[发明专利]摩擦驱动装置和牵引轮

说明书

技术领域

本发明涉及一种摩擦驱动装置和使用其作为驱动单元的万向车辆，特别是适用于摩擦驱动装置中的牵引轮。

背景技术

存在对于能够在前后方向和侧向方向上行进的车辆的需求。这种车辆对于需要在有限的空间内具有高机动性的车辆和机器人来说可能是有用的。万向车辆的主轮通常包括能够纵向和侧向行进的万向轮。WO2008132779A1(US2010096905A1)中公开的主轮包括刚性的环形构件和通过套管构件可转动地装配在环形构件上的像串珠的许多珠子一样的多个自由滚子。每个套管构件需要具有能够装配在环形构件上的弓形孔和完全柱形的外表面，使得自由滚子能够基本没有任何摩擦或间隙地转动。JP3820239B公开了万向轮的不同的例子。

这种万向轮，特别是在WO2008132779A1(US2010096905A1)中所公开的万向轮，可以有利地用于摩擦驱动装置和包含该摩擦驱动装置的万向车辆。在该现有专利公开所公开的万向车辆中包括由电动马达单独致动的一对驱动组件以及保持在驱动组件之间并且由驱动组件摩擦驱动的主轮。例如参照。每个驱动组件包括驱动盘和多个驱动滚子，所述驱动盘与另一驱动组件的驱动盘同轴地相对并且由框架可转动地支撑，所述驱动滚子以规律的间隔沿着驱动盘的周边倾斜地布置以单独地可转动。主轮包括环形的环形构件，其可转动地支撑沿着环形构件的周边长度布置的多个从动滚子(自由滚子)以能够绕环形构件的各个切线转动。从动滚子介于由两个各自的驱动盘可转动地支撑的两组驱动滚子之间。随着驱动盘被电动马达转动，从动滚子被驱动滚子摩擦驱动。当从动滚子通过驱动滚子绕环形构件的切线方向(或绕从动滚子的各自的中心线)转动时，车辆被沿侧向方向驱动。当主轮绕其中央轴线转动时，车辆被沿前后方向驱动。车辆的运动方向可以通过适当地调节两个驱动盘的转动速度之间的差来根据希望选择。

根据现有的提案，发现需要相当的努力和成本来构建这种类型的主轮(牵引轮)。特别地，每个套管构件必须被紧固至环形构件，同时提供完全柱形的外表面。并且环形构件要求相对高的制造成本。

此外，传统的布置可能不能提供最佳的性能。如果环形构件高度刚性，只有最下方的自由滚子接合路面使得最大侧向牵引受到限制。如果环形构件是弹性的，可以导致两个或更多个自由滚子同时接合路面。但是，如果环形构件不够刚性，邻接的自由滚子可能彼此轴向对准(平行于路面)，这防止驱动滚子和自由滚子之间的理想接合。并且，如果环形构件的刚度过低，邻接的自由滚子可能彼此接合或者彼此干涉使得主轮的性能严重受影响。

发明内容

根据现有技术的这些问题，本发明的主要目的是提供一种能够产生高侧向牵引的摩擦驱动装置。

本发明的第二目的是提供一种能够最小化摩擦阻力的摩擦驱动装置。

本发明的第三目的是提供一种制造经济的摩擦驱动装置。

本发明的第四目的是提供一种适用于摩擦驱动装置的牵引轮。

根据本发明，这些和其他目的可以通过提供一种摩擦驱动装置实现，该摩擦驱动装置包括：框架；一对驱动盘，其以大致同轴的关系彼此相对地由所述框架可转动地支撑；动力源，其用于单独地可转动地致动所述驱动盘；牵引轮，其介于所述驱动盘之间，所述牵引轮包括枢转地串联连接成环的多个关节活动构件以及由每个关节活动构件可转动地支撑以能够绕沿着所述环延伸的轴线转动的自由滚子；多个驱动滚子，其以大致规律的间隔角沿每个驱动盘的周边部分枢转地支撑并且以倾斜的角度接合所述自由滚子。

由此关节活动构件在不需要刚性环形构件的情况下允许自由滚子被保持成环。换句话说，关节活动构件起到之前提案的牵引轮的刚性环形构件和套管构件的作用。因此，可以减少部件的数量，提高生产率同时降低生产成本。

根据本发明的一种优选的实施方式，每个关节活动构件包括柱形构件，且相应的自由滚子绕所述柱形构件设置以能够绕柱形构件的中央轴线转动。

特别地，如果每对邻接的所述关节活动构件的相对的端面设有限定邻接的关节活动构件之间的关节活动角度的限制的抵靠表面，能够根据意愿选择邻接的关节活动构件之间的关节活动运动的限制。因此，在任何给定的时间点，可以使得希望数量的自由滚子接合路面或任何其他驱动对象。此外，能够防止邻接的自由滚子彼此干涉，从而防止牵引轮的摩擦阻力过度地增加。

本发明还提供包括使用牵引轮作为地面接触推进轮的上述摩擦驱动装置的万向车辆。

附图说明

下面将参照附图说明本发明。附图中：