CN206781428U - 轮罩、车轮组件及步战车 - Google Patents

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Abstract

一种轮罩，所述轮罩(110)用于可拆卸地罩设在所述麦克纳姆轮(130)外，且所述轮罩(110)与所述麦克纳姆轮(130)的摩擦阻力大于所述轮罩(110)外表面(111)与地面之间的摩擦力，从而可以使轮罩(110)和麦克纳姆轮(130)组装而成的车轮组件能够适应复杂的场地环境。另外，本实用新型还提供了一种车轮组件及步战车。

Description

轮罩、车轮组件及步战车
技术领域
本实用新型涉及一种轮罩、车轮组件及步战车，属于教学器具技术领域。
背景技术
在竞技用机器人中，一般都要求机器人可以在平面内做出任意方向平移同时自转的动作，也即全向移动。为了实现全向移动，一般机器人会使用全向轮(Omni Wheel)，全向轮一般包括麦克纳姆轮(Mecanum Wheel)。由于麦克纳姆轮可以像传统轮子一样，安装在相互平行的轴上，因此，近年来，麦克纳姆轮的应用逐渐增多，特别是在Robocon、FRC等机器人赛事上。
现有的麦克纳姆轮包括轮毂以及多个辊子(roller)，多个辊子均匀布置在轮毂的外周，且轮毂轴与辊子转轴呈45°角。虽然麦克纳姆轮具备全向移动的特性，但其抓地力、高速性能、地面适应能力都远不如普通胶轮，难以适应复杂的场地。
实用新型内容
本实用新型提供一种轮罩、车轮组件及步战车，以解决现有技术中麦克纳姆轮不能适应复杂场地或者其他潜在的技术问题。
根据本实用新型的一些实施例，提供一种轮罩，所述轮罩用于可拆卸地罩设在所述麦克纳姆轮外，且所述轮罩的内表面与所述麦克纳姆轮的摩擦阻力大于所述轮罩的外表面与地面之间的摩擦阻力。
如上所述的轮罩，其中，所述麦克纳姆轮包括辊子，所述轮罩的内表面形成有与所述辊子形状相匹配的凹槽，所述辊子容纳在所述凹槽内。
如上所述的轮罩，其中，所述辊子与所述凹槽紧配合。
如上所述的轮罩，其中，所述凹槽为多个，所述多个凹槽均匀设置在所述轮罩的内表面。
如上所述的轮罩，其中，所述凹槽的个数与所述麦克纳姆轮的辊子数量相同。
如上所述的轮罩，其中，所述麦克纳姆轮还包括：左轮辐以及右轮辐；所述辊子设置在所述左轮辐和右轮辐之间，且所述辊子的轴线与麦克纳姆轮的轴线之间具有夹角。
如上所述的轮罩，其中，所述夹角为45度。
如上所述的轮罩，其中，所述左轮辐和/或右轮辐倾斜于麦克纳姆轮的轴线设置。
如上所述的轮罩，其中，所述轮罩沿轴线方向设置有相对的两个开口，且其中一个开口的尺寸小于另一个开口的尺寸。
如上所述的轮罩，其中，所述轮罩为橡胶轮罩。
如上所述的轮罩，其中，所述轮罩的外表面设置有横向的纹路。
如上所述的轮罩，其中，所述纹路为多条，均匀设置在所述轮罩的外表面上。
根据本实用新型的另一些实施例，提供一种车轮组件，包括：麦克纳姆轮以及上述轮罩，所述轮罩可拆卸地罩设在所述麦克纳姆轮外。
根据本实用新型的又一些实施例，提供一种步战车，包括车身以及上述车轮组件，所述车轮组件安装在与所述车身连接的轮轴的端部。
根据本实用新型实施例的技术方案，通过将轮罩可拆卸地罩设在麦克纳姆轮外，可以使得这二者组装而成的车轮组件在地面上运动时，轮罩不会围绕轮罩的轴线(也即麦克纳姆轮的旋转轴线)相对于麦克纳姆轮转动，从而使得麦克纳姆轮能够适应复杂的场地环境，提高了麦克纳姆轮的应用范围。
附图说明
图1为本实用新型一实施例提供的轮罩的结构示意图；
图2为图1的径向剖视图；
图3为图1的轴向剖视图；
图4为与图1中轮罩配合的麦克纳姆轮的结构示意图；
图5为图4的径向剖视图；
图6为图4的轴向剖视图；
图7为图6中F位置的局部放大图；
图8为本实用新型一实施例提供的步战车的结构示意图。
图中：
110、轮罩； 111、外表面；
113；内表面； 115、纹路；
130、麦克纳姆轮； 131、辊子；
133、左轮辐； 135、右轮辐；
137、轮毂 100、步战车；
150、车身； 170、悬架；
190、拍摄装置。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，本实用新型不局限于下述的具体实施方式。
图1为本实施例提供的轮罩的结构示意图；图2为图1的径向剖视图；图3为图1的轴向剖视图；图4为与图1中轮罩配合的麦克纳姆轮的结构示意图。如图1至图4所示，本实施例提供一种轮罩，该轮罩110用于可拆卸地罩设在麦克纳姆轮130上，并且该轮罩110的内表面113与麦克纳姆轮130之间的摩擦阻力大于轮罩110的外表面111与地面之间的摩擦阻力，从而轮罩110在跟随麦克纳姆轮130转动的过程中不会与麦克纳姆轮130产生相对滑动，使得二者在运动过程中相对于地面而言是一个转速相同的整体。
具体的，轮罩110和麦克纳姆轮130之间的可拆卸连接方式可以是现有技术中能够保证上述摩擦阻力限制的任意连接方式，包括但不限于卡接、螺接或者粘接。此外，在本实施例中，轮罩110可以由现有技术中任意合适材料制作而成，例如橡胶或者塑料等。优选地，采用橡胶材料制作橡胶轮罩110，这样可以使轮罩110具有一定的弹力，从而使车轮组件中的轮罩110能够更好的包紧麦克纳姆轮130。
本实施例提供的轮罩110，可拆卸地罩设在麦克纳姆轮130外，可以使轮罩110和麦克纳姆轮130组装成的车轮组件在地面上运动时，轮罩110不会围绕轮罩110的轴线(也即麦克纳姆轮130的旋转轴线)相对于麦克纳姆轮130转动，从而使得麦克纳姆轮130能够适应复杂的场地环境，提高了麦克纳姆轮130的应用范围。
继续参照图1至图3，为了实现轮罩110和麦克纳姆轮130的可拆卸连接，可以在轮罩110的内表面113形成与麦克纳姆轮130的辊子131形状相匹配的凹槽，当将轮罩110罩设在麦克纳姆轮130上时，麦克纳姆轮130的辊子131可以容纳在凹槽内。通过在轮罩110的内表面113形成与麦克纳姆轮130的辊子131形状相匹配的凹槽，可以增大轮罩110内表面113与麦克纳姆轮130的接触面积，从而提高麦克纳姆轮130和轮罩110内表面113的摩擦阻力。可选地，辊子131与凹槽之间紧配合以进一步提高麦克纳姆轮130和轮罩110内表面113之间的摩擦力，从而保证轮罩110不会围绕轮罩110的轴线(也即麦克纳姆轮130的旋转轴线)相对于麦克纳姆轮130转动。
在本实施例中，轮罩110内表面113上所形成的凹槽数量可以根据实际需要进行设置，例如可以设置一个凹槽，或者也可以设置多个凹槽。当设置多个凹槽时，这些凹槽可以相邻设置，或者间隔设置。优选地，使这些凹槽围绕轮罩110的轴线均匀分布，也即这些凹槽均匀设置在轮罩110的内表面113(请参阅图1和图2)。进一步，为了提高轮罩110内表面113和麦克纳姆轮130的摩擦阻力，可以在轮罩110的内表面113设置与麦克纳姆轮130的辊子131数量相同的凹槽，从而在将轮罩110罩设到麦克纳姆轮130上时，每一个辊子131均可以容纳在与其一一对应的凹槽内。通过设置与麦克纳姆轮130所有辊子131一一对应的凹槽，可以使得轮罩110内表面113和麦克纳姆轮130之间的接触面积更大，进而使得轮罩110内表面113和麦克纳姆轮130之间获得更大的摩擦阻力，保证轮罩110不会围绕轮罩110的轴线(也即麦克纳姆轮130的旋转轴线)相对于麦克纳姆轮130转动。
继续参阅图3，在轮罩110沿轴线方向可以开设两个开口，其中一个开口的尺寸小于另一个开口的尺寸。以图3为例，是在轮罩110的轴线方向开设有上开口和下开口，其中上开口的尺寸大于下开口的尺寸。一般来讲，为了减少加工强度，上开口和下开口都设置成圆形，这样，只要上开口的直径大于下开口的直径就可使得上开口的尺寸大于下开口的尺寸。当然，上述圆形开口并不是对本实施例的限制，在具体设计时可以根据实际需要设置不同形状的开口，例如椭圆形或者矩形，只需要轮罩110能够通过开口罩设在麦克纳姆轮130上即可。通过在轮罩110轴线上设置两个尺寸大小不同的开口不仅容易将麦克纳姆轮130从尺寸较大的开口套进轮罩110，而且尺寸较小的开口与麦克纳姆轮130的接触面积更大，从而相较于轴线两侧开口尺寸相同的轮罩110对麦克纳姆轮130的包紧效果更好，也更不容易滑落。同时，这样设置还能够使轮罩110和麦克纳姆轮130的装配过程具有方向性，也即，将麦克纳姆轮130套入轮罩110时只能从尺寸较大的开口一侧放入。当然，如果想要使轮罩110和麦克纳姆轮130的装配过程没有方向性，则可以在轴线两侧设置相同大小的开口。优选地，轮罩110开口尺寸较大的一侧位于麦克纳姆轮130与轮轴连接的一侧，这样可以方便麦克纳姆轮130与轮轴、电机或者其他组件的装配。
此外，请参考图1，为了使由轮罩110罩设在麦克纳姆轮130外所形成的车轮组件与地面具有合适的摩擦力，可以在轮罩110的外表面111设置纹路115，例如横向纹路115(也即，大致沿轮罩110轴线方向的纹路115)。在具体设置时，从轮罩110外表面111的一侧到轮罩110外表面111的另一侧，纹路115可以是连续的或者是间断的。可选地，在轮罩110的外表面111设置有多条横向纹路115，这些横向纹路115可以围绕轮罩110的轴线均匀分布。应当理解，本实施例中纹路115的形状可以根据实际需要进行设置，例如可以为直线或者曲线。
图5为图4的径向剖视图；图6为图4的轴向剖视图。如图5至图6所示，在本实施例中，麦克纳姆轮130还设置有左轮辐133以及右轮辐135。具体的，左轮辐133和右轮辐135平行设置，且左轮辐133的中心和右轮辐135的中心连线平行于麦克纳姆轮130的轴线(麦克纳姆轮130的旋转轴线)。辊子131安装在左轮辐133和右轮辐135之间，且该辊子131的轴线与麦克纳姆轮130的轴线之间形成夹角，从而当麦克纳姆轮130着地时，辊子131与地面接触，实现全向移动。可选地，辊子131的轴线与麦克纳姆轮130的轴线之间的夹角为45度。
图7为图6中F位置的局部放大图，请参考图6和图7，在具体设置左轮辐133时，可以是左轮辐133垂直于麦克纳姆轮130的轴线，或者也可以使左轮辐133倾斜于麦克纳姆轮130的轴线设置(也即，使左轮辐133和轴线之间形成小于90度的夹角)。当左轮辐133倾斜于麦克纳姆轮130的轴线设置时，当轮罩110罩设在麦克纳姆轮130上时，轮罩110与轮辐接触的边缘具有一往麦克纳姆轮中心方向滑动的趋势，从而可以使轮罩110不容易从麦克纳姆轮130上脱离。应当理解，上述左轮辐133倾斜麦克纳姆轮130轴线设置并不是限定左轮辐133所有的面均需要倾斜麦克纳姆轮130轴线，而只需要左轮辐133与轮罩110接触位置的平面与麦克纳姆轮130的轴线倾斜设置即可。
可选地，右轮辐135也可以作如上设置，并具有相同的效果。优选地，左轮辐133和右轮辐135均倾斜于麦克纳姆轮130的轴线设置，这样设置，上述轮罩110的上开口和下开口的边缘均具有向麦克纳姆轮130的轴线方向滑动的趋势，从而使轮罩110不容易与麦克纳姆轮130脱离。
可选地，麦克纳姆轮130还包括轮毂137，左轮辐133和右轮辐135固定在轮毂137上。优选地，轮毂137、左轮辐133和右轮辐135一体成形。
图8为本实施例提供的步战车的结构示意图。如图8所示，本实施例还提供的步战车100包括车身150以及上述车轮组件。在车身上连接有前后轮轴，在前后轮轴的端部各安装有一个车轮组件。具体的，车轮组件中麦克纳姆轮130的轮毂137通过轴承安装在轮轴的端部，从而使得轮轴能够带动麦克纳姆轮130以及罩设在该麦克纳姆轮130上的轮罩110一起转动。在步战车100的后端，麦克纳姆轮130的轮轴与电动机传动连接，从而为步战车100的运动提供驱动力；当然，也可以前端的麦克纳姆轮的轮轴与另一个电动机传动连接，以实现四轮驱动。可选地，步战车100后端的麦克纳姆轮130的轮轴通过悬架170与车身150连接，以实现减震作用；步战车100前端的麦克纳姆轮120的轮轴也可以通过悬架170与车身连接。在本实施例中，悬架170可以是现有技术中任意类型或结构的悬架，例如独立式悬架或者非独立式悬架。又可选地，在车身150上可以安装云台，在云台上可以安装射击装置，或者拍摄装置190，或者同时安装这两者。
本实施例的步战车100，通过在轮轴的端部安装上述车轮组件，也即在麦克纳姆轮130上罩设轮罩110，可以实现步战车在复杂场地环境中的应用，提高安装有麦克纳姆轮130的步战车的适用范围。
以上结合附图详细的描述了本实用新型的优选实施方式，但是本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，也可以对各种不同实施方式进行任意组合或者进行各种简单变型，上述组合或者变换均属于本实用新型的保护范围。

Claims (14)

1.一种轮罩，其特征在于，所述轮罩用于可拆卸地罩设在麦克纳姆轮上，且所述轮罩的内表面与所述麦克纳姆轮的摩擦阻力大于所述轮罩的外表面与地面之间的摩擦阻力。
2.根据权利要求1所述的轮罩，其特征在于，所述麦克纳姆轮包括辊子，所述轮罩的内表面形成有与所述辊子形状相匹配的凹槽，所述辊子容纳在所述凹槽内。
3.根据权利要求2所述的轮罩，其特征在于，所述辊子与所述凹槽紧配合。
4.根据权利要求3所述的轮罩，其特征在于，所述凹槽为多个，所述多个凹槽均匀设置在所述轮罩的内表面。
5.根据权利要求4所述的轮罩，其特征在于，所述凹槽的个数与所述麦克纳姆轮的辊子数量相同。
6.根据权利要求2所述的轮罩，其特征在于，所述麦克纳姆轮还包括：左轮辐以及右轮辐；所述辊子设置在所述左轮辐和右轮辐之间，且所述辊子的轴线与麦克纳姆轮的轴线之间具有夹角。
7.根据权利要求6所述的轮罩，其特征在于，所述夹角为45度。
8.根据权利要求6所述的轮罩，其特征在于，所述左轮辐和/或右轮辐倾斜于麦克纳姆轮的轴线设置。
9.根据权利要求1-8任一项所述的轮罩，其特征在于，所述轮罩沿轴线方向设置有相对的两个开口，且其中一个开口的尺寸小于另一个开口的尺寸。
10.根据权利要求1-8任一项所述的轮罩，其特征在于，所述轮罩为橡胶轮罩。
11.根据权利要求1-8任一项所述的轮罩，其特征在于，所述轮罩的外表面设置有横向的纹路。
12.根据权利要求11所述的轮罩，其特征在于，所述纹路为多条，均匀设置在所述轮罩的外表面上。
13.一种车轮组件，其特征在于，包括：麦克纳姆轮以及权利要求1-12任一项所述的轮罩，所述轮罩可拆卸地罩设在所述麦克纳姆轮上。
14.一种步战车，其特征在于，包括车身以及权利要求13所述的车轮组件，所述车轮组件安装在与所述车身连接的轮轴的端部。
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