CN108163065A - 履带万向轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种履带万向轮，包括万向轮本体，所述万向轮本体包括：支架、移动机构，以及用以使所述移动机构多方向转动的万向转动件；所述万向转动件通过所述支架与所述移动机构连接，所述移动机构与地面成夹角，其包括：从动轮、导向轮，以及通过所述导向轮转动而带动所述从动轮转动的履带，通过所述夹角使所述万向轮本体翻越障碍物，解决了越障能力差的技术问题。通过移动机构及其角度设计，实现能够翻越障碍，并且有较强的越障能力；与万向轮相比，越障能力强、安装高度尺寸小，在机器人等某些领域使用效果比较好；与麦克纳姆轮相比，结构简单，承载能力强，对地面要求低，不受结构影响，具备优秀的横向越障能力。

Description

履带万向轮

技术领域

本发明涉及设备配件领域，具体涉及一种履带万向轮。

背景技术

随着工业科技的不断发展，脚轮在生活中的应用越来越广泛，无论是在机械设备、家具、生产流水线等，都会使用到脚轮，虽然脚轮在生活中的应用还是很多的，有没有旋转功能的固定轮，还有可以允许360度旋转的万向轮等，因为万向轮活动自如，所以人们对万向轮的需求越来越大，关键是万向轮活动灵活，使用范围大，在使用安装有万向轮的产品时，移动比较省力，而且可以向任何角度调节产品位置，节省了人工成本。

现有的万向轮主要分为安装在脚轮轮子的支架能在动载或者静载中水平360度旋转万向轮，麦克纳姆轮等，安装在脚轮轮子的支架能在动载或者静载中水平360度旋转万向轮这种万向轮结构简单，承载能力强；麦克纳姆轮在主轮轮缘均匀分布有小轮，利用小轮完成其他方向的运动。

现有技术的不足之处在于，安装在脚轮轮子的支架能在动载或者静载中水平360度旋转万向轮存在越障能力差、安装高度尺寸较大的缺点，在机器人等某些领域使用效果不好；麦克纳姆轮结构复杂，承载能力差，对地面要求较高，且受结构影响，几乎不具备横向越障能力。

针对相关技术中越障能力差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种履带万向轮，以解决越障能力差的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种履带万向轮，包括万向轮本体，所述万向轮本体包括：

衔接所述万向轮本体的支架，

多方向转动的万向转动件，

以及移动机构，包括：导向轮、从动轮，以及与所述导向轮、从动轮相连的履带，

当所述万向轮本体在地面行驶时，通过与所述移动机构与地面形成的夹角产生运动间隙，使其翻越障碍物。

上述履带万向轮，所述从动轮和导向轮通过第一螺纹紧固件安装在所述支架上。

上述履带万向轮，所述移动机构还包括用以减小前进阻力的导向件。

上述履带万向轮，所述导向件包括：导向板和固定块，所述导向板与所述固定块相连，通过所述第二螺纹紧固件将所述固定块安装在支架上。

上述履带万向轮，所述导向板为金属、工程塑料制作的硬质或滚珠球道或轴承轮导向板。

上述履带万向轮，所述导向轮和所述从动轮中间镶嵌有轴承和轴承套，所述轴承和轴承套用以使所述导向轮和所述从动轮转动顺畅。

上述履带万向轮，所述万向轮本体还包括：与所述万向转动件连接的安装板，通过所述安装板与机器人底座连接。

上述履带万向轮，所述万向转动件包括：用以支撑和润滑的滚珠，以及将所述支架固定在所述安装板上的铆钉。

上述履带万向轮，通过所述履带上的诱导齿与所述导向轮和被动轮上的齿槽相啮合。

上述履带万向轮，所述安装板上开有四个用以与机器人底座相连的安装孔。

本发明提供的履带万向轮，包括万向轮本体，所述万向轮本体包括：支架、移动机构，以及用以使所述移动机构多方向转动的万向转动件；所述万向转动件通过所述支架与所述移动机构连接，所述移动机构与地面成夹角，其包括：从动轮、导向轮，以及通过所述导向轮转动而带动所述从动轮转动的履带，通过所述夹角使所述万向轮本体翻越障碍物。具有以下有益效果：通过移动机构及其角度设计，实现能够翻越障碍，并且有较强的越障能力；与万向轮相比，越障能力强、安装高度尺寸小，在机器人等某些领域使用效果比较好；与麦克纳姆轮相比，结构简单，承载能力强，对地面要求低，不受结构影响，具备优秀的横向越障能力。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的履带万向轮的剖面示意图；

图2为本发明实施例提供的履带万向轮的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的导线轮或从动轮的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的履带的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的机器人底座和履带万向轮的结构示意图。

附图标记说明：

1、万向轮本体；11、支架；12、移动机构；121、从动轮；122、导向轮；123、履带；124、导向件；1241、导向板；1242、固定块；125、诱导齿；126、齿槽；13、万向转动件；131、滚珠；132、铆钉；14、第一螺纹紧固件；15、第二螺纹紧固件；16、轴承； 17、轴承套；18、安装板；181、安装孔；2、机器人底座。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1-5所示，本发明提供了一种履带123万向轮，包括万向轮本体1，所述万向轮本体1包括：衔接所述万向轮本体1的支架11，多方向转动的万向转动件13，以及移动机构12，包括：导向轮122、从动轮121，以及与所述导向轮122、从动轮121相连的履带123，当所述万向轮本体1在地面行驶时，通过与所述移动机构12与地面形成的夹角产生运动间隙，使其翻越障碍物。

具体的，支架11是指能够起到承载和衔接作用的部件，通过支架11将移动机构12、万向转动件13装配于其上形成的万向轮本体1；优选的，支架11呈三角架结构，利用三角形的稳定性使万向轮的结构趋于稳定；进一步的，支架11包括位于移动机构 12两侧的两块三角支撑板，其两个顶点固定于移动机构12上，在其另一个顶点处，两三角支撑板为一体成型，并固定于万向转动件13上，比起仅使用一块板件，起到更好的固定移动机构12的作用。移动机构12是指具有滑动、滚动或飞行等作用的部件，在本发明实施例中，采用滚动形式；具体而言，通过从动轮121受地面摩擦的驱动而转动，从而能够产生驱动力，通过履带123带动导向轮122跟随转动，进而可以在地面上行驶，达到移动的目的；所述移动机构12与地面成夹角是指以地面为参照，当移动机构12置于该地面行驶时，与地面之间具有一个角度，当碰到障碍物时，通过该角度产生的移动机构12与地面间的运动间隙，使履带123底部能够与障碍物接触，并持续的提供一个支撑点，并通过导向轮122和履带123的配合，实现行驶时碰到障碍物的平滑过渡和越障碍引导，从而达到可以翻越障碍物的目的；而且该角度可根据不同的障碍物、不同的路况进行其大小的设计，进而可以适用于不同的障碍物及路况；优选的，从动轮121和导向轮122采用尼龙材料制作。作为本实施例中的一种实施方式，采用型号相同的导向轮122和从动轮121，将支架11底部设计成与地面呈一定的角度 a，从而形成移动机构12和地面之间的夹角a；也可以采用型号不相同的导向轮122和从动轮121，支架11底部和地面平行，通过大小不同的导向轮122、从动轮121使移动机构12呈一定的角度b；优选的，支架11底部和地面呈角度c，且采用型号不同的导向轮122、从动轮121，得到角度d，使移动机构12与地面间的夹角为c+d，从而能够通过更换不同大小的导向轮122、从动轮121实现夹角大小的调整，以适应不同路况和障碍物；可选的，也可以通过更换不同角度的支架11实现相同的效果。万向转动件13具有以某条直线为轴360度任意旋转的功能；本领域的技术人员应当知晓，可通过电机控制其转动，达到万向转动的目的。

本发明中的履带123万向轮在行驶的过程中，导向轮122持续提供驱动力，当碰到障碍物时，履带123底部首先接触障碍物，此时，导向轮122依然旋转带动履带123 拉动从动轮121转动，从而使履带123万向轮越过障碍物；当需要转弯时，通过电机驱动万向转动件13转动至相应的方位，沿着该方位继续前行或后退，遇到障碍物再以相同的原理越过。为了使机器人能够识别方位，可在控制系统中加入一陀螺仪，用以方位识别。

上述技术方案中，本发明提供了一种履带123万向轮，实现了以下有益效果：与万向轮相比，越障能力强、安装高度尺寸小，在机器人等某些领域使用效果比较好；与麦克纳姆轮相比，结构简单，承载能力强，对地面要求低，不受结构影响，具备优秀的横向越障能力。

作为本实施例中优选的，所述从动轮121和导向轮122通过第一螺纹紧固件14安装在所述支架11上。通过螺纹连接将支架11和导向轮122、从动轮121相互固定，具有牢靠性，并且导向轮122和从动轮121可以在中心轴上旋转，实现了移动。

作为本实施例中优选的，所述移动机构12还包括用以减小前进阻力的导向件124。进一步的，所述导向件124包括：导向板1241和固定块1242，所述导向板1241与所述固定块1242相连，通过所述第二螺纹紧固件15将所述固定块1242安装在支架11 上。固定块1242起到抵住导向板1241，并且将导向件124固定于支架11上的作用，进而可以当导向板1241受力时，可以提供一反作用力；导向板1241具有降低履带123 底部变形程度的作用，进而可以在障碍物碰到履带123时，因为反作用力使履带123 不会产生局部的变形，从而能够减小移动机构12前进的阻力，进一步的提升了翻越障碍物的能力。更进一步的，所述导向板1241为金属、工程塑料制作的硬质或滚珠131 球道或轴承16轮导向板1241；硬质导向板1241通过边缘抛光处理减小摩擦；滚珠131 球道导向板1241通过镶嵌滚珠131减小摩擦；通过下边缘安装成排的滚动轴承16减小摩擦，从而能够通过上述的导向板1241尽量减小移动机构12运动时的摩擦力，提升了万向轮的运行能力。

作为本实施例中优选的，所述导向轮122和所述从动轮121中间镶嵌有轴承16和轴承套17，所述轴承16和轴承套17用以使所述导向轮122和所述从动轮121转动顺畅。提升导向轮122、从动轮121的转动顺畅性，从而进一步提升了万向轮的运行能力。

作为本实施例中优选的，所述万向轮本体1还包括：与所述万向转动件13连接的安装板18，通过所述安装板18与机器人底座2连接。通过安装板18将万向轮本体1 安装到机器人的底座下，从而使机器人具备翻越障碍的能力，并且一定程度的提升了机器人的移动能力；进一步的，所述安装板18上开有四个用以与机器人底座2相连的安装孔181，通过螺栓、卡扣件等与安装孔181配合，从而实现将万向轮本体1固定于机器人底座2。更进一步的，安装孔181为四个，分别位于安装座的四个顶角处，实现连接的牢靠性，和安装的便利性。

作为本实施例中优选的，所述万向转动件13包括：用以支撑和润滑的滚珠131，以及将所述支架11固定在所述安装板18上的铆钉132。支架11通过铆钉132安装在安装板18上，利用滚珠131在铆钉132旋转时，提供支撑和润滑；进一步的，被动轮距离安装板18中心轴线一定距离，保证履带123万向轮可实现地面360度无障碍转动。

作为本实施例中优选的，通过所述履带123上的诱导齿125与所述导向轮122和被动轮上的齿槽126相啮合。履带123中间有诱导齿125，防脱诱导齿125嵌入被动轮和导向轮122的齿槽126中，实现履带123防脱目的，并且为导向轮122带动履带123，履带123拉动从动轮121提供足够的摩擦力。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种履带万向轮，包括万向轮本体，其特征在于，所述万向轮本体包括：

衔接所述万向轮本体的支架，

多方向转动的万向转动件，

以及移动机构，包括：导向轮、从动轮，以及与所述导向轮、从动轮相连的履带，当所述万向轮本体在地面行驶时，通过与所述移动机构与地面形成的夹角产生运动间隙，使其翻越障碍物。

2.根据权利要求1所述的履带万向轮，其特征在于，所述从动轮和导向轮通过第一螺纹紧固件安装在所述支架上。

3.根据权利要求1所述的履带万向轮，其特征在于，所述移动机构还包括：用以减小前进阻力的导向件。

4.根据权利要求3所述的履带万向轮，其特征在于，所述导向件包括：导向板和固定块，所述导向板与所述固定块相连，通过所述第二螺纹紧固件将所述固定块安装在支架上。

5.根据权利要求4所述的履带万向轮，其特征在于，所述导向板为金属、工程塑料制作的硬质或滚珠球道或轴承轮导向板。

6.根据权利要求1所述的履带万向轮，其特征在于，所述导向轮和所述从动轮中间镶嵌有轴承和轴承套，所述轴承和轴承套用以使所述导向轮和所述从动轮转动顺畅。

7.根据权利要求1所述的履带万向轮，其特征在于，所述万向轮本体还包括：与所述万向转动件连接的安装板，通过所述安装板与机器人底座连接。

8.根据权利要求7所述的履带万向轮，其特征在于，所述万向转动件包括：用以支撑和润滑的滚珠，以及将所述支架固定在所述安装板上的铆钉。

9.根据权利要求1所述的履带万向轮，其特征在于，通过所述履带上的诱导齿与所述导向轮和被动轮上的齿槽相啮合。

10.根据权利要求7所述的履带万向轮，其特征在于，所述安装板上开有四个用以与机器人底座相连的安装孔。