專利名稱：一種新的全向輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新的全向輪。
背景技術(shù)：
目前市售全向輪具有的普遍結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是沿著全向輪輪轂圓周周圍分布有一系列 軸心不垂直于輪轂端面的可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的從動(dòng)小輪子。全向輪的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是輪子在向前 滾動(dòng)的同時(shí)從動(dòng)小輪子可以在地面反作用力下繞自身中心軸滾動(dòng)，當(dāng)這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)合成到一 起的時(shí)候可以達(dá)到全向輪沿斜線滾動(dòng)的效果。因此這個(gè)特點(diǎn)可以有很多應(yīng)用，例如當(dāng)由三 個(gè)或者多個(gè)全向輪組合構(gòu)成機(jī)器人的移動(dòng)底盤機(jī)構(gòu)時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在機(jī)體不做轉(zhuǎn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)時(shí)任意時(shí)刻向任意方向運(yùn)動(dòng)。使得機(jī)器人轉(zhuǎn)位靈活，不受限于運(yùn)動(dòng)空間?；谶@些特 點(diǎn)，全向輪還可以應(yīng)用于諸如電動(dòng)輪椅、空間緊湊的倉庫作業(yè)以及其它運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，應(yīng)用前 景非常廣闊?，F(xiàn)有使用上述原理的全向輪有兩種一種是單片輪轂結(jié)構(gòu)，一種是雙片輪轂結(jié)構(gòu)。 單片輪轂結(jié)構(gòu)的全向輪存在從動(dòng)小輪子之間存在間隙，造成觸地不連續(xù)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性差的 問題。兩片式前向輪采用兩圈從動(dòng)小輪互補(bǔ)的方式解決了連續(xù)接觸地面的問題，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) 性有所提高。但是市場(chǎng)上兩片輪轂結(jié)構(gòu)式的全向輪普遍存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安裝維護(hù)麻煩、承載 能力低、壽命不高的問題。有的為塑料結(jié)構(gòu)，用于機(jī)器人競(jìng)賽平臺(tái)時(shí)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性差易打滑， 易損壞，不能滿足使用要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型專門針對(duì)機(jī)器人競(jìng)賽平臺(tái)使用環(huán)境，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、成本 低、承載能力好、抓地能力強(qiáng)、特別適合于及機(jī)器人競(jìng)賽平臺(tái)使用的設(shè)計(jì)方案。該前向輪的 運(yùn)動(dòng)特性上有了質(zhì)的改進(jìn)。本實(shí)用新型揭示了一種新的全向輪，其特征在于，包括前、后單輪盤，由輪轂和從 動(dòng)輪組成，所述輪轂的圓周上均勻分布至少三個(gè)Y形枝丫，兩兩相鄰的所述Y形枝丫之間各 開設(shè)一同心的圓孔，一小輪軸穿設(shè)在所述兩圓孔之間，所述從動(dòng)輪穿設(shè)在所述小輪軸上，所 述前、后單輪盤的半徑等于所述從動(dòng)輪的軸向截面輪廓圓弧半徑；輪芯座，包括一中心孔； 其中，若干緊固件將所述前、后輪盤相互錯(cuò)開10° 60°角度固定在所述輪芯座上。比較好的是，所述前、后輪盤相互錯(cuò)開30°。比較好的是，所述輪轂為硬鋁合金，所述從動(dòng)輪為橡膠材質(zhì)，所述小輪軸為不銹鋼 材質(zhì)。比較好的是，所述全向輪進(jìn)一步包括銅套和兩墊片，所述銅套，套設(shè)在所述小輪 軸上，所述兩墊片分設(shè)在所述小輪軸與所述Y形枝丫之間。比較好的是，所述輪芯座的中心孔中開設(shè)一鍵槽，用于定位安裝。比較好的是，所述緊固件包括若干螺釘和若干銷釘，所述前、后單輪盤的輪轂與所 述輪芯座通過所述銷釘定位，并通過所述螺釘鎖緊。[0011]本實(shí)用新型的輪子設(shè)計(jì)在理論上滿足轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)和地面接觸從動(dòng)輪無縫切換，不會(huì)造 成振動(dòng)；鋁合金金屬輪轂質(zhì)量輕強(qiáng)度好精度高，外型美觀；橡膠小輪(從動(dòng)輪)運(yùn)動(dòng)特性 好，摩擦力大，耐磨。
下面，參照附圖，對(duì)于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員而言，從對(duì)本實(shí)用新型的詳細(xì)描述 中，本實(shí)用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見。圖1是本實(shí)用新型的分解結(jié)構(gòu)示意圖；圖2給出單輪盤10或20的剖視結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實(shí)用新型的組合后結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參見圖1所示，本實(shí)用新型的全向輪由兩個(gè)完全相同的單輪盤10和20、和設(shè)置 在兩個(gè)單輪盤之間的輪芯座30組合而成，若干銷釘40、50穿設(shè)過兩單輪盤10和20以及輪 芯座30上預(yù)設(shè)的若干孔，最終組合成一體。組合時(shí)，兩個(gè)單輪盤10、20相互錯(cuò)開30°角固定在輪芯座30之上。圖2給出單輪盤(以10為例)的剖視結(jié)構(gòu)圖。每個(gè)單輪盤10由一片輪轂11在圓 周上均勻分布有六個(gè)可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的橡膠小輪子12構(gòu)成。橡膠小輪子12內(nèi)嵌銅套13，通 過一個(gè)小輪軸14及左右兩個(gè)墊片15和16固定于輪轂11上的每?jī)蓛蒠形枝丫 110和111 上同心的兩個(gè)圓孔上。全向輪軸向投影外輪廓是連續(xù)的完整圓，且全向輪半徑等于橡膠小 輪12 (從動(dòng)輪)軸向截面輪廓圓弧半徑。上述小輪軸14采用不銹鋼材質(zhì)，兩端設(shè)有錐孔，用于擴(kuò)漲緊固。上述輪轂11上設(shè)有三個(gè)或三個(gè)以上Y形枝丫 13，每相鄰兩個(gè)Y形枝丫 110和111 之間安裝的橡膠小輪12作為從動(dòng)輪，該橡膠小輪12的中心軸與輪轂11中心軸垂直；Y形 枝丫 110和111上的圓孔的位置設(shè)置需滿足以下條件即小輪軸14可以與圓孔同心的狀態(tài) 進(jìn)入圓孔且不與輪轂11干涉。上述輪芯座30設(shè)有中心孔301及鍵槽302做為輔助安裝結(jié)構(gòu)。安裝時(shí)，將前后兩個(gè)單輪盤10和20分別通過中心軸(孔)101、201插設(shè)在輪芯座 30的中心孔(軸)301上，通過銷釘40和螺釘50固定，橡膠小輪12中心內(nèi)嵌一個(gè)銅套13， 由小輪軸14支撐到Y(jié)形枝丫 110和111上，橡膠小輪12及銅套13可以繞小輪軸14靈活 轉(zhuǎn)動(dòng)；橡膠小輪12軸向截面輪廓圓弧圓心與輪轂中心重合；兩個(gè)單輪盤10和20錯(cuò)開一定 角度，使得一個(gè)單輪盤10上的橡膠小輪12正對(duì)另一單輪盤20上的Y形枝丫 110，銷釘40 定位，螺釘50鎖緊；最終形成的全向輪軸向投影外輪廓是一個(gè)半徑等于橡膠小輪12軸向截 面輪廓圓弧半徑的完整圓。本實(shí)用新型的全向輪做為運(yùn)動(dòng)部件特點(diǎn)是輪子在向前滾動(dòng)的過程中，同時(shí)橡膠 小輪(從動(dòng)輪)可以在外力作用下繞自身中心軸滾動(dòng)，當(dāng)這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)合成到一起的時(shí)候可 以達(dá)到全向輪沿斜線滾動(dòng)的效果。因這個(gè)特點(diǎn)可以有很多應(yīng)用，例如當(dāng)由三個(gè)全向輪構(gòu)成 品字型結(jié)構(gòu)做為小車的底盤時(shí)，可以做到底盤任意時(shí)刻向任意方向運(yùn)動(dòng)。本實(shí)用新型全向輪結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是輪子設(shè)計(jì)在理論上滿足轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)和地面接觸從 動(dòng)輪無縫切換，不會(huì)造成振動(dòng)；鋁合金金屬輪轂質(zhì)量輕強(qiáng)度好精度高，外型美觀；橡膠小輪 (從動(dòng)輪)運(yùn)動(dòng)特性好，摩擦力大，耐磨。[0027] 以上諸實(shí)施例僅供說明本實(shí)用新型之用，而非對(duì)本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng) 域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變化， 因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本實(shí)用新型的范疇?wèi)?yīng)由各權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求一種新的全向輪，其特征在于，包括前、后單輪盤，由輪轂和從動(dòng)輪組成，所述輪轂的圓周上均勻分布至少三個(gè)Y形枝丫，兩兩相鄰的所述Y形枝丫之間各開設(shè)一同心的圓孔，一小輪軸穿設(shè)在所述兩圓孔之間，所述從動(dòng)輪穿設(shè)在所述小輪軸上，所述前、后單輪盤的半徑等于所述從動(dòng)輪的軸向截面輪廓圓弧半徑；輪芯座，包括一中心孔；其中，若干緊固件將所述前、后輪盤相互錯(cuò)開10°～60°固定在所述輪芯座上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全向輪，其特征在于， 所述前、后輪盤相互錯(cuò)開30°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全向輪，其特征在于，所述輪轂為硬鋁合金，所述從動(dòng)輪為橡膠材質(zhì)，所述小輪軸為不銹鋼材質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的全向輪，其特征在于，所述全向輪進(jìn)一步包括 銅套和兩墊片，所述銅套，套設(shè)在所述小輪軸上，所述兩墊片分設(shè)在所述小輪軸與所述Y形枝丫之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的全向輪，其特征在于， 所述輪芯座的中心孔中開設(shè)一鍵槽，用于定位安裝。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全向輪，其特征在于，所述緊固件包括若干螺釘和若干銷釘，所述前、后單輪盤的輪轂與所述輪芯座通過所 述銷釘定位，并通過所述螺釘鎖緊。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種新的全向輪，其特征在于，包括前、后單輪盤，由輪轂和從動(dòng)輪組成，所述輪轂的圓周上均勻分布至少三個(gè)Y形枝丫，兩兩相鄰的所述Y形枝丫之間各開設(shè)一同心的圓孔，一小輪軸穿設(shè)在所述兩圓孔之間，所述從動(dòng)輪穿設(shè)在所述小輪軸上，所述前、后單輪盤的半徑等于所述從動(dòng)輪的軸向截面輪廓圓弧半徑；輪芯座，包括一中心孔；其中，若干緊固件將所述前、后輪盤相互錯(cuò)開30°角固定在所述輪芯座上。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、成本低、承載能力好、抓地能力強(qiáng)、特別適合于及機(jī)器人競(jìng)賽平臺(tái)使用的設(shè)計(jì)方案。
文檔編號(hào)B60B33/00GK201633467SQ20092021264
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2009年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月7日
發(fā)明者余亞強(qiáng), 蘇東 申請(qǐng)人:上海英集斯自動(dòng)化技術(shù)有限公司