[发明专利]一种适用于可变直径轮的组合弹簧变径轮架

说明书

技术领域

本发明涉及一种轮架结构，更特别地说，是指一种适用于可变直径轮的组合弹簧变径轮架。 

背景技术

可变直径轮是一种通过轮径张开或合拢可实现在无轮缘和有轮缘车轮间变换的轮子。该可变直径轮一般包括变径驱动单元、变径传动单元、轮架和外覆件(如橡胶胎块、轮脚块)。 

可变直径轮是一种能够适应多种不同地面环境(如沼泽、滩涂、沙地等松软地面和沥清路、水泥路等硬质路面)、且具有高通过性的多栖行走轮子。可变直径轮可广泛应用于军、民用全地域车辆、移动机器人和各种特殊装备移动平台的行走机构，如沙漠车、滩涂车辆、探险机器人、太空巡视探测车等。 

在不同地面环境下运行时，通过控制轮径的变化，可变直径轮可在有轮缘和无轮缘车轮之间转换。如在松软地面上，可变直径轮呈张开状，成为无轮缘车轮，能够提高通过性，减少滚动阻力，增加驱动力；如在硬质地面上，可变直径轮呈合拢状，成为有轮缘车轮，能够提高车轮的平顺性和行驶速度。 

可变直径轮的轮径的变化是通过变径驱动单元输出转矩，并经变径传动单元传递至轮架上，由轮架带动外覆件张开或合拢来实现轮子直径可变。 

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于可变直径轮的组合弹簧变径轮架，该组合弹簧变径轮架通过B轮毂相对于A轮毂和C轮毂转动一定角度下，同时带动弹性变径件在B轮毂圆周方向上产生转动，使弹性变径件张开或合拢，从而实现可变直径轮的轮径可变。 

本发明是一种适用于可变直径轮的组合弹簧变径轮架，该轮架由三个轮毂和六个弹性变径件组成；三个轮毂是指A轮毂、B轮毂和C轮毂；六个弹性变径件是指 结构相同的A弹性变径件、B弹性变径件、C弹性变径件、D弹性变径件、E弹性变径件、F弹性变径件。三个轮毂的排列顺序是在轮心线上顺次排布为A轮毂、B轮毂和C轮毂。弹性变径件与轮毂的安装采用心形弹簧件实现。三个轮毂为同心圆，六个弹性变径件是以同心圆的圆心均匀布置在轮毂的外缘上。 

A弹性变径件包括有轮脚簧片、T形支撑板、U形支撑板、A心形弹簧、B心形弹簧和C心形弹簧；其中，A心形弹簧、B心形弹簧和C心形弹簧的结构相同。A弹性变径件的安装关系为： 

T形支撑板的一端安装在轮脚簧片的A侧板上，T形支撑板的另一端安装在A心形弹簧的A活动连接板面上； 

U形支撑板的连体端安装在轮脚簧片的B侧板上，U形支撑板的A支臂端安装在B心形弹簧的B活动连接板面上，U形支撑板的B支臂端安装在C心形弹簧的C活动连接板面上； 

A心形弹簧的A静止连接板面安装在B轮毂的L斜凸台上； 

B心形弹簧的B静止连接板面安装在A轮毂的A斜凸台上； 

C心形弹簧的C静止连接板面安装在C轮毂的M斜凸台上。 

本发明的一种适用于可变直径轮的组合弹簧变径轮架的优点在于： 

(1)弹性变径件上除了T形支撑板和U形支撑板不具有弹性功能外，轮脚簧片和三个心形弹簧能够根据变径轮架的张开与合拢的轮径比进行张开与合拢变化。在受到变径转矩作用时，组合布置安装的心形变径弹簧的可张开角度的弹性范围更大，易实现安装在弹性轮架上的轮脚块张开或合拢。 

(2)弹性轮架采用弹性变径弹簧与刚性支撑板相结合的结构设计，使得整体轮架的重量得到轻量化，既易于变径，又增强了侧向支撑刚度，且便于加工制造，维修方便。 

(3)轮架采用弹簧薄钢板结构，完全避免活动铰链联接，去除了摩擦副，不用采取密封和润滑措施，使结构更加紧凑，大大增加了可靠性； 

(4)采用轮脚弹簧板上安装橡胶块，而非充气轮胎或者履带等轮子结构，改变了常规轮子结构，提出了一种由液压与机械联动使轮径变换的步行车轮新模式。 

(5)由本发明的组合弹簧变径轮架与橡胶轮脚块(外覆件)、变径机构(变径驱动单元)、变径传动单元装配组合而成的轮子可在有轮缘和无轮缘车轮之间转换，兼具了常规车轮与步行轮的优点，避免了常规车轮发生漏气、爆胎等现象，并可提高轮子的松软路面通过性和硬路面的行驶平顺性。 

(6)本发明设计的组合弹簧变径轮架采用避免摩擦运动副的弹性弹簧轮毂设计，无需要润滑和密封的环节，增加了装置的可靠性，提高了轮子的性能。 

附图说明

图1是本发明组合弹簧变径轮架的结构图。 

图1A是图1的后视图。 

图1B是图1的分解图。 

图2是本发明A弹性变径件的分解图。 

图3是本发明组合弹簧变径轮架的合拢示意图。 

图4是本发明A弹性变径件在轮架张开状态时的结构图。