一种变形轮总成的制作方法

本发明属于车轮，具体涉及一种变形轮总成。

背景技术：

1、地面移动装置（如特种机器人、探测平台等）中，行走机构是决定其地形适应能力和机动性能的核心部件。当前主流的移动方式主要包括轮式、履带式和腿式三种。轮式行走机构具有结构简单、传动效率高、运动灵活、速度快等优点，但在泥泞、松软、崎岖等复杂路面容易打滑，通过性和越障能力有限；履带式行走机构接地比压小、越障和爬坡能力强，对复杂地形具有较高的通过性，但由于传动系统复杂，其移动速度和传动效率较低，机动灵活性较差；腿式行走机构适用于多种路面，但速度低、能耗大，且控制难度和制造成本较高。

2、为兼顾不同地形下的行驶需求，近年来出现了将轮式与履带式相结合的轮履复合变形轮技术。这类变形轮通过在圆形轮式形态与变形越障形态（如椭圆形、三角形等）之间切换，使移动装置既能在平坦路面上以轮式高速行驶，又能在复杂地形下以变形形态实现越障。但存在如下问题：其一，变形机构与行走驱动机构往往需要分别设置独立的动力源，导致结构臃肿、体积和重量较大；其二，部分方案中变形与行走的切换需要停车操作，无法在行驶过程中实现形态变换，降低了工作效率。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种变形轮总成，解决车轮在变形与行走状态时需使用不同的驱动源，且状态切换需要停车操作的技术问题。

2、本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，具体提供了一种变形轮总成，包括：

3、基座；

4、驱动源机构，安装于基座上；

5、切换组件，安装于基座上，包括伸缩驱动端和旋转驱动端，切换组件对驱动源机构的输出端切换至与伸缩驱动端或旋转驱动端连接；

6、变形组件，与伸缩驱动端连接；

7、支撑组件安装于变形组件上，对橡胶履带支撑；

8、转动组件与变形组件连接，且与旋转驱动端连接；

9、当驱动源机构的输出端与伸缩驱动端连接，驱动变形组件展开或折叠，变形轮为椭圆形或圆形；当驱动源机构的输出端与旋转驱动端连接，驱动转动组件转动，带动变形轮移动。

10、优选地，切换组件还包括花键轴、滑动轴套和拨动组件，花键轴设置于基座中；滑动轴套滑动安装于花键轴的外侧，两端分别设有右切换外齿轮和左切换外齿轮；拨动组件与滑动轴套外侧连接；伸缩驱动端与花键轴连接；其中，拨动组件带动滑动轴套沿花键轴轴向滑动，当向左滑动时，左切换外齿轮与旋转驱动端啮合，右切换外齿轮脱离伸缩驱动端，当向右滑动时，右切换外齿轮与伸缩驱动端啮合，左切换外齿轮脱离旋转驱动端。

11、优选地，拨动组件包括拨叉轴和滑动环，滑动环设有圆环槽，拨叉轴的一端卡接于圆环槽中。具体地，拨叉轴远离滑动环的一端外露于基座，与第一驱动源连接，外形可为环形手摇柄，方便手动操作，或可为齿轮，可外接驱动电机，以电机动力驱动。滑动环可滑动设置于滑动轴套外侧，外侧设有圆环槽。

12、优选地，伸缩驱动端包括右切换内齿轮和花键套，花键套嵌合于右切换内齿轮的外侧，花键轴与花键套啮合。

13、优选地，旋转驱动端为左切换内齿轮，左切换内齿轮靠近左切换外齿轮的一端设有与左切换外齿轮啮合的第四内齿。

14、优选地，驱动源机构包括第二驱动源、第一齿轮和与第一齿轮啮合的第二齿轮，第一齿轮安装于第二驱动源的输出端，第二齿轮与切换组件啮合。

15、优选地，变形组件包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第一螺母、第一螺杆、第二螺母和第二螺杆，第一连杆的一端与第二连杆铰接，另一端与第四连杆的一端铰接，第三连杆的一端与第二连杆的另一端铰接，第三连杆的另一端与第四连杆的另一端铰接；第一螺杆的一端与第一连杆和第四连杆铰接处连接，另一端与伸缩驱动端连接，第一螺母与第一螺杆螺纹连接，第二螺杆的一端与第二连杆和第四连杆铰接处连接，另一端与伸缩驱动端连接。

16、优选地，变形组件还包括限位与导向组件，限位与导向组件包括第一导向管、第二导向管、第一限位板和第二限位板，第一导向管的一端与基座外侧连接，另一端与第一限位板连接，第一导向管的轴心与第一螺杆的轴心平行，第一螺母套设并沿第一导向管外侧移动；第二导向管的一端与基座外侧连接，另一端与第二限位板连接，第二导向管的轴心与第二螺杆的轴心平行，第二螺母套设并沿第二导向管外侧移动。

17、优选地，转动组件设有两组，前端转动组件和后端转动组件，每组包括主动轮、从动轮、第五连杆、第六连杆、第七连杆和第八连杆；主动轮套设于旋转驱动端，从动轮转动安装于变形组件上，第五连杆的一端与第六连杆铰接安装于变形组件上，另一端与第八连杆的一端铰接，第七连杆的一端与第六连杆的另一端铰接，第七连杆的另一端与第八连杆的另一端分别与旋转驱动端连接，橡胶履带的内壁上固定连接有与从动轮啮合的齿牙。

18、优选地，支撑组件包括弧形板和若干滚动体，弧形板固定于变形组件上，滚动体转动安装于弧形板上，且变形轮为圆形时，各滚动体的回转中心在同一圆周上。

19、由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

20、本发明通过设置切换组件，将驱动源机构的输出端在伸缩驱动端与旋转驱动端之间进行切换，使得同一驱动源在不停止工作状态下可选择性地驱动变形组件进行形态变换或驱动转动组件进行移动。替代传统方案中为变形和行走分别设置独立动力源所带来的冗余部件，显著降低了车轮总成的整体重量和体积。

1.一种变形轮总成，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的变形轮总成，其特征在于，切换组件(3)还包括花键轴(33)、滑动轴套(34)和拨动组件(35)，花键轴(33)设置于基座(1)中；滑动轴套(34)滑动安装于花键轴(33)的外侧，两端分别设有右切换外齿轮(341)和左切换外齿轮(342)；拨动组件(35)与滑动轴套(34)外侧连接；伸缩驱动端(31)与花键轴(33)连接；其中，拨动组件(35)带动滑动轴套(34)沿花键轴(33)轴向滑动，当向左滑动时，左切换外齿轮(342)与旋转驱动端(32)啮合，右切换外齿轮(341)脱离伸缩驱动端(31)，当向右滑动时，右切换外齿轮(341)与伸缩驱动端(31)啮合，左切换外齿轮(342)脱离旋转驱动端(32)。

3.根据权利要求2所述的变形轮总成，其特征在于，拨动组件(35)包括拨叉轴(351)和滑动环(352)，滑动环(352)设有圆环槽(353)，拨叉轴(351)的一端卡接于圆环槽(353)中。具体地，拨叉轴(351)远离滑动环(352)的一端外露于基座(1)，与第一驱动源连接，外形可为环形手摇柄，方便手动操作，或可为齿轮，可外接驱动电机，以电机动力驱动。滑动环(352)可滑动设置于滑动轴套(34)外侧，外侧设有圆环槽(353)。

4.根据权利要求2或3所述的变形轮总成，其特征在于，伸缩驱动端(31)包括右切换内齿轮(311)和花键套(312)，花键套(312)嵌合于右切换内齿轮(311)的外侧，花键轴(33)与花键套(312)啮合。

5.根据权利要求2或3所述的变形轮总成，其特征在于，旋转驱动端(32)为左切换内齿轮，左切换内齿轮靠近左切换外齿轮(342)的一端设有与左切换外齿轮(342)啮合的第四内齿(321)。

6.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的变形轮总成，其特征在于，驱动源机构(2)包括第二驱动源(21)、第一齿轮(22)和与第一齿轮(22)啮合的第二齿轮(23)，第一齿轮(22)安装于第二驱动源(21)的输出端，第二齿轮(23)与切换组件(3)啮合。

7.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的变形轮总成，其特征在于，变形组件(4)包括第一连杆(41)、第二连杆(42)、第三连杆(43)、第四连杆(44)、第一螺母(45)、第一螺杆(46)、第二螺母(47)和第二螺杆(48)，第一连杆(41)的一端与第二连杆(42)铰接，另一端与第四连杆(44)的一端铰接，第三连杆(43)的一端与第二连杆(42)的另一端铰接，第三连杆(43)的另一端与第四连杆(44)的另一端铰接；第一螺杆(46)的一端与第一连杆(41)和第四连杆(44)铰接处连接，另一端与伸缩驱动端(31)连接，第一螺母(45)与第一螺杆(46)螺纹连接，第二螺杆(48)的一端与第二连杆(42)和第四连杆(44)铰接处连接，另一端与伸缩驱动端(31)连接。

8.根据权利要求7所述的变形轮总成，其特征在于，变形组件(4)还包括限位与导向组件(49)，限位与导向组件(49)包括第一导向管(491)、第二导向管、第一限位板(492)和第二限位板，第一导向管(491)的一端与基座(1)外侧连接，另一端与第一限位板(492)连接，第一导向管(491)的轴心与第一螺杆(46)的轴心平行，第一螺母(45)套设并沿第一导向管(491)外侧移动；第二导向管的一端与基座(1)外侧连接，另一端与第二限位板连接，第二导向管的轴心与第二螺杆(48)的轴心平行，第二螺母(47)套设并沿第二导向管外侧移动。

9.根据权利要求1、2、3或8所述的变形轮总成，其特征在于，转动组件(5)设有两组，前端转动组件和后端转动组件，每组包括主动轮(51)、从动轮(52)、第五连杆(53)、第六连杆(54)、第七连杆(55)和第八连杆(56)；主动轮(51)套设于旋转驱动端(32)，从动轮(52)转动安装于变形组件(4)上，第五连杆(53)的一端与第六连杆(54)铰接，另一端与第八连杆(56)的一端铰接安装于变形组件(4)上，第七连杆(55)的一端与第八连杆(56)的另一端铰接，第七连杆(55)的另一端与第六连杆(54)的另一端分别与旋转驱动端(32)连接，橡胶履带(7)的内壁上固定连接有与从动轮(52)啮合的齿牙(71)。

10.根据权利要求1、2、3或8所述的变形轮总成，其特征在于，支撑组件(6)包括弧形板(61)和若干滚动体(62)，弧形板(61)固定于变形组件(4)上，滚动体(62)转动安装于弧形板(61)上，且变形轮为圆形时，各滚动体(62)的回转中心在同一圆周上。