CN112140805A - 一种自带减震器的麦克纳姆轮 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种自带减震器的麦克纳姆轮，涉及全方位轮技术领域，其包括机轮和橡胶减震器，机轮设置有用于安装橡胶减震器的轮孔，轮孔为圆形通孔，轮孔的轴线与机轮的回转轴线共线，在轮孔的孔壁设置有第一连接凸起，橡胶减震器为橡胶材质，橡胶减震器包括圆柱状的减震器本体和一体成型于减震器本体的外缘的第二连接凸起，减震器本体的回转轴线与机轮的回转轴线共线，第二连接凸起与第一连接凸起连接。本发明实施例的麦克纳姆轮，具有减震减噪的功能。

Description

一种自带减震器的麦克纳姆轮

技术领域

本发明实施例涉及全方位轮技术领域，具体涉及一种自带减震器的麦克纳姆轮。

背景技术

在竞赛机器人和特殊工种机器人中，全向移动是必需的功能。全向移动意味着可以在平面内做出任意方向平移同时自转的动作。为了实现全向移动，一般机器人会使用全向轮(Omni+Wheel)或麦克纳姆轮(Mecanum+Wheel)这两种特殊轮子。

麦克纳姆轮是一种可以全方向移动的车轮，可以实现前行、横移、斜行、旋转及其组合等运动方式。这种全方位移动方式是基于一个有许多位于机轮周边的轮轴的中心轮的原理上，这些成角度的周边轮轴把一部分的机轮转向力转化到一个机轮法向力上面。依靠各自机轮的方向和速度，这些力的最终合成在任何要求的方向上产生一个合力矢量从而保证了这个平台在最终的合力矢量的方向上能自由地移动，而不改变机轮自身的方向。在它的轮缘上斜向分布着许多小滚子，故轮子可以横向滑移。小滚子的母线很特殊，当轮子绕着固定的轮心轴转动时，各个小滚子的包络线为圆柱面，所以该轮能够连续地向前滚动。麦克纳姆轮结构紧凑，运动灵活，是很成功的一种全方位轮。有4个这种新型轮子进行组合，可以更灵活方便的实现全方位移动功能。

麦克纳姆轮优点众多，适用于AGV运输车、竞赛机器人、特殊工种机器人、运输平台、叉车等需要实现全方位移动的器械、设备，还适用于结构紧凑、运动灵活、转运空间有限、作业通道狭窄的器械、设备。但因麦克纳姆轮的刚性承载，导致其减震减噪能力差，不能得到大面积推广使用，延展至其他行业。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种自带减震器的麦克纳姆轮，以解决现有技术中由于刚性承载而导致的减震减噪能力差的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，一种自带减震器的麦克纳姆轮，其包括机轮和橡胶减震器，所述机轮设置有用于安装所述橡胶减震器的轮孔，所述轮孔为圆形通孔，所述轮孔的轴线与所述机轮的回转轴线共线，在所述轮孔的孔壁设置有第一连接凸起，所述橡胶减震器为橡胶材质，所述橡胶减震器包括圆柱状的减震器本体和一体成型于所述减震器本体的外缘的第二连接凸起，所述减震器本体的回转轴线与所述机轮的回转轴线共线，所述第二连接凸起与所述第一连接凸起连接。

进一步地，所述第二连接凸起与所述减震器本体的外缘的法线方向设有呈锐角的夹角。

进一步地，所述自带减震器的麦克纳姆轮还包括第一法兰和第二法兰，所述第一法兰和第二法兰分别固定于所述减震器本体的左右两侧。

进一步地，所述自带减震器的麦克纳姆轮还包括减震缓冲圈，所述减震缓冲圈呈环柱状，所述减震器本体设置有轴孔，所述轴孔为通孔，所述轴孔的轴线与所述机轮的回转轴线共线，在所述第一法兰的右侧一体成型有圆柱状的连接柱，所述连接柱设置于所述轴孔内，所述连接柱的回转轴线与所述机轮的回转轴线共线，所述连接柱的外径小于所述轴孔的内径，所述减震缓冲圈设置于所述连接柱与所述轴孔之间的间隙。

进一步地，所述减震缓冲圈的宽度与所述轴孔的孔深相等。

进一步地，所述减震器本体设置有多个法兰固定孔，多个所述法兰固定孔沿所述轴孔的周向均匀分布，所述法兰固定孔的轴线与所述机轮的回转轴线平行，在所述第一法兰和第二法兰上均设置有与所述法兰固定孔对应的法兰孔，通过穿设于所述法兰固定孔和法兰孔的螺栓将所述第一法兰和第二法兰固定于所述减震器本体。

进一步地，所述连接柱设置有多个第一柱孔，多个所述第一柱孔沿所述连接柱的轴线的周向均匀分布，所述第一柱孔的轴线与所述机轮的回转轴线平行，所述第一柱孔贯穿所述第一法兰和所述连接柱，所述第二法兰设置有与所述第一柱孔相对应的第二柱孔，所述第二柱孔为通孔，所述第一柱孔和第二柱孔用于与外设的驱动装置连接。

进一步地，所述第一连接凸起与所述第二连接凸起可拆卸连接。

进一步地，所述第一连接凸起设置有第一销孔，所述第一销孔的轴线与所述机轮的回转轴线异面垂直，所述第二连接凸起设置有第二销孔，所述第二销孔与所述第一销孔共轴线，所述第一连接凸起与所述第二连接凸起通过穿设于所述第一销孔和第二销孔的销轴或螺栓连接。

进一步地，在所述第二连接凸起的中部设有与所述第一连接凸起相匹配的凹槽，所述第一连接凸起插设于所述凹槽内。

本发明实施例具有如下优点：

本发明实施例的麦克纳姆轮，减震器本体和第二连接凸起为橡胶材质，机轮向驱动装置传递的振动被减震器本体和第二连接凸起吸收，从而具有减震的功效，在减震的同时，橡胶材质的减震器本体和第二连接凸起还能吸收振动时的噪音，达到减噪的目的。

此外，第二连接凸起与减震器本体的外缘的法线方向设有呈锐角的夹角，有利于第二连接凸起发生形变，第二连接凸发生形变，进对振动能力进一步吸收或缓存，进一步提高减震效果。而且，将连接柱与轴孔隔离的减震缓冲圈也会因法兰与减震器本体的轻微位移而形变，从而使减震缓冲圈吸收振动能量，对麦克纳姆轮整体进行减震。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述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示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例1-3提供的一种自带减震器的麦克纳姆轮的结构示意图；

图2为本发明实施例1和3提供的自带减震器的麦克纳姆轮的剖视图；

图3为本发明实施例1和3提供的自带减震器的麦克纳姆轮爆炸图；

图4为本发明实施例1-3提供的自带减震器的麦克纳姆轮的橡胶减震器的结构示意图；

图5为本发明实施例1和3提供的自带减震器的麦克纳姆轮的第一法兰的结构示意图；

图6为本发明实施例1和3提供的自带减震器的麦克纳姆轮的第二法兰的结构示意图。

图中：1-机轮，11-轮孔，12-第一连接凸起；

2-橡胶减震器，21-减震器本体，211-法兰固定孔，212-轴孔，22-第二连接凸起，221-凹槽；

3-第一法兰，31-法兰孔，32-连接柱，33-第一柱孔；

4-第二法兰，41-第二柱孔；

5-减震缓冲圈。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

如图1-6所示，实施例1提供了一种自带减震器的麦克纳姆轮，其包括机轮1和滚子，滚子和机轮1与现有的麦克纳姆轮的相同，如机轮1由两片支架组成，滚子设在支架上，其中，滚子的两端与支架连接，或者滚子的中间与支架连接，在此不过多描述。此外，本实施例的麦克纳姆轮还包括橡胶减震器2、第一法兰3、第二法兰4和减震缓冲圈5。

本实施例的麦克纳姆轮，在机轮1的回转轴线周围设置有轮孔11，轮孔11为圆形通孔，轮孔11用于安装橡胶减震器2的轮孔11，轮孔11的轴线与机轮1的回转轴线共线，在轮孔11的孔壁设置有第一连接凸起12，第一连接凸起12用于固定橡胶减震器2。

橡胶减震器2为橡胶材质，橡胶减震器2包括圆柱状的减震器本体21和一体成型于减震器本体21的外缘的第二连接凸起22，减震器本体21的回转轴线与机轮1的回转轴线共线，第二连接凸起22与第一连接凸起12连接。

使用时，外设的驱动装置与橡胶减震器2的减震器本体21固定或连接，带动橡胶减震器2转动，从而使机轮1转动，实现全方位移动功能。橡胶减震器2为橡胶材质，即减震器本体21和第二连接凸起22为橡胶材质，滚子或机轮1向驱动装置传递的振动被减震器本体21和第二连接凸起22吸收，从而使本实施例的麦克纳姆轮具有减震的功效，在减震的同时，橡胶材质的减震器本体21和第二连接凸起22还能吸收振动时的噪音，达到减噪的目的。

在本实施例中，第一连接凸起12与机轮1为一体成型，一般采用钢材料制作，第二连接凸起22与减震器本体21为橡胶材质，第一连接凸起12与第二连接凸起22采用可拆卸连接。具体的，第一连接凸起12设置有第一销孔，第一销孔的轴线与机轮1的回转轴线异面垂直，第二连接凸起22设置有第二销孔，第二销孔与第一销孔共轴线，第一连接凸起12与第二连接凸起22通过穿设于第一销孔和第二销孔的销轴或螺栓连接。优选的，在第二连接凸起22的中部设有与第一连接凸起12相匹配的凹槽221，第一连接凸起12插设于凹槽221内，所述凹槽221用于承载第一连接凸起12传递给第二连接凸起22的力。

实施例2

如图1和4所示，实施例2提供的自带减震器的麦克纳姆轮，其结构与实施例1的基本相同，不同之处在于，第二连接凸起22与减震器本体21的外缘的法线方向设有呈锐角的夹角。当机轮1或滚子受到较大振动时，振动的能量经过第一连接凸起12传递至第二连接凸起22，第二连接凸发生形变，进对振动能力进一步吸收或缓存，进一步提高减震效果。由于第二连接凸起22与减震器本体21的外缘的法线方向设有呈锐角的夹角，有利于第二连接凸起22发生形变，提高减震效果。

实施例3

如图1-6所示，实施例3提供的自带减震器的麦克纳姆轮，其结构与实施例1的基本相同，不同之处在于，自带减震器的麦克纳姆轮还包括第一法兰3、第二法兰4和减震缓冲圈5。

减震器本体21设置有轴孔212，轴孔212为通孔，轴孔212的轴线与机轮1的回转轴线共线。减震器本体21还设置有多个法兰固定孔211，多个法兰固定孔211沿轴孔212的周向均匀分布，法兰固定孔211的轴线与机轮1的回转轴线平行。

第一法兰3设置于减震器本体21的左侧，第二法兰4设置于减震器本体21的右侧。在第一法兰3和第二法兰4上均设置有与法兰固定孔211对应的法兰孔31，通过穿设于法兰固定孔211和法兰孔31的螺栓将第一法兰3和第二法兰4固定于减震器本体21。当机轮1受到振动冲击时，振动经过第二连接凸起22和减震器本体21缓冲后，通过螺栓传递至两个法兰，螺栓的硬度强于与法兰固定孔211的强度，引起法兰固定孔211形变，可再次对振动进行缓冲。

在第一法兰3的右侧一体成型有圆柱状的连接柱32，连接柱32设置于轴孔212内，连接柱32的回转轴线与机轮1的回转轴线共线，连接柱32的外径小于轴孔212的内径。减震缓冲圈5呈环柱状，减震缓冲圈5设置于连接柱32与轴孔212之间的间隙，减震缓冲圈5的宽度与轴孔212的孔深相等。当法兰固定孔211内因再次减震而形变时，将连接柱32与轴孔212隔离的减震缓冲圈5也会因法兰与减震器本体21的轻微位移而形变，从而使减震缓冲圈5吸收振动能量，对麦克纳姆轮整体进行减震。

连接柱32设置有多个为通孔的第一柱孔33，多个第一柱孔33沿连接柱32的轴线的周向均匀分布，第一柱孔33的轴线与机轮1的回转轴线平行，第一柱孔33贯穿第一法兰3和连接柱32。第二法兰4设置有与第一柱孔33相对应的第二柱孔41，第二柱孔41为通孔，第一柱孔33和第二柱孔41用于与外设的驱动装置连接，驱动装置驱动法兰旋转从而带动橡胶减震器2及机轮1旋转。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种自带减震器的麦克纳姆轮，其特征在于，所述自带减震器的麦克纳姆轮包括机轮(1)和橡胶减震器(2)，所述机轮(1)设置有用于安装所述橡胶减震器(2)的轮孔(11)，所述轮孔(11)为圆形通孔，所述轮孔(11)的轴线与所述机轮(1)的回转轴线共线，在所述轮孔(11)的孔壁设置有第一连接凸起(12)，所述橡胶减震器(2)为橡胶材质，所述橡胶减震器(2)包括圆柱状的减震器本体(21)和一体成型于所述减震器本体(21)的外缘的第二连接凸起(22)，所述减震器本体(21)的回转轴线与所述机轮(1)的回转轴线共线，所述第二连接凸起(22)与所述第一连接凸起(12)连接。

2.根据权利要求1所述的自带减震器的麦克纳姆轮，其特征在于，所述第二连接凸起(22)与所述减震器本体(21)的外缘的法线方向设有呈锐角的夹角。

3.根据权利要求1或2所述的自带减震器的麦克纳姆轮，其特征在于，所述自带减震器的麦克纳姆轮还包括第一法兰(3)和第二法兰(4)，所述第一法兰(3)和第二法兰(4)分别固定于所述减震器本体(21)的左右两侧。

4.根据权利要求3所述的自带减震器的麦克纳姆轮，其特征在于，所述自带减震器的麦克纳姆轮还包括减震缓冲圈(5)，所述减震缓冲圈(5)呈环柱状，所述减震器本体(21)设置有轴孔(212)，所述轴孔(212)为通孔，所述轴孔(212)的轴线与所述机轮(1)的回转轴线共线，在所述第一法兰(3)的右侧一体成型有圆柱状的连接柱(32)，所述连接柱(32)设置于所述轴孔(212)内，所述连接柱(32)的回转轴线与所述机轮(1)的回转轴线共线，所述连接柱(32)的外径小于所述轴孔(212)的内径，所述减震缓冲圈(5)设置于所述连接柱(32)与所述轴孔(212)之间的间隙。

5.根据权利要求4所述的自带减震器的麦克纳姆轮，其特征在于，所述减震缓冲圈(5)的宽度与所述轴孔(212)的孔深相等。

6.根据权利要求4所述的自带减震器的麦克纳姆轮，其特征在于，所述减震器本体(21)设置有多个法兰固定孔(211)，多个所述法兰固定孔(211)沿所述轴孔(212)的周向均匀分布，所述法兰固定孔(211)的轴线与所述机轮(1)的回转轴线平行，在所述第一法兰(3)和第二法兰(4)上均设置有与所述法兰固定孔(211)对应的法兰孔(31)，通过穿设于所述法兰固定孔(211)和法兰孔(31)的螺栓将所述第一法兰(3)和第二法兰(4)固定于所述减震器本体(21)。

7.根据权利要求4所述的自带减震器的麦克纳姆轮，其特征在于，所述连接柱(32)设置有多个第一柱孔(33)，多个所述第一柱孔(33)沿所述连接柱(32)的轴线的周向均匀分布，所述第一柱孔(33)的轴线与所述机轮(1)的回转轴线平行，所述第一柱孔(33)贯穿所述第一法兰(3)和所述连接柱(32)，所述第二法兰(4)设置有与所述第一柱孔(33)相对应的第二柱孔(41)，所述第二柱孔(41)为通孔，所述第一柱孔(33)和第二柱孔(41)用于与外设的驱动装置连接。

8.根据权利要求1所述的自带减震器的麦克纳姆轮，其特征在于，所述第一连接凸起(12)与所述第二连接凸起(22)可拆卸连接。

9.根据权利要求8所述的自带减震器的麦克纳姆轮，其特征在于，所述第一连接凸起(12)设置有第一销孔，所述第一销孔的轴线与所述机轮(1)的回转轴线异面垂直，所述第二连接凸起(22)设置有第二销孔，所述第二销孔与所述第一销孔共轴线，所述第一连接凸起(12)与所述第二连接凸起(22)通过穿设于所述第一销孔和第二销孔的销轴或螺栓连接。

10.根据权利要求9所述的自带减震器的麦克纳姆轮，其特征在于，在所述第二连接凸起(22)的中部设有与所述第一连接凸起(12)相匹配的凹槽(221)，所述第一连接凸起(12)插设于所述凹槽(221)内。

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