[实用新型]重载自驱动全向轮

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种全向轮，特别是一种重载自驱动全向轮。

背景技术

目前国内飞机制造行业仍广泛采用传统的以人力或牵引车驱动为主要形式的运输方式。由于传统的飞机部件运输平台灵活性差，表现为不能侧向移动，需要较大的转弯半径，这就要求更大的工作空间；此外，传统飞机部件运输平台难以精确控制运动方向，在飞机部件对接时不但效率低，而且精度不高，因而传统飞机部件运输平台已不能适应现代飞机制造的要求。本专利旨在针对飞机制造行业特点，发明一种满足大尺寸、重载结构在狭窄空间内灵活运输的全向移动机构的驱动执行装置。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、运动平稳性强、承载能力大的重载自驱动全向轮。

重载自驱动全向轮，包括全向轮体、传动轴、联轴器、减速机及伺服电机，其特征在于：全向轮体由轮辐、沿圆周方向均匀分布在轮辐外圈的6-16个辊子心轴、安装在辊子心轴上的小辊子、两个使轮辐与辊子心轴定位的端盖组成，端盖与辊子心轴通过轴承连接，端盖与轮辐为固定连接；每个辊子心轴与传动轴轴线空间所成夹角相等为30-60度，相邻小辊子在空间分布上具有重合度，所有小辊子组成的外廓包络面是一个与车轮的理论轮廓面重合圆柱面。

小辊子为两端细中间粗的鼓形。该结构可确保小辊子运动过程中与地面连续接触。

每个辊子心轴与传动轴轴线空间所成夹角均为45°为优选方案，此结构下效率最高。

小辊子在空间分布上有一定重合度，可保证全向轮运动过程中，与地面接触的小辊子之间平稳过渡。上述自驱动全向轮结构简单、运动灵活平稳、承载能力强。安装了本实用新型的移动机构能在保持姿态不变的前提下，实现前后、左右、斜向移动及原地零半径转弯，并能按任意指定路径连续运动，适合于在工作空间狭窄或拥挤的场合使用。

与当前常见的运输移动平台相比，安装本专利所涉及的自驱动全向轮的飞机部件运输全向移动平台能够在保持车体姿态不变的前提下，实现前后、左右、斜向及原地零半径转弯，并能按任意指定路径做连续运动，从而实现车间级狭窄空间作业环境下的灵活运动。

附图说明

图1为飞机部件运输全向移动平台的轴侧视图；

图2为自驱动全向轮的结构示意图；

图3为辊子生成图；

图4为辊子尺寸与车轮尺寸的关系；

图5为全方位轮径向两相邻辊子的关系；

图6为全方位车轮轴向两相邻辊子的关系；

图7为全向轮体的装配示意图；

图8为安装自驱动全向轮的移动平台的运动分析图；

表1为实施例中辊子具体参数。

图中：11-车身，12-自驱动全向轮，13-减震机构，14-控制装置，121-全向轮体，122-传动轴，123-联轴器，124-减速机，125-伺服电机，1210-小辊子，1211-辊子心轴，1212-轮辐，1213-轴承，1214-端盖，1215-螺栓.。

具体实施方式

下面结合说明书附图，为本实用新型自驱动全向轮和飞机部件运输全向移动平台的一个较佳实施例。

如图2所示，自驱动全向轮包括全向轮体121、传动轴122、联轴器123、减速机124及电机125。电机125的输出轴与减速机124的输入端相连，减速机124输出轴通过联轴器123与传动轴122相连，传动轴122与全向轮体121相连接，全向轮体在传动轴上的轴向位置固定由轴肩和螺母实现。

假设图3中的圆柱为全向轮，以车轮车轴方向为Z轴建立坐标系。R为全向轮半径，b为全向轮宽度，则圆柱表面的曲线AB为全向轮运动过程中圆周辊子与地面相接触的轨迹线。根据几何关系可以得到曲线AB为一条等速螺旋线，也为辊子的外廓线，其绕一条与全向轮轴线成η夹角的轴旋转一周得到的曲面即为辊子的轮廓面。曲线AB在车轮底面的投影为曲线AC。图4是辊子生成的简易图，图5是在轮子圆周方向的平面展开图，图6是在车轮轴线方向上的投影。

第一、设计重载自驱动全向轮关键参数如下：

a)全向轮半径R(mm)；

b)全向轮宽度b(mm)；

c)辊子最小端半径α(mm)；

d)辊子最大半径r_Rol(mm)；

e)偏置角η(rad)，即辊子轴线与轮子Z轴的夹角；

f)辊子的数目n；

g)辊子的长度L(mm)；

h)车轮轴线方向上，辊子对应车轮的中心角θ(rad)；