滑動(dòng)絲杠自鎖式車輪直徑可變機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種滑動(dòng)絲杠自鎖式車輪直徑可變機(jī)構(gòu)，包括行走支撐板、導(dǎo)軌圓板、連接桿、絲杠螺母、絲杠、電機(jī)等，它通過(guò)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)絲杠螺母移動(dòng)。絲杠螺母通過(guò)連接桿帶動(dòng)行走支撐板沿著車輪半徑方向移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)車輪直徑可變，提高車輛在不同路面的通過(guò)性，增強(qiáng)車輛的越障能力、穩(wěn)定性和抗側(cè)傾能力，具有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【專利說(shuō)明】滑動(dòng)絲杠自鎖式車輪直徑可變機(jī)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種行走機(jī)構(gòu)，主要涉及一種滑動(dòng)絲杠自鎖式車輪直徑可變機(jī)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，由于科研考察、軍事救援、太空探險(xiǎn)等領(lǐng)域的需要，提高車輛的通過(guò)性，保證車輛在任何地形上具有高通過(guò)性十分必要?，F(xiàn)有的技術(shù)僅僅將車輛的底盤(pán)升高，并將車輪直徑增大以提高在壞路面上的通過(guò)性，這會(huì)導(dǎo)致車輛重心升高，引起車輛操縱穩(wěn)定性變差，且直徑較大的車輪也不適于在良好路面上高速行駛。
[0003]可變直徑車輪是一種較好的解決方案。通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)使得車輪直徑在一定范圍內(nèi)無(wú)級(jí)可變，從而適應(yīng)不同的地形和使用需求。在不同地面環(huán)境下運(yùn)行時(shí)，通過(guò)控制輪徑的變化，可變直徑輪可在有輪緣和無(wú)輪緣車輪之間轉(zhuǎn)換。如在松軟地面上，可變直徑輪呈張開(kāi)狀，成為無(wú)輪緣車輪，能夠提高通過(guò)性，減少滾動(dòng)阻力，增加驅(qū)動(dòng)力；在硬質(zhì)地面上，可變直徑輪呈合攏狀，成為有輪緣車輪，能夠提高平順性和行駛速度。通過(guò)改變輪子等效半徑，可以調(diào)節(jié)車輛離地間隙，滿足不同行駛條件、工作條件對(duì)離地間隙的要求。通過(guò)調(diào)整四個(gè)輪子的等效半徑，可以對(duì)車身姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整，提高車輛的越障能力和抗側(cè)傾能力，并能為車載設(shè)備提供穩(wěn)定的工作平臺(tái)，不同工作條件下的轉(zhuǎn)換是采用自動(dòng)控制的方式。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型提出了一種滑動(dòng)絲杠自鎖式車輪直徑可變機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)是通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，使絲杠螺母沿著電機(jī)軸方向移動(dòng)，絲杠螺母通過(guò)連接桿帶著行走支撐板沿著車輪半徑方向移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)車輪直徑可變。通過(guò)車輪直徑的可變，可以大大提高車輛在不同路面的通過(guò)性，增強(qiáng)車輛的越障能力、穩(wěn)定性和抗側(cè)傾能力。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0006]滑動(dòng)絲杠自鎖式車輪直徑可變機(jī)構(gòu)，包括行走支撐板、導(dǎo)軌圓板、連接桿、絲杠螺母、絲杠、電機(jī)等，其中:
[0007]電機(jī)通過(guò)彈性支座固聯(lián)在車架上。電機(jī)通過(guò)電機(jī)軸與絲杠固聯(lián)。絲杠螺母與絲杠通過(guò)梯形螺紋連接，絲杠螺母可以沿著絲杠的方向移動(dòng)。絲杠螺母通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與若干個(gè)連接桿相連。連接桿分別通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與行走支撐板相連。這若干個(gè)行走支撐板和連接桿都在圓周方向上均勻分布。行走支撐板通過(guò)導(dǎo)軌圓板的內(nèi)導(dǎo)軌與導(dǎo)軌圓板形成移動(dòng)副。導(dǎo)軌圓板上有若干個(gè)圓孔，通過(guò)這些孔用螺栓將導(dǎo)軌圓板與輪轂等零件連接。所以，導(dǎo)軌圓板的一側(cè)(相對(duì)于整車來(lái)說(shuō)是外側(cè))安裝的是若干個(gè)連接桿、絲杠螺母、絲杠、電機(jī)等改變車輪直徑的機(jī)構(gòu)，另一側(cè)安裝的是制動(dòng)器、輪轂、輪轂軸承、半軸套管等部件。
[0008]電機(jī)采用勵(lì)磁電機(jī)。當(dāng)需要改變車輪直徑時(shí)，通過(guò)電機(jī)控制器控制，使電機(jī)的勵(lì)磁電流接通，電機(jī)處于工作狀態(tài)帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，絲杠通過(guò)螺紋連接帶動(dòng)絲杠螺母移動(dòng)，絲杠螺母通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副帶動(dòng)連接桿移動(dòng)。連接桿通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副帶動(dòng)行走支撐板沿著導(dǎo)軌圓板的內(nèi)導(dǎo)軌方向移動(dòng)，從而改變車輪直徑的大小。
[0009]當(dāng)行走支撐板最靠近車輪中心時(shí)，車輪直徑最小，可在硬質(zhì)路面上高速行駛；當(dāng)行走支撐板遠(yuǎn)離車輪中心時(shí)，可在松軟地面上行駛。由于行走支撐板的桿部可以做成可伸縮結(jié)構(gòu)，絲杠的長(zhǎng)度也在一定程度上可以加長(zhǎng)，所以最大車輪直徑和最小車輪直徑的比值理論上可以很大。為了防止行走支撐板脫離導(dǎo)軌圓板的內(nèi)導(dǎo)軌，絲杠的遠(yuǎn)離電機(jī)端有個(gè)凸臺(tái)，用來(lái)限制絲杠螺母的行程。當(dāng)需要對(duì)車身姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整時(shí)，分別通過(guò)四個(gè)電機(jī)控制器控制四個(gè)車輪的電機(jī)實(shí)現(xiàn)不同角度的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而對(duì)四個(gè)車輪直徑分別調(diào)整，使車身處于最佳姿
[0010]當(dāng)車輛正常行駛時(shí)，不需要改變車輪直徑，即通過(guò)電機(jī)控制器控制，使勵(lì)磁電機(jī)的勵(lì)磁電流斷開(kāi)，電機(jī)處于非工作狀態(tài)，此時(shí)電機(jī)軸隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，但不會(huì)對(duì)車輪滾動(dòng)產(chǎn)生電磁阻力。地面作用在行走支撐板上的力會(huì)通過(guò)連接桿傳遞到絲杠螺母，通過(guò)滑動(dòng)絲杠梯形螺紋角度的選取，從而使絲杠螺母與絲杠產(chǎn)生自鎖。從而車輪直徑不變。故當(dāng)車輪直徑選定后，車輪直徑的大小不會(huì)因外力作用而改變。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的卓越功效在于:與傳統(tǒng)方案相比，整套機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)潔有效，通過(guò)滑動(dòng)絲杠有效地將電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)變成絲杠螺母的移動(dòng)，從而帶動(dòng)行走支撐板的移動(dòng)。達(dá)到改變車輪直徑的目的。通過(guò)滑動(dòng)絲杠的梯形螺紋自鎖，從而確保改變后的車輪直徑不會(huì)因?yàn)橥饬Χl(fā)生改變，確保整套機(jī)構(gòu)運(yùn)行可靠。具體在于:
[0012]1)整套機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，可以方便的改變車輪直徑的大小，以滿足各種不同工況的需求，同時(shí)車輪處于最小狀態(tài)時(shí)也便于運(yùn)輸。通過(guò)驅(qū)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，可以方便地實(shí)現(xiàn)四個(gè)車輪直徑的變化，通過(guò)梯形螺紋的自鎖，能保證車輪直徑固定在所需的尺寸。
[0013]2)離地間隙可調(diào)，改善了車輛的越障能力、通過(guò)性、穩(wěn)定性:通過(guò)改變車輪半徑，調(diào)整車輛的離地間隙，滿足不同行駛條件、工作條件對(duì)離地間隙的要求。
[0014]3) 車身姿態(tài)可調(diào)，車輛的越障能力和抗側(cè)傾能力增強(qiáng)，并且能為車載設(shè)備提供穩(wěn)定的工作平臺(tái):通過(guò)對(duì)四個(gè)輪子直徑的分別調(diào)整，可以對(duì)車身姿態(tài)進(jìn)行控制，在爬升陡坡時(shí)，防止車輛發(fā)生后傾，在轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，防止車輛發(fā)生側(cè)傾。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1滑動(dòng)絲杠自鎖式車輪直徑可變機(jī)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0017]1——行走支撐板；2——導(dǎo)軌圓板；3——連接桿；
[0018]4--絲杠螺母； 5--絲杠；6--電機(jī)。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖1作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]滑動(dòng)絲杠自鎖式車輪直徑可變機(jī)構(gòu)，包括行走支撐板1、導(dǎo)軌圓板2、連接桿3、絲杠螺母4、絲杠5、電機(jī)6等。
[0021]本實(shí)施方式中采用四個(gè)行走支撐板和四個(gè)連接桿在圓周方向上均勻分布。電機(jī)6通過(guò)彈性支座固聯(lián)在車架(圖中未畫(huà)出)上。電機(jī)6通過(guò)電機(jī)軸與絲杠5固聯(lián)。絲杠螺母4與絲杠5通過(guò)梯形螺紋連接，絲杠螺母4可以沿著絲杠5的方向移動(dòng)。絲杠螺母4通過(guò)四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副與四個(gè)連接桿3相連。四個(gè)連接桿3分別通過(guò)四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副與四個(gè)行走支撐板1相連。四個(gè)行走支撐板1通過(guò)導(dǎo)軌圓板2的內(nèi)導(dǎo)軌與導(dǎo)軌圓板2形成移動(dòng)副。導(dǎo)軌圓板2上有四個(gè)圓孔，通過(guò)這些孔用螺栓將導(dǎo)軌圓板2與輪轂等部件連接。導(dǎo)軌圓板2的一側(cè)(相對(duì)于整車來(lái)說(shuō)是外側(cè))安裝的是四個(gè)連接桿2、絲杠螺母4、絲杠5、電機(jī)6等改變車輪直徑的機(jī)構(gòu)，另一側(cè)安裝的是制動(dòng)器、輪轂、輪轂軸承、半軸套管(圖中未畫(huà)出)等部件。
[0022]電機(jī)6采用勵(lì)磁電機(jī)。當(dāng)需要改變車輪直徑時(shí)，通過(guò)電機(jī)控制器控制，使電機(jī)6的勵(lì)磁電流接通，電機(jī)6處于工作狀態(tài)帶動(dòng)絲杠5旋轉(zhuǎn)，絲杠5通過(guò)螺紋連接帶動(dòng)絲杠螺母移動(dòng)，絲杠螺母5通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副帶動(dòng)連接桿3移動(dòng)。連接桿3通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副帶動(dòng)行走支撐板1沿著導(dǎo)軌圓板2的內(nèi)導(dǎo)軌方向移動(dòng)，從而改變車輪的直徑大小。
[0023]當(dāng)行走支撐板1最靠近車輪中心時(shí)，車輪直徑最小，可在硬質(zhì)路面上高速行駛；當(dāng)行走支撐板1遠(yuǎn)離車輪中心時(shí)，可在松軟地面上行駛。由于行走支撐板1的桿部可以做成可伸縮結(jié)構(gòu)，絲杠5的長(zhǎng)度也在一定程度上可以加長(zhǎng)，所以最大車輪直徑和最小車輪直徑的比值理論上可以很大。為了防止行走支撐板1脫離導(dǎo)軌圓板2的內(nèi)導(dǎo)軌，在絲杠5的遠(yuǎn)離電機(jī)6端有個(gè)凸臺(tái)，用來(lái)限制絲杠螺母4的行程。當(dāng)需要對(duì)車身姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整時(shí)，分別通過(guò)四個(gè)電機(jī)控制器控制四個(gè)車輪的電機(jī)6實(shí)現(xiàn)不同角度的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而對(duì)四個(gè)車輪直徑分別調(diào)整，使車身處于最佳姿態(tài)。
[0024]當(dāng)車輛正常行駛時(shí)，不需要改變車輪直徑，即通過(guò)電機(jī)控制器控制，使勵(lì)磁電機(jī)的勵(lì)磁電流斷開(kāi)，電機(jī)6處于非工作狀態(tài)，此時(shí)電機(jī)軸隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，但不會(huì)對(duì)車輪滾動(dòng)產(chǎn)生電磁阻力。地面作用在行走支撐板1上的力會(huì)通過(guò)連接桿3傳遞到絲杠螺母4，通過(guò)滑動(dòng)絲杠梯形螺紋角度的選取，從而使絲杠螺母4與絲杠5產(chǎn)生自鎖。從而車輪直徑不變。故當(dāng)車輪直徑選定后，其尺寸不會(huì)因?yàn)橥饬ψ饔枚淖儭?br> 【權(quán)利要求】
1.滑動(dòng)絲杠自鎖式車輪直徑可變機(jī)構(gòu)，包括行走支撐板、導(dǎo)軌圓板、連接桿、絲杠螺母、絲杠、電機(jī)，其特征在于:電機(jī)通過(guò)彈性支座固聯(lián)在車架上；電機(jī)通過(guò)電機(jī)軸與絲杠固聯(lián)；絲杠螺母與絲杠通過(guò)梯形螺紋連接，絲杠螺母可以沿著絲杠的方向移動(dòng)；絲杠螺母通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與連接桿相連；連接桿通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與行走支撐板相連，行走支撐板和連接桿都在圓周方向上均勻分布；行走支撐板通過(guò)導(dǎo)軌圓板的內(nèi)導(dǎo)軌與導(dǎo)軌圓板形成移動(dòng)副。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑動(dòng)絲杠自鎖式車輪直徑可變機(jī)構(gòu)，其特征在于:電機(jī)采用勵(lì)磁電機(jī)；當(dāng)需要改變車輪直徑時(shí)，通過(guò)電機(jī)控制器控制，使電機(jī)的勵(lì)磁電流接通，電機(jī)處于工作狀態(tài)帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，絲杠通過(guò)螺紋連接帶動(dòng)絲杠螺母移動(dòng)，絲杠螺母通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副帶動(dòng)連接桿移動(dòng)；連接桿通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副帶動(dòng)行走支撐板沿著導(dǎo)軌圓板的內(nèi)導(dǎo)軌方向移動(dòng)，從而改變車輪的大小。
【文檔編號(hào)】B60B19/00GK204249714SQ201420675503
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】盧雯, 王 忠, 沈方巖, 陳辛波 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)