专利名称：一种越障驱动车轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种越障驱动车轮，属于车辆行走系统；这种越障驱 动车轮是在行走轮上附加包含双作用离合器、越障杆等零部件组成的 越障驱动机构，当驱动车轮遇到不可自行越过的障碍物时越障杆升起 驱动车轮越过障碍物后可以继续行驶，越障驱动车轮适应于阶梯攀登 及其它复杂路面条件下越障行驶。 技术背景为了满足救灾抢险、特殊环境的交通运输等需求，人类对越障驱 动车轮的通过性、适应性和灵活性提出越来越高的要求，车辆行走系 统要求能够适用于阶梯攀登及其它复杂路面条件下的越障驱动行驶。目前应用的越障车轮主要形式为用辐射状分布的多个子轮代替 行走轮，或者设置可伸縮式千斤顶等，申请号为99224694.6的实用 新型专利是运用多个子轮替代行走轮的越障车轮，同一平面上三个完 全相同的子轮，它们通过轮轴与轮毂固定组成一个复合轮，其驱动轴 等距固定于三个子轮之间，在驱动齿附近有链条定位轮，在驱动齿和 链条定位齿之间有传动链条，驱动齿与子轮上的飞轮通过链条传动， 正常行驶时有两个子轮着地，遇到不可自行越过的障碍物时，各子轮 围绕中心轴依次旋转着地实现越障，其结构简便，但行驶平稳性差； 申请号为02294678.0的实用新型专利是在车辆底盘后部靠近车轮的 位置设计可伸縮式千斤顶，液压千斤顶压力进油管与车辆动力液压泵 相连，当遇到障碍时，根据液体压强原理，可伸縮式千斤顶升起车辆 实现越障，此方式实现便捷，但成本造价较高，需进一步改进提高。 发明内容本发明的目的是要提供一种越障驱动车轮，该驱动车轮驱动车辆正常行驶在平坦路面上时与普通气胎轮相同，当驱动车轮遇到不可自 行越过的障碍物时车轮上附加的越障杆升起驱动车轮越过障碍物继 续行驶，适应于阶梯攀登及其它复杂路面条件下低速越障行驶。为了达到本发明的目的所采取的技术方案包括双作用离合器由动环4及其上固连的环形平面齿圈5和6、静环2及其上固连的环形 平面齿圈3、静环7及其上固连的环形平面齿圈8、弹簧10组成，轮 轴11与动环4采用允许轴向移动的花键联结，行走轮1与静环2固 连同轴转动，圆柱齿轮9与静环7固连同轴转动，圆柱齿轮12同时 与圆柱齿轮9和齿条17啮合传动，装有弹簧15的越障杆14与齿条 17固连，驱动力矩通过齿轮13驱动轮轴11及动环4在车架16上转 动，构成本发明的越障驱动车轮(如图l)。动环4、静环2和7、行 走轮1、圆柱齿轮9、齿轮13及轮轴11具有同一理论回转轴线，动 环4在弹簧IO控制下可以产生相对轮轴11的轴向移动但始终保持同 速转动，其余各零部件均被限制轴向移动仅可以转动；正常行驶状态， 动环4被弹簧10压向静环2，环形平面齿圈5、 3啮合，驱动力矩通 过齿轮13、轮轴ll、动环4、静环2驱动行走轮1转动；当行走轮l 遇到不可自行越过的障碍物时，行走轮1受到的阻力矩超过设定值， 环形平面齿圈5、 3打滑、弹簧10被压缩、环形平面齿圈6、 8啮合， 驱动力矩通过齿轮13、轮轴ll、动环4、静环7、圆柱齿轮9、 12、 齿条17驱动越障杆14向下移动升起行走轮1越过障碍物继续行驶。上述的越障驱动车轮中，可以由杆系18、 19、 20取代齿条17实 现越障杆14向下移动升起行走轮1越障(如图3、图4)。上述的越障驱动车轮中，双作用离合器的动环4由弹簧10控制 可以更改为由力矩传感器检测设定力矩，由电磁铁控制其两个确定位 置。
图1为本发明的越障驱动车轮的机构简图； 图2为本发明的越障驱动车轮的越障部分机构配置原理图； 图3为本发明采用杆系推动越障杆的越障驱动车轮机构简图； 图4为本发明釆用杆系推动越障杆的越障驱动车轮的越障部分 机构配置原理图；图5为本发明的越障驱动车轮越障过程原理图； 图6为本发明的越障驱动车轮组成车辆行走系统示意图。 具体实施方案下面根据附图对本发明的实施例进行描述。 图1所示为本发明的越障驱动车轮的机构简图，由动环4及其上 固连的环形平面齿圈5和6、静环2及其上固连的环形平面齿圈3、 静环7及其上固连的环形平面齿圈8、弹簧10组成双作用离合器， 环形平面齿圈3、 5、 6、 8具有相同的几何尺寸和齿形(等腰梯形或 等腰三角形等)，轮轴11与动环4采用花键联结传递扭矩但允许一定 量的轴向相对运动，弹簧10将动环4压向静环2保持环形平面齿圈 5、 3啮合，通过调整弹簧10的预紧力可以设定动环4相对静环2的 打滑力矩，静环2、 7分别与行走轮1、圆柱齿轮9固连同轴转动， 圆柱齿轮12同时与圆柱齿轮9和齿条17啮合传动，装有弹簧15的 越障杆14与齿条17固连，可以产生竖直往复直线运动，调整弹簧 15的预紧力可以保持越障后越障杆14复位(如图2);动环4、静环 2和7、行走轮l、圆柱齿轮9、齿轮13及轮轴11具有同一理论回转 轴线，动环4在弹簧IO控制下可以产生相对轮轴11的轴向移动，其 余各零部件均被限制轴向移动仅可以转动；正常行驶状态，动环4被 弹簧10压向静环2，环形平面齿圈5、 3啮合，驱动力矩通过齿轮13、 轮轴11、动环4、静环2驱动行走轮1转动；当行走轮1遇到不可自 行越过的障碍物时，行走轮1受到的阻力矩超过设定值，环形平面齿圈5、 3打滑、弹簧10被再压縮、环形平面齿圈6、 8啮合，驱动力 矩通过齿轮13、轮轴ll、动环4、静环7、圆柱齿轮9、 12、齿条17 驱动越障杆14向下移动升起行走轮1，随着行走轮1相对障碍物上 升，作用在行走轮1上的阻力矩越来越小，当阻力矩小于设定值时， 环形平面齿圈5、 3停止打滑，驱动力矩驱动行走轮1越过障碍物继 续行驶；越障后弹簧10复位，环形平面齿圈6、 8脱开，环形平面齿 圈5、 3正常啮合、行走轮1正常行驶，越障后弹簧15复位，越障杆 14上升复位，本发明的越障驱动车轮越障过程原理如图5所示。图3所示为本发明采用杆系推动越障杆的越障驱动车轮机构简 图，由连杆18、摆杆19、推杆20组成平面杆系取代齿条17实现越 障杆14向下移动升起行走轮1越障，同样可以实现正常行驶和越障 驱动功能，其中连杆18—端在圆柱齿轮12上偏心铰接，另一端与摆 杆19及推杆20铰接，摆杆19的另一端与车架16铰接，推杆20的 另一端与越障杆14铰接(如图4);正常行驶状态，电磁铁断电、铁 芯复位、动环4被压向静环2，环形平面齿圈5、 3啮合，驱动力矩 通过齿轮13、轮轴11、动环4、静环2驱动行走轮1转动；当行走 轮1遇到不可自行越过的障碍物时，行走轮1受到的阻力矩超过设定 值，力矩传感器检测到该设定的力矩值后电磁铁通电、铁芯推动动环 4，环形平面齿圈5、 3脱开、环形平面齿圈6、 8啮合，驱动力矩通 过齿轮13、轮轴ll、动环4、静环7、圆柱齿轮9、 12、连杆18、摆 杆19、推杆20驱动越障杆14向下移动升起行走轮1，随着行走轮1 相对障碍物上升，作用在行走轮l上的阻力矩越来越小，当阻力矩小 于设定值时，电磁铁断电、铁芯复位，驱动力矩驱动行走轮1越过障 碍物继续行驶；越障后驱动力矩恢复正常，行走轮1正常行驶，越障 后弹簧15复位，越障杆14上升复位，以备下一次越障过程。图6所示为本发明的越障驱动车轮组成车辆行走系统示意图，在车架16上沿前进方向对称配置两组本发明的越障驱动车轮且对应并 列两个常规的支撑后轮形成前轮驱动行走系统，可以在车架16上沿 前进方向对称配置两组本发明的越障驱动车轮且对应并列两个常规 的支撑前轮形成后轮驱动行走系统，也可以在车架16上沿前进方向 对称配置四组本发明的越障驱动车轮，形成四轮驱动行走系统，具有 更强的驱动行走和越障能力。
权利要求
1、一种越障驱动车轮包括双作用离合器由动环4及其上固连的环形平面齿圈5和6、静环2及其上固连的环形平面齿圈3、静环7及其上固连的环形平面齿圈8、弹簧10组成，其特征在于，轮轴11与动环4采用允许轴向移动的花键联结，行走轮1与静环2固连同轴转动，圆柱齿轮9与静环7固连同轴转动，圆柱齿轮12同时与圆柱齿轮9和齿条17啮合传动，装有弹簧15的越障杆14与齿条17固连，驱动力矩通过齿轮13驱动轮轴11及动环4在车架16上转动，进而驱动行走轮1转动或越障杆14运动。
2、 根据权利要求1所述的越障驱动车轮，其特征在于，可以由杆系 18、 19、 20取代齿条17实现越障杆14向下移动升起行走轮1越 障。
3、 根据权利要求1所述的越障驱动车轮，其特征在于，双作用离合 器的动环4由弹簧10控制可以更改为由力矩传感器检测设定力 矩，由电磁铁控制其两个确定位置。
全文摘要
本发明涉及一种越障驱动车轮，属于车辆行走系统。技术方案包括双作用离合器的动环4与轮轴11采用花键联结，静环2与行走轮1固连同轴转动，静环7与圆柱齿轮9固连同轴转动，圆柱齿轮12同时与圆柱齿轮9和齿条17啮合传动，装有弹簧15的越障杆14与齿条17固连，驱动力矩通过齿轮13驱动轮轴11及动环4在车架16上转动，进而驱动行走轮1转动或越障杆14运动，越障驱动车轮适应于阶梯攀登及其它复杂路面条件下越障行驶。
文档编号B60K17/32GK101323257SQ20081011643
公开日2008年12月17日 申请日期2008年7月10日 优先权日2008年7月10日
发明者杰 丁, 刘平义, 张绍英, 李海涛, 魏文军 申请人:中国农业大学