專利名稱：一種適用于可變直徑輪的擺動(dòng)變徑輪架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輪架結(jié)構(gòu)，更特別地說，是指一種適用于可變直徑輪的擺動(dòng)變徑 輪架。
背景技術(shù)：
可變直徑輪是一種通過輪徑張開或合攏可實(shí)現(xiàn)在無輪緣和有輪緣車輪間變換的 輪子。該可變直徑輪一般包括變徑驅(qū)動(dòng)單元、變徑傳動(dòng)單元、輪架和外覆件(如橡膠 胎塊)。
可變直徑輪是一種能夠適應(yīng)多種不同地面環(huán)境(如沼澤、灘涂、沙地等松軟地 面和瀝清路、水泥路等硬質(zhì)路面)、且具有高通過性的多棲行走輪子?？勺冎睆捷喛?廣泛應(yīng)用于軍、民用全地域車輛、移動(dòng)機(jī)器人和各種特殊裝備移動(dòng)平臺的行走機(jī)構(gòu)， 如沙漠車、灘涂車輛、探險(xiǎn)機(jī)器人、太空巡視探測車等。
在不同地面環(huán)境下運(yùn)行時(shí)，通過控制輪徑的變化，可變直徑輪可在有輪緣和無 輪緣車輪之間轉(zhuǎn)換。如在松軟地面上，可變直徑輪呈張開狀，成為無輪緣車輪，能夠
提高通過性，減少滾動(dòng)阻力，增加驅(qū)動(dòng)力；如在硬質(zhì)地面上，可變直徑輪呈合攏狀， 成為有輪緣車輪，能夠提高車輪的平順性和行駛速度。
可變直徑輪的輪徑的變化是通過變徑驅(qū)動(dòng)單元輸出轉(zhuǎn)矩，并經(jīng)變徑傳動(dòng)單元傳 遞至輪架上，由輪架帶動(dòng)外覆件張開或合攏來實(shí)現(xiàn)輪子直徑可變。 發(fā)明內(nèi) 容
本發(fā)明的目的是提供一種適用于可變直徑輪的擺動(dòng)變徑輪架，該擺動(dòng)變徑輪架 通過B輪輻和D輪輻相對于C輪輻轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度下，同時(shí)帶動(dòng)彈性變徑件在輪輻圓 周方向上產(chǎn)生螺旋扭轉(zhuǎn)，使輪腳張開或合攏，從而實(shí)現(xiàn)可變直徑輪的輪徑可變。
本發(fā)明是一種適用于可變直徑輪的擺動(dòng)變徑輪架，該輪架由五個(gè)輪輻、六對彈 性變徑件和六對輪腳板組成，六對彈性變徑件分別設(shè)置在五個(gè)輪輻與六對輪腳板之間；五個(gè)輪輻是指A輪輻、B輪輻、C輪輻、D輪輻和E輪輻，五個(gè)輪輻的排列順 序是在輪心線上順次排布為A輪輻、B輪輻、C輪輻、D輪輻和E輪輻；六對彈性 變徑件是指結(jié)構(gòu)相同的A彈性變徑件、B彈性變徑件、C彈性變徑件、D彈性變徑 件、E彈性變徑件、F彈性變徑件、G彈性變徑件、H彈性變徑件、I彈性變徑件、 J彈性變徑件、K彈性變徑件和L彈性變徑件；六對輪腳板是指A輪腳板、B輪腳板、 C輪腳板、D輪腳板、E輪腳板、F輪腳板、G輪腳板、H輪腳板、I輪腳板、J輪 腳板、K輪腳板和L輪腳板，六對輪腳板中的A輪腳板301、 B輪腳板302、 C輪 腳板303、 D輪腳板304、 E輪腳板305和F輪腳板306結(jié)構(gòu)相同，G輪腳板311、 H輪腳板312、 I輪腳板313、 J輪腳板314、 K輪腳板315和L輪腳板316結(jié)構(gòu) 相同。彈性變徑件與輪輻的安裝采用圓柱穿過彈性變徑件上的設(shè)置在倒置"V"形端 口的兩個(gè)彈簧螺旋圏完成，而彈性變徑件與輪腳板的安裝釆用了銷軸穿過輪腳板的凸 耳對和設(shè)置在倒置"V"形頂端的彈簧螺旋圈完成。
五個(gè)輪輻為同心圓，六個(gè)彈性變徑件和六對輪腳板是以輪輻圓心O為圓心均勻 布置在輪輻的圓周上。
本發(fā)明的一種適用于可變直徑輪的擺動(dòng)變徑輪架的優(yōu)點(diǎn)在于
(1) 在輪腳板與輪輻(輪輻固定在輪轂上)之間安裝彈性變徑件，在B輪輻和 D輪輻相對于C輪輻擺動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度下，彈性變徑件在圓周方向上相應(yīng) 產(chǎn)生螺旋扭轉(zhuǎn)，使輪腳張開或合攏，實(shí)現(xiàn)可變直徑輪的輪徑可變。
(2) 將每個(gè)彈性變徑件設(shè)計(jì)成具有三個(gè)彈簧螺旋圈的倒置y "V"形形狀，在
受到變徑轉(zhuǎn)矩作用時(shí)，彈性變徑件上的三個(gè)彈簧螺旋圈分別繞圓柱或者銷 軸作圓周運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)連接在彈性變徑件上的輪腳板張開或合攏。
(3) 彈性變徑件釆用螺旋彈簧與扭臂桿相結(jié)合的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得整體輪架的重 量得到輕量化，結(jié)構(gòu)緊湊，維修方便。
(4) 輪腳板與彈性變徑件的連接釆用吊耳對與銷軸的配合，提髙了輪架的承載 能力。
(5) 采用成對可開合的合頁型輪腳板，使輪腳板在實(shí)際受力時(shí)可以萆好地適應(yīng) 地面環(huán)境，并改變了常規(guī)輪子結(jié)構(gòu)，提出了一種具有輪徑通過本發(fā)明擺動(dòng) 變徑輪架實(shí)現(xiàn)變換的車輪新模式。(6) 由本發(fā)明的擺動(dòng)變徑輪架與可變直徑輪上的變徑驅(qū)動(dòng)單元、變徑傳動(dòng)單元、 外覆件裝配組合而成的輪子可在有輪緣和無輪緣車輪之間轉(zhuǎn)換，兼具了常 規(guī)車輪與步行輪的優(yōu)點(diǎn)，避免了常規(guī)車輪發(fā)生漏氣、爆胎等現(xiàn)象，并可提 髙輪子的通過性和行駛平順性。


圖1是本發(fā)明擺動(dòng)變徑輪架的結(jié)構(gòu)圖。圖2是未裝配輪腳板的本發(fā)明擺動(dòng)變徑輪架的結(jié)構(gòu)圖。圖2A是圖2的正視圖。圖3是本發(fā)明五個(gè)輪輻通過圓柱裝配后的結(jié)構(gòu)圖。圖3A是本發(fā)明A輪輻的結(jié)構(gòu)圖。圖3B是本發(fā)明B輪輻的結(jié)構(gòu)圖。圖3C是本發(fā)明C輪輻的結(jié)構(gòu)圖。.圖3D是本發(fā)明D輪輻的結(jié)構(gòu)圖。圖3E是本發(fā)明E輪輻的結(jié)構(gòu)圖。圖4是本發(fā)明第一對彈性變徑件的結(jié)構(gòu)圖。圖5是本發(fā)明輪腳板的底部結(jié)構(gòu)圖。圖6是本發(fā)明彈性變徑件在輪輻圓周上的運(yùn)動(dòng)軌跡圖。圖7是本發(fā)明擺動(dòng)變徑輪架的合攏示意圖。圖中IOI.A輪輻lll.A通孔112.B通孔113.C通孔1M.D通孔115.E通孔116.F通孔102.B輪輻121.A圓柱122.B圓柱123.C圓柱124.D圓柱125.E圓柱126.F圓柱103.C輪輻131.M圓柱132.N圓柱133.0圓柱134.P圓柱135.Q圓柱136.R圓柱104.D輪輻141.G圓柱142.H圓柱143.1圓柱144.J圓柱145.K圓柱146丄圓柱105.E輪輻151.G通孔152.H通孔153.1通孔154.J通孔155.K通孔156.L通孔201.A彈性變徑件221.A彈簧螺旋圈222.B彈黌螺旋圈223.C彈簧螺旋圈202.B彈性變徑件203.C彈性變徑件204.D彈性變徑件205.E彈性變徑件 206.F彈性變徑件 211 .G彈性變徑件231.D彈簧螺旋圈 232.E彈簧螺旋圈 233.F彈簧螺旋圈212.H彈性變徑件 213.1彈性變徑件 214.J彈性變徑件215.K彈性變徑件 216丄彈性變徑件301. A輪腳板 301a.A吊耳 301b.B吊耳 301c.A區(qū)間 301d.B區(qū)間302. B輪腳板 303.C輪腳板 304.D輪腳板 305.E輪腳板 306.F輪腳板 311.G輪腳板 311a.C吊耳 311b.D吊耳 312.H輪腳板313.1輪腳板 314.J輪腳板 315.K輪腳板 316丄輪腳板具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本發(fā)明是一種適用于可變直徑輪的擺動(dòng)變徑輪架，該輪架由輪輻、彈性變徑件和 輪腳板組成，彈性變徑件安裝在輪輻與輪腳板之間，彈性變徑件與輪輻的安裝采用圓 柱，而彈性變徑件與輪腳板的安裝采用了銷軸。彈性變徑件的一端在輪輻轉(zhuǎn)動(dòng)一定角 度時(shí)，被帶動(dòng)在輪輻圓周方向上產(chǎn)生螺旋扭轉(zhuǎn)，使輪腳張開或合攏，從而實(shí)現(xiàn)可變直 徑輪的輪徑變化。彈性變徑件在輪輻轉(zhuǎn)動(dòng)的條件下能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角度是彈性變徑件 上的扭臂桿與輪輻的圓周外邊相切(如圖6所示)。參見圖1、圖2所示，本發(fā)明的輪架由五個(gè)輪輻、六對彈性變徑件和六對輪腳板 組成，六對彈性變徑件分別設(shè)置在五個(gè)輪輻與六對輪腳板之間；五個(gè)輪輻是指A輪 輻101、 B輪輻102、 C輪輻103、 D輪輻104和E輪輻105;六對彈性變徑件是 指結(jié)構(gòu)相同的A彈性變徑件201、 B彈性變徑件202、 C彈性變徑件203、 D彈性 變徑件204、 E彈性變徑件205、 F彈性變徑件206、 G彈性變徑件211、 H彈性 變徑件212、 I彈性變徑件213、 J彈性變徑件214、 K彈性變徑件215和L彈性 變徑件216;六對輪腳板是指A輪腳板301、 B輪腳板302、 C輪腳板303、 D輪 腳板304、 E輪腳板305、 F輪腳板306、 G輪腳板311、 H輪腳板312、 I輪腳板 313、 J輪腳板314、 K輪腳板315和L輪腳板316。在本發(fā)明中，五個(gè)輪輻中的 A輪輻IOI和E輪輻105結(jié)構(gòu)相同，B輪輻102和D輪輻104結(jié)構(gòu)相同。五個(gè)輪 輻的排列順序是在輪心線上順次排布為A輪輻101、 B輪輻102、 C輪輻103、 D 輪輻104和E輪輻105。六對彈性變徑件的結(jié)構(gòu)相同。六對輪腳板中的A輪腳板 301、 B輪腳板302、 C輪腳板303、 D輪腳板304、 E輪腳板305和F輪腳板 306結(jié)構(gòu)相同，G輪腳板311、 H輪腳板312、 I輪腳板313、 J輪腳板314、 K輪 腳板315和L輪腳板316結(jié)構(gòu)相同。8(一)彈性變徑件參見圖1、圖2、圖2A所示，A彈性變徑件201與G彈性變徑件211組成第 一對彈性變徑件；B彈性變徑件202與H彈性變徑件212組成第二對彈性變徑件； C彈性變徑件203與I彈性變徑件213組成第三對彈性變徑件； D彈性變徑件204與J彈性變徑件214組成第四對彈性變徑件； E彈性變徑件205與K彈性變徑件215組成第五對彈性變徑件； F彈性變徑件206與L彈性變徑件216組成第六對彈性變徑件。 第一對彈性變徑件與第四對彈性變徑件在輪輻平面上以輪輻圓心O對稱設(shè)置； 第二對彈性變徑件與第五對彈性變徑件在輪輻平面上以輪輻圓心O對稱設(shè)置； 第三對彈性變徑件與第六對彈性變徑件在輪輻平面上以輪輻圓心O對稱設(shè)置。 參見圖2、圖4所示，第一對彈性變徑件由A彈性變徑件201和G彈性變徑件 211組成。A彈性變徑件201上設(shè)有A彈簧螺旋圈221、 B彈簧螺旋圈222和C 彈簧螺旋圈223， A彈性變徑件201為倒置"V"形形狀，A彈簧螺旋圈221和C 彈簧螺旋圈223相對設(shè)置在倒置"V"形端口上，B彈簧螺旋圈222相對設(shè)置在倒 置"V"形頂端。為了方便說明其他彈性變徑件與輪腳板和輪輻之間的裝配關(guān)系，A 彈簧螺旋圈221也稱為端口 A螺旋圈，C彈簧螺旋圈223也稱為端口 B螺旋圈，B 彈簧螺旋圏222也稱為頂端A螺旋圈。G彈性變徑件211上設(shè)有D彈簧螺旋圈231、 E彈簧螺旋圈232、 F彈簧螺旋 圈233， G彈性變徑件211為倒置"V"形形狀，D彈簧螺旋圈231和F彈簧螺旋 圈233相對設(shè)置在倒置"V"形端口上，E彈簧螺旋圈232相對設(shè)置在倒置"V"形 頂端。A彈簧螺旋圈221套裝在M圓柱131的前端，M圓柱131的后端套裝有D彈 簧螺旋圈231，由于M圓柱131安裝在C輪輻103上，C輪輻103安裝在靜止不 動(dòng)的B輪轂上，故A彈簧螺旋圈221和D彈簧螺旋圈231相對于輪輻圓心O是不 動(dòng)的，伹可以繞M圓柱131轉(zhuǎn)動(dòng)。B彈簧螺旋圈222通過A銷軸222a安裝在G輪腳板311的C吊耳311a與 A輪腳板301的A吊耳301a中?，F(xiàn)有銷軸與軸孔的安裝中，銷軸需與橡膠軸套進(jìn) 行配合安裝，而本發(fā)明也采用相同的方式。C彈簧螺旋圈223套裝在B輪輻102上的B圓柱122上，由于B輪輻102 安裝在A輪轂上，A輪轂在變徑傳動(dòng)單元的帶動(dòng)下會作圓周運(yùn)動(dòng)，故C彈簧螺旋圈 223在變徑時(shí)將隨著A輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)。D彈簧螺旋圈231套裝在M圓柱131的后端。E彈簧螺旋圈232通過A銷軸222a安裝在A輪腳板301的B吊耳301b和 G輪腳板311的D吊耳311b中。F彈簧螺旋圈233套裝在D輪輻104上的H圓柱142上，由于D輪輻104 安裝在C輪轂上，C輪轂在變徑傳動(dòng)單元的帶動(dòng)下會作圓周運(yùn)動(dòng)，故F彈簧螺旋圈 233在變徑時(shí)將隨著C輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)第一對彈性變徑件與A輪腳板301、 G輪腳板311與輪輻(B輪輻102、 C輪輻103、 D輪輻104)的裝配關(guān)系，以及圖1、圖2和圖2A所示的說明書附圖， 可以類推得到第二對彈性變徑件、第三對彈性變徑件、第四對彈性變徑件、第五對彈 性變徑件和第六對彈性變徑件分別與輪腳板、輪輻間的裝配關(guān)系。B彈性變徑件202的倒置"V"形端口的A彈簧螺旋圈和H彈性變徑件212的 倒置"V"形端口的A彈簧螺旋圈安裝在H圓柱132上，B彈性變徑件202的倒置 "V"形端口的B彈簧螺旋圈安裝在B圓柱122上，H彈性變徑件212的倒置"V" 形端口的B彈簧螺旋圈安裝在H圓柱142上，B彈性變徑件202的倒置"V"形頂 端彈簧螺旋圈和H彈性變徑件212的倒置"V"形頂端彈簧螺旋圈分別安裝在B輪 腳板302與H輪腳板312底部設(shè)計(jì)的兩個(gè)吊耳對中。C彈性變徑件203的倒置"V"形端口的A彈簧螺旋圈和I彈性變徑件213的 倒置"V"形端口的A彈簧螺旋圈安裝在I圓柱133上，C彈性變徑件203的倒置 "V"形端口的B彈簧螺旋圈安裝在C圓柱123上，I彈性變徑件213的倒置"V" 形端口的B彈簧螺旋圈安裝在I圓柱143上，C彈性變徑件203的倒置"V"形頂 端彈簧螺旋圈和I彈性變徑件213的倒置"V"形頂端彈簧螺旋圈分別安裝在C輪 腳板303與I輪腳板313底部設(shè)計(jì)的兩個(gè)吊耳對中。D彈性變徑件204的倒置"V"形端口的A彈簧螺旋圈和J彈性變徑件214的 倒置"V"形端口的A彈簧螺旋圈安裝在J圓柱134上，D彈性變徑件204的倒置 "V"形端口的B彈簧螺旋圈安裝在D圓柱124上，J彈性變徑件214的倒置"V" 形端口的B彈簧螺旋圈安裝在J圓柱144上，D彈性變徑件204的倒置"V"形頂 端彈簧螺旋圈和J彈性變徑件21的倒置"V"形頂端彈簧螺旋圈4分別安裝在D輪 腳板304和J輪腳板314底部設(shè)計(jì)的兩個(gè)吊耳對中。E彈性變徑件205的倒置"V"形端口的A彈簧螺旋圈和K彈性變徑件215的 倒置"V"形端口的A彈簧螺旋圈安裝在K圓柱135上，E彈性變徑件205的倒置 "V"形端口的B彈簧螺旋圈安裝在E圓柱125上，K彈性變徑件215的倒置"V" 形端口的B彈簧螺旋圈安裝在K圓柱145上，E彈性變徑件205的倒置"V"形頂 端彈簧螺旋圈和K彈性變徑件215的倒置"V"形頂端彈簧螺旋圈分別安裝在E輪 腳板305和K輪腳板315底部設(shè)計(jì)的兩個(gè)吊耳對中。F彈性變徑件206的倒置"V"形端口的A彈簧螺旋圈和L彈性變徑件216的 倒置"V"形端口的A彈簧螺旋圈安裝在L圓柱136上，F(xiàn)彈性變徑件206的倒置 "V"形端口的B彈簧螺旋圈安裝在F圓柱126上，L彈性變徑件216的倒置"V" 形端口的B彈簧螺旋圈安裝在L圓柱146上，F(xiàn)彈性變徑件206的倒置"V"形頂 端彈簧螺旋圈和L彈性變徑件216的倒置"V"形頂端彈簧螺旋圈分別安裝在F輪 腳板306和L輪腳板316底部設(shè)計(jì)的兩個(gè)吊耳對中。 (二)輪輻參見圖3所示，在本發(fā)明中，B輪輻102、 C輪輻103和D輪輻104分別安 裝在三個(gè)輪轂(輪轂為可變直徑輪的變徑傳動(dòng)單元中的一個(gè)零件，輪架與變徑傳動(dòng)單 元的連接通過輪轂實(shí)現(xiàn))上，該三個(gè)輪轂可以記為A輪轂、B輪轂、C輪轂， 一般A 輪轂和C輪轂在變徑驅(qū)動(dòng)單元提供的動(dòng)力條件下經(jīng)變徑傳動(dòng)單元傳遞轉(zhuǎn)換為同一方 向的轉(zhuǎn)動(dòng)，而B輪轂則保持靜止不動(dòng)。輪腳板由張開變徑至合攏時(shí)，A輪轂和C輪 轂按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，B輪轂靜止不動(dòng)；輪腳板由合攏變徑至張開時(shí)，A輪轂和C 輪轂按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，B輪轂靜止不動(dòng)。由于B輪輻102安裝在A輪轂上，C輪 輻103安裝在B輪轂上，D輪輻104安裝在C輪轂上，在三個(gè)輪轂相對轉(zhuǎn)動(dòng)(A 輪轂和C輪轂動(dòng)，B輪轂不動(dòng))的條件下，彈性變徑件隨著B輪輻102和D輪輻 104相對C輪輻103的轉(zhuǎn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)輪腳板的張開或合攏。在可變直徑輪中，變徑傳動(dòng)單元與變徑驅(qū)動(dòng)單元也可以稱作變徑機(jī)構(gòu)，對于本發(fā)明設(shè)計(jì)的輪架可以套裝在如專 利申請?zhí)?00910078042.6公開的徑機(jī)構(gòu)上，但這不是唯一模式。在本發(fā)明中，五個(gè)輪輻均為空心圓盤形狀，輪輻上設(shè)有通孔(該通孔為圓形孔) 和減重孔(橢圓形，減重孔在輪輻圓盤上無孔處均勻分布設(shè)置有三個(gè))，所述通孔用于 放置圓柱，而圓柱上套有彈性變徑件的彈簧螺旋圈，該彈簧螺旋圈在圓柱上能夠轉(zhuǎn)動(dòng)。參見圖3A所示，在本發(fā)明中，A輪輻101的圓盤上均勻分布設(shè)置有A通孔111、 B通孔112、 C通孔113、 D通孔114、 E通孔115和F通孔116，且每兩個(gè)通孔 之間設(shè)有一橢圓形的減重孔。A通孔111、 B通孔112、 C通孔113、 D通孔114、 E通孔115和F通孔116分別用于安裝A圓柱121、 B圓柱122、 C圓柱123、 D圓柱124、 E圓柱125和F圓柱126， A輪輻101與B輪輻102之間通過圓柱 實(shí)現(xiàn)連接。參見圖3B所示，在本發(fā)明中，B輪輻102的圓盤上均勻分布設(shè)置有A圓柱121、 B圓柱122、 C圓柱123、 D圓柱124、 E圓柱125和F圓柱126，且輪輻上每兩 個(gè)圓柱之間設(shè)有一橢圓形的減重孔。A圓柱121、 B圓柱122、 C圓柱123、 D圓 柱124、 E圓柱125和F圓柱126分別安裝在A通孔111、 B通孔112、 C通孔 113、 D通孔114、 E通孔115和F通孔116內(nèi)。B輪輻102上設(shè)置的六個(gè)圓柱 的位置與A輪輻101上設(shè)置的六個(gè)通孔的位置是對應(yīng)相同的。參見圖3C所示，在本發(fā)明中，C輪輻103的圓盤上均勻分布設(shè)置有M圓柱131、 N圓柱132、 O圓柱133、 P圓柱134、 Q圓柱135和R圓柱136，且輪輻上每兩 個(gè)圓柱之間設(shè)有一橢圓形的減重孔。C輪輻103設(shè)置在B輪輻102與D輪輻104 之間，且安裝在B輪轂上的C輪輻103是靜止不動(dòng)的。參見圖3D所示，在本發(fā)明中，D輪輻104的圓盤上均勻分布設(shè)置有G圓柱141 、 H圓柱142、 I圓柱143、 J圓柱144、 K圓柱145和L圓柱146，且輪輻上每兩 個(gè)圓柱之間設(shè)有一橢圓形的減重孔。G圓柱141、 H圓柱142、 I圓柱143、 J圓柱 144、 K圓柱145和L圓柱146分別安裝在G通孔151、 H通孔152、 I通孔153、 J通孔154、 K通孔155和L通孔156內(nèi)。D輪輻104上設(shè)置的六個(gè)圓柱的位置 與E輪輻105上設(shè)置的六個(gè)通孔的位置是對應(yīng)相同的。在本發(fā)明中，B輪輻102上設(shè)置的六個(gè)圓柱的位置與D輪輻104上設(shè)置的六個(gè) 圓柱的位置是相同的。參見圖3E所示，在本發(fā)明中，E輪輻105的圓盤上均勻分布設(shè)置有G通孔151 、 H通孔152、 I通孔153、 J通孔154、 K通孔155和L通孔156，且輪輻上每兩 個(gè)通孔之間設(shè)有一橢圓形的減重孔。G通孔151、 H通孔152、 I通孔153、 J通孔 154、 K通孔155和L通孔156分別用于安裝G圓柱141、 H圓柱142、 I圓柱 143、 J圓柱144、 K圓柱145和L圓柱146, D輪輻104與E輪輻105之間通 過圓柱實(shí)現(xiàn)連接。(三)輪腳板參見圖1、圖5所示，在本發(fā)明中，六對輪腳板是指A輪腳板301、 B輪腳板 302、 C輪腳板303、 D輪腳板304、 E輪腳板305、 F輪腳板306、 G輪腳板311、 H輪腳板312、 I輪腳板313、 J輪腳板314、 K輪腳板315和L輪腳板316。六 對輪腳板以可變直徑彈性輪的輪輻圓心O為圓心均勻布置在六對彈性變徑件上，在合 攏時(shí)，形成一個(gè)供輪腳胎(外覆件)安裝的圓形基座(如圖7所示)。 A輪腳板301與G輪腳板311組成第一對輪腳板； B輪腳板302與H輪腳板312組成第二對輪腳板； C輪腳板303與I輪腳板313組成第三對輪腳板； D輪腳板304與J輪腳板314組成第四對輪腳板； E輪腳板305與K輪腳板315組成第五對輪腳板； F輪腳板306與L輪腳板316組成第六對輪腳板； 第一對輪腳板與第四對輪腳板在輪輻平面上以輪輻圓心0對稱設(shè)置； 第二對輪腳板與第五對輪腳板在輪輻平面上以輪輻圓心O對稱設(shè)置； 第三對輪腳板與第六對輪腳板在輪輻平面上以輪輻圓心0對稱設(shè)置。 參見圖5所示，在本發(fā)明中，A輪腳板301與G輪腳板311組成第一對輪腳板， A輪腳板301的底部設(shè)有A吊耳301a和B吊耳301b，A吊耳301a和B吊耳301b 設(shè)置在A輪腳板301的底部的中間位置，且A吊耳301a和B吊耳301b之間間距 為Ll， L1 = 1/5L。 G輪腳板311的底部設(shè)有C吊耳311a和D吊耳311b， C吊 耳311a和D吊耳311b設(shè)置在G輪腳板311的底部，且C吊耳311a和D吊耳 31 lb之間間距為L2， L2 = 2/3L， L表示A輪腳板301和G輪腳板311底部的寬。 A輪腳板301與G輪腳板311在裝配時(shí)，A吊耳301a與C吊耳311a之間形 成有A區(qū)間301c，該A區(qū)間301c用于放置A彈性變徑件201上的B彈簧螺旋圈、222; B吊耳301b與D吊耳311b之間形成有B區(qū)間301d，該B區(qū)間301d用 于放置G彈性變徑件211上的E彈簧螺旋圈232 。A輪腳板301和G輪腳板311 (第一對輪腳板)與A彈性變徑件201禾B G彈 性變徑件211 (第一對彈性變徑件)的裝配運(yùn)用了一根銷軸實(shí)現(xiàn)，即A銷軸222a 的一端順次穿過D吊耳31 lb上的通孔、E彈簧螺旋圈232、 B吊耳301b上的通 孔、A吊耳301a上的通孔、B彈簧螺旋圈222、 C吊耳311a上的通孔。13根據(jù)A輪腳板301與A彈性變徑件201的安裝關(guān)系，依次類推得到其它五個(gè)輪 腳板的裝配關(guān)系。
B輪腳板302和H輪腳板312 (第二對輪腳板)底部的吊耳與B彈性變徑件 202和H彈性變徑件212上的倒置"V"形頂端彈簧螺旋圈運(yùn)用銷軸連接。
C輪腳板303和I輪腳板313 (第三對輪腳板)底部的吊耳與C彈性變徑件 203和I彈性變徑件213上的倒置"V"形頂端彈簧螺旋圈運(yùn)用銷軸連接。
D輪腳板304和J輪腳板314 (第四對輪腳板)底部的吊耳與D彈性變徑件 204和J彈性變徑件214上的倒置"V"形頂端彈簧螺旋圈運(yùn)用銷軸連接。
E輪腳板305和K輪腳板315 (第五對輪腳板)底部的吊耳與E彈性變徑件 205和K彈性變徑件215上的倒置"V"形頂端彈簧螺旋圈運(yùn)用銷軸連接。
F輪腳板306和L輪腳板316 (第六對輪腳板)底部的吊耳與F彈性變徑件 206和L彈性變徑件216上的倒置"V"形頂端彈簧螺旋圈運(yùn)用銷軸連接。
本發(fā)明是一種適用于可變直徑輪的擺動(dòng)變徑輪架，其變徑實(shí)施過程如下(以彈性 變徑件201為例進(jìn)行說明)
參見圖6所示，當(dāng)輪架中的所有彈性變徑件在受到由變徑傳動(dòng)單元A輪轂、C輪 轂傳遞過來的轉(zhuǎn)矩作用下，由于B輪轂靜止不轉(zhuǎn)動(dòng)，安裝在B輪轂上的C輪輻103 也保持靜止不轉(zhuǎn)動(dòng)，而安裝在A輪轂上的B輪輻102和安裝在C輪轂上的D輪輻 104同時(shí)按順時(shí)針方向(箭頭方向)轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)彈性變徑件也按順時(shí)針方向(箭頭 方向)轉(zhuǎn)動(dòng)，在彈性變徑件向箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，彈性變徑件上的彈簧螺旋圈將以 圓柱(M圓柱131)為定點(diǎn)向箭頭方向運(yùn)動(dòng)，則A彈簧螺旋圏221繞M圓柱131 轉(zhuǎn)動(dòng)，B彈簧螺旋圈222繞A銷軸222a轉(zhuǎn)動(dòng)，C彈簧螺旋圈223繞H圓柱142 轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)C彈簧螺旋圈223繞輪輻圓心0轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣便實(shí)現(xiàn)了輪架的合攏。當(dāng)B 輪輻102和D輪輻104同時(shí)按逆時(shí)針方向(箭頭方向的反方向)運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈性變徑 件也按逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)，則實(shí)現(xiàn)了輪架的張開。其它各組彈性變徑件的動(dòng)作與此同理， 并一起保持同步張開或合攏，從而使整套擺動(dòng)變徑輪架同步張開或合攏，使對應(yīng)安裝 的輪腳張開組成離散不連續(xù)的輪子或收縮合攏成完整的圓形輪子，可使輪子在有輪緣 和無輪緣車輪之間轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)車輪直徑的可變，增強(qiáng)輪子對不同地面環(huán)境的適應(yīng) 能力，提高輪子的通過性和和行駛平順性，從而使安裝有采用本發(fā)明的可變直徑輪的 行走機(jī)構(gòu)的機(jī)動(dòng)性、通過性和行駛平順性等得以改進(jìn)和提高。
權(quán)利要求
1、一種適用于可變直徑輪的擺動(dòng)變徑輪架，其特征在于該輪架由五個(gè)輪輻、六對彈性變徑件和六對輪腳板組成，六對彈性變徑件分別設(shè)置在五個(gè)輪輻與六對輪腳板之間；五個(gè)輪輻是指A輪輻(101)、B輪輻(102)、C輪輻(103)、D輪輻(104)和E輪輻(105)；其中，A輪輻(101)和E輪輻(105)結(jié)構(gòu)相同，B輪輻(102)和D輪輻(104)結(jié)構(gòu)相同；五個(gè)輪輻的排列順序是在輪心線上順次排布為A輪輻(101)、B輪輻(102)、C輪輻(103)、D輪輻(104)和E輪輻(105)；六對彈性變徑件是指結(jié)構(gòu)相同的A彈性變徑件(201)、B彈性變徑件(202)、C彈性變徑件(203)、D彈性變徑件(204)、E彈性變徑件(205)、F彈性變徑件(206)、G彈性變徑件(211)、H彈性變徑件(212)、I彈性變徑件(213)、J彈性變徑件(214)、K彈性變徑件(215)和L彈性變徑件(216)；B彈性變徑件(202)與H彈性變徑件(212)組成第二對彈性變徑件；C彈性變徑件(203)與I彈性變徑件(213)組成第三對彈性變徑件；D彈性變徑件(204)與J彈性變徑件(214)組成第四對彈性變徑件；E彈性變徑件(205)與K彈性變徑件(215)組成第五對彈性變徑件；F彈性變徑件(206)與L彈性變徑件(216)組成第六對彈性變徑件；第一對彈性變徑件與第四對彈性變徑件在輪輻平面上以輪輻圓心O對稱設(shè)置；第二對彈性變徑件與第五對彈性變徑件在輪輻平面上以輪輻圓心O對稱設(shè)置；第三對彈性變徑件與第六對彈性變徑件在輪輻平面上以輪輻圓心O對稱設(shè)置；六對輪腳板是指A輪腳板(301)、B輪腳板(302)、C輪腳板(303)、D輪腳板(304)、E輪腳板(305)、F輪腳板(306)、G輪腳板(311)、H輪腳板(312)、I輪腳板(313)、J輪腳板(314)、K輪腳板(315)和L輪腳板(316)；其中，A輪腳板(301)、B輪腳板(302)、C輪腳板(303)、D輪腳板(304)、E輪腳板(305)、F輪腳板(306)的結(jié)構(gòu)相同；G輪腳板(311)、H輪腳板(312)、I輪腳板(313)、J輪腳板(314)、K輪腳板(315)和L輪腳板(316)的結(jié)構(gòu)相同；A輪腳板(301)與G輪腳板(311)組成第一對輪腳板；B輪腳板(302)與H輪腳板(312)組成第二對輪腳板；C輪腳板(303)與I輪腳板(313)組成第三對輪腳板；D輪腳板(304)與J輪腳板(314)組成第四對輪腳板；E輪腳板(305)與K輪腳板(315)組成第五對輪腳板；F輪腳板(306)與L輪腳板(316)組成第六對輪腳板；第一對輪腳板與第四對輪腳板在輪輻平面上以輪輻圓心O對稱設(shè)置；第二對輪腳板與第五對輪腳板在輪輻平面上以輪輻圓心O對稱設(shè)置；第三對輪腳板與第六對輪腳板在輪輻平面上以輪輻圓心O對稱設(shè)置；所述A輪輻(101)的圓盤上均勻分布設(shè)置有A通孔(111)、B通孔(112)、C通孔(113)、D通孔(114)、E通孔(115)和F通孔(116)，且每兩個(gè)通孔之間設(shè)有一橢圓形的減重孔；A通孔(111)、B通孔(112)、C通孔(113)、D通孔(114)、E通孔(115)和F通孔(116)分別用于安裝A圓柱(121)、B圓柱(122)、C圓柱(123)、D圓柱(124)、E圓柱(125)和F圓柱(126)，A輪輻(101)與B輪輻(102)之間通過圓柱實(shí)現(xiàn)連接；所述B輪輻(102)的圓盤上均勻分布設(shè)置有A圓柱(121)、B圓柱(122)、C圓柱(123)、D圓柱(124)、E圓柱(125)和F圓柱(126)，且輪輻上每兩個(gè)圓柱之間設(shè)有一橢圓形的減重孔；所述C輪輻(103)的圓盤上均勻分布設(shè)置有M圓柱(131)、N圓柱(132)、O圓柱(133)、P圓柱(134)、Q圓柱(135)和R圓柱(136)，且輪輻上每兩個(gè)圓柱之間設(shè)有一橢圓形的減重孔；C輪輻(103)設(shè)置在B輪輻(102)與D輪輻(104)之間，且安裝在B輪轂上的C輪輻103是靜止不動(dòng)的；所述D輪輻(104)的圓盤上均勻分布設(shè)置有G圓柱(141)、H圓柱(142)、I圓柱(143)、J圓柱(144)、K圓柱(145)和L圓柱(146)，且輪輻上每兩個(gè)圓柱之間設(shè)有一橢圓形的減重孔；所述E輪輻(105)的圓盤上均勻分布設(shè)置有G通孔(151)、H通孔(152)、I通孔(153)、J通孔(154)、K通孔(155)和L通孔(156)，且輪輻上每兩個(gè)通孔之間設(shè)有一橢圓形的減重孔；G通孔(151)、H通孔(152)、I通孔(153)、J通孔(154)、K通孔(155)和L通孔(156)分別用于安裝G圓柱(141)、H圓柱(142)、I圓柱(143)、J圓柱(144)、K圓柱(145)和L圓柱(146)，D輪輻(104)與E輪輻(105)之間通過圓柱實(shí)現(xiàn)連接；所述A彈性變徑件(201)上設(shè)有A彈簧螺旋圈(221)、B彈簧螺旋圈(222)和C彈簧螺旋圈(223)，A彈性變徑件(201)為倒置“V”形形狀，A彈簧螺旋圈(221)和C彈簧螺旋圈(223)相對設(shè)置在倒置“V”形端口上，B彈簧螺旋圈(222)相對設(shè)置在倒置“V”形頂端；所述G彈性變徑件(211)上設(shè)有D彈簧螺旋圈(231)、E彈簧螺旋圈(232)、F彈簧螺旋圈(233)，G彈性變徑件(211)為倒置“V”形形狀，D彈簧螺旋圈(231)和F彈簧螺旋圈(233)相對設(shè)置在倒置“V”形端口上，E彈簧螺旋圈(232)相對設(shè)置在倒置“V”形頂端；A彈簧螺旋圈(221)套裝在M圓柱(131)的前端，M圓柱(131)的后端套裝有D彈簧螺旋圈(231)，由于M圓柱(131)安裝在C輪輻(103)上，C輪輻(103)安裝在靜止不動(dòng)的B輪轂上，故A彈簧螺旋圈(221)和D彈簧螺旋圈(231)相對于輪輻圓心O是不動(dòng)的，但繞M圓柱(131)轉(zhuǎn)動(dòng)；B彈簧螺旋圈(222)通過A銷軸(222a)安裝在G輪腳板(311)的C吊耳(311a)與A輪腳板(301)的A吊耳(301a)之間的A區(qū)間(301c)中；C彈簧螺旋圈(223)套裝在B輪輻(102)上的B圓柱(122)上，由于B輪輻(102)安裝在A輪轂上，A輪轂在變徑傳動(dòng)單元的帶動(dòng)下會作圓周運(yùn)動(dòng)，故C彈簧螺旋圈(223)在變徑時(shí)將隨著A輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)；D彈簧螺旋圈(231)套裝在M圓柱(131)的后端；E彈簧螺旋圈(232)通過A銷軸(222a)安裝在A輪腳板(301)的B吊耳(301b)和G輪腳板(311)的(D吊耳311b)之間的B區(qū)間(301d)中；F彈簧螺旋圈(233)套裝在D輪輻(104)上的H圓柱(142)上，由于D輪輻(104)安裝在C輪轂上，C輪轂在變徑傳動(dòng)單元的帶動(dòng)下會作圓周運(yùn)動(dòng)，故F彈簧螺旋圈(233)在變徑時(shí)將隨著C輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)；第二對彈性變徑件、第三對彈性變徑件、第四對彈性變徑件、第五對彈性變徑件和第六對彈性變徑件分別與五個(gè)輪輻、六對腳底板的安裝關(guān)系是相同的；所述A輪腳板(301)的底部設(shè)有A吊耳(301a)和B吊耳(301b)，A吊耳(301a)和B吊耳(301b)設(shè)置在A輪腳板(301)的底部的中間位置，且A吊耳(301a)和B吊耳(301b)之間間距為L1，L1＝1/5L；所述G輪腳板(311)的底部設(shè)有C吊耳(311a)和D吊耳(311b)，C吊耳(311a)和D吊耳(311b)設(shè)置在G輪腳板(311)的底部，且C吊耳(311a)和D吊耳(311b)之間間距為L2，L2＝2/3L，L表示A輪腳板(301)和G輪腳板(311)底部的寬；A輪腳板(301)與G輪腳板(311)在裝配時(shí)，A吊耳(301a)與C吊耳(311a)之間形成有A區(qū)間(301c)，該A區(qū)間(301c)用于放置A彈性變徑件(201)上的B彈簧螺旋圈(222)；B吊耳(301b)與D吊耳(311b)之間形成有B區(qū)間(301d)，該B區(qū)間(301d)用于放置G彈性變徑件(211)上的E彈簧螺旋圈(232)；第一對輪腳板與第一對彈性變徑件的裝配運(yùn)用了A銷軸(222a)，該A銷軸(222a)的一端順次穿過D吊耳(311b)上的通孔、E彈簧螺旋圈(232)、B吊耳(301b)上的通孔、A吊耳(301a)上的通孔、B彈簧螺旋圈(222)、C吊耳(311a)上的通孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于可變直徑輪的擺動(dòng)變徑輪架，該輪架由輪輻、彈性變徑件和輪腳板組成，彈性變徑件安裝在輪輻與輪腳板之間，彈性變徑件與輪輻的安裝采用圓柱，而彈性變徑件與輪腳板的安裝采用了銷軸。該擺動(dòng)變徑輪架通過B輪輻和D輪輻相對于C輪輻轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度下，同時(shí)帶動(dòng)彈性變徑件在輪輻圓周方向上產(chǎn)生螺旋扭轉(zhuǎn)，使輪腳張開或合攏，從而實(shí)現(xiàn)可變直徑輪的輪徑可變。
文檔編號B60B9/00GK101503043SQ200910078938
公開日2009年8月12日 申請日期2009年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月2日
發(fā)明者姚圣卓, 瑩 崔, 徐國艷, 陳新波, 峰 高 申請人:北京航空航天大學(xué)