[发明专利]基于摇杆滑块串联组合的变直径轮

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种可变直径的轮子,尤其是一种基于摇杆滑块串联组合机构的变直径轮。

背景技术

变直径轮是一种通过伸展和弯曲实现直径的改变。一般包括变直径驱动单元，变直径传动单元，执行机构。

变直径轮是一种能够适应多种不同地面环境（如沥青路、水泥路等硬质路面，沙滩，草地等松软地面，可以跨越壕沟和台阶）；由于该变直径轮可以实现直径可变，所以可以减少存放空间（如搜救机器人、月球探测车、火星探测车等，装载时变直径轮处于弯曲状态，节省空间，到达目的地后伸展，实现越障，探测等功能）。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，如搜救机器人、探险机器人、太空巡视探测车等。

据目前掌握的现有资料来看，为了使可变直径轮能在公路、松软地面、沼泽、滩涂和沙地等不同地域上更好的行走，人们设计了多种多样的轮子，比如腿式轮、履带轮等，这些设计与地面的接触条件不同，使得他们只能适应特定的地面条件，或者对地面的适应性不佳。通常这些轮子实现变直径需要多个电机驱动，或者用液压缸提供动力，或者电驱动和液压驱动一起提供动力，能耗较大，效率低。

发明内容

本发明的目的是在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种控制方便、可靠性高、行走效率高、能耗低的基于摇杆滑块串联组合机构的变直径轮。

为达到上述目的，本发明采用的构思是：本发明的基于摇杆滑块串联组合机构的变直径轮，包括主连接板、连接板、电机、主动齿轮、n个相同的从动齿轮、和n个相同的摇杆滑块串联组合机构等，                                               。主连接板与连接板中间，沿着连接板的中心周向均匀固定安装n个相同的旋转轴，旋转轴上分别固定安装n个从动齿轮，从动齿轮上方分别固定安装摇杆滑块串联组合机构，使机构成为一个整体；电机负责输出动力，固定安装在主连接板反面，主动齿轮固定安装在电机轴上，n个从动齿轮分别固定在与安装在主连接板正面的旋转轴上，且主动齿轮与从动齿轮啮合。实现齿轮传动。摇杆滑块串联组合机构中的主动杆、机架、被动杆通过相互运动实现弯曲和伸展的动作，使轮子的直径可变。

当主动齿轮顺时针旋转时，与之啮合的从动齿轮带动旋转轴逆时针旋转，使从动齿轮上方的主动杆与旋转轴一起转动，机架端部的轴承内圈固定在旋转轴上，轴承外圈固定在机架端部，且辅助轴一端固定在机架上，其另一端固定在连接板上，使得旋转轴转动时机架固定。主动杆相对机架转动一定角度，会带动与之铰接的被动杆依次转动，使摇杆滑块串联组合机构实现弯曲动作；当主动齿轮逆时针旋转时，与之啮合的从动齿轮带动旋转轴顺时针转动，使主动杆相对机架向相反方向转动，带动与之铰接的被动杆依次向相反方向转动，使摇杆滑块串联组合机构实现伸展动作；当摇杆滑块串联组合机构弯曲至极限位置时，该变直径轮直径最小，稳定性好，当摇杆滑块串联组合机构伸展至极限位置时，该机构成为桨式轮，行走速度快，效率高，越障能力大大增强。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种基于摇杆滑块串联组合机构的变直径轮，包括一个主连接板、一个连接板、一个电机、一个主动齿轮、n个从动齿轮和n个相同的摇杆滑块串联组合机构，其中，其特征在于：所述主连接板和连接板均为圆形板，同心平行固定构成轮毂，所述的n个摇杆滑块串联组合机构沿轮毂周向均匀分布而径向安装在轮毂上，所述的摇杆滑块串联组合机构的内端定位安装在轮毂上，并通过n个从动齿轮和主动齿轮联接电机，而外端的包络圆构成轮廓。

所述在主连接板和连接板中间，沿着主连接板中心，周向均匀分布，固定安装n个相同的旋转轴，旋转轴的端部与主连接板、连接板是间隙配合，构成转动副；电机固定安装在主连接板外侧，主动齿轮通过与电机轴间隙配合固定安装在连接板内侧， n个尺寸相同的从动齿轮分别固定安装在n个旋转轴上并与主动齿轮啮合，实现齿轮传动；n个相同的摇杆滑块串联组合机构分别通过旋转轴定位安装在从动齿轮内侧，摇杆滑块串联组合机构中的一根主动杆与从动齿轮相邻，一个机架端部通过一个轴承分别安装在旋转轴上，轴承内圈与旋转轴间隙配合，形成转动副，同时，机架伸出内端上固定安装一个辅助轴，辅助轴的另一端固定安装在连接板上，使得旋转旋转轴转动时，一个主动杆转动，机架固定。