[发明专利]一种径向重复折展车轮机构

说明书

技术领域

本发明属于机器人技术领域，涉及折展车轮机构，具体涉及一种径向重复折展车轮机构。

背景技术

轮式复杂地形移动探测车辆在太空星球探索、军事行动、搜救活动等领域广泛应用。轮式复杂地形移动探测车辆的车轮作为其直接与地表接触的部件，不仅起到承载探测车整体重量，产生牵引力，反馈必要地形信息的作用，而且对探测车的运动能力、转向灵活性、适应地形等能力均具有重要影响。

当前的复杂地形移动探测车辆虽然已经具备较强的越障能力，但对特殊的非结构化地形适应能力仍有待加强。为加强复杂地形移动车辆对非结构化地形的适应能力，发明一种可以根据复杂地形条件来改变车轮径向尺寸的车轮机构是很有必要的。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种径向重复折展车轮机构，该车轮机构可根据实际地形条件改变车轮的直径和轮—地接触方式，从而增强复杂地形移动车辆对非结构化地形的适应能力。

本发明包括轮轴组件、轮毂组件、轮辐组件和轮缘组件。

所述的轮轴组件包括齿轮、电磁离合器、内传动轴和外传动轴；所述的外传动轴通过两个外轴轴承支承在两个轴承座上，一端与齿轮固定；所述外传动轴的内部中空，内传动轴通过两个内轴轴承支承在外传动轴内；所述内传动轴的一端与电磁离合器的一端通过平键连接，电磁离合器的另一端与车体固定。

所述的轮毂组件包括曲柄轮毂、活动轮辐连接轴和滚动套筒；所述曲柄轮毂的一侧与内传动轴的另一端固定，另一侧与活动轮辐连接轴的一端固定；所述的曲柄轮毂、活动轮辐连接轴和内传动轴同轴设置。所述的曲柄轮毂沿圆周均布设有多根曲柄推杆，每根曲柄推杆的顶端铰接有一个滚动套筒。

所述的轮辐组件包括轴向固定轮辐、轮缘推杆、轴向移动轮辐和锁定块；所述轴向固定轮辐的外端固定有轮圈，轮圈沿圆周开设有多个径向滑槽，且轮圈的内圆周面沿圆周均布开设有多个轴向滑槽，径向滑槽的数量与曲柄推杆的数量相等；曲柄轮毂、活动轮辐连接轴及轴向移动轮辐均设置在轮圈内，且固定轮辐和轴向移动轮辐分别设置在曲柄轮毂两侧；所述的轴向固定轮辐与外传动轴的另一端固定，轴向移动轮辐与活动轮辐连接轴的另一端通过螺纹连接；所述的轴向移动轮辐沿圆周均布固定有多根轴向移动轮辐杆，轴向移动轮辐杆的数量与轴向滑槽的数量相等；每根轴向移动轮辐杆的顶端与轮圈对应的轴向滑槽通过滑动副连接，中部与一个锁定块的一端固定。所述锁定块的另一端开设有轮缘推杆滑槽；所述轮缘推杆滑槽的两侧分别开口于锁定块的两侧面，且轮缘推杆滑槽的两端对称设置有两个凸起。所述轮圈的每个径向滑槽分别与一根轮缘推杆通过滑动副连接；每根轮缘推杆的底部固定有一根套筒连接杆，顶部分别与一个轮缘组件连接；每根套筒连接杆侧壁开设的套筒滑槽分别与一个滚动套筒通过滚动副连接；所述轮缘推杆的一侧壁开设有收缩锁定槽，另一侧壁开设有展开锁定槽，所述的收缩锁定槽设置在展开锁定槽顶部，且收缩锁定槽和展开锁定槽均与锁定块的凸起匹配设置。

所述的轮缘组件包括轮缘斜块和轮缘齿片；每根轮缘推杆的顶部分别与一块轮缘斜块的内侧壁固定，所有轮缘斜块沿圆周均布；每块轮缘斜块的外侧壁固定有多片轮缘齿片。

所述的两个外轴轴承之间设有轴套。

所述的凸起为横置的三棱柱形。

所述套筒滑槽的两端均为弧形。

本发明的有益效果：

1、本发明可以实现轮缘组件沿径向方向的折展，具有较大的折展比；

2、本发明的折展、驱动行驶仅采用一个电机，结构紧凑，车体质量小，且减小轮体的空间； 

3、本发明通过套筒滑槽的死点锁定，同时通过螺纹副实现自锁，确保车轮多次折展锁解的冗余锁定；

4、本发明通过轮缘斜块保证与地面的接触面积，可有效减少压应力，同时轮缘齿片可以增加轮地间的附着系数；

5、本发明的工程应用价值大，除可在太空星球探索、军事行动、搜救活动等领域使用外，还可作为其它非结构化地形的移动探测载体。

附图说明

图1为本发明的机构运动简图；

图2为本发明中各零件的立体图；

图3-1为本发明在完全展开状态下的一个侧面立体图；

图3-2为本发明在完全展开状态下的另一个侧面立体图；

图4为本发明中锁定块的立体图；

图5-1为本发明中轮缘推杆的一个侧面立体图；

图5-2为本发明中轮缘推杆的另一个侧面立体图；

图6-1为本发明的收缩状态示意图；

图6-2为本发明的完全展开状态示意图。