[实用新型]一种可自锁的变形轮机构

权利要求书

1.一种可自锁的变形轮机构，包括轮毂(1)、三段相同的外轮缘(2)、驱动电机(3)以及传动机构，其特征在于：所述传动机构包括丝杆螺母传动机构、第一连接块(10)、三个连杆(4)和三个第二连接块(11)，所述丝杆螺母传动机构包括沿变形轮轴向设置的丝杆(5)和螺母(6)，三段所述的外轮缘(2)均为120°的劣弧，且周向等间距地与轮毂(1)铰链连接，每段外轮缘(2)均通过对应的第二连接块(11)与对应的所述连杆(4)的一端活动连接，三个所述连杆(4)的另一端均与所述第一连接块(10)铰链连接，所述第一连接块(10)相对转动地设置在所述螺母(6)上可绕轮毂(1)轴向旋转，所述驱动电机(3)固定在轮毂(1)一侧且与所述丝杆(5)驱动连接。

2.根据权利要求1所述的一种可自锁的变形轮机构，其特征在于：所述第二连接块(11)采用两端相互垂直的虎克铰链。

3.根据权利要求1所述的一种可自锁的变形轮机构，其特征在于：三段所述的外轮缘(2)周向等间距地通过两个第一带座轴承(7)和沿变形轮轴向设置的心轴(8)与轮毂(1)铰链连接，所述心轴(8)与轮毂(1)固定连接，所述第一带座轴承(7)的底座固定在外轮缘(2)上，轴承内圈与所述心轴(8)相配合。

4.根据权利要求1所述的一种可自锁的变形轮机构，其特征在于：每个所述的外轮缘(2)上固定有两个第二带座轴承(12)，所述连杆(4)的一端通过所述的第二连接块(11)与两个第二带座轴承(12)活动连接，所述连杆(4)通过带动两个第二带座轴承(12)进而带动外轮缘(2)绕铰链连接点转动。

5.根据权利要求1所述的一种可自锁的变形轮机构，其特征在于：所述可自锁的变形轮机构包括圆轮模式和异形轮模式，其中在所述圆轮模式下，三段外轮缘(2)围成圆形且共圆心；在所述异形轮模式下，所述三段外轮缘(2)同步旋转一定变形角α后相互分离，实现越障功能，所述变形角α是指所述外轮缘从圆轮模式变换至当前位置所转过的角度。

6.根据权利要求5所述的一种可自锁的变形轮机构，其特征在于：所述外轮缘(2)两端设有斜面，在所述圆轮模式下，三段所述外轮缘(2)的两端通过上述斜面两两搭接,实现相对定位并避免变形时发生干涉。

7.根据权利要求5所述的一种可自锁的变形轮机构，其特征在于：在异形轮模式下，所述变形角的数值可视楼梯的踏步宽度和踏步高度的具体尺寸改变形状，实现平稳快速攀越楼梯，所述变形角的数值与楼梯的具体尺寸关系的数学表达式为：

其中，w为楼梯的踏步宽度，h为楼梯的踏步高度，R为所述外轮缘(2)半径，r为三段外轮缘(2)铰链连接位置至轮毂(1)中心的距离，β为所述外轮缘(2)最远端与外轮缘(2)圆心连线、轮毂(1)铰链连接位置与外轮缘(2)圆心连线的夹角，α为变形角，θ为所述外轮缘(2)与楼梯踏面的接触点在所述外轮缘(2)滑过的角度，其值是(0)～π/3的任意值，L、γ为中间量。

8.根据权利要求1所述的一种可自锁的变形轮机构，其特征在于：所述轮毂(1)内沿轮毂(1)的轴向方向设置有两根相互平行的导向杆(9)，所述螺母(6)通过导向孔与所述导向杆(9)滑动配合。