滑動絲杠自鎖式車輪直徑可變機構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種滑動絲杠自鎖式車輪直徑可變機構，包括行走支撐板、導軌圓板、連接桿、絲杠螺母、絲杠、電機等，它通過動電機帶動絲杠旋轉，從而帶動絲杠螺母移動。絲杠螺母通過連接桿帶動行走支撐板沿著車輪半徑方向移動，從而實現(xiàn)車輪直徑可變，提高車輛在不同路面的通過性，增強車輛的越障能力、穩(wěn)定性和抗側傾能力，具有很好的實際應用價值。
【專利說明】滑動絲杠自鎖式車輪直徑可變機構

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種行走機構，主要涉及一種滑動絲杠自鎖式車輪直徑可變機構。

【背景技術】
[0002]目前，由于科研考察、軍事救援、太空探險等領域的需要，提高車輛的通過性，保證車輛在任何地形上具有高通過性十分必要。現(xiàn)有的技術僅僅將車輛的底盤升高，并將車輪直徑增大以提高在壞路面上的通過性，這會導致車輛重心升高，引起車輛操縱穩(wěn)定性變差，且直徑較大的車輪也不適于在良好路面上高速行駛。
[0003]可變直徑車輪是一種較好的解決方案。通過電機驅動的機械結構使得車輪直徑在一定范圍內無級可變，從而適應不同的地形和使用需求。在不同地面環(huán)境下運行時，通過控制輪徑的變化，可變直徑輪可在有輪緣和無輪緣車輪之間轉換。如在松軟地面上，可變直徑輪呈張開狀，成為無輪緣車輪，能夠提高通過性，減少滾動阻力，增加驅動力；在硬質地面上，可變直徑輪呈合攏狀，成為有輪緣車輪，能夠提高平順性和行駛速度。通過改變輪子等效半徑，可以調節(jié)車輛離地間隙，滿足不同行駛條件、工作條件對離地間隙的要求。通過調整四個輪子的等效半徑，可以對車身姿態(tài)進行調整，提高車輛的越障能力和抗側傾能力，并能為車載設備提供穩(wěn)定的工作平臺，不同工作條件下的轉換是采用自動控制的方式。
實用新型內容
[0004]本實用新型提出了一種滑動絲杠自鎖式車輪直徑可變機構，該機構是通過電機驅動絲杠旋轉，使絲杠螺母沿著電機軸方向移動，絲杠螺母通過連接桿帶著行走支撐板沿著車輪半徑方向移動，從而實現(xiàn)車輪直徑可變。通過車輪直徑的可變，可以大大提高車輛在不同路面的通過性，增強車輛的越障能力、穩(wěn)定性和抗側傾能力。
[0005]為達到上述目的，本實用新型的技術方案是:
[0006]滑動絲杠自鎖式車輪直徑可變機構，包括行走支撐板、導軌圓板、連接桿、絲杠螺母、絲杠、電機等，其中:
[0007]電機通過彈性支座固聯(lián)在車架上。電機通過電機軸與絲杠固聯(lián)。絲杠螺母與絲杠通過梯形螺紋連接，絲杠螺母可以沿著絲杠的方向移動。絲杠螺母通過轉動副與若干個連接桿相連。連接桿分別通過轉動副與行走支撐板相連。這若干個行走支撐板和連接桿都在圓周方向上均勻分布。行走支撐板通過導軌圓板的內導軌與導軌圓板形成移動副。導軌圓板上有若干個圓孔，通過這些孔用螺栓將導軌圓板與輪轂等零件連接。所以，導軌圓板的一側(相對于整車來說是外側)安裝的是若干個連接桿、絲杠螺母、絲杠、電機等改變車輪直徑的機構，另一側安裝的是制動器、輪轂、輪轂軸承、半軸套管等部件。
[0008]電機采用勵磁電機。當需要改變車輪直徑時，通過電機控制器控制，使電機的勵磁電流接通，電機處于工作狀態(tài)帶動絲杠旋轉，絲杠通過螺紋連接帶動絲杠螺母移動，絲杠螺母通過轉動副帶動連接桿移動。連接桿通過轉動副帶動行走支撐板沿著導軌圓板的內導軌方向移動，從而改變車輪直徑的大小。
[0009]當行走支撐板最靠近車輪中心時，車輪直徑最小，可在硬質路面上高速行駛；當行走支撐板遠離車輪中心時，可在松軟地面上行駛。由于行走支撐板的桿部可以做成可伸縮結構，絲杠的長度也在一定程度上可以加長，所以最大車輪直徑和最小車輪直徑的比值理論上可以很大。為了防止行走支撐板脫離導軌圓板的內導軌，絲杠的遠離電機端有個凸臺，用來限制絲杠螺母的行程。當需要對車身姿態(tài)進行調整時，分別通過四個電機控制器控制四個車輪的電機實現(xiàn)不同角度的轉動，從而對四個車輪直徑分別調整，使車身處于最佳姿
[0010]當車輛正常行駛時，不需要改變車輪直徑，即通過電機控制器控制，使勵磁電機的勵磁電流斷開，電機處于非工作狀態(tài)，此時電機軸隨車輪轉動，但不會對車輪滾動產(chǎn)生電磁阻力。地面作用在行走支撐板上的力會通過連接桿傳遞到絲杠螺母，通過滑動絲杠梯形螺紋角度的選取，從而使絲杠螺母與絲杠產(chǎn)生自鎖。從而車輪直徑不變。故當車輪直徑選定后，車輪直徑的大小不會因外力作用而改變。
[0011]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的卓越功效在于:與傳統(tǒng)方案相比，整套機構簡潔有效，通過滑動絲杠有效地將電機的轉動變成絲杠螺母的移動，從而帶動行走支撐板的移動。達到改變車輪直徑的目的。通過滑動絲杠的梯形螺紋自鎖，從而確保改變后的車輪直徑不會因為外力而發(fā)生改變，確保整套機構運行可靠。具體在于:
[0012]1)整套機構結構簡單、緊湊，可以方便的改變車輪直徑的大小，以滿足各種不同工況的需求，同時車輪處于最小狀態(tài)時也便于運輸。通過驅動絲杠旋轉，可以方便地實現(xiàn)四個車輪直徑的變化，通過梯形螺紋的自鎖，能保證車輪直徑固定在所需的尺寸。
[0013]2)離地間隙可調，改善了車輛的越障能力、通過性、穩(wěn)定性:通過改變車輪半徑，調整車輛的離地間隙，滿足不同行駛條件、工作條件對離地間隙的要求。
[0014]3) 車身姿態(tài)可調，車輛的越障能力和抗側傾能力增強，并且能為車載設備提供穩(wěn)定的工作平臺:通過對四個輪子直徑的分別調整，可以對車身姿態(tài)進行控制，在爬升陡坡時，防止車輛發(fā)生后傾，在轉向行駛時，防止車輛發(fā)生側傾。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1滑動絲杠自鎖式車輪直徑可變機構示意圖。
[0016]附圖中標號說明
[0017]1——行走支撐板；2——導軌圓板；3——連接桿；
[0018]4--絲杠螺母； 5--絲杠；6--電機。

【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖1作進一步說明。
[0020]滑動絲杠自鎖式車輪直徑可變機構，包括行走支撐板1、導軌圓板2、連接桿3、絲杠螺母4、絲杠5、電機6等。
[0021]本實施方式中采用四個行走支撐板和四個連接桿在圓周方向上均勻分布。電機6通過彈性支座固聯(lián)在車架(圖中未畫出)上。電機6通過電機軸與絲杠5固聯(lián)。絲杠螺母4與絲杠5通過梯形螺紋連接，絲杠螺母4可以沿著絲杠5的方向移動。絲杠螺母4通過四個轉動副與四個連接桿3相連。四個連接桿3分別通過四個轉動副與四個行走支撐板1相連。四個行走支撐板1通過導軌圓板2的內導軌與導軌圓板2形成移動副。導軌圓板2上有四個圓孔，通過這些孔用螺栓將導軌圓板2與輪轂等部件連接。導軌圓板2的一側(相對于整車來說是外側)安裝的是四個連接桿2、絲杠螺母4、絲杠5、電機6等改變車輪直徑的機構，另一側安裝的是制動器、輪轂、輪轂軸承、半軸套管(圖中未畫出)等部件。
[0022]電機6采用勵磁電機。當需要改變車輪直徑時，通過電機控制器控制，使電機6的勵磁電流接通，電機6處于工作狀態(tài)帶動絲杠5旋轉，絲杠5通過螺紋連接帶動絲杠螺母移動，絲杠螺母5通過轉動副帶動連接桿3移動。連接桿3通過轉動副帶動行走支撐板1沿著導軌圓板2的內導軌方向移動，從而改變車輪的直徑大小。
[0023]當行走支撐板1最靠近車輪中心時，車輪直徑最小，可在硬質路面上高速行駛；當行走支撐板1遠離車輪中心時，可在松軟地面上行駛。由于行走支撐板1的桿部可以做成可伸縮結構，絲杠5的長度也在一定程度上可以加長，所以最大車輪直徑和最小車輪直徑的比值理論上可以很大。為了防止行走支撐板1脫離導軌圓板2的內導軌，在絲杠5的遠離電機6端有個凸臺，用來限制絲杠螺母4的行程。當需要對車身姿態(tài)進行調整時，分別通過四個電機控制器控制四個車輪的電機6實現(xiàn)不同角度的轉動，從而對四個車輪直徑分別調整，使車身處于最佳姿態(tài)。
[0024]當車輛正常行駛時，不需要改變車輪直徑，即通過電機控制器控制，使勵磁電機的勵磁電流斷開，電機6處于非工作狀態(tài)，此時電機軸隨車輪轉動，但不會對車輪滾動產(chǎn)生電磁阻力。地面作用在行走支撐板1上的力會通過連接桿3傳遞到絲杠螺母4，通過滑動絲杠梯形螺紋角度的選取，從而使絲杠螺母4與絲杠5產(chǎn)生自鎖。從而車輪直徑不變。故當車輪直徑選定后，其尺寸不會因為外力作用而改變。
【權利要求】
1.滑動絲杠自鎖式車輪直徑可變機構，包括行走支撐板、導軌圓板、連接桿、絲杠螺母、絲杠、電機，其特征在于:電機通過彈性支座固聯(lián)在車架上；電機通過電機軸與絲杠固聯(lián)；絲杠螺母與絲杠通過梯形螺紋連接，絲杠螺母可以沿著絲杠的方向移動；絲杠螺母通過轉動副與連接桿相連；連接桿通過轉動副與行走支撐板相連，行走支撐板和連接桿都在圓周方向上均勻分布；行走支撐板通過導軌圓板的內導軌與導軌圓板形成移動副。
2.根據(jù)權利要求1所述的滑動絲杠自鎖式車輪直徑可變機構，其特征在于:電機采用勵磁電機；當需要改變車輪直徑時，通過電機控制器控制，使電機的勵磁電流接通，電機處于工作狀態(tài)帶動絲杠旋轉，絲杠通過螺紋連接帶動絲杠螺母移動，絲杠螺母通過轉動副帶動連接桿移動；連接桿通過轉動副帶動行走支撐板沿著導軌圓板的內導軌方向移動，從而改變車輪的大小。
【文檔編號】B60B19/00GK204249714SQ201420675503
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月13日 優(yōu)先權日:2014年11月13日
【發(fā)明者】盧雯, 王 忠, 沈方巖, 陳辛波 申請人:同濟大學