專(zhuān)利名稱(chēng)：電磁離合式重復(fù)折展鎖解車(chē)輪機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種重復(fù)折展鎖解車(chē)輪機(jī)構(gòu)，具體地涉及一種通過(guò)調(diào)節(jié)車(chē)輪徑向尺寸大小來(lái)提高輪式車(chē)輛越障性能的電磁離合式重復(fù)折展鎖解車(chē)輪機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
復(fù)雜地形輪式移動(dòng)機(jī)器人車(chē)輛可應(yīng)用于星球探測(cè)、軍事偵察和災(zāi)險(xiǎn)搜救等領(lǐng)域，運(yùn)行環(huán)境大多為復(fù)雜的、非結(jié)構(gòu)化地形。為滿(mǎn)足移動(dòng)探測(cè)車(chē)高機(jī)動(dòng)性、強(qiáng)環(huán)境感知和快速反應(yīng)的性能要求，車(chē)輪作為機(jī)器人車(chē)輛移動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行部件，其構(gòu)型和尺寸對(duì)輪式移動(dòng)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)向、非結(jié)構(gòu)化地形適應(yīng)性具有較大影響。目前輪式移動(dòng)機(jī)器人車(chē)輛所采用車(chē)輪雖已具備較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)性能和一定越障能力，但對(duì)于多變的復(fù)雜地形適應(yīng)能力均較差。為改善復(fù)雜地形移動(dòng)機(jī)器人車(chē)輛對(duì)非結(jié)構(gòu)化環(huán)境的適應(yīng)性，提高車(chē)輪的行駛效率，需要設(shè)計(jì)能夠根據(jù)不同地形狀況來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)輪徑向尺寸可調(diào)節(jié)的車(chē)輪機(jī)構(gòu)。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種電磁離合式重復(fù)折展鎖解車(chē)輪機(jī)構(gòu)，可根據(jù)實(shí)際地形狀況改變車(chē)輪的徑向尺寸和輪緣的接觸方式，使車(chē)輪具有良好的輪-地接觸特性，進(jìn)而提高復(fù)雜地形輪式移動(dòng)機(jī)器人車(chē)輛對(duì)非結(jié)構(gòu)化地形的適應(yīng)能力。本實(shí)用新型采用的具體技術(shù)方案如下:一種電磁離合式重復(fù)折展鎖解車(chē)輪機(jī)構(gòu)，由輪軸部件、輪轂部件、輪輻部件、輪緣部件組成，其中輪軸部件包括軸承座、外軸支撐軸承、軸套、電磁離合器吸附端，電磁離合器被吸附端、外螺紋軸、內(nèi)軸支撐軸承、內(nèi)傳動(dòng)軸；輪轂部件包括驅(qū)動(dòng)螺母、推座軸承、復(fù)合運(yùn)動(dòng)式推座；輪輻部件包括固定輪輻、滑動(dòng)輪輻、銅套、輪輻推桿；所述外螺紋軸通過(guò)外軸支承軸承安裝在軸承座上，外螺紋軸的軸端與電磁離合器被吸附端固接，所述內(nèi)傳動(dòng)軸通過(guò)內(nèi)軸支撐軸承安裝于外螺紋軸內(nèi)部，內(nèi)傳動(dòng)軸的一端與電磁離合器吸附端固接，另一端與固定輪輻固接，驅(qū)動(dòng)螺母與外螺紋軸通過(guò)傳動(dòng)螺紋連接，導(dǎo)向桿固接在所述驅(qū)動(dòng)螺母下端，并安裝于螺母滑動(dòng)導(dǎo)軌中，復(fù)合運(yùn)動(dòng)式推座通過(guò)推座軸承與驅(qū)動(dòng)螺母連接，六根沿徑向均勻分布的所述輪輻推桿一端與復(fù)合運(yùn)動(dòng)式推座鉸接，另一端與滑動(dòng)輪輻鉸接。進(jìn)一步的，所述輪緣部件為輪緣斜塊，所述輪緣斜塊與滑動(dòng)輪輻固接。進(jìn)一步的，所述滑動(dòng)輪輻通過(guò)銅套與固定輪輻構(gòu)成滑動(dòng)副。本實(shí)用新型的有益效果是:1、電磁離合式重復(fù)折展鎖解車(chē)輪機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)車(chē)輪徑向尺寸的連續(xù)調(diào)節(jié)，且具有較大的折展比；2、車(chē)輪的折疊展開(kāi)、驅(qū)動(dòng)行駛僅采用一個(gè)動(dòng)力源(電機(jī))，結(jié)構(gòu)緊湊，驅(qū)動(dòng)效率高，且充分利用了輪體的空間；3、車(chē)輪鎖定機(jī)構(gòu)可靠，能確保車(chē)輪多次折展鎖解的冗余可靠度；4、車(chē)輪輪緣斜塊保證了車(chē)輪與地面的連續(xù)接觸，可有效減少移動(dòng)機(jī)器人的車(chē)體振動(dòng)，同時(shí)輪緣縫隙可以增加輪地的附著系數(shù)，增強(qiáng)其越障性能。5、應(yīng)用廣泛，除可在星 球探測(cè)車(chē)、軍事偵察和災(zāi)場(chǎng)搜救等領(lǐng)域使用外，還可作為其它復(fù)雜地形狀況用移動(dòng)探測(cè)載體。

圖1為本實(shí)用新型的電磁離合式重復(fù)折展鎖解車(chē)輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖2為該電磁離合式重復(fù)折展鎖解車(chē)輪機(jī)構(gòu)組裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為該電磁離合式重復(fù)折展鎖解車(chē)輪機(jī)構(gòu)分解結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為該電磁離合式重復(fù)折展鎖解車(chē)輪機(jī)構(gòu)展開(kāi)狀態(tài)示意圖；圖5為該電磁離合式重復(fù)折展鎖解車(chē)輪機(jī)構(gòu)折疊狀態(tài)示意圖。圖1-5中各附圖標(biāo)記的含義:1、齒輪；2、內(nèi)傳動(dòng)軸；3、電磁離合器被吸附端；4、電磁離合器吸附端；5、外螺紋軸；6、導(dǎo)軌；7、導(dǎo)向桿；8、驅(qū)動(dòng)螺母；9、滑動(dòng)輪輻；10、固定輪輻；11、輪輻推桿；12、輪緣斜塊；13、外軸支撐軸承；14、軸承座；15、軸套；16、復(fù)合運(yùn)動(dòng)式推座；17、銅套；18、推座軸承；19、內(nèi)軸支撐軸承。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1-5所示，本實(shí)用新型的電磁離合式重復(fù)折展鎖解車(chē)輪機(jī)構(gòu)由輪軸、輪轂、輪輻、輪緣四部分組成，其中輪軸部件包括軸承座14、外軸支撐軸承13、軸套15、電磁離合器吸附端4，電磁離合器被吸附端3、外螺紋軸5、內(nèi)軸支撐軸承19、內(nèi)傳動(dòng)軸2 ;輪轂部件包括驅(qū)動(dòng)螺母8、推座軸承18、復(fù)合運(yùn)動(dòng)式推座16 ;輪輻部件包括固定輪輻10、滑動(dòng)輪輻9、銅套17、輪輻推桿11 ;輪緣部件即為輪緣斜塊12。其中，所述的外螺紋軸5通過(guò)外軸支承軸承13安裝在軸承座14上，外螺紋 軸5的軸端與電磁離合器被吸附端3固接，內(nèi)傳動(dòng)軸2通過(guò)內(nèi)軸支撐軸承19安裝于外螺紋軸5內(nèi)部，內(nèi)傳動(dòng)軸2的一端與電磁離合器吸附端3固接，另一端與固定輪輻10固接，驅(qū)動(dòng)螺母8與外螺紋軸5通過(guò)傳動(dòng)螺紋連接，導(dǎo)向桿7固接在驅(qū)動(dòng)螺母8下端，并安裝于螺母滑動(dòng)導(dǎo)軌6中，復(fù)合運(yùn)動(dòng)式推座16通過(guò)推座軸承18與驅(qū)動(dòng)螺母8連接，沿徑向均勻分布的輪輻推桿11 一端與復(fù)合運(yùn)動(dòng)式推座16鉸接，另一端與滑動(dòng)輪輻9鉸接，滑動(dòng)輪輻9通過(guò)銅套17與固定輪輻10構(gòu)成滑動(dòng)副，輪緣斜塊12與滑動(dòng)輪輻9固接。具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下:電機(jī)通過(guò)齒輪I驅(qū)動(dòng)內(nèi)傳動(dòng)軸2轉(zhuǎn)動(dòng)，電磁離合器吸附端4與內(nèi)傳動(dòng)軸2通過(guò)鍵連接實(shí)現(xiàn)徑向定位，電磁離合器被吸附端3和外螺紋軸5通過(guò)間隔120。的三個(gè)螺釘連接。電磁離合器分離時(shí)，與內(nèi)傳動(dòng)軸2鉸接外螺紋軸5靜止，驅(qū)動(dòng)螺母8靜止不動(dòng)。與內(nèi)傳動(dòng)軸2固接的固定輪輻10、與固定輪輻10構(gòu)成滑動(dòng)副的滑動(dòng)輪輻9、與滑動(dòng)輪輻9鉸接的輪輻推桿11、與輪輻推桿11鉸接的復(fù)合運(yùn)動(dòng)式推座16以及固接在滑動(dòng)輪輻上的輪緣斜塊12在內(nèi)傳動(dòng)軸2的驅(qū)動(dòng)下與其同步轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)離合器分離時(shí)，外螺紋軸5停止轉(zhuǎn)動(dòng)，車(chē)輪處于整體鎖定狀態(tài)，即車(chē)輪的輪轂、輪軸、輪福、輪緣構(gòu)成一體化車(chē)輪。然后，通過(guò)其內(nèi)傳動(dòng)軸2的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)輪福及輪緣轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)車(chē)輪的行駛功能。離合器吸合時(shí)，外螺紋軸5與內(nèi)傳動(dòng)軸2同步轉(zhuǎn)動(dòng)，由于導(dǎo)向桿7和導(dǎo)軌6限制了驅(qū)動(dòng)螺母8的周向運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)螺母8在外螺紋軸5轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)沿軸向移動(dòng)，并推動(dòng)與其鉸接的復(fù)合運(yùn)動(dòng)式推座16沿軸向移動(dòng)，同時(shí)，復(fù)合運(yùn)動(dòng)式推座16周向轉(zhuǎn)動(dòng)；輪福推桿11繞內(nèi)傳動(dòng)軸2旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，在旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)做平面復(fù)合運(yùn)動(dòng)，鉸接在輪輻推桿11 一端的滑動(dòng)輪輻9沿徑向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)固接在滑動(dòng)輪輻9上的輪緣斜塊12沿徑向運(yùn)動(dòng)，使車(chē)輪的徑向尺寸得到調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型的工作原理是:電機(jī)通過(guò)齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)內(nèi)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)離合器吸合時(shí)，內(nèi)傳動(dòng)軸帶動(dòng)外螺紋軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，由于導(dǎo)向桿和導(dǎo)軌限制了驅(qū)動(dòng)螺母的軸向運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)螺母在外螺紋軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)沿軸向運(yùn)動(dòng)，并推動(dòng)與其鉸接的復(fù)合運(yùn)動(dòng)式推座沿軸向運(yùn)動(dòng)，復(fù)合運(yùn)動(dòng)式推座帶動(dòng)輪輻推桿做平面運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)與輪緣斜塊固接的滑動(dòng)輪輻沿徑向運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了車(chē)輪徑向尺寸的調(diào)節(jié)；當(dāng)離合器分離時(shí)，外螺紋軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)，車(chē)輪處于整體鎖定狀態(tài)，即車(chē)輪的輪轂、輪軸、輪輻、輪緣構(gòu)成一體化車(chē)輪，車(chē)輪的行駛功能便可通過(guò)內(nèi)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪福及輪緣轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型的電磁離合式重復(fù)折展鎖解車(chē)輪機(jī)構(gòu)具有較好的機(jī)動(dòng)性，展開(kāi)狀態(tài)下能夠越過(guò)較高障礙，遇到較松軟路面時(shí)，輪緣斜塊之間的縫隙和輪緣紋理可增大車(chē)輪的牽引力，提高車(chē)輪的整體越障性能和轉(zhuǎn)向性能；在折疊狀態(tài)下則可以降低車(chē)體質(zhì)心高度，提高行駛速度和傳動(dòng)效率，獲得更好的行駛平順性和穩(wěn)定性，還可滿(mǎn)足高度受限制的管道和隧道中的通過(guò)性，進(jìn) 而增強(qiáng)了復(fù)雜地形輪式移動(dòng)機(jī)器人車(chē)輛對(duì)非結(jié)構(gòu)化地形的適應(yīng)性。
權(quán)利要求1.一種電磁離合式重復(fù)折展鎖解車(chē)輪機(jī)構(gòu)，由輪軸部件、輪轂部件、輪輻部件、輪緣部件組成，其中輪軸部件包括軸承座(14)、外軸支撐軸承(13)、軸套(15)、電磁離合器吸附端(4)，電磁離合器被吸附端(3)、外螺紋軸(5)、內(nèi)軸支撐軸承(19)、內(nèi)傳動(dòng)軸(2);輪轂部件包括驅(qū)動(dòng)螺母(8)、推座軸承(18)、復(fù)合運(yùn)動(dòng)式推座(16);輪輻部件包括固定輪輻(10)、滑動(dòng)輪輻(9)、銅套(17)、輪輻推桿(11);其特征在于:所述外螺紋軸(5)通過(guò)外軸支承軸承(13)安裝在軸承座(14)上，外螺紋軸(5)的軸端與電磁離合器被吸附端(3)固接，所述內(nèi)傳動(dòng)軸(2)通過(guò)內(nèi)軸支撐軸承(19)安裝于外螺紋軸(5)內(nèi)部，內(nèi)傳動(dòng)軸(2)的一端與電磁離合器吸附端(4)固接，另一端與固定輪輻(10)固接，驅(qū)動(dòng)螺母(8)與外螺紋軸(5)通過(guò)傳動(dòng)螺紋連接，導(dǎo)向桿(7)固接在所述驅(qū)動(dòng)螺母(8)下端，并安裝于螺母滑動(dòng)導(dǎo)軌(6)中，復(fù)合運(yùn)動(dòng)式推座(16)通過(guò)推座軸承(18)與驅(qū)動(dòng)螺母(8)連接，六根沿徑向均勻分布的所述輪輻推桿(11) 一端與復(fù)合運(yùn)動(dòng)式推座(16)鉸接，另一端與滑動(dòng)輪輻(9)鉸接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁離合式重復(fù)折展鎖解車(chē)輪機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述輪緣部件為輪緣斜塊(12)，所述輪緣斜塊(12)與滑動(dòng)輪輻(9)固接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁離合式重復(fù)折展鎖解車(chē)輪機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述滑動(dòng)輪輻(9 )通過(guò)銅套(17 )·與固定輪輻(10 )構(gòu)成滑動(dòng)副。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電磁離合式重復(fù)折展鎖解車(chē)輪機(jī)構(gòu)，通過(guò)電磁離合器吸合與分離實(shí)現(xiàn)車(chē)輪的折展運(yùn)動(dòng)，即離合器吸合時(shí)，內(nèi)傳動(dòng)軸與外螺紋軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，鉸接在滑動(dòng)螺母上的復(fù)合運(yùn)動(dòng)式推座沿軸向和周向做復(fù)合運(yùn)動(dòng)，與其鉸接的輪輻推桿在轉(zhuǎn)動(dòng)平面內(nèi)做平面復(fù)合運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)固接在輪緣斜塊上的滑動(dòng)輪輻沿徑向移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)車(chē)輪徑向尺寸的調(diào)節(jié)；當(dāng)離合器分離時(shí)，電磁離合式重復(fù)折展鎖解車(chē)輪機(jī)構(gòu)的輪轂、輪軸、輪輻、輪緣構(gòu)成一體化的車(chē)輪，車(chē)輪處于鎖定狀態(tài)，可驅(qū)動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)其行駛功能。能夠根據(jù)不同地形狀況實(shí)現(xiàn)車(chē)輪徑向尺寸大小的有效調(diào)節(jié)，克服現(xiàn)有移動(dòng)越障機(jī)器人車(chē)輛對(duì)非結(jié)構(gòu)化復(fù)雜地形適應(yīng)能力較差的缺陷，有效提高車(chē)輪的地形適應(yīng)性。
文檔編號(hào)B60B19/00GK203142282SQ20132010174
公開(kāi)日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月6日
發(fā)明者胡明, 孫寶龍, 陳文華, 馮軍, 孔菲, 周健, 章斌 申請(qǐng)人:浙江理工大學(xué)