[发明专利]一种全向轮

说明书

技术领域

本发明涉及一种轮子，尤其涉及一种全向轮。

背景技术

全向轮是一种可以朝任意方向移动的轮子。全向轮是在一个大轮子周围均匀分布若干从动轮，在大轮子的驱动下，从动轮可以朝任意方向自由转动。

当前的全向轮结构紧凑，安装复杂，只能在运动面比较平坦的情况下才能较好地实现全向运动的效果，并且在运动过程中容易导致全向运动失效；其次，该种全向轮承重较大，与地面的摩擦力更大，从而运动不够灵活；最后，该种全向轮主要应用于机器人的机理研究方面，其结构多采用辊轮端头固定的方式，这样轮毂轴上容易产生跳动，对辊轮产生冲击力，从而损失驱动功率，减少驱动的有效载荷。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种全向轮，该全向轮的结构组成在运动过程中十分灵活，能够很好地实现全向运动的效果；其次，辊子的结构避震强，产生的冲击力小，这样驱动的有效载荷做功效率高。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决： 

一种全向轮，包括上轮毂、下轮毂，所述上轮毂、下轮毂中部连接有垫套，所述上轮毂、下轮毂以及垫套固设在一起，所述上轮毂、下轮毂之间设有若干辊子，所述辊子通过轴承与螺栓可转动连接在上轮毂、下轮毂之间，所述辊子为两头小、中间大的中空圆柱形结构，所述辊子为不锈钢材料制造而成，所述辊子的中轴线与上轮毂或下轮毂的中轴线成45°角。

上述技术方案中，所述上轮毂、下轮毂之间分别设有置放辊子的卡槽，所述辊子通过上轮毂、下轮毂之间的通孔由轴承与螺栓可转动连接在上轮毂、下轮毂之间的卡槽内。

上述技术方案中，所述上轮毂、下轮毂之间设有辊子的个数为8个，所述8个辊子均匀分布在上轮毂、下轮毂之间。

上述技术方案中，所述垫套上设有螺纹孔，所述上轮毂、下轮毂以及垫套通过螺钉与垫套上的螺纹孔固定连接在一起。

有益效果：本发明与现有技术相比较，其具有以下有益效果：

本发明全向轮的结构组成在运动过程中十分灵活，能够很好地实现全向运动的效果；其次，辊子的结构避震强，产生的冲击力小，这样驱动的有效载荷做功效率高。

附图说明

图1为全向轮的主视图。

图2为全向轮的左视图。

图3为全向轮中辊子结构视图。

图4为全向轮移动机构的协调运动原理图。 

具体实施方式

参加图1～3，一种全向轮，包括上轮毂100、下轮毂200，作为优选，上轮毂100、下轮毂200使用钢板冲压成型，这样全向轮更加坚固而轻便。 

所述上轮毂100、下轮毂200中部连接有垫套300，所述上轮毂100、下轮毂200以及垫套300固设在一起，所述上轮毂100、下轮毂200之间设有若干辊子20，所述辊子20通过轴承30与螺栓40可转动连接在上轮毂100、下轮毂200之间，从而使辊子的结构避震强，产生的冲击力小，这样驱动的有效载荷做功效率高；所述辊子20为两头小、中间大的中空圆柱形结构，外形像腰鼓型。这样更方便滚动，全向轮在运动过程中十分灵活，能够很好地实现全向运动的效果。

所述辊子20为不锈钢材料制造而成，作为优选，采用的不锈钢材料为316的铬-镍奥氏体不锈钢，这种不锈钢是应用广泛的钢种，具有更好的抗氯化物腐蚀能力，所述辊子20的中轴线与上轮毂100或下轮毂200的中轴线成45°角。辊子20有三个自由度，在绕自身转动的同时又能绕车轴转动，还能绕辊子20与地面接触点的转动。这使得轮体本身也具备了三个自由度:绕轮轴的转动和沿辊子20中轴线垂线方向的平动及绕辊子20与地面接触点的转动。这样，驱动轮在一个方向上具有主动驱动能力的同时，另外一个方向也具有自由移动(被动移动)的运动特性。轮子的圆周不是由普通的轮胎组成，而是分布了许多辊子20，这些辊子20的外廓线与轮子的理论圆周相重合，并且辊子20能自由旋转。当电机驱动车轮旋转时，车轮以普通方式沿着垂直于驱动轴的方向前进，同时车轮周边的辊子20沿着其各自的轴线自由旋转。若干个这种车轮适当地组合就可以构成在平面上具有三个自由度(X方向平动、Y方向平动、绕中心垂直轴Z的转动)的全方位移动机构