专利名称：磁力离合的扇形变形车轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车轮，具体地说是一种适用于月球车、机器人、爬楼车等 特种车辆的磁力离合的扇形变形车轮。
背景技术：
人类在探索太空、月球的进程中发明了月球车，月球上可能会出现的高低 不平的地形、地貌，加何设计月球车的车轮，使它在最困难的条件下能更好的 行走能为一个热点课题。
另外，在机器人领域，助残机械、爬楼车等领域中，也亟需一种可以顺利 克服各种复杂地形和障碍物的新型车轮。
现有技术中，专利号为200510046097.0的中国专利披露了一种适用于平 地、爬楼两用车。它包括车架、扶手、安装在车架下的车轴和装于车轴两端的 车轮，其特征在于所述的车轮为曲边圆滑连体三圆型，与车轴作滚动连接，在 曲边圆滑连体三圆型车轮内侧套装有一扇形介轮，此扇形介轮与车轴为滑动配 合。由于车轮采用了曲边圆滑连体三圆型结构，使车轮形成一个外缘为三个凸 圆弧线和三个内凹弧线的轮子，当车轮爬楼时，这种特别设计的车轮的内凹弧 线刚好卡在楼梯台阶的棱角上，而随着车轮的转动，其凸圆又正好在上一级或 下一级楼梯台阶面上滚动，从而带动整个车子上升一级台阶或下降一级台阶， 如此反复进行，实现平稳、安全、省力上下楼梯。这种平地、爬楼两用车地 车轮虽然不为圆形，但仍为传统的整体式结构，对地形的适应性不强，即使加 装了扇形介轮，仍不能有效实现攀登动作，扇形介轮的形状和尺寸受限于三圆 型车轮的大小。
发明内容
本发明目的是提供一种适用于月球车、机器人、爬楼车等特种车辆的磁力 离合的扇形变形车轮，且采用磁力离合的方式控制各片扇形轮的动作。 本发明的技术方案是
一种磁力离合的扇形变形车轮，轮轴上设有磁力离合驱动盘，磁力离合驱 动盘为圆盘形结构，其上设有圆环阵列分布的磁力离合孔，磁力离合孔内设有 柱状的磁柱，轮轴上紧贴磁力离合驱动盘一侧活动连接至少两个扇状的小扇 形，每个小扇形上对应磁力离合孔的位置设有磁力卡销槽，磁力卡销槽内设有 可活动的磁力卡销，使得当每个小扇形上的磁力卡销槽旋转至磁力离合孔位置 时，磁力卡销槽内的磁力卡销可被磁力离合孔内的磁柱吸引进入磁力离合孔内 或排斥回磁力卡销槽内，从而通过磁力实现小扇形与磁力离合驱动盘的离合动 作；轮轴上的小扇形共同构成扇形变形车轮。
所述磁力离合驱动盘上设有磁力离合驱动盘盖板，磁力离合驱动盘盖板上 设有对应于磁力离合孔的通孔。
所述小扇形的轮辕设有防滑胶垫。
所述轮轴上磁力离合驱动盘的一侧活动连接三个小扇形。 所述磁柱为永磁体或电磁铁。
所述磁柱的磁极正极朝向磁力离合孔内或朝向磁力离合孔外。 本发明的优点体现在
1、 由于本发明是由三个活动的小扇形组成一个形状不断变化的带有缺口 的扇形变形车轮，减小了车轮的整体重量，这在减少火箭运载重量方面十分重 要；
2、 静态时、本发明是由三个小扇形组成一个半月形车轮，行走时，三个 小扇形流完成跨越支撑动作，这在越过障碍(高度稍大于轮的半径)方面有着不可替代的优越性；
3、 如果把本发明替换到越野作业车辆上面，它的爬坡性能会比普通车轮 更好，特别在陷入不深的泥潭、松软的沙地后，它能比普通车轮更容易走出险 地；同时特别设计了磁力离合驱动盘，完成轮轴驱动力与车轮的传递，如果把 功能替换到越野作业车辆上面，它的爬坡性能更好，在陷入小深度的泥潭及松 软沙地后，它能比普通车轮更容易走出险地；
4、 本发明应用范围广泛，可以适用于月球车、机器人、爬楼车等特种车 辆的磁力离合的扇形变形车轮；
5、 本发明也考虑到带有缺口的车轮，在月球上失去重力的情况下的正常 行走(在地球上是以小扇形的自重完成它的形状组合的)；它分别以磁力推进 小扇形完成跨越支撑动作，保证月球车轮的工作性能，在月球上也不受到改变。
图1为本发明的分解结构示意图。
图2为应用了本发明的四轮驱动小车的结构示意图。
图中1为轮轴、2为磁力离合驱动盘、20为磁力离合孔、21为磁力离 合驱动盘盖板、22为磁柱、3为小扇形、30为磁力卡销、31为磁力卡销槽、4 为扇形变形车轮、5为驱动电机、6为驱动电源、7为信号接收器。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1， 一种磁力离合的扇形变形车轮，轮轴1上设有磁力离合驱动盘2， 磁力离合驱动盘2为圆盘形结构，其上设有圆环阵列分布的磁力离合孔20，磁 力离合孔20内设有柱状的磁柱22，轮轴1上紧贴磁力离合驱动盘2 —侧活动 连接至少两个扇状的小扇形3，每个小扇形3上对应磁力离合孔20的位置设有 磁力卡销槽31，磁力卡销槽31内设有可活动的磁力卡销30，使得当每个小扇 形3上的磁力卡销槽31旋转至磁力离合孔20位置时，磁力卡销槽31内的磁力卡销30可被磁力离合孔20内的磁柱22吸引进入磁力离合孔20内或排斥回 磁力卡销槽31内，从而通过磁力实现小扇形3与磁力离合驱动盘2的离合动 作；轮轴1上的小扇形3共同构成扇形变形车轮4。
作为优选，磁力离合驱动盘2上设有磁力离合驱动盘盖板21，磁力离合驱 动盘盖板21上设有对应于磁力离合孔20的通孔。
作为优选，小扇形3的轮辕设有防滑胶垫。
作为优选，轮轴l上磁力离合驱动盘2的一侧活动连接三个小扇形3。 磁柱22为永磁体或电磁铁。
磁柱22的磁极正极朝向磁力离合孔20内或朝向磁力离合孔20外，即通 过调整磁力离合驱动盘2上的磁力离合孔20内的磁柱22的的磁极方向，来改 变小扇形3的工作状态，即磁力离合的时机和离合的转程。
本发明的工作原理为
本发明由三个活动的小扇形3组成一个形状不断变化的带有缺口的扇形 变形车轮4，以组成一个替代普通意义上的完整的圆形车轮。三块活动的小扇 形3轮流完成跨越、支撑动作，遇到有小于车轮半径的障碍，可以轻易越过， 同时，设计上也考虑到在月球上失去重力的情况下，分别以磁力控制小扇形完 成跨越支撑动作(在地球上是以扇形本身的自重完成的)，保证月球车轮的工 作性能，在月球上也不受到改变。同时设计了磁力离合驱动盘2，完成轮轴1 驱动力与小扇形3的传递。
三个活动的小扇形3同轴，三个活动的小扇形3由通过磁力吸、斥的磁力 卡销30控制运动，以磁力离合的方式工作当每个小扇形3上的磁力卡销30 被位于磁力离合孔20内的磁柱22吸引时，磁力卡销30的一端进入磁力离合 孔20内，磁力卡销30的另一端仍位于小扇形3的磁力卡销槽31内，此时， 该小扇形3随着磁力离合驱动盘2 —同转动，当该小扇形3运动到指定位置时， 磁力卡销30被被位于磁力离合孔20内的磁柱22排斥，磁力卡销30被磁力完 全推回进入小扇形3的磁力卡销槽31内，完成分离动作，则该小扇形3转换为自由转动状态。应用在车辆上时，可在轮轴l的两端各设置一套本发明的扇
形变形车轮4，使得每套扇形变形车轮4的三个小扇形3流完成跨越支撑、行 走动作。
本发明的轮轴1可由驱动电机5等动力装置驱动，轮轴1的转速应使小扇 形3上的磁力卡销30可以与磁力离合驱动盘2之间顺利完成离合动作为宜。
如图2，为应用了本发明的四轮驱动小车的结构示意图。应用了四套本发 明的扇形变形车轮4，且每套扇形变形车轮4均通过独立的驱动电机5驱动， 轮轴1与驱动电机5的输出端连接，还可以设置驱动电源6以及用于遥控驱动 电机5工作的信号接收器7，行驶时，该小车的四套扇形变形车轮4均独立工 作，可以通过调整磁力离合驱动盘2上的磁力离合孔20内的磁柱22的的磁极 方向，来改变小扇形3的工作状态，即磁力离合的时机和离合的转程。
本发明未涉及的硬件均可通过现有技术实现。
权利要求
1、一种磁力离合的扇形变形车轮，其特征是轮轴(1)上设有磁力离合驱动盘(2)，磁力离合驱动盘(2)为圆盘形结构，其上设有圆环阵列分布的磁力离合孔(20)，磁力离合孔(20)内设有柱状的磁柱(22)，轮轴(1)上紧贴磁力离合驱动盘(2)一侧活动连接至少两个扇状的小扇形(3)，每个小扇形(3)上对应磁力离合孔(20)的位置设有磁力卡销槽(31)，磁力卡销槽(31)内设有可活动的磁力卡销(30)，使得当每个小扇形(3)上的磁力卡销槽(31)旋转至磁力离合孔(20)位置时，磁力卡销槽(31)内的磁力卡销(30)可被磁力离合孔(20)内的磁柱(22)吸引进入磁力离合孔(20)内或排斥回磁力卡销槽(31)内，从而通过磁力实现小扇形(3)与磁力离合驱动盘(2)的离合动作；轮轴(1)上的小扇形(3)共同构成扇形变形车轮(4)。
2、 根据权利要求1所述的磁力离合的扇形变形车轮，其特征是所述磁力离合 驱动盘(2)上设有磁力离合驱动盘盖板(21),磁力离合驱动盘盖板(21)上 设有对应于磁力离合孔(20)的通孔。
3、 根据权利要求1所述的磁力离合的扇形变形车轮，其特征是所述小扇形(3) 的轮辕设有防滑胶垫。
4、 根据权利要求l所述的磁力离合的扇形变形车轮，其特征是所述轮轴(1) 上磁力离合驱动盘(2)的一侧活动连接三个小扇形(3)。
5、 根据权利要求l所述的磁力离合的扇形变形车轮，其特征是所述磁柱(22) 为永磁体或电磁铁。
6、 根据权利要求1或3所述的磁力离合的扇形变形车轮，其特征是所述磁柱 (22)的磁极正极朝向磁力离合孔(20)内或朝向磁力离合孔(20)夕卜。
全文摘要
一种磁力离合的扇形变形车轮，轮轴上设有磁力离合驱动盘，磁力离合驱动盘为圆盘形结构，其上设有圆环阵列分布的磁力离合孔，磁力离合孔内设有柱状的磁柱，轮轴上紧贴磁力离合驱动盘一侧活动连接至少两个扇状的小扇形，每个小扇形上对应磁力离合孔的位置设有磁力卡销槽，磁力卡销槽内设有可活动的磁力卡销，使得当每个小扇形上的磁力卡销槽旋转至磁力离合孔位置时，磁力卡销槽内的磁力卡销可被磁力离合孔内的磁柱吸引进入磁力离合孔内或排斥回磁力卡销槽内，从而通过磁力实现小扇形与磁力离合驱动盘的离合动作；轮轴上的小扇形共同构成扇形变形车轮。
文档编号B60B19/00GK101544160SQ20091002663
公开日2009年9月30日 申请日期2009年5月7日 优先权日2009年5月7日
发明者野 田 申请人:野 田