一种水陆两用车轮及动力系统技术方案

一种水陆两用车轮及动力系统，它涉及水陆两用特种车辆以及水陆两用机器人技术领域。本发明专利技术解决了现有水陆两用车辆存在需要额外加装螺旋桨动力源，在结构上复杂并且车轮完全处于水中时动力失效以及在水陆过渡区性能低的问题。本发明专利技术的车轮动力系统的动力输出端与车轮内圈连接，辐条动力系统的动力输出端分别与N个辐条连接，一级动力输入系统将动力分别传递至两个二级动力输入系统，每个二级动力输入系统分别将动力传递至对应的车轮动力系统和辐条动力系统，车轮动力系统将动力传递至车轮内圈，车轮内圈通过N个辐条将动力传递至车轮外圈，辐条动力系统将动力同步传递至N个辐条。本发明专利技术用于实现在水面、水下以及水陆过渡区都能提供较好的推力。

【技术实现步骤摘要】
一种水陆两用车轮及动力系统
本专利技术涉及水陆两用特种车辆以及水陆两用机器人
，具体涉及一种水陆两用车轮及动力系统。
技术介绍
水陆两用特种车辆或者水陆两用机器人，既可以像正常车辆一样在陆地行驶，也可以在水中像船或者水下机器人一样在水面或者水下运动。现有水陆两用车辆多是在正常车辆基础上额外在尾部安装螺旋桨或者在车轮上加装划水叶片实现车辆在水面前进。如果在正常车辆上加装螺旋桨，车轮动力并不能输出到螺旋桨还需要额外的动力源，才能使车辆在水下获得动力。若是在车轮上安装划水叶片，其结构往往比较复杂，并且当车轮被水完全淹没时，划水叶片将失去推进作用。并且现有水陆两用车辆在水陆过渡区需要做动力切换或者结构变化往往水陆两种性能都失效。因此发展新的水陆两用车轮及动力系统很有必要。综上所述，现有水陆两用车辆存在需要额外加装螺旋桨动力源，在结构上复杂并且车轮完全处于水中时动力失效以及在水陆过渡区性能低的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有水陆两用车辆存在需要额外加装螺旋桨动力源，在结构上复杂并且车轮完全处于水中时动力失效以及在水陆过渡区性能低的问题。本专利技术的技术方案是：一种水陆两用车轮及动力系统，它包括车架1、一级动力输入系统6、两个车轮主体2、两个车轮动力系统3、两个辐条动力系统4和两个二级动力输入系统5，车架1水平设置，两个车轮主体2分别相对设置在车架1的左右两侧，每个车轮主体2包括车轮外圈21、车轮内圈22和N个辐条23，N≥8，N为正整数，车轮外圈21同轴套设在竖直设置的车轮内圈22上，N个辐条23沿圆周方向均匀布置在车轮内圈22和车轮外圈21之间，辐条23的两端分别与车轮内圈22和车轮外圈21转动连接，且辐条23靠近车轮内圈22的一端延伸至车轮内圈22内部，一级动力输入系统6位于两个车轮主体2之间，两个二级动力输入系统5分别设置在一级动力输入系统6的左右两侧，每个车轮主体2与每个二级动力输入系统5之间均设有车轮动力系统3和辐条动力系统4，车轮动力系统3的动力输出端与车轮内圈22连接，辐条动力系统4的动力输出端分别与N个辐条23连接，一级动力输入系统6将动力分别传递至两个二级动力输入系统5，每个二级动力输入系统5分别将动力传递至对应的车轮动力系统3和辐条动力系统4，车轮动力系统3将动力传递至车轮内圈22，控制车轮内圈22转动，车轮内圈22通过N个辐条23将动力传递至车轮外圈21，进而控制车轮主体2整体进行转动，辐条动力系统4将动力同步传递至N个辐条23，控制N个辐条23同步转动。进一步地，每个车轮动力系统3包括车轮外轴31、外轴支承件32、外轴驱动锥齿轮33、外轴过渡锥齿轮34、外轴过渡齿轮轴35和外轴过渡支承件36，车轮外轴31为空心管状结构，车轮外轴31水平设置在车轮主体2靠近车架1的一侧，车轮外轴31与车轮内圈22同轴设置，车轮外轴31的中部通过外轴支承件32安装在车轮主体2上，车轮内圈22靠近车架1的一端与车轮外轴31的一端连接，外轴驱动锥齿轮33安装在车轮外轴31的另一端，外轴驱动锥齿轮33中心预设轴孔，外轴过渡锥齿轮34与外轴驱动锥齿轮33相啮合，外轴过渡锥齿轮34安装在外轴过渡齿轮轴35的一端，外轴过渡齿轮轴35的中部通过外轴过渡支承件36安装在车架1上。进一步地，每个辐条动力系统4包括车轮内轴41、内轴驱动锥齿轮42、内轴过渡锥齿轮43、内轴过渡齿轮轴44、内轴过渡支承件45、过渡齿轮离合机构46、辐条驱动主动锥齿轮47、长连接键49和N个辐条驱动从动锥齿轮48，N个辐条驱动从动锥齿轮48分别安装在N个辐条23伸入车轮内轴41内部的一端，车轮内轴41的一端依次穿过外轴驱动锥齿轮33中心的轴孔和车轮外轴31并延伸至车轮内圈22的内部，辐条驱动主动锥齿轮47竖直安装在车轮内轴41伸入车轮内轴41内部的一端，辐条驱动主动锥齿轮47分别与N个辐条驱动从动锥齿轮48相啮合，内轴驱动锥齿轮42竖直安装在车轮内轴41远离车轮主体2的一端，内轴过渡锥齿轮43为变速锥齿轮，内轴驱动锥齿轮42与内轴过渡锥齿轮43的小锥齿轮圆周上轮齿相啮合，内轴驱动锥齿轮42安装在内轴过渡齿轮轴44上，内轴过渡齿轮轴44的外圆柱面上沿长度方向开设长键槽，长连接键49嵌装在长键槽内，内轴驱动锥齿轮42通过长连接键49与内轴过渡齿轮轴44连接，内轴过渡齿轮轴44通过内轴过渡支承件45安装在车架1上，过渡齿轮离合机构46安装在内轴过渡齿轮轴44上。进一步地，每个二级动力输入系统5包括二级动力锥齿轮51、二级动力输入轴52和二级输入轴支承件53，二级动力锥齿轮51竖直设置在外轴过渡锥齿轮34和内轴过渡锥齿轮43之间，二级动力锥齿轮51分别与外轴过渡锥齿轮34和内轴过渡锥齿轮43的大锥齿轮圆周上轮齿相啮合，二级动力锥齿轮51安装在二级动力输入轴52的一端，二级动力输入轴52的中部通过二级输入轴支承件53安装在车架1上。进一步地，每个车轮主体2还包括N个外圈轴承24和N个内圈轴承25，车轮内圈22沿圆周方向均匀嵌装有N个内圈轴承25，车轮外圈21沿圆周方向均匀嵌装有N个与内圈轴承25相对应的外圈轴承24，辐条23的一端通过内圈轴承25与车轮内圈22连接，且辐条23靠近的一端穿过内圈轴承25延伸至车轮内圈22内部，辐条23的另一端通过外圈轴承24与车轮外圈21连接。进一步地，辐条23的两端部为圆柱形结构，所述圆柱形结构与外圈轴承24和/或内圈轴承25的轴承内圈相匹配，辐条23的中部为片状结构，辐条23中部的片状结构为矩形、椭圆形、等腰三角形或扇形。进一步地，过渡齿轮离合机构46包括环形滑块461、环形滑道组件462、滑轨支撑弹簧463、制动线集成块464、牵引主线467、四个牵引支线465和四个牵引线耳板466，环形滑块461的横截面为T形结构，环形滑块461同轴固定在内轴过渡锥齿轮43的大锥齿轮端面上，环形滑道组件462的一侧端面开设与环形滑块461匹配的T型槽，环形滑道组件462套设在环形滑块461上，环形滑道组件462的另一侧端面上沿周向均匀设置四个牵引线耳板466，每个牵引线耳板466上连接一个牵引支线465，制动线集成块464竖直设置，四个牵引支线465的另一端分别固定在制动线集成块464的一侧端面上，牵引主线467的一端固定在制动线集成块464的另一侧端面中心，滑轨支撑弹簧463套设在内轴过渡齿轮轴44上，滑轨支撑弹簧463的一端与环形滑道组件462的端面相抵，滑轨支撑弹簧463的另一端与内轴过渡支承件45的端面相抵。进一步地，环形滑道组件462包括环形上滑道4621、环形下滑道4622、多个滑道连接件和多个滚珠4623，环形上滑道4621的上端面中心开设与环形滑块461的竖杆相匹配的环形滑槽，环形上滑道4621的下端面外缘设有环形定位凸起，环形上滑道4621的上端面中部以环形阵列的方式开设多个第一滚珠容纳槽，环形滑块461的横杆上端面以环形阵列的方式开设多个第二滚珠容纳槽，多个第二滚珠容纳槽与多个第一滚珠容纳槽一一对应，环形上滑道4621与环形滑块461之间设有多个滚珠本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水陆两用车轮及动力系统，其特征在于：它包括车架(1)、一级动力输入系统(6)、两个车轮主体(2)、两个车轮动力系统(3)、两个辐条动力系统(4)和两个二级动力输入系统(5)，车架(1)水平设置，两个车轮主体(2)分别相对设置在车架(1)的左右两侧，每个车轮主体(2)包括车轮外圈(21)、车轮内圈(22)和N个辐条(23)，N≥8，N为正整数，车轮外圈(21)同轴套设在竖直设置的车轮内圈(22)上，N个辐条(23)沿圆周方向均匀布置在车轮内圈(22)和车轮外圈(21)之间，辐条(23)的两端分别与车轮内圈(22)和车轮外圈(21)转动连接，且辐条(23)靠近车轮内圈(22)的一端延伸至车轮内圈(22)内部，一级动力输入系统(6)位于两个车轮主体(2)之间，两个二级动力输入系统(5)分别设置在一级动力输入系统(6)的左右两侧，每个车轮主体(2)与每个二级动力输入系统(5)之间均设有车轮动力系统(3)和辐条动力系统(4)，车轮动力系统(3)的动力输出端与车轮内圈(22)连接，辐条动力系统(4)的动力输出端分别与N个辐条(23)连接，一级动力输入系统(6)将动力分别传递至两个二级动力输入系统(5)，每个二级动力输入系统(5)分别将动力传递至对应的车轮动力系统(3)和辐条动力系统(4)，车轮动力系统(3)将动力传递至车轮内圈(22)，控制车轮内圈(22)转动，车轮内圈(22)通过N个辐条(23)将动力传递至车轮外圈(21)，进而控制车轮主体(2)整体进行转动，辐条动力系统(4)将动力同步传递至N个辐条(23)，控制N个辐条(23)同步转动。/n...

【技术特征摘要】
1.一种水陆两用车轮及动力系统，其特征在于：它包括车架(1)、一级动力输入系统(6)、两个车轮主体(2)、两个车轮动力系统(3)、两个辐条动力系统(4)和两个二级动力输入系统(5)，车架(1)水平设置，两个车轮主体(2)分别相对设置在车架(1)的左右两侧，每个车轮主体(2)包括车轮外圈(21)、车轮内圈(22)和N个辐条(23)，N≥8，N为正整数，车轮外圈(21)同轴套设在竖直设置的车轮内圈(22)上，N个辐条(23)沿圆周方向均匀布置在车轮内圈(22)和车轮外圈(21)之间，辐条(23)的两端分别与车轮内圈(22)和车轮外圈(21)转动连接，且辐条(23)靠近车轮内圈(22)的一端延伸至车轮内圈(22)内部，一级动力输入系统(6)位于两个车轮主体(2)之间，两个二级动力输入系统(5)分别设置在一级动力输入系统(6)的左右两侧，每个车轮主体(2)与每个二级动力输入系统(5)之间均设有车轮动力系统(3)和辐条动力系统(4)，车轮动力系统(3)的动力输出端与车轮内圈(22)连接，辐条动力系统(4)的动力输出端分别与N个辐条(23)连接，一级动力输入系统(6)将动力分别传递至两个二级动力输入系统(5)，每个二级动力输入系统(5)分别将动力传递至对应的车轮动力系统(3)和辐条动力系统(4)，车轮动力系统(3)将动力传递至车轮内圈(22)，控制车轮内圈(22)转动，车轮内圈(22)通过N个辐条(23)将动力传递至车轮外圈(21)，进而控制车轮主体(2)整体进行转动，辐条动力系统(4)将动力同步传递至N个辐条(23)，控制N个辐条(23)同步转动。


2.根据权利要求1所述的一种水陆两用车轮及动力系统，其特征在于：每个车轮动力系统(3)包括车轮外轴(31)、外轴支承件(32)、外轴驱动锥齿轮(33)、外轴过渡锥齿轮(34)、外轴过渡齿轮轴(35)和外轴过渡支承件(36)，车轮外轴(31)为空心管状结构，车轮外轴(31)水平设置在车轮主体(2)靠近车架(1)的一侧，车轮外轴(31)与车轮内圈(22)同轴设置，车轮外轴(31)的中部通过外轴支承件(32)安装在车轮主体(2)上，车轮内圈(22)靠近车架(1)的一端与车轮外轴(31)的一端连接，外轴驱动锥齿轮(33)安装在车轮外轴(31)的另一端，外轴驱动锥齿轮(33)中心预设轴孔，外轴过渡锥齿轮(34)与外轴驱动锥齿轮(33)相啮合，外轴过渡锥齿轮(34)安装在外轴过渡齿轮轴(35)的一端，外轴过渡齿轮轴(35)的中部通过外轴过渡支承件(36)安装在车架(1)上。


3.根据权利要求2所述的一种水陆两用车轮及动力系统，其特征在于：每个辐条动力系统(4)包括车轮内轴(41)、内轴驱动锥齿轮(42)、内轴过渡锥齿轮(43)、内轴过渡齿轮轴(44)、内轴过渡支承件(45)、过渡齿轮离合机构(46)、辐条驱动主动锥齿轮(47)、长连接键(49)和N个辐条驱动从动锥齿轮(48)，N个辐条驱动从动锥齿轮(48)分别安装在N个辐条(23)伸入车轮内轴(41)内部的一端，车轮内轴(41)的一端依次穿过外轴驱动锥齿轮(33)中心的轴孔和车轮外轴(31)并延伸至车轮内圈(22)的内部，辐条驱动主动锥齿轮(47)竖直安装在车轮内轴(41)伸入车轮内轴(41)内部的一端，辐条驱动主动锥齿轮(47)分别与N个辐条驱动从动锥齿轮(48)相啮合，内轴驱动锥齿轮(42)竖直安装在车轮内轴(41)远离车轮主体(2)的一端，内轴过渡锥齿轮(43)为变速锥齿轮，内轴驱动锥齿轮(42)与内轴过渡锥齿轮(43)的小锥齿轮圆周上轮齿相啮合，内轴驱动锥齿轮(42)安装在内轴过渡齿轮轴(44)上，内轴过渡齿轮轴(44)的外圆柱面上沿长度方向开设长键槽，长连接键(49)嵌装在长键槽内，内轴驱动锥齿轮(42)通过长连接键(49)与内轴过渡齿轮轴(44)连接，内轴过渡齿轮轴(44)通过内轴过渡支承件(45)安装在车架(1)上，过渡齿轮离合机构(46)安装在内轴过渡齿轮轴(44)上。


4.根据权利要求3所述的一种水陆两用车轮及动力系统，其特征在于：每个二级动力输入系统(5)包括二级动力锥齿轮(51)、二级动力输入轴(52)和二级输入轴支承件(53)，二级动力锥齿轮(51)竖直设置在外轴过渡锥齿轮(34)和内轴过渡锥齿轮(43)之间，二级动力锥齿轮(51)分别与外轴过渡锥齿轮(34)和内轴过渡锥齿轮(43)的大锥齿轮圆周上轮齿相啮合，二级动力锥齿轮(51)安装在二级动力输入轴(52)的一端，二级动力输入轴(52)的中部通过二级输入轴支承件(53)安装在车架(1)上。


5.根据权利要求4所述的一种水陆两用车轮及动力系统，其特征在于：每个车轮主体(2)还包括N个外圈轴承(24)和N个内圈轴承(25)，车轮内圈(22)沿圆周方向均匀嵌装有N个内圈轴承(25)，车轮外圈(21)沿圆周方向均匀嵌装有N个与内圈轴承(25)相对应的外圈轴承(24)，辐条(23)的一端通过内圈轴承(25)与车轮内圈(22)连接，且辐条(23)靠近的一端穿过内圈轴承(25)延伸至车轮内圈(22)内部，辐条(23)的另一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹伟，王文俊，王聪，候东伯，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23