[实用新型]一种重载全向移动轮

说明书

技术领域

本实用新型属于工业自动化、机器人技术领域，具体涉及一种重载全向移动轮。

背景技术

对于全向移动机构来说，全向轮为其实现运动的核心部件。目前，全向轮作为一种研究方向，包含类型广泛，现有几种较流行的全向轮结构分别为：万向轮、瑞士轮以及麦克拉姆轮。

万向轮：万向轮为生活中经常见到的一种全向移动结构，通常作为活动脚轮，常见的手推车和吊车大部分使用这种万向轮。万向轮具有结构简单，操作方便的优点。但其承载能力不强，不易实现电气化驱动。

瑞士轮：瑞士轮是目前国内开展的足球机器人中应用较多的一种全向轮结构。它由轮毂和小辊子组成，轮毂的轴线和辊子的轴线相对垂直。当轮毂转动时，小辊子可以自由转动。若干个瑞士轮通过适当组合便可以构成平面上具有三个自由度的全向移动机构。但瑞士轮的灵活性不够，对路面的要求高，适合于载荷不大的情况下使用。

麦克拉姆轮：麦克拉姆轮最早是由瑞典麦克拉姆公司提出的，是目前应用较为广泛的一种全向移动轮。将三个或四个麦克拉姆轮以一定的方式组合在一起就能实现全向移动。麦克拉姆轮结构比较复杂，加工精度要求高，但其移植性强，在工业和军事领域有广泛的应用，尤其是大吨位的结构，有很强的承载能力，具有很大的前景和研究意义。麦克拉姆轮一般由轮毂和辊子等几部分组成，在轮毂外围安装一周与轮毂轴线成一定角度的辊子，每个辊子不仅可以绕轮毂公转，而且在地面摩擦力的作用下绕自身自转，通过调节轮毂的速度可以改变辊子中心和速度的大小和方向。因此，若干麦克拉姆轮按一定规则组成的轮组系统，通过改变个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，使机器人实现平面上的全方位运动。由于结构关系，轮子承载能力一般都比较小，辊子的抗疲劳性也比较差，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。为了增加全向移动平台的承载能力，需要增大麦克拉姆轮的承载能力，对其轮毂结构和辊子的结构进行改进设计。因此适用于大吨位结构下使用，且具有全向移动能力的麦克拉姆轮成为领域内研究的热点及难点。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种重载全向移动轮，以现有的麦克拉姆轮为基础，通过改进的结构，成为大吨位的重载全向移动轮，可重载的全向移动平台使用。

本实用新型提供一种重载全向移动轮，包括轮毂和辊子，该轮毂外部为正棱柱形结构，内部为中空圆柱形结构，轮毂的每个外侧面上固定一个U型支架，每个U型支架的中间穿接有支撑转轴，支撑转轴通过两端的轴承支撑辊子，每个辊子的轴线与轮毂的轴线之间的夹角均相同。所述的轮毂外部为正十二棱柱、正十棱柱、正八棱柱结构；所述轮毂的材料为铝合金。所述的U型支架与轮毂之间通过销钉定位，通过螺钉进行固定，所述U型支架的材料为合金钢。所述的支撑转轴两端设置有螺纹，支撑转轴通过U型支架外部的锁紧螺母进行固定，所述支撑转轴的材料为合金钢。所述的辊子的外表面包覆有带有纹路的包胶层，辊子内部为铝合金材质的内核，每个辊子的轴线与轮毂的轴线之间的夹角均为45°。所述的轮毂的内部设置有连接轴套，通过连接轴套中心的电机转轴连接孔与电机输出轴相连接。

本实用新型具有的优点在于：

本实用新型中提供的一种重载全向移动轮，通过支架作为辊子的支撑，通过支撑转轴作为轮毂的支撑与转动的轴体，通过使用强度和刚度良好的U型支架与支撑转轴，增加全向移动轮的负载能力，解决了辊子直接连接于轮毂上带来的负载能力有限的技术问题，通过包胶层的纹理设计，增加了轮子的耐磨性和缓冲能力，解决了轮子易打滑的问题。使用本实用新型中不同数量的重载全向移动轮，按照不同的方式组合，可以实现全向移动的目的。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种重载全向移动轮的立体图；

图2是本实用新型提供的一种重载全向移动轮的左视图；

图3是本实用新型提供的一种重载全向移动轮的剖面图；

图4是本实用新型提供的一种重载全向移动轮的正视图；

图5是本实用新型中轮毂的结构示意图；

图6是本实用新型中辊子和支架的结构示意图；

图7是本实用新型中辊子和支架的截面示意图。

图中：1-轮毂；2-辊子；3-U型支架；4-连接轴套；5-电机转轴连接孔；6-销钉孔；7-螺钉孔；8-支撑转轴；9-销钉；10-螺钉；11-轴承；12-锁紧螺母；14-铝合金内核。

具体实施方式