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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für einen Wagen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Mecanum-Räder sind als Laufräder bekannt. Ein Mecanum-Rad umfasst einen Radkörper und mehrere Rollen, die am Außenumfang des Radkörpers drehbar montiert sind. Jede der Rollen wird an dem Radkörper so gehalten, dass sie um eine Drehachse schräg zur Drehachse des Radkörpers drehbar ist. Ein Mecanum-Rad mit einer solchen charakteristischen Struktur kann als Laufrad eines Wagens verwendet werden, um einen Wagen herzustellen, der sich in andere Richtungen als in die Vorwärts- und Rückwärtsrichtung eines Wagenkörpers bewegen kann.
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Auf Grund des komplexen Aufbaus und der komplexen Bewegung unterliegt ein Mecanum-Rad jedoch auf komplexe Weise Lasten. Daher wurde es angesichts der Tragfähigkeit als schwierig bei der Gestaltung angesehen, mehrere Mecanum-Räder kombiniert als ein Laufrad zu verwenden. Infolgedessen ist die Verwendung von Wagen mit einem Laufrad mit mehreren Mecanum-Rädern in Kombination nicht weit verbreitet.
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KURZFASSUNG
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Die vorliegende Erfindung geht das vorstehende Problem an, und eine Aufgabe von dieser besteht darin, eine Antriebsvorrichtung für einen Wagen mit mehreren Mecanum-Rädern zur Verfügung zu stellen.
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Eine Antriebsvorrichtung für einen Wagen gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Motor; ein Untersetzungsgetriebe, das eine Dreheingabe vom Motor verlangsamt und eine verlangsamte Drehung ausgibt; und ein erstes Mecanum-Rad und ein zweites Mecanum-Rad, die in einer axialen Richtung parallel zu einer Drehachse der verlangsamten Drehausgabe von dem Untersetzungsgetriebe angeordnet sind, wobei das erste Mecanum-Rad und das zweite Mecanum-Rad durch die verlangsamte Drehausgabe vom Untersetzungsgetriebe gedreht werden, wobei in axialer Richtung ein Zentrum des Untersetzungsgetriebes zwischen einem äußeren Ende des ersten Mecanum-Rads gegenüber dem zweiten Mecanum-Rad und einem äußeren Ende des zweiten Mecanum-Rads gegenüber dem ersten Mecanum-Rad positioniert ist.
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Es ist auch möglich, dass zumindest ein Teil des Untersetzungsgetriebes innerhalb mindestens eines von dem ersten Mecanum-Rad und dem zweiten Mecanum-Rad in radialen Richtungen senkrecht zur axialen Richtung angeordnet ist.
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Es ist auch möglich, dass das gesamte Untersetzungsgetriebe zwischen dem äußeren Ende des ersten Mecanum-Rads und dem äußeren Ende des zweiten Mecanum-Rads in axialer Richtung positioniert ist.
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Es ist auch möglich, dass das Untersetzungsgetriebe eine Untersetzungseinheit, die Energie vom Motor empfängt, einen Träger, der die Untersetzungseinheit hält, ein Gehäuse, das relativ zum Träger drehbar ist, und ein Lager umfasst, das zwischen dem Träger und dem Gehäuse angeordnet ist, wobei jedes von dem ersten und dem zweiten Mecanum-Rad einen Radkörper und mehrere Rollen umfasst, wobei der Radkörper an dem Gehäuse oder dem Träger befestigt ist, wobei die mehreren Rollen an dem Radkörper gehalten sind, so dass sie um eine Drehachse schräg zu einer Drehachse des Radkörpers drehbar sind und Zentren der mehreren Rollen mit dem Lager des Untersetzungsgetriebes in axialer Richtung fluchten.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Antriebsvorrichtung für einen Wagen mit mehreren Mecanum-Rädern mit ausreichender Festigkeit vorgesehen werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Stirnansicht einer Antriebsvorrichtung für einen Wagen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine Schnittansicht der in 1 gezeigten Antriebsvorrichtung entlang der Drehachse von dieser.
- 3, die 2 entspricht, veranschaulicht eine erste Variante der Antriebsvorrichtung.
- 4, die 2 entspricht, veranschaulicht eine zweite Variante der Antriebsvorrichtung.
- 5, die 2 entspricht, veranschaulicht eine dritte Variante der Antriebsvorrichtung.
- 6, die 2 entspricht, veranschaulicht eine vierte Variante der Antriebsvorrichtung.
- 7, die 2 entspricht, veranschaulicht eine fünfte Variante der Antriebsvorrichtung.
- 8, die 2 entspricht, veranschaulicht eine sechste Variante der Antriebsvorrichtung.
- 9, die 2 entspricht, veranschaulicht eine siebte Variante der Antriebsvorrichtung.
- 10, die 2 entspricht, veranschaulicht eine achte Variante der Antriebsvorrichtung.
- 11, die 2 entspricht, veranschaulicht eine neunte Variante der Antriebsvorrichtung.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nun wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die beigefügten Zeichnungen sind vereinfacht und die Elemente in den Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgetreu gezeichnet, und das Größenverhältnis zwischen den Elementen und die Formen der Elemente können sich von den tatsächlichen unterscheiden. Anhand solcher vereinfachter Zeichnungen sollten die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen und andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung jedoch von den Fachleuten ausreichend verstanden werden.
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1 ist eine Stirnansicht einer Antriebsvorrichtung für einen Wagen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Schnittansicht von in 1 gezeigten Mecanum-Rädern entlang der Drehachse von dieser.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, umfasst die Antriebsvorrichtung 10 einen Motor 20, ein Untersetzungsgetriebe 30, ein erstes Mecanum-Rad 40a und ein zweites Mecanum-Rad 40b. Das Untersetzungsgetriebe 30 verlangsamt die Energieeingabe (d. h. Dreheingabe) vom Motor 20 und gibt die verlangsamte Energie aus. Das erste Mecanum-Rad 40a und das zweite Mecanum-Rad 40b werden durch die Ausgabe aus dem Untersetzungsgetriebe 30 gedreht.
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Das Untersetzungsgetriebe 30 wird nun genauer anhand von 2 beschrieben. Das Untersetzungsgetriebe 30 umfasst eine Untersetzungseinheit 31, einen Träger 32 und ein Gehäuse 33. Die Untersetzungseinheit 31 empfängt die Energie (Drehung) vom Motor 20. Der Träger 32 hält die Untersetzungseinheit 31. Das Gehäuse 33 ist in der Lage, sich relativ zum Träger 32 zu bewegen. Das Untersetzungsgetriebe 30 umfasst ein Unterteil 34, das den Motor 20 hält.
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Das Gehäuse 33 und das Unterteil 34 haben eine im Wesentlichen zylindrische Form und erstrecken sich in Richtung der Drehachse Ax des Motors 20. Ein Körper 21 des Motors 20 ist über ein (nicht gezeigtes) Befestigungselement an einem Ende des Unterteils 34 montiert. Der Motor 20 und das Unterteil 34 sind auf einem (nicht gezeigten) Wagenkörper befestigt.
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Innerhalb des Gehäuses 33 und des Unterteils 34 in radialen Richtungen von der Drehachse Ax ist eine Antriebswelle 35 vorgesehen, die sich in Richtung der Drehachse Ax erstreckt. Ferner sind innerhalb des Gehäuses 33 in radialen Richtungen von der Drehachse Ax die Untersetzungseinheit 31 und der Träger 32 vorgesehen. Ein Ende des Trägers 32 ist über ein Befestigungselement 51, wie einen Bolzen, am anderen Ende des Unterteils 34 befestigt. Der Träger 32 hält die Untersetzungseinheit 31 betriebsfähig.
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Die Antriebswelle 35 dient als Antriebsgetriebe, das Energie vom Motor 20 zur Untersetzungseinheit 31 eingibt. Insbesondere ist ein Ende der Antriebswelle 35 mit einer Abtriebswelle 25 des Motors 20 verbunden. Dies ermöglicht es, dass sich die Antriebswelle 35 um die Drehachse Ax einstückig mit der Abtriebswelle 25 des Motors 20 drehen kann. Somit wird die Energieausgabe (Drehausgabe) vom Motor 20 auf die Antriebswelle 35 übertragen. Die Antriebswelle 35 gibt am anderen Ende von dieser die Energie vom Motor 20 in die Untersetzungseinheit 31 ein.
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Der Körper 21 und die Abtriebswelle 25 des Motors 20 sind lösbar an dem Unterteil 34 bzw. der Antriebswelle 35 montiert. Daher kann der Motor 20 nötigenfalls ersetzt werden.
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Die Untersetzungseinheit 31 verlangsamt die Energie (Drehung), die über die Antriebswelle 35 vom Motor 20 eingegeben wird, und überträgt die Energie mit einem erhöhten Drehmoment auf den Träger 32 oder das Gehäuse 33. In dem in 2 gezeigten Beispiel ist der Träger 32 auf dem Unterteil 34 befestigt, und daher überträgt die Untersetzungseinheit 31 die Energie auf das Gehäuse 33.
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In dem in 2 gezeigten Beispiel ist das Untersetzungsgetriebe 30 als oszillierendes Exzenter-Untersetzungsgetriebe konfiguriert, und die Untersetzungseinheit 31 bildet eine oszillierende Exzentersteuerung. Die Untersetzungseinheit 31 wird von dem Träger 32 gehalten, so dass sie in der Lage ist, exzentrisch zu oszillieren. Ein oszillierendes Exzenter-Untersetzungsgetriebe hat typischerweise ein kleines Spiel, wodurch es möglich wird, Fehlfunktionen der gesamten Antriebsvorrichtung 10 zu verringern. Das Untersetzungsgetriebe 30 ist nicht auf ein oszillierendes Exzenter-Untersetzungsgetriebe beschränkt, sondern kann auch eine andere Art von Untersetzungsgetriebe sein. Zum Beispiel kann das Untersetzungsgetriebe 30 ein Planeten-Untersetzungsgetriebe sein oder durch eine Untersetzungsstruktur gebildet sein, bei der ein Planeten-Untersetzungsgetriebe und ein oszillierendes Exzenter-Untersetzungsgetriebe miteinander kombiniert werden. Alternativ kann das Untersetzungsgetriebe 30 von anderen gewünschten Arten von Untersetzungsstrukturen gebildet sein. Wenn das Untersetzungsgetriebe 30 ein Planeten-Untersetzungsgetriebe ist, bildet die Untersetzungseinheit 31 ein Planetengetriebe und wird drehbar von dem Träger 32 gehalten.
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Das Gehäuse 33 ist mit dem Träger 32 über ein Paar von Lagern 60a, 60b verbunden, die zwischen dem Gehäuse 33 und dem Träger 32 so angeordnet sind, dass sie relativ zum Träger 32 drehbar sind. In dem in 2 gezeigten Beispiel wird die Untersetzungseinheit 31 von dem ortsfest fixierten Träger 32 gehalten, und daher dreht sich das Gehäuse 33 um die Drehachse Ax mit einer verringerten Drehgeschwindigkeit gemäß dem Betrieb der Untersetzungseinheit 31. Das Gehäuse 33 wird auch durch die Lager 60a, 60b daran gehindert, sich in Richtung der Drehachse Ax relativ zum Träger 32 zu bewegen.
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Die Lager 60a, 60b halten auch den Lasten stand, die auf den Träger 32 und das Gehäuse 33 übertragen werden. Bei den Lagern 60a, 60b handelt es sich zum Beispiel um Schrägkugellager, sie sind jedoch nicht auf Schrägkugellager beschränkt und können andere Arten von Lagern sein, wie zylindrische Rollenlager.
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Wenn der Wagen ein Mecanum-Rad einschließt, können von dem Mecanum-Rad eine Axialbelastung und eine Radialbelastung auf den Träger 32 und das Gehäuse 33 übertragen werden. Die hier erwähnte Axialrichtung bezieht sich auf die Richtung, in der sich die Drehachse Ax erstreckt. Die hier erwähnte Radialrichtung bezieht sich auf die Radialrichtungen von der Drehachse Ax.
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Wenn die Lager 60a, 60b Schrägkugellager sind, können die Lager 60a, 60b sowohl die Axialbelastung als auch die Radialbelastung zwischen dem Träger 32 und dem Gehäuse 33 aufnehmen. Wenn die Lager 60a, 60b zylindrische Rollenlager, oder genauer zylindrische Rollenlager mit Rollenelementen sind, die um eine Achse parallel zur (später beschriebenen) Drehachse Bx der Mecanum-Räder 40a, 40b drehbar sind, können die Lager 60a, 60b zumindest die Radialbelastung zwischen dem Träger 32 und dem Gehäuse 33 aufnehmen. Da die so konfigurierten Lager 60a, 60b zwischen dem Träger 32 und dem Gehäuse angeordnet sind, wird ganz oder teilweise verhindert, dass die Axialbelastung und die Radialbelastung auf Komponenten des Untersetzungsgetriebes 30, wie die Untersetzungseinheit 31, übertragen werden. Infolgedessen kann die Lebensdauer des Untersetzungsgetriebes 30 verlängert werden.
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In dem in 2 gezeigten Beispiel ist zumindest ein Teil des Untersetzungsgetriebes 30 innerhalb der Mecanum-Räder 40a, 40b angeordnet, und daher ist der Abstand zwischen den Mecanum-Rädern 40a, 40b und dem Untersetzungsgetriebe 30 entlang der axialen Richtung Dx klein. Infolgedessen unterliegen die Komponenten des Untersetzungsgetriebes 30 einer kleinen Axialbelastung und einer großen Radialbelastung. Bei dieser Anordnung können die Lager 60a, 60b entweder durch Schrägkugellager oder durch zylindrische Rollenlager gebildet sein, um auf geeignete Weise zu funktionieren. Im Gegensatz dazu ist in den in den 8 bis 11 gezeigten Beispielen das Untersetzungsgetriebe 30 außerhalb der Mecanum-Räder 40a, 40b angeordnet, und daher ist der Abstand zwischen den Mecanum-Rädern 40a, 40b und dem Untersetzungsgetriebe 30 entlang der axialen Richtung Dx groß. Bei dieser Anordnung unterliegen die Komponenten des Untersetzungsgetriebes 30 einer großen Axialbelastung, und daher sind Schrägkugellager geeignet.
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In dem in 2 gezeigten Beispiel ist der Innenraum S, der von dem Unterteil 34, dem Gehäuse 33 und dem Träger 32 umgeben ist, von einem Dichtungsabschnitt 70 abgedichtet. Der Dichtungsabschnitt 70 in der Ausführungsform umfasst ein erstes Dichtungselement 71, das zwischen dem Unterteil 34 und der Antriebswelle 35 abdichtet, ein zweites Dichtungselement 72, das zwischen dem Gehäuse 33 und dem Träger 32 abdichtet, und ein drittes Dichtungselement 73, das das andere Ende des Gehäuses 33 abdichtet. Die Untersetzungseinheit 31 und die Lager 60a, 60b sind in dem Innenraum S angeordnet, der von dem Dichtungsabschnitt 70 abgedichtet und verschlossen ist.
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Als nächstes werden das erste Mecanum-Rad und das zweite Mecanum-Rad beschrieben.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, sind das erste Mecanum-Rad 40a und das zweite Mecanum-Rad 40b in der axialen Richtung Dx angeordnet, die parallel zur Drehachse Ax der Drehausgabe von dem Untersetzungsgetriebe 30 liegt. In dem in 1 und 2 gezeigten Beispiel sind das erste Mecanum-Rad 40a und das zweite Mecanum-Rad 40b so angeordnet, dass sie eine gemeinsame Drehachse Bx haben.
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Wie in 1 gezeigt ist, umfassen das erste Mecanum-Rad 40a und das zweite Mecanum-Rad 40b Radkörper 41a, 41b und mehrere tonnenförmige Rollen 42a, 42b, die drehbar am Umfang der Radkörper 41a, 41b gelagert sind. Die Rollen 42a, 42b sind auf den Radkörpern 41a, 41b so gehalten, dass sie um eine Drehachse By, die schräg zur Drehachse Bx der Radkörper 41a, 41b liegt, drehbar sind. Die Drehachse By der Rollen 42a, 42b erstreckt sich in einem Winkel von etwa 45° in Bezug auf die Drehachse Bx. In dem in 2 gezeigten Beispiel sind der Radkörper 41a des ersten Mecanum-Rads 40a und der Radkörper 41b des zweiten Mecanum-Rads 40b integriert. Diese Mecanum-Räder 40a, 40b sind auf dem Untersetzungsgetriebe 30 derart befestigt, dass die Drehachse Bx der Drehachse Ax entspricht.
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Als nächstes wird mit Bezug auf 2 eine ausführliche Beschreibung darüber angegeben, wie das erste Mecanum-Rad 40a und das zweite Mecanum-Rad 40b bezüglich ihrer Position mit dem Untersetzungsgetriebe 30 und dem Motor 20 in Beziehung stehen.
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In axialer Richtung Dx, in der die Mecanum-Räder 40a, 40b angeordnet sind, ist das Zentrum des Untersetzungsgetriebes 30 zwischen einem äußeren Ende 45a des ersten Mecanum-Rads 40a gegenüber dem zweiten Mecanum-Rad 40b und einem äußeren Ende 45b des zweiten Mecanum-Rads 40b gegenüber dem ersten Mecanum-Rad 40a angeordnet. Diese Anordnung des Untersetzungsgetriebes 30 verkleinert den Abstand vom Zentrum O des Untersetzungsgetriebes 30 zum ersten Mecanum-Rad 40a und zum zweiten Mecanum-Rad 40b entlang der axialen Richtung Dx. Da dieser Abstand klein ist, wird die von dem ersten Mecanum-Rad 40a und dem zweiten Mecanum-Rad 40b auf das Untersetzungsgetriebe 30 übertragene Kraft gleichmäßiger auf eine Seite und die andere Seite des Untersetzungsgetriebes 30 in axialer Richtung Dx, insbesondere auf eines und das andere der Lager 60a, 60b, aufgebracht. Infolgedessen kann die Lebensdauer des Untersetzungsgetriebes 30 verlängert werden. Außerdem kann verhindert werden, dass die Drehachse Bx schräg zu den Bodenkontaktflächen der Mecanum-Räder 40a, 40b liegt und sich nur eines der Mecanum-Räder 40a, 40b abnutzt. Ferner ist, da die Kraft von den Mecanum-Rädern 40a, 40b gleichmäßig auf das Untersetzungsgetriebe 30 aufgebracht wird, das Kraftmoment, das auf das Untersetzungsgetriebe 30 aufgebracht wird, klein. Infolgedessen ist es möglich, die Abmessungen des Befestigungselements 52 zum Befestigen der Mecanum-Räder 40a, 40b an dem Untersetzungsgetriebe 30 zu verringern.
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In dem in 2 gezeigten Beispiel ist ferner zumindest ein Teil des Untersetzungsgetriebes 30 innerhalb mindestens eines von dem ersten Mecanum-Rad 40a und dem zweiten Mecanum-Rad 40b in radialen Richtungen senkrecht zur axialen Richtung Dx angeordnet. 2 zeigt, dass das Untersetzungsgetriebe 30 teilweise innerhalb des ersten Mecanum-Rads 40a angeordnet ist. Mit anderen Worten ist zumindest ein Teil des Untersetzungsgetriebes 30 in einem Bereich angeordnet, der mindestens eines von dem ersten Mecanum-Rad 40a und dem zweiten Mecanum-Rad 40b in axialer Richtung Dx überlappt.
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In dem in 2 gezeigten Beispiel ist das Gehäuse 33 des Untersetzungsgetriebes 30 durch Presspassung in die Mecanum-Räder 40a, 40b eingepasst. Die Radkörper 41a, 41b der Mecanum-Räder 40a, 40b sind über ein Befestigungselement 52, wie einen Bolzen, auf dem Gehäuse 33 befestigt, und die Radkörper 41a, 41b sind auch am Innenumfang von diesen durch das Gehäuse 33 gehalten. Natürlich kann das Gehäuse 33 des Untersetzungsgetriebes 30 durch ein anderes Verfahren als durch eine Presspassung, wie zum Beispiel durch eine lose Passung, innerhalb mindestens eines von dem ersten Mecanum-Rad 40a und dem zweiten Mecanum-Rad 40b angeordnet sein. In dem Fall, in dem die Untersetzungseinheit 31 den Träger 32 dreht, können die Radkörper 41a, 41b auf dem Träger 32 befestigt sein.
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Somit ist es, da zumindest ein Teil des Untersetzungsgetriebes 30 innerhalb mindestens eines von dem ersten Mecanum-Rad 40a und dem zweiten Mecanum-Rad 40b angeordnet ist, möglich, die Abmessung der Antriebsvorrichtung 10 in Richtung der Drehachse Bx zu verringern. Da der Abstand vom Zentrum O des Untersetzungsgetriebes 30 zum ersten Mecanum-Rad 40a und zum zweiten Mecanum-Rad 40b klein ist, wird die von den Mecanum-Rädern 40a, 40b auf das Untersetzungsgetriebe 30 übertragene Kraft gleichmäßiger auf eine Seite und die andere Seite des Untersetzungsgetriebes 30, insbesondere auf das eine und das andere der Lager 60a, 60b, aufgebracht. Infolgedessen kann die Lebensdauer des Untersetzungsgetriebes 30 verlängert werden. Außerdem kann verhindert werden, dass die Drehachse Bx schräg zu den Bodenkontaktflächen der Mecanum-Räder 40a, 40b liegt und sich nur eines der Mecanum-Räder 40a, 40b abnutzt. Ferner ist, da die Kraft von den Mecanum-Rädern 40a, 40b gleichmäßig auf das Untersetzungsgetriebe 30 aufgebracht wird, das Kraftmoment, das auf das Untersetzungsgetriebe 30 aufgebracht wird, klein. Infolgedessen ist es möglich, die Abmessungen des Befestigungselements 52 zum Befestigen der Mecanum-Räder 40a, 40b an dem Untersetzungsgetriebe 30 zu verringern.
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Ferner ist in dem in 2 gezeigten Beispiel das gesamte Untersetzungsgetriebe 30 zwischen dem äußeren Ende 45a des ersten Mecanum-Rads 40a und dem äußeren Ende 45b des zweiten Mecanum-Rads 40b in axialer Richtung Dx angeordnet. Diese Anordnung verkleinert die Abmessung der Antriebsvorrichtung 10 in axialer Richtung weiter. Außerdem wird die Kraft von den Mecanum-Rädern 40a, 40b in axialer Richtung Dx gleichmäßiger auf das Untersetzungsgetriebe 30 aufgebracht. Infolgedessen kann die Lebensdauer des Untersetzungsgetriebes 30 weiter verlängert werden. Außerdem kann effektiver verhindert werden, dass sich nur eines der Mecanum-Räder 40a, 40b abnutzt. Es ist auch möglich, die Abmessungen des Befestigungselements 52 weiter zu verkleinern.
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Ferner ist in dem in 2 gezeigten Beispiel der Motor 20 innerhalb des ersten Mecanum-Rads 40a und des zweiten Mecanum-Rads 40b untergebracht. Diese Anordnung verkleinert die Abmessung der Antriebsvorrichtung 10 in axialer Richtung weiter.
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Die so konfigurierte Antriebsvorrichtung 10 wird auf einen (nicht gezeigten) Wagenkörper montiert, um einen Wagen zu bauen. Es ist anzumerken, dass die Antriebsvorrichtung 10 auf alle Arten von Wagen anwendbar ist, in denen Energie über das Untersetzungsgetriebe 30 vom Motor 20 auf die Räder 40a, 40b übertragen wird. Zum Beispiel kann die Antriebsvorrichtung 10 der Erfindung nicht nur auf Wagen angewandt werden, die während der Fahrt eine Unterstützung durch einen Bediener erfordern, sondern auch auf Wagen, die während der Fahrt keine Unterstützung durch einen Bediener erfordern (d. h. ein unbemanntes Förderfahrzeug), wie AGVs (Automatic Guided Vehicles, gleis- und fahrerlose Flurförderfahrzeuge) oder RGVs (Rail Guided Vehicles, schienengeführte Fahrzeuge).
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Wie vorstehend beschrieben, umfasst die Antriebsvorrichtung 10 für einen Wagen gemäß der ersten Ausführungsform einen Motor 20, ein Untersetzungsgetriebe 30 und ein erstes Mecanum-Rad 40a und ein zweites Mecanum-Rad 40b. Das Untersetzungsgetriebe 30 verlangsamt die Dreheingabe vom Motor 20 und gibt die verlangsamte Drehung aus. Das erste und das zweite Mecanum-Rad 40a, 40b sind in axialer Richtung Dx parallel zur Drehachse Ax der Drehausgabe vom Untersetzungsgetriebe 30 angeordnet und werden von der Ausgabe vom Untersetzungsgetriebe 30 gedreht. Außerdem ist in axialer Richtung Dx das Zentrum O des Untersetzungsgetriebes 30 zwischen einem äußeren Ende 45a des ersten Mecanum-Rads 40a gegenüber dem zweiten Mecanum-Rad 40b und einem äußeren Ende 45b des zweiten Mecanum-Rads 40b gegenüber dem ersten Mecanum-Rad 40a angeordnet.
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Die so konfigurierte Antriebsvorrichtung 10 hat eine kleine Abmessung in axialer Richtung Dx. Ferner muss ein Benutzer der Antriebsvorrichtung 10 keine komplexe Verbindungsarbeit zwischen den Mecanum-Rädern 40a, 40b und dem Untersetzungsgetriebe 30 angesichts einer komplexen Lastaufbringung auf die Mecanum-Räder 40a, 40b ausführen. Auch kann ein Ingenieur, der die Antriebsvorrichtung 10 entwirft, das Untersetzungsgetriebe 30 oder die gesamte Antriebsvorrichtung 10 unter Berücksichtigung der Abmessungen der Mecanum-Räder 40a, 40b und der Größe und Richtung der auf die Mecanum-Räder 40a, 40b übertragenen Last gestalten. Insbesondere wird, da das Zentrum O des Untersetzungsgetriebes 30 zwischen den äußeren Enden 45a, 45b der Mecanum-Räder 40a, 40b positioniert ist, die Kraft von den Mecanum-Rädern 40a, 40b gleichmäßig auf eine Seite und die andere Seite des Untersetzungsgetriebes 30 in axialer Richtung Dx aufgebracht. Infolgedessen kann die Lebensdauer des Untersetzungsgetriebes 30 verlängert werden. Außerdem kann verhindert werden, dass die Drehachse Bx schräg zu den Bodenkontaktflächen der Mecanum-Räder 40a, 40b liegt und sich nur eines der Mecanum-Räder 40a, 40b abnutzt. Da die Kraft von den Mecanum-Rädern 40a, 40b ferner gleichmäßiger auf das Untersetzungsgetriebe 30 aufgebracht wird, verringert sich das Kraftmoment, das auf das Untersetzungsgetriebe 30 aufgebracht wird, weiter. Infolgedessen ist es möglich, die Abmessungen des Befestigungselements 52 zum Befestigen der Mecanum-Räder 40a, 40b an dem Untersetzungsgetriebe 30 zu verringern.
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Insbesondere ist zumindest ein Teil des Untersetzungsgetriebes 30 innerhalb mindestens eines von dem ersten Mecanum-Rad 40a und dem zweiten Mecanum-Rad 40b in radialen Richtungen senkrecht zur axialen Richtung Dx angeordnet. Diese Anordnung verkleinert die Abmessung der Antriebsvorrichtung 10 in axialer Richtung. Außerdem wird die Kraft von den Mecanum-Rädern 40a, 40b in axialer Richtung Dx gleichmäßiger auf das Untersetzungsgetriebe 30 aufgebracht. Infolgedessen kann die Lebensdauer des Untersetzungsgetriebes 30 verlängert werden. Außerdem kann verhindert werden, dass sich nur eines der Mecanum-Räder 40a, 40b abnutzt. Es ist auch möglich, die Abmessungen des Befestigungselements 52 zum Befestigen der Mecanum-Räder 40a, 40b an dem Untersetzungsgetriebe 30 zu verringern.
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Insbesondere ist das gesamte Untersetzungsgetriebe 30 zwischen dem äußeren Ende 45a des ersten Mecanum-Rads 40a und dem äußeren Ende 45b des zweiten Mecanum-Rads 40b in axialer Richtung Dx angeordnet. Diese Anordnung verkleinert die Abmessung der Antriebsvorrichtung 10 in axialer Richtung Dx weiter. Außerdem wird die Kraft von den Mecanum-Rädern 40a, 40b in axialer Richtung Dx gleichmäßiger auf das Untersetzungsgetriebe 30 aufgebracht. Infolgedessen kann die Lebensdauer des Untersetzungsgetriebes 30 weiter verlängert werden. Außerdem kann effektiver verhindert werden, dass sich nur eines der Mecanum-Räder 40a, 40b abnutzt. Es ist auch möglich, die Abmessungen des Befestigungselements 52 zum Befestigen der Mecanum-Räder 40a, 40b an dem Untersetzungsgetriebe 30 zu verringern.
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Varianten
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Als nächstes werden Varianten der Antriebsvorrichtung gemäß der Ausführungsform nun anhand der 3 bis 11 beschrieben. Die 3 bis 11, die 2 entsprechen, sind Schnittansichten einer Antriebsvorrichtung gemäß den Varianten, wobei Komponenten des Untersetzungsgetriebes und des Motors weggelassen sind und, wo notwendig, nur die Lager des Untersetzungsgetriebes gezeigt sind. In den in den 3 bis 11 gezeigten Varianten sind die gleichen Elemente wie in der Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und auf ausführliche Beschreibungen von diesen wird verzichtet. Ferner kann, wenn es offensichtlich ist, dass die in der Ausführungsform erhaltenen Vorteile auch in den in den 3 bis 11 gezeigten Varianten erhalten werden können, auf die Beschreibung der Vorteile verzichtet werden.
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Erste Variante
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Zunächst wird eine Antriebsvorrichtung gemäß einer ersten Variante anhand von 3 beschrieben. Die in 3 gezeigte Antriebsvorrichtung 100 unterscheidet sich von der in 2 gezeigten Antriebsvorrichtung 10 darin, dass ein Teil des Motors 20 außerhalb des ersten Mecanum-Rads 40a und des zweiten Mecanum-Rads 40b angeordnet ist. In anderer Hinsicht ist diese Variante im Wesentlichen auf die gleiche Weise konfiguriert wie die in 2 gezeigte Ausführungsform.
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Die in 3 gezeigte Antriebsvorrichtung 100 bietet die gleichen Vorteile wie die in 2 gezeigte Antriebsvorrichtung 10.
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Zweite Variante
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Als nächstes wird eine Antriebsvorrichtung gemäß einer zweiten Variante anhand von 4 beschrieben. Die in 4 gezeigte Antriebsvorrichtung 200 unterscheidet sich von der in 2 gezeigten Antriebsvorrichtung 10 darin, dass der gesamte Motor 20 außerhalb des ersten Mecanum-Rads 40a und des zweiten Mecanum-Rads 40b angeordnet ist. In anderer Hinsicht ist diese Variante im Wesentlichen auf die gleiche Weise konfiguriert wie die in 2 gezeigte Ausführungsform.
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Die in 4 gezeigte Antriebsvorrichtung 200 bietet die gleichen Vorteile wie die in 2 gezeigte Antriebsvorrichtung 10.
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Dritte Variante
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Als nächstes wird eine Antriebsvorrichtung gemäß einer dritten Variante anhand von 5 beschrieben. Die in 5 gezeigte Antriebsvorrichtung 300 unterscheidet sich von der in 2 gezeigten Antriebsvorrichtung 10 darin, dass die Radkörper 41a, 41b des ersten Mecanum-Rads 40a und des zweiten Mecanum-Rads 40b nicht miteinander integriert sind und ein Teil des Untersetzungsgetriebes 30 zwischen dem ersten Mecanum-Rad 40a und dem zweiten Mecanum-Rad 40b angeordnet ist. In anderer Hinsicht ist diese Variante im Wesentlichen auf die gleiche Weise konfiguriert wie die in 2 gezeigte Ausführungsform.
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Die in 5 gezeigte Antriebsvorrichtung 300 bietet die gleichen Vorteile wie die in 2 gezeigte Antriebsvorrichtung 10.
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Vierte Variante
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Als nächstes wird eine Antriebsvorrichtung gemäß einer vierten Variante anhand von 6 beschrieben. Die in 6 gezeigte Antriebsvorrichtung 400 unterscheidet sich von der in 5 gezeigten Antriebsvorrichtung 300 darin, dass ein Teil des Motors 20 außerhalb des ersten Mecanum-Rads 40a und des zweiten Mecanum-Rads 40b angeordnet ist. In anderer Hinsicht ist diese Variante im Wesentlichen auf die gleiche Weise konfiguriert wie die in 5 gezeigte Ausführungsform.
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Die in 6 gezeigte Antriebsvorrichtung 400 bietet die gleichen Vorteile wie die in 2 gezeigte Antriebsvorrichtung 10.
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Fünfte Variante
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Als nächstes wird eine Antriebsvorrichtung gemäß einer fünften Variante anhand von 7 beschrieben. Die in 7 gezeigte Antriebsvorrichtung 500 unterscheidet sich von der in 5 gezeigten Antriebsvorrichtung 300 darin, dass der gesamte Motor 20 außerhalb des ersten Mecanum-Rads 40a und des zweiten Mecanum-Rads 40b angeordnet ist. In anderer Hinsicht ist diese Variante im Wesentlichen auf die gleiche Weise konfiguriert wie die in 5 gezeigte Ausführungsform.
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Die in 7 gezeigte Antriebsvorrichtung 500 bietet die gleichen Vorteile wie die in 2 gezeigte Antriebsvorrichtung 10.
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Sechste Variante
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Als nächstes wird eine Antriebsvorrichtung gemäß einer sechsten Variante anhand von 8 beschrieben. Die in 8 gezeigte Antriebsvorrichtung 600 unterscheidet sich von der in 5 gezeigten Antriebsvorrichtung 300 darin, dass das gesamte Untersetzungsgetriebe 30 zwischen dem ersten Mecanum-Rad 40a und dem zweiten Mecanum-Rad 40b angeordnet ist. In anderer Hinsicht ist diese Variante im Wesentlichen auf die gleiche Weise konfiguriert wie die in 5 gezeigte Ausführungsform.
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Die in 8 gezeigte Antriebsvorrichtung 600 bietet die gleichen Vorteile wie die in 2 gezeigte Antriebsvorrichtung 10.
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Ferner entspricht bei der in 8 gezeigten Antriebsvorrichtung 600 die Mitte zwischen dem ersten Mecanum-Rad 40a und dem zweiten Mecanum-Rad 40b der Mitte zwischen dem Paar von Lagern 60a, 60b des Untersetzungsgetriebes 30 in axialer Richtung Dx. In dem gezeigten Beispiel sind die Mitte zwischen dem ersten Mecanum-Rad 40a und dem zweiten Mecanum-Rad 40b und die Mitte zwischen dem Paar von Lagern 60a, 60b des Untersetzungsgetriebes 30 im Zentrum O des Untersetzungsgetriebes 30 in axialer Richtung Dx positioniert. Somit wird die Kraft von dem ersten Mecanum-Rad 40a und dem zweiten Mecanum-Rad 40b gleichmäßiger auf eines und das andere der Lager 60a, 60b in axialer Richtung Dx aufgebracht. Infolgedessen kann die Lebensdauer des Untersetzungsgetriebes 30 weiter verlängert werden. Außerdem wird effektiver verhindert, dass sich nur eines der Mecanum-Räder 40a, 40b abnutzt. Es ist auch möglich, die Abmessungen des Befestigungselements 52 zum Befestigen der Mecanum-Räder 40a, 40b an dem Untersetzungsgetriebe 30 zu verringern.
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Siebte Variante
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Als nächstes wird eine Antriebsvorrichtung gemäß einer siebten Variante anhand von 9 beschrieben. Die in 9 gezeigte Antriebsvorrichtung 700 unterscheidet sich von der in 8 gezeigten Antriebsvorrichtung 600 darin, dass ein Teil des Motors 20 außerhalb des ersten Mecanum-Rads 40a und des zweiten Mecanum-Rads 40b angeordnet ist. In anderer Hinsicht ist diese Variante im Wesentlichen auf die gleiche Weise konfiguriert wie die in 8 gezeigte Ausführungsform.
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Die in 9 gezeigte Antriebsvorrichtung 700 bietet die gleichen Vorteile wie die in 8 gezeigte Antriebsvorrichtung 600.
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Achte Variante
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Als nächstes wird eine Antriebsvorrichtung gemäß einer achten Variante anhand von 10 beschrieben. Die in 10 gezeigte Antriebsvorrichtung 800 unterscheidet sich von der in 8 gezeigten Antriebsvorrichtung 600 darin, dass der gesamte Motor 20 außerhalb des ersten Mecanum-Rads 40a und des zweiten Mecanum-Rads 40b angeordnet ist. In anderer Hinsicht ist diese Variante im Wesentlichen auf die gleiche Weise konfiguriert wie die in 8 gezeigte Ausführungsform.
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Die in 10 gezeigte Antriebsvorrichtung 800 bietet die gleichen Vorteile wie die in 8 gezeigte Antriebsvorrichtung 600.
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Neunte Variante
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Als nächstes wird eine Antriebsvorrichtung gemäß einer neunten Variante anhand von 11 beschrieben. Bei der in 11 gezeigten Antriebsvorrichtung 900 fluchten die Zentren der Rollen 42a, 42b des ersten Mecanum-Rads 40a und des zweiten Mecanum-Rads 40b jeweils mit den Lagern 60a, 60b des Untersetzungsgetriebes 30. Insbesondere fluchten die Zentren der Rollen 42a des ersten Mecanum-Rads 40a mit dem Lager 60a des Untersetzungsgetriebes 30 in den radialen Richtungen, oder mit anderen Worten überlappen sie das Lager 60a des Untersetzungsgetriebes 30 in axialer Richtung Dx. Insbesondere fluchten die Zentren der Rollen 42b des zweiten Mecanum-Rads 40b mit dem Lager 60b des Untersetzungsgetriebes 30 in den radialen Richtungen, oder mit anderen Worten überlappen sie das Lager 60b des Untersetzungsgetriebes 30 in axialer Richtung Dx. Somit wird die Kraft von dem ersten Mecanum-Rad 40a und dem zweiten Mecanum-Rad 40b gleichmäßiger auf eines und das andere der Lager 60a, 60b in axialer Richtung Dx aufgebracht. Infolgedessen kann die Lebensdauer des Untersetzungsgetriebes 30 weiter verlängert werden. Außerdem kann effektiver verhindert werden, dass sich nur eines der Mecanum-Räder 40a, 40b abnutzt. Es ist auch möglich, die Abmessungen des Befestigungselements 52 zum Befestigen der Mecanum-Räder 40a, 40b an dem Untersetzungsgetriebe 30 zu verringern.
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In dem in 11 gezeigten Beispiel ist ein Teil des Untersetzungsgetriebes 30 innerhalb des ersten Mecanum-Rads 40a in den axialen Richtungen senkrecht zur axialen Richtung Dx positioniert, und die anderen Teile des Untersetzungsgetriebes 30 sind innerhalb des zweiten Mecanum-Rads 40b in den radialen Richtungen positioniert. In axialer Richtung Dx ist das gesamte Untersetzungsgetriebe 30 zwischen einem äußeren Ende 45a des ersten Mecanum-Rads 40 gegenüber dem zweiten Mecanum-Rad 40b und einem äußeren Ende 45b des zweiten Mecanum-Rads 40b gegenüber dem ersten Mecanum-Rad 40a angeordnet.
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Die in 11 gezeigte Antriebsvorrichtung 900 bietet die gleichen Vorteile wie die anderen, vorstehend beschriebenen Antriebsvorrichtungen.
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Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform und ihre Varianten beschränkt. Zum Beispiel können verschiedene Modifikationen an den vorstehend beschriebenen Elementen und Varianten der Ausführungsform vorgenommen werden. Die Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, die andere Komponenten und/oder andere Verfahren als die oben beschriebenen Komponenten und/oder Verfahren einschließen. Die Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, die einige Elemente der oben beschriebenen Komponenten und/oder Verfahren nicht einschließen. Ferner ergibt die Erfindung nicht nur die vorstehend beschriebenen vorteilhaften Wirkungen, sondern auch spezielle Wirkungen gemäß einer speziellen Konfiguration der Ausführungsformen.
