带辅助爪的行走轮制造技术

带辅助爪的行走轮涉及一种移动器具的行走装置，尤适用需要上下台阶的轮椅或其它室内用台车等。本实用新型专利技术在普通车轮的滚动行走方式基础上，利用传动机构控制一组置于车轮侧面的辅助爪做绕车轮轴线的圆周平动，可使相邻的辅助爪伸出车轮外部分依次与路面接触，附加了一种类似动物行走动作的迈步行走方式。迈步行走方式与车轮滚动可同步，也可以相互独立。调控不同车轮上的辅助爪与台阶的接触角度，可尽量减小移动器具车体倾斜角。本实用新型专利技术与一般用于台阶上行走的行走装置相比，具有适应性好、无滑移等优点，而且外观与普通车轮差异不大，结构轻便。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于移动式器具的行走装置。尤其适用于家庭用的轮椅或其它室内用台车等， 解决这些器具经常需要上下台阶或楼梯场合的困难。
技术介绍
目前，陆地上可移动式机械绝大部分来用滚动行走方式，如轮式或履带式。这种方式在一般路面 上性能很好，但在需要上下台阶的场合使用时则较难适应。模仿动物的迈步行走方式多在机器人中使用， 但这通常是基于复杂的计算机控制来实现的。为了解决上下台阶、楼梯等场合需求，目前常用的有履带 式、星状轮式等，然而这些方式都没有很好地解决既适合一般路面，也适合上下台阶场合，同时结构上 又较轻便的问题。比如履带式行走装置在坡度较大的台阶上时有可能会出现滑移，而且这种方式一般较 笨重。星状轮式结构较简单，问题在于当台阶高度变化较大时难于很好地适应，同时该方式一般只宜用 做被动轮。针对现有行走装置的上述问题，本技术将普通车轮和利用传动机构实现的迈步式行走方 式结合起来，实现一种复合式的行走装置。利用这种行走装置，可根据场合需要，进行灵活地转换，并 且能做到结构较轻便。
技术实现思路
本技术的技术思想是利用车轮轮毂和轮缘之间的空间，在依靠车轮回转的滚动行走方式基础 上，利用传动机构控制一组辅助爪在车轮的侧面做绕车轮轴线的圆周平动，而且控制辅助爪的一端在某 个范围内伸出车轮直径之外与路面接触，相邻的辅助爪依次与路面接触即可形成类似动物迈步动作的迈 步行走方式。实现辅助爪迈步动作部分可以是与车轮完全独立的，并通过离合装置转换与车轮的接合关 系；也可以是利用车轮的轮腹(或轮辐)作为传动机构的一个构件，进而行成复合式结构。若采用独立 结构形式时，用车轮在一般路面上行走，而辅助爪可保持不动，以减少不必要传动所造成的动力消耗。 在上下台阶时，离合装置将车轮与传动机构的动力输入构件接合起来，通过转动车轮，即可带动辅助爪 实现迈步动作。而采用复合结构时，车轮的回转和辅助爪在行走时则总是联动的。在以上两种构成方式 中，通过调控不同车轮辅助爪与台阶的接触角度，可适应台阶高度的变化。带辅助爪的行走轮，是由车轮、辅助爪、传动机构、离合装置和中心调控部件组合而成，其特征 在于中心调控部件的中心有孔，该孔用以安装车轮轴；中心调控部件通过轴联接在车架上，且绕其自 身轴线的转角可调节；中心调控部件的外部有可与传动机构构成相应运动副的结构；传动机构由基盘体、 始端构件、末端构件和其它一些必要的传动构件组成，基盘体上有孔和/或轴用以联接整个传动机构；始 端构件有相应的结构，可与中心调控部件的外部结构构成运动副和传动关系，末端构件与辅助爪通过轴 固定在一起；传动机构处于车轮直径所限定的范围内，中心调控部件位于传动机构的中心，其转动轴线与 车轮轴线重合；辅助爪位于车轮的侧面并通过轴与传动机构中的末端构件相联；传动机构控制辅助爪的 运动规律，使辅助爪既能以平动方式绕车轮的轴线转动，也能同时绕辅助爪与末端构件联接轴轴线和车 轮轴线作行星运动，辅助爪在运动到某些位置时，其触地端可伸出车轮直径所限定的圆以外；离合装置 位于车轮和基盘体之间，用于控制车轮和基盘体的结合和分离。为进一步说明，将各组成部分的具体构成分述如下l.中心调控部件外部为齿轮结构，传动机构的始端构件为齿轮，末端构件也是齿轮；2. 中心调控部件外部为链轮结构，传动机构的始端构件为传动链，末端构件为链轮；3. 中心调控部件外部为同步齿形带轮结构，传动机构的始端构件为同步齿形带，末端构件为同步齿 形带轮；4. 中心调控部件外部为齿轮结构，传动机构的始端构件为齿轮，末端构件为同步齿形带轮或链轮；5. 中心调控部件外部为偏心轮结构，传动机构始端构件中心有孔，与中心调控部件偏心轮构成回转 副，而同时在较大圆周分布有多个孔，末端构件上有曲柄结构，始端构件的分布孔依次与末端构件曲柄 轴构成回转副，使得每一个末端构件与中心调控部件偏心轮、始端构件、基盘体构成平行四边形结构；6. 中心调控部件外部为曲柄结构，传动机构的始端构件中心有孔，与中心调控部件的曲柄轴构成回 转副，而同时在较大圆周分布有多个孔，末端构件上有曲柄结构，始端构件上的分布孔依次与末端构件 的曲柄构成回转副，使每一个末端构件与中心调控部件曲柄、始端构件、基盘体构成平行四边形结构。7. 上述1 6所述的带辅助爪的行走轮，离合装置通过改变车轮腹板和传动机构基盘体的形状实 现；如在车轮腹板和基盘体相邻的端面上，以车轮轴线为圆心的圆周上， 一件开有数个孔，另一件设相 应数量的凸起，通过控制牟轮和基盘体的轴向相对位置使凸起部和孔插接或分离来实现离合。实现上述辅助爪运动方式的传动机构可有多种结构，在具体实施方式的描述中将进一步加以说明。 本技术将常规轮式行走方式和迈步行走方式有机结合起来,形成一种即可以相互结合又能各 自独立的复合行走方式。在台阶上不会出现滑移现象，对台阶高差变化有较好的适应能力；既可用做被 动轮也可用作主动驱动轮；外观上与常规车轮差异不大，重量上可以没有很大增加，因而可以比较轻便。附图说明下面先总体介绍各附图的名称和其中各构件的名称，在具体实施方式中再加以详细解释说明。图1是本技术所描述的带辅助爪行走轮总体结构关系，图2是图1的侧视图，并通过中心轴线的剖面所作的局部剖视。图3是通过齿轮传动实现传动机构的基本方案。图4是图3的侧视图，并通过中心轴线的剖面作局部剖视。图5是通过齿轮传动实现传动机构的方案，是图3方案的一种衍生形式，。图6是通过齿轮传动实现传动机构的方案，也是图3方案的一种衍生形式。图7是通过齿轮传动实现传动机构的方案，也是图3方案的一种衍生形式。图8是通过链传动或同步齿形带传动实现传动机构的基本方案。图9是通过链传动或同步齿形带传动实现传动机构的方案，是图8方案的一种衍生形式。 图10是通过齿轮传动、链传动或同步齿形带传动组合实现传动机构的基本方案。 图11是通过齿轮传动、链传动或同步齿形带传动组合实现传动机构的一个方案,是图10方案的一 种衍生形式。图12是通过齿轮传动、链传动或同步齿形带传动组合实现传动机构的一个方案，是图10方案的一 种衍生形式。图13是通过齿轮传动、链传动或同步齿形带传动组合实现传动机构的一个方案，是图IO方案的一 种衍生形式。图14是通过平行四边形机构实现传动机构的方案。 图15是通过辅助爪位于车轮外侧时结构图。在图1 图15中，1.车轮，2.辅助爪，3.传动机构，30.基盘体，31.始端构件，39.末端构件，4. 中心调控部件，5.离合装置，6.车轮。具体实施方式"带辅助爪的行走轮"由五个基本部分构成，见图l和图2:车轮(l)、 一组辅助爪(2)、 一组 传动机构(3〉、 一个位于传动机构中心的中心调控部件(4)和一套离合装置(5)。为了说明本技术的应 用方法，各附图中还用双点划线画出表示使用该轮的车体(6)的部分结构。本专利中的车轮与轴联为一体， 统一用标号(1)表示。所谓辅助爪即是用于实现模仿动物肢体迈步动作的带有联接结构的构件，辅助爪 统一用标号(2)表示；辅助爪(2)可以有3 18个，位于车轮(l)的侧面，如里侧或外侧，在靠近车轮(l) 轮缘附近的圆周上均匀分布；辅助爪(2)与传动机构(3)相联,其运动受传动机构(3)控制；辅助爪(2)本文档来自技高网...

【技术保护点】
带辅助爪的行走轮，是由车轮、辅助爪、传动机构、离合装置和中心调控部件组合而成，其特征在于：所述中心调控部件的中心有孔，该孔用以安装车轮轴；中心调控部件通过轴联接在车架上，且绕其自身轴线的转角可调节；中心调控部件的外部有可与传动机构构成相应运动副的结构；所述传动机构由基盘体、始端构件、末端构件等传动构件组成，所述基盘体上有孔和／或轴用以联接整个传动机构；所述始端构件有相应的结构，可与中心调控部件的外部结构构成运动副和传动关系，所述末端构件与所述辅助爪通过轴固定在一起；传动机构处于车轮直径所限定的范围内，中心调控部件位于传动机构的中心，其转动轴线与车轮轴线重合；所述辅助爪位于车轮的侧面并通过轴与传动机构中的末端构件相联；所述离合装置位于车轮和基盘体之间，用于控制车轮和基盘体的结合和分离。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙达然，张皓，
申请(专利权)人：孙达然，张皓，
类型：实用新型
国别省市：91[]