TWI374813B - - Google Patents

Description

㈣:且：=:為球形的輪子，由-對垂直設置於球 輪在兩個==球面，來傳動，使球形 :至於脫—動軸維持與球：接 ==相接觸，但因為角度關係使之無法與球形:： ^方向=順向的旋轉而固定不動，與球形輪間互相滑移 u:力trr形輪能順利的滾動，球形輪必須具有較 助傳動轴來傳動’還需具有較低摩擦力以顧及 常希^球=傳動轴及惰轴間的互相滑移。—般在設計時通 希/祕14地面間具有較高的摩擦力，避免移動時打滑 影響：::球形輪與傳動軸及._之_互相滑移， 【發明内容】 ‘ 本發明所欲解決之技術問題 β #於以上所述’關於制人傳動裝置的設計有許多的難 題存在’ §使用二個以上的輪子時雖然較容易穩定平衡，但 由於運動時所需的空間往往較大，不適合在室内居家環境中 使用。—輪式的設計雖然有較短的迴轉半徑，可以利用兩個 輪子做到原地旋轉’但是每當改變行進方向時，必須先進行 1374813 預轉動作，才能往新的行進方向移動。1 同時解決空間與轉向的問 早輪式的設計雖然能 J %，然而單从4、u , 軸、惰軸及地面間所需的摩捭力不同T式的球形輪與傳動 較高與較低摩擦力，造成難形輪無法同時具有 緣此，本發明之目的即是提供—種八動效果。 以使球形輪與全向輪間的傳動，達到良二 置，用 本發明解決問題之技術手段 本發明為解決習知技術之問題所 括-球形輪、一對第—方向全向輪及 7手段係包 -對第-方向全向輪沿—第—方向且/弟二方向全向輪。 置於球形輪之兩側，各㈣_方向 ^間距對應設 數個導輪’主輪之轴向方向垂直於設置主輪及複 於主輪之輪面1各個第—方 ⑻’導輪環繞枢設 球形輪之球面，使球形輪可料地少1輪頂置於 輪間，—對第-方6八 ；對第—方向全向 了弟一方向全向輪沿一第二方 應設置於球形輪之兩側，各個第二方向全向二::間距對 及複數個導輪，主輪之轴向方向垂直於設=括：-主輪 樞設於主輪之輪面，且各個苐二 ° ‘輪％繞 置於球形輪之球面，使球；二。輪以至少-導輪頂 全向輪間。 €絲輪可滾動地定位於―對第二方向 電路ί括本佳實^例中’更包括有—控制電路，控制 元及電性連捿於=性連接於處理單元之驅動控制單 驅動控制單元之-第—方向驅動單元及— 1374813 » 第二方向驅動單元，分別用 對第二方向全向輪旋轉。 以驅動一對第一方向全向 輪及 本梦明對照先前技術之功效 經由本發明所採用之技術手段，可 輪的滚動方向維持順向之旋轉方向的旋轉，不會 輪在滚動時时順向輯方向的全向輪作為料， 利地滾動，傳動效果更良好。 匕.、 =專動方面’球形輪在滚動㈣由成對的全向輪進行傳 “產生的傳動力健，且因為全向 · =積較大，提供較㈣摩擦力，更減少滑移絲發生的可 Z在向輪所產生的傳動力與球形輪保持在切線方 向，在傳動時能產生最大的力矩。 觸玟开此：’全向輪與球形輪在傳動時，全向輪之導輪依序接 =形輪，而非是輪面與球形輪之球面維持緊貼，不容易有 火廣積聚㈣象，使用於灰塵較多的環境中亦不成問題。 #比^里及負載方面，結構本身的重量及增設元件時的負 载白會轉換為全向輪與球形輪間正向的接觸力， Γ:加：’全向輪與球形輪間的接觸力亦成比例二 夕球形輪和全向輪間發生滑移現象的可能性。 ^者古全向輪輿球形輪間接觸力的大小與成對之全向輪 間的間距有-錢比例關係，當成對之全向輪間的間距愈

小’則因作用力分量的關係而使接觸力變大，故可藉由調效 各對全向輪間的間距以適用於不同大小負載之情況。 I 進-步而言，當承重及負載愈大時，全向輪與球形輪間 的槔觸力變大亦使煞車能力成比例地增加，且同樣可藉由e 變各對全向輪間關距以調整煞車能力，以適用於不 做調整。 在實際應用上，習知的單輪式的設計對於球形 軸間的接觸十分敏感，-但球形輪财形㈣會造成傳5 —順的問題’故球形輪往往需採用較堅實不易形變的材料，但 堅實不易形變的球形輪卻不適合在—般路面上滾動。本發明 之全向輪與球形輪間的觸不受球形輪形變影響，球形輪可 使用如$車輪胎一樣的橡膠材料，使本發明可於一般路面上 使用，不需限制於室内居家環境的平坦地面。 。本發日綺㈣的具體實施例，將藉由町之實施例及附 呈圖式作進一步之說明。 【實施方式】 參閱第1圖、第2圖及第3圖所示，其係顯示本發明第 一貫施例之立體圖、本發明第—實施例之側視圖及本發明第 -實施例之上視圖。如圖所示，全向輪(〇則 置_包括有-球形_hedca】Wheei)i、一對第一方向二 向輪2 3、—對第二方向全向輪4、$及一控制電路卜 球形輪1具有—社' & , ! . , — 八有球面11，位在一標的平面尸上，在本 貫粑例中’球形輪係由—橡膠材料所構成，如汽車輪胎一般 j3748i3

I S2卜S22使第—方向驅動單元63作早驅動控制Ifl號 單元63驅動對應於移動方向 再由弟一方向驅動 轉。 心罘—方向全向輪2、3旋 當第一方向全向輪2受一 以-旋轉方向τ"走轉時：二：向驅動單元《之驅動而 仏、導輪22b、導卜t f方向全向輪2依序由導輪 守稅22c接觸球形輪] 輪K第—方向全向輪2之帶動而旋轉。之球面⑴使球形 相：地，當第—方向全向輪3 動早兀63之驅動而〇 , 网'31又第—方向驅 輪32c接觸球形輪 、㈣輪32a、導輪32b、導 於球面使球形輪1受第一太A人 輪3之4而旋轉。球形…同 第方向全向 3之帶動，沿第一方h n 對第一方向全向輪2、 滚動。 方向11以—滚動方向R在標的平面u 在本實施例中’雖然僅以控制電路 方向全向輪2、3為例， 賴驅動-對第一 路6亦可以成對驅動 、'見、‘心此技蟄者當知，控制電 單-全向輪。 料二方向全向輪Η或是只驅動. 參閲第5圖所示，龙 _ 動作示意圖。第二方向；::了向:之導輪與球形輪間之 單元64的驅動，第輪4、5由於未受第二方向驅動 之導輪42連動，與球形輪二二：由與球形輪1相接觸 轉方向T3之凝轉。球形輪〗受導、持1向之旋 導輪42引¥而順利滾動，與 1374813 第二方向全向輪4不會產 情況與第二，向全向輪4相似，故不再;=向王向輪5的 在本貫施例中，雖然是由第一 形輪！滚動以產生位移。反之弟士方向全向輪2、3帶動球 滚球結構上，反過來由球形輪！的滚動來帶動;„的 輪2、3及第二方向全@ π動苐-方向全向 輪1沿第-方向ηΓ 合參閱第4圖，當球形 ^ 2 3 - . ^ 絲方向R «時，第-方向全向 輪2、3稭由與球形輪！相接觸之導輪 6 與球形輪1之予動太6 ϋ Mi la連動’則會 轉。第1 ^ α轉順向之旋轉方向τ卜T2之旋 得弟—方向全向輪4則同揭益山丄 爽 42 , ，曰由/、球形輪1相接觸之導輪 動與球形輪1之滾動方向R維持一順向之旋轉方： 丁3之方疋轉，第二方向全向 向 相似，故不再贅述。的情況亦與第二方向令向輪4 參閱第6圖所示，其係顯示本發 之立體圖。如圖所示’此—者貝她例之王向輪 致上與前述第-實施例相同二有王=7之結構設計大 ”及-傳動軸73。主輪2有括有:主輪&複數個導輪 具有了輪面711及一軸向古a ’導輪72環繞樞設於主輪71之輪面7ιι上 ^ =全向輪7之主輪71在軸向方向712上具有較第:方^ 向輪2、3及第二方向全向輪4、5為長之轴向長户l - :輪72a與導輪72b間的間隙w較小時(換言之二導= 1增加時）’藉由較厚社輪71提供較 〇 持結構不易被破壞。 、械應力’以保 同時參閱第7圖及第8圖所示，其係顯示本發明第三實 • 14 - 1374813 方例之側視圖以及本發明第三貫施例之鍵條單位元件之側 視圖。此一實施例之全向輪傳動裝置l〇〇a之結構設計大致 上與前述第一實施例相同（為簡化圖示，圖中僅表現一對全 向輪’但實際上仍為二對全向輪），全向輪8包括有一主輪 81、複數個導輪82a、82b(在此僅針對說明書所會提及之導 輪進行元件符號之標示）及一傳動軸83。 此一實施例與前述第一實施例之差異在於全向輪8之 .主輪81包括有一驅動輪811 '—傳送導軌812及一傳送帶， 傳送帶圍繞附合於驅動輪811及傳送導軌812，導輪82a、 82b樞設於傳送帶上，可由驅動輪811帶動傳送帶，以使樞 設於傳送帶上之導輪Ua、8訃依序接觸球形輪}之球面n 而使球形輪1滾動。 在本實施例中，驅動輪811為一驅動齒輪，傳送帶為一 鏈條813，鏈條813包括有複數個相互串接之鏈條單位元件 814，全向輪8之導輪82a、82b則以一樞軸815樞設於鏈條 早位兀件8M上。相較於前述實施例的傳動方式為圓弧形（主 輪的㈣）與圓狐形（球形輪的滾動）相接觸的傳動，本實施例 以鏈條式攸計，彻直線(鏈條的傳送）與圓弧形（球形輪的 滾動）相接觸的傳動’使導輪82a、82b與球形輪i接觸的點 較平順，不容易因接觸上的鋸齒問題而產生震動。 由以上之實施例可知，本發明所提供之全向輪傳動裝置 確具產業上之利用價值，故本發明業已符合於專利之要件。 惟以上之敘述僅為本發明之㈣實施例說明，凡精於 藝者當可依據上述之說明㈣其它種種之改良，惟這些改燦 -15 - V：；屬於本發明之發明 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示本發明第一實施例之立體圖； 第2圖係顯示本發明第一實施例之側視圖； 第3圖係顯示本發明第—實施例之上視圖； 第4圖係顯禾本發明第-實施例之‘動作示意圖； 第5圖係顯示全向輪之導輪與球形輪間之動作示意圖； 第6圖係顯示本發明第二實施例之全向輪之立體圖； 第7圖係顯示本發明第三實施例之側視圖； 第8圖係顯不本發明第三實施例之鏈條單位元件之側視圖。 【主要元件符號說明】 100 1 11 2 21 211 100a 全向輪傳動裝置 球形輪 球面 第一方向全：向輪 主輪 輪面 212 軸向方向 22a 、 22b 、 22c 導輪 23 傳動車由 3 第一方向全向輪 31 主輪 1374813

311 輪面 312 韩向方向 32a、32b、32c 導輪 33 傳動軸 4 第二方向全向輪 41 主輪 411 輪面 412 轴向方向 42 導輪 43 傳動轴 5 第二方向全向輪 51 主輪 511 輪面 512 軸向方向 52 導輪 53 傳動軸 6 控制電路 1 61 處理單元 62 驅動控制單元 63 第一方向驅動單元 64 第二方向驅動單元 7 全向輪 71 主輪 711 輪面 -17 - 1374813

712 轴向方向 72a 、 72b 導輪 73 傳動車4 8 全向輪 81 主輪 811 驅動輪 812 傳送導軌 813 鏈條 814 鏈條單位元件 815 樞轴 82a 、 82b 導輪 83 傳動軸 i D1、D2 間距 F 標的平面 11 第一方向 12 第二方向 L 軸向長度 1 M 移動方向 R 滾動方向 SI 動作訊號 S21 、 S22 驅動控制訊號 ΤΙ 、 T2 、 T3 旋轉方向 W 間隙

Claims (1)

101年6月26日修正替換頁 十、申請專利範圍： 1. 一種全向輪傳動裝置，包括： 一球形輪，具有一球面； 一對第一方向全向輪，沿一第一方向且以一預定間距 對應設置於該球形輪之兩侧，該各個第一方向全向 輪包括有一主輪及複數個導輪，該主輪之軸向方向 垂直於該設置方向，該導輪環繞樞設於該主輪之輪 面，且該各個第一方向全向輪以至少一導輪頂置於 該球形輪之球面，使該球形輪可滚動地定位於該對 第一方向全向輪間，其中該第一方向全向輪之主輪 包括： 一驅動輪； 一傳送帶，圍繞附合於該驅動輪，該第一方向全向 輪之導輪係樞設於該傳送帶上； 當該第一方向全向輪旋轉時，該驅動輪帶動該傳送 帶，以使樞設於該傳送帶上之導輪依序接觸該球形 輪之球面而使該球形輪滚動； 一對第二方向全向輪，沿一第二方向且以一預定間 距對應設置於該球形輪之兩側，該各個第二方向全 向輪包括有一主輪及複數個導輪，該主輪之軸向方 向垂直於該設置方向，該導輪環繞樞設於該主輪之 輪面，且該各個第二方向全向輪以至少一導輪頂置 1374813 101年6月26曰修正替換頁 於該球形輪之球面，使該球形輪可滚動地定位於該 對第二方向全向輪間，其中該第二方向全向輪之主 輪包括： 一驅動輪； 一傳送帶，圍繞附合於該驅動輪，該第二方向全向 輪之導輪係柩設於該傳送帶上； 當該第二方向全向輪旋轉時，該驅動輪帶動該傳送 帶，以使樞設於該傳送帶上之導輪依序接觸該球形輪 之球面而使該球形輪滚動。 2. 如申請專利範圍第1項所述之全向輪傳動裝置，其中 該第一方向與該第二方向係互相垂直。 3. 如申請專利範圍第1項所述之全向輪傳動裝置，更包 括有一控制電路，用以驅動該對第一方向全向輪及該 對第二方向全向輪旋轉。 4. 如申請專利範圍第3項所述之全向輪傳動裝置，其中 該控制電路包括： 一處理單元； 一驅動控制單元，電性連接於該處理單元； 一第一方向驅動單元，電性連接於該驅動控制單元， 用以驅動該對第一方向全向輪旋轉； 20 1374813 101年6月26日修正替換頁 一第二方向驅動單元，電性連接於該驅動控制單元， 用以驅動該對第二方向全向輪旋轉。 5.如申請專利範圍第4項所述之全向輪傳動裝置，其中 該第一方向驅動單元係為直流馬達及步進馬達之一。 ， 6.如申請專利範圍第4項所述之全向輪傳動裝置，其中 該第二方向驅動單元係為直流馬達及步進馬達之一。 7.如申請專利範圍第1項所述之全向輪傳動裝置，其中 該球形輪係由一橡膠材料所構成。 8. 如申請專利範圍第1項所述之全向輪傳動裝置，其中 該第一方向全向輪之主輪更包括有一傳送導軌，鄰近 設置於該驅動輪，該傳送帶圍繞附合於該驅動輪及該 傳送導轨。 9. 如申請專利範圍第1項所述之全向輪傳動裝置，其中 該第二方向全向輪之主輪更包括有一傳送導執，鄰近 設置於該驅動輪，該傳送帶圍繞附合於該驅動輪及該 21 1374813 ； 101年6月26日修正替換頁 傳送帶。 10. —種全向輪傳動裝置，包括： 一球形輪，具有一球面； 至少一全向輪，沿一第一方向且以一預定間距對應設 置於該球形輪之側邊，該全向輪包括有： 一驅動輪； 一傳送帶，圍繞附合於該驅動輪； 複數個導輪，樞設於該傳送帶上，且以至少一導輪頂置 於該球形輪之球面； 當該驅動輪旋轉時，該驅動輪帶動該傳送帶，以使樞 設於該傳送帶上之導輪依序接觸該球形輪之球面而使 該球形輪滚動。 11. 如申請專利範圍第10項所述之全向輪傳動裝置，其中 該全向輪更包括有一傳送導軌，鄰近設置於該驅動 輪，該傳送帶圍繞附合於該驅動輪及該傳送導轨。 12. 如申請專利範圍第11項所述之全向輪傳動裝置，其中 該傳送帶係包括有一鍵條，而該鍵條包括有複數個相 互串接之鏈條單位元件。 22