这款三角轮组结构是专为无障碍通行场景设计的行走执行部件,核心解决普通轮式移动设备无法跨越台阶、在楼梯坡面通行的痛点,目前主要适配在老旧小区无电梯场景下的智能轮椅、小型载物爬楼设备上,也可根据安装接口调整后用于户外巡检机器人、短途载物搬运车的越障行走端。从结构设计逻辑来看,整套轮组采用三等分辐式支架作为承载基体,三个独立滚轮分别铰接在支架的三个端点位置,支架中心设置与驱动轴连接的安装孔位,孔位周边设计有沉台结构,用于匹配驱动输出轴的轴肩定位,避免轮组受载后出现轴向窜动。实际通行过程中,当单个滚轮接触台阶立面时,轮组会以接触点为支点发生绕转,带动下一个滚轮搭接到台阶上沿,随着驱动轴持续输出扭矩,三个滚轮交替完成搭接、承重、
绕转的动作循环,不需要额外的复杂抬升机构就能实现连续爬楼动作,相比履带式爬楼结构,这套轮组在平整路面行驶时的滚动阻力更小,转向灵活性更高,不会出现履带结构刮蹭地面、损伤铺装路面的问题。从安装边界来看,三角支架的中心安装孔采用标准平键连接结构,可适配多数常规低速驱动电机的输出轴尺寸,三个滚轮的轮径、支架的旋转半径可根据实际需要跨越的台阶高度做参数化调整,常规适配民用住宅台阶的版本,单轮直径控制在120mm到160mm区间,三角支架的中心到单轮铰接点的中心距为180mm到220mm,可覆盖国内绝大多数民用住宅150mm到180mm高度的台阶尺寸。滚轮部分采用硬质轮毂搭配高弹性橡胶外圈的结构,轮毂内部设置深沟球轴承作为转动支撑,
保证滚轮在随支架公转的同时可自主转动,减少爬楼过程中的滑动摩擦,橡胶外圈的邵氏硬度控制在65到70度区间,既能保证足够的支撑强度,又能在接触台阶边缘时提供足够的摩擦力,避免打滑。支架本体采用高强度铝合金一体铣削成型,三个铰接点的位置度公差控制在0.1mm以内,保证三个滚轮的转动轨迹同心,避免爬楼过程中出现卡滞、受力不均导致的支架变形。在平整路面行驶时,整套轮组始终有两个滚轮同时接触地面,承载稳定性优于单轮结构,转向时可通过差速控制实现小半径转弯,适配室内狭窄空间的通行需求;在爬楼工况下,轮组的旋转中心会随着滚轮交替搭接做阶梯式抬升,整个抬升过程的重心波动控制在较小范围内,不会出现传统爬楼设备重心骤升骤降导致的倾覆风险。
结构设计时特意在支架的三个铰接点位置设置了润滑脂注油通道,可在不拆解轮组的情况下完成轴承润滑维护,降低长期使用的保养成本,滚轮外圈采用卡接式固定结构,磨损后可单独更换外圈,不需要更换整个滚轮组件,进一步降低后期使用成本。这套结构的受力路径经过多轮仿真优化,支架的受力薄弱点设置在铰接点与中心安装孔的连接筋位置,筋板厚度根据载荷分布做了差异化设计,在保证整体强度满足150kg额定承载要求的前提下,尽可能降低结构自重,避免增加驱动端的负载。
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