一种全地形自适应轮履及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种全地形自适应轮履及其应用，包括行星齿轮减速机构、活动组合式轮毂机构和橡胶履带传动机构；行星齿轮减速机构通过伸缩装置、支撑杆与活动组合式轮毂机构连接，通过伸缩装置工作使活动组合式轮毂机构改变外部形状；橡胶履带传动机构与活动组合式轮毂机构连接，当活动组合式轮毂机构外部形状改变时，实现橡胶履带传动机构的轮式形态与履带式形态之间的转换。本发明专利技术能够通过制动器、离合器和液压缸的相互配合控制轮式与履带式形态之间的相互转换，在平坦硬路面上，转换成轮式形态，从而提高行驶速度，降低功率消耗；在松软地面上，转换成履带式形态，从而增大接地面积，提高牵引力，提高通过性。

An All Terrain Adaptive Wheel Track and Its Application

The invention relates to an all-terrain adaptive wheel-track mechanism and its application, including planetary gear reduction mechanism, movable combination hub mechanism and rubber track transmission mechanism; planetary gear reduction mechanism is connected with movable combination hub mechanism through telescopic device, support rod and movable combination hub mechanism, and changes external shape of movable combination hub mechanism through telescopic device operation; When the external shape of the movable combined hub mechanism changes, the transformation between the wheel shape and the caterpillar shape of the rubber caterpillar transmission mechanism can be realized. The invention can control the mutual conversion between wheel type and crawler type shape through the cooperation of brake, clutch and hydraulic cylinder, and convert wheel type shape into wheel type shape on flat hard road surface, thereby improving driving speed and reducing power consumption; on soft ground, it can be converted into crawler type shape, thereby increasing grounding area, improving traction force and improving trafficability.

【技术实现步骤摘要】
一种全地形自适应轮履及其应用
本专利技术涉及一种全地形自适应轮履及其应用，属于车辆行走部件

技术介绍
目前，工程车辆主要有轮式、履带式和可转换轮履带式三种车型。针对不同的工作地形，需要选用不用的车型。轮式车辆适合地形平坦的硬质路面，履带式车辆适合地形复杂的松软地面，而可转换轮履带车辆可以兼顾轮式与履带式。然而现今工程车辆的工作环境大多不是单一的地形，因此可转换轮履带车辆为了适应不同的地形需要频繁的更换车轮与履带，降低了工作效率。轮式车辆具有结构简单、高速度、控制简单、运动稳定和低能耗等优点，但是它不适合于跨越像沟壑、通过泥泞路面等，越障能力、通过性差。履带式车辆相比轮式车辆有着较强的地形适应能力，在陡峭地形、复杂环境下有着较高的越障能力和良好的环境适应性，但由于存在较大的摩擦阻力，其能耗很高且运动速度较低。经检索，中国专利文献CN108454718A公开了一种履带式被动自适应机器人，包括车体模块、安装在车体模块前后的两个减震模块、安装在车体模块上部的信息采集模块及安装在车体模块两侧的四个履带式车轮；一个减震模块的两端连接两个履带式车轮；四个履带式车轮结构完全相同，围绕车体模块呈前后左右对称布置；每个履带式车轮均包括履带、带轮结构和带传动体，所述带传动体一方面与车体模块连接，另一方面与带轮结构连接；在带轮结构外表面安装履带；所述带轮结构包括六个传动齿轮、两个行星支撑架、四个中心轴、两个中心齿轮及两个行星齿轮。该机器人的每个履带式车轮均通过一个电机驱动运动，通过减震模块连接，使得减震臂伸缩变化，摆杆左右摆动，能够越过复杂的地形。中国专利文献CN108860341A公开了一种可切换式行星轮履带行驶机构，驱动轴上分别连接有旋转支架、第一固定支架和第二固定支架，旋转支架上安装有第一支重轮，旋转支架的另一端与张紧轮液压缸相连接，张紧轮液压缸的液压轴上安装有张紧轮，第一固定支架的另一端与驱动轮液压缸相连接，驱动轮液压缸的液压轴上安装有驱动轮，第二固定支架上安装有第二支重轮，第二固定支架的另一端安装有导向轮，三个行星轮的轮毂两侧分别可拆卸地安装有限位卡盘，三个行星轮外侧绕设有可拆卸的履带，其中，驱动轮能驱动履带转动，使可切换式行星轮履带行驶机构轮履式行驶。本专利技术具有行星轮组和轮履组合两种状态，可根据不同路况切换使用，具有适应多种路况的较好前进和越障功能。虽然以上两篇专利文献提供的技术方案能够在一定程度上改变履带式车轮的形状，但依然是履带式的行走机构，仅仅能够满足特殊路况的单一需求，提升履带式车轮的越障能力，无法实现全地形全路况的应用，无法在优质路况和特殊路况之间自由转换，且目前还没有全地形轮履见诸报端。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种全地形自适应轮履，其能够在各种路况条件下实现轮式和履带式的自由转换，满足不同路况的需求，真正做到全地形适用。本专利技术还提供上述一种全地形自适应轮履的工作方法。本专利技术的技术方案如下：一种全地形自适应轮履，包括行星齿轮减速机构、活动组合式轮毂机构和橡胶履带传动机构；行星齿轮减速机构通过伸缩装置、支撑杆与活动组合式轮毂机构连接，通过伸缩装置工作使活动组合式轮毂机构改变外部形状；橡胶履带传动机构与活动组合式轮毂机构连接，当活动组合式轮毂机构外部形状改变时，实现橡胶履带传动机构的轮式形态与履带式形态之间的转换。优选的，所述行星齿轮减速机构包括前行星架、后行星架、驱动轴、太阳轮、行星轴、行星轮和离合器；太阳轮固定安装在驱动轴上，驱动轴穿过后行星架，行星轮通过轴承连接安装在行星轴上，三个行星轮与太阳轮相啮合，行星轴安装连接于前行星架和后行星架之间，离合器安装于驱动轴与后行星架之间。优选的，所述行星齿轮减速机构还包括制动器，制动器安装于后行星架与车体之间。优选的，所述伸缩装置包括液压缸、气缸、电动缸。优选的，所述活动组合式轮毂机构包括毂板、加强板和承重轴；液压缸固定安装在前行星架上，液压缸支柱的两侧对称铰接毂板，每侧毂板通过承重轴对应连接加强板，支撑杆一端与毂板铰接、另一端与前行星架或后行星架铰接。优选的，所述活动组合式轮毂机构包括十二块毂板，每四块毂板对称铰接于同一液压缸支柱的两侧。此设计的好处是，采用十二块毂板就可组成圆形轮毂，同时采用最少三个液压缸就可实现十二块毂板在圆形轮毂和履带形态之间的转换。优选的，所述橡胶履带传动机构包括橡胶履带、驱动轮、承重轮；驱动轮安装于行星轴并固定连接在行星轮上，行星轮左右两端各有一个驱动轮，承重轮安装在毂板与加强板之间的承重轴上，橡胶履带包裹着驱动轮和承重轮，且橡胶履带内侧与驱动轮啮合。优选的，所述毂板与加强板之间布置有四个承重轮。一种全地形自适应轮履的工作方法，包括以下步骤：当需要轮式形态行驶时，液压缸收起液压缸支柱，毂板向内收缩组成圆形轮毂，制动器分离，离合器接合闭锁行星排，整个行星排与橡胶履带跟随驱动轴同步转动，从而实现由履带式向轮式形态的转换；或当需要履带式形态行驶时，制动器接合，离合器分离，驱动轴驱动太阳轮，太阳轮带动行星轮，进而带动驱动轮驱动橡胶履带，液压缸升起液压缸支柱，毂板向外扩散组成三角形轮毂，从而实现由轮式向履带式形态的转换。本专利技术的有益效果在于：本专利技术所提供的新型全地形自适应轮履，设置了行星齿轮减速机构、活动组合式轮毂机构和橡胶履带传动机构，能够通过制动器、离合器和液压缸的相互配合控制轮式与履带式形态之间的相互转换，因此可以根据车辆行驶的需要进行快速的形态转换，在平坦硬路面上，转换成轮式形态，从而提高行驶速度，降低功率消耗；在松软地面上，转换成履带式形态，从而增大接地面积，提高牵引力，提高通过性。附图说明图1为轮履轮式形态的外侧结构示意图；图2为轮履轮式形态的内侧结构示意图；图3为轮履履带式形态的结构示意图；图4为轮履轮式形态下轮毂的结构示意图；图5为轮履履带式形态下轮毂的结构示意图；图6为行星减速机构的结构示意图；图7为活动式毂板与承重轮安装示意图；图中：1-行星齿轮减速机构；101-前行星架；102-后行星架；103-驱动轴；104-太阳轮；105-行星轴；106-行星轮；107-制动器；108-离合器；2-活动组合式轮毂机构；201-毂板；202-液压缸支柱；203-液压缸；204-支撑杆；205-加强板；206-承重轴；3-橡胶履带传动机构；301-橡胶履带；302-驱动轮；303-承重轮。具体实施方式下面通过实施例并结合附图对本专利技术做进一步说明，但不限于此。实施例1：如图1至图7所示，本实施例提供一种全地形自适应轮履，主要包括行星齿轮减速机构1、活动组合式轮毂机构2和橡胶履带传动机构3三大部分；行星齿轮减速机构1通过伸缩装置、支撑杆204与活动组合式轮毂机构2连接，通过伸缩装置工作使活动组合式轮毂机构2改变外部形状；橡胶履带传动机构3与活动组合式轮毂机构2连接，当活动组合式轮毂机构2外部形状改变时，实现橡胶履带传动机构3的轮式形态与履带式形态之间的转换。具体地，行星齿轮减速机构1包括前行星架101、后行星架102、驱动轴103、太阳轮104、行星轴105、行星轮106和离合器108；太阳轮104固定安装在驱动轴103上，驱动轴103穿过后行星架102，行星轮106通过轴承连接安装在行星轴105上，三个行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全地形自适应轮履，其特征在于，包括行星齿轮减速机构、活动组合式轮毂机构和橡胶履带传动机构；行星齿轮减速机构通过伸缩装置、支撑杆与活动组合式轮毂机构连接，通过伸缩装置工作使活动组合式轮毂机构改变外部形状；橡胶履带传动机构与活动组合式轮毂机构连接，当活动组合式轮毂机构外部形状改变时，实现橡胶履带传动机构的轮式形态与履带式形态之间的转换。

【技术特征摘要】
1.一种全地形自适应轮履，其特征在于，包括行星齿轮减速机构、活动组合式轮毂机构和橡胶履带传动机构；行星齿轮减速机构通过伸缩装置、支撑杆与活动组合式轮毂机构连接，通过伸缩装置工作使活动组合式轮毂机构改变外部形状；橡胶履带传动机构与活动组合式轮毂机构连接，当活动组合式轮毂机构外部形状改变时，实现橡胶履带传动机构的轮式形态与履带式形态之间的转换。2.如权利要求1所述的全地形自适应轮履，其特征在于，所述行星齿轮减速机构包括前行星架、后行星架、驱动轴、太阳轮、行星轴、行星轮和离合器；太阳轮固定安装在驱动轴上，驱动轴穿过后行星架，行星轮通过轴承连接安装在行星轴上，三个行星轮与太阳轮相啮合，行星轴安装连接于前行星架和后行星架之间，离合器安装于驱动轴与后行星架之间。3.如权利要求2所述的全地形自适应轮履，其特征在于，所述行星齿轮减速机构还包括制动器，制动器安装于后行星架与车体之间。4.如权利要求2所述的全地形自适应轮履，其特征在于，所述伸缩装置包括液压缸、气缸、电动缸。5.如权利要求4所述的全地形自适应轮履，其特征在于，所述活动组合式轮毂机构包括毂板、加强板和承重轴；液压缸固定安装在前行星架上，液压缸支柱的两侧对称铰接毂板，每侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾庆良，孙志远，田明倩，戴汉政，万丽荣，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37