專利名稱：可變直徑柔性輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種步行機(jī)構(gòu)，具體地說(shuō)，是指一種機(jī)械型車輛用可變直徑柔性輪。
背景技術(shù)：
輪式車輛在相對(duì)平坦的自然地面上，具有平穩(wěn)、高速、機(jī)動(dòng)靈活的特性。近幾年出現(xiàn)了各種各樣可適應(yīng)復(fù)雜地形的底盤(pán)與懸架系統(tǒng)，已使輪式移動(dòng)系統(tǒng)成為深空巡游探測(cè)器移動(dòng)系統(tǒng)的主流形式。但在松軟的土壤和復(fù)雜的地形條件下，輪子沉陷入松軟的土壤中產(chǎn)生車轍，在行走中需要連續(xù)的向上爬，而且容易出現(xiàn)打滑越陷越深的情況。
美國(guó)、前蘇聯(lián)等國(guó)家從40年代開(kāi)始就一直研究車輛在松軟地面的通過(guò)性。但是，他們的研究工作主要局限于改變?cè)熊囕v的某些參數(shù)，因而始終未能取得突破性的進(jìn)展。60年代美國(guó)開(kāi)始了非常規(guī)行走機(jī)構(gòu)的研究，從而涉足仿生學(xué)領(lǐng)域。其他國(guó)家如前蘇聯(lián)、日本、澳大利亞等也相繼開(kāi)展這方面的研究，但大多數(shù)尚處于科學(xué)試驗(yàn)階段，未能真正應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可變直徑柔性輪，所述可變直徑柔性輪通過(guò)彈簧板的伸縮改變結(jié)構(gòu)提高輪式車輛在松軟土壤條件下的越障能力，改善輪子的下限和打滑現(xiàn)象。同時(shí)減輕輪子總量，提高車輛的效率。
本發(fā)明的一種可變直徑柔性輪，由電機(jī)、法蘭盤(pán)、腳板、輪殻和彈簧板組成，輪殻為圓桶結(jié)構(gòu)，輪殻上設(shè)有通過(guò)鉚釘與彈簧板一端連接的鉚接孔，電機(jī)安裝在法蘭盤(pán)上，法蘭盤(pán)安裝在輪殻內(nèi)，彈簧板的一端鉚接在輪殻的外桶上，彈簧板的另一端鉚接腳板，彈簧板的兩側(cè)邊上分別設(shè)有b形勾，彈簧板的兩端設(shè)有鉚接孔；腳板與彈簧板連接端上設(shè)有鉚接孔，腳板另一端的下部設(shè)有左C形卡夾和右C形卡夾，腳板另一端的上部有左凹槽和右凹槽。
本發(fā)明可變直徑柔性輪采用創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)具有較大的越障能力，柔性輪的輪緣采用彈簧板2結(jié)構(gòu)，使柔性輪著陸后輪子自動(dòng)張開(kāi)，增大了輪子直徑，可以輕松跨過(guò)25cm左右的垂直障礙。
(2)地壓力低，由彈簧板2組成的柔性輪緣，可以增加接地面積，減小單位面積輪子對(duì)土壤的壓力，有效的改善了輪子在松軟土壤條件下下陷和打滑現(xiàn)象的發(fā)生。
(3)大的負(fù)載能力，柔性輪緣(即彈簧板2)，降低了輪子的接地壓力，與相同直徑的輪子相比，具備更大的負(fù)載能力。
(4)重量輕，柔性輪采用鈦合金制作，大大的減輕了輪子的重量，降低了能量消耗。
(5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，利用地面與車輪的作用，輪子在運(yùn)行時(shí)彈簧板2自動(dòng)張開(kāi)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠。


圖1是本發(fā)明可變直徑柔性輪的整體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是彈簧板結(jié)構(gòu)圖。
圖2A是彈簧板“b”形勾結(jié)構(gòu)放大圖。
圖3是腳板結(jié)構(gòu)圖。
圖3A是圖3的A向視圖。
圖4是法蘭盤(pán)與電機(jī)的裝配圖。
圖中1.輪殻 2.彈簧板 21.b形勾 22.焊接孔3.法蘭盤(pán) 4.電機(jī) 5.腳板51.右C形卡夾 52.右凹槽53.左C形卡夾 54.左凹槽55.焊接孔具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
請(qǐng)參見(jiàn)圖1～圖4所示，本發(fā)明是一種可變直徑柔性輪，由電機(jī)4、法蘭盤(pán)3、腳板5、輪殻1和彈簧板2組成，輪殻1為圓桶結(jié)構(gòu)，輪殻1上設(shè)有通過(guò)鉚釘與彈簧板2一端連接的鉚接孔。電機(jī)4安裝在法蘭盤(pán)3上，法蘭盤(pán)3安裝在輪殻1內(nèi)，彈簧板2的一端鉚接在輪殻1的外桶上，彈簧板2的另一端鉚接腳板5。彈簧板2的兩側(cè)邊上分別設(shè)有b形勾21，b形勾21用于限制腳板5的極限位置，彈簧板2的兩端設(shè)有鉚接孔22；腳板5與彈簧板2連接端上設(shè)有鉚接孔55，腳板5另一端的下部設(shè)有左C形卡夾53和右C形卡夾51，左C形卡夾53和右C形卡夾51之間的距離與彈簧板2的寬度適配，一般約大于彈簧板2的寬度10mm～20mm左右。左C形卡夾53和右C形卡夾51用于減小彈簧板2與腳板5的接觸面積，降低摩擦，實(shí)現(xiàn)彈簧板2在腳板5上的滑動(dòng)，腳板5另一端的上部有左凹槽54和右凹槽52，左凹槽54和右凹槽52與腳板5下部的左C形卡夾53和右C形卡夾51配合使用夾緊另一個(gè)彈簧板2。法蘭盤(pán)3和電機(jī)4連接，實(shí)現(xiàn)輪子的旋轉(zhuǎn)。
在本發(fā)明中，電機(jī)4為永磁直流力矩電機(jī)，法蘭盤(pán)3、腳板5、輪殻1和彈簧板2采用鈦合金加工。彈簧板2也可以采用鋼絲編織而成，達(dá)到減輕重量的目的。
初始狀態(tài)下，輪子處于收縮狀態(tài)，工作時(shí)，通過(guò)土壤對(duì)輪子的阻力，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)輪子的伸展，擴(kuò)大輪子直徑，提高車輛的越障能力。同時(shí)，由于輪緣是由柔性輪轂組成，車輪接地部分發(fā)生變形，可以增加接地面積，減小單位面積輪子對(duì)土壤的壓力，改善了輪子在松軟土壤條件下下陷和打滑的現(xiàn)象。
根據(jù)本發(fā)明可變直徑柔性輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，安裝在輪殻1上的彈簧板2數(shù)量為大于三，結(jié)構(gòu)允許的條件下，可以任意組合。如圖1所示的六腳可變直徑柔性輪，彈簧板2的安裝是按照輪殻1為一個(gè)圓的角度進(jìn)行均勻分布來(lái)安裝的，即以圓心每60°對(duì)應(yīng)的弧長(zhǎng)度進(jìn)行分配。依此類推，本發(fā)明的可變直徑柔性輪可以是3腳可變直徑柔性輪、9腳可變直徑柔性輪等。
本發(fā)明可變直徑柔性輪的運(yùn)動(dòng)過(guò)程為輪子發(fā)射時(shí)，彈簧板2處于收縮狀態(tài)，輪子工作時(shí)，通過(guò)地面施加給彈簧板2的摩擦力，彈簧板2相對(duì)于腳板5滑動(dòng)，輪子展開(kāi)，實(shí)現(xiàn)輪子直徑的增大，提高了越障能力，可以輕松越過(guò)20cm～25cm的垂直障礙。
本發(fā)明可變直徑柔性輪通過(guò)彈簧板的伸縮改變結(jié)構(gòu)提高輪式車輛在松軟土壤條件下的越障能力，改善輪子的下限和打滑現(xiàn)象。同時(shí)減輕輪子總量，提高車輛的效率。
權(quán)利要求
1.一種可變直徑柔性輪，其特征在于由電機(jī)(4)、法蘭盤(pán)(3)、腳板(5)、輪殻(1)和彈簧板(2)組成，輪殻(1)為圓桶結(jié)構(gòu)，輪殻(1)上設(shè)有通過(guò)焊柱與彈簧板(2)一端連接的焊接孔，電機(jī)(4)安裝在法蘭盤(pán)(3)上，法蘭盤(pán)(3)安裝在輪殻(1)內(nèi)，彈簧板(2)的一端焊接在輪殻(1)的外桶上，彈簧板(2)的另一端焊接腳板(5)，彈簧板(2)的兩側(cè)邊上分別設(shè)有b形勾(21)，彈簧板(2)的兩端設(shè)有焊接孔(22)；腳板(5)與彈簧板(2)連接端上設(shè)有焊接孔(55)，腳板(5)另一端的下部設(shè)有左C形卡夾(53)和右C形卡夾(51)，腳板(5)另一端的上部有左凹槽(54)和右凹槽(52)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變直徑柔性輪，其特征在于法蘭盤(pán)(3)、腳板(5)、輪殻(1)和彈簧板(2)采用鈦合金加工。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變直徑柔性輪，其特征在于左C形卡夾(53)和右C形卡夾(51)之間的距離與彈簧板(2)的寬度適配。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變直徑柔性輪，其特征在于安裝在輪殻(1)上的彈簧板(2)所需數(shù)量為大于三。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可變直徑柔性輪，其特征在于柔性輪可以是3腳可變直徑柔性輪、6腳可變直徑柔性輪、9腳可變直徑柔性輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變直徑柔性輪，其特征在于電機(jī)(4)選取永磁直流力矩電機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變直徑柔性輪，其特征在于彈簧板(2)也可以采用鋼絲編織而成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種可變直徑柔性輪，由電機(jī)、法蘭盤(pán)、腳板、輪殻和彈簧板組成，輪殻為圓桶結(jié)構(gòu)，輪殻上設(shè)有通過(guò)焊柱與彈簧板一端連接的焊接孔，電機(jī)安裝在法蘭盤(pán)上，法蘭盤(pán)安裝在輪殻內(nèi)，彈簧板的一端焊接在輪殻的外桶上，彈簧板的另一端焊接腳板，彈簧板的兩側(cè)邊上分別設(shè)有b形勾，彈簧板的兩端設(shè)有焊接孔；腳板與彈簧板連接端上設(shè)有焊接孔，腳板另一端的下部設(shè)有左C形卡夾和右C形卡夾，腳板另一端的上部有左凹槽和右凹槽。本發(fā)明可變直徑柔性輪通過(guò)彈簧板的伸縮改變結(jié)構(gòu)提高輪式車輛在松軟土壤條件下的越障能力，改善輪子的下限和打滑現(xiàn)象。同時(shí)減輕輪子總量，提高車輛的效率。
文檔編號(hào)B60B15/00GK1686724SQ20051007726
公開(kāi)日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2005年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月20日
發(fā)明者高峰, 崔瑩, 杜發(fā)榮, 王建, 徐國(guó)艷 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)