CN102059914A - 用于全方位轮的辊子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全方位，尤其涉及一种用于全方位轮的辊子。用于全方位轮的辊子，包括辊轮，辊轮包括辊轮外套和辊轮主体，辊轮中部外径大于两端外径，辊轮主体外层为辊轮外套，辊轮主体两端各设有一个兼做轴孔的轴承腔，辊轮主体内部设有空腔，当两端的轴承腔均密封时，空腔形成一个密封的空腔，轴承腔内设有内凸台，内凸台上设有轴孔。辊轮外沿采用渐开线轨迹，这样辊轮在轮毂侧面投影轮廓线为一正圆，空腔的设置既节约了材料又增加了辊轮的弹性。两端的轴承腔内置有轴承，辊轮轴穿过轴承和内凸台的轴孔支承辊轮。按照本发明的技术方案，辊轮在轮毂轴上不会产生周期性跳动，对辊轮产生的冲击小，驱动功率利用率高，驱动的有效载荷变大，使得万向轮的使用更加科学合理。

Description

用于全方位轮的辊子

技术领域

本发明涉及一种全方位，尤其涉及一种用于全方位轮的辊子。

背景技术

全方位是可以直接朝任意方向移动的一种驱动方式，全方位轮是一种在一个轮毂的周围均匀分布若干辊轮的机构，轮毂通过动力传动，为主动轮，辊轮安装在轮毂的端面，可自由转动。全方位轮是实现全方位行走的基础。目前，在我国，全方位轮大多为轻载荷、小功率实验产品，主要应用于小机器人的运动机理研究等方面，其辊子结构一般以两部分拼合的方式组成，中间会留有空隙，这样辊轮在轮毂侧面投影轮廓线只是接近圆，这样在轮毂轴上很容易产生周期性跳动，对辊轮产生周期性冲击，损失很多驱动功率，减少驱动的有效载荷，也增加了驾驶的难度。

发明内容

本发明针对现有技术中因为辊子，辊轮产生周期性冲击，驱动功率损失多，驱动的有效载荷减少，驾驶难度高的不足，提供了一种结构简单的用于全方位轮的辊子。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

用于全方位轮的辊子，包括辊轮，辊轮包括辊轮外套和辊轮主体，辊轮中部外径大于两端外径，辊轮主体外层为辊轮外套，辊轮主体两端各设有一个兼做轴孔的轴承腔，辊轮主体内部设有空腔，当两端的轴承腔均密封时，空腔形成一个密封的空腔，轴承腔内设有内凸台，内凸台上设有轴孔。辊轮外沿采用渐开线轨迹，这样辊轮在轮毂侧面投影轮廓线为一正圆，空腔的设置即节约了材料又增加了辊轮的弹性。两端的轴承腔内置有轴承，辊轮轴穿过轴承和内凸台的轴孔支承辊轮。辊轮外套的内外表面通过开模完成，其材质为浇注型聚氨酯弹性体。也可以采用橡胶制成。辊轮主体的外形轮廓图形，在机械加工绘图软件中用若干段圆弧近似等速螺旋线构成，由数控加工中心中加工而成。保证加工的精度和效率。

作为优选，两端的轴承腔上设有轴承，轴承内套有辊轮轴，辊轮轴一端设有凸台，一端设有沉头螺纹孔。凸台对轴承进行紧固和定位，螺纹孔和螺钉配合固定锁片。

作为优选，还包括锁片，锁片中部设有螺钉孔，螺钉孔上设有螺钉，螺钉穿过螺钉孔与沉头螺纹孔螺纹连接，锁片上还设有至少两个小螺钉孔，小螺钉孔设有小螺钉，锁片内表面还设有突出的内圆环。辊轮轴支撑在支架上面，设有沉头螺纹孔的辊轮轴一端与内圆环配合，内圆环与支架接触，通过螺钉将锁片固定在支架上。螺钉孔卡住螺钉，防止螺钉旋转、松动，再通过小螺钉固定紧固，保证辊轮使用的安全性。

作为优选，所述凸台包括第一凸台和第二凸台。第一凸台与支架配合定位，第二凸台与轴承配合定位。

作为优选，所述辊轮主体与空腔径向方向上所对应的这段的厚度相同，且对应这段内径为中间大两端小。保证各处所受的应力一致，不会导致受力不均而产生破裂，因不平衡而产生辊轮滚动跳动。

按照本发明的技术方案，辊轮在轮毂轴上不会产生周期性跳动，对辊轮产生的冲击小，驱动功率利用率高，驱动的有效载荷变大，使得万向轮的使用更加科学合理。

附图说明

图1 为本发明的剖视图；

图2为本发明的辊轮的剖视图；

图3为本发明辊轮轴的剖视图；

图4为图1的右视图；

图5为本发明的结构示意图；

1-支架；3-辊轮；31-辊轮外套；32-辊轮主体；321-内凸台；322-轴孔；33-内腔；34-轴承腔；4-辊轮轴；41-凸台；401-第一凸台；402-第二凸台；42-沉头螺纹孔； 5-轴承；6-螺钉；61-小螺钉；7-锁片；71-螺钉槽；72-内圆环。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例

用于全方位轮的辊子，包括辊轮3，辊轮3外沿采用渐开线轨迹，辊轮3为一个整体，中部直径大于两边直径，辊轮3包括辊轮主体32和辊轮外套31。辊轮主体32各部分的厚度一致，辊轮主体32外层为辊轮外套31，辊轮外套31的内外表面通过开模完成，其材质为浇注型聚氨酯弹性体，也可以采用橡胶制成。。辊轮主体32内部设有空腔33，辊轮主体32两端对称有轴承腔34，轴承腔34内设有内凸台321，内凸台321上设有轴孔322。用于全方位轮的辊子还包括辊轮轴4，辊轮轴4一端设有凸台41，凸台41包括第一凸台401和第二凸台402，另一端设有沉头螺纹孔42。全方位轮的辊子还包括锁片7，锁片7中部设有螺钉孔，对应螺钉孔的大小设有螺钉槽71，锁片7上还设有至少两个小螺钉孔，锁片7内表面还设有突出的内圆环72。辊轮主体32的外廓以辊轮外套31依据均匀减小一定尺寸，为增加与辊轮外套31配合的紧密性，可以增加一定的镶嵌槽。

辊轮3的外形轮廓图形以及辊轮轴4的尺寸，以平台的载荷能力、全方位轮的安装尺寸为基础，以选用轴承的安装尺寸为约束条件，利用Mecanum轮的相关知识，确定并在机械加工绘图软件中用若干段圆弧近似等速螺旋线，并在数控加工中心中加工而成。为了便于加工，通过计算，采用圆形，其直径大小在旋转45度后与其在全方位轮上侧面投影基本吻合，即投影为圆形，这种设计方式改变了全方位轮原理所要求的等速螺旋线方式，其加工工艺性有了极大的改善，保证了加工精度。

辊轮主体31外沿采用渐开线轨迹，这样辊轮在轮毂侧面投影轮廓线为一正圆，空腔33的设置即节约了材料又增加了辊轮的弹性。两端的轴承腔34内置有轴承5，辊轮轴4穿过轴承5和内凸台321的轴孔322支承辊轮。固定辊轮轴4，使得辊轮在辊轮轴4上滚动。辊轮轴4上的第一凸台401与支架1配合定位，第二凸台402与轴承5配合定位。另一端的沉头螺纹孔42和螺钉6配合固定锁片7。辊轮轴4支撑在支架1上面，设有沉头螺纹孔42的辊轮轴4端与内圆环72配合，内圆环72与支架1接触，通过螺钉6将锁片7固定在支架1上，同时固定辊轮轴4。螺钉孔卡住螺钉6，防止螺钉6旋转、松动，再通过小螺钉61固定紧固，保证辊轮轴4的安全使用，将辊轮轴4固定起来，防止辊轮轴4松动而导致辊轮3脱落造成事故。辊轮主体32厚度均匀一致，保证辊轮3使用受力的时候各处所受的应力一致，不会导致受力不均而产生破裂，因不平衡而产生辊轮3滚动跳动，导致使用万向轮的设备晃动。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (5)

1.用于全方位轮的辊子，其特征在于：包括辊轮（3），辊轮（3）包括辊轮外套（31）和辊轮主体（32），辊轮（3）中部外径大于两端外径，辊轮主体（32）外层为辊轮外套（31），辊轮主体（32）两端各设有一个兼做轴孔（322）的轴承腔（34），辊轮主体（32）内部设有空腔（33），当两端的轴承腔（34）均密封时，空腔（33）形成一个密封的空腔，轴承腔（34）内设有内凸台（321），内凸台（321）上设有轴孔（322）。

2.根据权利要求1所述的用于全方位轮的辊子，其特征在于：两端的轴承腔（34）上设有轴承，轴承内套有辊轮轴（4），辊轮轴（4）一端设有凸台（41），一端设有沉头螺纹孔（42）。

3.根据权利要求1或2所述的用于全方位轮的辊子，其特征在于：还包括锁片（7），锁片（7）中部设有螺钉孔，螺钉孔上设有螺钉（6），螺钉（6）穿过螺钉孔与沉头螺纹孔（42）螺纹连接，锁片（7）上还设有至少两个小螺钉孔，小螺钉孔设有小螺钉（61），锁片（7）内表面还设有突出的内圆环（72）。

4.根据权利要求2所述的用于全方位轮的辊子，其特征在于：所述凸台（41）包括第一凸台（401）和第二凸台（402）。

5.根据权利要求1或2或4所述的用于全方位轮的辊子，其特征在于：所述辊轮主体（32）与空腔（33）径向方向上所对应的这段的厚度相同，且对应这段内径为中间大两端小。

Images