專利名稱：重載自驅(qū)動全向輪及其設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全向輪及其設(shè)計方法，特別是一種重載自驅(qū)動全向輪。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)飛機(jī)制造行業(yè)仍廣泛采用傳統(tǒng)的以人力或牽引車驅(qū)動為主要形式的運輸方式。由于傳統(tǒng)的飛機(jī)部件運輸平臺靈活性差，表現(xiàn)為不能側(cè)向移動，需要較大的轉(zhuǎn)彎半徑，這就要求更大的工作空間；此外，傳統(tǒng)飛機(jī)部件運輸平臺難以精確控制運動方向，在飛機(jī)部件對接時不但效率低，而且精度不高，因而傳統(tǒng)飛機(jī)部件運輸平臺已不能適應(yīng)現(xiàn)代飛機(jī)制造的要求。本專利旨在針對飛機(jī)制造行業(yè)特點，發(fā)明一種滿足大尺寸、重載結(jié)構(gòu)在狹窄空間內(nèi)靈活運輸?shù)娜蛞苿訖C(jī)構(gòu)的驅(qū)動執(zhí)行裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、運動平穩(wěn)性強(qiáng)、承載能力大的重載自驅(qū)動全向輪及其設(shè)計方法。重載自驅(qū)動全向輪，包括全向輪體、傳動軸、聯(lián)軸器、減速機(jī)及伺服電機(jī)，其特征在于全向輪體由輪輻、沿圓周方向均勻分布在輪輻外圈的6-16個輥子心軸、安裝在輥子心軸上的小輥子、兩個使輪輻與輥子心軸定位的端蓋組成，端蓋與輥子心軸通過軸承連接，端蓋與輪輻為固定連接；每個輥子心軸與傳動軸軸線空間所成夾角相等為30-60)度，相鄰小輥子在空間分布上具有重合度，所有小輥子組成的外廓包絡(luò)面是一個與車輪的理論輪廓面重合圓柱面。小輥子為兩端細(xì)中間粗的鼓形。該結(jié)構(gòu)可確保小輥子運動過程中與地面連續(xù)接觸。每個輥子心軸與傳動軸軸線空間所成夾角均為45°為優(yōu)選方案，此結(jié)構(gòu)下效率最
尚ο小輥子在空間分布上有一定重合度，可保證全向輪運動過程中，與地面接觸的小輥子之間平穩(wěn)過渡。上述自驅(qū)動全向輪結(jié)構(gòu)簡單、運動靈活平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)。安裝了本發(fā)明的移動機(jī)構(gòu)能在保持姿態(tài)不變的前提下，實現(xiàn)前后、左右、斜向移動及原地零半徑轉(zhuǎn)彎， 并能按任意指定路徑連續(xù)運動，適合于在工作空間狹窄或擁擠的場合使用。與當(dāng)前常見的運輸移動平臺相比，安裝本專利所涉及的自驅(qū)動全向輪的飛機(jī)部件運輸全向移動平臺能夠在保持車體姿態(tài)不變的前提下，實現(xiàn)前后、左右、斜向及原地零半徑轉(zhuǎn)彎，并能按任意指定路徑做連續(xù)運動，從而實現(xiàn)車間級狹窄空間作業(yè)環(huán)境下的靈活運動。所述的重載自驅(qū)動全向輪的設(shè)計方法，其特征設(shè)計包括以下過程第一、設(shè)計重載自驅(qū)動全向輪關(guān)鍵參數(shù)如下a)全向輪半徑R (mm)；b)全向輪寬度b(mm)；c)輥子最小端半徑α (mm)；
d)棍子最大半徑r此1 (mm)；e)偏置角n (rad)，即棍子軸線與輪子Z軸的夾角；f)棍子的數(shù)目n;g)棍子的長度L (mm)；h)車輪軸線方向上，棍子對應(yīng)車輪的中心角e (rad)；i)車輪軸線方向上，相鄰棍子重合部分所對應(yīng)車輪的中心角et(rad)；j)棍子重合度￡，即棍子對應(yīng)車輪的中心角e與理論對應(yīng)的中心角的比值；k) A車輪兩端蓋板的厚度(mm)；1)設(shè)車輪旋轉(zhuǎn)時，一個棍子與地面的接觸點所連成的曲線為曲線AB，其弦長即為 棍子的長度L (mm)；m)設(shè)曲線AC為曲線AB在車輪軸線方向的投影，線AC的弦高和弦長分別為Li、 L2 (mm)；n)棍子在車軸方向截面的半徑d ；第二、全向輪各關(guān)鍵參數(shù)之間的關(guān)系每個棍子對應(yīng)的中心角e e = 2 31 /n+ e t 式 1棍子重合度￡
權(quán)利要求
1.一種重載自驅(qū)動全向輪，包括全向輪體(121)、傳動軸(122)、聯(lián)軸器(123)、減速機(jī) (124)及伺服電機(jī)(125)，其特征在于全向輪體(121)由輪輻(1212)、沿圓周方向均勻分布在輪輻外圈的6-16個輥子心軸(1211)、安裝在輥子心軸(1211)上的小輥子(1210)、兩個使輪輻(1212)與輥子心軸 (1211)定位的端蓋(1214)組成，端蓋(1214)與輥子心軸(1211)通過軸承(1213)連接，端蓋(1214)與輪輻(1212)為固定連接；每個輥子心軸(1211)與傳動軸(12 軸線空間所成夾角相等為30-60度，相鄰小輥子在空間分布上具有重合度，所有小輥子(1210)組成的外廓包絡(luò)面是一個與車輪的理論輪廓面重合圓柱面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重載自驅(qū)動全向輪，其特征在于小輥子(1210)為兩端細(xì)中間粗的鼓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重載自驅(qū)動全向輪，其特征在于每個輥子心軸(1211)與傳動軸(122)軸線空間所成夾角均為45°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重載自驅(qū)動全向輪的設(shè)計方法，其特征設(shè)計包括以下過程 第一、設(shè)計重載自驅(qū)動全向輪關(guān)鍵參數(shù)如下a)全向輪半徑R(mm)；b)全向輪寬度b(mm)；c)輥子最小端半徑α(mm)；d)輥子最大半徑IW(mm)；e)偏置角η(rad)，即輥子軸線與輪子Z軸的夾角；f)輥子的數(shù)目n;g)輥子的長度L(mm)；h)車輪軸線方向上，輥子對應(yīng)車輪的中心角θ(rad)；i)車輪軸線方向上，相鄰輥子重合部分所對應(yīng)車輪的中心角9t(rad)；j)輥子重合度ε，即輥子對應(yīng)車輪的中心角θ與理論對應(yīng)的中心角的比值； k) Δ車輪兩端蓋板的厚度(mm)；1)設(shè)車輪旋轉(zhuǎn)時，一個輥子與地面的接觸點所連成的曲線為曲線AB，其弦長即為輥子的長度L (mm)；m)設(shè)曲線AC為曲線AB在車輪軸線方向的投影，線AC的弦高和弦長分別為I^L2(Him)； n)輥子在車軸方向截面的半徑d ； 第二、全向輪各關(guān)鍵參數(shù)之間的關(guān)系 每個輥子對應(yīng)的中心角θ θ = 2 π /n+ θ t 式 1 輥子重合度ε
全文摘要
本發(fā)明涉及一種重載自驅(qū)動全向輪及其設(shè)計方法，屬于全向輪技術(shù)領(lǐng)域。其全向輪體(121)由輪輻(1212)、沿圓周方向均勻分布在輪輻外圈的6-16個輥子心軸(1211)、安裝在輥子心軸(1211)上的小輥子(1210)、兩個使輪輻(1212)與輥子心軸(1211)定位的端蓋(1214)組成，端蓋(1214)與輥子心軸(1211)通過軸承(1213)連接，端蓋(1214)與輪輻(1212)為固定連接；上述每個輥子心軸(1211)與傳動軸(122)軸線空間所成夾角相等為30-60度，相鄰小輥子在空間分布上具有重合度，所有小輥子(1210)組成的外廓包絡(luò)面是一個與車輪的理論輪廓面重合圓柱面。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、運動平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)。
文檔編號B60B19/14GK102310712SQ20111014836
公開日2012年1月11日 申請日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者裘祿, 趙樂樂, 陳文亮, 韋紅余, 黃翔 申請人:南京航空航天大學(xué)