一种可切换形状的可变体车轮及切换方法技术

本发明专利技术公开了一种可切换形状的可变体车轮，涉及到特种车辆的技术领域，包括柔性履带、形状切换机构、扭矩传输机构和横向稳定机构，柔性履带包覆于形状切换机构的外边缘，扭矩传输机构连接车体与可变体车轮，横向稳定机构安装于可变体车轮两侧，连接到形状切换机构。上述方案，通过形状切换结构的动作将柔性履带的外形在“圆形”和“类椭圆形”之间切换，同时，柔性履带在不同的外形状态下，扭矩传输机构的传动比发生改变，以适应不同路况对车辆扭矩的不同需求，通过横向稳定机构将形状切换机构的部件连接，提高可变体车辆的整体稳定性。同时，还公开了可变体车轮形状切换的方法。上述结构使车轮具有了外形切换的功能，在特种车上使用，提高了环境适应性。提高了环境适应性。提高了环境适应性。

【技术实现步骤摘要】
一种可切换形状的可变体车轮及切换方法


[0001]本专利技术涉及到特种车辆的
，特别涉及特种车辆使用的特种车轮机构。

技术介绍

[0002]目前，由于乘用车和大部分商用车在普通的平坦硬质道路上行驶，行走机构的车轮采用的均为“圆形”车轮。“圆形”车轮基本能够满足汽车在这样的路面上的行驶的需求，车辆能够实现较高的运动速度，同时转弯灵活，成本也较低，结构简单。但是，对于行驶在一些极端路况上的特种车辆一般采用履带式结构，因为“圆形”车轮极易在湿滑和柔软路面上打滑和沉陷，影响车辆的运行，然而履带式结构却具有明显的优势，其越障爬坡能力高于轮式结构，但是在条件较好的铺装路面上行驶速度低，转弯困难。同时考虑特种车辆的行驶速度和通过性，可采用轮履换装结构，但是换装过程中不仅费时而且费力，另外还需要随车携带较重的备用轮（履带轮）。因此，本专利技术的可切换形状的可变体车轮结合了“圆形”车轮和履带式机构的各自优点，能够在“圆形”和“类椭圆形”之间切换，灵活机动、通过性强。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供特种车辆用可切换形状的可变体车轮，以解决上述背景提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案。
[0005]一种可切换形状的可变体车轮，包括柔性履带、形状切换机构、扭矩传输机构和横向稳定机构，所述柔性履带包覆于形状切换机构的外边缘，形状切换机构安装在扭矩传递机构上，扭矩传输机构连接车体与可变体车轮，横向稳定机构安装于可变体车轮两侧，连接到形状切换机构。
[0006]进一步地，所述柔性履带外缘上分布突起花纹，增大与地面的附着力，内缘设有轴向凹槽，凹槽延圆周均匀分布，共64个，槽型与扭矩传递机构中的扭矩传递轮的齿形相一致。
[0007]优选的，柔性履带采用橡胶履带，履带内部夹有帘布层，以增大履带柔韧性和抗拉性，柔性履带的凹槽内衬套金属保护层，防止扭矩传递轮的轮齿在拨动橡胶履带时造成橡胶的损坏，同时在凹槽内涂抹润滑脂，降低扭矩传递轮的轮齿进出凹槽时的摩擦。
[0008]进一步地，所述形状切换机构有了内外两部分，对称置于扭矩传输机构的扭矩传递轮的两侧，形状切换机构包括变形支撑块、伸展液压缸、伸展活塞、固定销、伸展活动块、收缩活动块、导向轮、导向轮轴、收缩液压缸，其中每个变形支撑块中心孔内安装有两个扭矩传输轴轴承，扭矩传输轴轴承内圈套在扭矩传输轴，变形支撑块可以在扭矩传输轴上自由转动，变形支撑块的外缘上加工有4个平面，相邻平面之间成90
°
夹角，每个面的中间位置有一螺纹孔，一对相对的面的螺纹孔内安装伸展液压缸，伸展活塞的一端插入伸展液压缸内，伸展活塞的另一端插入伸展活动块的径向孔内，固定销插入伸展活动块的轴向孔，将伸展活塞与伸展活动块固定到一起；另一对相对面的螺纹孔内安装收缩液压缸，收缩活塞一
端插入收缩液压缸内，收缩活塞的另一端插入收缩活动块的径向孔内，固定销插入收缩活动块的轴向孔，将收缩活塞与收缩活动块固定到一起。
[0009]其中，两个扭矩传输轴轴承分别置于变形支撑块轴向两个端面的孔内，并且用弹性挡圈轴向固定，扭矩传输轴上开有卡簧槽，卡簧槽内装入轴卡簧，防止扭矩传输轴轴承和变形支撑块在扭矩传输轴上轴向移动。
[0010]其中，伸展液压缸和收缩液压缸均为双作用液压缸，由电动液压站在不同腔体内注入液压油实现伸展活塞、收缩活塞的伸缩动作。
[0011]其中，伸展活动块和收缩活动块的外圆半径相等，当车轮为“圆形”状态时，伸展活动块和收缩活动块的外圆在同一圆面上，将柔性履带撑开为“圆形”。
[0012]其中，所述伸展活动块延径向设有导向轮槽，导向轮槽数量为5个，每个导向轮槽内部设有7个导向轮，每个导向轮轴沿轴向穿过5个导向轮槽，将5个导向轮连成一组，导向轮轴的一端有圆形凸台，另一端用螺母固定，导向轮能够在导向轮轴上转动。
[0013]进一步地，所述扭矩传输机构包含扭矩传输轴轴承、连接法兰盘、扭矩传输轴、扭矩传递轮、扭矩传递轮固定键、中间轮、伸缩推杆、中间轮固定键、伸缩推杆座、固定螺栓，连接法兰通过螺栓连接到车体上，连接法兰盘与扭矩传输轴同轴心，扭矩传输轴的一端插入到连接法兰盘的“圆形”凹槽内并焊接到一起，扭矩传输轴穿过扭矩传递轮中心的孔内，扭矩传输轴和扭矩传递轮扭之间安装扭矩传递轮固定键，“圆形”状态下，中间轮的轮齿嵌入到扭矩传递轮的轮齿，伸缩推杆穿过中间轮的中心孔内，中间轮固定键安装在伸缩推杆和中间轮之间，伸缩推杆插入到伸缩推杆座的孔内，在孔内延轴线方向移动，推杆座固定螺栓穿过伸缩推杆座的四个孔，将伸缩推杆座固定到收缩活动块上。
[0014]其中，伸缩推杆在伸缩推杆座内的伸缩采用电驱动形式。
[0015]其中，靠近扭矩传递轮的一侧的中间轮轮齿的轴向为斜角，便于中间轮的轮齿顺利插入到扭矩传递轮的轮齿内。
[0016]其中，扭矩传递轮的轮齿数为40个，轮辐上设有5个圆孔，以降低扭矩传递轮的重量。
[0017]进一步地，横向稳定机构包括横向稳定板、稳定板紧固螺栓、伸展稳定杆、收缩稳定杆、稳定杆紧固螺钉、横向固定螺母，止推轴承，4个稳定板紧固螺栓将横向稳定板固定到变形支撑块的端面，横向稳定板中间孔与扭矩传输轴同心，扭矩传输轴穿过横向稳定板的孔，止推轴承安装于横向稳定板和横向固定螺母之间，并且止推轴承置于横向稳定板端面的“圆形”凹槽内；横向稳定板上设置有8个沟槽，伸展稳定杆的一端用稳定杆紧固螺钉固定到伸展滑动块的端面上，收缩稳定杆的一端嵌入收缩活动块的凹槽，并且用稳定杆紧固螺钉固定，伸展稳定杆和收缩稳定杆的另一端设有圆柱形导向滑块，分别嵌入到横向稳定板对应的凹槽内，可在凹槽内移动。
[0018]其中，横向稳定机构有两套，分别安装在可切换形状的可变体车轮的两侧。
[0019]可切换形状的可变体车轮的工作模式及形状切换方法如下。
[0020]“圆形”状态下工作模式：汽车动力通过连接法兰盘传给扭矩传输轴，扭矩传输轴依靠扭矩传递轮固定键将动力传递给扭矩传递轮，此时中间轮的轮齿嵌入到扭矩传递轮的轮齿之间，中间轮的轮齿同时嵌入到柔性履带的凹槽内，由于中间轮固定键将中间轮和伸缩推杆固定到一起，固定螺栓将伸缩推杆座与收缩活动块固定到一起，使得扭矩传输轴、扭
矩传递轮收、缩活动块固定和柔性履带锁止，形成一个整体，柔性履带的转速与扭矩传输轴转速相等，可变体车轮和汽车传动半轴同转速滚动。
[0021]“圆形”切换到“类椭圆形”过程：伸缩推杆座通电，伸缩推杆缩进推伸缩杆座的孔内，带动中间轮一同回缩，中间轮的轮齿与扭矩传递轮的轮齿轴向脱离，然后，收缩液压缸的一个腔注入液压油，使得收缩活塞收缩，带动收缩活动块延径向收缩，中间轮、伸缩推杆座和伸缩推杆共同随收缩活动块径向收缩，同时伸展液压缸的一个腔注入液压油，使得伸展活塞伸出，带动伸展活动块延径向伸展，伸缩推杆、收缩活塞、伸展活塞三者的共同作用下，车轮由“圆形”切换成“类椭圆形”，此时扭矩传递轮的轮齿嵌入到柔性履带的凹槽内。
[0022]“类椭本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可切换形状的可变体车轮，包括柔性履带（1）、形状切换机构（4）、扭矩传输机构（2）和横向稳定机构（3），所述柔性履带（1）包覆于形状切换机构（4）的外边缘，形状切换机构（4）安装在扭矩传递机构（2）上，扭矩传输机构（2）连接车体与可变体车轮，横向稳定机构（3）安装于可变体车轮两侧，连接到形状切换机构（4）。2.根据权利要求1所述的一种可切换形状的可变体车轮，其特征在于：所述柔性履带（1）外缘上分布突起花纹，增大与地面的附着力，内缘设有轴向凹槽，凹槽延圆周均匀分布，共64个，槽型与扭矩传递机构（2）中的扭矩传递轮（23）的齿形相一致。3.根据权利要求1所述的一种可切换形状的可变体车轮，其特征在于：所述形状切换机构（4）包含了内外两部分，对称置于扭矩传输机构（2）的扭矩传递轮（23）的两侧，形状切换机构（4）包括变形支撑块（46）、伸展液压缸（44）、伸展活塞（45）、固定销（47）、伸展活动块（41）、收缩活动块（42）、导向轮（43）、导向轮轴（48）、收缩液压缸（49），其中每个变形支撑块（46）中心孔内安装有两个扭矩传递轴轴承（20），扭矩传递轴轴承（20）内圈套在扭矩传输轴（22）上，变形支撑块（46）可以在扭矩传输轴（22）上自由转动，变形支撑块（46）的外缘上加工有4个平面，相邻平面之间成90
°
夹角，每个面的中间位置有一螺纹孔，一对相对的面的螺纹孔内安装伸展液压缸（44），伸展活塞（45）的一端插入伸展液压缸内，伸展活塞（45）的另一端插入伸展活动块（41）的径向孔内，固定销（47）插入伸展活动块（41）的轴向孔，将伸展活塞（45）与伸展活动块（41）固定到一起；另一对相对面的螺纹孔内安装收缩液压缸（49），收缩活塞（40）一端插入收缩液压缸（49）内，收缩活塞（40）的另一端插入收缩活动块（42）的径向孔内，固定销（47）插入收缩活动块（42）的轴向孔，将收缩活塞（40）与收缩活动块（42）固定到一起。4.根据权利要求3所述的一种可切换形状的可变体车轮，其特征在于：伸展活动块（41）和收缩活动块（42）的外圆半径相等，当车轮为“圆形”状态时，伸展活动块（41）和收缩活动块（42）的外圆在同一圆面上，将柔性履带撑开为“圆形”。5.根据权利要求3所述的一种可切换形状的可变体车轮，其特征在于：所述伸展活动块（41）延径向设有导向轮槽，导向轮槽数量为5个，每个导向轮槽内部设有7个导向轮（43），导向轮轴（48）沿轴向穿过5个导向轮槽，将5个导向轮（43）连成一组，导向轮（43）能够在导向轮轴（48）上转动。6.根据权利要求1所述的一种可切换形状的可变体车轮，其特征在于：所述扭矩传输机构（2）包含扭矩传输轴轴承（20）、连接法兰盘（21）、扭矩传输轴（22）、扭矩传递轮（23）、扭矩传递轮固定键（29）、中间轮（24）、伸缩推杆（25）、中间轮固定键（27）、伸缩推杆座（26）、推杆座固定螺栓（28），连接法兰（21）通过螺栓连接到车体上，连接法兰盘（21）与扭矩传输轴（22）同轴心，扭矩传输轴（22）的一端插入到连接法兰盘（21）的“圆形”凹槽内并焊接到一起，扭矩传输轴（22）穿过扭矩传递轮（23）中心的孔内，扭矩传输轴（22）和扭矩传递轮扭（23）之间安装扭矩传递轮固定键（29），
““
圆形
””
状态下，中间轮（24）的轮齿嵌入到扭矩传递轮（23）的轮齿，伸缩推杆（25）穿过中间轮（24）的中心孔内，中间轮固定键（27）安装在伸缩推杆（25）和中间轮（24）之间，伸缩推杆（25）插入到伸缩推杆座（26）的孔内，在孔内延轴线方向移动，推杆座固定螺栓（28）穿过伸缩推杆座（26）的四个孔，将伸缩推杆座（26）固定到收缩活动块（42）上。7.根据权利要求6所述的一种可切换形状的可变体车轮，其特征在于：伸缩推杆（25）在
伸缩推杆座（26）内的伸缩采用电驱动形式。8.根据权利要求6所述的一种可切换形状的可变体车轮，其特征在于：靠近扭矩驱动轮（23）的一侧的中间轮（24）的轮齿的轴向为斜角，便于中间轮（24）的轮齿顺利插入到扭矩传递轮（23）的轮齿内。...

【专利技术属性】
技术研发人员：马建伟，
申请(专利权)人：邢台职业技术学院，
类型：发明
国别省市：