[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

说明书

本发明公开了一种能够进行轮履切换的非充气安全车轮及其切换方法，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；轮圈包含六个支撑板和三个铰链组件；铰链组件包含铰接柱和四个铰接杆；支撑模块包含中心柱和六个支撑杆；形变驱动模块包含三个形变驱动单元；形变驱动单元包含刚性弹簧、弹簧座、电磁铁和磁柱；履带驱动模块包含驱动电机、主动齿轮和三个从动组件。本发明可以实现在行进中车轮形状在圆形和近似三角形中相互转换，让移动底盘在非铺装路面、救灾等非结构化复杂环境下作业时，具备快速、灵活、环境适应能力强、机动性高等特点。

技术领域

本发明涉及移车轮结构技术领域，特别是涉及一种能够进行轮履切换的非充气安全车轮及其切换方法。

背景技术

随着车辆装备和机器人技术的发展，人们对于作为其关键部位的行走机构的要求也逐步提高。行走机构的主要作用是把发动机或电动机传到驱动轮上的驱动扭矩转变为车辆或机器人工作所需的驱动力，并对整个车辆或机器人起支撑作用。目前主要的行走机构主要有轮式、履带式以及上述两种的复合形式。轮式行走可以达到较高的运动速度，效率高，转弯灵活，但对行走地面的要求较高易在湿滑和柔软地面上打滑和沉陷越障爬坡能力有限。履带式行走机构牵引附着性和越野机动性好，但机动性较差，且维修维护成本较高。传统的轮履复合行走机构，虽然将上述两种行走机构的优缺点相互弥补，但是由于其具有占用空间大，且增加了整体重量，轮履切换方式复杂等不足，无法满足一些特殊场合对于高机动性，高灵活性的要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有行走机构的缺点，提供一种能够进行轮履切换的非充气安全车轮及其切换方法，能够根据根据外界环境的切换进行轮式与履带式运动的切换，可以用于在各种恶劣环境中，随时需要切换行走方式的车辆或机器人中。

一种能够进行轮履切换的非充气安全车轮，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；