[发明专利]一种液压调节滚子方向的麦克纳姆轮

说明书

一种液压调节滚子方向的麦克纳姆轮，涉及机电一体化领域，包括机械连接部和液压控制部；机械连接部包括第一轮毂和第二轮毂、第一轮辋和第二轮辋、滚子安装部以及轮毂轴；滚子安装部连接第一轮毂和第二轮毂，包括滚子和安装在滚子两端的球约束，球约束卡设在第一轮毂外围和第一轮辋之间、第二轮毂外围和第二轮辋之间；滚子有平行于第一轮毂和第二轮毂中心轴线的第一状态，和与第一轮毂和第二轮毂中心轴线成45°角倾斜的第二状态；轮毂轴第一端连接于第一轮毂，轮毂轴第二端固连于第二轮毂；液压控制部用于控制第一轮毂和第二轮毂发生相对运动，使得滚子在第一状态和第二状态变换；本发明结构巧妙，提高了麦克纳姆轮的速度适应性和使用寿命。

技术领域

本发明涉及机电一体化领域，具体涉及一种液压调节滚子方向的麦克纳姆轮。

背景技术

近年来，人工智能迅速发展，全方位移动设备的研究与开发，特别工作平台的原地零半径回转和横移的特点，如何在狭小空间实现的机动性受到广泛关注。目前国内外很多机构展开了全方位移动工作平台的研制工作，在车轮的设计制造、车轮的轮子配置方案、以及机器人的运动分析和路径规划等方面，进行了广泛的研究；基于麦克纳姆 轮具有整车机械结构简洁、运动控制灵活、通过性好等优点，近年来得到更为广泛的应用。

但是麦克纳姆轮具有摩擦力矩大，造成轮胎磨损大，动力损失大的缺点，如何对其进一步改进，提高麦克纳姆轮的速度适应性，降低其功耗，对麦克纳姆轮的应用范围推广具有现实意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种液压调节滚子方向的麦克纳姆轮，有效解决麦克纳姆轮具有摩擦力矩大，造成轮胎磨损大，动力损失的缺点。

为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：一种液压调节滚子方向的麦克纳姆轮，包括机械连接部和液压控制部；

所述机械连接部包括平行对称设置的第一轮毂和第二轮毂、第一轮毂外围间隙设置的第一轮辋和第二轮毂外围间隙设置的第二轮辋、滚子安装部以及穿设在第一轮毂和第二轮毂中心轴线上的轮毂轴，轮毂轴第一端通过螺纹连接第一轮毂，轮毂轴第二段固定连接第二轮毂，保证麦克纳姆轮结构的总体刚度；

所述滚子安装部用于连接第一轮毂和第二轮毂，包括若干滚子和安装在滚子两端的球约束，球约束使得滚子与球约束的角度不受轮毂轴中心线位置变化的影响；所述球约束分别卡设在第一轮毂外围和第一轮辋之间、第二轮毂外围和第二轮辋之间；所述滚子安装在第一轮毂和第二轮毂之间，且滚子至少有两种位置状态，定义滚子平行于第一轮毂和第二轮毂中心轴线为第一状态，滚子与第一轮毂和第二轮毂中心轴线成 45°角倾斜为第二状态；

所述液压控制部用于控制第一轮毂和第二轮毂发生相对运动，使得滚子在第一状态和第二状态之间变换。

进一步的，定义第一轮毂远离第二轮毂的底面为上底面；

所述第一轮毂上底面设置有沿中心轴线方向的环形壳体，所述环形壳体向第一轮毂外侧凸起；所述环形壳体内部侧壁上均匀设置有若干叶片限位板，环形壳体内部底面设置有承压板，所述叶片限位板底部抵接承压板，且承压板上底面设置有斜面导轨；

所述轮毂轴设置在第一轮毂和第二轮毂中心轴线上，轮毂轴第一端穿出承压板上底面，且叶片限位板抵接轮毂轴第一端；所述轮毂轴第一端凸出承压板部分的侧壁上均匀设置有若干轮毂轴叶片，轮毂轴叶片与环形壳体适配；所述轮毂轴叶片垂直承压板，与叶片限位板相邻设置；所述轮毂轴叶片底部抵接斜面导轨，且具有在斜面导轨上滑动的自由度，轮毂轴叶片与斜面导轨的综合应用，满足滚子方向调节时麦克纳姆轮在轮毂轴长度方向的变化；

所述轮毂轴第一端顶部设置有密封盖，所述密封盖与环形壳体适配，且密封盖与轮毂轴、承压板三者构成第一密封腔；所述第一密封腔内部的轮毂轴叶片和叶片限位板将第一密封腔分割为若干小密封腔；

所述轮毂轴第二端固连于第二轮毂，第二轮辋下底面沿中心轴线方向设置有向外侧凸起的空腔，轮毂轴第二端穿出第二轮毂下底面，与空腔适配。