轮履切换式变体轮、轮履切换式驱动行走机构及轮履切换方法技术

本发明专利技术公开了一种轮履切换式变体轮，包括轮辋、设于轮辋外的可变形履带及将二者连为一体的轮履切换机构；所述轮履切换机构包括连接于轮辋上的伸缩装置，伸缩装置的伸缩端连接有支架，支架转动连接有可伸缩履带驱动机构和可变形保持架，可变形保持架通过连接件与轮辋活动连接，所述伸缩装置伸缩带动可变形保持架变形驱使可变形履带切换为轮式或履带式，所述可伸缩履带驱动机构用于切换为履带式的可变形履带传动。同时还公开了一种轮履切换式驱动行走机构、轮履切换方法及多轴无人作战平台。本发明专利技术基于轮履切换机构，可以实现轮履快速切换，且切换的同时实现动力转换，可以实现快速、稳定的轮履状态和动力切换。稳定的轮履状态和动力切换。稳定的轮履状态和动力切换。

【技术实现步骤摘要】
轮履切换式变体轮、轮履切换式驱动行走机构及轮履切换方法


[0001]本专利技术涉及车辆行走机构
，具体是一种轮履切换式变体轮。

技术介绍

[0002]近年来，随着车辆装备和机器人技术的发展，作为关键组成部件的行走机构，也获得了飞速的发展。目前，传统的机动车辆和移动机器人的行走机构包括轮式、履带式、足腿式以及以上几种的复合形式。
[0003]为了兼顾轮式和履带式的优点，提高行走机构的机动性、越障爬坡能力等，近几年来一些轮履复合行走机构逐步问世，但其自身依然存在较多问题，常见的问题主要体现在：整体结构极为复杂和笨重，导致成本和运输能力增加；轮履状态切换极为不便或不彻底，无法实现很好的行走状态，依然无法满足一些特殊路况的行走需求；轮履状态切换的动力切换机构和系统较为复杂，切换存在卡顿、耗时长及延后等问题，导致轮履状态切换无法满足快速响应和稳定切换的要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种轮履切换式变体轮，该轮履切换式变体轮结构简单，轮履状态切换方便，可以实现快速、稳定的轮履状态和动力切换。
[0005]本专利技术的目的主要通过以下技术方案实现：
[0006]一种轮履切换式变体轮，包括轮辋、设于轮辋外的可变形履带及将二者连为一体的轮履切换机构；所述轮履切换机构包括连接于轮辋上的伸缩装置，伸缩装置的伸缩端连接有支架，支架转动连接有可伸缩履带驱动机构和可变形保持架，可变形保持架通过连接件与轮辋活动连接，所述伸缩装置伸缩带动可变形保持架变形驱使可变形履带切换为轮式或履带式，所述可伸缩履带驱动机构用于切换为履带式的可变形履带传动。
[0007]作为上述可伸缩履带驱动机构的进一步结构优化，所述可伸缩履带驱动机构包括履带驱动轮和伸缩传动轴组件，履带驱动轮设于可变形履带内侧并与可变形履带传动连接，所述伸缩传动轴组件贯穿支架并与履带驱动轮传动连接。
[0008]作为上述伸缩传动轴组件的进一步结构优化，所述伸缩传动轴组件包括由上外花键轴和下内花键轴组成的花键轴，所述上外花键轴设置有上传动齿轮，所述履带驱动轮的轮轴上设置有从动齿轮，从动齿轮与上传动齿轮啮合，所述下内花键轴贯穿轮辋后设置有下传动齿轮。
[0009]具体的，所述上外花键轴和下内花键轴均设置有轴向定位台阶，轴向定位台阶分别定位于支架和轮辋内。
[0010]具体的，所述上传动齿轮、从动齿轮、下传动齿轮均为锥齿轮。
[0011]具体的，所述花键轴并排平行设置于伸缩装置的内侧，且花键轴的最大伸缩长度大于或等于伸缩装置的最大伸缩长度。
[0012]作为上述可变形保持架的进一步结构优化，所述可变形保持架设置有两个，两个可变形保持架的一端均与支架铰接，所述可伸缩履带驱动机构位于两个可变形保持架之间，所述可变形保持架上均设置有辅助滚轮且可变形保持架外侧为弧形，所述可变形保持架内侧则与连接件铰接。
[0013]作为上述连接件的进一步结构优化，所述连接件为带有若干通槽的薄片结构，所述连接片一侧设有用于轮辋错位的错位缺口，所述连接片的两端均形成有带轴孔的连接部，连接部通过轴孔配合分别与可变形保持架和轮辋转动连接。
[0014]综上所述，与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术基于轮履切换机构，可以实现轮履快速切换，且切换的同时实现动力转换，可以实现快速、稳定的轮履状态和动力切换，并且利用可收缩的花键轴实现可伸缩履带驱动机构的伸缩，使得可伸缩履带驱动机构与履带驱动轮和动力系统保持持续连接传动，在不影响状态切换的同时实现了稳定的传动，结构简单，传动稳定高效，且减轻了整体结构重量，且通过可变形保持架、连接件及伸缩装置可以对可变形履带起到很好的支撑和定位作用，能够很好的保持变体轮状态，提高其承载力和稳定性，可满足不同路况的行走需求。
[0015]作为本专利技术的技术延伸之一，本专利技术公开了一种轮履切换式驱动行走机构，该轮履切换式驱动行走机构包括驱动电机和上述的轮履切换式变体轮，所述驱动电机内部设有离合装置，所述驱动电机的输出端设置有行星减速器，行星减速器包括大齿圈、行星轮及行星架，大齿圈与轮辋内轮毂固连，大齿圈内侧通过行星轮连接有行星架，所述驱动电机的输出轴上设置有主动齿轮，主动齿轮与行星架固连并与所述下传动齿轮啮合。
[0016]本专利技术的驱动电机作为上述动力系统，通过下传动齿轮即可带动可伸缩履带驱动机构传动，并通过离合装置的控制，实现大齿圈转动或主动齿轮传动，进而实现轮式状态或履带式状态不同的动力切换输入，切换过程中可伸缩履带驱动机构始终与主动齿轮、履带驱动轮啮合，进而动力切换不会出现卡顿、传动失效的问题，切换稳定、响应速度快。
[0017]作为本专利技术的技术延伸之二，本专利技术公开了一种多轴无人作战平台，所述多轴无人作战平台位于前轴和后轴之间的一个或多个车轴上设置有上述的轮履切换式变体轮或上述的轮履切换式驱动行走机构。
[0018]本专利技术的多轴无人作战平台，由于采用了上述的轮履切换式变体轮或上述的轮履切换式驱动行走机构，可进行快速稳定的轮履状态切换，具有很好的稳定性和可靠性，能满足复杂路况的行走需求。
[0019]作为本专利技术的技术延伸之三，本专利技术公开了一种轮履切换式驱动行走机构的轮履切换方法，包括以下步骤：
[0020]S1轮式切换
[0021]伸缩装置收缩，带动可变形保持架转动，驱使可变形履带变形形成圆形，此时离合装置约束行星架使其停止转动，驱动电机的动力由输出轴经行星轮传递至大齿圈，通过大齿圈带动轮辋转动，完成轮式状态和传动切换；
[0022]S2履带式切换
[0023]伸缩装置伸出，带动可变形保持架转动，驱使可变形履带变形形成多边形，此时离合装置约束大齿圈使其停止转动，释放行星架带动主动齿轮转动，主动齿轮通过啮合的下传动齿轮带动履带驱动轮转动，履带驱动轮则驱动履带转动，完成履带式状态和传动切换。
[0024]本专利技术的轮履切换方法，可以实现轮履状态切换的同时实现动力系统的传动切换，实现快速稳定的轮履状态和传动状态同步切换，并且在切换快速稳定，传动平稳。
附图说明
[0025]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：
[0026]图1是轮履切换式变体轮的结构示意图，图中为轮式状态；
[0027]图2是轮履切换式变体轮的结构示意图，图中为履带式状态；
[0028]图3是轮履切换机构的立体结构示意图；
[0029]图4是轮履切换机构的正视图；
[0030]图5是轮履切换机构的侧视图；
[0031]图6是轮履切换机构的俯视图；
[0032]图7是轮履切换机构的爆炸图；
[0033]图8是伸缩传动轴组件的结构示意图；
[0034]图9是履带驱动轮1331的传动结构示意图；
[0035]图10是可变形保持架的结构示意图；
[0036]图11是轮履切换式驱动行走机构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轮履切换式变体轮，其特征在于，包括轮辋、设于轮辋外的可变形履带及将二者连为一体的轮履切换机构；所述轮履切换机构包括连接于轮辋上的伸缩装置，伸缩装置的伸缩端连接有支架，支架转动连接有可伸缩履带驱动机构和可变形保持架，可变形保持架通过连接件与轮辋活动连接，所述伸缩装置伸缩带动可变形保持架变形驱使可变形履带切换为轮式或履带式，所述可伸缩履带驱动机构用于切换为履带式的可变形履带传动。2.根据权利要求1所述的一种轮履切换式变体轮，其特征在于，所述可伸缩履带驱动机构包括履带驱动轮和伸缩传动轴组件，履带驱动轮设于可变形履带内侧并与可变形履带传动连接，所述伸缩传动轴组件贯穿支架并与履带驱动轮传动连接。3.根据权利要求2所述的一种轮履切换式变体轮，其特征在于，所述伸缩传动轴组件包括由上外花键轴和下内花键轴组成的花键轴，所述上外花键轴设置有上传动齿轮，所述履带驱动轮的轮轴上设置有从动齿轮，从动齿轮与上传动齿轮啮合，所述下内花键轴贯穿轮辋后设置有下传动齿轮。4.根据权利要求3所述的一种轮履切换式变体轮，其特征在于，所述上外花键轴和下内花键轴均设置有轴向定位台阶，轴向定位台阶分别定位于支架和轮辋内。5.根据权利要求3所述的一种轮履切换式变体轮，其特征在于，所述花键轴并排平行设置于伸缩装置的内侧，且花键轴的最大伸缩长度大于或等于伸缩装置的最大伸缩长度。6.根据权利要求1所述的一种轮履切换式变体轮，其特征在于，所述可变形保持架设置有两个，两个可变形保持架的一端均与支架铰接，所述可伸缩履带驱动机构位于两个可变形保持架之间，所述可变形保持架上均设置有辅助滚轮且可变形保持架外侧为弧...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐海军，杨聪楠，徐藜洋，张雷，常雨康，王晓聪，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：