TWI583571B - 萬向轉動模組 - Google Patents

Description

萬向轉動模組

本揭露是有關於一種轉動模組，且特別是有關於一種萬向轉動模組。

圖1是習知的一種轉動模組的示意圖。請參閱圖1，習知的轉動模組10包括一固定座12、一支撐架14、一滾輪16及多個鋼珠18。滾輪16樞接於支撐架14，支撐架14樞接於固定座12。鋼珠18配置在支撐架14和固定座12之間，以提升支撐架14和固定座12之間轉動的順暢度。固定座12可固定至例如是椅子、桌子或是其他物件(未繪示)上，以使物件能夠透過習知的轉動模組10轉動或移動。

在習知的轉動模組10中，由於滾輪16的軸心與固定座12的軸心不在同一個垂直線上，而使得習知的轉動模組10在改變方向時會有旋轉半徑。因此，習知的轉動模組10在改變方向的過程中除了容易碰撞到四周物品之外，也會造成偏位、脫離原先預設之路線的狀況。

本揭露提供一種萬向轉動模組，其能萬向轉動、在改變運動方向的過程中不會偏移預定路徑。

本揭露的一種萬向轉動模組，包括一主體、一主軸、二滾輪、二軸承及二半球型殼體。主體包括一第一部分及二第二部分，其中第一部分包括沿一第一方向延伸的一貫穿槽，二第二部分分別沿一第二方向凸出於第一部分的相對二側。主軸穿過貫穿槽以樞接於主體。二軸承沿第二方向分別套設且樞接於二第二部分。二滾輪沿一第三方向分別樞接於二第二部分，其中第一方向、第二方向與第三方向彼此垂直。二半球型殼體分別固定於二軸承，各半球型殼體包括位於球頂的一通孔，各滾輪的一部分外露於對應的通孔。萬向轉動模組透過主體以沿著第一方向延伸的主軸為軸心相對於主軸轉動，二半球型殼體分別獨立於彼此並以沿著第二方向延伸的二第二部分為軸心相對於二第二部分轉動，且二滾輪分別以沿著第三方向延伸的軸心相對於二第二部分轉動，而往任意方向運動。

基於上述，本揭露的萬向轉動模組透過主體以沿著第一方向延伸的主軸為軸心相對於主軸轉動，二半球型殼體分別獨立於彼此並以沿著第二方向延伸的二第二部分為軸心相對於二第二部分轉動，且二滾輪分別以沿著第三方向延伸的軸心相對於二第二部分轉動，而能夠往任意方向運動。由於萬向轉動模組的重力與地面提供的正向力實質上通過同一位置，因此，本揭露的萬向 轉動模組能在改變運動方向的過程中不會偏移預定路徑。

為讓本揭露的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

D3‧‧‧第三方向

N1、N2‧‧‧正向力

W1、W2‧‧‧重力

10‧‧‧習知轉動模組

12‧‧‧固定座

14‧‧‧支撐架

16‧‧‧滾輪

18‧‧‧鋼珠

20‧‧‧障礙物

100‧‧‧萬向轉動模組

110‧‧‧主體

111‧‧‧第一部分

112‧‧‧貫穿槽

113‧‧‧凹口

114‧‧‧第二部分

115‧‧‧凹陷區

116‧‧‧第二快拆孔

120‧‧‧主軸

130‧‧‧滾輪

132‧‧‧中央部位

134‧‧‧溝槽

140‧‧‧軸承

150‧‧‧半球型殼體

152‧‧‧通孔

154‧‧‧第一快拆孔

160‧‧‧第一快拆組件

162‧‧‧第一彈性件

164‧‧‧第一快拆銷

165‧‧‧第二快拆組件

166‧‧‧第二彈性件

168‧‧‧第二快拆銷

170‧‧‧連桿

172‧‧‧第一固定部

174‧‧‧第二固定部

176‧‧‧第三固定部

180‧‧‧懸吊座

182‧‧‧連桿固定座

184‧‧‧連桿轉軸

186‧‧‧平衡桿

188‧‧‧第三彈性件

189a、189b‧‧‧固定件

圖1是習知的一種轉動模組的示意圖。

圖2至圖5是依照本揭露的一實施例的一種萬向轉動模組的不同視角的示意圖。

圖6是圖2的萬向轉動模組的爆炸示意圖。

圖7是圖2的萬向轉動模組沿A-A線段的剖面示意圖。

圖8是圖2的萬向轉動模組沿B-B線段的剖面示意圖。

圖9至圖10是圖2的萬向轉動模組越過障礙物的示意圖。

圖2至圖5是依照本揭露的一實施例的一種萬向轉動模組的不同視角的示意圖。請參閱圖2至圖5，本實施例的萬向轉動模組100除了能夠提供任意角度的萬向轉動之外，其能在改變運動方向的過程中不會偏移預定路徑、還具有能越過障礙物、靜止時不傾倒、滾動時靜音、壽命長、方便組裝、拆卸與清潔等設計，下面將對此進行詳細地介紹。

圖6是圖2的萬向轉動模組的爆炸示意圖。圖7是圖2 的萬向轉動模組沿A-A線段的剖面示意圖。圖8是圖2的萬向轉動模組沿B-B線段的剖面示意圖。

請參閱圖6至圖8，本實施例的萬向轉動模組100包括一主體110、一主軸120、二滾輪130、二軸承140及二半球型殼體150。如圖7所示，主體110包括一第一部分111及二第二部分114。第一部分111為主體110的中央部分，如圖8所示，第一部分111包括沿一第一方向D1(標示於圖6)延伸的一貫穿槽112。二第二部分114分別沿一第二方向D2(標示於圖6)凸出於第一部分111的相對二側。

在本實施例中，主體110是單一塊構件，第一部分111與第二部分114僅是為了更清楚地描述其他結構的位置，而在此構件上定義出不同的區域。當然，在其他實施例中，主體110的第一部分111與第二部分114也可以是透過組裝等方式固定在一起的多個構件。主軸120穿過貫穿槽112以樞接於主體110。也就是說，主體110能夠以沿著第一方向延伸的主軸120為軸心相對於主軸120轉動。

二軸承140沿第二方向D2分別套設且樞接於二第二部分114。二半球型殼體150分別固定於二軸承140。也就是說，二半球型殼體150能夠分別獨立於彼此並能夠以沿著第二方向D2延伸的二第二部分114為軸心相對於二第二部分114沿著第二方向D2轉動。

各半球型殼體150包括位於球頂的一通孔152，滾輪130 的一部分外露於對應的通孔152。在本實施例中，二滾輪130分別沿一第三方向D3樞接於二第二部分114，其中第一方向D1、第二方向D2與第三方向D3彼此垂直。也就是說，各滾輪130能夠相對於主體110以沿著第三方向D3延伸的軸心轉動。

因此，在本實施例中，萬向轉動模組100透過主體110以沿著第一方向D1延伸的主軸120為軸心相對於主軸120轉動，二半球型殼體150分別獨立於彼此並以沿著第二方向D2延伸的二第二部分114為軸心相對於二第二部分114轉動，且二滾輪130分別以沿著第三方向D3延伸的軸心相對於主體110的二第二部分114轉動，而能夠往任意方向運動。

值得一提的是，在本實施例中，各滾輪130在橫截第三方向D3上的截面積從一中央部位132往二側漸縮而呈一酒桶狀，此設計的目的是如圖7所示地，為了使各滾輪130外露於通孔152的部位與旁邊的半球型殼體150的輪廓位在同一弧線上，而使得萬向轉動模組100在轉動的過程中，能夠順暢地由半球型殼體150接觸於地面的位置轉到滾輪130接觸於地面的位置，或者相反地能夠由滾輪130接觸於地面的位置順暢地轉到半球型殼體150接觸於地面的位置。

另外，如圖1所示，由於物件與習知的轉動模組10的重力W1落在固定座12的軸心，地面給物件與習知的轉動模組10的正向力N1則是在滾輪16與地面的接觸處，這使得習知的轉動模組10在改變方向時會存在有迴轉半徑，而容易造成偏移。環狀 的滾輪16也容易受到重力的力臂的影響而變形成橢圓形。當物件連同習知的轉動模組10停止時，若將滾輪16與地面的接觸處當作支點，重力W1的力臂可能會讓物件容易傾倒。

如圖4所示，本實施例的萬向轉動模組100與所乘載的物件(未繪示)的平均重力W2與平均正向力N2會通過同一點(支點)，也就是說，萬向轉動模組100在改變方向時沒有迴轉半徑，而能夠即時地改變方向。因此，萬向轉動模組100在改變方向時不會偏離原來預設的路徑，而不會誤撞到周遭物品。此外，由於萬向轉動模組100與所乘載的物件(未繪示)的平均重力W2沒有力臂，萬向轉動模組100在靜止狀態下不會受到重力W2而傾倒。此外，本實施例的萬向轉動模組100的主體110採用金屬材質，具有較佳的剛性，而不易變形。

另外，習知的轉動模組10的滾輪16一般都是使用硬質膠胎，與地面磨擦時容易發出音響，且在滾輪16上無軸承，長久使用之後易發出聲音。本實施例的萬向轉動模組100的半球型殼體150與滾輪130採用例如材質較軟的塑膠，可平順伏貼在地面，解決與地面摩擦噪音，且在半球型殼體150與主體110的第二部分114之間配置有軸承140以增加轉動時的順暢度，而能夠達到靜音的效果。當然，萬向轉動模組100的主體110、半球型殼體150與滾輪130的材料並不以此為限制，只要各半球型殼體150的材料硬度小於主體110的材料硬度即可。

此外，萬向轉動模組100為了方便拆裝，萬向轉動模組 100更包括至少二第一快拆組件160，各第一快拆組件160包括一第一彈性件162及一第一快拆銷164，其中各半球型殼體150包括至少一第一快拆孔154，主體110的第一部分111包括沿著第三方向D3延伸且對應於至少二個第一快拆孔154的至少二凹口113，各第一彈性件162位於對應的凹口113內，各第一快拆銷164配置在對應的第一彈性件162旁且穿過對應的第一快拆孔154。

更詳細地說，在本實施例中，各半球型殼體150在相對二側包括二第一快拆孔154，各主體110的第一部分111包括沿著第三方向D3延伸的四凹口113。四個凹口113二二成對，各對凹口113分別凹陷於第一部分111的上下相對的位置，且這四個凹口113的位置對應於二半球型殼體150的這四個第一快拆孔154。萬向轉動模組100包括四個第一快拆組件160，二二快拆組件160成一對，各對快拆組件160分別對應於第一部分111的上下的凹口113。第一彈性件162位於對應的凹口113內，第一快拆銷164配置在第一彈性件162旁且穿過半球型殼體150對應的第一快拆孔154。

因此，若要半球型殼體150組裝於主體110時，只要將二第一彈性件162放入二凹口113，二第一快拆銷164放在二第一彈性件162上並擠壓二第一快拆銷164，再將半球型殼體150包覆於主體110，解除對二第一快拆銷164的施力，二第一彈性件162便可以回推而將二第一快拆銷164頂升至半球型殼體150上的二第一快拆孔154內。反之亦然，若要半球型殼體150拆離於主體 110時，只要將二相對的第一快拆銷164向內推至此二第一快拆銷164退出於半球型殼體150上的二第一快拆孔154，半球型殼體150便可以分離於主體110。

此外，萬向轉動模組100更包括二第二快拆組件165，各第二快拆組件165包括一第二彈性件166及至少一第二快拆銷168，其中各滾輪130包括沿著第三方向D3延伸的一溝槽134，第二彈性件166位於溝槽134內，各第二部分114包括連通於溝槽134的至少一第二快拆孔116，各第二快拆銷168分別配置在第二彈性件166旁且穿過對應的第二快拆孔116。

更詳細地說，在本實施例中，各第二部分114包括連通於二第二快拆孔116的一凹陷區115，各滾輪130位在對應的凹陷區115內。各第二快拆組件165包括一第二彈性件166及二第二快拆銷168，溝槽134貫通於滾輪130，第二彈性件166位於溝槽134內。二第二快拆銷168分別配置在第二彈性件166二側且穿過二第二快拆孔116。

若要將滾輪130組裝於主體110時，只要將第二彈性件166放入溝槽134，二第二快拆銷168放在第二彈性件166的二端之後擠壓二第二快拆銷168，將滾輪130放入第二部分114的凹陷區115，再解除對二第二快拆銷168的施力，第二彈性件166便可以恢復而將二第二快拆銷168頂入二第二快拆孔116內。相反地，若要將滾輪130拆離於主體110時，只要將二相對的第二快拆銷168向內推至此二第二快拆銷168退出於第二部分114上的二第二 快拆孔116，滾輪130便可以分離於主體110。

相較於習知的轉動模組10在組裝時需用特殊機具鉚合，且需人工放入數多顆鋼珠18，此傳統設計不易快速組裝，也無法拆卸滾輪16來清潔。本實施例的萬向轉動模組100透過快拆的設計可以達到快速組裝與拆卸的效果，且更方便後續清潔維護。

需說明的是，在其他實施例中，第一快拆組件160與第二快拆組件165的形式也可以相同或是互換。也就是說，第一、第二彈性件162、166與第一、第二快拆銷164、168的數量與配置位置並不以上述為限制，在其他實施例中，主體110的第一部分111的相對二凹口113也可以貫通、或者滾輪130也可以具有中央不連通的二個溝槽134。

另外，在本實施例中，萬向轉動模組100更包括二連桿170、一懸吊座180、二連桿固定座182及二連桿轉軸184。二連桿170分別配置在主體110的二側，各連桿170包括一第一固定部172及一第二固定部174，二第一固定部172分別固定至主軸120的二端。二連桿固定座182分別位在懸吊座180二側且鎖固於懸吊座180。二連桿轉軸184分別穿過二連桿固定座182以樞接於二連桿固定座182，且二連桿轉軸184固定於二第二固定部174。也就是說，連桿170的第一固定部172連同主軸120一起樞接於主體110，連桿170的第二固定部174樞接於連桿固定座182，而能相對於懸吊座180轉動。因此，主體110能夠相對於懸吊座180轉動，而使懸吊座180基本上仍能保持原狀(例如是水平狀態)。

圖9至圖10是圖2的萬向轉動模組越過障礙物的示意圖。請參閱圖圖9與圖10，當萬向轉動模組100的半球型殼體150或滾輪130的任意部位遇到障礙物20時，萬向轉動模組100的半球型殼體150或滾輪130會沿著障礙物20爬升或下降，連桿170會以第一固定部172為轉軸相對於懸吊座180轉動，而使萬向轉動模組100在越障過程中，懸吊座180基本上仍能保持原狀。因此，若物件若被安裝在懸吊座180上時，即便萬向轉動模組100在越過障礙物20的過程之中，物件仍可保持水平。

此外，萬向轉動模組100更包括一平衡桿186，各連桿170還包括一第三固定部176，第二固定部174位於第一固定部172與第三固定部176之間，二第三固定部176分別固定於平衡桿186的二端。在本實施例中，第三固定部176透過一固定件189a固定至平衡桿186。平衡桿186可讓二個連桿170同步轉動，而避免二連桿170轉動幅度不同而導致萬向轉動模組100的運動方向偏移。

另外，萬向轉動模組100更包括二第三彈性件188，各第三彈性件188的一端固定於第三固定部176，各第三彈性件188的另一端固定於對應的連桿固定座182。在本實施例中，固定件189a穿過第三彈性件188的一端而固定於連桿170的第三固定部176，另一固定件189b穿過第三彈性件188且固定於連桿固定座182。固定件189a、189b可以是螺絲，但固定件189a、189b的種類不以此為限制。第三彈性件188的設置可以使得萬向轉動模組100在越過障礙物20之後，連桿170能夠自動回到圖9所示的位 置。當然，在其他實施例中，也可以透過手動或是其他方式將連桿170拉正，能夠使連桿170自動回正的方式並不以此為限制。

本實施例的萬向轉動模組100透過上述設計在遇到障礙物20會有反作用力推半球型殼體150，連桿170便會以連桿轉軸184為中心轉動，等越過障礙物20後，第三彈性件188能夠將連桿170的第三固定部176拉回原位而完成越障。

綜上所述，本揭露的萬向轉動模組透過主體以沿著第一方向延伸的主軸為軸心相對於主軸轉動，二半球型殼體分別獨立於彼此並以沿著第二方向延伸的二第二部分為軸心相對於二第二部分轉動，且二滾輪分別以沿著第三方向延伸的軸心相對於二第二部分轉動，而能夠往任意方向運動。由於萬向轉動模組的重力與地面提供的正向力實質上通過同一位置，因此，本揭露的萬向轉動模組能在改變運動方向的過程中不會偏移預定路徑且不易傾倒與變形。此外，萬向轉動模組能夠快速組裝與拆卸，後續清潔維護相當方便，在運動時也能保持靜音，也能夠越障。

雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本揭露的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

D3‧‧‧第三方向

100‧‧‧萬向轉動模組

130‧‧‧滾輪

150‧‧‧半球型殼體

170‧‧‧連桿

180‧‧‧懸吊座

182‧‧‧連桿固定座

184‧‧‧連桿轉軸

186‧‧‧平衡桿

188‧‧‧第三彈性件

189a、189b‧‧‧固定件

Claims (10)

1. 一種萬向轉動模組，包括： 一主體，包括一第一部分及二第二部分，其中該第一部分包括沿一第一方向延伸的一貫穿槽，該二第二部分分別沿一第二方向凸出於該第一部分的相對二側； 一主軸，穿過該貫穿槽以樞接於該主體； 二軸承，沿該第二方向分別套設且樞接於該二第二部分； 二滾輪，沿一第三方向分別樞接於該二第二部分，其中該第一方向、該第二方向與該第三方向彼此垂直；以及 二半球型殼體，分別固定於該二軸承，各該半球型殼體包括位於球頂的一通孔，各該滾輪的一部分外露於對應的該通孔，其中 該萬向轉動模組透過該主體以沿著該第一方向延伸的該主軸為軸心相對於該主軸轉動，該二半球型殼體分別獨立於彼此並以沿著該第二方向延伸的該二第二部分為軸心相對於該二第二部分轉動，且該二滾輪分別以沿著該第三方向延伸的軸心相對於該二第二部分轉動，而往任意方向運動。
2. 如申請專利範圍第1項所述的萬向轉動模組，更包括： 至少二第一快拆組件，各該第一快拆組件包括一第一彈性件及一第一快拆銷，其中各該半球型殼體包括至少一第一快拆孔，該主體的該第一部分包括沿著該第三方向延伸且對應於該至少二個第一快拆孔的至少二凹口，各該第一彈性件位於對應的該凹口內，各該第一快拆銷配置在對應的該第一彈性件旁且穿過對應的該第一快拆孔。
3. 如申請專利範圍第1項所述的萬向轉動模組，更包括： 二第二快拆組件，各該第二快拆組件包括一第二彈性件及至少一第二快拆銷，其中各該滾輪包括沿著該第三方向延伸的一溝槽，該第二彈性件位於該溝槽內，各該第二部分包括連通於該溝槽的至少一第二快拆孔，各該第二快拆銷分別配置在該第二彈性件旁且穿過對應的該第二快拆孔。
4. 如申請專利範圍第3項所述的萬向轉動模組，其中各該第二部分包括連通於該至少一第二快拆孔的一凹陷區，該二滾輪分別位在該二凹陷區。
5. 如申請專利範圍第1項所述的萬向轉動模組，更包括： 二連桿，分別配置在該主體的二側，各該連桿包括一第一固定部，該二第一固定部分別固定至該主軸的二端。
6. 如申請專利範圍第4項所述的萬向轉動模組，更包括： 一懸吊座、二連桿固定座及二連桿轉軸，其中該二連桿固定座分別位在該懸吊座二側，各該連桿還包括一第二固定部，該二連桿轉軸分別樞接於該二連桿固定座且固定於該二第二固定部。
7. 如申請專利範圍第5項所述的萬向轉動模組，更包括： 一平衡桿，各該連桿還包括一第三固定部，該第二固定部位於該第一固定部與該第三固定部之間，該二第三固定部分別固定於該平衡桿的二端。
8. 如申請專利範圍第6項所述的萬向轉動模組，更包括： 二第三彈性件，各該第三彈性件的一端固定於該第三固定部，各該第三彈性件的另一端固定於對應的該連桿固定座。
9. 如申請專利範圍第1項所述的萬向轉動模組，其中各該滾輪在橫截該第三方向上的截面積從一中央部位往二側漸縮而呈一酒桶狀，且各該滾輪外露於該通孔的部位與旁邊的該半球型殼體的輪廓位在同一弧線上。
10. 如申請專利範圍第1項所述的萬向轉動模組，其中各該半球型殼體的材料硬度小於該主體的材料硬度。