本發(fā)明屬于機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別涉及一種輪腿變換機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

輪形結(jié)構(gòu)適合于在平坦的路面快速移動(dòng)，但其缺點(diǎn)是地形適應(yīng)能力差，難以在崎嶇復(fù)雜的地形環(huán)境中快速移動(dòng)；而腿形結(jié)構(gòu)則具有良好的地形適應(yīng)能力，能夠在崎嶇地形環(huán)境中移動(dòng)，但其移動(dòng)速度相對(duì)較慢。為了充分利用輪形結(jié)構(gòu)和腿形結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，許多學(xué)者設(shè)計(jì)了多款輪腿式結(jié)構(gòu)，申請(qǐng)?zhí)枮?01210244363.0的專利公布的輪腿結(jié)構(gòu)為腿形結(jié)構(gòu)末端增加了一個(gè)行走輪，申請(qǐng)?zhí)枮?01410757019.0的專利公布的輪腿結(jié)構(gòu)為腿形結(jié)構(gòu)中間位置增加了一個(gè)行走輪，這兩種輪腿結(jié)構(gòu)均是在腿形結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加行走輪，實(shí)現(xiàn)輪腿結(jié)構(gòu)的變換，由于結(jié)構(gòu)形式的限制行走輪直徑一般較小，所以行走輪的路面適應(yīng)能力較差，尺寸較大的溝、坎等障礙無法通過；申請(qǐng)?zhí)枮?01410315537.7的專利公布的輪腿結(jié)構(gòu)采用了輪變形為腿的結(jié)構(gòu)形式，行走輪直徑較大使得其路面適應(yīng)能力較好，但變換為腿形結(jié)構(gòu)后，膝關(guān)節(jié)載荷很大，使膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)尺寸變大，另外腿的長(zhǎng)度不能伸縮調(diào)節(jié)，因此腿的長(zhǎng)度較短，跨越障礙物的能力較小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述技術(shù)方法的不足，提供一種輪徑較大、腿長(zhǎng)可調(diào)、承載能力較強(qiáng)的輪腿變換機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：一種輪腿變換機(jī)構(gòu)，包括輪大腿1、輪小腿2和輪足3，其特征在于兩個(gè)輪小腿2均通過小腿安裝軸20安裝于輪大腿1上，輪足3通過輪足銷軸23安裝于一個(gè)輪小腿2上；所述輪大腿1的大腿支架4與輪腿驅(qū)動(dòng)軸7采用鍵固定連接，并由螺母13緊固，小腿收展驅(qū)動(dòng)齒輪5通過軸承6支承于輪腿驅(qū)動(dòng)軸7上，傳動(dòng)齒輪ⅰ8和傳動(dòng)齒輪ⅳ14采用鍵連接固定安裝于傳動(dòng)軸ⅰ9的兩端，傳動(dòng)軸ⅰ9安裝于大腿支架4的圓孔內(nèi)，傳動(dòng)齒輪ⅰ8和小腿收展驅(qū)動(dòng)齒輪5嚙合，傳動(dòng)齒輪ⅱ11與傳動(dòng)齒輪ⅲ12采用鍵連接固定安裝于傳動(dòng)軸ⅱ10的兩端，傳動(dòng)軸ⅱ10安裝于大腿支架4的圓孔內(nèi)，傳動(dòng)齒輪ⅱ11與傳動(dòng)齒輪ⅰ8嚙合，傳動(dòng)齒輪ⅴ16空套于支承軸15上，支承軸15固定安裝于大腿支架4上，傳動(dòng)齒輪ⅴ16與傳動(dòng)齒輪ⅳ14嚙合，傳動(dòng)齒輪ⅵ18和傳動(dòng)齒輪ⅶ19采用鍵連接固定安裝于傳動(dòng)軸ⅲ17的兩端，傳動(dòng)軸ⅲ17安裝于大腿支架4的圓孔內(nèi)，傳動(dòng)齒輪ⅵ18與傳動(dòng)齒輪ⅴ16嚙合；所述輪小腿2的小腿安裝軸20穿過小腿驅(qū)動(dòng)齒輪21、電動(dòng)推桿22和連接板27安裝于輪大腿1的大腿支架4圓孔內(nèi)，小腿驅(qū)動(dòng)齒輪21固定安裝于電動(dòng)推桿22上，電動(dòng)推桿22的伸縮桿與導(dǎo)向桿24通過輪足銷軸23鉸接，導(dǎo)向桿24安裝于小腿支架25的圓孔內(nèi)，小腿支架25與連接板27通過小腿銷軸26鉸接；所述輪足3通過輪足銷軸23安裝于輪小腿2上，輪足3的內(nèi)表面上開有能夠與輪足銷軸23相配合的凹槽。

一種輪腿變換機(jī)構(gòu)的有益效果是：本發(fā)明的一種輪腿變換機(jī)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)輪形結(jié)構(gòu)與腿形結(jié)構(gòu)的變換，收起后的兩個(gè)輪小腿與輪大腿、輪足構(gòu)成輪形結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)平坦路面的快速行走，輪形結(jié)構(gòu)直徑較大，路面適應(yīng)能力較強(qiáng)，展開后的輪小腿與輪大腿、輪足構(gòu)成腿形結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)崎嶇路面的快速行走；構(gòu)成腿形結(jié)構(gòu)時(shí)，兩條輪小腿并聯(lián)支承輪大腿形成了穩(wěn)定的三角形結(jié)構(gòu)，承載能力強(qiáng)，有利于減少關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩；通過調(diào)節(jié)輪小腿的電動(dòng)推桿的長(zhǎng)度，可以調(diào)節(jié)輪腿長(zhǎng)度，能夠在不同路面情況下靈活行走。

附圖說明

圖1是一種輪腿變換機(jī)構(gòu)的輪形結(jié)構(gòu)圖ⅰ。

圖2是一種輪腿變換機(jī)構(gòu)的輪形結(jié)構(gòu)圖ⅱ。

圖3是一種輪腿變換機(jī)構(gòu)的輪形結(jié)構(gòu)圖ⅲ。

圖4是一種輪腿變換機(jī)構(gòu)的半展開圖。

圖5是一種輪腿變換機(jī)構(gòu)的腿形結(jié)構(gòu)圖。

圖6是一種輪腿變換機(jī)構(gòu)的輪大腿結(jié)構(gòu)圖ⅰ。

圖7是一種輪腿變換機(jī)構(gòu)的輪大腿結(jié)構(gòu)圖ⅱ。

圖8是一種輪腿變換機(jī)構(gòu)的輪小腿結(jié)構(gòu)圖。

圖9是一種輪腿變換機(jī)構(gòu)的輪足結(jié)構(gòu)圖。

圖中，1—輪大腿、2—輪小腿、3—輪足、4—大腿支架、5—小腿收展驅(qū)動(dòng)齒輪、6—軸承、7—輪腿驅(qū)動(dòng)軸、8—傳動(dòng)齒輪ⅰ、9—傳動(dòng)軸ⅰ、10—傳動(dòng)軸ⅱ、11—傳動(dòng)齒輪ⅱ、12—傳動(dòng)齒輪ⅲ、13—鎖緊螺母、14—傳動(dòng)齒輪ⅳ、15—支承軸、16—傳動(dòng)齒輪ⅴ、17—傳動(dòng)軸ⅲ、18—傳動(dòng)齒輪ⅵ、19—傳動(dòng)齒輪ⅶ、20—小腿安裝軸、21—小腿驅(qū)動(dòng)齒輪、22—電動(dòng)推桿、23—輪足銷軸、24—導(dǎo)向桿、25—小腿支架、26—銷軸、27—連接板。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例，參照附圖1-9，一種輪腿變換機(jī)構(gòu)，包括輪大腿1、輪小腿2和輪足3，其特征在于兩個(gè)輪小腿2均通過小腿安裝軸20安裝于輪大腿1上，輪足3通過輪足銷軸23安裝于一個(gè)輪小腿2上；輪大腿1的大腿支架4與輪腿驅(qū)動(dòng)軸7采用鍵固定連接，并由螺母13緊固，小腿收展驅(qū)動(dòng)齒輪5通過軸承6支承于輪腿驅(qū)動(dòng)軸7上，傳動(dòng)齒輪ⅰ8和傳動(dòng)齒輪ⅳ14采用鍵連接固定安裝于傳動(dòng)軸ⅰ9的兩端，傳動(dòng)軸ⅰ9安裝于大腿支架4的圓孔內(nèi)，傳動(dòng)齒輪ⅰ8和小腿收展驅(qū)動(dòng)齒輪5嚙合，傳動(dòng)齒輪ⅱ11與傳動(dòng)齒輪ⅲ12采用鍵連接固定安裝于傳動(dòng)軸ⅱ10的兩端，傳動(dòng)軸ⅱ10安裝于大腿支架4的圓孔內(nèi)，傳動(dòng)齒輪ⅱ11與傳動(dòng)齒輪ⅰ8嚙合，傳動(dòng)齒輪ⅴ16空套于支承軸15上，支承軸15固定安裝于大腿支架4上，傳動(dòng)齒輪ⅴ16與傳動(dòng)齒輪ⅳ14嚙合，傳動(dòng)齒輪ⅵ18和傳動(dòng)齒輪ⅶ19采用鍵連接安裝于傳動(dòng)軸ⅲ17的兩端，傳動(dòng)軸ⅲ17安裝于大腿支架4的圓孔內(nèi)，傳動(dòng)齒輪ⅵ18與傳動(dòng)齒輪ⅴ16嚙合；輪小腿2的小腿安裝軸20穿過小腿驅(qū)動(dòng)齒輪21、電動(dòng)推桿22和連接板27安裝于輪大腿1的大腿支架4上，小腿驅(qū)動(dòng)齒輪21固定安裝于電動(dòng)推桿22上，電動(dòng)推桿22的伸縮桿與導(dǎo)向桿24通過輪足銷軸23鉸接，導(dǎo)向桿24安裝于小腿支架25的圓孔內(nèi)，小腿支架25與連接板27通過小腿銷軸26鉸接；輪足3通過輪足銷軸23安裝于一個(gè)輪小腿2上，輪足3的內(nèi)表面上開有能夠與輪足銷軸23相配合的凹槽。

一種輪腿變換機(jī)構(gòu)變換為腿形結(jié)構(gòu)的方法是：輪大腿1的小腿收展驅(qū)動(dòng)齒輪5由動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，小腿收展驅(qū)動(dòng)齒輪5驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)齒輪ⅰ8轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)齒輪ⅰ8帶動(dòng)傳動(dòng)齒輪ⅱ11轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)齒輪ⅱ11通過傳動(dòng)軸ⅱ10帶動(dòng)傳動(dòng)齒輪ⅲ12轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)傳動(dòng)齒輪ⅰ8通過傳動(dòng)軸ⅰ9帶動(dòng)傳動(dòng)齒輪ⅳ14轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)齒輪ⅳ14通過傳動(dòng)齒輪ⅴ16帶動(dòng)傳動(dòng)齒輪ⅵ18轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)齒輪ⅵ18通過傳動(dòng)軸ⅲ17帶動(dòng)傳動(dòng)齒輪ⅶ19轉(zhuǎn)動(dòng)；傳動(dòng)齒輪ⅳ12和傳動(dòng)齒輪ⅶ19分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)輪小腿2上的小腿驅(qū)動(dòng)齒輪21轉(zhuǎn)動(dòng)，小腿驅(qū)動(dòng)齒輪21帶動(dòng)電動(dòng)推桿22和小腿支架25繞小腿安裝軸20轉(zhuǎn)動(dòng)，使得兩個(gè)輪小腿2逐漸展開；當(dāng)兩個(gè)輪小腿2展開至輪足3接觸地面后，兩個(gè)輪小腿2的電動(dòng)推桿22逐漸伸出，同時(shí)將不帶輪足3的電動(dòng)推桿22伸出端的輪足銷軸23插入輪足3的凹槽內(nèi)，兩個(gè)輪小腿2與一個(gè)輪大腿1、輪足3構(gòu)成穩(wěn)定的三角形結(jié)構(gòu)；輪腿長(zhǎng)度可以通過調(diào)節(jié)電動(dòng)推桿22的伸出長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，輪腿的行走可以通過動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)輪腿驅(qū)動(dòng)軸7擺動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。

一種輪腿變換機(jī)構(gòu)變換為輪形結(jié)構(gòu)的方法是：兩個(gè)輪小腿2的電動(dòng)推桿22逐漸收縮，同時(shí)將不帶輪足3的電動(dòng)推桿22伸出端的輪足銷軸23從輪足3的凹槽內(nèi)拔出；當(dāng)兩個(gè)電動(dòng)推桿22收縮完成后，輪大腿1的小腿收展驅(qū)動(dòng)齒輪5由動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，小腿收展驅(qū)動(dòng)齒輪5驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)齒輪ⅰ8轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)齒輪ⅰ8帶動(dòng)傳動(dòng)齒輪ⅱ11轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)齒輪ⅱ11通過傳動(dòng)軸ⅱ10帶動(dòng)傳動(dòng)齒輪ⅲ12轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)傳動(dòng)齒輪ⅰ8通過傳動(dòng)軸ⅰ9帶動(dòng)傳動(dòng)齒輪ⅳ14轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)齒輪ⅳ14通過傳動(dòng)齒輪ⅴ16帶動(dòng)傳動(dòng)齒輪ⅵ18轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)齒輪ⅵ18通過傳動(dòng)軸ⅲ17帶動(dòng)傳動(dòng)齒輪ⅶ19轉(zhuǎn)動(dòng)；傳動(dòng)齒輪ⅳ12和傳動(dòng)齒輪ⅶ19分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)輪小腿2上的小腿驅(qū)動(dòng)齒輪21反向轉(zhuǎn)動(dòng)，小腿驅(qū)動(dòng)齒輪21帶動(dòng)電動(dòng)推桿22和小腿支架25繞小腿安裝軸20轉(zhuǎn)動(dòng)，使得兩個(gè)輪小腿2逐漸收起，兩個(gè)輪小腿2完全收起后，兩個(gè)輪小腿與輪大腿、輪足合并成一個(gè)圓形的輪子；輪腿的行走可以通過動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)輪腿驅(qū)動(dòng)軸7轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。