一種易裝配、大承載的全方位移動輪的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種易裝配、大承載的全方位移動輪，包括左、右輪轂、小滾子、輪軸、第一軸承、第二軸承、軸承擋圈、緊固件、油孔和油杯。左、右輪轂均為由外環(huán)圈和內(nèi)環(huán)圈組成的整體件，輪軸兩端軸向均設(shè)有油孔，油杯置于油孔內(nèi)。輪軸套裝于小滾子中心通孔內(nèi)，第一軸承和第二軸承分別套裝于輪軸的兩端，軸承擋圈套裝于輪軸上并位于第一軸承和第二軸承之間，將組裝完的小滾子、輪軸、第一軸承、第二軸承和軸承擋圈置于左、右輪轂之間，輪軸的兩端分別與左輪轂或右輪轂外環(huán)圈上卡槽上的階梯連接孔配合連接，并通過螺紋緊固件固定連接。該全方位移動輪具有潤滑系統(tǒng)，保障軸承等零部件的潤滑，并且加工簡單，成本較低，可靠性高，易于實現(xiàn)應(yīng)用化。
【專利說明】一種易裝配、大承載的全方位移動輪

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及移動輪，具體涉及一種易裝配、大承載的全方位移動輪。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前常見的全方位移動輪有：球輪、連續(xù)切換輪、正交輪和麥克納姆輪等。其中， 麥克納姆輪是現(xiàn)階段較為成熟的一種全方位移動輪。麥克納姆輪是一種在二維平面內(nèi)能夠 從當(dāng)前位置向任意方向移動的輪子?；邴溈思{姆輪的移動機構(gòu)具有完美的運動特性，能 夠從當(dāng)前位置沿著任意方向運動，即實現(xiàn)全方位移動。相對于常規(guī)的移動機構(gòu)，基于麥克納 姆輪的移動機構(gòu)具有明顯的運動優(yōu)勢，特別適用于狹窄的空間，如船舶甲板、倉庫等，基于 麥克納姆輪的移動機構(gòu)因其具有零轉(zhuǎn)彎半徑而變得更加靈活，可以在狹窄的空間內(nèi)自由移 動。但是，現(xiàn)階段麥克納姆輪還存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難裝配、承載能力小、成本高等缺點，無法 實現(xiàn)全面應(yīng)用。
[0003] 中國發(fā)明專利（申請?zhí)枺?01110418205. 8, 申請日期:：2011-12-13)所公開的一種 適用于高精度大承載的全方位移動輪，包括輪轂、軸套、輥子、中心緊固件、圓周緊固件等。 該全方位移動輪采用兩端支撐方式；輪轂的中心設(shè)有軸套，輪轂通過緊固件與軸套相連； 輥子通過圓周緊固件固定在輪轂上，輥子的輪廓曲線采用橢圓曲線。該發(fā)明專利所公開的 全方位移動輪在一定程度上可以提高全方位移動輪的承載能力，但是，該發(fā)明專利中的主 要承載部位輪轂是通過緊固件和軸套相連，這在一定程度上降低了輪轂的承載能力；同時， 輥子也是通過圓周緊固件與輪轂相連，在輥子軸的兩端增加較大的螺紋孔，不僅降低了輥 子軸的承載能力，同時還要在輪轂上開設(shè)較多的槽，這也在一定程度上降低輪轂的承載能 力，并且，圓周緊固件螺釘也不利于提高輥子和輪轂的承載能力。輥子的輪廓曲線采用橢圓 曲線，也不利于提供該全方位移動輪的精度，特別是在輥子的半徑較小時，采用橢圓曲線 生成的輥子半徑與其理論輪廓半徑相差較大。除此之外，現(xiàn)有的高精度大承載的全方位移 動輪中沒有潤滑系統(tǒng)，無法保證軸承等關(guān)鍵部件的潤滑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實用新型在于提供一種易裝配、大承載的全方位移動輪，解決了現(xiàn)階段麥克納 姆輪及移動輪結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難裝配、承載能力較小、成本高等缺點。
[0005] 本實用新型的技術(shù)方案是：一種易裝配、大承載的全方位移動輪，包括左輪轂、右 輪轂、小滾子、輪軸、第一軸承、第二軸承、軸承擋圈、緊固件、油孔和油杯。
[0006] 所述左、右輪轂均為由外環(huán)圈和內(nèi)環(huán)圈組成的整體件，并且左、右輪轂各自的內(nèi)環(huán) 圈與外環(huán)圈的連接處夾角為90°?110°，在左、右輪轂的內(nèi)環(huán)圈上均設(shè)有子口，左、右輪 轂通過內(nèi)環(huán)圈上的子口定位裝配；左、右輪轂的外環(huán)圈上設(shè)有階梯連接孔；左、右輪轂上分 別等分布若干孔，緊固件置于孔中，將左、右輪轂通過緊固件固定連接。
[0007] 所述小滾子分為內(nèi)層和外層，內(nèi)層為骨架層，材料為：鋼、鍛鋁、高強度復(fù)合材料， 外層為包絡(luò)層，材料為具有一定硬度的彈性材料，如：橡膠，聚氨酯，并且外層的輪廓曲線為 等速螺旋線。小滾子軸向中心有通孔，小滾子數(shù)量為5?10個。
[0008] 所述輪軸為一端設(shè)有一階梯的軸，并且一端階梯軸上有螺紋，輪軸兩端軸向均設(shè) 有油孔，油杯置于油孔內(nèi)。輪軸套裝于小滾子中心通孔內(nèi)。
[0009] 所述軸承采用組合軸承，組合軸承為滾針和推力球軸承或者滾針和推力滾子軸 承，第一軸承和第二軸承分別套裝于輪軸的兩端，軸承擋圈套裝于輪軸上并位于第一軸承 和第二軸承之間，防止第一軸承和第二軸承的內(nèi)圈相互移動。將組裝完的小滾子、輪軸、第 一軸承、第二軸承和軸承擋圈置于左、右輪轂之間，輪軸的兩端分別與左輪轂或右輪轂外環(huán) 圈上的階梯連接孔配合連接，并通過螺紋緊固件固定連接。輪軸與左右輪轂成一定夾角，夾 角為30 °?60°，最佳為45°安裝。該軸承既能夠承受較大軸向力，又能夠承受較大徑向 力，同時軸承的軸向承載部位與左、右輪轂緊密接觸，軸承的徑向承載部位與小滾子緊密接 觸，從而提高該全方位移動輪的承載能力。
[0010] 本實用新型的有益效果：本發(fā)明所述的全方位移動輪結(jié)構(gòu)簡單，通過將左、右輪 轂采用整體式設(shè)計，軸承采用組合軸承，軸承的軸向承載部位與左、右輪轂緊密接觸，軸承 的徑向承載部位與小滾子內(nèi)部緊密接觸，便于實現(xiàn)該全方位移動輪的快速裝配和大承載能 力。輪軸采用可以從輪轂一端插入另一端的階梯軸，并將輪轂、輪軸、軸承和小滾子配合安 裝，使得該全方位移動輪易于裝配，并且具有較大的承載能力。該全方位移動承載能力是相 同直徑的2倍以上。同時，在輪軸的兩端分別設(shè)有油孔，能夠保證該全方位移動輪的軸承等 關(guān)鍵部件的潤滑，延長了全方位移動輪壽命。該全方位移動輪還易于加工，成本較低，可靠 性高，可廣泛應(yīng)用于轉(zhuǎn)運車、叉車、移動機器人等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1為一種易裝配、大承載的全方位移動輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖2為一種易裝配、大承載的全方位移動輪的主視圖；
[0013] 圖3為一種易裝配、大承載的全方位移動輪的B-B剖視圖；
[0014] 圖4為一種易裝配、大承載的全方位移動輪的側(cè)視圖；
[0015] 圖5為一種易裝配、大承載的全方位移動輪的A-A剖視圖；
[0016] 圖6為一種易裝配、大承載的全方位移動輪的輪轂結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖7為一種易裝配、大承載的全方位移動輪輪轂的主視圖；
[0018] 圖8為一種易裝配、大承載的全方位移動輪輪轂的C-C剖視圖；
[0019] 圖9為一種易裝配、大承載的全方位移動輪輪轂子口剖視圖；
[0020] 圖10為一種易裝配、大承載的全方位移動輪左輪轂的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖11為一種易裝配、大承載的全方位移動輪左輪轂的剖視圖；
[0022] 圖12為一種一種易裝配、大承載的全方位移動輪右輪轂的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖13為一種易裝配、大承載的全方位移動輪右輪轂的剖視圖。
[0024] 其中：1、左輪轂 2、右輪轂 3、小滾子 4、輪軸 5、第一軸承6、第二軸承 7、軸承擋圈 8、緊固件 9、油孔 10、油杯11、螺紋緊固件

【具體實施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0026] 如圖1?圖13所示，一種易裝配、大承載的全方位移動輪，包括左輪轂1、右輪轂 2、小滾子3、輪軸4、第一軸承5、第二軸承6、軸承擋圈7、緊固件8、油孔9和油杯10。
[0027] 選取左輪轂1和右輪轂2的直徑為450mm，左輪轂1和右輪轂2均為由外環(huán)圈和 內(nèi)環(huán)圈組成的整體件，并且左輪轂1和右輪轂2各自的內(nèi)環(huán)圈與外環(huán)圈連接處的夾角為 100°，在左輪轂1和右輪轂2的內(nèi)環(huán)圈上均設(shè)有子口，左輪轂1和右輪轂2通過內(nèi)環(huán)圈上 的子口定位裝配；在左輪轂1和右輪轂2上還分別等分布若干孔，左輪轂1和右輪轂2的外 環(huán)圈上設(shè)有階梯連接孔；左輪轂1和右輪轂2上分別等分布若干孔，緊固件8置于孔中，將 左輪轂1和右輪轂2通過緊固件8固定連接。
[0028] 小滾子3分為內(nèi)層和外層，內(nèi)層為骨架層，由鋼材料加工而成，外層為包絡(luò)層，材 料為橡膠，并且外層的輪廓曲線為等速螺旋線。小滾子軸向中心有通孔。
[0029] 輪軸4為一端設(shè)有一階梯的軸，并且一端階梯軸上有螺紋，輪軸4兩端軸向均設(shè)有 油孔9,油杯10置于油孔9內(nèi)。輪軸4套裝于小滾子3中心通孔內(nèi)。
[0030] 第一軸承5和第二軸承6均采用組合軸承，為滾針和推力圓柱滾子組合的軸承。第 一軸承5和第二軸承6分別套裝于輪軸4的兩端，軸承擋圈7套裝于輪軸4上并位于第一 軸承5和第二軸承6之間，防止第一軸承5和第二軸承6的內(nèi)圈相互移動。將組裝完的相 同的8個小滾子3、輪軸4、第一軸承5、第二軸承6和軸承擋圈7置于左輪轂1和右輪轂2 之間，輪軸的兩端分別與左輪轂1或右輪轂2外環(huán)圈上的階梯連接孔配合連接，并通過螺紋 緊固件11固定連接。輪軸與左右輪轂成45°夾角安裝。第一軸承5和第二軸承6既能夠 承受較大軸向力，又能夠承受較大徑向力，同時第一軸承5和第二軸承6的軸向承載部位與 左輪轂1和右輪轂2緊密接觸，第一軸承5和第二軸承6的徑向承載部位與小滾子緊密接 觸，從而提高該全方位移動輪的承載能力。
[0031] 工作過程：
[0032] -種易裝配、大承載的全方位移動輪小滾子具有3個自由度，繞自身轉(zhuǎn)動的同時 又能繞車軸轉(zhuǎn)動，還能繞小滾子與地面接觸點轉(zhuǎn)動，這使得該全方位移動輪也具有3個自 由度：繞自身的轉(zhuǎn)動，沿小滾子軸線垂線方向的平動及繞小滾子與地面接觸點的轉(zhuǎn)動。這 樣，當(dāng)電機驅(qū)動該全方位移動輪旋轉(zhuǎn)時，車輪以普通方式沿著垂直于驅(qū)動軸的方向移動，同 時車輪周邊的小滾子沿著其各自的軸線自由旋轉(zhuǎn)。當(dāng)移動機構(gòu)旋轉(zhuǎn)四個該全方位移動輪 時，即可實現(xiàn)該移動機構(gòu)的全方位運動，在二維平面內(nèi)實現(xiàn)前行、后移、斜行、旋轉(zhuǎn)和任何兩 個方位的組合運動。
【權(quán)利要求】
1. 一種易裝配、大承載的全方位移動輪，其特征在于包括左輪轂（1)、右輪轂（2)、小滾 子（3)、輪軸（4)、第一軸承（5)、第二軸承￠)、軸承擋圈（7)、緊固件（8)、油孔（9)和油杯 (10);所述左輪轂（1)和右輪轂（2)均為由外環(huán)圈和內(nèi)環(huán)圈組成的整體件，并且左輪轂（1) 和右輪轂（2)各自的內(nèi)環(huán)圈與外環(huán)圈的連接處夾角為90°?110°，在左輪轂（1)和右輪 轂（2)的內(nèi)環(huán)圈上均設(shè)有子口，左輪轂（1)和右輪轂（2)通過內(nèi)環(huán)圈上的子口定位裝配；左 輪轂（1)和右輪轂（2)的外環(huán)圈上設(shè)有階梯連接孔；左輪轂（1)和右輪轂（2)上分別等分 布若干孔，緊固件（8)置于孔中，將左輪轂（1)和右輪轂（2)通過緊固件（8)固定連接；所 述小滾子（3)分為內(nèi)層和外層，內(nèi)層為骨架層，外層為包絡(luò)層，小滾子軸向中心有通孔；所 述輪軸（4)為一端設(shè)有一階梯的軸，并且一端階梯軸上有螺紋，輪軸（4)兩端軸向均設(shè)有油 孔（9)，油杯（10)置于油孔（9)內(nèi)，輪軸（4)套裝于小滾子（3)中心通孔內(nèi)；所述第一軸承 (5) 和第二軸承（6)分別套裝于輪軸（4)的兩端，軸承擋圈（7)套裝于輪軸（4)上并位于第 一軸承（5)和第二軸承（6)之間，將組裝完的小滾子（3)、輪軸（4)、第一軸承（5)、第二軸承 (6) 和軸承擋圈（7)置于左輪轂（1)和右輪轂（2)之間，輪軸（4)的兩端分別與左輪轂（1) 或右輪轂（2)外環(huán)圈上階梯連接孔配合連接，并通過螺紋緊固件（11)固定連接；輪軸（4) 與左輪轂（1)和右輪轂（2)成一定夾角，夾角為30°?60°。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種易裝配、大承載的全方位移動輪，其特征在于所述小滾 子（3)內(nèi)層為骨架層的材料為：鋼、鍛鋁、高強度復(fù)合材料，外層為包絡(luò)層的材料為具有一 定硬度的彈性材料，如：橡膠，聚氨酯，并且外層的輪廓曲線為等速螺旋線，小滾子（3)數(shù)量 為5?10個。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種易裝配、大承載的全方位移動輪，其特征在于所述第一 軸承（5)和第二軸承（6)采用組合軸承，組合軸承為滾針和推力球軸承或者滾針和推力滾 子軸承。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種易裝配、大承載的全方位移動輪，其特征在于所述第一 軸承（5)和第二軸承（6)軸向承載部位分別與左輪轂（1)和右輪轂（2)緊密接觸，第一軸 承（5)和第二軸承￠)的徑向承載部位與小滾子（3)緊密接觸。
【文檔編號】B60B19/12GK203844532SQ201320551654
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】李大讓, 劉常倫, 唐宵東, 劉恩濤, 段三軍 申請人:北京特種機械研究所