[发明专利]多排式全向轮

说明书

技术领域

本发明涉及机器人移动领域，尤其涉及一种多排式全向轮。

背景技术

目前全向轮大多采用在一个大的主动轮周围均匀分布若干小轮的结构方式，主动轮由电机驱动，小轮可以自由滚动，使机器人在主动轮垂直方向侧滑时受到的是滚动摩擦，减少了摩擦阻力，起到良好的滚动效果。全向轮一般由2个内外轮毂组成，并成一定的角度错开，通过不同轮毂上的小轮轮流与地面接触来保持主动轮转动的平稳性，但通常相邻小轮之间的角度间隙较大，影响了主动轮滚动的平稳性。

发明内容

本发明的目的在于克服目前全向轮相邻小轮之间的角度间隙过大，滚动连续性较差的问题。所设计的全向轮支承部分采用内外交错成22.5度角的内外两层或两层以上互补轮毂结构，每层轮毂周围均匀分布有8个从动轮轮，减小相邻从动轮之间的角度间隙，内外轮毂支架设计成拔插式结构，可实现全向轮的多排安装，从而提供较大的承载能力和良好的轮地接触连续性，提高全向轮的转动平稳性。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：

本发明包括外轮毂支架，内轮毂支架，支撑轴，纺锤体从动轮，紧固盖板。

本发明所述的外轮毂支架与内轮毂支架的轮毂中心位置均有阶梯凸台结构，内轮毂支架的前端凸台能够伸入到外轮毂支架的后端凸台，形成装配和定位关系。外轮毂支架和内轮毂支架在支架圆周上均匀分布4个圆柱凸台结构，圆柱凸台位置互补，外轮毂支架与内轮毂支架通过这4个圆柱凸台结构直接配合联接，并用螺栓固定，安装后外轮毂支架与内轮毂支架呈22.5°角。外轮毂支架与内轮毂支架的边缘处均开有U型槽，用于安装支撑轴，U型槽内部和轮毂支架末梢均开有螺孔，分别用来固定支撑轴和紧固盖板。

本发明所述内轮毂支架和外轮毂支架上都有四个圆孔，在不降低结构强度的情况下节省材料，减小重量，并且轮毂支架材料可由高强度塑料代替铝合金，节约成本。

本发明所述的支撑轴两端呈扁平状，并开有螺孔，可两两首尾相接，8根支撑轴相互连接形成正八边形轴链结构，相邻支撑轴之间的夹角为135度，支撑轴与支撑轴的连接处通过M1.6螺钉固定在轮毂支架的U型槽内，由支撑轴组成的正八边形轴链结构可分担支撑轴所受压力，提高整体的结构强度。

本发明所述的紧固盖板呈扇形，并带有倒钩结构，倒钩处与轮毂支架的末梢端相连接，紧固盖板窄端开有通孔，通过M3螺钉固定在轮毂支架上，紧固盖板能够压住支撑轴，防止支撑轴从U型槽内掉落。

本发明所述的纺锤体小轮由滑动轴承，轴承套，纺锤体外圈组成，支撑轴与滑动轴承连接，滑动轴承连接轴承套，轴承套与纺锤体外圈相连，纺锤体外圈和轴承套采用橡胶硫化一体结构，纺锤体外圈两侧分别与滑动轴承的挡边接触，保证其不会产生轴向位移，纺锤体外圈采用耐磨橡胶材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

（1）内外轮毂支架通过轮毂中心处和圆周上的凸台结构直接配合联接，并通过轮毂的模块化设计实现多排轮的快速安装，而非局限于两排轮毂的安装，扩大了全向轮的承载范围。

（2）内外轮毂支架采用开槽设计，正八边形轴链镶嵌在轮毂的U型槽内，通过带有倒钩的紧固盖板固定，从动轮拆卸方便，便于维护。

（3）8个支撑轴首尾用螺钉连接形成正八边形轴链，并固定在内外轮毂支架的U型槽内，结构更加稳固。当单个从动轮着地时，相邻两个支撑轴会起到分担力的作用。

（4）每个轮毂均分布有8个小轮，减小了相邻从动轮的角度间隙，加强了从动轮与地面接触的连续性，从而提高全向轮的运动平稳性。

附图说明

图1是全向轮结构示意图；

图2是全向轮装配半剖视图；

图3是外轮毂支架示意图；

图4是正八边形轴链示意图；

图5是紧固盖板示意图；

图6是纺锤体从动轮剖视图；

图7是三排全向轮示意图；

图中：1.外轮毂支架，2.内轮毂支架，3.支撑轴，4.纺锤体从动轮，5.紧固盖板，6.M3螺钉，7.M1.6螺钉，8.滑动轴承，9.轴承套，10.纺锤体外圈。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明。