CZ2012766A3 - Univerzální všesměrové kolo - Google Patents

Abstract

Vynález se týká univerzálního všesměrového kola tvořeného nosnou nápravou (3), na které je uložena příruba (2), s níž je pevně spojen dutý čep (4), na jehož straně vstupu hřídele je radiaxiální ložisko (5), které je uloženo ve vnitřní boční přírubě (8) a je zajištěno víkem (9). Na opačné uzavřené straně je umístěné radiální ložisko (6), přičemž na vnější povrchové straně dutého čepu (4) je prostor pro vinutí elektromotoru (7). Na vnější straně univerzálního všesměrového kola (1) je stejná vnější boční příruba (8´), přičemž obě boční příruby (8, 8´) jsou propojeny dutým pouzdrem (10), na jehož vnitřním povrchu jsou uloženy permanentní magnety (11). Na obvodu protilehlých přírub (8, 8´) jsou uloženy vzhledem k ose univerzálního všesměrového kola (1) mimoběžně, pod úhlem 45.degree., úplné válečky (12), kde vnější boční příruba (8´) na vnější straně univerzálního všesměrového kola (1) je na radiálním ložisku (6) uložena prostřednictvím slepého víka (13), mezi jehož vnitřní osovou částí a dutým čepem (4) je uložen v ose resolver (14). Úplný váleček (12) je složen z podskupiny osy, která se skládá z osy (15), na jejíž jedné straně je kuželové osazení (16), zapadající do kuželové plochy (17) příruby (2), a na opačné straně osy (15) je na ní našroubována kuželová matice (18), jejíž součástí je kolík (19), zapadající do tvarového vybrání (20) příruby (2). Kuželová matice (18) zapadá do kuželové plochy (17) příruby (2). Úplný váleček (12) je dále složen z podskupiny válečku (21), která se skládá z tvarového poplastování (22) náboje (23) válečku, ve kterém jsou uložena radiaxiální ložiska (24), jejichž rozteč je stabilizována dista

Description

UNIVERZÁLNÍ VŠESMĚROVÉ KOLO

PV2012Oblast techniky

Vynález se týká univerzálního všesměrového kola určeného pro využití zejména při hromadném nasazení, a to zejména jako součást robotických a manipulátorových zařízení.

Dosavadní stav techniky

V současné době je ve vývoji řada všesměrových kol, která se od sebe liší různými konstrukčními detaily, především uložením komponent pohonné jednotky. Předmětem neustálého zkoumání a vývoje je rovněž vnější tvar válečku, a to z důvodu jeho závislosti na více ovlivňujících faktorech (zatížení, znečištění, apod.). Nevýhodami současných řešení jsou malá nosnost vozidel, značné opotřebení, nestabilita jízdy, apod.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody ve značné míře odstraňuje univerzální všesměrové kolo, jehož podstata je v tom, že:

na nosné nápravě je uložena příruba, s níž je pevně spojen dutý čep, na jehož straně vstupu hřídele je radiaxiální ložisko, které je uloženo ve vnitřní boční přírubě a zajištěno víkem a dále na opačné uzavřené straně radiální ložisko, přičemž na vnější povrchové straně dutého čepu je prostor pro vinutí elektromotoru, přičemž na vnější straně univerzálního všesměrového kola je stejná vnější boční příruba, přičemž obě boční příruby jsou propojeny dutým pouzdrem, na jehož vnitřním povrchu jsou uloženy permanentní magnety, kdy na obvodu protilehlých přírub jsou uloženy vzhledem k ose univerzálního všesměrového kola mimoběžně, pod úhlem 45°, úplné válečky, kde příruba na vnější straně univerzálního

1/10 ····· · ·· · • · · · * · * • · ·· ··* ··· ···« všesměrového kola je na radiálním ložisku uložena prostřednictvím slepého víka, mezi jehož vnitřní osovou částí a dutým čepem je uložen v ose resolver, kde úplný váleček je složen z podskupiny osy, která se skládá z osy, na jejíž jedné straně je kuželové osazení, zapadající do kuželové plochy příruby, a na opačné straně osy je na ní našroubována kuželová matice, jejíž součástí je kolík, zapadající do tvarového vybrání příruby, přičemž kuželová matice zapadá do kuželové plochy příruby, a dále je úplný váleček složen z podskupiny válečku, která se skládá z tvarového poplastování náboje válečku, ve kterém jsou uložena radiaxiální ložiska, jejichž rozteč je stabilizována distanční klecí.

Výhodou navrženého řešení je jednoduchost a aplikovatelnost v rozsáhlém oboru automatizovaných a robotických zařízení obzvláště při hromadném nasazení, zejména je výhodná manévrovatelnost na malém prostoru.

Významnou výhodou je značné zmenšení hmotnosti všesměrového kola, jednoduchost výroby a montáže.

Přehled obrázků na výkresech:

Na přiložených listech jsou znázorněny obrázky a legenda.

Na obrázku k anotaci je znázorněn řez zjednodušeným všesměrovým kolem a celkový axonometrický pohled na univerzální všesměrové kolo.

OBR. 1 Řez zjednodušeným všesměrovým kolem a celkový axonometrický pohled na univerzální všesměrové kolo.

OBR. 2 Osový řez úplným válečkem a celkový axonometrický pohled na úplný váleček

2/10

Příklad provedení vynálezu

Navržené řešení všesměrového kola, sestávající principiálně z montážní podskupiny elektropohonu a montážní podskupiny válečku, se skládá z montážní podskupiny elektropohonu, složené z duté osy propojené s nosnou nápravou, přičemž součástí duté osy je i vinutí elektropohonu. Na duté ose jsou, prostřednictvím ložisek uloženy boční příruby stejného tvaru, jejichž vzájemnou polohu určuje distanční duté pouzdro, kterým jsou vzájemně pevně boční příruby propojeny.

Na obvodu bočních přírub jsou prostřednictvím kuželových ploch v přírubách uloženy úplné válečky, přičemž jako protikusy jsou kuželová osazení osy na jedné straně a kuželová matice našroubovaná na ose na druhé straně úplného válečku. Na ose jsou uložena a distanční klecí zapolohována radiaxiální ložiska nesoucí váleček, skládající se z dutého pouzdra, jehož tvarový povrch tvoří poplastování válečku.

Univerzální úplné všesměrové kolo se vyrábí ve dvou typech, a to jako pravé a levé, kdy se od sebe liší úhlem postavení válečků (buď pod úhlem +45° nebo -45°) vzhledem kose všesměrového kola, čímž jsou dány i odlišné tvary přírub zjednodušených všesměrových kol na jedné nápravě, které jsou zrcadlově souměrné.

V konkrétním příkladném řešení je nosným prvkem univrzálního všesměrového kola 1 příruba 2 nosné nápravy 3, se kterou je pevně propojen dutý čep 4, na jehož jedné straně je radiaxiální ložisko 5 a na protější straně je radiální ložisko 6, přičemž s dutým čepem 4 je svázáno vinutí elektromotoru 7. Radiaxiální ložisko 5 je uloženo ve vnitřní boční přírubě 8 a zajištěno víkem 9. Na protilehlé straně univerzálního všesměrového kola 1 je stejná vnější boční příruba 8\ Obě příruby 8^ 8' jsou propojeny dutým pouzdrem 10, na jehož vnitřním povrchu jsou uloženy permanentní magnety 11.. Na obvodu protilehlých přírub 8, 8' jsou uloženy vzhledem k ose univerzálního všesměrového kola 1 mimoběžně, pod úhlem 45° úplné válečky 12.

3/10 ···· · · · · ·· ·· · · · · · ♦ ·····

Vnější boční příruba 8' na vnější straně univerzálního všesměrového kola 1 je na radiálním ložisku 6 uložena prostřednictvím slepého víka 13, mezi jehož vnitřní osovou částí a dutým čepem 4 je uložen resolver 14.

Úplný váleček 12 je složen z podskupiny osy, která se skládá z osy 15, na jejíž jedné straně je kuželové osazení 16, zapadající do kuželové plochy 17 boční příruby 2. Na opačné straně osy 15 je na ní našroubována kuželová matice 18, jejíž součástí je kolík 19, zapadající do tvarového vybrání 20 boční příruby 2. Kuželová matice 18 zapadá do kuželové plochy 17 boční příruby 2. Dále je úplný váleček 12 složen z podskupiny válečku 21, která se skládá z tvarového poplastování 22 náboje 23 válečku, ve kterém jsou uložena radiaxiální ložiska 24, jejichž rozteč je stabilizována distanční klecí 25.

4/10 • · · · · · · • · · · · · ·· >· · · · · · ·

Funkce

Univerzální všesměrové kolo 1 je jako celek součástí nosné nápravy 3, se kterou je pevně propojeno prostřednictvím příruby 2 této nápravy a příruby dutého čepu 4, v jehož střední části je pevně centricky zakotveno vinutí elektromotoru 7, a na jeho vnitřní straně je radiaxiální ložisko 5, na které je nasazena vnitřní boční příruba 8, se zajišťovacím víkem 9. Na opačné straně je opět stejná boční vnější příruba 8/, která je s protilehlou přírubou 8 propojena dutým pouzdrem 10, na jehož vnitřní straně je sada permanentních magnetů 11. Na otvor vnější boční příruby 8' je zafixováno slepé víko 13, do nějž je vloženo radiální ložisko 6, zároveň uložené do vnějšího osazení dutého čepu 4. Osově, v prostoru mezi vnější částí dutého čepu 4 a vnitřní částí slepého víka 13 jsou zapolohovány obě části resolveru 14, který vyhodnocuje vzájemnou polohu statorové a rotorové části elektromotoru, a tím zabezpečuje správnou polohu jeho točivého pole.

Do obvodových částí bočních přírub 8,8' jsou vetknuty úplné válečky 12. Každý úplný váleček 12 všesměrového kola je umístěn na obvodu univerzálního všesměrového kola 1, a jeho osa probíhá pod úhlem +45° nebo -45° a mimoběžně vzhledem k ose všesměrového kola reprezentované dutým čepem 4, přičemž v rámci jedné nápravy je vždy zakomponováno jedno pravé a jedno levé všesměrové kolo 1. Vzhledem k tomu, že mimo radiálních sil, dochází k namáhání úplného válečku 12 zejména axiálními silami, které jsou podstatou pohybu univerzálního všesměrového kola 1 při současném otáčení úplného válečku 12, je nutno, aby jeho osa 15, byla pevně vetknuta do obou bočních přírub 8,8' univerzálního všesměrového kola 1. Ktomu na jedné straně osy 15 slouží její kuželové osazení 16 zapadající do kuželové plochy 17 boční příruby 8 univerzálního všesměrového kola 1. Na druhé straně osy 15, prostřednictvím závitového spoje je uložena kuželová matice 18 zapadající do kuželové plochy 17 boční příruby 4 univerzálního všesměrového kola 1, čímž dojde k přesnému vycentrování úplného válečku 12. Do kuželové matice 18 je zalisován kolík 19 zapadající do tvarového vybrání 20 boční příruby 8 univerzálního všesměrového kola 1. Tvarové vybrání 20 v protilehlé boční přírubě 8' univerzálního všesměrového kola 1 je ponecháno z důvodu tvarového sjednocení uvedených dílů.

5/1 n

Váleček 21 není dělený za účelem maximálního zjednodušení pro hromadnou výrobu a skládá se z tvarového poplastování 22 náboje válečku 23, v němž jsou uložena radiaxiální ložiska 24 s vnějším krytím proti nečistotám, zároveň uloženými na ose 15 válečku a zapolohovanými distanční klecí 25. Náboj válečku je poplastován s takovou obrysovou křivkou, aby obrys všesměrového kola byl tvořen kružnicí.

R/1O ·

• · · · • · · · · • · · · • · · ·

Průmyslová využitelnost

Vzhledem k technickému řešení obsahujícímu elektronické a elektrické řízení a ovládání je vynález vhodný pro použití v robotických a automatizovaných aplikacích, jeho využití je však univerzální.

7/1 n

Seznam použitých pozic:

1. univerzální všesměrové kolo

2. příruba

3. nosná náprava

4. dutý čep

5. radiaxiální ložisko

6. radiální ložisko

7. vinutí elektromotoru

8. 8'. boční příruba vnitřní, vnější

9. víko

10. duté pouzdro

11. permanentní magnety

12. úplný váleček

13. slepé víko

14. resolver

15. osa

16. kuželové osazení

17. kuželová plocha

18. kuželová matice

19. kolík tvarové vybrání

21. váleček

22. poplastování

23. náboj válečku

24. radiaxiální ložisko válečku

25. distanční klec

Claims (1)

1. Univerzální všesměrové kolo, vyznačující se tím, že na nosné nápravě (3) je uložena příruba (2), s níž je pevně spojen dutý čep (4), na jehož straně vstupu hřídele je radiaxiální ložisko (5), které je uloženo ve vnitřní boční přírubě (8) a zajištěno víkem (9), a dále na opačné uzavřené straně radiální ložisko (6), přičemž na vnější povrchové straně dutého čepu (4) je prostor pro vinutí elektromotoru (7), přičemž na vnější straně univerzálního všesměrového kola (1) je stejná vnější boční příruba (8'), přičemž obě boční příruby (8, 8') jsou propojeny dutým pouzdrem (10), na jehož vnitřním povrchu jsou uloženy permanentní magnety (11), přičemž na obvodu protilehlých přírub (8, 8') jsou uloženy vzhledem k ose univerzálního všesměrového kola (1) mimoběžně, pod úhlem 45°, úplné válečky (12), kde vnější boční příruba (8') na vnější straně univerzálního všesměrového kola (1) je na radiálním ložisku (6) uložena prostřednictvím slepého víka (13), mezi jehož vnitřní osovou částí a dutým čepem (4) je uložen vose resolver (14), přičemž úplný váleček (12) je složen z podskupiny osy, která se skládá z osy (15), na jejíž jedné straně je kuželové osazení (16), zapadající do kuželové plochy (17) příruby (2), a na opačné straně osy (15) je na ní našroubována kuželová matice (18), jejíž součástí je kolík (19), zapadající do tvarového vybrání (20) příruby (2), přičemž kuželová matice (18) zapadá do kuželové plochy (17) příruby (2), a dále je úplný váleček (12) složen z podskupiny válečku (21), která se skládá z tvarového poplastování (22) náboje (23) válečku, ve kterém jsou uložena radiaxiální ložiska (24), jejichž rozteč je stabilizována distanční klecí (25).