雙偏心圓可變偏心距越障輪的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙偏心圓可變偏心距越障輪，包括內(nèi)輪、外輪和用于帶動內(nèi)輪轉(zhuǎn)動的動力軸，所述動力軸偏心的設(shè)置在內(nèi)輪上，所述內(nèi)輪可相對外輪轉(zhuǎn)動并且偏心的設(shè)置于外輪中，所述內(nèi)、外輪之間還設(shè)置有防止軸向竄動的限位機構(gòu)和可使內(nèi)、外輪同步轉(zhuǎn)動的同步機構(gòu)。本發(fā)明的越障輪即能做偏心輪使用，又可做普通圓心輪使用，能夠?qū)崿F(xiàn)偏心輪和普通的圓心輪之間自由切換。因此，能兼顧在規(guī)整地形系統(tǒng)功耗的平穩(wěn)性和行走的高效性、在非規(guī)整地形下的越障能力強、控制簡單、效率高、低能耗、應(yīng)用范圍廣，可供移動機器人、越障車等需要在非平整地面和平整地面行走的移動設(shè)備使用。
【專利說明】雙偏心圓可變偏心距越障輪

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于越障機器人領(lǐng)域，具體涉及一種越障輪。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國核能工業(yè)、探險救援、軍事偵察、消防排爆、航天航空等眾多領(lǐng)域的快速發(fā)展，迫切需要一種既能在平坦地面自由行走，又能在野外環(huán)境和復(fù)雜地形(如地震廢墟、礦難現(xiàn)場)中自由行走和越障的移動機器人?，F(xiàn)有移動機器人的行走機構(gòu)大致可分為:輪式、履帶式、多足式、混合式(如輪腿混合式、輪履混合式)和特殊形式(如多邊形翻滾式、蛇形滑動式)。其中，多足式和特殊形式大多屬于仿生類行走機構(gòu)，具有很強的越障能力和地形適應(yīng)性，但這兩類行走機構(gòu)的機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制難度大、機動性相對較差，目前正處于研宄與開發(fā)應(yīng)用的初級階段。履帶經(jīng)過一百多年的發(fā)展已經(jīng)被證明是一種能適應(yīng)復(fù)雜地形和惡劣環(huán)境的行走機構(gòu)，不過它的缺點也很明顯:笨重、需要大功率驅(qū)動器，因此，對于便攜式或?qū)β视袊栏裣拗频囊苿訖C器人來說履帶并不合適。輪子早在三千多年前就已經(jīng)出現(xiàn)，被認為是能量轉(zhuǎn)換效率最高的行走機構(gòu)，輪子具有輕便簡潔、高速度、高效率和控制簡單等優(yōu)勢使得它經(jīng)久不衰，近年來出現(xiàn)的萬用拖輪(三角輪)、各種越障輪以及輪子與其它形式混合的行走機構(gòu)使得輪子開始脫離硬質(zhì)平坦地面而走進復(fù)雜地形。
[0003]但是，圓輪在非規(guī)整地面的越障和通過能力低；一般的輪子都是將動力軸固定在圓心，其只能越過小于半徑的障礙物，使得其在非規(guī)整地面的越障和通過能力非常低，因此，圓輪具有越障能力低、應(yīng)用范圍窄等缺點。
[0004]其次，偏心輪在規(guī)整地面的行走效率低；偏心輪可以越過大于其半徑的障礙物，但是，其在平整地面的行走效率低，平穩(wěn)性不夠好。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種雙偏心圓可變偏心距越障輪，以克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，即能兼顧在規(guī)整地形系統(tǒng)功耗的平穩(wěn)性和行走的高效性、在非規(guī)整地形下的越障能力強、控制簡單、效率高、低能耗、應(yīng)用范圍廣，可供移動機器人、越障車等需要在非平整地面和平整地面行走的移動設(shè)備使用。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007]一種雙偏心圓可變偏心距越障輪，包括內(nèi)輪、外輪和用于帶動內(nèi)輪轉(zhuǎn)動的動力軸，所述動力軸偏心的設(shè)置在內(nèi)輪上，所述內(nèi)輪可相對外輪轉(zhuǎn)動并且偏心的設(shè)置于外輪中，所述內(nèi)、外輪之間還設(shè)置有防止軸向竄動的限位機構(gòu)和可使內(nèi)、外輪同步轉(zhuǎn)動的同步機構(gòu)。
[0008]進一步，所述防止內(nèi)、外輪軸向竄動的限位機構(gòu)為固定設(shè)置在內(nèi)輪兩側(cè)的擋桿。
[0009]進一步，所述同步機構(gòu)包括擋桿和設(shè)置在外輪上用于阻礙擋桿轉(zhuǎn)動的擋塊。
[0010]進一步，所述擋桿設(shè)置在內(nèi)輪直徑上，所述擋塊設(shè)置在擋桿兩端的不同側(cè)面上。
[0011]進一步，所述動力軸設(shè)置在內(nèi)輪的邊緣部位并可隨內(nèi)輪轉(zhuǎn)動到外輪的圓心處。
[0012]進一步，所述內(nèi)、外輪之間設(shè)置的同步機構(gòu)包括設(shè)置在內(nèi)輪或者外輪上的抱閘裝置。
[0013]進一步，所述內(nèi)、外輪之間防止軸向竄動的限位機構(gòu)為設(shè)置在內(nèi)輪兩側(cè)或者外輪兩側(cè)的擋板。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的越障輪即能做偏心輪使用，又可做普通圓心輪使用，能夠?qū)崿F(xiàn)偏心輪和普通的圓心輪之間自由切換。因此，能兼顧在規(guī)整地形系統(tǒng)功耗的平穩(wěn)性和行走的高效性、在非規(guī)整地形下的越障能力強、控制簡單、效率高、低能耗、應(yīng)用范圍廣，可供移動機器人、越障車等需要在非平整地面和平整地面行走的移動設(shè)備使用。
[0015]本發(fā)明的其他優(yōu)點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研宄對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實踐中得到教導。本發(fā)明的目標和其他優(yōu)點可以通過下面的說明書來實現(xiàn)和獲得。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述，其中:
[0017]圖1為本發(fā)明實施一作為偏心輪的示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明實施一作為圓輪的示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明實施二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為本發(fā)明內(nèi)、外輪之間防止軸向竄動的一種限位形式示意圖；
[0021]圖5為本發(fā)明內(nèi)、外輪之間防止軸向竄動的另一種限位形式示意圖；
[0022]圖中，1、內(nèi)輪，2、外輪，3、動力軸，4-1、擋塊，4-2、抱閘裝置，5、檔桿。

【具體實施方式】
[0023]以下將參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。應(yīng)當理解，優(yōu)選實施例僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護范圍。
[0024]實施例一:
[0025]如圖1和2所示，一種雙偏心圓可變偏心距越障輪，包括內(nèi)輪1、外輪2和用于帶動內(nèi)輪轉(zhuǎn)動的動力軸3，所述動力軸3偏心的設(shè)置在內(nèi)輪I上，所述內(nèi)輪可相對外輪轉(zhuǎn)動并且偏心的設(shè)置于外輪中，所述內(nèi)、外輪之間還設(shè)置有防止軸向竄動的限位機構(gòu)和可使內(nèi)、外輪同步轉(zhuǎn)動的同步機構(gòu)。
[0026]本實施例中，所述防止內(nèi)、外輪軸向竄動的限位機構(gòu)為固定設(shè)置在內(nèi)輪兩側(cè)的擋桿5 ;所述同步機構(gòu)包括擋桿5和設(shè)置在外輪上用于阻礙擋桿轉(zhuǎn)動的擋塊4-1，所述擋桿5設(shè)置在內(nèi)輪直徑上，所述擋塊4-1設(shè)置在擋桿兩端的不同側(cè)面上；所述動力軸3設(shè)置在內(nèi)輪的邊緣部位并可隨內(nèi)輪轉(zhuǎn)動到外輪的圓心處。
[0027]本實施例中，內(nèi)輪1、外輪2均為圓輪，內(nèi)輪隨動力軸一起轉(zhuǎn)動，作為同步機構(gòu)的檔桿和擋塊用于限制內(nèi)輪的轉(zhuǎn)動，在內(nèi)輪轉(zhuǎn)動180度后，利用擋塊4-1擋住擋桿5從而使得內(nèi)輪和外輪一起同步轉(zhuǎn)動，此操作可以實現(xiàn)偏心輪與普通圓輪之間的切換。
[0028]本實施例的越障輪既可做偏心輪使用，又可作圓心輪使用。當移動機器人或者越障車在平坦地面運動時，該越障輪當做普通圓輪使用，普通圓輪的動力軸位于圓心，行走無起伏，效率高。在非平坦地面運動時，該越障輪可做偏心輪使用，偏心輪的動力軸偏離圓心，越障能力強。并且，本發(fā)明中的越障輪可以在偏心和圓心中自由切換。
[0029]實施例二:
[0030]如圖3所示，一種雙偏心圓可變偏心距越障輪，包括內(nèi)輪1、外輪2和用于帶動內(nèi)輪轉(zhuǎn)動的動力軸3，所述動力軸3偏心的設(shè)置在內(nèi)輪I上，所述內(nèi)輪可相對外輪轉(zhuǎn)動并且偏心的設(shè)置于外輪中，所述內(nèi)、外輪之間還設(shè)置有防止軸向竄動的限位機構(gòu)和可使內(nèi)、外輪同步轉(zhuǎn)動的同步機構(gòu)。
[0031 ] 本實施例中，所述防止內(nèi)、外輪軸向竄動的限位機構(gòu)為固定設(shè)置在內(nèi)輪兩側(cè)的擋桿5 ;所述同步機構(gòu)包括設(shè)置外輪上的抱閘片4-2，所述擋桿5設(shè)置在內(nèi)輪直徑上，所述動力軸3設(shè)置在內(nèi)輪的邊緣部位并可隨內(nèi)輪轉(zhuǎn)動到外輪的圓心處。
[0032]本實施例中，內(nèi)輪1、外輪2均為圓輪，內(nèi)輪I隨動力軸3 —起轉(zhuǎn)動，當動力軸3轉(zhuǎn)到任意指定位置時，可以利用抱閘4-2鎖死內(nèi)輪，此時內(nèi)輪相對于外輪無任何異動，內(nèi)圓將帶動外圓一起轉(zhuǎn)動，從而使得該發(fā)明實現(xiàn)變偏心距的功能，偏心距的范圍為[0，R)，其中R為外輪2的半徑。
[0033]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.一種雙偏心圓可變偏心距越障輪，其特征在于:包括內(nèi)輪、外輪和用于帶動內(nèi)輪轉(zhuǎn)動的動力軸，所述動力軸偏心的設(shè)置在內(nèi)輪上，所述內(nèi)輪可相對外輪轉(zhuǎn)動并且偏心的設(shè)置于外輪中，所述內(nèi)、外輪之間還設(shè)置有防止軸向竄動的限位機構(gòu)和可使內(nèi)、外輪同步轉(zhuǎn)動的同步機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙偏心圓可變偏心距越障輪，其特征在于:所述防止內(nèi)、外輪軸向竄動的限位機構(gòu)為固定設(shè)置在內(nèi)輪兩側(cè)的擋桿。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙偏心圓可變偏心距越障輪，其特征在于:所述同步機構(gòu)包括擋桿和設(shè)置在外輪上用于阻礙擋桿轉(zhuǎn)動的擋塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙偏心圓可變偏心距越障輪，其特征在于:所述擋桿設(shè)置在內(nèi)輪直徑上，所述擋塊設(shè)置在擋桿兩端的不同側(cè)面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙偏心圓可變偏心距越障輪，其特征在于:所述動力軸設(shè)置在內(nèi)輪的邊緣部位并可隨內(nèi)輪轉(zhuǎn)動到外輪的圓心處。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙偏心圓可變偏心距越障輪，其特征在于:所述內(nèi)、外輪之間設(shè)置的同步機構(gòu)包括設(shè)置在內(nèi)輪或者外輪上的抱閘裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙偏心圓可變偏心距越障輪，其特征在于:所述內(nèi)、外輪之間防止軸向竄動的限位機構(gòu)為設(shè)置在內(nèi)輪兩側(cè)或者外輪兩側(cè)的擋板。
【文檔編號】B60B19/00GK104442191SQ201410767382
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】王宇俊, 方燦, 黃結(jié), 申晨陽, 全瑞坤, 胡翔, 孫亞芹, 蔣齊密 申請人:西南大學