專利名稱：一種越野車輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種越野車輪，特別涉及一種單自由度車輪輔助越障機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)車輪的有效半徑的放大，適用于復(fù)雜路況的車輛的越障。
背景技術(shù)：
隨著嫦娥衛(wèi)星的成功發(fā)射，月球探索、太空探索越來越受到關(guān)注，而月球上可能會(huì)出現(xiàn)的高低不平的地形、地貌，如何設(shè)計(jì)月球車的車輪，使它在最困難的條件下能更好的行走成為一個(gè)熱點(diǎn)課題。另外，在機(jī)器人領(lǐng)域，助殘機(jī)械、爬樓車等領(lǐng)域中，也亟需一種可以順利克服各種復(fù)雜地形和障礙物的新型車輪。專利號(hào)為200510046097. 0的專利中展示了一種適用于平地、爬樓兩用車。它包括車架、扶手、安裝在車架下的車軸和裝于車軸兩端的車輪，其特征在于所述的車輪為曲邊圓滑連體三圓型，與車軸作滾動(dòng)連接，在曲邊圓滑連體三圓型車輪內(nèi)側(cè)套裝有一扇形介輪，此扇形介輪與車軸為滑動(dòng)配合。這種平地、爬樓兩用車的車輪雖然不為圓形，但仍為傳統(tǒng)的整體式結(jié)構(gòu)，對(duì)地形的適應(yīng)性不強(qiáng)，即使裝了扇形介輪，仍不能有效實(shí)現(xiàn)攀登動(dòng)作，扇形介輪的形狀和尺寸受限于三圓型車輪的大小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有車輪適應(yīng)性差、攀登受三圓型車輪大小的限制，提供一種越野車輪。本發(fā)明的技術(shù)方案—種越野車輪，構(gòu)成該越野車輪的各部分之間的連接為螺釘穿過機(jī)構(gòu)基盤上的孔與輪轂螺紋連接，將機(jī)構(gòu)基盤固定在輪轂上。電機(jī)的軸與短軸的一端通過連軸器連接，并通過螺釘固定。所述的電機(jī)插在法蘭中心的孔內(nèi)，用螺栓與其固定。所述的法蘭安裝在輪轂內(nèi)側(cè)的中部，電機(jī)、法蘭和輪轂同軸。所述的短軸的另一端與安裝于機(jī)構(gòu)基盤中心孔間隙配合，并伸出機(jī)構(gòu)基盤之外， 短軸伸出部分為一正方形截面它與三叉桿中心的正方形孔配合，并通過螺釘與三叉桿固定連接。A組連桿的一端通過第一短銷軸、第一卡簧與三叉桿第一支的端頭連接。A組連桿的另一端和A組內(nèi)導(dǎo)桿的一端通過第一長(zhǎng)銷軸、第二卡簧依次連接在A組工作桿一端的下面。第二短銷軸穿過A組內(nèi)導(dǎo)桿另一端和機(jī)構(gòu)基盤上的第一通孔用第三卡簧連接在機(jī)構(gòu)基盤的外面。第二長(zhǎng)銷軸穿過A組外導(dǎo)桿凸臺(tái)端上的通孔和機(jī)構(gòu)基盤上的第四通孔，用第四卡簧連接在機(jī)構(gòu)基盤的外面。
A組外導(dǎo)桿的另一端通過第三短銷軸、第五卡簧連接在A組工作桿一端的下面。B組連桿的一端通過第四短銷軸、第六卡簧與三叉桿第二支的端頭連接。B組連桿的另一端和B組內(nèi)導(dǎo)桿的一端通過第三長(zhǎng)銷軸、第七卡簧依次連接在B組工作桿一端的下面。第五短銷軸穿過B組內(nèi)導(dǎo)桿另一端和機(jī)構(gòu)基盤上的第二通孔用第八卡簧連接在機(jī)構(gòu)基盤的外面。第四長(zhǎng)銷軸穿過B組外導(dǎo)桿凸臺(tái)端上的通孔和機(jī)構(gòu)基盤上的第五通孔，用第九卡簧連接在機(jī)構(gòu)基盤的外面。B組外導(dǎo)桿的另一端通過第六短銷軸、第十卡簧連接在B組工作桿一端的下面。C組連桿的一端通過第七短銷軸、第十一卡簧與三叉桿第三支的端頭連接。C組連桿的另一端和C組內(nèi)導(dǎo)桿的一端通過第五長(zhǎng)銷軸、第十二卡簧依次連接在C 組工作桿一端的下面。第八短銷軸穿過C組內(nèi)導(dǎo)桿另一端和機(jī)構(gòu)基盤上的第三通孔用第十三卡簧連接在機(jī)構(gòu)基盤的外面。第六長(zhǎng)銷軸穿過C組外導(dǎo)桿凸臺(tái)端上的通孔和機(jī)構(gòu)基盤上的第六通孔，用第十四卡簧連接在機(jī)構(gòu)基盤的外面。C組外導(dǎo)桿的另一端通過第九短銷軸、第十五卡簧連接在C組工作桿一端的下面。機(jī)構(gòu)基盤上的第一通孔A5、第二通孔B5、第三通孔C5孔的中心連線為一等邊三角形。機(jī)構(gòu)基盤上的第四通孔A6、第五通孔B6、第六通孔C6孔的中心連線為一等邊三角形。A組連桿、B組連桿、C組連桿完全相同。 A組內(nèi)導(dǎo)桿、B組內(nèi)導(dǎo)桿、C組內(nèi)導(dǎo)桿完全相同。A組外導(dǎo)桿、B組外導(dǎo)桿、C組外導(dǎo)桿完全相同。A組工作桿、B組工作桿、C組工作桿完全相同。三組桿件以完全相同的方式陣列安裝于機(jī)構(gòu)基盤上，構(gòu)成越野車輪。本發(fā)明的有益效果本越野車輪，在一般情況下以普通車輪的形式滾動(dòng)，機(jī)構(gòu)折疊于輪轂范圍以內(nèi)，但在遇到尺寸較大的障礙物或其他不適于普通車輪通過的路面時(shí)，用一個(gè)電機(jī)即可將此機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)張開，以工作桿弧面的一部分與地面接觸，增大車輪的有效半徑， 增加車輛的接地比壓，提高車輛的越障能力，本發(fā)明提供了一種全新的車輪輔助越障裝置， 除可以用于軍用或民用越野車輛，也可用于星球探測(cè)車輛或?yàn)?zāi)區(qū)救援后勤車輛。


圖1越野車輪安裝效果圖。圖2越野車輪總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3越野車輪剖面圖。圖4圖3的D處的放大圖。圖5圖4的E處的放大圖。圖6越野車輪安裝在車上的俯視圖。
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圖7A組連桿與機(jī)構(gòu)基盤和三叉桿連接的示意圖。圖8圖7的F處的放大圖。圖9機(jī)構(gòu)基盤的安裝孔示意圖。圖10機(jī)構(gòu)最小折疊狀態(tài)示意圖。圖11機(jī)構(gòu)最大張開狀態(tài)示意圖。圖12機(jī)構(gòu)最大張開狀態(tài)干涉示意圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。一種越野車輪，構(gòu)成該越野車輪的各部分之間的連接為螺釘穿過機(jī)構(gòu)基盤7上的孔與輪轂6螺紋連接，將機(jī)構(gòu)基盤7固定在輪轂6上。電機(jī)11的軸與短軸9的一端通過連軸器10連接，并通過螺釘固定。所述的電機(jī)11插在法蘭12中心的孔內(nèi)，用螺栓與其固定；所述的法蘭12安裝在輪轂6內(nèi)側(cè)的中部，電機(jī)11、法蘭12和輪轂6同軸。所述的短軸9的另一端與安裝于機(jī)構(gòu)基盤7中心孔間隙配合，并伸出機(jī)構(gòu)基盤7 之外，短軸9伸出部分為一正方形截面它與三叉桿8中心的正方形孔配合，并通過螺釘與三叉桿8固定連接。A組連桿Al的一端通過第一短銷軸、第一卡簧與三叉桿8第一支的端頭連接。A組連桿Al的另一端和A組內(nèi)導(dǎo)桿A2的一端通過第一長(zhǎng)銷軸、第二卡簧依次連接在A組工作桿A4 —端的下面。第二短銷軸穿過A組內(nèi)導(dǎo)桿A2另一端和機(jī)構(gòu)基盤7上的第一通孔A5用第三卡簧連接在機(jī)構(gòu)基盤7的外面。第二長(zhǎng)銷軸穿過A組外導(dǎo)桿A3凸臺(tái)端上的通孔和機(jī)構(gòu)基盤7上的第四通孔A6，用第四卡簧連接在機(jī)構(gòu)基盤7的外面。A組外導(dǎo)桿A3的另一端通過第三短銷軸、第五卡簧連接在A組工作桿A4—端的下B組連桿Bl的一端通過第四短銷軸、第六卡簧與三叉桿8第二支的端頭連接。B組連桿Bl的另一端和B組內(nèi)導(dǎo)桿B2的一端通過第三長(zhǎng)銷軸、第七卡簧依次連接在B組工作桿B4 —端的下面。第五短銷軸穿過B組內(nèi)導(dǎo)桿B2另一端和機(jī)構(gòu)基盤7上的第二通孔B5用第八卡簧連接在機(jī)構(gòu)基盤7的外面。第四長(zhǎng)銷軸穿過B組外導(dǎo)桿B3凸臺(tái)端上的通孔和機(jī)構(gòu)基盤7上的第五通孔B6，用第九卡簧連接在機(jī)構(gòu)基盤7的外面。B組外導(dǎo)桿B3的另一端通過第六短銷軸、第十卡簧連接在B組工作桿B4 —端的下C組連桿Cl的一端通過第七短銷軸、第十一卡簧與三叉桿8第三支的端頭連接。C組連桿Cl的另一端和C組內(nèi)導(dǎo)桿C2的一端通過第五長(zhǎng)銷軸、第十二卡簧依次連接在C組工作桿C4 一端的下面。第八短銷軸穿過C組內(nèi)導(dǎo)桿C2另一端和機(jī)構(gòu)基盤7上的第三通孔C5用第十三卡簧連接在機(jī)構(gòu)基盤7的外面。第六長(zhǎng)銷軸穿過C組外導(dǎo)桿C3凸臺(tái)端上的通孔和機(jī)構(gòu)基盤7上的第六通孔C6，用第十四卡簧連接在機(jī)構(gòu)基盤7的外面。C組外導(dǎo)桿C3的另一端通過第九短銷軸、第十五卡簧連接在C組工作桿C4 一端的下面。機(jī)構(gòu)基盤7上的第一通孔A5、第二通孔B5、第三通孔C5孔的中心連線為一等邊三角形。機(jī)構(gòu)基盤7上的第四通孔A6、第五通孔B6、第六通孔C6孔的中心連線為一等邊三角形。A組連桿Al、B組連桿Bl、C組連桿Cl完全相同。A組內(nèi)導(dǎo)桿A2、B組內(nèi)導(dǎo)桿B2、C組內(nèi)導(dǎo)桿C2完全相同。A組外導(dǎo)桿A3、B組外導(dǎo)桿B3、C組外導(dǎo)桿C3完全相同。各內(nèi)導(dǎo)桿與各外導(dǎo)桿兩端的通孔的中心距相等。A組工作桿A4、B組工作桿B4、C組工作桿C4完全相同。三組工作桿一端的兩個(gè)通孔的中心距分別與第一、第四通孔A5、A6，第二、第五通孔B5、B6，第三、第六通孔C5、C6的中心距相等。三組桿件以完全相同的方式陣列安裝于機(jī)構(gòu)基盤7上，構(gòu)成越野車輪。所述的機(jī)構(gòu)基盤7的中心設(shè)一通孔；在直徑為a的圓周上均布五個(gè)沉孔；在直徑為b的圓周上均布第一、第二、第三通孔A5、B5、C5 ；在直徑為c的圓周上均布第四、第五、第六通孔A6、B6、C6 ；第三通孔C5和第六通孔C6與機(jī)構(gòu)基盤7的中心連線的夾角為β。所述的A組外導(dǎo)桿Α3、Β組外導(dǎo)桿B3、C組外導(dǎo)桿C3—端設(shè)一凸臺(tái)，凸臺(tái)的厚度為一個(gè)桿的厚度。所述的A組工作桿A4的一側(cè)均為平面，另一側(cè)均為圓弧面，其上的兩個(gè)通孔的中心距與機(jī)構(gòu)基盤7上的第一通孔A5和第四通孔A6的距離相等；B組工作桿B4和C組工作桿C4與A組工作桿A4的結(jié)構(gòu)相同。三組機(jī)構(gòu)互成120°角。各桿件與基盤的厚度相同。該越野車輪，通過法蘭12與車輛的輪上的法蘭連接固定，可以很方便地拆卸以更換普通車輪。該越野車輪在一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)下，通過電機(jī)正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的張開與折疊。(1)如圖10所示為變形車輪折疊成最小狀態(tài)時(shí)的示意圖。此時(shí)，如果電機(jī)旋轉(zhuǎn)，給予機(jī)構(gòu)一個(gè)逆時(shí)針力矩，則機(jī)構(gòu)張開。(2)圖11所示為機(jī)構(gòu)張開的最大狀態(tài)，圖12顯示了此時(shí)機(jī)構(gòu)存在干涉的具體細(xì)節(jié)，即內(nèi)導(dǎo)桿2與外導(dǎo)桿3在靠近基盤的凸臺(tái)處、連桿1與外導(dǎo)桿3在遠(yuǎn)離基盤處，都將產(chǎn)生干涉。在此狀態(tài)下，若電機(jī)產(chǎn)生一順時(shí)針力矩，機(jī)構(gòu)會(huì)折疊到圖10所示的最小狀態(tài)。
權(quán)利要求
1. 一種越野車輪，該越野車輪包括輪轂和輪胎，其特征在于構(gòu)成該越野車輪的各部分之間的連接為螺釘穿過機(jī)構(gòu)基盤(7)上的孔與輪轂(6)螺紋連接，將機(jī)構(gòu)基盤(7)固定在輪轂(6)上；電機(jī)(11)的軸與短軸(9)的一端通過連軸器(10)連接，并通過螺釘固定； 所述的電機(jī)(11)插在法蘭(12)中心的孔內(nèi)，用螺栓與其固定； 所述的法蘭(12)安裝在輪轂(6)內(nèi)側(cè)的中部，電機(jī)(11)、法蘭(12)和輪轂(6)同軸； 所述的短軸(9)的另一端與安裝于機(jī)構(gòu)基盤(7)中心孔間隙配合，并伸出機(jī)構(gòu)基盤(7) 之外，短軸(9)伸出部分為一正方形截面它與三叉桿(8)中心的正方形孔配合，并通過螺釘與三叉桿(8)固定連接；A組連桿(Al)的一端通過第一短銷軸、第一卡簧與三叉桿(8)第一支的端頭連接； A組連桿(Al)的另一端和A組內(nèi)導(dǎo)桿m的一端通過第一長(zhǎng)銷軸、第二卡簧依次連接在A組工作桿(A4) —端的下面；第二短銷軸穿過Α組內(nèi)導(dǎo)桿m另一端和機(jī)構(gòu)基盤(7)上的第一通孔m用第三卡簧連接在機(jī)構(gòu)基盤(7)的外面；第二長(zhǎng)銷軸穿過A組外導(dǎo)桿(??； )凸臺(tái)端上的通孔和機(jī)構(gòu)基盤(7)上的第四通孔(A6)， 用第四卡簧連接在機(jī)構(gòu)基盤(7)的外面；A組外導(dǎo)桿(??； )的另一端通過第三短銷軸、第五卡簧連接在A組工作桿(A4) —端的下B組連桿(Bi)的一端通過第四短銷軸、第六卡簧與三叉桿(8)第二支的端頭連接； B組連桿(Bi)的另一端和B組內(nèi)導(dǎo)桿(B》的一端通過第三長(zhǎng)銷軸、第七卡簧依次連接在B組工作桿(B4) —端的下面；第五短銷軸穿過B組內(nèi)導(dǎo)桿(B》另一端和機(jī)構(gòu)基盤(7)上的第二通孔(BQ用第八卡簧連接在機(jī)構(gòu)基盤(7)的外面；第四長(zhǎng)銷軸穿過B組外導(dǎo)桿(Β； )凸臺(tái)端上的通孔和機(jī)構(gòu)基盤(7)上的第五通孔(B6)， 用第九卡簧連接在機(jī)構(gòu)基盤(7)的外面；B組外導(dǎo)桿(Β； )的另一端通過第六短銷軸、第十卡簧連接在B組工作桿(B4) —端的下C組連桿(Cl)的一端通過第七短銷軸、第十一卡簧與三叉桿(8)第三支的端頭連接； C組連桿(Cl)的另一端和C組內(nèi)導(dǎo)桿(以)的一端通過第五長(zhǎng)銷軸、第十二卡簧依次連接在C組工作桿(C4) 一端的下面；第八短銷軸穿過C組內(nèi)導(dǎo)桿(以)另一端和機(jī)構(gòu)基盤(7)上的第三通孔(( )用第十三卡簧連接在機(jī)構(gòu)基盤(7)的外面；第六長(zhǎng)銷軸穿過C組外導(dǎo)桿(O)凸臺(tái)端上的通孔和機(jī)構(gòu)基盤(7)上的第六通孔(C6)， 用第十四卡簧連接在機(jī)構(gòu)基盤(7)的外面；C組外導(dǎo)桿(O)的另一端通過第九短銷軸、第十五卡簧連接在C組工作桿(C4) 一端的下面；機(jī)構(gòu)基盤(7)上的第一通孔A5、第二通孔B5、第三通孔C5孔的中心連線為一等邊三角形；機(jī)構(gòu)基盤(7)上的第四通孔A6、第五通孔B6、第六通孔C6孔的中心連線為一等邊三角形；A組連桿(Al)、B組連桿(Bi)、C組連桿(Cl)完全相同； A組內(nèi)導(dǎo)桿(A2)、B組內(nèi)導(dǎo)桿(B2)、C組內(nèi)導(dǎo)桿(C2)完全相同； A組外導(dǎo)桿(A3)、B組外導(dǎo)桿(B3)、C組外導(dǎo)桿(C3)完全相同； A組工作桿(A4)、B組工作桿(B4)、C組工作桿(C4)完全相同； 三組桿件以完全相同的方式陣列安裝于機(jī)構(gòu)基盤(7)上，構(gòu)成越野車輪。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種越野車輪，其特征在于所述的機(jī)構(gòu)基盤(7)的中心設(shè)一通孔；在直徑為a的圓周上均布五個(gè)沉孔；在直徑為b 的圓周上均布第一、第二、第三通孔(Α5、Β5、α)；在直徑為c的圓周上均布第四、第五、第六通孔(A6、B6、C6)；第三通孔(C5)和第六通孔(C6)與機(jī)構(gòu)基盤(7)的中心連線的夾角為β。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種越野車輪，其特征在于所述的A組外導(dǎo)桿(A3)、Β組外導(dǎo)桿(B3)、C組外導(dǎo)桿(C3) —端設(shè)一凸臺(tái)，凸臺(tái)的厚度為一個(gè)桿的厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種越野車輪，其特征在于所述的A組工作桿(A4)的一側(cè)均為平面，另一側(cè)均為圓弧面，其上的兩個(gè)通孔的中心距與機(jī)構(gòu)基盤(7)上的第一通孔A5和第四通孔A6的距離相等；B組工作桿(B4)和C組工作桿(C4)與A組工作桿(A4)的結(jié)構(gòu)相同。
全文摘要
一種越野車輪，涉及一種車輪，特別涉及一種單自由度車輪輔助越障機(jī)構(gòu)。解決了現(xiàn)有車輪適應(yīng)性差、有效半徑基本不可變的問題。該越野車輪在輪轂上開有中心通孔，內(nèi)外兩側(cè)分別安裝一個(gè)法蘭盤和一個(gè)機(jī)構(gòu)基盤，一個(gè)安裝于法蘭盤內(nèi)孔中的電機(jī)的軸穿過輪轂及機(jī)構(gòu)基盤的中心孔，與三叉桿的中心相連，帶動(dòng)三叉桿轉(zhuǎn)動(dòng)，三叉桿的每一個(gè)叉桿分別驅(qū)動(dòng)一套完全相同的機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)為兩個(gè)四桿機(jī)構(gòu)的組合，在三叉桿的驅(qū)動(dòng)下，可實(shí)現(xiàn)打開于車輪半徑之外和折疊于輪轂之內(nèi)的效果，折疊效果下，車輪可正常滾動(dòng)高速行駛，打開狀態(tài)下，擴(kuò)大的有效半徑可實(shí)現(xiàn)車輪的越障。
文檔編號(hào)B60B19/02GK102180062SQ201110084269
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月2日
發(fā)明者姚燕安, 張偉濤, 楊春, 田耀斌 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)