专利名称：一种越野车轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种越野车轮，特别涉及一种单自由度车轮辅助越障机构，实现车轮的有效半径的放大，适用于复杂路况的车辆的越障。
背景技术：
随着嫦娥卫星的成功发射，月球探索、太空探索越来越受到关注，而月球上可能会出现的高低不平的地形、地貌，如何设计月球车的车轮，使它在最困难的条件下能更好的行走成为一个热点课题。另外，在机器人领域，助残机械、爬楼车等领域中，也亟需一种可以顺利克服各种复杂地形和障碍物的新型车轮。专利号为200510046097. 0的专利中展示了一种适用于平地、爬楼两用车。它包括车架、扶手、安装在车架下的车轴和装于车轴两端的车轮，其特征在于所述的车轮为曲边圆滑连体三圆型，与车轴作滚动连接，在曲边圆滑连体三圆型车轮内侧套装有一扇形介轮，此扇形介轮与车轴为滑动配合。这种平地、爬楼两用车的车轮虽然不为圆形，但仍为传统的整体式结构，对地形的适应性不强，即使装了扇形介轮，仍不能有效实现攀登动作，扇形介轮的形状和尺寸受限于三圆型车轮的大小。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有车轮适应性差、攀登受三圆型车轮大小的限制，提供一种越野车轮。本发明的技术方案—种越野车轮，构成该越野车轮的各部分之间的连接为螺钉穿过机构基盘上的孔与轮毂螺纹连接，将机构基盘固定在轮毂上。电机的轴与短轴的一端通过连轴器连接，并通过螺钉固定。所述的电机插在法兰中心的孔内，用螺栓与其固定。所述的法兰安装在轮毂内侧的中部，电机、法兰和轮毂同轴。所述的短轴的另一端与安装于机构基盘中心孔间隙配合，并伸出机构基盘之外， 短轴伸出部分为一正方形截面它与三叉杆中心的正方形孔配合，并通过螺钉与三叉杆固定连接。A组连杆的一端通过第一短销轴、第一卡簧与三叉杆第一支的端头连接。A组连杆的另一端和A组内导杆的一端通过第一长销轴、第二卡簧依次连接在A组工作杆一端的下面。第二短销轴穿过A组内导杆另一端和机构基盘上的第一通孔用第三卡簧连接在机构基盘的外面。第二长销轴穿过A组外导杆凸台端上的通孔和机构基盘上的第四通孔，用第四卡簧连接在机构基盘的外面。
A组外导杆的另一端通过第三短销轴、第五卡簧连接在A组工作杆一端的下面。B组连杆的一端通过第四短销轴、第六卡簧与三叉杆第二支的端头连接。B组连杆的另一端和B组内导杆的一端通过第三长销轴、第七卡簧依次连接在B组工作杆一端的下面。第五短销轴穿过B组内导杆另一端和机构基盘上的第二通孔用第八卡簧连接在机构基盘的外面。第四长销轴穿过B组外导杆凸台端上的通孔和机构基盘上的第五通孔，用第九卡簧连接在机构基盘的外面。B组外导杆的另一端通过第六短销轴、第十卡簧连接在B组工作杆一端的下面。C组连杆的一端通过第七短销轴、第十一卡簧与三叉杆第三支的端头连接。C组连杆的另一端和C组内导杆的一端通过第五长销轴、第十二卡簧依次连接在C 组工作杆一端的下面。第八短销轴穿过C组内导杆另一端和机构基盘上的第三通孔用第十三卡簧连接在机构基盘的外面。第六长销轴穿过C组外导杆凸台端上的通孔和机构基盘上的第六通孔，用第十四卡簧连接在机构基盘的外面。C组外导杆的另一端通过第九短销轴、第十五卡簧连接在C组工作杆一端的下面。机构基盘上的第一通孔A5、第二通孔B5、第三通孔C5孔的中心连线为一等边三角形。机构基盘上的第四通孔A6、第五通孔B6、第六通孔C6孔的中心连线为一等边三角形。A组连杆、B组连杆、C组连杆完全相同。 A组内导杆、B组内导杆、C组内导杆完全相同。A组外导杆、B组外导杆、C组外导杆完全相同。A组工作杆、B组工作杆、C组工作杆完全相同。三组杆件以完全相同的方式阵列安装于机构基盘上，构成越野车轮。本发明的有益效果本越野车轮，在一般情况下以普通车轮的形式滚动，机构折叠于轮毂范围以内，但在遇到尺寸较大的障碍物或其他不适于普通车轮通过的路面时，用一个电机即可将此机构驱动张开，以工作杆弧面的一部分与地面接触，增大车轮的有效半径， 增加车辆的接地比压，提高车辆的越障能力，本发明提供了一种全新的车轮辅助越障装置， 除可以用于军用或民用越野车辆，也可用于星球探测车辆或灾区救援后勤车辆。
图1越野车轮安装效果图。图2越野车轮总体结构示意图。图3越野车轮剖面图。图4图3的D处的放大图。图5图4的E处的放大图。图6越野车轮安装在车上的俯视图。
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图7A组连杆与机构基盘和三叉杆连接的示意图。图8图7的F处的放大图。图9机构基盘的安装孔示意图。图10机构最小折叠状态示意图。图11机构最大张开状态示意图。图12机构最大张开状态干涉示意图。
具体实施例方式结合附图对本发明作进一步说明。一种越野车轮，构成该越野车轮的各部分之间的连接为螺钉穿过机构基盘7上的孔与轮毂6螺纹连接，将机构基盘7固定在轮毂6上。电机11的轴与短轴9的一端通过连轴器10连接，并通过螺钉固定。所述的电机11插在法兰12中心的孔内，用螺栓与其固定；所述的法兰12安装在轮毂6内侧的中部，电机11、法兰12和轮毂6同轴。所述的短轴9的另一端与安装于机构基盘7中心孔间隙配合，并伸出机构基盘7 之外，短轴9伸出部分为一正方形截面它与三叉杆8中心的正方形孔配合，并通过螺钉与三叉杆8固定连接。A组连杆Al的一端通过第一短销轴、第一卡簧与三叉杆8第一支的端头连接。A组连杆Al的另一端和A组内导杆A2的一端通过第一长销轴、第二卡簧依次连接在A组工作杆A4 —端的下面。第二短销轴穿过A组内导杆A2另一端和机构基盘7上的第一通孔A5用第三卡簧连接在机构基盘7的外面。第二长销轴穿过A组外导杆A3凸台端上的通孔和机构基盘7上的第四通孔A6，用第四卡簧连接在机构基盘7的外面。A组外导杆A3的另一端通过第三短销轴、第五卡簧连接在A组工作杆A4—端的下B组连杆Bl的一端通过第四短销轴、第六卡簧与三叉杆8第二支的端头连接。B组连杆Bl的另一端和B组内导杆B2的一端通过第三长销轴、第七卡簧依次连接在B组工作杆B4 —端的下面。第五短销轴穿过B组内导杆B2另一端和机构基盘7上的第二通孔B5用第八卡簧连接在机构基盘7的外面。第四长销轴穿过B组外导杆B3凸台端上的通孔和机构基盘7上的第五通孔B6，用第九卡簧连接在机构基盘7的外面。B组外导杆B3的另一端通过第六短销轴、第十卡簧连接在B组工作杆B4 —端的下C组连杆Cl的一端通过第七短销轴、第十一卡簧与三叉杆8第三支的端头连接。C组连杆Cl的另一端和C组内导杆C2的一端通过第五长销轴、第十二卡簧依次连接在C组工作杆C4 一端的下面。第八短销轴穿过C组内导杆C2另一端和机构基盘7上的第三通孔C5用第十三卡簧连接在机构基盘7的外面。第六长销轴穿过C组外导杆C3凸台端上的通孔和机构基盘7上的第六通孔C6，用第十四卡簧连接在机构基盘7的外面。C组外导杆C3的另一端通过第九短销轴、第十五卡簧连接在C组工作杆C4 一端的下面。机构基盘7上的第一通孔A5、第二通孔B5、第三通孔C5孔的中心连线为一等边三角形。机构基盘7上的第四通孔A6、第五通孔B6、第六通孔C6孔的中心连线为一等边三角形。A组连杆Al、B组连杆Bl、C组连杆Cl完全相同。A组内导杆A2、B组内导杆B2、C组内导杆C2完全相同。A组外导杆A3、B组外导杆B3、C组外导杆C3完全相同。各内导杆与各外导杆两端的通孔的中心距相等。A组工作杆A4、B组工作杆B4、C组工作杆C4完全相同。三组工作杆一端的两个通孔的中心距分别与第一、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。三组杆件以完全相同的方式阵列安装于机构基盘7上，构成越野车轮。所述的机构基盘7的中心设一通孔；在直径为a的圆周上均布五个沉孔；在直径为b的圆周上均布第一、第二、第三通孔A5、B5、C5 ；在直径为c的圆周上均布第四、第五、第六通孔A6、B6、C6 ；第三通孔C5和第六通孔C6与机构基盘7的中心连线的夹角为β。所述的A组外导杆Α3、Β组外导杆B3、C组外导杆C3—端设一凸台，凸台的厚度为一个杆的厚度。所述的A组工作杆A4的一侧均为平面，另一侧均为圆弧面，其上的两个通孔的中心距与机构基盘7上的第一通孔A5和第四通孔A6的距离相等；B组工作杆B4和C组工作杆C4与A组工作杆A4的结构相同。三组机构互成120°角。各杆件与基盘的厚度相同。该越野车轮，通过法兰12与车辆的轮上的法兰连接固定，可以很方便地拆卸以更换普通车轮。该越野车轮在一个电机驱动下，通过电机正反转实现机构的张开与折叠。(1)如图10所示为变形车轮折叠成最小状态时的示意图。此时，如果电机旋转，给予机构一个逆时针力矩，则机构张开。(2)图11所示为机构张开的最大状态，图12显示了此时机构存在干涉的具体细节，即内导杆2与外导杆3在靠近基盘的凸台处、连杆1与外导杆3在远离基盘处，都将产生干涉。在此状态下，若电机产生一顺时针力矩，机构会折叠到图10所示的最小状态。
权利要求
1. 一种越野车轮，该越野车轮包括轮毂和轮胎，其特征在于构成该越野车轮的各部分之间的连接为螺钉穿过机构基盘(7)上的孔与轮毂(6)螺纹连接，将机构基盘(7)固定在轮毂(6)上；电机(11)的轴与短轴(9)的一端通过连轴器(10)连接，并通过螺钉固定； 所述的电机(11)插在法兰(12)中心的孔内，用螺栓与其固定； 所述的法兰(12)安装在轮毂(6)内侧的中部，电机(11)、法兰(12)和轮毂(6)同轴； 所述的短轴(9)的另一端与安装于机构基盘(7)中心孔间隙配合，并伸出机构基盘(7) 之外，短轴(9)伸出部分为一正方形截面它与三叉杆(8)中心的正方形孔配合，并通过螺钉与三叉杆(8)固定连接；A组连杆(Al)的一端通过第一短销轴、第一卡簧与三叉杆(8)第一支的端头连接； A组连杆(Al)的另一端和A组内导杆m的一端通过第一长销轴、第二卡簧依次连接在A组工作杆(A4) —端的下面；第二短销轴穿过Α组内导杆m另一端和机构基盘(7)上的第一通孔m用第三卡簧连接在机构基盘(7)的外面；第二长销轴穿过A组外导杆(Α； )凸台端上的通孔和机构基盘(7)上的第四通孔(A6)， 用第四卡簧连接在机构基盘(7)的外面；A组外导杆(Α； )的另一端通过第三短销轴、第五卡簧连接在A组工作杆(A4) —端的下B组连杆(Bi)的一端通过第四短销轴、第六卡簧与三叉杆(8)第二支的端头连接； B组连杆(Bi)的另一端和B组内导杆(B》的一端通过第三长销轴、第七卡簧依次连接在B组工作杆(B4) —端的下面；第五短销轴穿过B组内导杆(B》另一端和机构基盘(7)上的第二通孔(BQ用第八卡簧连接在机构基盘(7)的外面；第四长销轴穿过B组外导杆(Β； )凸台端上的通孔和机构基盘(7)上的第五通孔(B6)， 用第九卡簧连接在机构基盘(7)的外面；B组外导杆(Β； )的另一端通过第六短销轴、第十卡簧连接在B组工作杆(B4) —端的下C组连杆(Cl)的一端通过第七短销轴、第十一卡簧与三叉杆(8)第三支的端头连接； C组连杆(Cl)的另一端和C组内导杆(以)的一端通过第五长销轴、第十二卡簧依次连接在C组工作杆(C4) 一端的下面；第八短销轴穿过C组内导杆(以)另一端和机构基盘(7)上的第三通孔(( )用第十三卡簧连接在机构基盘(7)的外面；第六长销轴穿过C组外导杆(O)凸台端上的通孔和机构基盘(7)上的第六通孔(C6)， 用第十四卡簧连接在机构基盘(7)的外面；C组外导杆(O)的另一端通过第九短销轴、第十五卡簧连接在C组工作杆(C4) 一端的下面；机构基盘(7)上的第一通孔A5、第二通孔B5、第三通孔C5孔的中心连线为一等边三角形；机构基盘(7)上的第四通孔A6、第五通孔B6、第六通孔C6孔的中心连线为一等边三角形；A组连杆(Al)、B组连杆(Bi)、C组连杆(Cl)完全相同； A组内导杆(A2)、B组内导杆(B2)、C组内导杆(C2)完全相同； A组外导杆(A3)、B组外导杆(B3)、C组外导杆(C3)完全相同； A组工作杆(A4)、B组工作杆(B4)、C组工作杆(C4)完全相同； 三组杆件以完全相同的方式阵列安装于机构基盘(7)上，构成越野车轮。
2.根据权利要求1所述的一种越野车轮，其特征在于所述的机构基盘(7)的中心设一通孔；在直径为a的圆周上均布五个沉孔；在直径为b 的圆周上均布第一、第二、第三通孔(Α5、Β5、α)；在直径为c的圆周上均布第四、第五、第六通孔(A6、B6、C6)；第三通孔(C5)和第六通孔(C6)与机构基盘(7)的中心连线的夹角为β。
3.根据权利要求1所述的一种越野车轮，其特征在于所述的A组外导杆(A3)、Β组外导杆(B3)、C组外导杆(C3) —端设一凸台，凸台的厚度为一个杆的厚度。
4.根据权利要求1所述的一种越野车轮，其特征在于所述的A组工作杆(A4)的一侧均为平面，另一侧均为圆弧面，其上的两个通孔的中心距与机构基盘(7)上的第一通孔A5和第四通孔A6的距离相等；B组工作杆(B4)和C组工作杆(C4)与A组工作杆(A4)的结构相同。
全文摘要
一种越野车轮，涉及一种车轮，特别涉及一种单自由度车轮辅助越障机构。解决了现有车轮适应性差、有效半径基本不可变的问题。该越野车轮在轮毂上开有中心通孔，内外两侧分别安装一个法兰盘和一个机构基盘，一个安装于法兰盘内孔中的电机的轴穿过轮毂及机构基盘的中心孔，与三叉杆的中心相连，带动三叉杆转动，三叉杆的每一个叉杆分别驱动一套完全相同的机构，该机构为两个四杆机构的组合，在三叉杆的驱动下，可实现打开于车轮半径之外和折叠于轮毂之内的效果，折叠效果下，车轮可正常滚动高速行驶，打开状态下，扩大的有效半径可实现车轮的越障。
文档编号B60B19/02GK102180062SQ201110084269
公开日2011年9月14日 申请日期2011年4月2日 优先权日2011年4月2日
发明者姚燕安, 张伟涛, 杨春, 田耀斌 申请人:北京交通大学