專利名稱：全方位輪及使用該全方位輪的全向移動平臺的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及運動機構領域，尤其是一種全方位輪及使用該全方位輪的全向移動平臺。
背景技術：
麥克納母輪是一種全方位移動車輪，該車輪的特點是在傳統車輪的基礎上，在輪緣上再沿與軸線呈45°方向安裝若干可以自由旋轉的小輥子，這樣在車輪滾動時，小輥子就會產生側向運動。通過麥克納母輪的組合使用和控制，可以使車體產生運動平面內的任意方向移動和轉動。目前，市場上基于麥克納母輪衍生的全方位輪有很多，這種全方位輪通常由主動輪和被動棍子組成，前者主動運動時后者能被動轉動。美國專利US6394203B1公開了一種用于萬向移動叉車的全方位輪，該全方位輪有一個剛性內置輪轂，輪轂圓周上支撐著6個輥子，輥子可繞自身的中心線自由轉動且其中心線與車輪軸線呈45°夾角，輥子以垂直于軸線的平面對稱剖分成兩半且與輪轂采用中心支撐、兩端懸臂結構，每半個輥子通過兩個角接觸軸承裝配在輥子軸上，軸承利用螺接在輥子軸上的螺母進行消隙；上述結構使得構成輥子的兩部分之間有較大的間隙，對應輥子與地面的接觸不連續，車輪滾動過程中會產生周期性振動，使得對應的移動平臺難以穩定移動，無法用于高速移動的場合。針對上述問題，中國專利ZL2011104182058公開了一種適用于高精度大承載的全方位輪，該全方位輪包括輪轂及輥子；輪轂包括左、右相對設置的左支撐轉盤、右支撐轉盤及連接在左、右支撐轉盤之間的軸套；輥子通過輥子軸可沿自身軸線轉動的裝配在輪轂上，具體地說，左、右支撐轉盤各自的內側設有安裝槽，輥子軸的兩端分別位于對應的兩個安裝槽中并通過設在安裝槽槽壁上的圓周緊固件固定，所述圓周緊固件為螺釘，所有輥子的外輪廓在輪轂的軸線方向上投影成一個整圓，輥子可以沿自身的軸線轉動，輥子的外輪廓作為全方位輪滾動時與地面的接觸面；該全方位輪解決了傳統的全方位輪在高速運轉時的震動頻率高的問題，但是，由于輥子是通過輥子軸與螺釘的配合裝配在輪轂上的，因此螺釘在全方位輪運轉的過程中需要承擔部分的力，而該部分力極易在螺釘與輥子軸的連接處集中而造成輥子軸損壞或螺釘變形，此種情況一旦出現，則必然會造成全方位輪的失效。因此該全方位輪存在強度差、易失效的問題。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種全方位輪，以解決現有的全方位輪的強度差、易失效的問題。由于會在運動過程中產生振動而造成的無法應用于高速移動場合的問題。同時，本實用新型的目的還在于提供使用上述全方位輪的全向移動平臺。為了解決上述問題，本實用新型的全方位輪采用以下技術方案一種全方位輪，包括輪轂及通過對應的輥子軸裝配在輪轂上的整體式輥子，輥子軸的軸線與輪轂的軸線之間具有45°的夾角，所述輥子軸的兩端凸出于對應的輥子且該凸出于輥子的部分上設有外螺紋，所述輪轂包括相對設置的左、右支撐轉盤以及同軸連接在左、右兩支撐轉盤之間的軸套，輥子軸的一端插裝在左支撐轉盤上設置的安裝孔中并通過螺母固定，右支撐轉盤在輥子軸固定在左支撐轉盤上后從右向左的靠攏軸套并與軸套可拆的固定連接，右支撐轉盤上設有用于在右支撐轉盤從右向左向軸套靠攏的過程中為輥子軸相對于右支撐轉盤的活動讓位的讓位孔，輥子軸遠離左支撐轉盤的一端插裝在對應的讓位孔中并通過螺母固定。所述軸套與左、右支撐轉盤之間各自通過兩組以上導向柱和導向孔在左右方向上導向配合。左支撐轉盤上的安裝孔的中心線與插裝在其中的輥子軸的軸線共線，輥子軸插裝在對應的安裝孔中的部分的外徑與其所在的安裝孔的孔徑相等。安裝孔包括從左支撐轉盤的內側至外側依次設置的通過段及定位段，所述通過段與定位段之間形成面向左支撐轉盤左方的臺階面，所述定位段中徑向防竄動的設有定位墊圈，定位墊圈被壓裝在安裝孔內的臺階面與對應的螺母之間，所述定位墊圈的內孔的中心線與對應的輥子軸的軸線共線，輥子軸的外徑與對應的定位墊圈的內孔的孔徑相等。所述讓位孔包括從右支撐轉盤的內側至外側依次設置的讓位段及限位段，所述讓位段與限位段之間形成面向右支撐轉盤右方的臺階面，所述限位段中徑向防竄動的設有限位墊圈，限位墊圈被壓裝在讓位孔內的臺階面與對應的螺母之間，所述限位墊圈的內孔的中心線與對應的輥子軸的軸線共線，輥子軸的外徑與對應的限位墊圈的內孔的孔徑相等。本實用新型的全向移動平臺采用以下技術方案一種全向移動平臺，包括平臺體及裝配在平臺體上的全方位輪，所述全方位輪包括輪轂及通過對應的輥子軸裝配在輪轂上的整體式輥子，輥子軸的軸線與輪轂的軸線之間具有45°的夾角，所述輥子軸的兩端凸出于對應的輥子且該凸出于輥子的部分上設有外螺紋，所述輪轂包括相對設置的左、右支撐轉盤以及同軸連接在左、右兩支撐轉盤之間的軸套，輥子軸的一端插裝在左支撐轉盤上設置的安裝孔中并通過螺母固定，右支撐轉盤在輥子軸固定在左支撐轉盤上后從右向左的靠攏軸套并與軸套可拆的固定連接，右支撐轉盤上設有用于在右支撐轉盤從右向左向軸套靠攏的過程中為輥子軸相對于右支撐轉盤的活動讓位的讓位孔，輥子軸遠離左支撐轉盤的一端插裝在對應的讓位孔中并通過螺母固定。所述軸套與左、右支撐轉盤之間各自通過兩組以上導向柱和導向孔在左右方向上導向配合。左支撐轉盤上的安裝孔的中心線與插裝在其中的輥子軸的軸線共線，輥子軸插裝在對應的安裝孔中的部分的外徑與其所在的安裝孔的孔徑相等。安裝孔包括從左支撐轉盤的內側至外側依次設置的通過段及定位段，所述通過段與定位段之間形成面向左支撐轉盤左方的臺階面，所述定位段中徑向防竄動的設有定位墊圈，定位墊圈被壓裝在安裝孔內的臺階面與對應的螺母之間，所述定位墊圈的內孔的中心線與對應的輥子軸的軸線共線，輥子軸的外徑與對應的定位墊圈的內孔的孔徑相等。所述讓位孔包括從右支撐轉盤的內側至外側依次設置的讓位段及限位段，所述讓位段與限位段之間形成面向右支撐轉盤右方的臺階面，所述限位段中徑向防竄動的設有限位墊圈，限位墊圈被壓裝在讓位孔內的臺階面與對應的螺母之間，所述限位墊圈的內孔的中心線與對應的輥子軸的軸線共線，輥子軸的外徑與對應的限位墊圈的內孔的孔徑相等。由于實用新型的全方位輪的輥子軸的兩端凸出于對應的輥子且該凸出于輥子的部分上設有外螺紋，輥子軸的一端插裝在左支撐轉盤上設置的安裝孔中并通過螺母固定，右支撐轉盤在輥子軸固定在左支撐轉盤上后從右向左的靠攏軸套并與軸套可拆的固定連接，右支撐轉盤上設有用于在右支撐轉盤從右向左向軸套靠攏的過程中為輥子軸相對于右支撐轉盤的活動讓位的讓位孔，輥子軸遠離左支撐轉盤的一端插裝在對應的讓位孔中并通過螺母固定，因此，在該全方位輪工作時，用于支撐輥子的部件為一體式的輥子軸，較之現有技術中靠螺釘與輥子軸結合的支撐輥子的形式，從根本上杜絕了螺釘與輥子軸的連接處的應力集中問題，另外，由于支撐輥子的部件僅為一體的輥子軸，也大大的提高了輥子軸的強度，從而可有效的解決輥子軸在與輪轂的配合處的變形問題的出現，解決了解決現有的全方位輪的強度差、易失效的問題。更進一步的，所述導向柱與導向孔的設置一方面方便了左、右支撐轉盤之間與軸套之間的準確裝配，另一方面也起到了防止左、右支撐轉盤相對于軸套轉動，即防止左右支撐轉盤發生相對轉動的作用；使左支撐轉盤上的安裝孔的中心線與插裝在其中的輥子軸的軸線共線，輥子軸插裝在對應的安裝孔中的部分的外徑與其所在的安裝孔的孔徑相等，可實現對輥子軸及輥子的精確安裝，保證輥子軸與軸套的中心線之間的角度；將安裝孔分為所述通過段及定位段可在方便輥子軸穿入(不需要再通過安裝孔直接定位輥子軸，安裝孔的孔徑可相對的做的更大一點)的同時保證輥子軸的安裝精度；讓位孔的限位段及限位段中的限位墊圈的設置可有效地防止輥子軸的對應端在右支撐轉盤上發生徑向偏移。
圖1是本實用新型的全方位輪的實施例1的結構示意圖；圖2是實用新型的全方位輪的實施例1的分解圖；圖3是軸套與左支撐轉盤的分解圖；圖4是輥子與左支撐轉盤的配合示意圖；圖5是右支撐轉盤在向軸套靠攏的過程中輥子軸剛剛進入對應的讓位孔中時的狀態圖；圖6是限位墊圈的裝配示意圖；圖7是本實用新型的全向移動平臺的結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型的全方位輪的實施例1，如圖1-6所示，包括輪轂及整體式的輥子11，輥子11通過對應的輥子軸12裝配在輪轂上，輥子11與對應的輥子軸12之間通過軸承裝配在一起且輥子軸12的兩端均凸出于對應輥子的兩端，該凸出于輥子的部分上設有外螺紋，另外，輥子軸12的軸線與輪轂的軸線之間呈45°的夾角，輪轂包括相對設置的左支撐轉盤13、右支撐轉盤14及連接在左、右支撐轉盤之間的軸套15，軸套15—方面將左、右支撐轉盤固定連接在一起，另一方面起到與對應的輪軸連接的作用，本實施例中，左、右支撐轉盤均是通過螺釘與軸套15可拆的連接在一起的，另外，軸套15的兩端分別設有兩個沿左右方向延伸的導向柱16，左、右支撐轉盤上分別設有與導向柱16對應的導向孔，軸套15與左、右支撐轉盤之間通過所述導向柱和導向孔在左右方向上導向配合；左支撐轉盤13的邊緣內側處設有安裝孔，輥子軸12的一端穿過該安裝孔并用螺母固定，從而將輥子11與左支撐轉盤13固定裝配在了一起，本實施例中，安裝孔的中心線與輪轂的中心線之間同樣具有45°的夾角，輥子軸12的軸線與其插入的安裝孔的中心線之間共線，安裝孔的孔徑與插在其中的輥子軸的外徑相等，從而使得安裝孔起到了定位輥子軸的作用，換言之，當輥子軸12一旦插入對應的安裝孔后便在安裝孔的作用下自動的與輪轂的中心線之間呈45°夾角；右支撐轉盤14的邊緣內側處設有讓位孔17，當輥子軸12的通過一端固定在左支撐轉盤13上后，右支撐轉盤14從右至左的向軸套15靠攏并固定在軸套15上，在右支撐轉盤14從右向左的靠近軸套15時，輥子軸遠離左支撐轉盤的一端進入與之對應的讓位孔中，讓位孔為輥子軸在右支撐轉盤向軸套靠近的過程中相對于右支撐轉盤的位移讓位，從而可防止右支撐轉盤在靠近軸套的過程中被輥子軸卡死，本實施例中，每個讓位孔均包括從右支撐轉盤的內側(左側)至外側(右側)依次設置的讓位段及限位段，所述讓位段與限位段之間形成面向右支撐轉盤右方的臺階面，所述限位段中徑向防竄動的設有限位墊圈18，限位墊圈18被壓裝在讓位孔內的臺階面與對應的螺母之間，限位墊圈的內孔的中心線與對應的輥子軸的軸線共線，輥子軸的外徑與對應的限位墊圈的內孔的孔徑相等，限位墊圈18的設置可有效地防止輥子軸的對應端在右支撐轉盤上發生徑向偏移或擺動。在本實用新型的全方位輪的其它實施例中，上述全方位輪的實施例1中所述的安裝孔還可以設為包括從左支撐轉盤的內側(右側)至外側依次設置的通過段及定位段，此種情況下，使所述通過段與定位段之間形成面向左支撐轉盤左方的臺階面，在定位段中徑向防竄動的設置定位墊圈，定位墊圈被壓裝在安裝孔內的臺階面與對應的螺母之間，使所述定位墊圈的內孔的中心線與對應的輥子軸的軸線共線，輥子軸的外徑與對應的定位墊圈的內孔的孔徑相等；還可將左支撐轉盤與軸套設為一體，僅將右支撐轉盤與軸套通過螺釘可拆的連接在一起。本實用新型的全向移動平臺的實施例1，如圖7所示，包括平臺體101及裝配在平臺體101上裝配的四個全方位輪102，全方位輪102的安裝形式為現有技術，此處不予贅述，全方位輪102本身的結構與上述全方位輪的實施例1的結構相同，此處不予贅述。
權利要求1.一種全方位輪，包括輪轂及通過對應的輥子軸裝配在輪轂上的整體式輥子，輥子軸的軸線與輪轂的軸線之間具有45°的夾角，其特征在于，所述輥子軸的兩端凸出于對應的輥子且該凸出于輥子的部分上設有外螺紋，所述輪轂包括相對設置的左、右支撐轉盤以及同軸連接在左、右兩支撐轉盤之間的軸套，輥子軸的一端插裝在左支撐轉盤上設置的安裝孔中并通過螺母固定，右支撐轉盤在輥子軸固定在左支撐轉盤上后從右向左的靠攏軸套并與軸套可拆的固定連接，右支撐轉盤上設有用于在右支撐轉盤從右向左向軸套靠攏的過程中為輥子軸相對于右支撐轉盤的活動讓位的讓位孔，輥子軸遠離左支撐轉盤的一端插裝在對應的讓位孔中并通過螺母固定。
2.根據權利要求1所述的全方位輪，其特征在于，所述軸套與左、右支撐轉盤之間各自通過兩組以上導向柱和導向孔在左右方向上導向配合。
3.根據權利要求1所述的全方位輪，其特征在于，左支撐轉盤上的安裝孔的中心線與插裝在其中的輥子軸的軸線共線，輥子軸插裝在對應的安裝孔中的部分的外徑與其所在的安裝孔的孔徑相等。
4.根據權利要求1所述的全方位輪，其特征在于，安裝孔包括從左支撐轉盤的內側至外側依次設置的通過段及定位段，所述通過段與定位段之間形成面向左支撐轉盤左方的臺階面，所述定位段中徑向防竄動的設有定位墊圈，定位墊圈被壓裝在安裝孔內的臺階面與對應的螺母之間，所述定位墊圈的內孔的中心線與對應的輥子軸的軸線共線，輥子軸的外徑與對應的定位墊圈的內孔的孔徑相等。
5.根據權利要求1-4任一項所述的全方位輪，其特征在于，所述讓位孔包括從右支撐轉盤的內側至外側依次設置的讓位段及限位段，所述讓位段與限位段之間形成面向右支撐轉盤右方的臺階面，所述限位段中徑向防竄動的設有限位墊圈，限位墊圈被壓裝在讓位孔內的臺階面與對應的螺母之間，所述限位墊圈的內孔的中心線與對應的輥子軸的軸線共線，輥子軸的外徑與對應的限位墊圈的內孔的孔徑相等。
6.一種全向移動平臺，包括平臺體及裝配在平臺體上的全方位輪，所述全方位輪包括輪轂及通過對應的輥子軸裝配在輪轂上的整體式輥子，輥子軸的軸線與輪轂的軸線之間具有45°的夾角，其特征在于，所述輥子軸的兩端凸出于對應的輥子且該凸出于輥子的部分上設有外螺紋，所述輪轂包括相對設置的左、右支撐轉盤以及同軸連接在左、右兩支撐轉盤之間的軸套，輥子軸的一端插裝在左支撐轉盤上設置的安裝孔中并通過螺母固定，右支撐轉盤在輥子軸固定在左支撐轉盤上后從右向左的靠攏軸套并與軸套可拆的固定連接，右支撐轉盤上設有用于在右支撐轉盤從右向左向軸套靠攏的過程中為輥子軸相對于右支撐轉盤的活動讓位的讓位孔，輥子軸遠離左支撐轉盤的一端插裝在對應的讓位孔中并通過螺母固定。
7.根據權利要求6所述的全向移動平臺，其特征在于，所述軸套與左、右支撐轉盤之間各自通過兩組以上導向柱和導向孔在左右方向上導向配合。
8.根據權利要求6所述的全向移動平臺，其特征在于，左支撐轉盤上的安裝孔的中心線與插裝在其中的輥子軸的軸線共線，輥子軸插裝在對應的安裝孔中的部分的外徑與其所在的安裝孔的孔徑相等。
9.根據權利要求6所述的全向移動平臺，其特征在于，安裝孔包括從左支撐轉盤的內側至外側依次設置的通過段及定位段，所述通過段與定位段之間形成面向左支撐轉盤左方的臺階面，所述定位段中徑向防竄動的設有定位墊圈，定位墊圈被壓裝在安裝孔內的臺階面與對應的螺母之間，所述定位墊圈的內孔的中心線與對應的輥子軸的軸線共線，輥子軸的外徑與對應的定位墊圈的內孔的孔徑相等。
10.根據權利要求6-9任一項所述的全向移動平臺，其特征在于，所述讓位孔包括從右支撐轉盤的內側至外側依次設置的讓位段及限位段，所述讓位段與限位段之間形成面向右支撐轉盤右方的臺階面，所述限位段中徑向防竄動的設有限位墊圈，限位墊圈被壓裝在讓位孔內的臺階面與對應的螺母之間，所述限位墊圈的內孔的中心線與對應的輥子軸的軸線共線，輥子軸的外徑與對應的限位墊圈的內孔的孔徑相等。
專利摘要本實用新型涉及運動機構領域，尤其是一種全方位輪及使用該全方位輪的全向移動平臺。全方位輪包括輪轂及通過輥子軸裝配在輪轂上的整體式輥子，輥子軸的兩端凸出于對應的輥子且該凸出于輥子的部分上設有外螺紋，輪轂包括相對設置的左、右支撐轉盤以及同軸連接在左、右兩支撐轉盤之間的軸套，輥子軸的一端插裝在左支撐轉盤上設置的安裝孔中并通過螺母固定，右支撐轉盤在輥子軸固定在左支撐轉盤上后靠攏軸套并與軸套可拆的固定連接，右支撐轉盤上設有用于在右支撐轉盤從右向左向軸套靠攏的過程中為輥子軸相對于右支撐轉盤的活動讓位的讓位孔，輥子軸遠離左支撐轉盤的一端插裝在對應的讓位孔中并通過螺母固定；解決了全方位輪的強度差、易失效的問題。
文檔編號B60B19/12GK202847324SQ20122046327
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月12日 優先權日2012年9月12日
發明者劉中新, 夏學軍, 王征宇, 張春亮 申請人:凱邁(洛陽)測控有限公司