一种可重构车轮制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可重构车轮，包括支撑框架，支撑框架沿周向均布有三组重构单元，三组重构单元的外围包覆有一个履带；每组重构单元包括第一驱动机构、连接块、动力轴、动力齿轮、两组变形支撑部，通过第一驱动机构驱动其输出轴伸缩，从而带动连接块沿径向移动，一方面带动动力轴及动力齿轮沿径向移动，通过动力齿轮将履带顶出或回缩；另一方面带动两组变形支撑部收回或张开，以对变形的履带进行支撑；从而实现在轮式和履带式两种模式下进行转化；支撑框架上还设有第二驱动机构，通过第二驱动机构带动三个动力齿轮转动，进而带动履带运行。本实用新型专利技术的优点：实现了在轮式和履带式两种模式之间快速来回切换。

A reconfigurable wheel

【技术实现步骤摘要】
一种可重构车轮
本技术涉及机器人
，尤其涉及的是一种可重构车轮。
技术介绍
机器人的移动机构一般分为轮式和履带式两种。轮式在硬质地面行驶，在地面上只作滚动，在行驶的过程中使机器人很平稳。履带式扩大了跟地面接触面积，能够在松软的地面平稳的行驶。这两种移动模式都使得机器人的移动有一定的局限性。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种可重构车轮，以期能在轮式和履带式两种模式之间快速来回切换，使得机器人能灵活应对各种复杂的路况。本技术是通过以下技术方案实现的：一种可重构车轮，包括支撑框架，所述支撑框架沿周向均布有三组重构单元，三组重构单元的外围包覆有一个履带；每组重构单元包括第一驱动机构、连接块、动力轴、动力齿轮、两组变形支撑部，所述第一驱动机构安装在支撑框架上，所述第一驱动机构的输出轴沿径向向外延伸并与所述连接块固定连接，所述动力轴转动安装在连接块上，所述动力齿轮固定在动力轴上，所述动力齿轮与履带内侧相啮合，两组变形支撑部分列于动力轴两侧，所述变形支撑部一端端部与连接块转动连接，所述变形支撑部中部转动连接有一个拉杆，所述拉杆的另一端与支撑框架转动连接；通过第一驱动机构驱动其输出轴伸缩，从而带动连接块沿径向移动，连接块的移动，一方面带动动力轴及动力齿轮沿径向移动，通过动力齿轮将履带顶出或回缩；另一方面带动两组变形支撑部收回或张开，以对变形的履带进行支撑；当三组重构单元的第一驱动机构的输出轴伸出时，履带被三个动力齿轮顶出，同时每组重构单元的两组变形支撑部均收回，此时履带呈正三角形形状，车轮处于履带式工作模式；当三组重构单元的第一驱动机构的输出轴缩回时，三个动力齿轮回缩，同时每组重构单元的两组变形支撑部均张开，此时履带呈圆形，车轮处于轮式工作模式，通过支撑框架外接驱动轴实现车轮的运行；所述支撑框架上还设有用于驱动三组重构单元的动力轴同步转动的第二驱动机构，通过第二驱动机构驱动三个动力轴转动，从而带动三个动力齿轮转动，进而带动处于履带式工作模式下的履带运行。进一步的，所述第二驱动机构包括主动齿轮、驱动主动齿轮转动的驱动源、以及沿主动齿轮周向均布的三组传动机构，通过三组传动机构将动力一一对应的传递给三组重构单元的动力轴；每组传动机构包括至少一个传动单元，每个传动单元包括通过同步带依次传动连接的第一至第五带轮，第一带轮通过第一传动轴与第一从动齿轮同轴连接，第二带轮通过第二传动轴与第二从动齿轮同轴连接，所述第一从动齿轮和第二从动齿轮分布在主动齿轮外周且分别与主动齿轮相啮合，第三带轮位于第二带轮外侧，第五带轮位于第一带轮外侧，第四带轮固定在动力轴上，第一至第五带轮中，相邻的带轮之间设有压紧轮将同步带从外向内压紧，位于第二带轮和第三带轮之间的压紧轮、以及位于第一带轮和第五带轮之间的压紧轮为活动压紧轮，其余压紧轮为固定压紧轮，所述活动压紧轮安装在一个自动压紧装置上，所述自动压紧装置包括移动杆、导向杆、限位杆、压簧，所述活动压紧轮转动套装在移动杆上，所述移动杆端部伸入至支撑框架上开的滑槽内并能在滑槽内来回滑动，所述移动杆中段空套装在一个与移动杆相垂直的导向杆上，所述导向杆固定安装在支撑框架上且与滑槽相平行，所述导向杆一端设有限位杆，所述导向杆上在位于限位杆和移动杆之间的部位套装有压簧，通过压簧将移动杆自动压向同步带，从而使得移动杆上的活动压轮始终压紧同步带。进一步的，所述支撑框架包括两个端盖、一个固定基座，所述固定基座为环状结构且将三组传动机构的第一从动齿轮和第二从动齿轮均包覆在内，两个端盖相对设置且分别固定在固定基座的两端，所述固定基座外周设有三个安装平面，分别用于安装三组重构单元的第一驱动机构，所述固定基座上还开有供三组传动机构的同步带穿出的穿孔。进一步的，所述固定压紧轮套装在固定杆上，所述固定杆、第一传动轴、第二传动轴两端分别与两个端盖内侧转动连接；所述移动杆的两端分别伸入至两个端盖内侧开的滑槽中。进一步的，所述驱动源为安装在端盖上的电机，所述第一驱动机构为安装在固定基座上的油缸。进一步的，每组所述重构单元中，每组所述变形支撑部包括相对设置的两个变形支撑页，两个变形支撑页之间通过多个支撑杆连为一体，多个支撑杆靠近两个变形支撑页的外侧间隔设置并排成一条圆弧线，所述支撑杆两端分别与两个变形支撑页转动连接，所述支撑杆两端分别套装有支撑限位环，所述支撑限位环凸出于两个变形支撑页的外侧面，所述履带的内侧中段设有一圈与动力齿轮相啮合的内齿，所述履带的内齿位于两个支撑限位环之间的间隙内，通过两个支撑限位环对履带的内齿两端进行限位，并通过各个支撑限位环对履带内侧面进行支撑。进一步的，每组所述变形支撑部中，所述拉杆的两端分别设有与拉杆相垂直的连接杆，其中一个连接杆两端分别与两个变形支撑页转动连接，另一个连接杆两端分别与两个端盖转动连接。进一步的，每组所述重构单元中，所述连接块上设有一个连接轴，所述连接轴上设有用于转动支承动力轴的两个第一凸耳，两组变形支撑部的端部分别通过转轴与连接块转动连接，两个转轴分列在动力轴的两侧，且两个转轴、动力轴、连接轴之间相互平行，所述连接轴上还设有用于转动支承两个转轴的两个第二凸耳，每个第二凸耳呈V形结构。进一步的，所述连接轴两端设有滑块，所述支撑框架上固定设有与滑块相滑动配合的导轨，所述导轨沿径向延伸，通过导轨对连接块的移动进行导向。进一步的，每组所述传动机构包括两个传动单元，两个传动单元的两个同步带沿轴向间隔分布。本技术相比现有技术具有以下优点：1、本技术提供的一种可重构车轮，其包括沿支撑框架周向均布的三组重构单元，以及包覆在三组重构单元外围的履带，每组重构单元通过第一驱动机构驱动动力齿轮伸缩，同时驱动两组变形支撑部收回或张开，从而实现履带的变形，使得履带能在三角形形状和圆形形状之间快速切换，从而实现履带在履带式和轮式两种模式下的快速切换，使得该车轮无论是在硬质路面上还是在柔软路面上均能使用，轮式模式时具有移动迅速，平稳的优点，履带式模式时能够在松软地面上或是不平坦的路面上需要越障时具有良好的表现，能有效减少车轮打滑的情况，从而使得该车轮能灵活应对各种复杂的路况，大大提高了车轮的使用范围。且在轮式和履带式工作模式切换的过程中无需停车即可直接进行变换，能够保证机器人行驶的连续性，使得机器人行驶效率更高。此外，该车轮在轮式和履带式的驱动轴不同，使得机器人可以适应于各种速度的需求，可以达到一个较高的运动速度。2、本技术提供的一种可重构车轮，其在每组传动机构中设置有多个压紧轮，其中两个压紧轮为活动压紧轮，每个活动压紧轮安装在一个自动压紧装置上，自动压紧装置通过压簧的作用，能够保证活动压紧轮始终紧贴压紧同步带，即使是同步带在第一驱动机构的带动下移动，活动压紧轮也能随着同步带的移动一起移动，从而实现对同步带的自适应压紧，进而保证了动力齿轮的正常稳定运行以及履带式工作模式下的正常稳定运行。3、本技术提供的一种可重构车轮，其支撑框架包括两个端盖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可重构车轮，包括支撑框架，其特征在于:所述支撑框架沿周向均布有三组重构单元，三组重构单元的外围包覆有一个履带(4)；/n每组重构单元包括第一驱动机构、连接块(6)、动力轴(7)、动力齿轮(8)、两组变形支撑部，所述第一驱动机构安装在支撑框架上，所述第一驱动机构的输出轴沿径向向外延伸并与所述连接块(6)固定连接，所述动力轴(7)转动安装在连接块(6)上，所述动力齿轮(8)固定在动力轴(7)上，所述动力齿轮(8)与履带(4)内侧相啮合，两组变形支撑部分列于动力轴(7)两侧，所述变形支撑部一端端部与连接块(6)转动连接，所述变形支撑部中部转动连接有一个拉杆(10)，所述拉杆(10)的另一端与支撑框架转动连接；通过第一驱动机构驱动其输出轴伸缩，从而带动连接块(6)沿径向移动，连接块(6)的移动，一方面带动动力轴(7)及动力齿轮(8)沿径向移动，通过动力齿轮(8)将履带(4)顶出或回缩；另一方面带动两组变形支撑部收回或张开，以对变形的履带(4)进行支撑；/n当三组重构单元的第一驱动机构的输出轴伸出时，履带(4)被三个动力齿轮(8)顶出，同时每组重构单元的两组变形支撑部均收回，此时履带(4)呈正三角形形状，车轮处于履带(4)式工作模式；当三组重构单元的第一驱动机构的输出轴缩回时，三个动力齿轮(8)回缩，同时每组重构单元的两组变形支撑部均张开，此时履带(4)呈圆形，车轮处于轮式工作模式，通过支撑框架外接驱动轴实现车轮的运行；/n所述支撑框架上还设有用于驱动三组重构单元的动力轴(7)同步转动的第二驱动机构，通过第二驱动机构驱动三个动力轴(7)转动，从而带动三个动力齿轮(8)转动，进而带动处于履带(4)式工作模式下的履带(4)运行。/n...

【技术特征摘要】
1.一种可重构车轮，包括支撑框架，其特征在于:所述支撑框架沿周向均布有三组重构单元，三组重构单元的外围包覆有一个履带(4)；
每组重构单元包括第一驱动机构、连接块(6)、动力轴(7)、动力齿轮(8)、两组变形支撑部，所述第一驱动机构安装在支撑框架上，所述第一驱动机构的输出轴沿径向向外延伸并与所述连接块(6)固定连接，所述动力轴(7)转动安装在连接块(6)上，所述动力齿轮(8)固定在动力轴(7)上，所述动力齿轮(8)与履带(4)内侧相啮合，两组变形支撑部分列于动力轴(7)两侧，所述变形支撑部一端端部与连接块(6)转动连接，所述变形支撑部中部转动连接有一个拉杆(10)，所述拉杆(10)的另一端与支撑框架转动连接；通过第一驱动机构驱动其输出轴伸缩，从而带动连接块(6)沿径向移动，连接块(6)的移动，一方面带动动力轴(7)及动力齿轮(8)沿径向移动，通过动力齿轮(8)将履带(4)顶出或回缩；另一方面带动两组变形支撑部收回或张开，以对变形的履带(4)进行支撑；
当三组重构单元的第一驱动机构的输出轴伸出时，履带(4)被三个动力齿轮(8)顶出，同时每组重构单元的两组变形支撑部均收回，此时履带(4)呈正三角形形状，车轮处于履带(4)式工作模式；当三组重构单元的第一驱动机构的输出轴缩回时，三个动力齿轮(8)回缩，同时每组重构单元的两组变形支撑部均张开，此时履带(4)呈圆形，车轮处于轮式工作模式，通过支撑框架外接驱动轴实现车轮的运行；
所述支撑框架上还设有用于驱动三组重构单元的动力轴(7)同步转动的第二驱动机构，通过第二驱动机构驱动三个动力轴(7)转动，从而带动三个动力齿轮(8)转动，进而带动处于履带(4)式工作模式下的履带(4)运行。


2.如权利要求1所述的一种可重构车轮，其特征在于：所述第二驱动机构包括主动齿轮(22)、驱动主动齿轮(22)转动的驱动源、以及沿主动齿轮(22)周向均布的三组传动机构，通过三组传动机构将动力一一对应的传递给三组重构单元的动力轴(7)；
每组传动机构包括至少一个传动单元，每个传动单元包括通过同步带(23)依次传动连接的第一至第五带轮(28)，第一带轮(24)通过第一传动轴(29)与第一从动齿轮(30)同轴连接，第二带轮(25)通过第二传动轴(31)与第二从动齿轮(32)同轴连接，所述第一从动齿轮(30)和第二从动齿轮(32)分布在主动齿轮(22)外周且分别与主动齿轮(22)相啮合，第三带轮(26)位于第二带轮(25)外侧，第五带轮(28)位于第一带轮(24)外侧，第四带轮(27)固定在动力轴(7)上，第一至第五带轮(28)中，相邻的带轮之间设有压紧轮将同步带(23)从外向内压紧，位于第二带轮(25)和第三带轮(26)之间的压紧轮、以及位于第一带轮(24)和第五带轮(28)之间的压紧轮为活动压紧轮(33)，其余压紧轮为固定压紧轮(34)，所述活动压紧轮(33)安装在一个自动压紧装置上，所述自动压紧装置包括移动杆(40)、导向杆(36)、限位杆(37)、压簧(38)，所述活动压紧轮(33)转动套装在移动杆(40)上，所述移动杆(40)端部伸入至支撑框架上开的滑槽(39)内并能在滑槽(39)内来回滑动，所述移动杆(40)中段空套装在一个与移动杆(40)相垂直的导向杆(36)上，所述导向杆(36)固定安装在支撑框架上且与滑槽(39)相平行，所述导向杆(36)一端设有限位杆(37)，所述导向杆(36)上在位于限位杆(37)和移动杆(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐林森，刘磊，刘进福，陈寿起，徐鸿，程高新，石佳，韩松，徐嘉骏，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：新型
国别省市：安徽;34