述。

转轴17还与架体1固定连接，架体1位于两组平行四边形连杆机构之间的空间，架体的上端和下端均设置有支重轮支架6，支重轮支架6采用三角形结构，支重轮支架6上安装有至少一个支重轮16。

支重轮支架上安装有四个支重轮16，其中位于内侧的两个支重轮16与安装在支重轮支架的支重轮驱动机构连接，支重轮驱动机构能够带动与其连接的支重轮16绕自身轴线转动。

如图4所示，所述支重轮驱动机构包括固定在支重轮支架的支重轮驱动电机30，支重轮驱动电机30的输出轴与主动齿轮31连接，主动齿轮31与中间传动齿轮32相啮合，中间传动齿轮32通过齿轮轴与支重轮支架6转动连接，中间传动齿轮32与其下方两侧对称设置的末传动齿轮33相啮合，两个末传动齿轮33分别通过轮轴与位于内侧的两个支重轮16连接，能够带动支重轮16转动。

架体1的设置有切换驱动机构，切换驱动机构与位于转轴两侧的平行四边形连杆机构连接，用于驱动平行四边形连杆机构相邻连杆之间夹角的变化，进而实现轮式行走与履带式行走方式的切换。

如图5所示，所述切换驱动机构包括呈十字型分布的第一伸缩件19和第二伸缩件21，第一伸缩件19和第二伸缩件21的交点位置位于平行四边形连杆机构的对角线交点位置处。

其中第一伸缩件19的两端分别与相对的两个转接副14连接，第二伸缩件21的两端分别与另外两个相对的转接副14连接。

本实施例中，中间转接副18与第一伸缩件19的一端连接。

第一伸缩件19和第二伸缩件21在交叉位置处与驱动组件连接，驱动组件能够驱动第一伸缩件19和第二伸缩件21构成的整体沿中间转接副18所在的对角线做直线运动，进而带动平行四边形连杆机构相邻连杆之间夹角的变化。

所述驱动组件包括丝杠22，丝杠包括第一杆段和第二杆段，第一杆段和第二杆段的旋向相反，丝杠在第一杆段和第二杆段的交界位置处连接有从动齿轮25，从动齿轮25与主动齿轮24相啮合，主动齿轮24与固定在架体内部的切换驱动电机23的输出轴连接，切换驱动电机23作为带动丝杠22转动的驱动件，本实施例中，切换驱动电机23采用伺服电机，切换驱动电机能够通过主动齿轮24和从动齿轮25带动丝杠22绕自身轴线的转动。

丝杠22的第一杆段位于转轴一侧的两个平行四边形连杆机构之间，且螺纹连接有丝杠滑块20，丝杠滑块20与其两侧的平行四边形连杆机构对应的第一伸缩件19和第二伸缩件21的交叉位置固定。

丝杠22的第二杆段位于转轴另一侧的两个平行四边形连杆机构之间，且螺纹连接有丝杠滑块20，丝杠滑块20与其两侧的平行四边形连杆机构对应的第一伸缩件19和第二伸缩件21的交叉位置固定。

所述第一伸缩件19包括固定部，固定部的空腔内两端均伸缩连接有伸缩部，两个伸缩部的端部分别与两个相对的转接副14连接。伸缩部伸入固定部内的端部设有活塞，活塞与固定部滑动密封连接。

所述第二伸缩件21包括固定部，固定部的空腔内两端均伸缩连接有伸缩部，两个伸缩部的端部分别与另外两个相对的转接副14连接。伸缩部伸入固定部内的端部设有活塞，活塞与固定部滑动密封连接。

如图6-图8所示，本实施例中，第一伸缩件19和第二伸缩件21的固定部交叉垂直固定，且通过在交叉位置处设置的液压轮缸2交叉固定，液压轮缸2截面为菱形，其内部设置有连接通道4，连接通道4将液压轮缸2内部分隔为连接通道4内部空间和连接通道4外部空间，连接通道4的两个端部分别与液压轮缸2两侧的第一伸缩件19的固定部内部空腔连通，使得连接通道4与第一伸缩件19的固定部连通，连接通道4的外部空间与第二伸缩件21的固定部相连通，使得第一伸缩件19和第二伸缩件21内部的液压油能够独立流通。

所述第一伸缩件19的固定部内部被活塞分成的两个空腔通过管路和第一切换阀与固定在架体1内部的液压分缸26连接，第一切换阀固定在第一伸缩件的固定部外表面。其中第一伸缩件的一个油口设置在连接通道与液压轮缸之间的连接通道上，另一个油口设置在固定部上。

所述第二伸缩件21的固定部内部被活塞分成的两个空腔通过管路和第二切换阀与固定在架体1内部的液压分缸26连接，第二切换阀固定在第二伸缩件的固定部外表面。第二伸缩件的一个油口设置在液压轮缸上，另一个油口设置在第二伸缩件的固定部上。

所述第一切换阀和第二切换阀均采用三位四通电磁换向阀34。

第一切换阀和第二切换阀的工作原理相同，以第一切换阀为例进行说明：

当三位四通电磁换向阀34在中位时，液压轮缸2和液压分缸26之间的液压油液互不连通，当三位四通电磁换向阀34在右位时，液压分缸26中的液压油流向液压轮缸2，第一伸缩件19的伸缩部向外侧方向运动，以实现由轮式行走向履带式行走的切换，当三位四通电磁换向阀34在左位时，液压轮缸2中的液压油流向液压分缸26，第一伸缩件19的伸缩部向内侧方向运动，以实现由履带式行走向轮式行走的切换。

第一切换阀和第二切换阀的工作原理相同，当第二伸缩件的伸缩部向外侧运动时，实现履带式行走向轮式行走的切换，当第二伸缩件的伸缩部向内侧运动时，实现轮式行走向履带式行走的切换。

当第一切换阀和第二切换阀处于中位时，液压轮缸2和液压分缸26之间的液压油不流通，使得平行四边形连杆机构保持稳定状态。

本实施例中，架体内还设置有控制器，控制器与切换驱动电机、第一切换阀和第二切换阀连接，用于控制其工作，控制器还设有无线通信模块，能够通过无线通信模块与车辆的控制系统连接。

本实施例的工作方法为：

工作过程分为两种，一是由轮式变形为履带式，二是由履带式变形为轮式。如图11所示，轮式变为履带式的具体过程如下：切换驱动电机23驱动主动齿轮24正向旋转，进一步带动与其啮合的从动齿轮25转动，进一步带动与其固定连接的丝杠22转动；由于丝杠22连接的两个丝杠滑块20两端与液压轮缸2固定，且丝杠22两端螺纹旋向不同，故而当丝杠22转动时，两端的丝杠滑块20会在螺纹的作用下同时向左右两端延伸，进一步带动整个平行四边形连杆机构变形，形成履带式车轮的轮毂。同时由于顶轮连杆15安装于转轴17两侧的平行四边形连杆机构对应的第一连杆8的中上方位置，所以当第一连杆8和第二连杆13因为变形而导致所夹角度变大时，两个顶轮连杆15与两个第一连杆8构成的平行四边形机构也会发生变形，且顶轮7高度下降速度将超过引导轮11的高度下降速度；当顶轮7轮顶下降到与其两边的引导轮11轮顶同一高度时，轮毂达到履带式工作位置，同理，第二连杆13之间的顶轮7达到与其两边引导轮11同一高度时，装置达到履带式工作位置，此时安装在支重轮支架6上的支重轮16轮顶也与引导轮11轮顶在同一位置，支重轮16发挥支撑履带形状以及传递部分重力的作用；此时更换轮胎或直接采用可变形轮胎都能完成轮转履的变化过程。

上述过程中，第一伸缩件19的伸缩部伸长，第一切换阀处于右位，液压油由液压分缸26流向液压轮缸2，第二伸缩件21的伸缩部缩回，第二切换阀处于左位，液压油由液压轮缸流2向液压分缸26，转变完成后，将第一切换阀和第二切换阀变为中位，此时液压轮缸2与液压分缸26的液压油无法相互流通，平行四边形连杆机构保持稳定。

如图10所示，履带式变为轮式的过程与上述过程相似：切换驱动电机23驱动主动齿轮24反向旋转，带动从动齿轮25反转，进一步带动丝杠反转，进一步使得丝杠22两端的丝杠滑块20向中心移动，进一步使得平行四边形连杆机构发生变形；当两边的平行四边形连杆机构外轮廓线构成一个正六边形时变形完成，此时轮式车轮的车轮履带3能够成为该正六边形的外接圆；顶轮7在顶轮连杆15的变形下，向正上方的移动速度超过两边的引导轮11，当上述正六边形形成时，顶轮7轮顶与其外接圆相切，顶轮7做为轮式的一个顶点支撑轮，用于支撑履带3形状。

上述过程中，第一伸缩件19的伸缩部缩短，第一切换阀处于左位，液压油由液压轮缸2流向液压分缸26，第二伸缩件21的伸缩部伸长，第二切换阀处于右位，液压油由液压分缸流26向液压轮缸2，转变完成后，将第一切换阀和第二切换阀变为中位，此时液压轮缸2与液压分缸26的液压油无法相互流通，平行四边形连杆机构保持稳定。

本实施例的轮毂，能够直接应用于车辆，无需额外增加切换装置，对车辆改动少，使用方便。

实施例2

本实施例提供了一种车轮，如图9所示，设置有实施例1所述的能够实现轮履切换的轮毂，轮毂外周套有履带，履带设有凹槽，轮毂的引导轮11、顶轮7、侧轮9卡入凹槽中，且支重轮16也能够卡入凹槽中，引导轮11、顶轮7、侧轮9及支重轮16外轮面均具有轮齿，相应的，凹槽的底部槽面也设置有轮齿相啮合的多个齿槽。

车轮的其他结构采用现有结构即可，在此不进行详细叙述。

所述转轴与车辆的驱动桥连接，当采用轮式行走模式时，车辆的驱动桥带动转轴转动，进而带动整个车轮转动，形成轮式行走模式。

当采用履带式行走模式式，转轴不转动，支重轮驱动机构工作，带动支重轮转动，实现履带式行走。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种能够实现轮履切换的轮毂，其特征在于，包括转轴，转轴两侧均设有平行四边形连杆机构，平行四边形连杆机构中的相邻连杆通过转接副铰接，转轴两侧的平行四边型连杆机构相靠近的转接副连接成为一个整体形成中间转接副并与转轴固定，其余转接副均设有引导轮，转轴与架体固定，架体两端均设有支重轮，支重轮与支重轮驱动机构连接，架体安装有切换驱动机构，切换驱动机构与平行四边形连杆机构连接以实现平行四边形连杆机构相邻杆之间角度的变化。

2.如权利要求1所述的一种能够实现轮履切换的轮毂，其特征在于，平行四边形连杆机构包括一端与中间转接副铰接的第一连杆和第二连杆，第一连杆另一端通过转接副与第三连杆的一端铰接，第二连杆的另一端通过转接副与第四连杆的一端铰接，第三连杆和第四连杆的另一端通过转接副铰接。

3.如权利要求2所述的一种能够实现轮履切换的轮毂，其特征在于，两个第一连杆之间设有相互铰接的两个顶轮连杆，两个顶轮连杆在铰接位置处连接有顶轮，其中一个顶轮连杆与其中一个第一连杆铰接，另一个顶轮连杆与另一个第一连杆铰接。

4.如权利要求2所述的一种能够实现轮履切换的轮毂，其特征在于，两个第二连杆之间设有相互铰接的两个顶轮连杆，两个顶轮连杆在铰接位置处连接有顶轮，其中一个顶轮连杆与其中一个第二连杆铰接，另一个顶轮连杆与另一个第二连杆铰接。

5.如权利要求2所述的一种能够实现轮履切换的轮毂，其特征在于，两个平行四边形连杆机构的第三连杆和第四连杆均设置有侧轮。

6.如权利要求1所述的一种能够实现轮履切换的轮毂，其特征在于，所述切换驱动机构包括设置在平行四边形连杆机构内部的第一伸缩件和第二伸缩件，第一伸缩件沿平行四边形连杆机构的一条对角线分布，其两端分别与相对的两个转接副连接，第二伸缩件沿另一条对角线分布，且两端分别与另外两个转接副连接，第一伸缩件和第二伸缩件在垂直交叉位置处与驱动组件连接以实现沿中间转接副所在对角线方向的直线运动。

7.如权利要求6所述的一种能够实现轮履切换的轮毂，其特征在于，所述驱动组件包括固定在架体的驱动件，驱动件与丝杠连接以驱动丝杠绕自身轴线转动，丝杠包括旋向相反且分别与两个平行四边形连杆机构对应的两部分，两部分均连接有丝杠滑块，丝杠滑块与第一伸缩件和第二伸缩件的交叉位置固定。

8.如权利要求6所述的一种能够实现轮履切换的轮毂，其特征在于，所述第一伸缩件和第二伸缩件均液压伸缩件，包括固定部和位于固定部两侧的伸缩件，第一伸缩件固定部内部空间通过第一切换阀与安装在架体的液压分缸连接，第二伸缩件固定部内部空间通过第二切换阀与液压分缸连接。

9.如权利要求8所述的一种能够实现轮履切换的轮毂，其特征在于，第一伸缩件和第二伸缩件的固定部通过液压轮缸交叉，其中液压轮缸内设置有连接通道，连接通道内部空间与第一伸缩件位于液压轮缸两侧的固定部连通，连接通道外部空间与第二伸缩件位于液压轮缸两侧的固定部连通。

10.一种车轮，其特征在于，设置有权利要求1-9任一项所述的能够实现轮履切换的轮毂，所述的能够实现轮履切换的轮毂轮毂外周设有履带，所有引导轮与履带的内侧面配合以对履带进行支撑。

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