CN110588332A - 一种全向轮 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种全向轮，包括：轮体组件以及驱动轮体组件动作的驱动组件；驱动组件包括转向电机、行进电机、第一齿轮和第二齿轮；转向电机、行进电机、第一齿轮和第二齿轮同轴连接，且所述转向电机同步驱动连接所述行进电机、第一齿轮和第二齿轮；轮体组件包括第三齿轮、第四齿轮、轮体、第五齿轮、第六齿轮和转轴；第一齿轮驱动连接第三齿轮，第三齿轮驱动连接轮体沿竖直方向转动；行进电机驱动连接所述第二齿轮，所述第二齿轮驱动连接所述第四齿轮，第四齿轮与第五齿轮同轴连接，第五齿轮驱动连接第六齿轮，第六齿轮通过转轴驱动连接轮体绕转轴方向转动。本发明能够实现多个车轮等速运转，且运行稳定。

Description

一种全向轮

技术领域

本发明涉及车轮技术领域，具体涉及一种全向轮。

背景技术

普通底盘在同时控制两边轮子等速运转时难度很大，特别是在两个轮子启动瞬间转速差异更大，在转轮运转存在速度差的情况下，会影响底盘的行进路线。底盘运行的稳定会影响在运行过程中底盘的检测间隔或频率，增加了路径运算的负担。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种能够实现多个车轮等速运转，且运行稳定的全向轮。

本发明提供了一种全向轮，包括：轮体组件以及驱动轮体组件动作的驱动组件；

所述驱动组件包括转向电机、行进电机、第一齿轮和第二齿轮；所述转向电机、行进电机、第一齿轮和第二齿轮同轴连接，且所述转向电机同步驱动连接所述行进电机、第一齿轮和第二齿轮；

所述轮体组件包括第三齿轮、第四齿轮、轮体、第五齿轮、第六齿轮和转轴；所述第一齿轮驱动连接所述第三齿轮，所述第三齿轮驱动连接所述轮体沿竖直方向转动；所述行进电机驱动连接所述第二齿轮，所述第二齿轮驱动连接所述第四齿轮，所述第四齿轮与所述第五齿轮同轴连接，所述第五齿轮驱动连接所述第六齿轮，所述第六齿轮通过所述转轴驱动连接所述轮体绕转轴方向转动；所述所述第五齿轮和第六齿轮为圆锥齿轮。

进一步，所述轮体为球体结构，所述转轴与竖直线之间具有夹角。

进一步，所述转轴与竖直线之间的夹角为30°-45°。

进一步，所述转轴竖向设置。

进一步，所述轮体组件还包括第七齿轮和第八齿轮，所述第七齿轮与第六齿轮同轴设置，并由第六齿轮驱动转动；所述第八齿轮与第七齿轮同轴设置，并由第七齿轮驱动转动；所述第八齿轮通过所述转轴驱动连接所述轮体转动。

进一步，所述第一齿轮和第三齿轮通过皮带连接；第二齿轮和第四齿轮通过皮带连接。

进一步，所述行进电机连接在所述第一齿轮的中心。

进一步，所述轮体组件为2～4组。

进一步，所述第一齿轮和第二齿轮大小相等；所述第三齿轮和第四齿轮大小相等。

进一步，还包括密封罩，所述密封罩安装在所述轮体与所述第五齿轮、第六齿轮和转轴装配的位置处。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明实施例的一种全向轮的结构图；

图2为本发明另一实施例全向轮结构图；

图3为本发明另一实施例全向轮结构图；

图4为本发明另一实施例全向轮结构图。

附图标记：

1 转向电机

2 行进电机

3 第一齿轮

4 第二齿轮

5 第三齿轮

6 第四齿轮

7 轮体

8 第五齿轮

9 第六齿轮

10 密封罩

11 转轴

12 第七齿轮

13 第八齿轮

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参见图1，本发明实施例提供了一种全向轮，包括：轮体7组件以及驱动轮体7组件动作的驱动组件；所述驱动组件包括转向电机1、行进电机2、第一齿轮3和第二齿轮4；所述转向电机1、行进电机2、第一齿轮3和第二齿轮4同轴连接，且所述转向电机1同步驱动连接所述行进电机2、第一齿轮3和第二齿轮4；所述轮体7组件为两组以上，其包括第三齿轮5、第四齿轮6、轮体7、第五齿轮8、第六齿轮9和转轴11；所述第一齿轮3驱动连接所述第三齿轮5，所述第三齿轮5驱动连接所述轮体7沿竖直方向转动；所述行进电机2驱动连接所述第二齿轮4，所述第二齿轮4驱动连接所述第四齿轮6，所述第四齿轮6与所述第五齿轮8同轴连接，所述第五齿轮8驱动连接所述第六齿轮9，所述第六齿轮9通过所述转轴11驱动连接所述轮体7绕转轴11方向转动。

本发明中，转向电机1通过第一齿轮3、第三齿轮5控制车轮的转向运动，行进电机2通过第二齿轮4、第四齿轮6、第五齿轮8和第六齿轮9控制车轮的行进运动。本发明采用转向电机1驱动行进电机2，并带动两组齿轮同时运动的结构，行进电机2的通信信号采用滑环传导，这种电机共轴传动有效的减少了使用电机的数量，提高了效率和稳定性，降低了能耗和成本。同时也降低了底盘路径控制时电控及程序部分的负担，且运行效果明显。

参见图1、图3和图4，轮体7组件可以为两组以上，在增加轮体7组件时，只需要将对应轮体7组件的第三齿轮5与驱动组件的第一齿轮3连接，第四齿轮6与第二齿轮4连接即可。在一种示例性实施例中，轮体7组件为两组、三组和四组。

在一种实施例中，第一齿轮3和第三齿轮5啮合，以使第一齿轮3可驱动第三齿轮5转动；第三齿轮5通过轴与轮体7连接，驱动轮体7沿竖直方向转动。具体的，第三齿轮5与轮体壳体铰接，轮体壳体与轮体7铰接。第二齿轮4和第四齿轮6啮合，以使第二齿轮4驱动第四齿轮6转动；第四齿轮6通过轴与第五齿轮8连接，驱动第五齿轮8转动。第五齿轮8和第六齿轮9为圆锥齿轮，第五齿轮8和第六齿轮9相啮合，以使第五齿轮8驱动第六齿轮9转动。第六齿轮9与转轴11连接，转轴11与轮体7连接，第六齿轮9通过转轴11驱动轮体7绕转轴11方向转动。

在另一种实施例中，第一齿轮3和第三齿轮5通过皮带连接，该皮带分别与第一齿轮3和第三齿轮5啮合，使第一齿轮3驱动皮带移动，从而驱动第三齿轮5转动。第二齿轮4和第四齿轮6通过皮带连接，该皮带分别与第二齿轮4和第四齿轮6啮合，使第二齿轮4驱动皮带移动，从而驱动第四齿轮6转动。

在一种实施例中，轮体7为球体结构，转轴11与竖直线之间具有夹角。优选的，转轴11与竖直线之间的夹角为30°-45°。采用车轮斜向驱动更便于降低传动齿轮的工艺布局难度及传动齿轮的密封。

参见图2，在另一种实施例中，转轴11竖向设置。轮体7组件还包括第七齿轮12和第八齿轮13，第七齿轮12与第六齿轮9同轴设置，并由第六齿轮9驱动转动；第八齿轮13与第七齿轮12同轴设置，并由第七齿轮12驱动转动；第八齿轮13通过所述转轴11驱动连接所述轮体7转动。

具体的，第六齿轮9通过轴与第七齿轮12连接，驱动第七齿轮12转动。第七齿轮12与第八齿轮13啮合，驱动第八齿轮13转动。第八齿轮13通过轴与转轴11连接，第八齿轮13通过转驱动转轴11转动，从而驱动轮体7转动。

在本发明实施例的一个方面，所述行进电机2连接在所述第一齿轮3的中心，这种设计有利于传动结构连接紧凑。优选的，所述第一齿轮3和第二齿轮4大小相等，所述第三齿轮5和第四齿轮6大小相等。上下两组齿轮，大小相等，当行进电机2不运转，只有转向电机1转动时，两组齿轮会同时被驱动，等速运转，使轮子支架与轮子转动驱动齿轮相对静止，实现轮子转向过程中，车体不动。本领域技术人员应该理解，上述第一齿轮3和第二齿轮4的传动方式还可以采用链条或者皮带传动来实现。

在本发明实施例的一个方面，还包括密封罩10，所述密封罩10安装在所述轮体7与所述第五齿轮8、第六齿轮9和转轴11装配的位置处，密封罩10的设计增加了轮体7的密封性，使轮体7及传动部分可以完全密封。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种全向轮，其特征在于，包括：轮体(7)组件以及驱动轮体(7)组件动作的驱动组件；

所述驱动组件包括转向电机(1)、行进电机(2)、第一齿轮(3)和第二齿轮(4)；所述转向电机(1)、行进电机(2)、第一齿轮(3)和第二齿轮(4)同轴连接，且所述转向电机(1)同步驱动连接所述行进电机(2)、第一齿轮(3)和第二齿轮(4)；

所述轮体(7)组件包括第三齿轮(5)、第四齿轮(6)、轮体(7)、第五齿轮(8)、第六齿轮(9)和转轴(11)；所述第一齿轮(3)驱动连接所述第三齿轮(5)，所述第三齿轮(5)驱动连接所述轮体(7)沿竖直方向转动；所述行进电机(2)驱动连接所述第二齿轮(4)，所述第二齿轮(4)驱动连接所述第四齿轮(6)，所述第四齿轮(6)与所述第五齿轮(8)同轴连接，所述第五齿轮(8)驱动连接所述第六齿轮(9)，所述第六齿轮(9)通过所述转轴(11)驱动连接所述轮体(7)绕转轴(11)方向转动；所述所述第五齿轮(8)和第六齿轮(9)为圆锥齿轮。

2.如权利要求1所述的一种全向轮，其特征在于，所述轮体(7)为球体结构，所述转轴(11)与竖直线之间具有夹角。

3.如权利要求2所述的一种全向轮，其特征在于，所述转轴(11)与竖直线之间的夹角为30°-45°。

4.如权利要求1所述的一种全向轮，其特征在于，所述转轴(11)竖向设置。

5.如权利要求4所述的一种全向轮，其特征在于，所述轮体(7)组件还包括第七齿轮(12)和第八齿轮(13)，所述第七齿轮(12)与第六齿轮(9)同轴设置，并由第六齿轮(9)驱动转动；所述第八齿轮(13)与第七齿轮(12)同轴设置，并由第七齿轮(12)驱动转动；所述第八齿轮(13)通过所述转轴(11)驱动连接所述轮体(7)转动。

6.如权利要求1～5中任一项所述的一种全向轮，其特征在于，所述第一齿轮(3)和第三齿轮(5)通过皮带连接；第二齿轮(4)和第四齿轮(6)通过皮带连接。

7.如权利要求1所述的一种全向轮，其特征在于，所述行进电机(2)连接在所述第一齿轮(3)的中心。

8.如权利要求1所述的一种全向轮，其特征在于，所述轮体(7)组件为2～4组。

9.如权利要求1所述的一种全向轮，其特征在于，所述第一齿轮(3)和第二齿轮(4)大小相等；所述第三齿轮(5)和第四齿轮(6)大小相等。

10.如权利要求1所述的一种全向轮，其特征在于，还包括密封罩(10)，所述密封罩(10)安装在所述轮体(7)与所述第五齿轮(8)、第六齿轮(9)和转轴(11)装配的位置处。