[实用新型]多角步行轮

说明书

本实用新型涉及一种新型车轮。

目前使用各类车辆的车轮都是圆形的，在运转中与地面之间存在着较大的连续的摩擦阻力，而且阻力随着车轮与地面间接触面的增大、地面硬软的变化而增大和变化。圆形车轮在路况较差或崎岖不平的地面上行驶，它完全“复印”着这种高低不平的上、下跳动，使车身出现严重的颠簸甚至无法行驶。

本实用新型的目的是提供一种与地面间断接触、摩擦阻力极小、结构紧凑、转动灵活，适用各种车辆使用，且具有仿生效果(模仿人类步行)的多角步行轮。

本实用新型的技术解决方案是：一种多角步行轮，其车架、主轴叉头与主轴固定连接，主轴上同时装有水平补偿轮；主轴叉头通过叉头轴与竖直补偿轮连接并可相对转动；车架上装有防分离轮以防止多角轮与车架无规律地分离跳动；水平补偿轮，竖直补偿轮，防分离轮分别装在多角轮的相应轨道内并相对运动。

本实用新型中的多角轮在运动中与地面具有类似人类步行一样的点接触；多角轮的外缘具有多个步行足，步行足可采用适应各种路况的适当结构。多角轮的内部分别有水平补偿轨道，竖直补偿轨道和防分离轨道。轨道可以是连续曲面或由转动辊组成的曲面，以及轮、轨道上分别装有永久磁铁、通电线圈以产生悬浮磁场。当然，具体结构也可作适当的变化。

本实用新型中多角步行轮，在作主动轮时，由驱动轮驱动多角轮。当然，上述驱动装置也可采用其它合适结构和结合方式。

本实用新型中的多角步行轮上装有制动装置，既可分别装于主、从动轮上，也可同时装于主、从动轮上，制动装置既可采用涨刹，刹皮结构也可采用其它合适的结构形式。

本实用新型的优点是：由于变现在园形车轮的与地面连续摩擦接触为多角车轮与地面点接触，从根本上改变了车轮与地面的接触形式，极大地降低了摩擦阻力。而且该车轮在崎岖不平的地面上行驶，能有效地克服由于不平路面所产生的车轮与地面间的冲击，车辆行驶更为平稳，车辆对路况的适应能力大大提高；甚至可用作为攀登楼梯车辆的车轮使用。该车轮不但具有结构紧凑、运转灵活，而且具有仿生功能。

下面结合附图对本实用新型的作详细说明。

图1为本实用新型的一种多角步行轮结构的主示意图。

图2为本实用新型图1的A-A剖面示意图。

在附图中：所标各数字分别表示如下：

1、多角轮；2、车架；3、防分离滚轮；4、水平补偿轨道；5、主轴；6、水平补偿轮；7、防分离轨道；8、竖直补偿轮；9、步行足；10、叉头轴；11、主轴叉头；12、制动装置；13、驱动装置；14、竖直补偿轨道。

附图说明，多角轮(1)内分别有防分离轨道(7)、水平补偿轨道(4)、竖直补偿轨道(14)。主轴(5)与车架(2)固连于一体，车架(2)的一侧装有防分离滚轮(3)并在防分离轨道(7)中滚动；主轴(5)通过平键与主轴叉头(11)连接；左、右两侧的锥形水平补偿轮(6)通过滚动轴承支承于主轴(5)上，并阻止主轴(5)与多角轮(1)的轴向窜动，水平补偿轮(6)在水平补偿轨道(4)内滚动，竖直补偿轮(8)通过滚动轴承与装在主轴叉头(11)上的叉头轴(10)连接，竖直补偿轮(8)在竖直补偿轨道(14)内滚动。

多角轮(1)的外缘所具有的步行足(9)上装有减振材料，使得多角步行轮在行驶时既可明显消振，又可与地面稳固接触。

当多角步行轮作为主动轮使用时，动力源通过装于主轴(5)上的驱动轮(13)驱动多角轮(1)前进。

在主轴上(5)装有制动装置(12)，以控制车轮的前进速度或使车轮停止行驶，制动装置(12)可分别装于主、从动轮，也可同时装于主、从动轮上。

车辆(车架)平稳行驶的条件有二：一是车架与地面间的距离(标高)必须保持不变，即车架标高不随车轮转动角度变化而变化，二是当车轮匀速转动时，车辆的水平速度也为一恒定值，水平速度不随车轮转动角度变化。对于具有n个步行足的多角轮，在行驶时，其形心的标高在360°/n内按“高—低—高”的规律变化，并不断重复，标高与车轮转角成余弦变化关系，形心的水平速度在360°/n内与车轮转角成正弦变化关系。

如附图所示，竖直补偿轮(8)沿竖直补偿轨道(14)滚动，完全补偿了车轮行驶时车轮形心标高的变化，使车架(2)在前进中高度始终保持不变。

竖直补偿轮(8)在其轨道(14)内沿0-360°/n滚动的同时，水平补偿轮(6)在水平补偿轨道(4)内沿0-360°周向滚动，调整补偿水平位移，使水平速度恒定不变。