CN112339494A - 一种基于凸轮的变形轮机构 - Google Patents

一种基于凸轮的变形轮机构 Download PDF

Info

Publication number
CN112339494A
CN112339494A CN202011240984.2A CN202011240984A CN112339494A CN 112339494 A CN112339494 A CN 112339494A CN 202011240984 A CN202011240984 A CN 202011240984A CN 112339494 A CN112339494 A CN 112339494A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cam
wheel
deformation
deforming
support rods
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011240984.2A
Other languages
English (en)
Inventor
刘超
杨洋
赵胜岭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Dingmu Robot Technology Co ltd
Original Assignee
Shandong Dingmu Robot Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Dingmu Robot Technology Co ltd filed Critical Shandong Dingmu Robot Technology Co ltd
Priority to CN202011240984.2A priority Critical patent/CN112339494A/zh
Publication of CN112339494A publication Critical patent/CN112339494A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B19/00—Wheels not otherwise provided for or having characteristics specified in one of the subgroups of this group
    • B60B19/02—Wheels not otherwise provided for or having characteristics specified in one of the subgroups of this group convertible, e.g. from road wheel to rail wheel; Wheels specially designed for alternative use on road and rail

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于凸轮的变形轮机构，由外轮、三个支撑杆、凸轮组件以及三个弹簧组成，其中，三个支撑杆在外轮圆周上呈120度三等分布置，凸轮组件套设在外轮的中心驱动轴上，支撑杆的一端抵接在凸轮上，另一端贯穿外轮的轮面，当凸轮组件相对于外轮转动时，其凸轮面迫使支撑杆伸出外轮轮面，弹簧套设在支撑杆上，迫使支撑杆始终抵紧凸轮组件的凸轮面。本变形轮能够实现普通车轮与变形模式之间的转换，使安装此车轮的机器人能够通过复杂地形，其结构简单、零部件少、便于维护。

Description

一种基于凸轮的变形轮机构
技术领域
本发明涉及特种车辆及机器人的特殊行走机构，尤其涉及一种基于凸轮的变形轮机构。
背景技术
普通车轮无法通过某些崎岖障碍地形，将轮子进行合理变形，可以增加其通过能力，此种变形轮就是为应对这种环境问题而发明的。
在特种车辆及复杂地形机器人车轮研发中，具有变形功能的变形轮会具有一定的越障与高速行驶的功能，一篇中国专利文献CN105774394A披露了一种具有变形轮的移动机器人，其能够提高路面通过能力。另一中国专利文献CN201712415U披露了一种多路况变形轮，用于灾后救援、废墟探测、搜救、攀爬楼梯等场合。
上述变形轮机构将圆形车轮分成若干活动的行走弧段，上述若干行走弧段在活动展开后成为变形轮，然而活动展开/收叠涉及的关联部件多，相应地故障点也多。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于凸轮的变形轮机构，其结构简单、零部件少、便于维护。
为此，本发明提供了一种基于凸轮的变形轮机构，由外轮、三个支撑杆、凸轮组件以及三个弹簧组成，其中，三个支撑杆在外轮圆周上呈120度三等分布置，凸轮组件套设在外轮的中心驱动轴上，支撑杆的一端抵接在凸轮组件的凸轮面上，另一端贯穿外轮的轮面，当凸轮组件相对于外轮转动时，其凸轮面迫使支撑杆伸出外轮轮面，弹簧套设在支撑杆上，迫使支撑杆始终抵紧凸轮组件的凸轮面。
进一步地，上述外轮由盘状轮体和中心驱动轴构成，轮体的轮面圆周均布有三个槽型孔，以供支撑杆伸缩。
进一步地，上述变形轮机构通过双电机驱动，其中，主电机连接中心驱动轴，副电机通过齿轮与变形驱动齿轮连接，通过变形驱动齿轮与驱动轴的转速差来调整机构的变形。
进一步地，上述凸轮组件由凸轮、轴筒、驱动齿轮构成，其中，所述凸轮的圆周表面及凸轮面呈凸凹相间的形状，所述凸轮与轴筒同轴地固定连接，所述驱动齿轮同轴地固定套设于轴筒端部。
进一步地，上述支撑杆由长圆形截面的杆体和凸轮接触部构成。
本变形轮能够实现普通车轮与变形模式之间的转换，使安装此车轮的机器人能够通过复杂地形，采用双电机驱动，通过控制两个电机实现整体机构的变形，凸轮组件的驱动方式采用齿轮传动、避免打滑。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明的基于凸轮的变形轮机构的立体结构示意图；
图2是根据本发明的变形轮机构的外轮的立体结构示意图；
图3是根据本发明的变形轮机构的凸轮机构的立体结构示意图；
图4是根据本发明的变形轮机构的撑杆的立体结构示意图；
图5是根据本发明的变形轮机构的弹簧的立体结构示意图；以及
图6是根据本发明的变形轮机构的变形后的立体结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图1至图6示出了根据本发明的一些实施例。
结合参照图1和图6，本实施例的变形轮机构包括外轮1、三个支撑杆2、凸轮组件3、以及弹簧4。
其中，三个支撑杆2在外轮圆周上呈120度三等分布置，凸轮组件3套设在外轮的中心驱动轴11上，支撑杆2的一端抵接在凸轮面3a上，另一端贯穿外轮1的轮面1a，当凸轮组件3相对于外轮1转动时，其凸轮面3a迫使支撑杆2伸出外轮轮面1a，弹簧4套设在各支撑杆上，迫使支撑杆2的一端始终抵紧凸轮组件3的凸轮面3a上。
此变形轮为两种极限形态，完全的圆轮形态和越障形态。在圆轮形态时，轮子能够快速转动，通过路况较好路面，三个支撑杆均处在凸轮的凹陷处。
轮子在通过有障碍物的地面时，驱动齿轮带动凸轮，将三个支撑杆顶出，达到变形状态，此时弹簧会被压缩。
当不需要变形轮变化的时候，支撑杆依靠弹簧的作用，使其与凸轮紧紧接触，此时变形轮可以依靠障碍物的大小调整变形的程度，调整支撑杆的伸出长度。
在一可选实施例中，此变形轮通过双电机驱动，主电机连接驱动轴，副电机通过齿轮与变形驱动齿轮连接。通过变形驱动齿轮与驱动轴的转速差来调整机构的变形。当不变形时，轮子运行过程中。变形驱动齿轮转速与中间驱动轴转速是相同的。
在本变形轮机构中，凸轮与支撑杆之间为线接触，要求支撑杆和凸轮的材料耐磨，并且施加良好的润滑措施，以减小磨损。
下面依次介绍下各个零件的形状构造及其配合关系。
如图2所示，外轮1由盘状轮体11和中心驱动轴12构成，轮体的轮面1a圆周均布有三个槽型孔1b，以供支撑杆贯穿伸缩。
如图3所示，凸轮组件3由凸轮31、轴筒32、驱动齿轮33构成，该凸轮的圆周表面即凸轮面3a呈凸凹相间的形状，凸轮31与轴筒32同轴地固定连接例如焊接，驱动齿轮33同轴地固定套设于轴筒32端部例如过盈配合，其中轴筒端部外径较小的阶梯轴是用来安装驱动齿轮的。
如图4所示，三个支撑杆2是完全相同的结构，为长圆形截面的杆体21和凸轮接触部22，该凸轮接触部尺寸较杆体大，一方面与凸轮接触，另一方面作为弹簧4的弹簧座。
如图5所示，弹簧4套设在支撑杆2上，与支撑杆的截面形状适配，其一端与凸轮接触部抵接，另一端与盘状轮体11的内壁1c抵接。
本变形轮能够实现普通车轮与变形模式之间的转换，使安装此车轮的机器人能够通过复杂地形，并且采用双电机驱动，通过控制两个电机实现整体机构的变形，凸轮组件的驱动方式采用齿轮传动、避免打滑。
在另一变形实施例中，支撑杆的外端设有胶靴，外轮的轮面为橡胶轮面，三个支撑杆上的胶靴构成橡胶轮面的全部或一部分(图中未示出)，以实现运动缓冲功能。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于凸轮的变形轮机构，其特征在于，由外轮、三个支撑杆、凸轮组件以及三个弹簧组成，
其中，三个支撑杆在外轮圆周上呈120度三等分布置，凸轮组件套设在外轮的中心驱动轴上，支撑杆的一端抵接在凸轮组件的凸轮面上，另一端贯穿外轮的轮面，当凸轮组件相对于外轮转动时，其凸轮面迫使支撑杆伸出外轮轮面，弹簧套设在支撑杆上，迫使支撑杆始终抵紧凸轮组件的凸轮面。
2.根据权利要求1所述的基于凸轮的变形轮机构，其特征在于，所述外轮由盘状轮体和中心驱动轴构成，轮体的轮面圆周均布有三个槽型孔，以供支撑杆伸缩。
3.根据权利要求1所述的基于凸轮的变形轮机构，其特征在于，所述变形轮机构通过双电机驱动，其中，主电机连接中心驱动轴，副电机通过齿轮与变形驱动齿轮连接，通过变形驱动齿轮与驱动轴的转速差来调整机构的变形。
4.根据权利要求所述的基于凸轮的变形轮机构，其特征在于，所述凸轮组件由凸轮、轴筒、驱动齿轮构成，其中，所述凸轮的圆周表面及凸轮面呈凸凹相间的形状，所述凸轮与轴筒同轴地固定连接，所述驱动齿轮同轴地固定套设于轴筒端部。
5.根据权利要求1所述的基于凸轮的变形轮机构，其特征在于，所述支撑杆由长圆形截面的杆体和凸轮接触部构成。
CN202011240984.2A 2020-11-09 2020-11-09 一种基于凸轮的变形轮机构 Pending CN112339494A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011240984.2A CN112339494A (zh) 2020-11-09 2020-11-09 一种基于凸轮的变形轮机构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011240984.2A CN112339494A (zh) 2020-11-09 2020-11-09 一种基于凸轮的变形轮机构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112339494A true CN112339494A (zh) 2021-02-09

Family

ID=74429115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011240984.2A Pending CN112339494A (zh) 2020-11-09 2020-11-09 一种基于凸轮的变形轮机构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112339494A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115866364A (zh) * 2022-12-20 2023-03-28 陕西省动物研究所 一种鼠情智能无线监测装置
CN116296269A (zh) * 2023-02-06 2023-06-23 梁帅成 一种配电网光缆状态实时监测设备及监测方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102180062A (zh) * 2011-04-02 2011-09-14 北京交通大学 一种越野车轮
KR20160029496A (ko) * 2014-09-05 2016-03-15 한화테크윈 주식회사 주행 로봇 및 이에 적용되는 바퀴
CN105620188A (zh) * 2016-03-29 2016-06-01 邹立新 一种越野型车轮
WO2017042668A1 (en) * 2016-07-19 2017-03-16 Universidad Tecnológica De Panamá Detachable anti-skid mechanism for vehicle wheels
CN206394358U (zh) * 2016-11-15 2017-08-11 山东科技大学 应用于瞄准狙击机器人的可变形越障轮
CN107200075A (zh) * 2017-06-07 2017-09-26 宋天钰 一种可分离轮缘的变轮径移动越障机器人
CN107856474A (zh) * 2017-11-06 2018-03-30 深圳市朗驰欣创科技股份有限公司 多功能可变轮径的轮子结构
CN109109559A (zh) * 2018-08-01 2019-01-01 吉林大学 一种轮式辅助越障装置
DE202018005552U1 (de) * 2018-11-30 2019-02-11 Rustam Azamatov Ein Rad zum Befahren von weichem und hartem Untergrund und zum Befahren von Treppenstufen
CN111361356A (zh) * 2020-03-26 2020-07-03 台州技师学院（筹） 一种同时适用于软硬路面行驶的轮子

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102180062A (zh) * 2011-04-02 2011-09-14 北京交通大学 一种越野车轮
KR20160029496A (ko) * 2014-09-05 2016-03-15 한화테크윈 주식회사 주행 로봇 및 이에 적용되는 바퀴
CN105620188A (zh) * 2016-03-29 2016-06-01 邹立新 一种越野型车轮
WO2017042668A1 (en) * 2016-07-19 2017-03-16 Universidad Tecnológica De Panamá Detachable anti-skid mechanism for vehicle wheels
CN206394358U (zh) * 2016-11-15 2017-08-11 山东科技大学 应用于瞄准狙击机器人的可变形越障轮
CN107200075A (zh) * 2017-06-07 2017-09-26 宋天钰 一种可分离轮缘的变轮径移动越障机器人
CN107856474A (zh) * 2017-11-06 2018-03-30 深圳市朗驰欣创科技股份有限公司 多功能可变轮径的轮子结构
CN109109559A (zh) * 2018-08-01 2019-01-01 吉林大学 一种轮式辅助越障装置
DE202018005552U1 (de) * 2018-11-30 2019-02-11 Rustam Azamatov Ein Rad zum Befahren von weichem und hartem Untergrund und zum Befahren von Treppenstufen
CN111361356A (zh) * 2020-03-26 2020-07-03 台州技师学院（筹） 一种同时适用于软硬路面行驶的轮子

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115866364A (zh) * 2022-12-20 2023-03-28 陕西省动物研究所 一种鼠情智能无线监测装置
CN115866364B (zh) * 2022-12-20 2023-09-26 陕西省动物研究所 一种鼠情智能无线监测装置
CN116296269A (zh) * 2023-02-06 2023-06-23 梁帅成 一种配电网光缆状态实时监测设备及监测方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101678707B (zh) 辐条轮
CN112339494A (zh) 一种基于凸轮的变形轮机构
KR101522796B1 (ko) 지름 가변형 휠
CN110510017B (zh) 一种能够进行轮履变换的车轮
CN105805223A (zh) 具有悬挂***的车轮和具有悬挂***的对中单元
CN103950352B (zh) 一种径向重复折展车轮机构
JP2004506564A (ja) 懸架システム
CN111920604A (zh) 一种爬楼轮椅底盘及轮椅
US1436840A (en) Vehicle wheel
CN110576702B (zh) 可调车轮及具有其的车辆
GB2481137A (en) A vehicle wheel
US10766300B2 (en) Expandable and retractable wheel assembly
CN207902015U (zh) 一种可上下台阶的多功能移动轮
US20100096911A1 (en) Energy Wheel
CN111216490B (zh) 一种宽度与刚度可调节的车轮结构及车辆
CN111572270B (zh) 一种防磨损麦克纳姆轮
CN112757839A (zh) 一种自适应变径车轮
CN109649076B (zh) 可变直径车轮
CN102120404B (zh) 单动力展开与驱动一体化的移动机器人车轮
US20200039287A1 (en) Omni wheel including suspension structure
CN203805619U (zh) 径向重复折展车轮机构
CN212921003U (zh) 一种新型轮履复合式变结构轮
CN2302154Y (zh) 变辐车轮
CN114312132A (zh) 一种适用于可变直径轮的螺旋传动机构
CN112339493A (zh) 一种三轮辐变形轮机构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination