CN109159623A - 一种麦克纳姆轮 - Google Patents

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    • B60B19/12—Roller-type wheels
    • B60B19/125—Roller-type wheels with helical projections on radial outer surface translating rotation of wheel into movement along the direction of the wheel axle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
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    • B62D5/0418—Electric motor acting on road wheel carriers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
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Abstract

本发明属于车轮领域，具体涉及一种麦克纳姆轮，其包括数据采集部、结构调节部和控制部，数据采集部收集信息并传输给控制部，控制部根据所接收到的信息控制结构调节部调节轮上的辊子组件的结构，以提高麦克纳姆轮的负载能力，提高整体行驶的稳定性。

Description

一种麦克纳姆轮
技术领域
本发明属于车轮领域，特别涉及一种麦克纳姆轮。
背景技术
麦克纳姆轮(Mecanum Wheel)是一种全方位移动车轮，该轮的特点是在传统车轮的基础上，在轮缘上再沿与轴线成45°方向安装若干可以自由旋转的小辊子，这样在车轮滚动时，小辊子就会产生侧向运动。通过麦克纳姆轮的组合使用和控制，可以使车体产生运动平面内的任意方向移动和转动。
发明内容
本发明提供了一种结构动态可调的麦克纳姆轮，其可以根据行驶状态调节轮上的辊子组件的结构，以提高麦克纳姆轮的负载能力，提高整体行驶的稳定性。
一种麦克纳姆轮，其包括数据采集部、结构调节部和控制部，其中，
所述数据采集部包括：
角度传感器，其安装于麦克纳姆轮内部，用于检测辊子与轮轴之间的角度；
数据收集器，其用于读取车辆控制器中规划路径的信息；
结构调节部包括：
左、右两个轮毂；
辊子接头，其安装于两个轮毂的内侧，用于连接辊子和轮毂；
轮轴，其用于连接左、右两个轮毂，其由长度可调的一对伸缩轴组成，远离车辆一端的轴上带有外螺纹且该轴上固定安装有齿轮，另一根轴上带有内螺纹，带有内螺纹的轴套设于带有外螺纹的轴上；
传动齿轮，其与带有外螺纹的伸缩轴上的齿轮相啮合；
电机，其用于带动传动齿轮，使轮毂转动，从而调节辊子与轮轴之间的角度；
控制部被配置为：
根据所述规划路径的信息判断车辆当前行驶段和下一行驶段是直行状态还是非直行状态；
当车辆下一段规划路径为直行时，若当前行驶段车辆为直行时，则结构调节部不作调整；若当前行驶段车辆为非直行时，则控制部在车辆即将转换为直行状态时，在距离行驶状态切换点前的第一距离处提前控制结构调节部调整到直行模式，也即控制电机驱动传动齿轮运转，带动带有外螺纹的伸缩轴旋转，从而带动远离车辆一侧的轮毂旋转，直到辊子与轮轴之间的角度为0度，此时麦克纳姆轮只有前进或后退方向的力，其它方向的分力由于辊子与轮轴之间的角度为0度而消失，提高了麦克纳姆轮直行时的稳定性和运行效率；
当车辆下一段规划路径为非直行时，若当前行驶段车辆为非直行时，则结构调节部不作调整；若当前行驶段车辆为直行时，则控制部在车辆即将转换为非直行状态时，在距离行驶状态切换点前的第一距离处提前控制结构调节部调整到非直行模式，也即控制电机驱动传动齿轮运转，带动带有外螺纹的伸缩轴旋转，从而带动远离车辆一侧的轮毂旋转，直到辊子与轮轴之间的角度为45度，此时麦克纳姆轮可实现全方位移动，从而满足各种复杂工作环境的需求；
其中，所述行驶状态切换点是指车辆由直行状态切换为非直行状态时所在的位置，或由非直行状态切换为直行状态时所在的位置。
本发明的有益效果是：该麦克纳姆轮结构动态可调，其可以根据行驶状态调节轮上的辊子组件的结构，以提高麦克纳姆轮的负载能力，提高整体行驶的稳定性。
附图说明
图1示出了麦克纳姆轮示意图；
图2示出了麦克纳姆轮内部结构简图；
图3示出了麦克纳姆轮组成框图。
具体实施方式
下面参照附图，详细描述本系统的结构以及所实现的功能。
一种麦克纳姆轮，包括数据采集部1、结构调节部2和控制部3，其中，
数据采集部1包括：
角度传感器11，安装于麦克纳姆轮内部，用于检测辊子与轮轴之间的角度；
数据收集器12，用于读取车辆控制器中规划路径的信息，并将数据传输到控制部3；
结构调节部2包括：
轮毂组，其由左右两个轮毂组成；
辊子接头21，安装于两轮毂内侧，用于连接辊子和轮毂；
轮轴22，用于连接左右两个轮毂，其由长度可调的一对伸缩轴组成，远离车辆一端的轴上带有外螺纹且该轴上安装有齿轮，另一根轴上带有内螺纹，带有内螺纹的轴套设于带有外螺纹的轴上；
传动齿轮23，安装于麦克纳姆轮内部，与带有外螺纹的伸缩轴上的齿轮啮合，用于带动带有外螺纹的伸缩轴转动；
驱动电机24，安装于麦克纳姆轮内部，用于驱动传动齿轮23运转带动轮毂转动从而调节辊子与轮轴22之间的角度；
控制部3被配置为：
根据数据采集部1所收集车辆控制器中规划路径的信息判断车辆当前段/下一段是直行状态还是非直行状态；
当车辆下一段规划路径为直行时，若当前段车辆为直行时，则结构调节部2不作出调整；若当前段车辆为非直行时，则控制部3在车辆即将转换为直行状态时，在距离行驶状态切换点的第一距离处提前控制结构调节部2调整到直行模式，驱动电机24驱动传动齿轮23运转，带动带有外螺纹的伸缩轴旋转，从而带动远离车辆一侧的轮毂旋转，直到辊子与轮轴之间的角度为0度，此时麦克纳姆轮只有前进或后退方向的力，其它方向的分力由于辊子与轮轴之间的角度为0度而消失，提高了麦克纳姆轮直行时的稳定性和运行效率；
当车辆下一段规划路径为非直行时，若当前段车辆为非直行时，则结构调节部2不作出调整；若当前段车辆为直行时，则控制部3在车辆即将转换为非直行状态时，在距离行驶状态切换点的第一距离处提前控制结构调节部2调整到非直行模式，驱动电机24驱动传动齿轮23运转，带动带有外螺纹的伸缩轴旋转，从而带动远离车辆一侧的轮毂旋转，直到辊子与轮轴之间的角度为45度，此时麦克纳姆轮可实现全方位移动，从而满足各种复杂工作环境的需求。
本领域技术人员应该认识到，不背离正如一般性地描述的本发明的实质和范围，可以对各个特定的实施例中示出的发明进行各种各样的变化和/或修改。因此，从所有方面来讲，这里的实施例应该被认为是说明性的而并非限定性的。同样，本发明包括任何特征的组合，尤其是专利权利要求中的任何特征的组合，即使该特征或者特征的组合并未在专利权利要求或者这里的各个实施例中被明确地说明。

Claims (2)

1.一种麦克纳姆轮，其特征在于，其可以根据行驶状态调节轮上的辊子组件的结构，以提高麦克纳姆轮的负载能力，提高整体行驶的稳定性。
2.一种麦克纳姆轮，其包括数据采集部、结构调节部和控制部，其特征在于，
所述数据采集部包括：
角度传感器，其安装于麦克纳姆轮内部，用于检测辊子与轮轴之间的角度；
数据收集器，其用于读取车辆控制器中规划路径的信息；
结构调节部包括：
左、右两个轮毂；
辊子接头，其安装于两个轮毂的内侧，用于连接辊子和轮毂；
轮轴，其用于连接左、右两个轮毂，其由长度可调的一对伸缩轴组成，远离车辆一端的轴上带有外螺纹且该轴上固定安装有齿轮，另一根轴上带有内螺纹，带有内螺纹的轴套设于带有外螺纹的轴上；
传动齿轮，其与带有外螺纹的伸缩轴上的齿轮相啮合；
电机，其用于带动传动齿轮，使轮毂转动，从而调节辊子与轮轴之间的角度；
控制部被配置为：
根据所述规划路径的信息判断车辆当前行驶段和下一行驶段是直行状态还是非直行状态；
当车辆下一段规划路径为直行时，若当前行驶段车辆为直行时，则结构调节部不作调整；若当前行驶段车辆为非直行时，则控制部在车辆即将转换为直行状态时，在距离行驶状态切换点前的第一距离处提前控制结构调节部调整到直行模式，也即控制电机驱动传动齿轮运转，带动带有外螺纹的伸缩轴旋转，从而带动远离车辆一侧的轮毂旋转，直到辊子与轮轴之间的角度为0度，此时麦克纳姆轮只有前进或后退方向的力，其它方向的分力由于辊子与轮轴之间的角度为0度而消失，提高了麦克纳姆轮直行时的稳定性和运行效率；
当车辆下一段规划路径为非直行时，若当前行驶段车辆为非直行时，则结构调节部不作调整；若当前行驶段车辆为直行时，则控制部在车辆即将转换为非直行状态时，在距离行驶状态切换点前的第一距离处提前控制结构调节部调整到非直行模式，也即控制电机驱动传动齿轮运转，带动带有外螺纹的伸缩轴旋转，从而带动远离车辆一侧的轮毂旋转，直到辊子与轮轴之间的角度为45度，此时麦克纳姆轮可实现全方位移动，从而满足各种复杂工作环境的需求；
其中，所述行驶状态切换点是指车辆由直行状态切换为非直行状态时所在的位置，或由非直行状态切换为直行状态时所在的位置。
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US20110272998A1 (en) * 2010-05-10 2011-11-10 Tsongli Lee Omni-directional transport device
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CN108215654A (zh) * 2016-12-22 2018-06-29 北京京东尚科信息技术有限公司 车轮和运输车

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