CN207241302U - 一种全方向轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全方向轮，包括轮毂，轮毂上沿轮毂的周向交替转动连接有若干大转轮组与小转轮组，轮毂包括若干依次相连的支撑架，每一支撑架上设有相互对称的两个支撑部，小转轮组转动连接在同一支撑架的两个支撑部上，大转轮组转动连接在相邻的两个支撑架的两个对应支撑部上。将大转轮组与小转轮组交替布置在轮毂的支撑架上并组成单排全方向轮，大转轮组和小转轮组则可绕各自的回转轴作切向旋转运动，大转轮组和小转轮组交替设置使得全方向轮在运动过程中大转轮组和小转轮组能连续过度，有效的解决了全方向轮运动过程中的抖动问题，同时结构更加轻便且紧凑，有效的减小了对安装空间的需求。本实用新型应用于机器人移动设备领域。

Description

一种全方向轮

技术领域

本实用新型涉及一种轮子，特别是涉及一种全方向轮。

背景技术

近些年，室内移动机器人应用逐渐增多，比如agv、扫地机器人等。全向移动平台有着自由度高，适应狭小空间移动，满足了室内移动机器人的功能要求。而全方向轮作为全向移动平台的关键技术，可以实现轴向旋转和切向旋转两个自由度运动，有很多相关的技术研究，比较突出的有麦克纳姆轮和双排全向轮。

麦克纳姆轮和双排全向轮是目前较为常用的两种全方向轮：麦克纳姆轮是由成一定角度的小轮组合成大轮，大轮可以绕轴向作旋转运动，小轮则可绕其回转轴作切向旋转运动，三个以上的麦克纳姆轮通过运动合成，可实现全向移动和原地转圈，但是由于间隔分布，麦克纳姆轮由于是由小轮间隔分布，导致全向移动平台原地转圈的时候会产生抖动，从而影响移动方向的准确性，同时对移动平台会产生一定的振动；双排全向轮是通过小轮组成两排大轮，两排大轮的小轮交错隔开，组成圆弧形，大轮可以绕轴向作旋转运动，小轮可绕其回转轴作切向旋转运动，三个及以上的双排全向轮可通过运动合成实现全向平移及原地转圈，这种轮子由两排轮子组成，厚度较厚，占用空间，此外，同麦克纳姆轮相似，在原地转圈的时候，由于接地点不连续，会存在抖动现象。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种全方向轮，结构更加紧凑且轻便，有效的减小了对安装空间的需求。

本实用新型所采用的技术方案是：一种全方向轮，包括轮毂，所述轮毂上沿轮毂的周向交替转动连接有若干大转轮组与小转轮组，所述轮毂包括若干依次相连的支撑架，每一支撑架上设有相互对称的两个支撑部，所述小转轮组转动连接在同一支撑架的两个支撑部上，所述大转轮组转动连接在相邻的两个支撑架的两个对应支撑部上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述大转轮组包括大转轮与大转轮轴，所述大转轮通过大转轮轴承转动连接在大转轮轴上，相邻的两个支撑架的两个对应支撑部上分别设有对应大转轮轴两端的大轴安装孔。

作为上述技术方案的进一步改进，所述大转轮内设有大转轮腔，所述大转轮腔内设有大轴肩，所述大轴肩的每端分别抵接一个大转轮轴承的内端面，所述大转轮轴上设有与大转轮轴承对应的大转轮垫片，所述大转轮垫片与对应大转轮轴承的外端面抵接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述小转轮组包括小转轮与小转轮轴，所述小转轮通过小转轮轴承组转动连接在小转轮轴上，同一支撑架的两个支撑部上分别设有对应小转轮轴两端的小轴安装孔。

作为上述技术方案的进一步改进，所述小转轮内设有小转轮腔，所述小转轮腔内设有小轴肩，所述小轴肩的每端分别抵接一个小转轮轴承组的内端面，所述小转轮轴上设有与小转轮轴承组对应的小转轮垫片，所述小转轮垫片与对应小转轮轴承组的外端面抵接，每一小转轮的端部伸入相邻大转轮的大转轮腔的对应端。

作为上述技术方案的进一步改进，每一小转轮轴承组包括至少两个小转轮轴承。

作为上述技术方案的进一步改进，每一大转轮的大转轮腔两端的壁为弧面结构。

作为上述技术方案的进一步改进，所述小转轮包括小转轮架与套设在小转轮架上的小转轮包胶层，所述小转轮腔设在小转轮架内，所述小转轮包胶层每一部分的厚度相等，因此在大载重的情况下，小转轮包胶层变形均匀，保证了运动的准确性。

作为上述技术方案的进一步改进，所述大转轮包括大转轮架与套设在大转轮架上的大转轮包胶层，所述大转轮腔设在大转轮架内，所述大转轮包胶层两端部分的厚度薄于中间部分的厚度。

作为上述技术方案的进一步改进，所述轮毂还包括轮毂座，所述支撑架与轮毂座螺栓相连，所述轮毂座上设有轮毂安装孔，各支撑架均匀分布在轮毂安装孔周围。

本实用新型的有益效果：本实用新型将大转轮组与小转轮组交替布置在轮毂的支撑架上并组成单排全方向轮，大转轮组和小转轮组则可绕各自的回转轴作切向旋转运动，大转轮组和小转轮组交替设置使得全方向轮在运动过程中大转轮组和小转轮组能连续过度，有效的解决了全方向轮运动过程中的抖动问题，同时结构更加轻便且紧凑，有效的减小了对安装空间的需求。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型轴侧图；

图2是大转轮组结构示意图；

图3是大转轮剖视图；

图4是小转轮组结构示意图；

图5是小转轮剖视图；

图6是支撑架结构示意图。

具体实施方式

如图1-6所示的全方向轮，包括轮毂，轮毂上沿轮毂的周向交替转动连接有若干大转轮组1与小转轮组2，轮毂包括若干依次相连的支撑架3，每一支撑架上设有相互对称的两个支撑部31，小转轮组2转动连接在同一支撑架的两个支撑部上，大转轮组1转动连接在相邻的两个支撑架的两个对应支撑部上。通过将大转轮组1与小转轮组2交替布置在轮毂的支撑架3上并组成单排全方向轮，大转轮组1和小转轮组2可绕各自的回转轴作切向旋转运动，大转轮组1和小转轮组2交替设置使得全方向轮在运动过程中大转轮组1和小转轮组2能连续过度，有效的解决了全方向轮运动过程中的抖动问题，同时结构更加轻便且紧凑，有效的减小了对安装空间的需求。

进一步优选的，大转轮组1包括大转轮11与大转轮轴12，大转轮11为中间大、两端小的弧形结构，其弧形半径与轮毂的半径相等，大转轮11通过两个大转轮轴承13转动连接在大转轮轴12上，相邻的两个支撑架的两个对应支撑部上分别设有对应大转轮轴12两端的大轴安装孔311。

进一步优选的，大转轮11内设有大转轮腔14，大转轮腔14内设有大轴肩15，大轴肩15的每端分别抵接一个大转轮轴承的内端面，大转轮轴12上设有与大转轮轴承对应的大转轮垫片16，大转轮垫片16与对应大转轮轴承的外端面抵接，大轴肩15与大转轮垫片16共同作用对大转轮轴承13起到轴向定位的作用，防止大转轮轴承13在大转轮轴12上滑动。

进一步优选的，小转轮组2包括小转轮21与小转轮轴22，小转轮21为中间大、两端小的弧形结构，其弧形半径与轮毂的半径相等，小转轮21通过两个小转轮轴承组23转动连接在小转轮轴22上，同一支撑架的两个支撑部上分别设有对应小转轮轴22两端的小轴安装孔312。

进一步优选的，小转轮21内设有小转轮腔24，小转轮腔24内设有小轴肩25，小轴肩25的每端分别抵接一个小转轮轴承组23的内端面，小转轮轴22上设有与小转轮轴承组23对应的小转轮垫片26，小转轮垫片26与对应小转轮轴承组的外端面抵接，小轴肩25与小转轮垫片26共同作用对小转轮轴承组23起到轴向定位的作用，防止小转轮轴承组23在小转轮轴22上滑动，每一小转轮的端部伸入相邻大转轮的大转轮腔的对应端，减少小转轮21与大转轮11之间的安装缝隙，使得大转轮11与小转轮21之间能够更加平滑的过渡，有效的解决了全方向轮运动过程中的抖动问题。

进一步优选的，每一小转轮轴承组23包括至少两个小转轮轴承231，本实施例中的小转轮轴承组23包括并列相贴的两个小转轮轴承231，使得小转轮轴承组23与大转轮轴承13的承载能力相同。

进一步优选的，每一大转轮的大转轮腔14两端的壁为弧面结构，防止小转入在伸入大转轮腔14后与大转轮腔14的壁接触，防止了大转轮11与小转轮21之间的干涉。

进一步优选的，小转轮21包括小转轮架211与套设在小转轮架211上的小转轮包胶层212，小转轮腔24设在小转轮架211内，小转轮包胶层212每一部分的厚度相等，因此在大载重的情况下，小转轮包胶层212变形均匀，保证了运动的准确性。

进一步优选的，大转轮11包括大转轮架111与套设在大转轮架111上的大转轮包胶层112，大转轮腔14设在大转轮架111内，大转轮包胶层112两端部分的厚度薄于中间部分的厚度，使得全方向轮在大转轮11与小转轮21的安装缝隙处更加平滑的过度。

大转轮11和小转轮21采用了包胶层，增大了摩擦系数，确保全方向轮合成方向的准确性，此外，包胶层厚度大体一致，在大载重情况下，变形均匀，保证了运动的平稳性

进一步优选的，轮毂还包括轮毂座4，支撑架3与轮毂座4螺栓相连，轮毂座4上设有轮毂安装孔41，各支撑架均匀分布在轮毂安装孔41周围。

当然，本实用新型并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种全方向轮，其特征在于：包括轮毂，所述轮毂上沿轮毂的周向交替转动连接有若干大转轮组(1)与小转轮组(2)，所述轮毂包括若干依次相连的支撑架(3)，每一支撑架上设有相互对称的两个支撑部(31)，所述小转轮组(2)转动连接在同一支撑架的两个支撑部上，所述大转轮组(1)转动连接在相邻的两个支撑架的两个对应支撑部上。

2.根据权利要求1所述全方向轮，其特征在于：所述大转轮组(1)包括大转轮(11)与大转轮轴(12)，所述大转轮(11)通过大转轮轴承(13)转动连接在大转轮轴(12)上，相邻的两个支撑架的两个对应支撑部上分别设有对应大转轮轴(12)两端的大轴安装孔(311)。

3.根据权利要求2所述全方向轮，其特征在于：所述大转轮(11)内设有大转轮腔(14)，所述大转轮腔(14)内设有大轴肩(15)，所述大轴肩(15)的每端分别抵接一个大转轮轴承的内端面，所述大转轮轴(12)上设有与大转轮轴承对应的大转轮垫片(16)，所述大转轮垫片(16)与对应大转轮轴承的外端面抵接。

4.根据权利要求3所述全方向轮，其特征在于：所述小转轮组(2)包括小转轮(21)与小转轮轴(22)，所述小转轮(21)通过小转轮轴承组(23)转动连接在小转轮轴(22)上，同一支撑架的两个支撑部上分别设有对应小转轮轴(22)两端的小轴安装孔(312)。

5.根据权利要求4所述全方向轮，其特征在于：所述小转轮(21)内设有小转轮腔(24)，所述小转轮腔(24)内设有小轴肩(25)，所述小轴肩(15)的每端分别抵接一个小转轮轴承组的内端面，所述小转轮轴(22)上设有与小转轮轴承组(23)对应的小转轮垫片(26)，所述小转轮垫片(26)与对应小转轮轴承组的外端面抵接，每一小转轮的端部伸入相邻大转轮的大转轮腔的对应端。

6.根据权利要求5所述全方向轮，其特征在于：每一小转轮轴承组(23)包括至少两个小转轮轴承(231)。

7.根据权利要求5所述全方向轮，其特征在于：每一大转轮的大转轮腔(14)两端的壁为弧面结构。

8.根据权利要求5或6或7所述全方向轮，其特征在于：所述小转轮(21)包括小转轮架(211)与套设在小转轮架(211)上的小转轮包胶层(212)，所述小转轮腔(24)设在小转轮架(211)内，所述小转轮包胶层(212)每一部分的厚度相等。

9.根据权利要求3至7任一项所述全方向轮，其特征在于：所述大转轮(11)包括大转轮架(111)与套设在大转轮架(111)上的大转轮包胶层(112)，所述大转轮腔(14)设在大转轮架(111)内，所述大转轮包胶层(112)两端部分的厚度薄于中间部分的厚度。

10.根据权利要求1至7任一项所述全方向轮，其特征在于：所述轮毂还包括轮毂座(4)，所述支撑架(3)与轮毂座(4)螺栓相连，所述轮毂座(4)上设有轮毂安装孔(41)，各支撑架均匀分布在轮毂安装孔(41)周围。