一種重載全向移動(dòng)輪制造技術(shù)

本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)提供了一種重載全向移動(dòng)輪，屬于工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，該重載全向移動(dòng)輪包括輪轂、輥?zhàn)拥炔考?。該輪轂為正棱柱形結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為中空?qǐng)A柱形，輪轂的每個(gè)外側(cè)面上固定一個(gè)U型支架，每個(gè)U型支架的中間穿接有支撐轉(zhuǎn)軸，支撐轉(zhuǎn)軸通過(guò)兩端的軸承支撐一個(gè)輥?zhàn)?，每個(gè)輥?zhàn)拥妮S線與輪轂的軸線之間的夾角均相同。輪轂內(nèi)圈設(shè)置有連接軸套，與傳動(dòng)的電機(jī)輸出軸相連接。本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)提出的一種重載全向移動(dòng)輪，通過(guò)改進(jìn)全向移動(dòng)輪的結(jié)構(gòu)和包膠工藝，使用強(qiáng)度和剛度良好的支架、支撐轉(zhuǎn)軸、輪轂及在包膠層外部設(shè)置的紋理，解決了輪子承載能力比較小、易打滑、包膠層耐磨性差、輥?zhàn)拥目蛊谛暂^差、長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)會(huì)發(fā)生疲勞斷裂等問(wèn)題。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)屬于エ業(yè)自動(dòng)化、機(jī)器人
，具體涉及ー種重載全向移動(dòng)輪。
技術(shù)介紹
對(duì)于全向移動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，全向輪為其實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的核心部件。目前，全向輪作為ー種研究方向，包含類(lèi)型廣泛，現(xiàn)有幾種較流行的全向輪結(jié)構(gòu)分別為萬(wàn)向輪、瑞士輪以及麥克拉姆輪。萬(wàn)向輪萬(wàn)向輪為生活中經(jīng)常見(jiàn)到的一種全向移動(dòng)結(jié)構(gòu)，通常作為活動(dòng)腳輪，常見(jiàn)的手推車(chē)和吊車(chē)大部分使用這種萬(wàn)向輪。萬(wàn)向輪具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便的優(yōu)點(diǎn)。但其承載能力不強(qiáng)，不易實(shí)現(xiàn)電氣化驅(qū)動(dòng)。瑞士輪瑞士輪是目前國(guó)內(nèi)開(kāi)展的足球機(jī)器人中應(yīng)用較多的ー種全向輪結(jié)構(gòu)。它由輪轂和小輥?zhàn)咏M成，輪轂的軸線和輥?zhàn)拥妮S線相對(duì)垂直。當(dāng)輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小輥?zhàn)涌梢宰杂赊D(zhuǎn)動(dòng)。若干個(gè)瑞士輪通過(guò)適當(dāng)組合便可以構(gòu)成平面上具有三個(gè)自由度的全向移動(dòng)機(jī)構(gòu)。但瑞士輪的靈活性不夠，對(duì)路面的要求高，適合于載荷不大的情況下使用。麥克拉姆輪麥克拉姆輪最早是由瑞典麥克拉姆公司提出的，是目前應(yīng)用較為廣泛的ー種全向移動(dòng)輪。將三個(gè)或四個(gè)麥克拉姆輪以一定的方式組合在一起就能實(shí)現(xiàn)全向移動(dòng)。麥克拉姆輪結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工精度要求高，但其移植性強(qiáng)，在エ業(yè)和軍事領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，尤其是大噸位的結(jié)構(gòu)，有很強(qiáng)的承載能力，具有很大的前景和研究意義。麥克拉姆輪一般由輪轂和輥?zhàn)拥葞撞糠纸M成，在輪轂外圍安裝一周與輪轂軸線成一定角度的輥?zhàn)?，每個(gè)輥?zhàn)硬粌H可以繞輪轂公轉(zhuǎn)，而且在地面摩擦力的作用下繞自身自轉(zhuǎn)，通過(guò)調(diào)節(jié)輪轂的速度可以改變輥?zhàn)又行暮退俣鹊拇笮『头较颉Ｒ虼?，若干麥克拉姆輪按一定?guī)則組成的輪組系統(tǒng),通過(guò)改變個(gè)輪轂的速度的線性組合,進(jìn)而控制運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中心合速度的大小和方向，使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)平面上的全方位運(yùn)動(dòng)。由于結(jié)構(gòu)關(guān)系，輪子承載能力一般都比較小，輥?zhàn)拥目蛊谛砸脖容^差，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)會(huì)發(fā)生疲勞斷裂，同時(shí)加工和安裝方式都比較困難。為了增加全向移動(dòng)平臺(tái)的承載能力，需要增大麥克拉姆輪的承載能力，對(duì)其輪轂結(jié)構(gòu)和輥?zhàn)拥慕Y(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。因此適用于大噸位結(jié)構(gòu)下使用，且具有全向移動(dòng)能力的麥克拉姆輪成為領(lǐng)域內(nèi)研究的熱點(diǎn)及難點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本技術(shù)提供一種重載全向移動(dòng)輪，以現(xiàn)有的麥克拉姆輪為基礎(chǔ)，通過(guò)改進(jìn)的結(jié)構(gòu)，成為大噸位的重載全向移動(dòng)輪，可重載的全向移動(dòng)平臺(tái)使用。本技術(shù)提供一種重載全向移動(dòng)輪，包括輪轂和輥?zhàn)?，該輪轂外部為正棱柱形結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為中空?qǐng)A柱形結(jié)構(gòu)，輪轂的每個(gè)外側(cè)面上固定ー個(gè)U型支架，每個(gè)U型支架的中間穿接有支撐轉(zhuǎn)軸，支撐轉(zhuǎn)軸通過(guò)兩端的軸承支撐輥?zhàn)?，每個(gè)輥?zhàn)拥妮S線與輪轂的軸線之間的夾角均相同。所述的輪轂外部為正十二棱柱、正十棱柱、正八棱柱結(jié)構(gòu)；所述輪轂的材料為鋁合金。所述的U型支架與輪轂之間通過(guò)銷(xiāo)釘定位，通過(guò)螺釘進(jìn)行固定，所述U型支架的材料為合金鋼。所述的支撐轉(zhuǎn)軸兩端設(shè)置有螺紋，支撐轉(zhuǎn)軸通過(guò)U型支架外部的鎖緊螺母進(jìn)行固定，所述支撐轉(zhuǎn)軸的材料為合金鋼。所述的輥?zhàn)拥耐獗砻姘灿袔в屑y路的包膠層，輥?zhàn)觾?nèi)部為鋁合金材質(zhì)的內(nèi)核，每個(gè)輥?zhàn)拥妮S線與輪轂的軸線之間的夾角均為45°。所述的輪轂的內(nèi)部設(shè)置有連接軸套，通過(guò)連接軸套中心的電機(jī)轉(zhuǎn)軸連接孔與電機(jī)輸出軸相連接。本技術(shù)具有的優(yōu)點(diǎn)在于本技術(shù)中提供的一種重載全向移動(dòng)輪，通過(guò)支架作為輥?zhàn)拥闹危ㄟ^(guò)支撐轉(zhuǎn)軸作為輪轂的支撐與轉(zhuǎn)動(dòng)的軸體，通過(guò)使用強(qiáng)度和剛度良好的U型支架與支撐轉(zhuǎn)軸，增加全向移動(dòng)輪的負(fù)載能力，解決了輥?zhàn)又苯舆B接于輪轂上帯來(lái)的負(fù)載能力有限的技術(shù)問(wèn)題，通過(guò)包膠層的紋理設(shè)計(jì)，増加了輪子的耐磨性和緩沖能力，解決了輪子易打滑的問(wèn)題。使用本技術(shù)中不同數(shù)量的重載全向移動(dòng)輪，按照不同的方式組合，可以實(shí)現(xiàn)全向移動(dòng)的目的。附圖說(shuō)明圖1是本技術(shù)提供的一種重載全向移動(dòng)輪的立體圖；圖2是本技術(shù)提供的一種重載全向移動(dòng)輪的左視圖；圖3是本技術(shù)提供的一種重載全向移動(dòng)輪的剖面圖；圖4是本技術(shù)提供的一種重載全向移動(dòng)輪的正視圖；圖5是本技術(shù)中輪轂的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本技術(shù)中輥?zhàn)雍椭Ъ艿慕Y(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本技術(shù)中輥?zhàn)雍椭Ъ艿慕孛媸疽鈭D。圖中1_輪轂；2-輥?zhàn)樱?_U型支架；4_連接軸套；5_電機(jī)轉(zhuǎn)軸連接孔；6_銷(xiāo)釘孔；7-螺釘孔；8_支撐轉(zhuǎn)軸；9-銷(xiāo)釘；10_螺釘；11_軸承；12_鎖緊螺母；14_鋁合金內(nèi)核。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本技術(shù)作進(jìn)ー步說(shuō)明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本技術(shù)井能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本技術(shù)的限定。本技術(shù)提出一種重載全向移動(dòng)輪，如圖1 圖4所示，包括輪轂I和輥?zhàn)?，該輪轂2的內(nèi)部為中空?qǐng)A柱形結(jié)構(gòu),外部為正棱柱結(jié)構(gòu),優(yōu)選為正六棱柱以上的正棱柱,并進(jìn)一歩優(yōu)選為正六棱柱以上的正棱柱，輪轂I的材料選擇高強(qiáng)度的鋁合金材料。所述的輪轂2的內(nèi)部的內(nèi)圈中設(shè)置有連接軸套4，如圖5所示，該連接軸套4為具有一定厚度的圓盤(pán)結(jié)構(gòu)，圓盤(pán)的中心為電機(jī)轉(zhuǎn)軸連接孔5，用于與電機(jī)輸出軸相連接，同時(shí)增加電機(jī)輸出軸的受カ面積，提高電機(jī)輸出軸承載能力。該連接軸套4位于內(nèi)圈的頂部或底部，可以與內(nèi)圈一體成型。外部的正棱柱結(jié)構(gòu)的每個(gè)側(cè)面上均設(shè)置有銷(xiāo)釘孔6和螺釘孔7，通過(guò)銷(xiāo)釘孔6和螺釘孔7實(shí)現(xiàn)與U型支架3的定位和固定，進(jìn)而通過(guò)U型支架3連接輥?zhàn)?。優(yōu)選的在側(cè)面上對(duì)稱的四個(gè)方位対稱的設(shè)置有四個(gè)螺釘孔7，通過(guò)螺釘10與U型支架3相固定，在四個(gè)螺釘孔的中心具有ー個(gè)銷(xiāo)釘孔6，通過(guò)銷(xiāo)釘9與U型支架3相定位。每個(gè)U型支架3的中間穿接有支撐轉(zhuǎn)軸8，所述的輥?zhàn)?通過(guò)支撐轉(zhuǎn)軸8固定于U型支架3上，如圖6和圖7所示，U型支架3的底部通過(guò)螺釘10、銷(xiāo)釘9固定于輪轂的外圈的螺釘孔7、銷(xiāo)釘孔6上，且輪轂2與支撐轉(zhuǎn)軸8通過(guò)軸承11進(jìn)行定位。支撐轉(zhuǎn)軸8的兩端設(shè)置有鎖緊螺母12。所述的輥?zhàn)?優(yōu)選為外表面包覆有帶紋路的包膠層13，內(nèi)部為硬質(zhì)鋁合金材質(zhì)的內(nèi)核14，增加輥?zhàn)?的載重能力，通過(guò)帶紋路的包膠層13的設(shè)計(jì)，解決了全向移動(dòng)輪易打滑、耐磨性差、抗疲勞性差、易發(fā)生疲勞斷裂等技術(shù)問(wèn)題。所述輪轂I的每個(gè)外側(cè)面上設(shè)置的每個(gè)輥?zhàn)?的方向均一致，即每個(gè)輥?zhàn)?的軸線與輪轂I的軸線之間的夾角均相同，優(yōu)選為45°。且每個(gè)U型支架3的設(shè)置方向也均相同，即U型支架3的設(shè)置方向與支撐轉(zhuǎn)軸8的設(shè)置方向一致，進(jìn)而每個(gè)U型支架3與輪轂軸線成相同的角度。所述的輪轂I為高強(qiáng)度鋁合金材料，U型支架3、連接軸套4和支撐轉(zhuǎn)軸8的材料均為合金鋼材料。本技術(shù)中的重載全向移動(dòng)輪通過(guò)U型支架3作為輥?zhàn)?的支撐，通過(guò)支撐轉(zhuǎn)軸8作為輪轂I的支撐與轉(zhuǎn)動(dòng)的軸體，因此選擇強(qiáng)度和剛度良好的支架3與支撐轉(zhuǎn)軸8顯得尤為重要，通過(guò)增加U型支架3的設(shè)計(jì)，避免了直接將麥克拉姆輪輥?zhàn)?連接于輪轂I上，増加了負(fù)載能力，通過(guò)不同數(shù)量的重載全向移動(dòng)輪按照不同的方式組合，就可以實(shí)現(xiàn)全向移動(dòng)。以上所述實(shí)施例僅是為充分說(shuō)明本技術(shù)而所舉的較佳的實(shí)施例，本技術(shù)的保護(hù)范圍不限于此。本
的技術(shù)人員在本技術(shù)基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本技術(shù)的保護(hù)范圍之內(nèi)。本技術(shù)的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種重載全向移動(dòng)輪，其特征在于：包括輪轂和輥?zhàn)?，該輪轂外部為正棱柱形結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為中空?qǐng)A柱形結(jié)構(gòu)，輪轂的每個(gè)外側(cè)面上固定一個(gè)U型支架，每個(gè)U型支架的中間穿接有支撐轉(zhuǎn)軸，支撐轉(zhuǎn)軸通過(guò)兩端的軸承支撐輥?zhàn)?，每個(gè)輥?zhàn)拥妮S線與輪轂的軸線之間的夾角均相同。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種重載全向移動(dòng)輪，其特征在于:包括輪轂和輥?zhàn)?，該輪轂外部為正棱柱形結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為中空?qǐng)A柱形結(jié)構(gòu)，輪轂的每個(gè)外側(cè)面上固定ー個(gè)U型支架，每個(gè)U型支架的中間穿接有支撐轉(zhuǎn)軸，支撐轉(zhuǎn)軸通過(guò)兩端的軸承支撐輥?zhàn)?，每個(gè)輥?zhàn)拥妮S線與輪轂的軸線之間的夾角均相同。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重載全向移動(dòng)輪，其特征在于:所述的輪轂外部為正十二棱柱、正十棱柱、正八棱柱結(jié)構(gòu)；所述輪轂的材料為鋁合金。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的重載全向移動(dòng)輪，其特征在于:所述的U型支架與輪轂之間通過(guò)銷(xiāo)釘定位，通過(guò)螺釘進(jìn)行固定，所...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡建軍，林梨堤，高一夫，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：武漢漢迪機(jī)器人科技有限公司，
類(lèi)型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：