CN111186259B - 全向轮及包括该全向轮的运动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种全向轮及包括该全向轮的运动装置，所述全向轮包括：中心轮，被构造为围绕沿第一方向延伸的第一旋转轴线旋转；多个外围轮，沿着中心轮的周向布置并被构造为围绕沿与第一方向不同的第二方向延伸的第二旋转轴线旋转；以及多个可变支撑件，设置在中心轮上并被构造为分别支撑所述多个外围轮。所述多个可变支撑件中的至少一个可变支撑件被构造为：当冲击力施加到所述多个外围轮中的由所述多个可变支撑件中的所述至少一个可变支撑件支撑的至少一个外围轮时，通过改变中心轮与所述多个外围轮中的所述至少一个外围轮之间的距离来吸收冲击。

Description

全向轮及包括该全向轮的运动装置

本申请基于并要求于2018年11月14日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0140092号韩国专利申请的优先权，所述韩国专利申请的全部公开内容通过引用被包含于此。

技术领域

本公开涉及全向轮及包括该全向轮的运动装置。

背景技术

全向轮包括旋转中心轮和外围轮，所述外围轮布置在该中心轮周围并相对于沿与该中心轮的旋转轴线的延伸方向不同的方向延伸的轴线可旋转。

包括该全向轮的运动装置能够在不改变中心轮的旋转轴线的情况下沿前后方向运动以及沿左右方向运动，并且通过在一个位置持续旋转而执行横摆运动。

发明内容

提供一种具有改善的耐冲击性的全向轮及包括该全向轮的运动装置。

提供一种全向轮及包括该全向轮的运动装置，其被构造为提高了选择其中的外围轮的各种材料时的灵活性，具有轻量化设计并且便于部件的更换。

根据本公开的实施例，一种全向轮包括：中心轮，被构造为围绕沿第一方向延伸的第一旋转轴线旋转；多个外围轮，沿着中心轮的周向布置并被构造为围绕沿与第一方向不同的第二方向延伸的第二旋转轴线旋转；以及多个可变支撑件，设置在中心轮上并被构造为分别支撑所述多个外围轮。所述多个可变支撑件中的至少一个可变支撑件被构造为：当冲击力施加到所述多个外围轮中的由所述多个可变支撑件中的所述至少一个可变支撑件支撑的至少一个外围轮时，通过改变中心轮与所述多个外围轮中的所述至少一个外围轮之间的距离来吸收冲击。

所述多个可变支撑件中的每个可变支撑件可包括：支撑框架，沿远离中心轮的第一旋转轴线的方向延伸并支撑所述多个外围轮中的相应的外围轮的旋转；以及弹性部件，被构造为沿远离中心轮的第一旋转轴线的方向对支撑框架施加弹力。

所述中心轮可包括多个第一槽，所述多个第一槽中的每个第一槽被构造为容纳支撑框架的至少一部分。

所述支撑框架可包括：插入部，插入到所述多个第一槽中的相应的第一槽中；以及突起部，从插入部沿远离中心轮的第一旋转轴线的方向延伸并从插入部向外突出。

所述插入部的第一侧表面和第一槽的面对插入部的第一侧表面的第二表面沿突起部从插入部延伸所沿的方向平行。第一槽的宽度对应于插入部的厚度。

所述支撑框架还可包括设置在突起部上的肋。

所述支撑框架还可包括被构造为防止支撑框架与中心轮的第一槽分离的止动部。

所述弹性部件可包括橡胶和流体中的至少一者。

所述弹性部件可被定位成支撑支撑框架的面对中心轮的第一旋转轴线的端部。

所述弹性部件可包括被构造为对所述多个可变支撑件中的每个可变支撑件的支撑框架施加弹力的单个主体。

所述中心轮还可包括第二槽，所述弹性部件插入到所述第二槽中。

所述中心轮的材料可不同于所述支撑框架的材料。

所述支撑框架的强度可大于所述中心轮的强度。

根据本公开的另一实施例，一种运动装置包括：运动主体；以及多个全向轮，沿着运动主体的外围布置以使运动主体沿多个方向运动。所述多个全向轮中的每个全向轮可包括：中心轮，被构造为围绕沿第一方向延伸的第一旋转轴线旋转；多个外围轮，沿着中心轮的周向布置并被构造为围绕沿与第一方向不同的第二方向延伸的第二旋转轴线旋转；以及多个可变支撑件，设置在中心轮上并被构造为分别支撑所述多个外围轮。所述多个可变支撑件中的至少一个可变支撑件被构造为：当冲击力施加到所述多个外围轮中的由所述多个可变支撑件中的所述至少一个可变支撑件支撑的至少一个外围轮时，通过改变中心轮与所述多个外围轮中的所述至少一个外围轮之间的距离来吸收冲击。

所述多个全向轮中的第一全向轮可相对于运动主体与所述多个全向轮中的第二全向轮对称地布置。

所述多个可变支撑件中的每个可变支撑件可包括：支撑框架，沿远离中心轮的第一旋转轴线的方向延伸并支撑所述多个外围轮中的相应的外围轮的旋转；以及弹性部件，被构造为沿远离中心轮的第一旋转轴线的方向对支撑框架施加弹力。

所述中心轮可包括多个第一槽，所述多个第一槽中的每个第一槽被构造为容纳支撑框架的至少一部分。

所述支撑框架可包括：插入部，插入到所述多个第一槽中的相应的第一槽中；以及突起部，从插入部沿远离中心轮的第一旋转轴线的方向延伸并从插入部向外突出。

所述插入部的第一侧表面和第一槽的面对插入部的第一侧表面的第二表面可沿突起部从插入部延伸所沿的方向平行，并且其中，第一槽的宽度对应于插入部的厚度。

所述弹性部件可包括橡胶和流体中的至少一者。

根据本公开的实施例，一种全向轮包括：中心轮，被构造为围绕沿第一方向延伸的第一轴线旋转；多个外围轮，沿着中心轮的周向布置并被构造为围绕在全向轮的俯视图中沿与第一方向不同的第二方向延伸的第二轴线旋转；以及多个可变支撑件，设置在中心轮上并被构造为以一对一的比例支撑所述多个外围轮。基于冲击力被施加到所述多个外围轮中的至少一个外围轮，支撑所述多个外围轮中的所述至少一个外围轮的至少一个可变支撑件被构造为经由所述至少一个可变支撑件的弹力吸收冲击力。

所述多个可变支撑件中的每个可变支撑件可包括：框架，支撑所述多个外围轮中的相应的外围轮的旋转；以及弹性部件，被构造为沿远离中心轮的第一轴线的方向对框架施加弹力。

所述弹性部件可包括橡胶垫或弹簧。

冲击力可沿朝向中心轮的第一轴线的第一径向方向被施加，并且弹力沿与第一径向方向相反的第二径向方向被施加。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本公开的实施例的以上和/或其他方面、特征及优点将更加明显，在附图中：

图1是根据本公开的实施例的全向轮的透视图；

图2A是根据本公开的实施例的全向轮的主视图；

图2B是根据本公开的实施例的全向轮的俯视图；

图3是用于描述根据本公开的实施例的全向轮越过障碍物的过程的图示；

图4是图3的一区域的放大图；

图5A是根据本公开的实施例的全向轮的分解透视图；

图5B是根据本公开的实施例的全向轮的装配透视图；

图6是根据本公开的实施例的支撑构件的透视图；

图7是根据本公开的另一实施例的支撑构件的透视图；

图8示出了根据本公开的实施例的可变支撑件；

图9是用于说明当施加冲击时图8的可变支撑件的状态的图示；

图10是示出当相同的冲击被施加到根据对比示例的全向轮和根据本公开的实施例的全向轮时冲击被吸收的时间和瞬时施加的最大力的曲线图；

图11A是用于说明根据本公开的其他实施例的全向轮的图示；

图11B是用于说明根据本公开的其他实施例的全向轮的图示；

图12是用于说明根据本公开的其他实施例的全向轮的图示；

图13示出了根据本公开的实施例的运动装置；

图14A是用于说明图13的运动装置的操作的图示；

图14B是用于说明图13的运动装置的操作的图示；

图14C是用于说明图13的运动装置的操作的图示。

具体实施方式

将参照附图详细描述根据本公开的实施例的构造和操作。

现在将简要描述在此使用的术语，然后将详细描述本公开的一个或更多个实施例。

说明书中使用的术语是基于本公开的实施例中所描述的功能在本领域中当前广泛使用的通用术语，但是可根据本领域普通技术人员的意图、先例或新技术的出现而具有不同的含义。此外，申请人可任意选择一些术语，在这种情况下，所选术语的含义将在本公开的具体实施方式中进行详细描述。因此，在此使用的术语不应由其简单的称谓来限定而应基于术语的含义结合本公开的整体描述来限定。

在整个说明书中，当部件“包括”或“包含”元件时，除非存在与之相反的特定描述，否则该部件可进一步包括其他元件而不排除其他元件。

还将理解的是，术语“第一”、“第二”等在此可不用来限制元件和/或组件，而是用于将一个元件或组件与另一元件或组件区分开。

现在将在下文中参照附图更加充分地描述本公开的实施例，使得它们可被本领域普通技术人员容易地实现。然而，本公开的实施例可具有不同的形式并且不应被解释为限于在此阐述的描述。此外，与本公开无关的部件被省略以使本公开的实施例的描述清楚，并且附图中相同的附图标记始终指示相同的元件。

在整个本公开中，表述“a、b和c中的至少一个”指示仅a、仅b、仅c、a和b两者、a和c两者、b和c两者、a、b和c三者或其变型。

在下文中，将参照附图更加详细地描述本公开的实施例。

图1是根据本公开的实施例的全向轮100的透视图。图2A是全向轮100的主视图，图2B是全向轮100的俯视图。

参照图1、图2A和图2B，全向轮100可包括：中心轮110；多个外围轮130，围绕或者换句话说沿着中心轮110的周向布置；以及多个可变支撑件150，分别相对于中心轮110支撑所述多个外围轮130。也就是说，所述多个可变支撑件150中的每个可变支撑件支撑所述多个外围轮130中相应的外围轮。

中心轮110可围绕第一旋转轴线A1旋转。中心轮110围绕第一旋转轴线A1可旋转，使得全向轮100可沿垂直于第一旋转轴线A1的前后方向运动。

由于中心轮110的外周不与地面直接接触(归因于多个可变支撑件150和多个外围轮130)，因此对中心轮110的外形没有特别地限制。例如，在图1至图2B的实施例中，中心轮110可具有八边形形状，但实施例不限于此。中心轮110可具有各种其他外形，例如，六边形形状、五边形形状等。

参照图1和图2A，多个外围轮130中的每个外围轮的截面区域的直径D2(图1)小于全向轮100的整体直径D(图2A)。多个外围轮130中的每个外围轮的截面区域的直径D2可小于中心轮110的直径D1。

多个外围轮130中的每个外围轮可围绕沿与第一旋转轴线A1延伸所沿的方向不同的方向延伸的第二旋转轴线A2旋转。多个外围轮130中的每个外围轮的第二旋转轴线A2可相对于第一旋转轴线A1形成预定角度。例如，参照图2B，外围轮130中的每个外围轮的第二旋转轴线A2相对于第一旋转轴线A1形成的角度θ可大于0°但小于或等于90°。例如，多个外围轮130中的每个外围轮的第二旋转轴线A2相对于第一旋转轴线A1形成的角度θ可以在30°和60°之间的范围内。在这种情况下，第二旋转轴线A2相对于第一旋转轴线A1形成的角度θ可以是通过将第一旋转轴线A1和第二旋转轴线A2投影到任意平面上而形成的角度。例如，当将第一旋转轴线A1和第二旋转轴线A2投影到如图2B(即，如俯视图中)所示的X-Y平面上时，投影的第二旋转轴线A2相对于投影的第一旋转轴线A1形成的角度可以是第二旋转轴线A2相对于第一旋转轴线A1形成的角度θ。

由于多个外围轮130中的每个外围轮围绕与第一旋转轴线A1不同的第二旋转轴线A2可旋转，因此当外力被施加于全向轮100上时，全向轮100可沿与前后方向不同的方向容易地运动。

可变支撑件150可分别相对于中心轮110支撑多个外围轮130。

多个外围轮130中的每个外围轮可包括：第一子轮131，位于可变支撑件150的一侧；以及第二子轮132，位于可变支撑件150的另一侧。第一子轮131和第二子轮132沿第二旋转轴线A2延伸所沿的方向布置并经由延伸通过可变支撑件150的旋转轴彼此连接。

多个外围轮130中的每个外围轮可具有中心隆起的整体形状。换句话说，多个外围轮130中的每个外围轮可具有椭圆形的截面。例如，第一子轮131和第二子轮132中的每个可被构造成使得邻近可变支撑件150的近端区域的直径大于被设置为距离可变支撑件150更远的远端区域的直径。归因于这种设计构造，全向轮100的由多个外围轮130形成的虚拟轮廓(OL，图2A)可具有直径为D的整体圆形形状。

可变支撑件150可位于外围轮130的每个表面上的中央部分。可变支撑件150可沿着第二旋转轴线A2的延伸方向设置在第一子轮131和第二子轮132之间。可变支撑件150可以可旋转地支撑延伸通过可变支撑件150的旋转轴。

可变支撑件150可位于外围轮130的中央部分而非位于外围轮130的任一侧，以具有预定厚度T。例如，可变支撑件150的厚度T可大于或等于外围轮130沿第二旋转轴线A2的长度L的二十分之一(1/20)。此外，可变支撑件150的厚度T可小于或等于外围轮130的长度L的一半。即，下面的关系成立：

因此，即使当由一个或更多个全向轮100支撑的运动主体(图13的1100)的重量增加时，全向轮100也可提供预定的必要支撑。

图3是用于描述根据本公开的实施例的全向轮100越过障碍物的过程的图示，图4是图3的一区域的放大图。

参照图3和图4，当中心轮110围绕第一旋转轴线A1旋转时，全向轮100在围绕第一旋转轴线A1旋转的同时向前(或向后)运动。在执行旋转运动时，全向轮100可越过在其路径上突出(在地面上突出)的小障碍物B。

例如，障碍物B可以是门阶(即，一种门槛)。作为另一示例，障碍物B可以是电线。障碍物B突出的高度HH可小于或等于20mm。高度HH可小于或等于10mm。

在全向轮100越过障碍物B时，多个外围轮130中的至少一个外围轮可与障碍物B碰撞，因此冲击可被施加到外围轮130中的该至少一个外围轮。

没有外围轮130的普通轮比障碍物B大，因此它可仅以小的弹性变形来吸收越过障碍物B的冲击。

然而，包括外围轮130的全向轮100明显比障碍物B大，但是外围轮130中的每个外围轮可具有与障碍物B相似的尺寸或者比障碍物B略大。因此，仅以外围轮130的弹性变形可能难以充分地吸收在越过障碍物B期间施加到外围轮130的冲击力。因此，冲击可被传递到以一对一的比例支撑多个外围轮130中的至少一个外围轮的可变支撑件150，这可能会使全向轮100的耐久性劣化。

根据本公开的实施例的全向轮100可提供这样一种结构：即使当冲击力经由多个外围轮130中的至少一个外围轮被施加到多个可变支撑件150时，该结构也防止全向轮100的耐久性劣化。

图5A是根据本公开的实施例的全向轮100的分解透视图，图5B是根据本公开的实施例的全向轮100的装配透视图。图6是根据本公开的实施例的可变支撑件150的支撑构件(或支撑框架)160的透视图。图7是根据本公开的另一实施例的可变支撑件150的支撑构件160的透视图。图8示出了根据本公开的实施例的包括支撑构件160和弹性构件(或弹性部件)170的可变支撑件150，图9是用于说明当施加冲击力(图中向下的箭头)时可变支撑件150的状态的图示。图10是示出当相同的冲击被施加到根据现有技术的对比示例的全向轮和根据本公开的实施例的全向轮100时冲击力被吸收的时间和瞬时施加的最大力的曲线图。为了方便起见，在图5A和图5B中未示出外围轮130。

参照图5A、图5B和图6，多个可变支撑件150可包括：多个支撑构件160，用于支撑多个外围轮130进行旋转；以及弹性构件170，用于将弹力提供至多个支撑构件160。

参照图5A，中心轮110包括第一主体121和附连到第一主体121的第二主体122。第一主体121可通过多个固定构件123固定到第二主体122。

第一主体121可包括多个第一槽1211，并且多个第一槽1211中的每个第一槽容纳(或支撑)支撑构件160的一部分。

多个支撑构件160中的每个支撑构件的至少一部分可沿远离中心轮110的第一旋转轴线A1的方向延伸。也就是说，支撑构件160的至少一部分可沿全向轮100的径向方向延伸。

支撑构件160包括：插入部161，插入到中心轮110的第一槽1211中；以及突起部165，从插入部161沿远离中心轮110的第一旋转轴线A1的方向延伸，并相对于中心轮110向外突出。

支撑构件160的突起部165包括使外围轮130的旋转轴插入于其中的插入孔H2。

沿着第二旋转轴线A2测量的突起部165的厚度T(图1)小于沿着中心轮110的周向方向测量的插入部161的厚度T2(图6)。

支撑构件160可利用与中心轮110不同的材料形成。考虑到在全向轮100操作时自发的冲击力可被施加在支撑外围轮130的支撑构件160上，支撑构件160可被设计成具有比中心轮110的强度大的强度。例如，支撑构件160可利用钢形成，并且中心轮110的第一主体121和第二主体122可利用铝(Al)形成。这样，通过不同地选择支撑构件160和中心轮110的材料，全向轮100可被设计成轻量化并满足用于应对自发的冲击力的预定强度。

多个支撑构件160可被构造为可单独地插入到第一主体121的第一槽1211中。例如，多个支撑构件160可以是各自独立的组件。因此，当支撑构件160中的任何一个受损时，可仅选择性地更换受损的支撑构件160。

支撑构件160还可包括止动部162。止动部162可通过从插入部161沿中心轮110的周向方向突出而防止支撑构件160与第一槽1211分离。也就是说，止动部162可以是插入部161的沿中心轮110的周向方向突出的部分。

如图6所示，支撑构件160还可包括位于突起部165的侧表面和插入部161的顶表面上的肋167。肋167可从突起部165平行于第二旋转轴线A2突出，并可从插入部161沿中心轮110的径向方向突出。肋167的添加可增强支撑构件160的强度。然而，参照图7，另一实施例的支撑构件160A可不必包括肋167，并且可根据需要从支撑构件160选择性地去除图6的肋167。

返回参照图5A，弹性构件170可沿远离中心轮110的第一旋转轴线A1的方向(即，沿远离第一旋转轴线A1的径向方向)将弹力提供至多个支撑构件160。弹性构件170可支撑支撑构件160，以使支撑构件160沿朝向中心轮110的第一旋转轴线A1的方向可运动。

参照图3和图4，当全向轮100经由旋转而在地面上运动时冲击(或冲击力)被施加到外围轮130中的至少一个时，施加的冲击随后被传递到支撑外围轮130的相应的支撑构件160。参照图8和图9，当施加到外围轮130的冲击被传递到支撑外围轮130的支撑构件160时，支撑构件160沿朝向中心轮110的第一旋转轴线A1的方向(即，沿朝向第一旋转轴线A1的径向方向)运动，并且被施加了冲击的外围轮130与中心轮110之间的距离从G1(图8)变为G2(图9)。在该事件期间，弹性构件170通过弹性变形吸收传递到支撑构件160的冲击。由于弹性构件170吸收冲击，冲击被吸收的时间可增加，因此由于冲击而瞬时施加的力可降低。

另外，当全向轮100不包括包含多个支撑构件160和弹性构件170的可变支撑件150并且外围轮130通过外围轮130和中心轮110之间的距离在冲击期间保持不变的支撑结构相对于中心轮110被支撑时，施加到外围轮130的冲击可被传递到支撑结构而不会被减轻。因此，如图10的曲线图a所示，非常大的冲击被瞬时施加到位于外围轮130和中心轮110之间的支撑结构，并且花费非常短的时间来吸收冲击。这可对全向轮100造成相当大的损坏。

另一方面，当冲击被传递到根据本公开的实施例的全向轮100时，归因于支撑构件160的运动和弹性构件170的弹性变形，如图10的曲线图b所示，与根据对比示例的全向轮相比，瞬时施加到支撑构件160的最大力减小，并且冲击被吸收的时间增加。瞬时施加到根据本公开的实施例的可变支撑件150的最大力可减小到小于或等于瞬时施加到根据对比示例的支撑结构的最大力的大约三分之一。根据本公开的实施例的冲击被吸收的时间可增加到大于或等于根据对比示例的施加到支撑结构的冲击被吸收的时间的两倍。

如上所述，根据本公开的实施例的全向轮100设置有可变支撑件150，以减小瞬时施加到可变支撑件150的冲击的大小并增加冲击被可变支撑件150吸收的时间。归因于这种构造，根据本公开的实施例的全向轮100可稳定地吸收外部冲击。

此外，全向轮100设置有可变支撑件150以吸收冲击，从而允许灵活地选择外围轮130的各种材料。例如，外围轮130可利用弹性可变形材料以及表现出很小的弹性变形或没有弹性变形的材料形成。

返回参照图8和图9，弹性构件170可利用提供弹力的材料形成。例如，弹性构件170可以是利用橡胶制成的垫。聚氨酯可以用作橡胶的示例。然而，弹性构件170的材料不限于此，并且弹性构件170可利用能够提供弹力以减小冲击力的各种其他材料形成。例如，如图11A所示，弹性构件171a可利用流体(而不是橡胶)组成以因流体压力而提供弹力并因此吸收冲击。在这种情况下，流体可以是空气，并且单独的填充物(未示出)可设置在中心轮110中以防止流体逸出。作为另一示例，如图11B所示，弹性构件171b可以是提供另一种弹力(例如，弹簧力)的弹簧。

当弹性构件170利用橡胶制成时，容易实现弹性构件170的耐久性。橡胶在压缩应力下比在拉伸应力下明显更强。通过设置利用橡胶制成的弹性构件170以使其可在吸收冲击的过程中经受压缩应力，弹性构件170可保持足够的耐久性。

例如，弹性构件170可被定位成接触支撑构件160的面对中心轮110的第一旋转轴线A1的端部。当冲击经由相应的外围轮130被传递到支撑构件160时，支撑构件160可沿朝向中心轮110的第一旋转轴线A1的方向运动。在支撑构件160的这种运动期间，弹性构件170压缩变形以吸收传递到支撑构件160的冲击。

支撑构件160可因第一槽1211而沿特定方向运动。例如，参照图6、图8和图9，支撑构件160的插入部161的侧表面1611s和第一槽1211的与侧表面1611s相对的表面1211s可平行于突起部165延伸所沿的方向LD。第一槽1211的宽度W1可对应于插入部161的厚度T2。归因于这种构造，当冲击被传递到支撑构件160时，支撑构件160可沿与突起部165延伸所沿的方向LD平行的方向运动。此外，通过防止支撑构件160沿其他方向(例如，中心轮110的轴向方向和中心轮110的周向方向)摇摆，可实现全向轮100的平稳旋转。

返回参照图5A、图5B和图6，弹性构件170可包括将弹力提供至多个支撑构件160的单个主体。例如，弹性构件170可具有环形形状。然而，弹性构件170不限于此，并且可具有各种其他形状。例如，如图12所示，弹性构件172可以是分别将弹力提供至支撑构件160的多个主体。

支撑构件160的插入部161的面对弹性构件170的表面1612s可具有与弹性构件170的形状对应的形状。例如，当弹性构件170具有如图8所示的环形形状时，插入部161的面对弹性构件170的表面1612s可对应于弹性构件170的曲率弯曲。

中心轮110可包括第二槽1212，弹性构件170位于第二槽1212中。第二槽1212可具有与弹性构件170的形状对应的形状。第二槽1212可连续地延伸到第一槽1211。也就是说，第二槽1212和第一槽1211可连通。

第一主体121可包括：插入孔H1，用于容纳围绕第一旋转轴线A1可旋转的旋转轴；以及支撑框架1213，位于插入孔H1附近并支撑弹性构件170的内表面。

图13示出了根据本公开的实施例的运动装置1000，其包括多个全向轮100A、100B、100C和100D。参照图13，运动装置1000可包括运动主体1100和围绕运动主体1100的外围布置的多个全向轮100A、100B、100C和100D。全向轮100A、100B、100C和100D中的每个可对应于根据本公开的上述实施例的全向轮100。

运动主体1100可包括各种装置。例如，运动主体1100可包括医学成像设备。该医学成像设备可以是磁共振成像(MRI)设备、计算机断层扫描(CT)设备、超声成像设备或X射线设备。

运动主体1100可具有预定重量。运动主体1100的重量可以是例如1000kg或更大。

全向轮100A、100B、100C和100D可相对于彼此对称地布置在运动主体1100周围。例如，位于运动主体1100的右侧的全向轮100B和100D可分别相对于位于运动主体1100的左侧的全向轮100A和100C对称地定位。位于运动主体1100的右侧的全向轮100B和100D的外围轮130可分别沿与位于运动主体1100的左侧的全向轮100A和100C的外围轮130的方向相反的方向布置。位于运动主体1100的前部的全向轮100A和100B可分别相对于位于运动主体1100的后部的全向轮100C和100D对称地定位。位于前部的全向轮100A和100B的外围轮130可分别沿与位于后部的全向轮100C和100D的外围轮130的方向相反的方向布置。

运动装置1000可根据全向轮100A、100B、100C和100D的旋转方向而沿各个方向运动。例如，如图14A所示，当全向轮100A、100B、100C和100D均沿相同的方向旋转时，运动主体1100可向前或向后运动。参照图14B，当位于运动主体1100的左侧和右侧的全向轮100A和100B或100C和100D分别沿不同的方向旋转并且当位于运动主体1100的前部和后部但位于运动主体1100的相同的左侧或右侧的全向轮100A和100C或100B和100D沿不同的方向旋转时，运动主体1100可沿左方向或右方向运动。如图14C所示，当位于运动主体1100的左侧和右侧的全向轮100A和100B或100C和100D分别沿不同的方向旋转并且当位于运动主体1100的前部和后部但位于运动主体1100的相同的左侧或右侧的全向轮100A和100C或100B和100D沿相同的方向旋转时，运动主体1100可通过顺时针或逆时针旋转而执行横摆运动。

尽管主要参照全向轮100A、100B、100C和100D的数量为四(4)个的示例描述了本公开的实施例，但是全向轮100A、100B、100C和100D的数量不限于4个，并且可以是三(3)个或五(5)个或更多。

根据本公开的实施例，全向轮及包括该全向轮的运动装置可提供吸收施加到外围轮的冲击(即，冲击力)的结构，从而提高了耐冲击性能。

根据本公开的实施例，全向轮及包括该全向轮的运动装置可被构造为提高选择其中的外围轮的各种材料时的灵活性，可产生轻量化设计并且可便于更换部件的任务。

虽然上面已经示出并描述了实施例，但是对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离由所附权利要求限定的本公开的范围的情况下，可进行修改和变型。

Claims (13)

1.一种全向轮，包括：

中心轮，被构造为围绕沿第一方向延伸的第一旋转轴线旋转；

多个外围轮，沿着所述中心轮的周向布置并被构造为围绕沿与所述第一方向不同的第二方向延伸的第二旋转轴线旋转；以及

多个可变支撑件，设置在所述中心轮上并被构造为分别支撑所述多个外围轮，

其中，所述多个可变支撑件中的至少一个可变支撑件被构造为：当冲击力施加到所述多个外围轮中的由所述多个可变支撑件中的所述至少一个可变支撑件支撑的至少一个外围轮时，通过改变所述中心轮与所述多个外围轮中的所述至少一个外围轮之间的距离来吸收冲击力，

其中，所述多个可变支撑件中的每个包括支撑框架，所述支撑框架沿远离所述中心轮的所述第一旋转轴线的方向延伸并支撑所述多个外围轮中的相应的外围轮的旋转轴，并且

其中，所述中心轮包括多个第一槽，所述多个第一槽中的每个第一槽被构造为容纳所述支撑框架的至少一部分，并且所述支撑框架还包括被构造为防止所述支撑框架与所述中心轮的所述多个第一槽中的每个第一槽分离的止动部。

2.如权利要求1所述的全向轮，其中，所述多个可变支撑件中的每个可变支撑件包括：

弹性部件，被构造为沿远离所述中心轮的所述第一旋转轴线的方向对所述支撑框架施加弹力。

3.如权利要求1所述的全向轮，其中，所述支撑框架包括：

插入部，插入到所述多个第一槽中的相应的第一槽中；以及

突起部，从所述插入部沿远离所述中心轮的所述第一旋转轴线的方向延伸并从所述插入部向外突出。

4.如权利要求3所述的全向轮，其中，所述插入部的第一侧表面和所述第一槽的面对所述插入部的第一侧表面的第二表面沿所述突起部从所述插入部延伸所沿的方向平行，

其中，所述第一槽的宽度对应于所述插入部的厚度。

5.如权利要求3所述的全向轮，其中，所述支撑框架还包括设置在所述突起部上的肋。

6.如权利要求2所述的全向轮，其中，所述弹性部件包括橡胶和流体中的至少一者。

7.如权利要求6所述的全向轮，其中，所述弹性部件被定位成支撑所述支撑框架的面对所述中心轮的所述第一旋转轴线的端部。

8.如权利要求7所述的全向轮，其中，所述弹性部件包括被构造为对所述多个可变支撑件中的每个可变支撑件的支撑框架施加弹力的单个主体。

9.如权利要求2所述的全向轮，其中，所述中心轮还包括第二槽，所述弹性部件插入到所述第二槽中。

10.如权利要求1所述的全向轮，其中，所述中心轮的材料不同于所述支撑框架的材料。

11.如权利要求10所述的全向轮，其中，所述支撑框架的强度大于所述中心轮的强度。

12.一种运动装置，包括：

运动主体；以及

多个全向轮，沿着所述运动主体的外围布置以使所述运动主体沿多个方向运动，

其中，所述多个全向轮中的每个全向轮是如权利要求1至11中任一项所述的全向轮。

13.如权利要求12所述的运动装置，其中，所述多个全向轮中的第一全向轮相对于所述运动主体与所述多个全向轮中的第二全向轮对称地布置。

Images