[发明专利]一种可实现轮履切换的变体轮式行走装置

权利要求书

1.一种可实现轮履切换的变体轮式行走装置，包括主轴（5）、轮辐总成、轮辋总成、变换及张紧机构、可切换传动机构，轮辐总成安装在主轴（5）上，轮辋总成连接在轮辐总成上，轮辋总成的外圈通过多个承重轮组安装有履带（21），变换及张紧机构可以带动轮辋总成进行旋转变形，从而使履带（21）的截面形状在圆形和三角形之间变换并对履带（21）进行张紧，可切换传动机构能够在履带（21）的截面形状为圆形和三角形时分别传递主轴（5）的旋转，从而驱动装置的行走，其特征在于：

所述轮辐总成包括两个具有相同结构并且左右对称设置的轮辐体，两个轮辐体之间连接有限位杆（6），轮辐体包括一个通过轴承空套在主轴（5）上的轮辐基板（1），轮辐基板（1）的外周上连接有三个固定辐板（2）和六个可动辐板（4），六个可动辐板（4）共分为三组，三个固定辐板（2）和三组可动辐板（4）沿轮辐基板（1）的周向交错设置，且三个固定辐板（2）和三组可动辐板（4）沿轮辐基板（1）的周向依次均匀间隔，可动辐板（4）与轮辐基板（1）铰接，同一组的两个可动辐板（4）沿轮辐基板（1）的周向对称间隔分布；所述轮辋总成包括两圈具有相同结构并且左右对称设置的轮辋体（7），两圈轮辋体（7）的数量均为六个，轮辋体（7）上穿设有多个承重轮轴，承重轮轴与主轴（5）平行，承重轮轴贯穿轮辋体（7）的两端分别安装有承重轮（8）；

所述变换及张紧机构包括六个伸缩机构（9），六个伸缩机构（9）分别与六个固定辐板（2）相对应，伸缩机构（9）的长度方向与主轴（5）垂直，伸缩机构（9）均位于不同轮辐基板（1）外周上连接的在厚度方向相对应的两个固定辐板（2）之间，伸缩机构（9）的一端与轮辐基板（1）或固定辐板（2）靠近轮辐基板（1）的一侧连接，伸缩机构（9）的另一端贯穿固定辐板（2）远离轮辐基板（1）的一侧开设的导向孔（3），伸缩机构（9）贯穿固定辐板（2）的一端连接有活动支座（10），活动支座（10）与同一圈中的相邻两个轮辋体（7）分别铰接，两个轮辋体（7）与活动支座（10）铰接的位置分别位于该活动支座（10）所连接伸缩机构（9）的轴线的两侧，两个轮辋体（7）还分别与该活动支座（10）沿轮辐基板（1）的周向相邻的两个可动辐板（4）铰接，使伸缩机构（9）的伸缩运动能够带动两个轮辋体（7）关于该伸缩机构（9）的轴线进行对称的反向旋转；

所述变换及张紧机构还包括六个张紧轮组件，六个活动支座（10）远离主轴（5）的一侧分别安装有各自的张紧轮组件，张紧轮组件包括一个连接在活动支座（10）上的固定支撑块（11），固定支撑块（11）远离活动支座（10）的一侧设有可动支撑块（12），可动支撑块（12）上穿设有张紧轮轴（14），张紧轮轴（14）贯穿可动支撑块（12）的两端分别安装有张紧轮（13），张紧轮轴（14）与主轴（5）平行，且张紧轮轴（14）的轴线与该张紧轮组件所对应伸缩机构（9）的轴线相交，固定支撑块（11）上设有两个弹簧导杆（15），两个弹簧导杆（15）均贯穿可动支撑块（12），两个弹簧导杆（15）的轴线均与该张紧轮组件所对应伸缩机构（9）的轴线平行，且两个弹簧导杆（15）的轴线关于张紧轮轴（14）的轴线对称，弹簧导杆（15）远离固定支撑块（11）的一端设有挡片（16），弹簧导杆（15）上套设有第一弹簧（17）和第二弹簧（18），第一弹簧（17）的两端分别与固定支撑块（11）和可动支撑块（12）连接，第二弹簧（18）的两端分别与可动支撑块（12）和挡片（16）连接，当履带（21）的截面形状为三角形时，通过第一弹簧（17）和第二弹簧（18）的弹性力配合将可动支撑块（12）顶向远离固定支撑块（11）的一侧，从而使张紧轮（13）的外周面与履带（21）的内壁面保持贴合；可动支撑块（12）沿轮辐基板（1）的周向的两侧分别设有压盘（19），可动支撑块（12）两侧的压盘（19）分别向该张紧轮组件相邻的两个轮辋体（7）延伸，轮辋体（7）靠近张紧轮组件的一端均设有与相邻压盘（19）对应的压杆（20），当履带（21）的截面形状为圆形时，压杆（20）能够将压盘（19）压设在活动支座（10）上，并使张紧轮（13）和多个承重轮（8）与履带（21）的内壁面同时相切；

所述可切换传动机构包括一个用于在履带（21）的截面形状为圆形时带动履带（21）和轮辋体（7）同步旋转的轮式驱动齿轮（22），轮式驱动齿轮（22）空套在主轴（5）上，轮式驱动齿轮（22）与两个轮辐基板（1）中的一个固定连接，主轴（5）上套装有能够随主轴（5）同步旋转的接合套（23），接合套（23）靠近轮式驱动齿轮（22）的一侧开设有与轮式驱动齿轮（22）相匹配的内齿，接合套（23）的外周上开设有一圈环槽（24），所述限位杆（6）上安装有拨叉驱动机构（26），拨叉驱动机构（26）上连接有拨叉（25），拨叉（25）与所述环槽（24）滑动配合，通过拨叉驱动机构（26）带动拨叉（25）运动，使拨叉（25）能够推动环槽（24）的侧壁，从而使接合套（23）沿主轴（5）运动并与轮式驱动齿轮（22）啮合，以便于主轴（5）带动轮辐基板（1）、轮辋体（7）和履带（21）同步旋转；

所述可切换传动机构还包括三个用于在履带（21）的截面形状为三角形时带动履带（21）相对于轮辋体（7）旋转的开放式驱动轮（27），所述活动支座（10）朝向两个轮辐体之间的一侧连接有驱动轮安装板（31），三组相对设置的驱动轮安装板（31）之间分别穿设有驱动轮轴（32），三个驱动轮轴（32）均与主轴（5）平行，用于分别安装三个开放式驱动轮（27），所述开放式驱动轮（27）包括两个相对设置的轮圈（28），轮圈（28）套设在驱动轮轴（32）上，两个轮圈（28）之间连接有多个驱动销（29），多个驱动销（29）沿轮圈（28）的周向均匀间隔分布并与履带（21）的内齿啮合，两个轮圈（28）中的一个的内环面连接有轮盘（30），轮盘（30）套设在驱动轮轴（32）上，轮盘（30）远离开放式驱动轮（27）的一端连接有被动链轮（33），主轴（5）上空套有三个主动链轮（35）和一个链式驱动齿轮（34），三个主动链轮（35）分别与各自的一个被动链轮（33）通过链条传动连接，链式驱动齿轮（34）与轮式驱动齿轮（22）分别位于接合套（23）的两侧，三个主动链轮（35）均位于链式驱动齿轮（34）远离接合套（23）的一侧，链式驱动齿轮（34）和三个主动链轮（35）沿主轴（5）的轴向依次连接，接合套（23）靠近链式驱动齿轮（34）的一侧开设有与链式驱动齿轮（34）相匹配的内齿，通过拨叉驱动机构（26）带动拨叉（25）运动，使拨叉（25）能够推动环槽（24）的侧壁，从而使接合套（23）沿主轴（5）运动并与链式驱动齿轮（34）啮合，以便于主轴（5）带动三个主动链轮（35）旋转，并使三个被动链轮（33）和三个开放式驱动轮（27）同步旋转，从而使主轴（5）带动履带（21）相对于轮辐基板（1）和轮辋体（7）旋转；

所述可切换传动机构还包括三组链条约束机构，链条约束机构包括四根依次首尾铰接相连的连杆（36），使四根连杆（36）组成可转动的四边形结构，所述伸缩机构（9）的伸缩端连接有动力轴（37），四边形结构的一角铰接在动力轴（37）上，四边形结构与动力轴（37）相对的一角铰接在轮辐基板（1）上，四边形结构的另外两角分别铰接有链约束轮（38），同一个四边形结构的两个链约束轮（38）分别与同一根链条相对的两侧贴合，以便于两个链约束轮（38）配合对同一根链条进行张紧约束；

所述轮辋体（7）上安装有锁止器，锁止器位于同一圈中相邻的两个轮辋体（7）相互靠近并远离各自铰接的活动支座（10）的一端，锁止器由两个半锁止体（39）组成，两个半锁止体（39）分别铰接在两个轮辋体（7）相互靠近一侧的承重轮轴上，半锁止体（39）远离另一个半锁止体（39）所铰接承重轮轴的一侧设有锁止块（40），半锁止体（39）的另一侧为延伸至另一个半锁止体（39）所铰接承重轮轴的锁止斜面（41），锁止斜面（41）位于另一个半锁止体（39）所铰接的承重轮轴朝向主轴（5）的一侧，锁止斜面（41）的端部设有锁止钩（42），当履带（21）的截面形状为圆形时，两个半锁止体（39）所铰接的承重轮轴能够分别顶住另一个半锁止体（39）的锁止斜面（41），使两个半锁止体（39）的锁止块（40）分别卡设至履带（21）内齿的齿槽中，从而限制履带（21）和轮辋体（7）的相对旋转；当履带（21）的截面形状为三角形时，两个半锁止体（39）的锁止钩（42）能够分别勾住另一个半锁止体（39）所铰接的承重轮轴，使两个半锁止体（39）的锁止块（40）从履带（21）的内齿中脱出，以便于履带（21）相对于轮辋体（7）进行旋转。