CN203844532U - 一种易装配、大承载的全方位移动轮 - Google Patents

一种易装配、大承载的全方位移动轮 Download PDF

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刘常伦
唐宵东
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Abstract

本实用新型公开了一种易装配、大承载的全方位移动轮,包括左、右轮毂、小滚子、轮轴、第一轴承、第二轴承、轴承挡圈、紧固件、油孔和油杯。左、右轮毂均为由外环圈和内环圈组成的整体件,轮轴两端轴向均设有油孔,油杯置于油孔内。轮轴套装于小滚子中心通孔内,第一轴承和第二轴承分别套装于轮轴的两端,轴承挡圈套装于轮轴上并位于第一轴承和第二轴承之间,将组装完的小滚子、轮轴、第一轴承、第二轴承和轴承挡圈置于左、右轮毂之间,轮轴的两端分别与左轮毂或右轮毂外环圈上卡槽上的阶梯连接孔配合连接,并通过螺纹紧固件固定连接。该全方位移动轮具有润滑系统,保障轴承等零部件的润滑,并且加工简单,成本较低,可靠性高,易于实现应用化。

Description

一种易装配、大承载的全方位移动轮
技术领域
[0001] 本实用新型涉及移动轮,具体涉及一种易装配、大承载的全方位移动轮。
背景技术
[0002] 目前常见的全方位移动轮有:球轮、连续切换轮、正交轮和麦克纳姆轮等。其中, 麦克纳姆轮是现阶段较为成熟的一种全方位移动轮。麦克纳姆轮是一种在二维平面内能够 从当前位置向任意方向移动的轮子。基于麦克纳姆轮的移动机构具有完美的运动特性,能 够从当前位置沿着任意方向运动,即实现全方位移动。相对于常规的移动机构,基于麦克纳 姆轮的移动机构具有明显的运动优势,特别适用于狭窄的空间,如船舶甲板、仓库等,基于 麦克纳姆轮的移动机构因其具有零转弯半径而变得更加灵活,可以在狭窄的空间内自由移 动。但是,现阶段麦克纳姆轮还存在着结构复杂、难装配、承载能力小、成本高等缺点,无法 实现全面应用。
[0003] 中国发明专利(申请号:201110418205. 8,申请日期:2011-12-13)所公开的一种 适用于高精度大承载的全方位移动轮,包括轮毂、轴套、辊子、中心紧固件、圆周紧固件等。 该全方位移动轮采用两端支撑方式;轮毂的中心设有轴套,轮毂通过紧固件与轴套相连; 辊子通过圆周紧固件固定在轮毂上,辊子的轮廓曲线采用椭圆曲线。该发明专利所公开的 全方位移动轮在一定程度上可以提高全方位移动轮的承载能力,但是,该发明专利中的主 要承载部位轮毂是通过紧固件和轴套相连,这在一定程度上降低了轮毂的承载能力;同时, 辊子也是通过圆周紧固件与轮毂相连,在辊子轴的两端增加较大的螺纹孔,不仅降低了辊 子轴的承载能力,同时还要在轮毂上开设较多的槽,这也在一定程度上降低轮毂的承载能 力,并且,圆周紧固件螺钉也不利于提高辊子和轮毂的承载能力。辊子的轮廓曲线采用椭圆 曲线,也不利于提供该全方位移动轮的精度,特别是在辊子的半径较小时,采用椭圆曲线 生成的辊子半径与其理论轮廓半径相差较大。除此之外,现有的高精度大承载的全方位移 动轮中没有润滑系统,无法保证轴承等关键部件的润滑。
发明内容
[0004] 本实用新型在于提供一种易装配、大承载的全方位移动轮,解决了现阶段麦克纳 姆轮及移动轮结构复杂、难装配、承载能力较小、成本高等缺点。
[0005] 本实用新型的技术方案是:一种易装配、大承载的全方位移动轮,包括左轮毂、右 轮毂、小滚子、轮轴、第一轴承、第二轴承、轴承挡圈、紧固件、油孔和油杯。
[0006] 所述左、右轮毂均为由外环圈和内环圈组成的整体件,并且左、右轮毂各自的内环 圈与外环圈的连接处夹角为90°〜110°,在左、右轮毂的内环圈上均设有子口,左、右轮 毂通过内环圈上的子口定位装配;左、右轮毂的外环圈上设有阶梯连接孔;左、右轮毂上分 别等分布若干孔,紧固件置于孔中,将左、右轮毂通过紧固件固定连接。
[0007] 所述小滚子分为内层和外层,内层为骨架层,材料为:钢、锻铝、高强度复合材料, 外层为包络层,材料为具有一定硬度的弹性材料,如:橡胶,聚氨酯,并且外层的轮廓曲线为 等速螺旋线。小滚子轴向中心有通孔,小滚子数量为5〜10个。
[0008] 所述轮轴为一端设有一阶梯的轴,并且一端阶梯轴上有螺纹,轮轴两端轴向均设 有油孔,油杯置于油孔内。轮轴套装于小滚子中心通孔内。
[0009] 所述轴承采用组合轴承,组合轴承为滚针和推力球轴承或者滚针和推力滚子轴 承,第一轴承和第二轴承分别套装于轮轴的两端,轴承挡圈套装于轮轴上并位于第一轴承 和第二轴承之间,防止第一轴承和第二轴承的内圈相互移动。将组装完的小滚子、轮轴、第 一轴承、第二轴承和轴承挡圈置于左、右轮毂之间,轮轴的两端分别与左轮毂或右轮毂外环 圈上的阶梯连接孔配合连接,并通过螺纹紧固件固定连接。轮轴与左右轮毂成一定夹角,夹 角为30 °〜60°,最佳为45°安装。该轴承既能够承受较大轴向力,又能够承受较大径向 力,同时轴承的轴向承载部位与左、右轮毂紧密接触,轴承的径向承载部位与小滚子紧密接 触,从而提高该全方位移动轮的承载能力。
[0010] 本实用新型的有益效果:本发明所述的全方位移动轮结构简单,通过将左、右轮 毂采用整体式设计,轴承采用组合轴承,轴承的轴向承载部位与左、右轮毂紧密接触,轴承 的径向承载部位与小滚子内部紧密接触,便于实现该全方位移动轮的快速装配和大承载能 力。轮轴采用可以从轮毂一端插入另一端的阶梯轴,并将轮毂、轮轴、轴承和小滚子配合安 装,使得该全方位移动轮易于装配,并且具有较大的承载能力。该全方位移动承载能力是相 同直径的2倍以上。同时,在轮轴的两端分别设有油孔,能够保证该全方位移动轮的轴承等 关键部件的润滑,延长了全方位移动轮寿命。该全方位移动轮还易于加工,成本较低,可靠 性高,可广泛应用于转运车、叉车、移动机器人等。
附图说明
[0011] 图1为一种易装配、大承载的全方位移动轮的结构示意图;
[0012] 图2为一种易装配、大承载的全方位移动轮的主视图;
[0013] 图3为一种易装配、大承载的全方位移动轮的B-B剖视图;
[0014] 图4为一种易装配、大承载的全方位移动轮的侧视图;
[0015] 图5为一种易装配、大承载的全方位移动轮的A-A剖视图;
[0016] 图6为一种易装配、大承载的全方位移动轮的轮毂结构示意图;
[0017] 图7为一种易装配、大承载的全方位移动轮轮毂的主视图;
[0018] 图8为一种易装配、大承载的全方位移动轮轮毂的C-C剖视图;
[0019] 图9为一种易装配、大承载的全方位移动轮轮毂子口剖视图;
[0020] 图10为一种易装配、大承载的全方位移动轮左轮毂的结构示意图;
[0021] 图11为一种易装配、大承载的全方位移动轮左轮毂的剖视图;
[0022] 图12为一种一种易装配、大承载的全方位移动轮右轮毂的结构示意图;
[0023] 图13为一种易装配、大承载的全方位移动轮右轮毂的剖视图。
[0024] 其中:1、左轮毂 2、右轮毂 3、小滚子 4、轮轴 5、第一轴承6、第二轴承 7、轴承挡圈 8、紧固件 9、油孔 10、油杯11、螺纹紧固件
具体实施方式
[0025] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0026] 如图1〜图13所示,一种易装配、大承载的全方位移动轮,包括左轮毂1、右轮毂 2、小滚子3、轮轴4、第一轴承5、第二轴承6、轴承挡圈7、紧固件8、油孔9和油杯10。
[0027] 选取左轮毂1和右轮毂2的直径为450mm,左轮毂1和右轮毂2均为由外环圈和 内环圈组成的整体件,并且左轮毂1和右轮毂2各自的内环圈与外环圈连接处的夹角为 100°,在左轮毂1和右轮毂2的内环圈上均设有子口,左轮毂1和右轮毂2通过内环圈上 的子口定位装配;在左轮毂1和右轮毂2上还分别等分布若干孔,左轮毂1和右轮毂2的外 环圈上设有阶梯连接孔;左轮毂1和右轮毂2上分别等分布若干孔,紧固件8置于孔中,将 左轮毂1和右轮毂2通过紧固件8固定连接。
[0028] 小滚子3分为内层和外层,内层为骨架层,由钢材料加工而成,外层为包络层,材 料为橡胶,并且外层的轮廓曲线为等速螺旋线。小滚子轴向中心有通孔。
[0029] 轮轴4为一端设有一阶梯的轴,并且一端阶梯轴上有螺纹,轮轴4两端轴向均设有 油孔9,油杯10置于油孔9内。轮轴4套装于小滚子3中心通孔内。
[0030] 第一轴承5和第二轴承6均采用组合轴承,为滚针和推力圆柱滚子组合的轴承。第 一轴承5和第二轴承6分别套装于轮轴4的两端,轴承挡圈7套装于轮轴4上并位于第一 轴承5和第二轴承6之间,防止第一轴承5和第二轴承6的内圈相互移动。将组装完的相 同的8个小滚子3、轮轴4、第一轴承5、第二轴承6和轴承挡圈7置于左轮毂1和右轮毂2 之间,轮轴的两端分别与左轮毂1或右轮毂2外环圈上的阶梯连接孔配合连接,并通过螺纹 紧固件11固定连接。轮轴与左右轮毂成45°夹角安装。第一轴承5和第二轴承6既能够 承受较大轴向力,又能够承受较大径向力,同时第一轴承5和第二轴承6的轴向承载部位与 左轮毂1和右轮毂2紧密接触,第一轴承5和第二轴承6的径向承载部位与小滚子紧密接 触,从而提高该全方位移动轮的承载能力。
[0031] 工作过程:
[0032] -种易装配、大承载的全方位移动轮小滚子具有3个自由度,绕自身转动的同时 又能绕车轴转动,还能绕小滚子与地面接触点转动,这使得该全方位移动轮也具有3个自 由度:绕自身的转动,沿小滚子轴线垂线方向的平动及绕小滚子与地面接触点的转动。这 样,当电机驱动该全方位移动轮旋转时,车轮以普通方式沿着垂直于驱动轴的方向移动,同 时车轮周边的小滚子沿着其各自的轴线自由旋转。当移动机构旋转四个该全方位移动轮 时,即可实现该移动机构的全方位运动,在二维平面内实现前行、后移、斜行、旋转和任何两 个方位的组合运动。

Claims (4)

1. 一种易装配、大承载的全方位移动轮,其特征在于包括左轮毂(1)、右轮毂(2)、小滚 子(3)、轮轴(4)、第一轴承(5)、第二轴承¢)、轴承挡圈(7)、紧固件(8)、油孔(9)和油杯 (10);所述左轮毂(1)和右轮毂(2)均为由外环圈和内环圈组成的整体件,并且左轮毂(1) 和右轮毂(2)各自的内环圈与外环圈的连接处夹角为90°〜110°,在左轮毂(1)和右轮 毂(2)的内环圈上均设有子口,左轮毂(1)和右轮毂(2)通过内环圈上的子口定位装配;左 轮毂(1)和右轮毂(2)的外环圈上设有阶梯连接孔;左轮毂(1)和右轮毂(2)上分别等分 布若干孔,紧固件(8)置于孔中,将左轮毂(1)和右轮毂(2)通过紧固件(8)固定连接;所 述小滚子(3)分为内层和外层,内层为骨架层,外层为包络层,小滚子轴向中心有通孔;所 述轮轴(4)为一端设有一阶梯的轴,并且一端阶梯轴上有螺纹,轮轴(4)两端轴向均设有油 孔(9),油杯(10)置于油孔(9)内,轮轴(4)套装于小滚子(3)中心通孔内;所述第一轴承 (5) 和第二轴承(6)分别套装于轮轴(4)的两端,轴承挡圈(7)套装于轮轴(4)上并位于第 一轴承(5)和第二轴承(6)之间,将组装完的小滚子(3)、轮轴(4)、第一轴承(5)、第二轴承 (6) 和轴承挡圈(7)置于左轮毂(1)和右轮毂(2)之间,轮轴(4)的两端分别与左轮毂(1) 或右轮毂(2)外环圈上阶梯连接孔配合连接,并通过螺纹紧固件(11)固定连接;轮轴(4) 与左轮毂(1)和右轮毂(2)成一定夹角,夹角为30°〜60°。
2. 根据权利要求1所述的一种易装配、大承载的全方位移动轮,其特征在于所述小滚 子(3)内层为骨架层的材料为:钢、锻铝、高强度复合材料,外层为包络层的材料为具有一 定硬度的弹性材料,如:橡胶,聚氨酯,并且外层的轮廓曲线为等速螺旋线,小滚子(3)数量 为5〜10个。
3. 根据权利要求1所述的一种易装配、大承载的全方位移动轮,其特征在于所述第一 轴承(5)和第二轴承(6)采用组合轴承,组合轴承为滚针和推力球轴承或者滚针和推力滚 子轴承。
4. 根据权利要求1所述的一种易装配、大承载的全方位移动轮,其特征在于所述第一 轴承(5)和第二轴承(6)轴向承载部位分别与左轮毂(1)和右轮毂(2)紧密接触,第一轴 承(5)和第二轴承¢)的径向承载部位与小滚子(3)紧密接触。
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