全文摘要
本实用新型提供一种高刚度可重构轮\/履变形行走机构，其包括机体、驱动组件、车轮组件和重构组件，机体包括两个对称布置的外轮单元以及连接件，两个外轮单元的对称面为横向中面；驱动组件包括主轴和两个关于横向中面对称布置的驱动齿轮，对称安装在主轴上组成驱动组件；车轮组件包括两个关于横向中面对称布置的内齿轮，内齿轮与机体通过转动副连接，两个驱动齿轮分别和两个内齿轮相啮合，从而实现传动；重构组件包括两个变形机构，通过两个变形机构的收展变形可以实现行走机构轮\/履运动形式的切换；本实用新型为过约束机构，刚度高，稳定性高，可应用于灾后救援机器人快速移动机构等。
主设计要求
1.一种高刚度可重构轮\/履变形行走机构，其特征在于：其包括机体、驱动组件、车轮组件以及重构组件；所述机体包括两个对称设置的外轮单元，两个外轮单元通过连接件相互固定连接组成机体，两个外轮单元的对称面作为横向中面；所述驱动组件包括主轴以及两个结构相同的驱动齿轮，两个驱动齿轮相对于横向中面对称布置；所述车轮组件包括两个结构相同的内齿轮，两个内齿轮相对于横向中面对称布置，所述内齿轮与机体通过转动副连接，两个驱动齿轮分别和两个内齿轮相啮合，主轴的旋转带动两个驱动齿轮旋转，从而带动两个内齿轮转动实现整个行走机构的运动；所述重构组件包括两个对称布置的变形机构，两个变形机构分别与连接件通过转动副与机体相连，通过两个变形机构的收展变形能够实现行走机构轮\/履运动形式的切换。
设计方案
1.一种高刚度可重构轮\/履变形行走机构，其特征在于：其包括机体、驱动组件、车轮组件以及重构组件；
所述机体包括两个对称设置的外轮单元，两个外轮单元通过连接件相互固定连接组成机体，两个外轮单元的对称面作为横向中面；
所述驱动组件包括主轴以及两个结构相同的驱动齿轮，两个驱动齿轮相对于横向中面对称布置；
所述车轮组件包括两个结构相同的内齿轮，两个内齿轮相对于横向中面对称布置，所述内齿轮与机体通过转动副连接，两个驱动齿轮分别和两个内齿轮相啮合，主轴的旋转带动两个驱动齿轮旋转，从而带动两个内齿轮转动实现整个行走机构的运动；
所述重构组件包括两个对称布置的变形机构，两个变形机构分别与连接件通过转动副与机体相连，通过两个变形机构的收展变形能够实现行走机构轮\/履运动形式的切换。
2.根据权利要求1所述的高刚度可重构轮\/履变形行走机构，其特征在于：所述连接件包括第一外轮连接件、第二外轮连接件以及中心连接件，所述第一外轮连接件和所述第二外轮连接件对称设置，两个外轮连接件的对称面作为纵向中面，所述第一外轮连接件和第二外轮连接件与纵向中面的距离均为d，所述中心连接件穿过所述外轮单元的中心，两个变形机构相对于所述纵向中面对称布置。
3.根据权利要求1所述的高刚度可重构轮\/履变形行走机构，其特征在于：所述外轮单元包括一个机体板和两个关于纵向中面对称布置的从动齿轮，所述机体板为薄圆柱体结构，所述两个从动齿轮与机体板分别通过转动副连接。
4.根据权利要求3所述的高刚度可重构轮\/履变形行走机构，其特征在于：所述机体板的半径小于所述内齿轮的轮廓半径，每一个从动齿轮分别与一个内齿轮相啮合，从而为内齿轮的旋转提供支撑。
5.根据权利要求1所述的高刚度可重构轮\/履变形行走机构，其特征在于：所述变形机构包括摆杆支撑轮支链、同步铰链支链和液压杆支链；
所述摆杆支撑轮支链包括一个滚动支撑圆柱、第一辅助支撑圆柱、第二辅助支撑圆柱、两个相同结构的摆杆、第一支撑圆柱连接件和第二支撑圆柱连接件，所述第二辅助支撑圆柱的长度大于所述第一辅助支撑圆柱的长度，所述第一支撑圆柱连接件和第二支撑圆柱连接件和的结构相同；
所述液压杆支链的两端分别开设有两个轴线平行的圆柱孔，中心连接件插入液压杆支链的一个端部的圆柱孔内并通过转动副连接，与第一辅助支撑圆柱形成转动副的第二支撑圆柱连接件插入液压杆支链另一个端部的圆柱孔内并通过转动副与液压杆支链连接；
所述同步铰链支链包括第一同步齿轮杆、第二同步齿轮杆以及齿轮连接件，所述第一同步齿轮杆的长度大于所述第二同步齿轮杆的长度，所述第一同步齿轮杆和第二同步齿轮杆的杆体为圆柱体结构，所述圆柱体结构的齿轮端均设有限位凸台。
6.根据权利要求5所述的高刚度可重构轮\/履变形行走机构，其特征在于：所述两个摆杆分别开设有三个圆柱孔，三个圆柱孔分别为第一圆柱孔、第二圆柱孔以及第三圆柱孔，其中第一圆柱孔与第二圆柱孔轴线间距为d1<\/sub>，第二圆柱孔与第三圆柱孔轴线间距为d2<\/sub>，两摆杆各个圆柱孔之间的位置分别相互对应；
滚动支撑圆柱与第一支撑圆柱连接件通过转动副将两摆杆连接，第一支撑圆柱连接件的两端分别插入两个摆杆的第一圆柱孔内并固定；
第一辅助支撑圆柱与第二支撑圆柱连接件通过转动副连接，第二支撑圆柱连接件的两端分别插入两个摆杆的第二圆柱孔内并固定；
第二辅助支撑圆柱与第一外轮连接件通过转动副连接，第一外轮连接件的两端分别插入两个摆杆的第三圆柱孔内并固定；
第一支撑圆柱连接件、第二支撑圆柱连接件以及外轮连接件将两个摆杆、一个滚动支撑圆柱以及两个辅助支撑圆柱连接起来形成摆杆支撑轮支链。
7.根据权利要求5所述的高刚度可重构轮\/履变形行走机构，其特征在于：所述第一同步齿轮杆的齿轮端开设有轴线与齿轮面垂直的圆柱孔，所述第一同步齿轮杆的另一端开设有与其齿轮端圆柱孔轴线平行的圆柱孔，所述第一同步齿轮杆两端圆柱孔轴线的距离为l1<\/sub>；
所述第二同步齿轮杆的齿轮端开设有轴线与齿轮面垂直的圆柱孔，第二同步齿轮杆的另一端开设有与其齿轮端圆柱孔轴线平行的圆柱孔，第二同步齿轮杆两端圆柱孔轴线的距离为l2<\/sub>，l2<\/sub>小于内齿轮的轮廓半径。
8.根据权利要求5所述的高刚度可重构轮\/履变形行走机构，其特征在于：所述齿轮连接件为对称结构，所述齿轮连接件两侧分别开设有两对轴线重合的圆柱孔，且两侧的两对圆柱孔为对称布置，第一同步齿轮杆的齿轮端圆柱孔与齿轮连接件一侧的两个圆柱孔通过转动副连接，第一支撑圆柱连接件插入第一同步齿轮杆的另一端的圆柱孔内并通过转动副连接，第二同步齿轮杆的齿轮端圆柱孔与齿轮连接件另一侧的两个圆柱孔通过转动副连接，中心连接件插入第二同步齿轮杆的另一端的圆柱孔内并通过转动副连接，所述齿轮连接件两侧分别设置有一个限位凸台，所述限位凸台用于对同步齿轮杆进行限位。
9.根据权利要求5所述的高刚度可重构轮\/履变形行走机构，其特征在于：通过控制液压杆支链的长度能够实现重构组件的展开或收拢，当同步铰链支链的两个同步齿轮杆完全展开时，重构组件处于完全展开状态，此时所述滚动支撑圆柱与内齿轮的底部公共切面恰好为水平面，可重构轮\/履变形行走机构能够在重构组件完全展开的状态下实现履带式运动。
10.根据权利要求9所述的高刚度可重构轮\/履变形行走机构，其特征在于：当重构组件处于完全展开状态时，液压杆支链与纵向中面的夹角为α，同步铰链支链与液压杆支链的夹角为β，变形机构各结构的尺寸长度关系为：
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种可重构的轮\/履变形机构，特别是设计一种高刚度可重构轮\/履变形行走机构。
背景技术
随着移动机器人与现代社会和经济的深入结合，移动机器人的一个主要目标是帮助人类进入无法达到或者具有高度危险性的区域。这些领域包括灾难性事件的搜救与救援、太空探测或未来小行星开采。移动机器人在执行星球探测、战场侦察、排爆、灾难救援等任务时，所处的作业环境大多为地面环境比较复杂且不可预测的非结构环境，这对移动机构本身的运动灵活性、越障性和环境适应性等特性提出了更高的要求。
传统的轮\/履移动机器人多采用轮\/履更换式以及轮\/履组合式，其中轮\/履更换式移动机器人进行轮\/履更换时间较长；轮\/履组合式移动机器人结构复杂且制造和维护的成本较高。相对于传统的轮\/履移动机器人来说，可重构轮\/履变结构机器人能根据工作环境的变化改变自身构型，从而具有更强的适应性，只采用一套耦合可重构的机构，结构简单且紧凑，可以快速实现轮\/履的切换；集轮式行走机构的高速型和履带式行走机构的高越障性与一体，更加适应复杂且不可预测的非结构环境。当遇到坚硬平坦的路面时，机器人以轮式行走机构高速通过；当遇到沙滩等松软环境以及凹凸不平的路面等环境时，机器人以履带式行走机构行走，当遇到台阶以及楼梯等障碍路况时，机器人以轮\/履中间状态进行越障。
随着各类复杂环境的需求，出现了各种轮\/履变形移动机器人，而有些移动机器人在轮\/履变形过程中以及变形之后的刚度以及强度较低，整体结构的可靠性低。因此，亟需在现有轮\/履变形机构基础上研制出具有高刚度、高稳定性、变形时间短等性能的轮\/履变形机构，以满足各种复杂环境的需求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种具有高刚度、高稳定性、轮\/履变形时间短等优良性能的高刚度可重构轮\/履变形行走机构，其实施方式简单，可靠性高，可应用于灾后救援机器人快速移动机构。
具体地，本实用新型提供一种高刚度可重构轮\/履变形行走机构，其包括机体、驱动组件、车轮组件以及重构组件；
所述机体包括两个对称设置的外轮单元，两个外轮单元通过连接件相互固定连接组成机体，两个外轮单元的对称面作为横向中面；
所述驱动组件包括主轴以及两个结构相同的驱动齿轮，两个驱动齿轮相对于横向中面对称布置；
所述车轮组件包括两个结构相同的内齿轮，两个内齿轮相对于横向中面对称布置，所述内齿轮与机体通过转动副连接，两个驱动齿轮分别和两个内齿轮相啮合，主轴的旋转带动两个驱动齿轮旋转，从而带动两个内齿轮转动实现整个行走机构的运动；
所述重构组件包括两个变形机构，变形机构相对于纵向中面对称布置，两个变形机构分别与连接件通过转动副与机体相连，通过两个变形机构的收展变形能够实现行走机构轮\/履运动形式的切换。
优选地，所述连接件包括第一外轮连接件、第二外轮连接件以及中心连接件，所述第一外轮连接件和所述第二外轮连接件对称布置，两个外轮连接件的对称面作为纵向中面，所述第一外轮连接件和第二外轮连接件与纵向中面的距离均为d，所述中心连接件穿过所述外轮单元的中心，两个变形机构相对于所述纵向中面对称布置。
优选地，所述外轮单元包括一个机体板和两个关于纵向中面对称布置的从动齿轮，所述机体板为薄圆柱体结构，所述两个从动齿轮与机体板分别通过转动副连接。
优选地，所述机体板的半径小于所述内齿轮的轮廓半径，每一个从动齿轮分别与内齿轮相啮合，从而为内齿轮的旋转提供支撑作用。
优选地，所述变形机构包括摆杆支撑轮支链、液压杆支链和同步铰链支链，所述摆杆支撑轮支链包括一个滚动支撑圆柱、第一辅助支撑圆柱、第二辅助支撑圆柱、两个相同结构的摆杆、第一支撑圆柱连接件和第二支撑圆柱连接件，所述第二辅助支撑圆柱的长度大于所述第一辅助支撑圆柱的长度，所述第一支撑圆柱连接件和第二支撑圆柱连接件的结构相同；
所述液压杆支链的两端分别开设有两个轴线平行的圆柱孔，中心连接件插入液压杆支链的一个端部的圆柱孔内并通过转动副连接，与第一辅助支撑圆柱形成转动副的第二支撑圆柱连接件插入液压杆支链另一个端部的圆柱孔内并通过转动副与液压杆支链连接；
所述同步铰链支链包括第一同步齿轮杆、第二同步齿轮杆以及齿轮连接件，所述第一同步齿轮杆的长度大于所述第二同步齿轮杆的长度，所述两同步齿轮杆的杆身呈圆柱体，齿轮端均设有限位凸台，有利于变形机构达到并保持完全展开状态并有利于重构组件顺利完成收拢工作。
优选地，所述两个摆杆分别开设有三个圆柱孔，三个圆柱孔分别为第一圆柱孔、第二圆柱孔以及第三圆柱孔，其中第一圆柱孔与第二圆柱孔轴线间距为d1<\/sub>，第二圆柱孔与第三圆柱孔轴线间距为d2<\/sub>，两摆杆各个圆柱孔之间的位置分别相互对应，滚动支撑圆柱与第一支撑圆柱连接件通过转动副将两摆杆连接，第一支撑圆柱连接件的两端分别插入两个摆杆的第一圆柱孔内并固定；
第一辅助支撑圆柱与第二支撑圆柱连接件通过转动副连接，第二支撑圆柱连接件的两端分别插入两个摆杆的第二圆柱孔内并固定；
第二辅助支撑圆柱与第一外轮连接件通过转动副连接，第一外轮连接件的两端分别插入两个摆杆的第三圆柱孔内并固定；
第一支撑圆柱连接件、第二支撑圆柱连接件以及第一外轮连接件将两个摆杆、一个滚动支撑圆柱以及两个辅助支撑圆柱连接起来形成摆杆支撑轮支链。
优选地，所述第一同步齿轮杆的齿轮端开设有轴线与齿轮面垂直的圆柱孔，所述第一同步齿轮杆的另一端开设有与其齿轮端圆柱孔轴线平行的圆柱孔，所述第一同步齿轮杆两端圆柱孔轴线的距离为l1<\/sub>；
所述第二同步齿轮杆的齿轮端开设有轴线与齿轮面垂直的圆柱孔，第二同步齿轮杆的另一端开设有与其齿轮端圆柱孔轴线平行的圆柱孔，第二同步齿轮杆两端圆柱孔轴线的距离为l2<\/sub>，l2<\/sub>小于内齿轮的轮廓半径。
优选地，所述齿轮连接件为对称结构，所述齿轮连接件两侧分别开设有两对轴线重合的圆柱孔，且两侧的两对圆柱孔为对称布置，第一同步齿轮杆的齿轮端圆柱孔与齿轮连接件一侧的两个圆柱孔通过转动副连接，第一支撑圆柱连接件插入第一同步齿轮杆的另一端的圆柱孔内并通过转动副连接，第二同步齿轮杆的齿轮端圆柱孔与齿轮连接件另一侧的两个圆柱孔通过转动副连接，中心连接件插入第二同步齿轮杆的另一端的圆柱孔内并通过转动副连接，所述齿轮连接件的两侧分别设置有一个限位凸台，所述限位凸台的设置用于对同步齿轮杆进行限位。
优选地，通过控制液压杆支链的长度能够实现重构组件的展开或收拢，当同步铰链支链的两个同步齿轮杆完全展开时，重构组件处于完全展开状态，此时所述滚动支撑圆柱与内齿轮的底部公共切面恰好为水平面，可重构轮\/履变形行走机构能够在重构组件完全展开的状态下实现履带式运动。
优选地，当重构组件处于完全展开状态时，液压杆支链与纵向中面的夹角为α，同步铰链支链与液压杆支链的夹角为β，变形机构各结构的尺寸长度关系为：
内齿轮轮廓半径R内<\/sub>与滚动支撑圆柱外径R滚<\/sub>的大小关系为：
本实用新型相对于现有技术具有以下有益技术效果：
①本实用新型变形机构完全展开时为过约束机构，其刚度高，稳定性高，具有运动灵活的优点、可实现轮\/履切换运动，重构组件包括两个关于纵向对称面对称布置的变形机构，两个变形机构的结构完全相同，两变形机构分别与外轮连接件和中心连接件通过转动副与机体相连，通过两个变形机构的收展变形能够实现行走机构轮\/履运动形式的快速切换。
②本实用新型采用了模块化的设计思想，可实现模块化生产，降低制造成本和难度，适宜大规模推广使用。
③本实用新型结构简单，其实施方式简单，可靠性高，可应用于灾后救援机器人快速移动机构或者其他移动机构，工作效率高，使用方便。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型完全展开时的俯视结构示意图；
图2为图1的立体结构示意图；
图3为图1的主视结构示意图；
图4为本实用新型半展开时的主视结构示意图；
图5为本实用新型完全收拢时的立体结构示意图；
图6为本实用新型的机体的立体结构示意图；
图7为本实用新型的外轮单元的立体结构示意图；
图8为本实用新型的驱动组件的立体结构示意图；
图9为本实用新型的内齿轮的立体结构示意图；
图10为本实用新型的重构组件完全展开时的立体结构示意图；
图11为本实用新型的重构组件完全收拢时的立体结构示意图；
图12为本实用新型的变形机构完全展开时的主视结构示意图；
图13为本实用新型的摆杆支撑轮支链的立体结构示意图；
图14为实用新型的摆杆的立体结构示意图；
图15为实用新型的同步铰链支链的立体结构示意图；
图16为实用新型的长同步齿轮杆的立体结构示意图；
图17为实用新型的短同步齿轮杆的立体结构示意图；以及
图18为实用新型的齿轮连接件的立体结构示意图。
图中部分结构的附图说明如下所述：
100-机体、200-驱动组件、300-车轮组件、400-重构组件、500-外轮单元、600-变形机构；
101-第一外轮连接件、102-第二外轮连接件、2-中心连接件、3-机体板、4-从动齿轮、5-主轴、6-驱动齿轮、7-内齿轮、8-滚动支撑圆柱、9-第一辅助支撑圆柱、10-第二辅助支撑圆柱、11-摆杆、121-第一支撑圆柱连接件、122-第二支撑圆柱连接件、13-第一同步齿轮杆、14-第二同步齿轮杆、15-齿轮连接件；
601-摆杆支撑轮支链、602-同步铰链支链、603-液压杆支链；111-第一圆柱孔、112-第二圆柱孔、113-第三圆柱孔。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型的目的是提供一种高刚度可重构轮\/履变形行走机构，以解决现有技术存在的问题。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
本实施例提供一种高刚度可重构轮\/履变形行走机构，如图1至图5所示，包括机体100、驱动组件200、车轮组件300和重构组件400。
如图6所示，机体100包括两个对称布置的外轮单元500、两个对称布置的第一外轮连接件101和第二外轮连接件102、一个过外轮单元中心的中心连接件2。
两个外轮单元500的对称面定义为横向中面，两个外轮连接件101和102的对称面定义为纵向中面，且纵向中面经过中心连接件2。
两个对称的外轮单元500结构完全相同，两个外轮单元500通过第一外轮连接件101、第二外轮连接件102与一个中心连接件2相互固定连接组成机体100，第一外轮连接件101和第二外轮连接件102与纵向中面的距离均为d。
如图7所示，外轮单元500由一个机体板3和两个关于纵向中面对称布置的从动齿轮4组成，机体板3为薄圆柱体结构，两个从动齿轮4与机体板3分别通过转动副连接，图中R3<\/sub>为机体板3的半径。
如图8所示，驱动组件200包括主轴5和两个关于横向中面对称布置的驱动齿轮6，两个驱动齿轮结构完全相同，对称安装在主轴5上组成驱动组件200。
车轮组件300包括两个关于横向中面对称布置的内齿轮7，两个内齿轮7的结构完全相同。内齿轮7的结构如图9所示，图中，R7<\/sub>为内齿轮7的轮廓半径；内齿轮7与机体100通过转动副连接，两个驱动齿轮6分别和两个内齿轮7相啮合，主轴5的旋转带动两个驱动齿轮6旋转，从而带动两个内齿轮7转动。
机体板3的半径R3<\/sub>小于内齿轮7的轮廓半径R7<\/sub>，从动齿轮4与内齿轮7相啮合，为内齿轮7的旋转提供支撑；通过驱动齿轮6的驱动作用以及从动齿轮4的支撑作用，从而实现整个行走机构的运动。
如图10-11所示，重构组件400包括两个关于纵向对称面对称布置的变形机构600，两个变形机构600的结构完全相同，两变形机构600分别与第一外轮连接件101、第二外轮连接件102和中心连接件2通过转动副与机体100相连，通过两个变形机构600的收展变形能够实现行走机构轮\/履运动形式的切换。
如图12所示，变形机构600由摆杆支撑轮支链601、同步铰链支链602和液压杆支链603构成。
如图13所示，摆杆支撑轮支链601由一个外径为R8<\/sub>的滚动支撑圆柱8、第一辅助支撑圆柱9、第二辅助支撑圆柱10、两个相同结构的摆杆11、两个相同结构的支撑圆柱连接件以及一个与机体100共用的第一外轮连接件101组成，第一辅助支撑圆柱9与第二辅助支撑圆柱10内径以及外径相同，第一辅助支撑圆柱9稍短于第二辅助支撑圆柱10；两个相同结构的支撑圆柱连接件分别为第一支撑圆柱连接件121和第二支撑圆柱连接件122。
如图13和14所示，两个摆杆11分别开设三个圆柱孔，分别为第一圆柱孔111、第二圆柱孔112和第三圆柱孔113，第一圆柱孔111与第二圆柱孔112的轴线间距为d1<\/sub>，第二圆柱孔112与第三圆柱孔113的轴线间距为d2<\/sub>，两摆杆11各个圆柱孔相互对应，滚动支撑圆柱8与第一支撑圆柱连接件121通过转动副连接，该第一支撑圆柱连接件121的两端分别插入两个摆杆11的第一圆柱孔111内并固定，第一辅助支撑圆柱9与第二支撑圆柱连接件122通过转动副连接，该第二支撑圆柱连接件122的两端分别插入两个摆杆11的第二圆柱孔112内并固定。
较长的第二辅助支撑圆柱10与第一外轮连接件101通过转动副连接，该第一外轮连接件101的两端分别插入两个摆杆11的第三圆柱孔113内并固定。
两个支撑圆柱连接件以及第一外轮连接件101将两个摆杆11、一个滚动支撑圆柱8、第一辅助支撑圆柱9和第二辅助支撑圆柱10连接起来形成摆杆支撑轮支链601。
液压杆支链603的两端分别开设两个轴线平行的圆柱孔，中心连接件2插入液压杆支链603一端的圆柱孔内并通过转动副连接，与第一辅助支撑圆柱9形成转动副的第二支撑圆柱连接件122插入液压杆支链603另一端的圆柱孔内并通过转动副连接。
如图15所示，同步铰链支链602由第一同步齿轮杆13、第二同步齿轮杆14以及齿轮连接件15组成，第二同步齿轮杆14稍短于第一同步齿轮杆13；两同步齿轮杆的杆体均呈圆柱体结构，圆柱体结构的齿轮端分别设有限位凸台133和限位凸台143，限位凸台143的配置有利于重构组件400达到并保持完全展开状态并有利于重构组件400顺利完成收拢工作。
如图16所示，第一同步齿轮杆13齿轮端开设有轴线与齿轮面垂直的圆柱孔131，另一端开设有与其齿轮端圆柱孔轴线平行的圆柱孔132，第一同步齿轮杆13两端圆柱孔的轴线间距为l1<\/sub>。
如图17所示，第二同步齿轮杆14齿轮端开设有轴线与齿轮面垂直的圆柱孔141，另一端开设有与其齿轮端圆柱孔轴线平行的圆柱孔142，两端圆柱孔的轴线间距为l2<\/sub>，l2<\/sub>小于内齿轮7的轮廓半径R7<\/sub>，可重构轮\/履变形行走机构在重构组件400处于完全收拢状态时进行轮式快速运动。
如图10和18所示，齿轮连接件15为对称结构，在齿轮连接件15两侧分别开设两对轴线重合的圆柱孔151、152，且两侧的两对圆柱孔151、152为对称布置，较长的第一同步齿轮杆13的齿轮端圆柱孔与齿轮连接件15一侧的两个轴线重合的圆柱孔151通过转动副连接，与滚动支撑圆柱8形成转动副的第一支撑圆柱连接件121插入第一同步齿轮杆13的另一端的圆柱孔内并通过转动副连接，第二同步齿轮杆14的齿轮端圆柱孔与齿轮连接件另一端的两个轴线重合的圆柱孔152通过转动副连接，中心连接件2插入第二同步齿轮杆14的另一端的圆柱孔内并通过转动副连接，齿轮连接件15两侧分别设有一个限位凸台，限位凸台用于两同步齿轮杆展开过程中的限位，图中，仅显示齿轮连接件15一个端部的限位凸台153，另一端部的限位凸台未显示。
通过控制液压杆支链603的长度可实现重构组件400的展开或收拢。当同步铰链支链602的两个同步齿轮杆完全展开时，重构组件400处于完全展开状态，滚动支撑圆柱8与内齿轮7的底部公共切面恰好为水平面，可重构轮\/履变形行走机构可以在重构组件400完全展开的状态下实现履带式运动。
当重构组件400处于完全展开状态时，液压杆支链603与纵向中面的夹角为α，同步铰链支链602与液压杆支链603的夹角为β，变形机构各结构的尺寸长度关系为
内齿轮7轮廓半径R7<\/sub>与滚动支撑圆柱8外径R8<\/sub>的大小关系为
下面对本实用新型的工作原理做进一步解释：
在使用时，该高刚度可重构轮\/履变形行走机构的车轮组件300外层包络着一层可变形的弹性履带(图中未画出)。当该行走机构处于平坦路面时，该行走机的重构组件400处于完全收拢状态，整个机构进行轮式快速移动。
当该机构遇到障碍物、沟壑等地形时候，轮式运动无法顺利进行，该行走机构通过增加液压杆支链603的长度，从而实现重构组件400的展开，通过重构组件400的滚动支撑圆柱8的作用，弹性履带开始变形，行走机构由轮式行走机构变为履带式行走机构以进行行走。
当两同步齿轮杆的齿轮端的限位凸台133以及限位凸台143分别与齿轮连接件15两端的限位凸台153以及另一个未示出的限位凸台接触时，即重构组件400完全展开时，此时，重构组件400的两个变形机构均为双三角形机构，稳定性强。
本实用新型相对于现有技术具有以下有益技术效果：
①本实用新型变形机构完全展开时为过约束机构，其刚度高，稳定性高，具有运动灵活的优点、可实现轮\/履切换运动，重构组件包括两个关于纵向对称面对称布置的变形机构，两个变形机构的结构完全相同，两变形机构分别与外轮连接件和中心连接件通过转动副与机体相连，通过两个变形机构的收展变形能够实现行走机构轮\/履的快速切换。
②本实用新型采用了模块化的设计思想，可实现模块化生产，降低制造成本和难度，适宜大规模推广使用。
③本实用新型结构简单，其实施方式简单，可靠性高，可应用于灾后救援机器人快速移动机构或者其他移动机构，工作效率高，使用方便。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920025394.4
申请日:2019-01-08
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:13(河北)
授权编号:CN209534639U
授权时间:20191025
主分类号:B60B 19/02
专利分类号:B60B19/02;B62D55/084
范畴分类:32G;
申请人:燕山大学
第一申请人:燕山大学
申请人地址:066000 河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号
发明人:赵永生;张硕;韩博;姚建涛;许允斗;郭笑宇
第一发明人:赵永生
当前权利人:燕山大学
代理人:舒丽亚
代理机构:11474
代理机构编号:北京孚睿湾知识产权代理事务所(普通合伙)
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计