[发明专利]一种基于凸轮的变形轮机构

说明书

本发明公开了一种基于凸轮的变形轮机构，由外轮、三个支撑杆、凸轮组件以及三个弹簧组成，其中，三个支撑杆在外轮圆周上呈120度三等分布置，凸轮组件套设在外轮的中心驱动轴上，支撑杆的一端抵接在凸轮上，另一端贯穿外轮的轮面，当凸轮组件相对于外轮转动时，其凸轮面迫使支撑杆伸出外轮轮面，弹簧套设在支撑杆上，迫使支撑杆始终抵紧凸轮组件的凸轮面。本变形轮能够实现普通车轮与变形模式之间的转换，使安装此车轮的机器人能够通过复杂地形，其结构简单、零部件少、便于维护。

技术领域

本发明涉及特种车辆及机器人的特殊行走机构，尤其涉及一种基于凸轮的变形轮机构。

背景技术

普通车轮无法通过某些崎岖障碍地形，将轮子进行合理变形，可以增加其通过能力，此种变形轮就是为应对这种环境问题而发明的。

在特种车辆及复杂地形机器人车轮研发中，具有变形功能的变形轮会具有一定的越障与高速行驶的功能，一篇中国专利文献CN105774394A披露了一种具有变形轮的移动机器人，其能够提高路面通过能力。另一中国专利文献CN201712415U披露了一种多路况变形轮，用于灾后救援、废墟探测、搜救、攀爬楼梯等场合。

上述变形轮机构将圆形车轮分成若干活动的行走弧段，上述若干行走弧段在活动展开后成为变形轮，然而活动展开/收叠涉及的关联部件多，相应地故障点也多。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于凸轮的变形轮机构，其结构简单、零部件少、便于维护。

为此，本发明提供了一种基于凸轮的变形轮机构，由外轮、三个支撑杆、凸轮组件以及三个弹簧组成，其中，三个支撑杆在外轮圆周上呈120度三等分布置，凸轮组件套设在外轮的中心驱动轴上，支撑杆的一端抵接在凸轮组件的凸轮面上，另一端贯穿外轮的轮面，当凸轮组件相对于外轮转动时，其凸轮面迫使支撑杆伸出外轮轮面，弹簧套设在支撑杆上，迫使支撑杆始终抵紧凸轮组件的凸轮面。

进一步地，上述外轮由盘状轮体和中心驱动轴构成，轮体的轮面圆周均布有三个槽型孔，以供支撑杆伸缩。

进一步地，上述变形轮机构通过双电机驱动，其中，主电机连接中心驱动轴，副电机通过齿轮与变形驱动齿轮连接，通过变形驱动齿轮与驱动轴的转速差来调整机构的变形。

进一步地，上述凸轮组件由凸轮、轴筒、驱动齿轮构成，其中，所述凸轮的圆周表面及凸轮面呈凸凹相间的形状，所述凸轮与轴筒同轴地固定连接，所述驱动齿轮同轴地固定套设于轴筒端部。

进一步地，上述支撑杆由长圆形截面的杆体和凸轮接触部构成。

本变形轮能够实现普通车轮与变形模式之间的转换，使安装此车轮的机器人能够通过复杂地形，采用双电机驱动，通过控制两个电机实现整体机构的变形，凸轮组件的驱动方式采用齿轮传动、避免打滑。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明的基于凸轮的变形轮机构的立体结构示意图；

图2是根据本发明的变形轮机构的外轮的立体结构示意图；

图3是根据本发明的变形轮机构的凸轮机构的立体结构示意图；

图4是根据本发明的变形轮机构的撑杆的立体结构示意图；

图5是根据本发明的变形轮机构的弹簧的立体结构示意图；以及

图6是根据本发明的变形轮机构的变形后的立体结构示意图。