专利名称：一种适用于可变直径轮的弹性螺旋轮架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轮架结构，更特别地说，是指一种适用于可变直径轮的弹性螺旋轮架。
背景技术：
可变直径轮是一种通过轮径张开或合拢可实现在无轮缘和有轮缘车轮间变换的 轮子。该可变直径轮一般包括变径驱动单元、变径传动单元、轮架和外覆件(如橡胶 胎块)。
可变直径轮是一种能够适应多种不同地面环境(如沼泽、滩涂、沙地等松软地 面和沥清路、水泥路等硬质路面)、且具有高通过性的多栖行走轮子。可变直径轮可 广泛应用于军、民用全地域车辆、移动机器人和各种特殊装备移动平台的行走机构， 如沙漠车、滩涂车辆、探险机器人、太空巡视探测车等。
在不同地面环境下运行时，通过控制轮径的变化，可变直径轮可在有轮缘和无 轮缘车轮之间转换。如在松软地面上，可变直径轮呈张开状，成为无轮缘车轮，能够
提高通过性，减少滚动阻力，增加驱动力；如在硬质地面上，可变直径轮呈合拢状， 成为有轮缘车轮，能够提高车轮的平顺性和行驶速度。
可变直径轮的轮径的变化是通过变径驱动单元输出转矩，并经变径传动单元传 递至轮架上，由轮架带动外覆件张开或合拢来实现轮子直径可变。
发明内容
本发明购目的是提供一种适用于可变直径轮的弹性螺旋轮架，该弹性螺旋轮架 通过B轮辐和D轮辐相对于C轮辐转动一定角度下，同时带动弹性变径件在轮辐圆 周方向上产生螺旋扭转，使轮脚张开或合拢，从而实现可变直径轮的轮径可变。
本发明是一种适用于可变直径轮的弹性螺旋轮架，由五个轮辐、六对(十二个) 结构相同的弹性变径件和六个结构相同的轮脚板组成，六对弹性变径件分别设置在五 个轮辐与六个轮脚板之间；五个轮辐中的A轮辐和E轮辐结构相同，B轮辐和D轮 辐结构相伺，五个轮辐的排列顺序是在轮心线上顺次排布为A轮辐、B轮辐、C轮 辐、D轮辐和E轮辐。
5A轮辐和E轮辐上均匀设有六个通孔，B轮辐和D轮辐上均匀设有六个圆柱， C轮辐的上下板面上均匀设有六个圆柱。B轮辐、C轮辐和D轮辐上设计的圆柱用 于穿过弹性变径件的倒置"U"形端口上的弹簧螺旋圈，圆柱弹簧螺旋圈的套接实现 了轮辐与弹性变径件的安装。
十二个弹性变径件的结构是相同，即A弹性变径件上设有A弹簧螺旋圈、B弹 簧螺旋圈、C弹簧螺旋圈和D弹簧螺旋圈，A弹性变径件为倒置"U"形形状，A弹 簧螺旋圈和D弹簧螺旋圈相对设置在倒置"U"形端口上，B弹簧螺旋圈和C弹簧 螺旋圈相对设置在倒置"U"形顶端。
六个轮脚板的结构是相同的，即A轮脚板的底部设有A吊耳对、B吊耳对、C 吊耳对和D吊耳对；B吊耳对和D吊耳对相对平行设置在A轮脚板的右端，且B吊 耳对与上脚边平齐，D吊耳对与下脚边平齐；A吊耳对和C吊耳对相对平行设置在A 轮脚板的左端，且A吊耳对的外侧距上脚边的距离为L1 = 1/8L， C吊耳对的外侧距 下脚边的距离为L2-1/8L， L表示A轮脚板的宽。
五个轮辐为同心圆，六对弹性变径件和六个轮脚板是以轮辐圆心O为圆心均匀 布置在轮辐的圆周上。
本发明的一种适用于可变直径轮的弹性螺旋轮架的优点在于
(1) 在轮脚板与轮辐(轮辐固定在轮毂上)之间安装弹性变径件，在B轮辐和 D轮辐相对于C轮辐转动一定角度下，弹性变径件在圆周方向上相应产生 螺旋扭转，使轮脚张开或合拢，实现可变直径轮的轮径可变。
(2) 将每个弹性变径件设计成具有四个弹簧螺旋圏的倒置"U"形形状，在受 到变径转矩作用时，弹性变径件上的四个弹簧螺旋圈分别绕圆柱或者销轴 作圆周运动，实现连接在弹性变径件上的轮脚板张开或合拢。
(3) 弹性变径件采用螺旋弹簧与扭臂杆相结合的结构设计，使得整体轮架的重 量得到轻量化，结构紧凑，维修方便。
(4) 轮脚板与弹性变径件的连接采用吊耳对与销轴的配合，提高了轮架的承载 能力。
(5) 采用轮脚板上安装橡胶块，而非充气轮胎或者履带等轮子结构，改变了常 规轮子结构，提出了一种具有轮径变换的车轮新模式。(6) 由本发明的弹性螺旋轮架与可变直径轮上的变径驱动单元、变径传动单元、 外覆件装配组合而成的轮子可在有轮缘和无轮缘车轮之间转换，兼具了常 规车轮与步行轮的优点，避免了常规车轮发生漏气、爆胎等现象，并可提 高轮子的通过性和行驶平顺性。
图1是本发明弹性螺旋轮架的结构图。
图2是未装配轮脚板的本发明弹性螺旋轮架的结构图。
图2A是图2的正视图。
图3是本发明五个轮辐通过圆柱装配后的结构图。
图3A是本发明A轮辐的结构图。
图3B是本发明B轮辐的结构图。
图3C是本发明C轮辐的结构图。
图3D是本发明D轮辐的结构图。
图3E是本发明E轮辐的结构图。
图4是本发明第一对弹性变径件的结构图。
图5是本发明轮脚板的底部结构图。
图6是本发明弹性变径件在轮辐圆周上的运动轨迹图。
图7是本发明弹性螺旋轮架的合拢示意图。
图中IOI.A轮辐lll.A通孔112.B通孔113.C通孔
114.D通孔115.E通孔116.F通孔102.B轮辐121.A圆柱
122.B圆柱123.C圆柱124.D圆柱125.E圆柱126.F圆柱
103.C轮辐131.M圆柱132.N圆柱133.0圆柱134.P圆柱
135.Q圆柱136.R圆柱104.D轮辐141.G圆柱142.H圆柱
143.1圆柱144.J圆柱145.K圆柱146丄圆柱105.E轮辐
151.G通孔152.H通孔153.1通孔154.J通孔155.K通孔
156丄通孔201.A弹性变径件221.A弹簧螺旋圈
222.B弹簧螺旋圈222a.A销轴223.C弹簧螺旋圈
223a.B销轴224.D弹簧螺旋圈202.B弹性变径件
203.C弹性变径件 204.D弹性变径件 205.E弹性变径件
206.F弹性变径件 21 l.G弹性变径件 231.E弹簧螺旋圈232.F弹簧螺旋圈 232&(:销轴 233.G弹簧螺旋圈
233a.D销轴 234.H弹簧螺旋圈 212.H弹性变径件
213.1弹性变径件 214.J弹性变径件 215.K弹性变径件
216丄弹性变径件 301.A轮脚板 311.A吊耳对 312.B吊耳对
313.C吊耳对 314.D吊耳对 315.右端 316.左端 317.上脚边
318.下脚边302.B轮脚板 303.C轮脚板 304.D轮脚板 305.E轮脚板
306.F轮脚板
具体实施例方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。
本发明是一种适用于可变直径轮的弹性螺旋轮架，该轮架由轮辐、弹性变径件和 轮脚板组成，弹性变径件安装在轮辐与轮脚板之间，弹性变径件与轮辐的安装采用圆 柱，而弹性变径件与轮脚板的安装釆用了销轴。弹性变径件在轮辐转动一定角度时， 被带动在轮辐圆周方向上产生螺旋扭转，使轮脚张开或合拢，从而实现可变直径轮的 轮径变化。弹性变径件在轮辐转动的条件下能够转动的最大角度是弹性变径件上的扭 臂杆与轮辐的圆周外边相切(如图6所示)。
参见图1、图2所示，本发明的轮架由五个轮辐、六对弹性变径件和六个轮脚板 组成，六对弹性变径件分别设置在五个轮辐与六个轮脚板之间；五个轮辐是指A轮 辐101、 B轮辐102、 C轮辐103、 D轮辐104和E轮辐105;六对弹性变径件是 指结构相同的A弹性变径件201、 B弹性变径件202、 C弹性变径件203、 D弹性 变径件204、 E弹性变径件205、 F弹性变径件206、 G弹性变径件211、 H弹性 变径件212、 I弹性变径件213、 J弹性变径件214、 K弹性变径件215和L弹性 变径件216;六个轮脚板是指A轮脚板301、 B轮脚板302、 C轮脚板303、 D轮 脚板304、 E轮脚板305和F轮脚板306。在本发明中，五个轮辐中的A轮辐101 和E轮辐105结构相同，B轮辐102和D轮辐104结构相同。五个轮辐的排列顺 序是在轮心线上顺次排布为A轮辐101、 B轮辐102、 C轮辐103、 D轮辐104和 E轮辐105。六对弹性变径件的结构相同。六个轮脚板的结构相同。 (一)弹性变径件
参见图l、图2、图2A所示，A弹性变径件201与G弹性变径件211组成第 一对弹性变径件；B弹性变径件202与H弹性变径件212组成第二对弹性变径件； C弹性变径件203与I弹性变径件213组成第三对弹性变径件； D弹性变径件204与J弹性变径件214组成第四对弹性变径件； E弹性变径件205与K弹性变径件215组成第五对弹性变径件； F弹性变径件206与L弹性变径件216组成第六对弹性变径件。 第一对弹性变径件与第四对弹性变径件在轮辐平面上以轮辐圆心O对称设置； 第二对弹性变径件与第五对弹性变径件在轮辐平面上以轮辐圆心0对称设置； 第三对弹性变径件与第六对弹性变径件在轮辐平面上以轮辐圆心O对称设置。 参见图2、图4所示，第一对弹性变径件由A弹性变径件201和G弹性变径件 211组成。A弹性变径件201上设有A弹簧螺旋圈221、 B弹簧螺旋圈222、 C弹 簧螺旋圈223和D弹簧螺旋圈224， A弹性变径件201为倒置"U"形形状，A弹 簧螺旋圈221和D弹簧螺旋圈224相对设置在倒置"U"形端口上，B弹簧螺旋圈 222和C弹簧螺旋圈223相对设置在倒置"U"形顶端。为了方便说明其他弹性变 径件与轮脚板和轮辐之间的装配关系，A弹簧螺旋圈221也称为端口 A螺旋圏，D 弹簧螺旋圈224也称为端口 B螺旋圈，B弹簧螺旋圈222也称为顶端A螺旋圈，C 弹簧螺旋圈223也称为顶端B螺旋圈。
G弹性变径件211上设有E弹簧螺旋圈231、 F弹簧螺旋圈232、 G弹簧螺旋 圈233和H弹簧螺旋圈234， G弹性变径件211为倒置"U"形形状，E弹簧螺旋 圈231和H弹簧螺旋圈234相对设置在倒置"U"形端口上，F弹簧螺旋圈232 和G弹簧螺旋圈233相对设置在倒置"U"形顶端。
A弹簧螺旋圈221套装在M圆柱131的前端，M圆柱131的后端套装有E弹 簧螺旋圈231，由于M圆柱131安装在C轮辐103上，C轮辐103安装在静止不 动的B轮毂上，故A弹簧螺旋圈221和E弹簧螺旋圈231相对于轮辐圆心O是不 动的，伹可以绕M圆柱131转动。
B弹簧螺旋圈222通过A销轴222a安装在A轮脚板301的A吊耳对311中。 现有销轴与轴孔的安装中，销轴需与橡胶轴套进行配合安装，而本发明也采用相同的 方式。
C弹簧螺旋圈223通过B销轴223a安装在A轮脚板301的B吊耳对312中。
9D弹簧螺旋圈224套装在B轮辐102上的A圆柱121上，由于B轮辐102 安装在A轮毂上，A轮毂在变径传动单元的带动下会作圆周运动，故D弹簧螺旋圈 224在变径时将随着A轮毂运动。
E弹簧螺旋圈231套装在R圆柱136的后端。
F弹簧螺旋圈232通过C销轴232a安装在A轮脚板301的C吊耳对313上。
G弹簧螺旋圈233通过D销轴233a安装在A轮脚板301的D吊耳对314上。
H弹簧螺旋圈234套装在D轮辐104上的G圆柱141上，由于D轮辐104 安装在C轮毂上，C轮毂在变径传动单元的带动下会作圆周运动，故H弹簧螺旋圈 234在变径时将随着C轮毂转动。
根据第一对弹性变径件与A轮脚板301与轮辐(B轮辐102、 C轮辐103、 D 轮辐104)的装配关系，以及图l、图2和图2A所示的说明书附图，可以类推得到 第二对弹性变径件、第三对弹性变径件、第四对弹性变径件、第五对弹性变径件和第 六对弹性变径件分别与轮脚板、轮辐间的装配关系。
B弹性变径件202的倒置"U"形端口的A弹簧螺旋圈和H弹性变径件212的 倒置"U"形端口的A弹簧螺旋圈安装在H圆柱132上，B弹性变径件202的倒置 "U"形端口的B弹簧螺旋圏安装在B圆柱122上，H弹性变径件212的倒置"U" 形端口的B弹簧螺旋圈安装在H圆柱142上，B弹性变径件202的倒置"U"形顶 端C、 D弹簧螺旋圈和H弹性变径件212的倒置"U"形顶端C、 D弹簧螺旋圈分 别安装在B轮脚板302底部设计的四个吊耳对中。
C弹性变径件203的倒置"U"形端口的A弹簧螺旋圏和I弹性变径件213的 倒置"U"形端口的A弹簧螺旋圈安装在I圆柱133上，C弹性变径件203的倒置 "U"形端口的B弹簧螺旋圈安装在C圆柱123上，I弹性变径件213的倒置"U" 形端口的B弹簧螺旋圈安装在I圆柱143上，C弹性变径件203的倒置"U"形顶 端C、 D弹簧螺旋圈和I弹性变径件213的倒置"U"形顶端C、 D弹簧螺旋圈分别 安装在C轮脚板303底部设计的四个吊耳对中。
D弹性变径件204的倒置"U"形端口的A弹簧螺旋圈和J弹性变径件214的 倒置"U"形端口的A弹簧螺旋圈安装在J圆柱134上，D弹性变径件204的倒置 "U"形端口的B弹簧螺旋圈安装在D圆柱124上，J弹性变径件214的倒置"U" 形端口的B弹簧螺旋圈安装在J圆柱144上，D弹性变径件204的倒置"U"形顶 端C、 D弹簧螺旋圈和J弹性变径件214的倒置"U"形顶端C、 D弹簧螺旋圈分 别安装在D轮脚板304底部设计的四个吊耳对中。
10E弹性变径件205的倒置"U"形端口的A弹簧螺旋圈和K弹性变径件215的 倒置"U"形端口的A弹簧螺旋圈安装在K圆柱135上，E弹性变径件205的倒置 "U"形端口的B弹簧螺旋圈安装在E圆柱125上，K弹性变径件215的倒置"U" 形端口的B弹簧螺旋圈安装在K圆柱145上，E弹性变径件205的倒置"U"形顶 端C、 D弹簧螺旋圈和K弹性变径件215的倒置"U"形C、 D顶端弹簧螺旋圈分 别安装在E轮脚板305底部设计的四个吊耳对中。
F弹性变径件206的倒置"U"形端口的A弹簧螺旋圈和L弹性变径件216的 倒置"U"形端口的A弹簧螺旋圈安装在L圆柱136上，F弹性变径件206的倒置 "U"形端口的B弹簧螺旋圈安装在F圆柱126上，L弹性变径件216的倒置"U" 形端口的B弹簧螺旋圈安装在L圆柱146上，F弹性变径件206的倒置"U"形顶 端C、 D弹簧螺旋圈和L弹性变径件216的倒置"U"形顶端C、 D弹簧螺旋圈分 别安装在F轮脚板306底部设计的四个吊耳对中。 (二)轮辐
参见图3所示，在本发明中，B轮辐102、 C轮辐103和D轮辐104分别安 装在三个轮毂(轮毂为可变直径轮的变径传动单元中的一个零件，轮架与变径传动单 元的连接通过轮毂实现)上，该三个轮毂可以记为A轮毂、B轮毂、C轮毂， 一般A 轮毂和C轮毂在变径驱动单元提供的动力条件下经变径传动单元传递转换为同一方 向的转动，而B轮毂则保持静止不动。轮脚板由张开变径至合拢时，A轮毂和C轮 毂按顺时针方向转动，B轮毂静止不动；轮脚板由合拢变径至张开时,A轮毂和C 轮毂按逆时针方向转动，B轮毂静止不动。由于B轮辐102安装在A轮毂上，C轮 辐103安装在B轮毂上，D轮辐104安装在C轮毂上，在三个轮毂相对转动(A 轮毂和C轮毂动，B轮毂不动)的条件下，弹性变径件随着B轮辐102和D轮辐 104相对C轮辐103的转动而实现轮脚板的张开或合拢。在可变直径轮中，变径传
动单元与变径驱动单元也可以称作变径机构，对于本发明设计的轮架可以套装在如专 利申请号200910078042.6公开的径机构上，但这不是唯一模式。
在本发明中，五个轮辐均为空心圆盘形状，轮辐上设有通孔(该通孔为圆形孔) 和减重孔(椭圆形，减重孔为每两个通孔之间设一个)，所述通孔用于放置圆柱，而 圆柱用于套接弹性变径件上的弹簧螺旋圈，该弹簧螺旋圈在圆柱上能够转动。参见图3A所示，在本发明中，A轮辐101的圆盘上均匀分布设置有A通孔111、 B通孔112、 C通孔113、 D通孔114、 E通孔115和F通孔116，且每两个通孔 之间设有一椭圆形的减重孔。A通孔111、 B通孔112、 C通孔113、 D通孔114、 E通孔115和F通孔116分别用于安装A圆柱121、 B圆柱122、 C圆柱123、 D圆柱124、 E圆柱125和F圆柱126， A轮辐101与B轮辐102之间通过圆柱 实现连接。
参见图3B所示，在本发明中，B轮辐102的圆盘上均匀分布设置有A圆柱121、 B圆柱122、 C圆柱123、 D圆柱124、 E圆柱125和F圆柱126，且轮辐上每两 个圆柱之间设有一椭圆形的减重孔。A圆柱121、 B圆柱122、 C圆柱123、 D圆 柱124、 E圆柱125和F圆柱126分别安装在A通孔111、 B通孔112、 C通孔 113、 D通孔114、 E通孔115和F通孔116内。B轮辐102上设置的六个圆柱 的位置与A轮辐101上设置的六个通孔的位置是对应相同的。
参见图3C所示，在本发明中，C轮辐103的圆盘上均匀分布设置有M圆柱131 、 N圆柱132、 O圆柱133、 P圆柱134、 Q圆柱135和R圆柱136，且轮辐上每两 个圆柱之间设有一椭圆形的减重孔。C轮辐103设置在B轮辐102与D轮辐104 之间，且C轮辐103在B轮毂转动时是静止不动的。
参见图3D所示，在本发明中，D轮辐104的圆盘上均匀分布设置有G圆柱141 、 H圆柱142、 I圆柱143、 J圆柱144、 K圆柱145和L圆柱146,且轮辐上每两 个圆柱之间设有一椭圆形的减重孔。G圆柱141、 H圆柱142、 I圆柱143、 J圆柱 144、 K圆柱145和L圆柱146分别安装在G通孔151、 H通孔152、 I通孔153、 J通孔154、 K通孔155和L通孔156内。D轮辐104上设置的六个圆柱的位置 与E轮辐105上设置的六个通孔的位置是对应相同的。
在术发明中，B轮辐102上设置的六个圆柱的位置与D轮辐104上设置的六个 圆柱的位置是相同的。
参见图3E所示，在本发明中，E轮辐105的圆盘上均匀分布设置有G通孔151、 H通孔152、 I通孔153、 J通孔154、 K通孔155和L通孔156，且轮辐上每两 个通孔之间设有一椭圆形的减重孔。G通孔151、 H通孔152、 I通孔153、 J通孔 154、 K通孔155和L通孔156分别用于安装G圆柱141、 H圆柱142、 I圆柱 143、 J圆柱144、 K圆柱145和L圆柱146， D轮辐104与E轮辐105之间通 过圆柱实现连接。(三)轮脚板
参见图1、图5所示，在本发明中，六个轮脚板是指A轮脚板301、 B轮脚板 302、 C轮脚板303、 D轮脚板304、 E轮脚板305、 F轮脚板306,六个轮脚板 以可变直径弹性轮的轮辐圆心O为圆心布置，在合拢时，形成一个供轮脚胎(外覆件) 安装的圆形基座(如图7所示)。
A轮脚板301与D轮脚板304在轮辐平面上以轮辐圆心O对称设置； B轮脚板302与E轮脚板305在轮辐平面上以轮辐圆心O对称设置； C轮脚板303与F轮脚板306在轮辐平面上以轮辐圆心O对称设置。 参见图5所示，在本发明中，A轮脚板301的底部设有A吊耳对311、 B吊耳 对312、 C吊耳对313和D吊耳对314; B吊耳对312和D吊耳对314相对平行 设置在A轮脚板301的右端315，且B吊耳对312与上脚边317平齐，D吊耳对 与314下脚边318平齐；A吊耳对311和C吊耳对313相对平行设置在A轮脚板 301的左端316，且A吊耳对311的外侧距上脚边317的距离为Ll， L1 = 1/8L， C吊耳对313的外侧距下脚边318的距离为L2， L2=1/8L， L表示A轮脚板301 的宽。
根据A轮脚板301与A弹性变径件201的安装关系，依次类推得到其它五个轮 脚板的装配关系。
B轮脚板302底部的四个吊耳对分别与B弹性变径件202和H弹性变径件212 上的倒置"U"形顶端C、 D弹簧螺旋圈运用销轴连接。
C轮脚板303底部的四个吊耳对分别与C弹性变径件203和I弹性变径件213 上的倒置"U"形顶端C、 D弹簧螺旋圈运用销轴连接。
D轮脚板304底部的四个吊耳对分别与D弹性变径件204和J弹性变径件214 上的倒置"U"形顶端C、 D弹簧螺旋圈运用销轴连接。
E轮脚板305底部的四个吊耳对分别与E弹性变径件205和K弹性变径件215 上的倒置"U"形顶端C、 D弹簧螺旋圈运用销轴连接。
F轮脚板306底部的四个吊耳对分别与F弹性变径件206和L弹性变径件216 上的倒置"U"形顶端C、 D弹簧螺旋圈运用销轴连接。本发明是一种适用于可变直径轮的弹性螺旋轮架，其变径实施过程如下(以一个 弹性变径件为例进行说明)
参见图6所示，当轮架中的所有弹性变径件在受到由变径传动单元A轮毂、C轮 毂传递过来的转矩作用下，B轮辐102和D轮辐104同时按顺时针方向(箭头方向) 转动，并带动弹性变径件也按顺时针方向(箭头方向)转动，在弹性变径件向箭头方 向转动的同时，弹性变径件上的弹簧螺旋圈将以圆柱(R圆柱136)为定点向箭头方 向运动，则A弹簧螺旋圈221绕R圆柱136作圆周运动，B弹簧螺旋圈222绕A 销轴222a转动，C弹簧螺旋圈223绕B销轴223a转动，D弹簧螺旋圈224绕A 圆柱121转动，同时D弹簧螺旋圈224绕轮辐圆心O转动，这样便实现了轮架的合 拢。当B轮辐102和D轮辐104同时按逆时针方向(箭头方向的反方向)运动时， 弹性变径件也按逆时针方向运动，则实现了轮架的张开。其它各组弹性变径件的动作 与此同理，并一起保持同步张开或合拢，从而使整套弹性螺旋轮架同步张开或合拢， 使对应安装的轮脚张开组成离散不连续的轮子或收缩合拢成完整的圆形轮子，可使轮 子在有轮缘和无轮缘车轮之间转换，从而实现车轮直径的可变，增强轮子对不同地面 环境的适应能力，提高轮子的通过性和平顺性，并使轮子具有一定弹性来缓冲来自路 面的冲击作用，改善轮子的受载状况。
权利要求
1、一种适用于可变直径轮的弹性螺旋轮架，其特征在于该轮架由五个轮辐、六对弹性变径件和六个轮脚板组成，六对弹性变径件分别设置在五个轮辐与六个轮脚板之间；五个轮辐是指A轮辐(101)、B轮辐(102)、C轮辐(103)、D轮辐(104)和E轮辐(105)；其中，A轮辐(101)和E轮辐(105)结构相同，B轮辐(102)和D轮辐(104)结构相同；五个轮辐的排列顺序是在轮心线上顺次排布为A轮辐(101)、B轮辐(102)、C轮辐(103)、D轮辐(104)和E轮辐(105)；六对弹性变径件是指结构相同的A弹性变径件(201)、B弹性变径件(202)、C弹性变径件(203)、D弹性变径件(204)、E弹性变径件(205)、F弹性变径件(206)、G弹性变径件(211)、H弹性变径件(212)、I弹性变径件(213)、J弹性变径件(214)、K弹性变径件(215)和L弹性变径件(216)；B弹性变径件(202)与H弹性变径件(212)组成第二对弹性变径件；C弹性变径件(203)与I弹性变径件(213)组成第三对弹性变径件；D弹性变径件(204)与J弹性变径件(214)组成第四对弹性变径件；E弹性变径件(205)与K弹性变径件(215)组成第五对弹性变径件；F弹性变径件(206)与L弹性变径件(216)组成第六对弹性变径件；第一对弹性变径件与第四对弹性变径件在轮辐平面上以轮辐圆心O对称设置；第二对弹性变径件与第五对弹性变径件在轮辐平面上以轮辐圆心O对称设置；第三对弹性变径件与第六对弹性变径件在轮辐平面上以轮辐圆心O对称设置；六个轮脚板是指结构相同的A轮脚板(301)、B轮脚板(302)、C轮脚板(303)、D轮脚板(304)、E轮脚板(305)和F轮脚板(306)；A轮脚板(301)与D轮脚板(304)在轮辐平面上以轮辐圆心O对称设置；B轮脚板(302)与E轮脚板(305)在轮辐平面上以轮辐圆心O对称设置；C轮脚板(303)与F轮脚板(306)在轮辐平面上以轮辐圆心O对称设置；所述A轮辐(101)的圆盘上均匀分布设置有A通孔(111)、B通孔(112)、C通孔(113)、D通孔(114)、E通孔(115)和F通孔(116)，且每两个通孔之间设有一椭圆形的减重孔；A通孔(111)、B通孔(112)、C通孔(113)、D通孔(114)、E通孔(115)和F通孔(116)分别用于安装A圆柱(121)、B圆柱(122)、C圆柱(123)、D圆柱(124)、E圆柱(125)和F圆柱(126)，A轮辐(101)与B轮辐(102)之间通过圆柱实现连接；所述B轮辐(102)的圆盘上均匀分布设置有A圆柱(121)、B圆柱(122)、C圆柱(123)、D圆柱(124)、E圆柱(125)和F圆柱(126)，且轮辐上每两个圆柱之间设有一椭圆形的减重孔；所述C轮辐(103)的圆盘上均匀分布设置有M圆柱(131)、N圆柱(132)、O圆柱(133)、P圆柱(134)、Q圆柱(135)和R圆柱(136)，且轮辐上每两个圆柱之间设有一椭圆形的减重孔；C轮辐(103)设置在B轮辐(102)与D轮辐(104)之间，且安装在B轮毂上的C轮辐103是静止不动的；所述D轮辐(104)的圆盘上均匀分布设置有G圆柱(141)、H圆柱(142)、I圆柱(143)、J圆柱(144)、K圆柱(145)和L圆柱(146)，且轮辐上每两个圆柱之间设有一椭圆形的减重孔；所述E轮辐(105)的圆盘上均匀分布设置有G通孔(151)、H通孔(152)、I通孔(153)、J通孔(154)、K通孔(155)和L通孔(156)，且轮辐上每两个通孔之间设有一椭圆形的减重孔；G通孔(151)、H通孔(152)、I通孔(153)、J通孔(154)、K通孔(155)和L通孔(156)分别用于安装G圆柱(141)、H圆柱(142)、I圆柱(143)、J圆柱(144)、K圆柱(145)和L圆柱(146)，D轮辐(104)与E轮辐(105)之间通过圆柱实现连接；所述A弹性变径件(201)上设有A弹簧螺旋圈(221)、B弹簧螺旋圈(222)、C弹簧螺旋圈(223)和D弹簧螺旋圈(224)，A弹性变径件(201)为倒置“U”形形状，A弹簧螺旋圈(221)和D弹簧螺旋圈(224)相对设置在倒置“U”形端口上，B弹簧螺旋圈(222)和C弹簧螺旋圈(223)相对设置在倒置“U”形顶端；所述G弹性变径件(211)上设有E弹簧螺旋圈(231)、F弹簧螺旋圈(232)、G弹簧螺旋圈(233)和H弹簧螺旋圈(234)，G弹性变径件(211)为倒置“U”形形状，E弹簧螺旋圈(231)和H弹簧螺旋圈(234)相对设置在倒置“U”形端口上，F弹簧螺旋圈(232)和G弹簧螺旋圈(233)相对设置在倒置“U”形顶端；A弹簧螺旋圈(221)套装在M圆柱(131)的前端，M圆柱(131)的后端套装有E弹簧螺旋圈(231)，由于M圆柱(131)安装在C轮辐(103)上，C轮辐(103)安装在静止不动的B轮毂上，故A弹簧螺旋圈(221)和E弹簧螺旋圈(231)相对于轮辐圆心O是不动的，但绕M圆柱(131)转动；B弹簧螺旋圈(222)通过A销轴(222a)安装在A轮脚板(301)的A吊耳对(311)中；C弹簧螺旋圈(223)通过B销轴(223a)安装在A轮脚板(301)的B吊耳对(312)中；D弹簧螺旋圈(224)套装在B轮辐(102)上的A圆柱(121)上，由于B轮辐(102)安装在A轮毂上，A轮毂在变径传动单元的带动下会作圆周运动，故D弹簧螺旋圈(224)在变径时将随着A轮毂运动；E弹簧螺旋圈(231)套装在R圆柱(136)的后端；F弹簧螺旋圈(232)通过C销轴(232a)安装在A轮脚板(301)的C吊耳对(313)上；G弹簧螺旋圈(233)通过D销轴(233a)安装在A轮脚板(301)的D吊耳对(314)上；H弹簧螺旋圈(234)套装在D轮辐(104)上的G圆柱(141)上，由于D轮辐(104)安装在C轮毂上，C轮毂在变径传动单元的带动下会作圆周运动，故H弹簧螺旋圈(234)在变径时将随着C轮毂转动；第二对弹性变径件、第三对弹性变径件、第四对弹性变径件、第五对弹性变径件和第六对弹性变径件分别与五个轮辐、六对脚底板的安装关系是相同的；所述A轮脚板(301)的底部设有A吊耳对(311)、B吊耳对(312)、C吊耳对(313)和D吊耳对(314)；B吊耳对(312)和D吊耳对(314)相对平行设置在A轮脚板(301)的右端(315)，且B吊耳对(312)与上脚边(317)平齐，D吊耳对与(314)下脚边(318)平齐；A吊耳对(311)和C吊耳对(313)相对平行设置在A轮脚板(301)的左端(316)，且A吊耳对(311)的外侧距上脚边(317)的距离为L1＝1/8L，C吊耳对(313)的外侧距下脚边(318)的距离为L2＝1/8L，L表示A轮脚板(301)的宽。
全文摘要
本发明公开了一种适用于可变直径轮的弹性螺旋轮架，由五个轮辐、六对结构相同的弹性变径件和六个结构相同的轮脚板组成，六对弹性变径件分别设置在五个轮辐与六个轮脚板之间；五个轮辐中的A轮辐和E轮辐结构相同，B轮辐和D轮辐结构相同，五个轮辐的排列顺序是在轮心线上顺次排布为A轮辐、B轮辐、C轮辐、D轮辐和E轮辐。该弹性螺旋轮架通过B轮辐和D轮辐相对于C轮辐转动一定角度下，同时带动弹性变径件在轮辐圆周方向上产生螺旋扭转，使轮脚张开或合拢，从而实现可变直径轮的轮径可变。
文档编号B60B19/02GK101491995SQ200910078939
公开日2009年7月29日 申请日期2009年3月2日 优先权日2009年3月2日
发明者姚圣卓, 莹 崔, 徐国艳, 陈新波, 峰 高 申请人:北京航空航天大学