[发明专利]可折展组合式越障车轮

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种车轮，更确切的说，是一种可折展组合式越障车轮。

【背景技术】

各种地面移动机构(轮式、腿式、履带式)在快速性、平稳性、越障性等方面各有长短。虽然轮式移动机构移动快速、平稳，但其越障性能较差。如果能设计出越障性能好的轮式移动机构，那么轮式移动机器人的应用范围将在更大程度上得以提高。

国内外对于移动机器人的移动系统研究比较多，但对于移动机构本身尤其是轮式移动机构的改进方面研究尚处于起步阶段。其中，北京航空航天大学提出了一种适用于可变直径轮的摆动变直径轮架。该轮架由轮辐、弹性变形件和轮脚板组成。弹性变形件安装在轮辐和轮脚板之间，该变直径机构通过两侧的轮辐与中间的轮辐产生相对转动，带动弹性变形件在圆周方向上产生螺旋扭转，使轮脚张开或合拢，从而实现车轮的轮径可变，在中国专利第200910078938.4号中有所述及。中国专利号为200620028478.6阐述了吉林大学研制的复式步行轮机构，该机构适应了沙地等松软的地面，但是由于机构的伸缩比有限，该机构的越障性能不能达到较满意的效果。

另外，北京航空航天大学提出的一种适用于可变直径轮的摆动变径轮架，中国专利第200910078938.4号，结构轻巧，但是由于需要弹性变形件来承受车载因而在地面移动机器人应用中存在着车轮承载能力有限的问题。

【发明内容】

鉴于上述状况，有必要提供一种承载能力及伸缩比较高的可折叠组合式越障车轮。

一种可折展组合式越障车轮，包括：

正常车轮，为圆柱形；

三个可展轮缘，每个可展轮缘为弓形，且具有一个轮心及两个轮缘端；

三个二叉杆，围绕所述正常车轮的轴心设置，每个二叉杆具有两个自由端及一个弯折部，所述弯折部可转动地连接于所述正常车轮的外侧，所述每个二叉杆的两个自由端分别与其中一个可展轮缘的轮心及相邻可展轮缘靠近所述二叉杆的轮缘端可转动地连接，使所述三个二叉杆与所述三个可展轮缘实现联动；

驱动件，驱动所述三个二叉杆绕各自的弯折部中心转动。

上述折叠组合式越障车轮的可展轮缘可伸出正常车轮的轮缘外，使得折叠组合式越障车轮的伸缩比较高，车轮直径增大；并且，可展轮缘的刚性好，且采用设于正常车轮上的二叉杆驱动，成封闭联动四边形，其支撑强度高，可大大提高折叠组合式越障车轮的承载能力。因此，上述折叠组合式越障车轮的承载能力及伸缩比较高。

进一步地，所述三个二叉杆围绕所述正常车轮的轴心等间距分布，所述三个可展轮缘可围成与所述正常车轮的轮缘相等的圆。

进一步地，所述三个二叉杆的自由端均通过一个轴承与所述可展轮缘的中心轴承孔及相邻可展轮缘的边缘轴承孔可转动地连接。

进一步地，所述三个可展轮缘均开设有减重孔。

进一步地，所述可折展组合式越障车轮还包括传动机构，所述传动机构包括：

从动齿轮，可转动地连接于所述正常车轮的轴心处；

三叉杆，其中部与所述从动齿轮固定连接，所述三叉杆具有三个自由端；

三个连杆，每个连杆的一个自由端与一个所述可展轮缘的轮心固定连接，另一个自由端与所述三个叉杆的一个自由端可转动地连接；

主动齿轮，可转动地连接于所述正常车轮的一侧，且与所述从动齿轮相啮合，所述驱动件固定在正常车轮上，且其驱动轴与所述主动齿轮固定连接，从而带动所述从动齿轮旋转。

进一步地，所述三叉杆的三个自由端分别与所述连杆的自由端连接。

进一步地，所述三个可展轮缘均开设有减重孔。

进一步地，所述折叠组合式越障车轮还包括传动机构，所述传动机构包括：

三个传动齿轮组，每一个传动齿轮组包括末端齿轮及与所述末端齿轮相啮合的过渡齿轮，所述末端齿轮固定于所述弯折部上，所述过渡齿轮可转动地设于所述正常车轮的一侧；

主动齿轮，可转动地设于所述正常车轮的轴心处，且同时与三个过渡齿轮相啮合，所述驱动件的驱动轴穿设所述正常车轮且与所述主动齿轮固定连接，从而驱动所述主动齿轮旋转。

进一步地，所述折叠组合式越障车轮还包括传动机构，所述传动机构包括：

三个同步带轮，每个同步带轮固定于一个所述二叉杆的弯折部，且可转动地设于所述正常车轮的一侧；

同步带，套设于所述三个同步带轮上，且带动所述三个同步带轮同步转动；

传动齿轮组，其中一个传动齿轮与所述三个同步带轮中的一个相啮合，所述驱动件驱动另外一个传动齿轮转动。

本发明的优点在于：