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1、10申请公布号CN104057773A43申请公布日20140924CN104057773A21申请号201410180575622申请日20140430B60B19/0020060171申请人黔南民族师范学院地址558000贵州省黔南布依族苗族自治州都匀市经济开发区龙山大道申请人西南大学72发明人李君科刘凯王宇俊方灿石云辉王观玉李明江孟学华张仁宽张国锋卢玉周力军74专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002代理人谷庆红54发明名称一种轴心半轮式越障轮57摘要本发明公开了一种轴心半轮式越障轮，包括半轮及设置在半轮上的驱动孔，所述半轮为扇形结构，在扇形结构的圆心角处设置有凸出块，所述驱动。
2、孔设置在凸出块及半轮上，并位于扇形结构的圆心角上，所述扇形结构的弧度不小于。本发明在应用时，采用多个轴心半轮式越障轮配合使用，能兼顾在规整地形系统功耗的平稳性和行走的高效性、在非规整地形下的越障能力强、控制简单、效率高、能耗低、应用范围广，广泛适用于工作在特殊环境中的设备，如机器人，救援装置等。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页10申请公布号CN104057773ACN104057773A1/1页21一种轴心半轮式越障轮，包括半轮1及设置在半轮1上的驱动孔3，其特征在于所述半轮1为扇形结构，在扇形结构的。
3、圆心角处设置有凸出块2，所述驱动孔3设置在凸出块2及半轮1上，并位于扇形结构的圆心角上。2根据权利要求1所述的一种轴心半轮式越障轮，其特征在于所述扇形结构的弧度不小于。3根据权利要求1或2所述的一种轴心半轮式越障轮，其特征在于所述扇形结构的弧度W、轮子半径R与理想越障高度L之间的关系为。4根据权利要求3所述的一种轴心半轮式越障轮，其特征在于所述扇形结构的弧度W的大小范围为2。5根据权利要求1所述的一种轴心半轮式越障轮，其特征在于所述扇形结构的半径上设置有防滑层。6根据权利要求5所述的一种轴心半轮式越障轮，其特征在于所述防滑层为在扇形结构的半径上加工防滑齿5或裹覆一层防滑材料4。7根据权利要求6。
4、所述的一种轴心半轮式越障轮，其特征在于所述防滑材料4为硅橡胶、树脂摩擦材料或铝基复合材料。权利要求书CN104057773A1/3页3一种轴心半轮式越障轮技术领域0001本发明涉及一种越障机构，尤其是涉及一种轴心半轮式越障轮。背景技术0002一般的轮子由轮毂、轮辐、轮辋构成，轮毂在轮子的中心，轮毂中配装轮轴，轮辋是轮子边缘的圈状体，轮辐连接轮毂与轮辋，轮轴可安装在车辆或机械的轴架上，通常轮子只能越过小于半径的障碍物。为使轮子能够越过较大半径的障碍物，出现了一种多叉轮，其轮辐是一个整体，外部形成星状三叉形，在三叉形的中心安装轮轴，通过设置在三叉形的各个叉臂端部的安装孔安装行走轮轴和行走轮，但这种。
5、多叉轮能够跨越的障碍物受单个叉形轮辐自身尺寸的限制，只能越过略大于叉臂长度的障碍物。0003为克服多叉轮因受单个叉形轮辐自身尺寸的限制而影响轮子越障能力的不足。公开号为CN2866289Y的中国专利公开了一种越障轮，该技术方案是采用外形为星状三叉形的轮辐，其叉臂端部及叉形中心设有轴孔，用九对一级翻越轮辐，并在其叉臂端部分别安装行走轮轴和配装行走轮，九对一级翻越轮辐的中心轴分别安装在三对二级翻越轮辐的叉臂端部，三对二级翻越轮辐的中心轴分别安装在一对三级翻越轮辐的叉臂端部，三级翻越轮辐的中心有三级翻越轮轴。通过该越障轮可以翻越普通车轮翻越不过去的障碍，提高通过率；但是该越障轮结构较复杂，同时运行效。
6、率较低。0004公开号为CN203345078U的中国专利公开了一种越障高度可调履带车轮，包括三角形支架、液压缸、连杆、履带；三角形支架的顶角安装有主动轮；三角形支架的前底角和后底角均安装有V形支架，V形支架两端均安装有从动轮；三角形支架的顶角和前底角所在的支架边依次设置有第一铰接点、第二铰接点；所述液压缸的第一端饺接于第一铰接点，液压缸的第二端与连杆的第一端铰接，所述连杆中部铰接于第二铰接点，所述越障轮安装于连杆第二端；该技术方案是通过液压缸调整越障轮的高度来提供车轮的通过率。它的缺点是结构复杂，功耗高。0005随着自然灾害、森林火灾、核事故、地震救援等事件频发以及人类对未知领域的探索的增长。
7、，人类迫切希望感知这些环境，以达到收集信息、缓解灾难、抢救伤员等目的。因此，需要一种越障机构来帮助人们去解决这个问题。然而上述越障轮都难以满足解决这一问题的要求。目前，所使用的越障机构主要有履带式、足式、混合式等结构，在这些越障机构中都存在一定的不足之处履带式越障机构用来适应不同环境应用最广，或单独使用或几段配合使用，但仍不能避免笨重的履带、功耗高和对地形的破环等代价；足式越障机构能够在非规整地形下很好地行走，但它付出了运动效率过低、控制较复杂等代价；混合式越障机构综合使用了各种机构的优点，尽量使其适应各种地形，但是机械结构复杂，控制难度较大，效率较差。0006为解决上述问题，公开号为CN10。
8、2275457B的中国专利公开了一种切换式多叶片越障轮，它包括主动轮和随动轮，所述主动轮固定在动力轴上使之与动力轴一起转动，所述随动轮通过轴承套在动力轴上，主动轮和随动轮通过自动回弹装置连接在一起，所述主动说明书CN104057773A2/3页4轮和随动轮为形状相似的多叶片叶轮，主动轮和随动轮叶片交叉安装，当随动轮受到外力作用时，主动轮和随动轮的叶片重叠，当随动轮不受外力作用时，随动轮在自动回弹装置的作用下自动回到安装初始位置拼接成圆形状，主动轮/随动轮上设有凹槽，相对应在随动轮/主动轮上设有挡杆，凹槽一端打开，另一端封闭，随动轮相对主动轮转动时挡杆在凹槽内滑动。该技术方案结构简洁可靠，效率高。
9、，地表适应性好，越障能力强，但是由于该越障轮是依赖于越障面接触的摩擦力工作，因此限制了其应用范围。0007再如，公开号为CN202944147U的中国专利公开了一种多叶轮越障机构，包括机身框架和行走轮；机身框架为扁平长方体型，行走轮通过轮轴对称安装在机身框架左右两边；所述行走轮为多叶轮，所述多叶轮是在一个轮子的整圆圆周边上等弧长间隔挖去一段圆弧后形成的，所述多叶轮以六轮为一组，一边三个，两两对称，安装到位后，相对称的两个多叶轮的叶片圆弧段正好互补，形成一个整圆，而机身框架任一一边的第一和第三轮与另一边的第二轮采用同样的安装状态，即安装后，对应叶片的方向相同。该越障机构能轻松跨越略高于轮子半径的。
10、障碍物，但它的控制相对复杂。同时，由于叶轮采用叉形结构，使得越障能力不够理想。0008又如，公开号为CN102107685A的中国专利公开了一种偏心轮腿六足机器人，该机器人采用偏心轮结构作为腿的形式。使用偏心结构行走机构的机器人使得它地表适应性强，越障能力强。这种行走机构在非规整地形下的越障效果好，但在非规整地形下的运动效率较低，其运行效率只有轮式机器人1/3左右；此外由于采用了偏心轮结构，在行走过程中能耗波动也较大。0009综上所述，目前的越障机构要么控制复杂，要么不能兼顾规整地形的运动效率，存在效率不高、能耗大、控制复杂等不足，这些严重限制了设备的应用范围；直接影响到在特殊环境中工作的设备。
11、的效率、功能和能力。发明内容0010为了克服现有越障机构不能兼顾在规整地形系统功耗的平稳性和行走的高效性以及非规整地形下的越障能力，本发明提供了一种轴心半轮式越障轮。0011本发明是通过如下技术方案予以实现的。0012一种轴心半轮式越障轮，包括半轮及设置在半轮上的驱动孔，所述半轮为扇形结构，在扇形结构的圆心角处设置有凸出块，所述驱动孔设置在凸出块及半轮上，并位于扇形结构的圆心角上。0013所述扇形结构的弧度不小于。0014所述扇形结构的弧度W、轮子半径R与理想越障高度L之间的关系为00150016所述扇形结构的弧度W的大小范围为2。0017所述扇形结构的半径上设置有防滑层。0018所述防滑层为。
12、在扇形结构的半径上加工防滑齿或裹覆一层防滑材料。说明书CN104057773A3/3页50019所述防滑材料为硅橡胶、树脂摩擦材料或铝基复合材料。0020本发明的有益效果是0021与现有技术相比，本发明在应用时，采用多个轴心半轮式越障轮配合使用，能兼顾在规整地形系统功耗的平稳性和行走的高效性、在非规整地形下的越障能力强、控制简单、效率高、能耗低、应用范围广，广泛适用于工作在特殊环境中的设备，如机器人，救援装置等。附图说明0022图1为本发明实施例一的结构示意图；0023图2为本发明实施例二的结构示意图。0024图中1半轮足，2凸出块，3驱动孔，4防滑材料，5防滑齿。具体实施方式0025下面结合。
13、实施列附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。0026如图1、图2所示，本发明所述的一种轴心半轮式越障轮，包括半轮1及设置在半轮1上的驱动孔3，所述半轮1为扇形结构，在扇形结构的圆心角处设置有凸出块2，所述驱动孔3设置在凸出块2及半轮足1上，并位于扇形结构的圆心角上。在使用时，驱动孔3用于连接动力装置，可根据动力装置的输出类型选择驱动孔3的形状，通过设置凸出块2，便于动力装置的驱动连接。0027所述扇形结构的弧度不小于。扇形结构的弧度可根据它在越障环境中需要越过的高度确定。设扇形结构的弧度为W，理想越障高度为L，轮子的半径R。其中，扇形结构的弧度W在和2之间取值，W值越。
14、大，则可翻越的高度也就越低。最大理想越障高度为两倍轮子的半径，即最大理想越障高度为2R。扇形结构的弧度W、轮子半径R与理想越障高度L之间的关系为00280029为了达到更好的越障效果，所述扇形结构的半径上设置有防滑层。如图1所示，所述防滑层为在扇形结构的半径上裹覆一层防滑材料4，所述防滑材料4可以采用硅橡胶、树脂摩擦材料,或铝基复合材料等摩擦力较好的材料制作。0030如图2所示，所述防滑层为在扇形结构的半径上加工防滑齿5。0031本发明在应用时，首先确定半轮1的形状，也就是确定扇形结构的弧度和驱动孔3的形状，待确定好扇形结构的弧度和驱动孔3的形状后，将其固定在动力装置的输出上。单个轴心半轮式越障轮不能工作，需要多个协调使用，在本技术方案优先选用偶数个轴心半轮式越障轮协同使用，将其对称安装于设备左右两侧，配合相应的步态即可完成运动和越障。说明书CN104057773A1/1页6图1图2说明书附图CN104057773A。