CN208827475U - 一种同心被动万向轮及具有该万向轮的载体 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及万向轮技术领域，公开了一种同心被动万向轮及具有该万向轮的载体。同心被动万向轮包括支撑盘和轮组，所述轮组安装于所述支撑盘的旋转轴上，所述轮组包括轮组运动轴，旋转轴的轴线与所述轮组运动轴的中线重合，所述轮组上设有用于驱动所述轮组转向的旋转驱动装置。载体包括上述的同心被动万向轮。本实用新型提供的同心被动万向轮的旋转轴的轴线与轮组运动轴的中线重合，不存在位置偏差而导致运动滞后的问题，减小了转向时产生的阻尼，载体在侧向和反向运动时稳定性好；此外，在承载较大的载荷时，载体不再存在摆尾的现象。

Description

一种同心被动万向轮及具有该万向轮的载体

技术领域

本实用新型涉及万向轮技术领域，尤其涉及一种同心被动万向轮及具有该万向轮的载体。

背景技术

万向轮是一种应用非常普遍的机械结构，由于其简单、灵活的特点，得到了广泛的应用。目前市面上的偏心被动万向轮主要是利用偏心滞后运动实现转向的功能，偏心被动万向轮虽然制造成本低且容易制造，但是转向阻尼比较大，还存在运动滞后导致侧向或反向运动时载体姿态不稳的问题，被动万向轮在转向时，旋转的角度不易控制，转向精度低。此外，在承载较大的载荷时，载体还存在摆尾现象。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种同心被动万向轮及具有该万向轮的载体，不存在位置偏差而导致运动滞后问题，转向阻尼小，在转向时旋转的角度精度高。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种同心被动万向轮，包括支撑盘和轮组，所述轮组安装于所述支撑盘的旋转轴上，所述轮组包括轮组运动轴，所述旋转轴的轴线与所述轮组运动轴的中线重合，所述轮组上设有用于驱动所述轮组转向的转向驱动装置。

作为优选技术方案，所述轮组包括固定支架，所述轮组运动轴的两端分别与所述固定支架固定连接。

作为优选技术方案，所述固定支架包括横板，所述横板的两端分别设有侧板，且所述侧板与所述横板垂直连接，所述轮组运动轴的两端分别与两块所述侧板连接。

作为优选技术方案，所述轮组运动轴上以所述旋转轴为对称中心对称设有滚轮组，且所述滚轮组包括至少一个滚轮，所述滚轮与所述轮组运动轴转动连接。

作为优选技术方案，每个所述滚轮与所述轮组运动轴的连接处分别对应设有第一轴承，所述第一轴承的内圈与所述轮组运动轴固定连接，所述滚轮套设在所述第一轴承的外圈上。

作为优选技术方案，所述滚轮组包括第一滚轮组和第二滚轮组，所述第一滚轮组包括两个所述滚轮，分别为a轮和b轮，所述第二滚轮组包括两个所述滚轮，分别为c轮和d轮，所述a轮、b轮、c轮和d轮的旋转角速度相同。

作为优选技术方案，所述a轮的线速度等于所述d轮的线速度，所述b轮的线速度等于所述c轮的线速度，且所述a轮的线速度大于所述b轮的线速度，所述d轮的线速度大于所述c轮的线速度。

作为优选技术方案，所述转向驱动装置包括齿轮组和驱动器，所述齿轮组包括与所述驱动器连接的主动齿轮和与所述主动齿轮啮合的被动齿轮，所述被动齿轮设置于所述固定支架上，并且通过第二轴承套设在所述旋转轴上。

本实用新型还提供了一种载体，包括上述的同心被动万向轮，且载体上设置至少两对所述同心被动万向轮。

本实用新型的有益效果：本实用新型所述的同心被动万向轮的旋转轴的轴线与轮组运动轴的中线重合，不存在位置偏差而导致运动滞后问题，减小了转向时产生的阻尼，载体在侧向和反向运动时稳定性好，在承载较大的负载时，载体不再存在摆尾现象；设置的转向驱动装置能控制万向轮的旋转角度，使得万向轮旋转的角度精确度高。

附图说明

图1是本实用新型实施例所述的同心被动万向轮的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例所述的同心被动万向轮的剖面结构示意图；

图3是本实用新型实施例所述的旋转轴的轴线与轮组运动轴的中线的位置关系示意图；

图4是本实用新型实施例所述的安装有同心被动万向轮的载体向前或者向后移动的示意图；

图5是本实用新型实施例所述的安装有同心被动万向轮的载体向左或者向右移动的示意图；

图6是本实用新型实施例所述的安装有同心被动万向轮的载体斜向前后移动的示意图；

图7是本实用新型实施例所述的安装有同心被动万向轮的载体原地旋转示意图。

图中：

1、支撑盘；2、轮组；21、轮组运动轴；22、固定支架；221、横板；222、侧板；23、滚轮；231、a轮；232、b轮；233、c轮；234、d轮；3、旋转轴；4、第一轴承；5、被动齿轮；6、第二轴承。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

如图1-2所示，本实施例提供了一种同心被动万向轮，包括支撑盘1和轮组2，所述轮组2安装于所述支撑盘1的旋转轴3上，所述轮组2包括轮组运动轴21，旋转轴3的轴线与所述轮组运动轴21的中线重合，所述轮组2上设有用于驱动所述轮组2转向的转向驱动装置。

本实施例提供的同心被动万向轮的旋转轴3的轴线与轮组运动轴21的中线重合，不存在位置偏差而导致运动滞后的问题，减小了转向时产生的阻尼，载体在侧向和反向运动时稳定性好，在承载较大的负载时，载体不再存在摆尾现象；设置的转向驱动装置能控制万向轮的旋转角度，使得万向轮旋转的角度精确度高。

在本实施例中，如图2所示，支撑盘1与载体固定连接，旋转轴3的一端与支撑盘1固定连接，且固定连接在支撑盘1的中部，旋转轴3的轴线与支撑盘1的旋转轴线重合，旋转轴3的另一端与轮组2转动连接。具体地，在轮组2上设置第二轴承6，旋转轴3的另一端插接在第二轴承6上，且与第二轴承6的内圈固定连接。

万向轮还包括驱动轮组2转向的转向驱动装置，转向驱动装置包括齿轮组和驱动器(图中未示出)，齿轮组包括与驱动器连接的主动齿轮(图中未示出)和与主动齿轮啮合的被动齿轮5，旋转轴3插接在第二轴承6上，第二轴承6的一侧面与轮组2固定连接，第二轴承6的内圈与旋转轴3固定连接，被动齿轮5套设在第二轴承6上，其与第二轴承6的外圈固接。驱动器驱动主动齿轮旋转，主动齿轮带动被动齿轮5旋转，进而使轮组2旋转一定的角度，通过外部输入转向动力，提高了万向轮的转向精度，且同心转向，运动姿态准确，在承载较大的负载时，载体不再存在摆尾的现象。

此外，转向驱动装置还可以是带轮结构或者链轮结构，实现轮组2的360°任意角度的正反转，在此不再详细叙述。也可以不设置上述的转向驱动装置，借助外力实现万向轮的转弯。

另外地，支撑盘1与载体固定连接，旋转轴3的一端还可以与支撑盘1的中部转动连接，且旋转轴3的轴线与支撑盘1的旋转轴线重合，旋转轴3的另一端与轮组2固定连接。具体地，将第二轴承6固定在支撑盘1上，旋转轴3的一端插接在第二轴承6上，且与第二轴承6的内圈固定连接。在此种连接方式下，被动齿轮5套装在第二轴承6上，且与第二轴承6的外圈固定连接，也可以不设置上述的转向驱动装置，借助外力实现万向轮的转弯。

另外地，还可以将旋转轴3的两端分别与支撑盘1和轮组2固定连接，而支撑盘1与载体旋转连接，支撑盘1与载体的连接方式均为现有技术，在此不再详细阐述。在此种情况下，可以不安装转向驱动装置，借助外力实现万向轮的旋转。

如图2和3所示，本实施例提供的轮组2包括两组滚轮组，分别为第一滚轮组和第二滚轮组，第一滚轮组和第二滚轮组以旋转轴3为对称中心对称设置在轮组运动轴21上，旋转轴3的轴线与轮组运动轴21的中心重合，第一滚轮组和第二滚轮组均包括至少一个滚轮23，且每个滚轮23分别与轮组运动轴21转动连接。

此外，滚轮组还可以设置两组以上，每个滚轮组可以包括多个滚轮23，滚轮组设置的越多，万向轮承载的负载越大。由于本实施例中的万向轮是被动旋转的，在保证承载较大负载的前提下，单个滚轮23的宽度小，减小了滚轮23旋转时与地面的摩擦力。

在本实施例中，每个滚轮组中设置有两个滚轮23，四个滚轮23分别为a轮231、b轮232、c轮233和d轮234。如图2所示，每个滚轮23分别对应设置一个第一轴承4与轮组运动轴21连接，第一轴承4的内圈与轮组运动轴21固定连接，滚轮23套设在第一轴承4的外圈上，使得万向轮在旋转时，四个滚轮23的角速度相等而线速度不等。

在万向轮沿顺时针转弯时，置于外侧的滚轮组的a轮231和b轮232沿顺时针方向旋转，而置于内侧的c轮233和d轮234沿逆时针方向旋转，且四个滚轮23旋转的角速度一致，在旋转时，四个滚轮23的线速度的关系是：Sa＝Sd，Sb＝Sc，且Sa＞Sb，Sd＞Sc。在万向轮沿逆时针转弯时，置于外侧c轮233和d轮234沿顺时针方向旋转，置于内侧的a轮231和b轮232沿逆时针方向旋转，且四个滚轮23旋转的角速度一致，在旋转时，四个滚轮23的线速度的关系是：Sa＝Sd，Sb＝Sc，且Sa＞Sb，Sd＞Sc。此外，每组滚轮组还可以设置两个以上滚轮23，设置多个滚轮23实现各个滚轮23角速度相同，线速度不同，减少了万向轮的滑动摩擦阻力，延长了万向轮的使用寿命。此外，设置多轮组以及多个滚轮23极大地增加了万向轮的载荷量。

轮组2还包括固定支架22，在本实施例中，固定支架22包括横板221，横板221的两端分别连接有侧板222，且两块侧板222均与横板221垂直连接，轮组运动轴21的一端与其中的一块侧板222固定连接，轮组运动轴21的另一端与另一块侧板222固定连接。

本实施例还提供了一种载体，包括上述的同心被动万向轮。可以在载体上设置两对、四对或者更多对同心被动万向轮。本实施例中的同心被动万向轮可以与其它类型的万向轮配合安装在载体上，可以以多种组合方式的形式驱动载体前进、后退、左移、右移、斜向前后移动以及原地旋转等。

图4所示的是安装有同心被动万向轮的载体向前或者向后移动的示意图，图中载体上安装有四个同心被动万向轮，四个同心被动万向轮均朝同一方向设置，在载体向前移动或者向后移动时，四个滚轮23同时沿顺时针方向旋转或逆时针方向旋转。

图5是将图4中的四个万向轮的轮组2在转向驱动装置的驱动下沿逆时针旋转或沿顺时针旋转90°，在载体向左移或者向右移时，四个滚轮23同时沿逆时针方向或沿顺时针方向旋转。

图6是将图5中的万向轮旋转一定的角度，在旋转时，转向驱动装置驱动轮组2顺时针旋转或逆时针旋转一定的角度，载体斜向向前移或向后移时，四个滚轮23同时沿逆时针方向或顺时针方向旋转。

图7所示的是安装有四个同心被动万向轮的载体原地旋转示意图，转向驱动装置驱动轮组2连续顺时针旋转或逆时针旋转，四个万向轮的轮组2的转向相同，以实现载体360°任意角度的正反转。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种同心被动万向轮，其特征在于，包括支撑盘(1)和轮组(2)，所述轮组(2)安装于所述支撑盘(1)的旋转轴(3)上，所述轮组(2)包括轮组运动轴(21)，所述旋转轴(3)的轴线与所述轮组运动轴(21)的中线重合，所述轮组(2)上设有用于驱动所述轮组(2)转向的转向驱动装置。

2.根据权利要求1所述的同心被动万向轮，其特征在于，所述轮组(2)包括固定支架(22)，所述轮组运动轴(21)的两端分别与所述固定支架(22)固定连接。

3.根据权利要求2所述的同心被动万向轮，其特征在于，所述固定支架(22)包括横板(221)，所述横板(221)的两端分别设有侧板(222)，且所述侧板(222)与所述横板(221)垂直连接，所述轮组运动轴(21)的两端分别与两块所述侧板(222)连接。

4.根据权利要求1所述的同心被动万向轮，其特征在于，所述轮组运动轴(21)上以所述旋转轴(3)为对称中心对称设有滚轮组，且所述滚轮组包括至少一个滚轮(23)，所述滚轮(23)与所述轮组运动轴(21)转动连接。

5.根据权利要求4所述的同心被动万向轮，其特征在于，每个所述滚轮(23)与所述轮组运动轴(21)的连接处分别对应设有第一轴承(4)，所述第一轴承(4)的内圈与所述轮组运动轴(21)固定连接，所述滚轮(23)套设在所述第一轴承(4)的外圈上。

6.根据权利要求4所述的同心被动万向轮，其特征在于，所述滚轮组包括第一滚轮组和第二滚轮组，所述第一滚轮组包括两个所述滚轮(23)，分别为a轮(231)和b轮(232)，所述第二滚轮组包括两个所述滚轮(23)，分别为c轮(233)和d轮(234)，所述a轮(231)、b轮(232)、c轮(233)和d轮(234)的旋转角速度相同。

7.根据权利要求6所述的同心被动万向轮，其特征在于，所述a轮(231)的线速度等于所述d轮(234)的线速度，所述b轮(232)的线速度等于所述c轮(233)的线速度，且所述a轮(231)的线速度大于所述b轮(232)的线速度，所述d轮(234)的线速度大于所述c轮(233)的线速度。

8.根据权利要求2所述的同心被动万向轮，其特征在于，所述转向驱动装置包括齿轮组和驱动器，所述齿轮组包括与所述驱动器连接的主动齿轮和与所述主动齿轮啮合的被动齿轮(5)，所述被动齿轮(5)设置于所述固定支架(22)上，并且通过第二轴承(6)套设在所述旋转轴(3)上。

9.一种载体，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的同心被动万向轮，且载体上设置至少两对所述同心被动万向轮。