[发明专利]一种能够进行轮履切换的非充气安全车轮及其切换方法

权利要求书

1.一种能够进行轮履切换的非充气安全车轮，其特征在于，包括轮圈、履带、支撑模块、形变驱动模块、履带驱动模块、以及控制模块；

所述轮圈包含第一至第六支撑板、以及第一至第三铰链组件；

所述第一至第六支撑板结构相同，均为弧面板，包含两条弧边和两条直边，一条弧边两端分别设有朝外伸出的呈弧形的第一连接杆、第二连接杆，另一条弧边两端分别设有朝外伸出的呈弧形的第三连接杆、第四连接杆，第一连接杆、第三连接杆相互平行且朝向相同，第二连接杆、第四连接杆相互平行且朝向相同；

第一至第三铰链组件结构相同，均包含铰接柱、以及第一至第四铰接杆，所述第一至第四铰接杆均呈弧形，其中，所述第一铰接杆、第二铰接杆的一端均和所述铰接柱的一端铰接，所述第三铰接杆、第四铰接杆的一端均和所述铰接柱的另一端铰接；所述铰接柱分别垂直于第一至第四铰接杆；

所述第一支撑板的第一连接杆、第三连接杆分别和所述第二支撑板的第二连接杆、第四连接杆对应铰接，所述第三支撑板的第一连接杆、第三连接杆分别和所述第四支撑板的第二连接杆、第四连接杆对应铰接，所述第五支撑板的第一连接杆、第六连接杆分别和所述第二支撑板的第二连接杆、第四连接杆对应铰接；

所述第一铰链组件第一铰接杆、第三铰接杆远离其铰接柱的一端分别和所述第一支撑板的第二连接杆、第四连接杆对应铰接，第一铰链组件第二铰接杆、第四铰接杆远离其铰接柱的一端分别和所述第六支撑板的第一连接杆、第三连接杆对应铰接；

所述第二铰链组件第一铰接杆、第三铰接杆远离其铰接柱的一端分别和所述第二支撑板的第二连接杆、第四连接杆对应铰接，第一铰链组件第二铰接杆、第四铰接杆远离其铰接柱的一端分别和所述第三支撑板的第一连接杆、第三连接杆对应铰接；

所述第三铰链组件第一铰接杆、第三铰接杆远离其铰接柱的一端分别和所述第四支撑板的第二连接杆、第四连接杆对应铰接，第一铰链组件第二铰接杆、第四铰接杆远离其铰接柱的一端分别和所述第五支撑板的第一连接杆、第三连接杆对应铰接；

所述支撑模块包含中心柱、第一至第六支撑杆；

所述中心柱呈圆柱状，设置在所述轮圈的中心且和所述轮圈同轴；

所述第一支撑杆、第四支撑杆平行设置，第一支撑杆一端和中心柱垂直固连，另一端和所述第一支撑板第一连接杆、第二支撑板第二连接杆之间的铰接处铰接；第四支撑杆一端和中心柱垂直固连，另一端和所述第一支撑板第三连接杆、第二支撑板第四连接杆之间的铰接处铰接；

所述第二支撑杆、第五支撑杆平行设置，第二支撑杆一端和中心柱垂直固连，另一端和所述第三支撑板第一连接杆、第四支撑板第二连接杆之间的铰接处铰接；第五支撑杆一端和中心柱垂直固连，另一端和所述第三支撑板第三连接杆、第四支撑板第四连接杆之间的铰接处铰接；

所述第三支撑杆、第六支撑杆平行设置，第三支撑杆一端和中心柱垂直固连，另一端和所述第五支撑板第一连接杆、第六支撑板第二连接杆之间的铰接处铰接；第六支撑杆一端和中心柱垂直固连，另一端和所述第五支撑板第三连接杆、第六支撑板第四连接杆之间的铰接处铰接；

所述形变驱动模块包含第一至第三形变驱动单元；所述第一至第三形变驱动单元结构相同，均包含刚性弹簧、弹簧座、电磁铁和磁柱，其中，所述弹簧座为两端开口的空心圆柱体；所述刚性弹簧一端套在所述弹簧座上和所述弹簧座固连，另一端套在所述磁柱上和所述磁柱间隙配合，使得所述磁柱和弹簧座同轴；所述电磁铁设置在所述弹簧座内，用于吸附或松开磁柱；

所述第一至第三形变驱动单元轴线周向均匀设置在中心柱和轮圈之间，其中，第一至第三形变驱动单元的弹簧座均和中心柱垂直固连，第一至第三形变驱动单元的磁柱分别和所述第一至第三铰链组件铰接柱的中心垂直固连，且第一至第三形变驱动单元刚性弹簧套在其磁柱的一端分别和所述第一至第三铰链组件铰接柱相抵；

所述履带驱动模块包含驱动电机、主动齿轮、以及第一至第三从动组件；

所述第一至第三从动组件结构相同，均包含横轴、第一从动齿轮和第二从动齿轮，其中，第一从动齿轮、第二从动齿轮平行设置在所述横轴上，均和所述横轴同轴，且均能够相对横轴自由转动；

所述第一从动组件的横轴设置在第一支撑杆、第四支撑杆之间，和所述中心柱的轴线平行，使得第一从动组件的第一从动齿轮、第二从动齿轮的部分伸出轮圈外；

所述第二从动组件的横轴设置在第二支撑杆、第五支撑杆之间，和所述中心柱的轴线平行，使得第二从动组件的第一从动齿轮、第二从动齿轮的部分伸出轮圈外；

所述第三从动组件的横轴设置在第三支撑杆、第六支撑杆之间，和所述中心柱的轴线平行，使得第三从动组件的第一从动齿轮、第二从动齿轮的部分伸出轮圈外；

所述驱动电机固定在所述第一支撑杆上，其输出轴和所述中心柱的轴线平行且和所述主动齿轮同轴固连，所述主动齿轮和所述第一从动组件的第一从动齿轮啮合；

所述履带采用弹性履带，套在所述轮圈外，其内壁上设有环形的第一齿条和第二齿条，其中第一齿条分别和第一至第三从动组件的第一从动齿轮啮合，第二齿条分别和第一至第三从动组件的第二从动齿轮啮合；

所述控制模块分别和驱动电机、第一至第三形变驱动单元的电磁铁电气相连，用于控制驱动电机、第一至第三形变驱动单元的电磁铁工作。

2.基于权利要求1所述的能够进行轮履切换的非充气安全车轮的切换方法，其特征在于，包含以下步骤：

如果需要切换为履带结构，控制第一至第三形变驱动单元的电磁铁工作、吸附其磁柱，使得第一至第三铰链组件的铰接柱跟随第一至第三形变驱动单元的磁柱朝内收缩，使得轮圈在第一至第三铰链组件的带动下变形为三角形，此时，弹性履带在轮圈外由张紧状态变为贴合状态，能够相对轮圈滑动；控制驱动电机工作即能通过主动齿轮带动第一从动组件的第一从动齿轮转动，进而带动履带转动；

如果需要切换为轮式结构，控制第一至第三形变驱动单元的电磁铁停止工作、松开其磁柱，在第一至第三形变驱动单元刚性弹簧套的作用下，第一至第三铰链组件的铰接柱朝外撑开，使得轮圈在第一至第三铰链组件的带动下变形圆形，此时，弹性履带在轮圈的作用下由贴合状态变为张紧状态，和轮圈相对固定。