CN214727897U - 一种新型全向轮及移动底座及移动机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型全向轮及移动底座及移动机器人，包括轮毂，轮毂周向安装若干小辊子部，以组成全向轮；所述小辊子部从内向外依次包括转轴、辊芯和包胶；所述辊芯为金属芯，所述辊芯端部与转轴端部之间设置至少一个轴承；还包括支架，所述转轴的两端固定在支架上，所述小辊子通过支架安装在轮毂上。本发明中的新型全向轮，包括轮毂和小辊子部，小辊子部中有U型支架，通过改造轮毂结构形式，提升其组装效率和稳定性，通过在小辊子中增加滚针轴承和推力轴承，避免轮上小辊子端面和其支架对应内侧面的磨损，并且减小小辊子和其转轴之间的摩擦力，提高其运动性能和使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及全向轮领域，具体涉及一种新型全向轮。
背景技术
若干麦克纳姆轮按一定规则组成的轮组系统，通过改变轮毂的速度的线性组合，进而控制运动系统中心合速度的大小和方向，可使轮组系统在平面上实现全方位的运动。
但是，传统技术中的麦克纳姆轮由于结构关系，导致轮子承载能力比较小，辊子的抗疲劳性较差，长时间运动会发生疲劳断裂，同时加工和安装方式都比较困难，此外，由于麦克纳姆小辊子的受力特性，小辊子两边的磨损和其支架对应内侧面会非常严重，目前市面上采用的小辊子与其自转轴之间采用滑动轴套配合，摩擦阻力很大，影响轮子的运动性能，损耗也巨大，轮子使用寿命也会降低。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种新型全向轮，可以解决上述技术问题中的一个或是多个。
为了达到上述目的，本实用新型提出的技术方案如下：
一种新型全向轮，包括轮毂，轮毂周向安装若干小辊子部，以组成全向轮；
所述小辊子部从内向外依次包括转轴、辊芯和包胶；所述辊芯为金属芯，所述辊芯端部与转轴端部之间设置至少一个轴承；
还包括支架，所述转轴的两端固定在支架上，所述小辊子通过支架安装在轮毂上。
优选的：所述辊芯两端部、轴向开设凹槽以嵌轴承。
优选的：所述轴承包括滚针轴承和推力轴承中的一种或是组合。
优选的：所述滚针轴承和推力轴承组合使用时，所述推力轴承在所述滚针轴承的外侧。
优选的：所述辊芯为铝芯。
优选的：所述包胶为特制耐磨橡胶或PU。
优选的：所述转轴的两端部开设第一通孔，所述第一通孔垂直于所述转轴的轴向；所述转轴的一个端面削为“L”形，以使所述通孔的一个端面为平面。
优选的：所述支架上设置固定孔。
本实用新型的另一个目的是提供一种移动底座。
一种移动底座，包括上述任意一项所述的新型全向轮。
本实用新型的第三个目的是提供一种移动机器人。
一种移动机器人，包括上述任意一项所述的新型全向轮或包括上述所述的移动底座。
本实用新型的技术效果是：
本实用新型所提供的新型全向轮，可提高轮子的承载能力和辊体的抗疲劳性，还可简化加工和安装过程，并且，可以避免轮上小辊子端面和其支架对应内侧面的磨损，并且减小小辊子和其转轴之间的摩擦力，大大提高其运动性能和使用寿命。
本发明中的新型全向轮，包括轮毂和小辊子部，小辊子部中有U型支架，通过改造轮毂结构形式，提升其组装效率和稳定性，通过在小辊子中增加滚针轴承和推力轴承，避免轮上小辊子端面和其支架对应内侧面的磨损，并且减小小辊子和其转轴之间的摩擦力，提高其运动性能和使用寿命。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
在附图中：
图1是本实用新型的总体结构示意图；
图2是小辊子的结构示意图；
图3是图2的剖视图；
其中，上述附图包括以下附图标记：
1轮毂，2小辊子部，101螺母，102螺丝，103螺母固定凹槽，201小辊子支架，2011固定孔，202小辊子转轴，203辊芯，204包胶，205滚针轴承，206推力轴承，207固定螺丝。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的不当限定。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
一种新型全向轮，包括轮毂，轮毂周向安装若干小辊子部，以组成全向轮。
如图1所示，12个小辊子部2，均匀分布安装在轮毂上，使用螺丝102和螺母101将每一个支架201按照麦克纳姆轮的理论指导，小辊子轴线与轮毂端面有45度的夹角，相邻的两个小辊子部相互邻近，保证了整个麦克纳姆轮转动时的平稳性。
这里在轮毂上设置螺母固定凹槽103，将螺母101置于其中，那么102螺丝可以从支架201外侧往内安装，将支架201固定到轮毂1上，让安装变得十分方便，大大提升了轮子的装配效率及其使用的稳定性。
所述小辊子部从内向外依次包括转轴、辊芯和包胶；所述辊芯为金属芯，所述辊芯端部与转轴端部之间设置至少一个轴承；还包括支架，所述转轴的两端固定在支架上，所述小辊子通过支架安装在轮毂上。
如图2、图3所示，小辊子部的组成，小辊子的基体为辊芯203，所述辊芯203为金属芯，强度更好。
辊芯外层为包胶204，包胶204材料为特制耐磨橡胶或PU或其他同效果材料，使其耐磨性和附着力都有一定保证。
优选的是金属芯外表面凹凸不平，与包胶之间具有相互嵌入的效果；包胶包覆效果更好。
转轴202穿过辊芯203，转轴两端使用两颗固定螺丝207将其固定到支架201上，安装较为方便。这里优选的是“U”形支架。
根据麦克纳姆轮的原理，小辊子部可以绕其转轴自转，并且自转阻力必须越小，其受力状态越接近理论模型，在本实用新型中，由于轴承的存在，加上辊芯与转轴之间存在一定间隙，因此小辊子部的转动是相当顺滑的，且轴承（优选的是滚针轴承）的径向承载能力也相当高，足够满足轮子的承载需求。
优选的：所述辊芯两端部、轴向开设凹槽以嵌轴承。这样轴承的安装更牢固。
优选的：所述轴承包括滚针轴承和推力轴承中的一种或是组合。
优选的：所述滚针轴承和推力轴承组合使用时，所述推力轴承在所述滚针轴承的外侧。
在滚针轴承205的外侧，各安装有一推力轴承206，由于小辊子部两端会受到轴向力，按照之前的设计，两端只有滑动轴套，那么轮子在运行过程中，由于小辊子的自转，小辊子两端面势必会与支架201两内侧面产生剧烈摩擦，其使用寿命会因此而大大降低，而由于小辊子两端面与支架201两内侧面之间有推力轴承206的存在，相互之间可以自由相对旋转，而不会发生相互摩擦，而且此推力轴承也足够承受麦克纳姆轮上小辊子产生的沿其自身转轴的推力，从而彻底避免了小辊子和支架的磨损，减小了小辊子自转时的阻力，大大增加了轮子的使用寿命，也进一步提升了其运动性能。
优选的：所述辊芯203为铝芯。质量轻和耐蚀性能，同时具有一定的耐磨性。例如选用6063铝合金作为辊芯。
优选的：所述包胶为特制耐磨橡胶或PU。也可以使用其他具有相同功能的材料制作包胶。
优选的：所述转轴的两端部开设第一通孔，所述第一通孔垂直于所述转轴的轴向；所述转轴的一个端面削为“L”形，以使所述通孔的一个端面为平面。
可以让转轴连接的更稳定，螺栓的螺帽与转轴的平面相互紧密贴合，避免异物导致的窜动。
优选的：所述支架上设置固定孔。固定孔至少设置一个，用于连接到轮毂的周向上，这样也更方便更换小辊子部。
本新型的全向轮，改造了轮毂的结构形式，提升其组装效率和稳定性；并在增加了滚针轴承和推力轴承，避免轮上小辊子端面和其支架对应内侧面的磨损，并且减小小辊子和其转轴之间的摩擦力，提高其运动性能和使用寿命。
本实用新型的另一个目的是提供一种移动底座。
一种移动底座，包括上述任意一项所述的新型全向轮。
使用该新型全向轮的移动底座更加耐用；小辊子更换频率低，工作稳定、高效。
本实用新型的第三个目的是提供一种移动机器人。
一种移动机器人，包括上述任意一项所述的新型全向轮。
使用该新型全向轮的移动机器人使用寿命长，无需经常更换轮毂，提高使用频率和工作效率。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种新型全向轮，包括轮毂，轮毂周向安装若干小辊子部，以组成全向轮；
其特征在于：所述小辊子部从内向外依次包括转轴、辊芯和包胶；所述辊芯为金属芯，所述辊芯端部与转轴端部之间设置至少一个轴承；
还包括支架，所述转轴的两端固定在支架上，所述小辊子通过支架安装在轮毂上。
2.根据权利要求1所述的新型全向轮，其特征在于：所述辊芯两端部、轴向开设凹槽以嵌轴承。
3.根据权利要求1或2所述的新型全向轮，其特征在于：所述轴承包括滚针轴承和推力轴承中的一种或是组合。
4.根据权利要求3所述的新型全向轮，其特征在于：所述滚针轴承和推力轴承组合使用时，所述推力轴承在所述滚针轴承的外侧。
5.根据权利要求1所述的新型全向轮，其特征在于：所述辊芯为铝芯。
6.根据权利要求1所述的新型全向轮，其特征在于：所述包胶为特制耐磨橡胶或PU。
7.根据权利要求1所述的新型全向轮，其特征在于：所述转轴的两端部开设第一通孔，所述第一通孔垂直于所述转轴的轴向；所述转轴的一个端面削为“L”形，以使所述通孔的一个端面为平面。
8.根据权利要求1所述的新型全向轮，其特征在于：所述支架上设置固定孔。
9.一种移动底座，其特征在于：包括上述任意一项权利要求所述的新型全向轮。
10.一种移动机器人，其特征在于：包括权利要求1-8任意一项权利要求所述的新型全向轮或包括权利要求9所述的移动底座。
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| CN202120120377.6U CN214727897U (zh) | 2021-01-18 | 2021-01-18 | 一种新型全向轮及移动底座及移动机器人 |
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Publications (1)
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2021
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