【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及变径轮，具体涉及一种单自由度直径和宽度可变轮式机构。
技术介绍
1、轮子是用不同材料制成圆形滚动物体，在交通运输中非常有用，广泛应用在机器人、探测车、交通工具以及家用电器等诸多领域。传统的轮子在制造出以后，形状和尺寸都是固定不变的，当面对复杂的地面环境如凹凸不平路面、松软路面时，传统的轮子难以应对，而可变轮径的轮子通过放大自身轮径轻松适应上述路面状况，由此，对于变径轮的研究引起了关注。
2、在传统的变径轮设计中，轮子一般通过复杂的机构如连杆机构、齿轮机构等其中一种或多种的结合来实现直径的改变，轮子的宽度是不变的，然而轮子和地面为平面接触，轮子直径改变的过程中，其宽度保持不变，无法适应不同直径下轮子与地面的接触面积，进一步影响轮子滚动过程中与地面之间的摩擦力以及平顺性，从而导致轮子的适应性差。
3、于是，我们提出了一种单自由度直径和宽度可变轮式机构。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种单自由度直径和宽度可变轮式机构，以解决上述
技术介绍
中所提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术提供一种单自由度直径和宽度可变轮式机构，包括中心轴，所述中心轴上转动设有中心支座，所述中心支座与中心轴同轴，所述中心支座的外周面沿周向间隔设有旋转支撑杆，所述旋转支撑杆与中心支座铰接，所述旋转支撑杆远离中心支座的一端铰接有连接件，所述连接件远离旋转支撑杆的一端铰接有剪叉组件，所述剪叉组件与相邻剪叉组件
4、进一步的，所述变轮面组件包括弧形杆件i，所述弧形杆件i的一端铰接有弧形杆件ii，所述弧形杆件ii远离弧形杆件i的一端铰接有弧形剪叉杆ii，所述弧形剪叉杆ii远离弧形杆件ii的一端铰接有弧形杆件iii，所述弧形杆件iii远离弧形剪叉杆ii的一端铰接有弧形杆件iv，所述弧形杆件iv远离弧形杆件iii的一端铰接有弧形剪叉杆i，所述弧形剪叉杆i的中间位置与弧形剪叉杆ii的中间位置铰接，所述弧形剪叉杆i远离弧形杆件iv的一端与弧形杆件i远离弧形杆件ii的一端铰接，所述弧形杆件i、弧形杆件ii两者的铰接端通过支撑杆i与剪叉支撑连接件连接，所述弧形杆件iii、弧形杆件iv两者的铰接端通过支撑杆ii与剪叉支撑连接件连接。
5、进一步的，所述剪叉组件包括剪叉杆i和剪叉杆ii，所述剪叉杆i的中部位置与剪叉杆ii的中部位置铰接，所述剪叉杆i的中部位置与连接件远离旋转支撑杆的一端铰接。
6、进一步的，所述剪叉支撑连接件包括剪叉支撑连接件i和剪叉支撑连接件ii，所述剪叉支撑连接件i的一端与剪叉杆ii的一端铰接，所述剪叉支撑连接件i的另一端与另一剪叉组件的剪叉杆i的一端铰接，所述剪叉支撑连接件i的中部位置与支撑杆i的一端铰接，所述支撑杆i的另一端与弧形杆件i、弧形杆件ii两者的铰接端铰接，所述剪叉支撑连接件ii的一端与剪叉杆i的一端铰接，所述剪叉支撑连接件ii的另一端与另一剪叉组件的剪叉杆ii的一端铰接，所述剪叉支撑连接件ii的中部位置与支撑杆ii一端铰接，所述支撑杆ii的另一端与弧形杆件iii、弧形杆件iv两者的铰接端铰接。
7、进一步的，所述剪叉支撑连接件的形状为v型结构。
8、与现有技术相比，本专利技术既有以下技术效果：
9、本专利技术中，多个剪叉组件之间闭合形成一个多边形结构，当旋转支撑杆带动剪叉组件靠近或者远离中心轴时，多边形的边长发生变化，单个的剪叉组件通过运动变形以使多边形边长长度发生变化，剪叉组件的运动带动支撑杆运动，通过支撑杆运动带动变轮面组件运动，从而实现轮子直径发生改变的同时，轮面宽度随之发生改变，当轮子直径变大时，轮面变窄，适应高速、轻载、路况较好的情形，当轮子直径变小时，轮面变宽，适应低速、重载、路况较差的情形，增加了轮子的适应性。
10、再有，该可变轮式机构为单自由度，控制方便，锁定中心支座即可使整个机构保持为具有刚性的稳定结构，从而保持轮子良好的圆弧度，使轮子具有良好的行驶平顺性。
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1.一种单自由度直径和宽度可变轮式机构，其特征在于，包括中心轴(1)，所述中心轴(1)上转动设有中心支座(2)，所述中心支座(2)与中心轴(1)同轴，所述中心支座(2)的外周面沿周向间隔设有旋转支撑杆(3)，所述旋转支撑杆(3)与中心支座(2)铰接，所述旋转支撑杆(3)远离中心支座(2)的一端铰接有连接件(4)，所述连接件(4)远离旋转支撑杆(3)的一端铰接有剪叉组件，所述剪叉组件与相邻剪叉组件之间通过剪叉支撑连接件连接，多个所述剪叉组件之间闭合形成一个多边形结构，所述剪叉支撑连接件与剪叉组件铰接，所述剪叉支撑连接件上铰接有支撑杆，所述支撑杆远离剪叉支撑连接件的一端铰接有变轮面组件。
2.根据权利要求1所述的单自由度直径和宽度可变轮式机构，其特征在于，所述变轮面组件包括弧形杆件I(801)，所述弧形杆件I(801)的一端铰接有弧形杆件II(802)，所述弧形杆件II(802)远离弧形杆件I(801)的一端铰接有弧形剪叉杆II(902)，所述弧形剪叉杆II(902)远离弧形杆件II(802)的一端铰接有弧形杆件III(803)，所述弧形杆件III(803)远离弧形剪叉杆
3.根据权利要求2所述的单自由度直径和宽度可变轮式机构，其特征在于，所述剪叉组件包括剪叉杆I(601)和剪叉杆II(602)，所述剪叉杆I(601)的中部位置与剪叉杆II(602)的中部位置铰接，所述剪叉杆I(601)的中部位置与连接件(4)远离旋转支撑杆(3)的一端铰接。
4.根据权利要求3所述的单自由度直径和宽度可变轮式机构，其特征在于，所述剪叉支撑连接件包括剪叉支撑连接件I(501)和剪叉支撑连接件II(502)，所述剪叉支撑连接件I(501)的一端与剪叉杆II(602)的一端铰接，所述剪叉支撑连接件I(501)的另一端与另一剪叉组件的剪叉杆I(601)的一端铰接，所述剪叉支撑连接件I(501)的中部位置与支撑杆I(701)的一端铰接，所述支撑杆I(701)的另一端与弧形杆件I(801)、弧形杆件II(802)两者的铰接端铰接，所述剪叉支撑连接件II(502)的一端与剪叉杆I(601)的一端铰接，所述剪叉支撑连接件II(502)的另一端与另一剪叉组件的剪叉杆II(602)的一端铰接，所述剪叉支撑连接件II(502)的中部位置与支撑杆II(702)一端铰接，所述支撑杆II(702)的另一端与弧形杆件III(803)、弧形杆件IV(804)两者的铰接端铰接。
5.根据权利要求1所述的单自由度直径和宽度可变轮式机构，其特征在于，所述剪叉支撑连接件的形状为V型结构。
...【技术特征摘要】
1.一种单自由度直径和宽度可变轮式机构，其特征在于，包括中心轴(1)，所述中心轴(1)上转动设有中心支座(2)，所述中心支座(2)与中心轴(1)同轴，所述中心支座(2)的外周面沿周向间隔设有旋转支撑杆(3)，所述旋转支撑杆(3)与中心支座(2)铰接，所述旋转支撑杆(3)远离中心支座(2)的一端铰接有连接件(4)，所述连接件(4)远离旋转支撑杆(3)的一端铰接有剪叉组件，所述剪叉组件与相邻剪叉组件之间通过剪叉支撑连接件连接，多个所述剪叉组件之间闭合形成一个多边形结构，所述剪叉支撑连接件与剪叉组件铰接，所述剪叉支撑连接件上铰接有支撑杆，所述支撑杆远离剪叉支撑连接件的一端铰接有变轮面组件。
2.根据权利要求1所述的单自由度直径和宽度可变轮式机构，其特征在于，所述变轮面组件包括弧形杆件i(801)，所述弧形杆件i(801)的一端铰接有弧形杆件ii(802)，所述弧形杆件ii(802)远离弧形杆件i(801)的一端铰接有弧形剪叉杆ii(902)，所述弧形剪叉杆ii(902)远离弧形杆件ii(802)的一端铰接有弧形杆件iii(803)，所述弧形杆件iii(803)远离弧形剪叉杆ii(902)的一端铰接有弧形杆件iv(804)，所述弧形杆件iv(804)远离弧形杆件iii(803)的一端铰接有弧形剪叉杆i(901)，所述弧形剪叉杆i(901)的中间位置与弧形剪叉杆ii(902)的中间位置铰接，所述弧形剪叉杆i(901)远离弧形杆件iv(804)的一端与弧形杆件i(801)远离弧形杆件ii(802)的一端铰接，所述弧形杆件i(801)、弧形杆件ii(802)两者...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔凡臣，国兴洋，王加祥，孟祥龙，靳宣强，丛晓峰，
申请(专利权)人：山东省机械设计研究院，
类型：发明
国别省市：
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