[發(fā)明專利]一種可自鎖的變形輪機(jī)構(gòu)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810261567.2
• 申請(qǐng)日: 2018-03-28
• 公開（公告）號(hào): CN108327459A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳揚(yáng)枝;李政
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B60B19/02
• 分類號(hào): B60B19/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;黃海波

1.一種可自鎖的變形輪機(jī)構(gòu)，包括輪轂(1)、三段相同的外輪緣(2)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括絲桿螺母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)、第一連接塊(10)、三個(gè)連桿(4)和三個(gè)第二連接塊(11)，所述絲桿螺母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)包括沿變形輪軸向設(shè)置的絲桿(5)和螺母(6)，三段所述的外輪緣(2)均為120°的劣弧，且周向等間距地與輪轂(1)鉸鏈連接，每段外輪緣(2)均通過對(duì)應(yīng)的第二連接塊(11)與對(duì)應(yīng)的所述連桿(4)的一端活動(dòng)連接，三個(gè)所述連桿(4)的另一端均與所述第一連接塊(10)鉸鏈連接，所述第一連接塊(10)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在所述螺母(6)上可繞輪轂(1)軸向旋轉(zhuǎn)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)固定在輪轂(1)一側(cè)且與所述絲桿(5)驅(qū)動(dòng)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可自鎖的變形輪機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述第二連接塊(11)采用兩端相互垂直的虎克鉸鏈。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可自鎖的變形輪機(jī)構(gòu)，其特征在于：三段所述的外輪緣(2)周向等間距地通過兩個(gè)第一帶座軸承(7)和沿變形輪軸向設(shè)置的心軸(8)與輪轂(1)鉸鏈連接，所述心軸(8)與輪轂(1)固定連接，所述第一帶座軸承(7)的底座固定在外輪緣(2)上，軸承內(nèi)圈與所述心軸(8)相配合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可自鎖的變形輪機(jī)構(gòu)，其特征在于：每個(gè)所述的外輪緣(2)上固定有兩個(gè)第二帶座軸承(12)，所述連桿(4)的一端通過所述的第二連接塊(11)與兩個(gè)第二帶座軸承(12)活動(dòng)連接，所述連桿(4)通過帶動(dòng)兩個(gè)第二帶座軸承(12)進(jìn)而帶動(dòng)外輪緣(2)繞鉸鏈連接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可自鎖的變形輪機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述可自鎖的變形輪機(jī)構(gòu)包括圓輪模式和異形輪模式，其中在所述圓輪模式下，三段外輪緣(2)圍成圓形且共圓心；在所述異形輪模式下，所述三段外輪緣(2)同步旋轉(zhuǎn)一定變形角α后相互分離，實(shí)現(xiàn)越障功能，所述變形角α是指所述外輪緣從圓輪模式變換至當(dāng)前位置所轉(zhuǎn)過的角度。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種可自鎖的變形輪機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述外輪緣(2)兩端設(shè)有斜面，在所述圓輪模式下，三段所述外輪緣(2)的兩端通過上述斜面兩兩搭接。實(shí)現(xiàn)相對(duì)定位并避免變形時(shí)發(fā)生干涉。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種可自鎖的變形輪機(jī)構(gòu)，其特征在于：在異形輪模式下，所述變形角的數(shù)值可視樓梯的踏步寬度和踏步高度的具體尺寸改變形狀，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)快速攀越樓梯，所述變形角的數(shù)值與樓梯的具體尺寸關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

其中，w為樓梯的踏步寬度，h為樓梯的踏步高度，R為所述外輪緣(2)半徑，r為三段外輪緣(2)鉸鏈連接位置至輪轂(1)中心的距離，β為所述外輪緣(2)最遠(yuǎn)端與外輪緣(2)圓心連線、輪轂(1)鉸鏈連接位置與外輪緣(2)圓心連線的夾角，α為變形角，θ為所述外輪緣(2)與樓梯踏面的接觸點(diǎn)在所述外輪緣(2)滑過的角度，其值是(0)～π/3的任意值，L、γ為中間量。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可自鎖的變形輪機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述輪轂(1)內(nèi)沿輪轂(1)的軸向方向設(shè)置有兩根相互平行的導(dǎo)向桿(9)，所述螺母(6)通過導(dǎo)向孔與所述導(dǎo)向桿(9)滑動(dòng)配合。