万向轮以及包括其的运输装置制造方法及图纸

本申请公开了一种万向轮以及包括其的运输装置。该万向轮包括轮体，与轮体轴连接的轮体支架，安装在轮体支架上的中间支架，以及安装在中间支架上的轮座，轮体支架与中间支架形成第一转动副，轮座与中间支架形成第二转动副，第一转动副的转轴穿过中间支架的安装中心并偏离轮体的径向中心，第二转动副的转轴偏离中间支架的安装中心并偏离轮体的径向中心，所述轮体的直径小于或等于50cm。根据本申请的万向轮具有两个用于转向的转动副，在万向轮转向时，两个转动副共同作用，减小了轮体的滑动距离，进而减小了万向轮的转向阻力。

Cardan wheel and its transportation device

【技术实现步骤摘要】
万向轮以及包括其的运输装置
本申请涉及运输装置领域，特别涉及一种万向轮。本申请还涉及包括这种万向轮的运输装置。
技术介绍
万向轮又称为活动脚轮，其能够在水平面中360度旋转以使得所承载的设备能沿各个方向移动。万向轮广泛应用于电子设备、医疗设备、物流设备等中。在现有技术中，万向轮的轮体中心与水平回转中心有一偏心距，这使得当设备转向时，万向轮会偏离出设备运行方向并回摆到设备运行方向。但是，在万向轮的回摆过程中，轮体会沿着设备运动方向相对地面产生较大的滑动，产生较大的转向阻力。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术提出了一种万向轮。根据本技术的万向轮具有两个用于转向的转动副，减小了万向轮的转向阻力。根据本技术第一方面的万向轮包括：轮体，与所述轮体轴连接的轮体支架，安装在所述轮体支架上的中间支架，以及安装在所述中间支架上的轮座，所述轮体支架与所述中间支架形成第一转动副，所述轮座与所述中间支架形成第二转动副，所述第一转动副的转轴穿过所述中间支架的安装中心并偏离所述轮体的径向中心，所述第二转动副的转轴偏离所述中间支架的安装中心并偏离所述轮体的径向中心，所述轮体的直径小于或等于50cm。在一个实施例中，所述第一转动副的转轴与所述轮体的径向中心之间的水平距离为第一偏心距，所述第二转动副的转轴与所述第一转动副的转轴之间的水平距离为第二偏心距，所述第一偏心距小于所述第二偏心距。在一个实施例中，所述第一偏心距与所述轮体的半径之比在1:3到1:1之间。在一个实施例中，所述第二偏心距与所述第一偏心距之比大于1:1小于等于2:1。在一个实施例中，所述轮体具有两个能够独立转动的子轮。在一个实施例中，在所述中间支架上还设置有平衡支撑件，所述平衡支撑件与所述轮座的顶面共同形成一个支撑面。在一个实施例中，所述平衡支撑件的安装中心和所述第二转动副的转轴与所述第一转动副的转轴的距离相等。在一个实施例中，所述平衡支撑件的顶部设置有滚动构件。在一个实施例中，所述轮体支架与所述中间支架通过角接触球轴承来连接，所述轮座与所述中间支架通过推力球轴承来连接。根据本技术第二方面的运输装置，包括车体和安装在所述车体下方的根据上文所述的万向轮。与现有技术相比，本技术的有益效果如下：本技术的万向轮具有轮体支架与中间支架形成第一转动副和轮座与中间支架形成第二转动副。这样，在万向轮转向时，轮体支架会转动并带动中间支架相应地转动，同时给轮体支架施加转动驱动力。在轮体与地面的摩擦力以及轮体支架受到的转动驱动力的共同作用下，轮体支架和轮体也会顺应地转动，从而实现轮体支架和轮体的回摆，进而实现万向轮的转向。在整个转向过程中，轮体主要发生转动，而基本上不发生滑动，这就极大地减小了万向轮的转向阻力，并且减轻了轮体的磨损。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1是根据本技术的一个实施例的万向轮的整体结构示意图。图2是图1的A-A剖视图。图3(a)～图3(d)是万向轮转向过程的示意图。图4是根据本技术的一个实施例的运输装置的整体结构示意图。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。图1示意性地显示了根据本技术的一个实施例的万向轮10。如图1所示，万向轮10包括轮体1，轮体支架2，安装在轮体支架2上的中间支架3和安装在中间支架3上的轮座4。轮体支架2通过转轴11与轮体1相连，以使得轮体1可以转动。轮座4可用于与运输装置的车体41(如图4所示)相连。轮体支架2与中间支架3形成第一转动副，轮座4与中间支架3形成第二转动副，第一转动副的转轴21穿过中间支架3的安装中心并偏离轮体1的径向中心23，第二转动副的转轴22偏离中间支架3的安装中心并偏离轮体1的径向中心23。例如，第二转动副的转轴22穿过中间支架3的边缘。应理解的是，中间支架3的安装中心并不一定是中间支架3的几何中心。应理解的是，对于中间支架3的安装中心而言，其并不一定是中间支架3的几何中心。然而，优选地，当中间支架3为中心对称形状时，例如圆形，正方形等时，安装中心可以为几何中心，这样中间支架3的受力保持平衡，有助于车体41的稳定。此外，在其他的实施例中，当中间支架3为非对称形状时，安装中心可以为中间支架3的装配位置的中心。在轮座4接受到转向力时，会带动中间支架3相同地转动。在中间支架3转动的同时，会给轮体支架2施加转动驱动力。在轮体1与地面的摩擦力以及该转动驱动力的共同作用下，轮体支架2和轮体1也会顺应地转动。这样，就实现了轮体支架2和轮体1回摆，从而实现万向轮10的转向。由此可知，在整个转向过程中，轮体1主要发生转动，而基本上不发生滑动，这就极大地减小了万向轮10的转向阻力，并且减轻了轮体1的磨损。在一个实施例中，轮体1的直径小于或等于50cm。专利技术人发现，对于直径较小的轮体1，例如尺寸大于或等于2cm小于或等于10cm的轮体1，其质量较小，转动灵活，特别适用于较为小型的运输装置或机器人；而对于直径较大的轮体1，例如尺寸大于10cm小于或等于50cm的轮体1，其载重可达到几吨，这适用于重量较大的大型运输装置或大型机器人。优选地，轮体1具有两个能够独立转动的子轮31、32，如图3(a)所示。在万向轮10转向时，可以通过子轮31和子轮32的滚动完成转向，这可以进一步减小万向轮10的转动阻力。优选地，第一转动副的转轴21与第二转动副的转轴22相互平行，例如均沿竖直方向。这样，万向轮10可以适配绝大多数的运输装置，而且可以极大地减小第一转动副和第二转动副受到的径向力，有助于增加万向轮10的使用寿命。优选地，轮体支架2与中间支架3通过角接触球轴承6来连接，轮座4与中间支架3通过推力球轴承7来连接。专利技术人发现，轮座4与中间支架3之间的径向力较小，而轮体支架2与中间支架3之间的径向力较大，为了承受不同的径向力，因此使用了不同的轴承。在这种情况下，轮体支架2与中间支架3的连接可下述方式来实现：在中间支架3上构造轴承室26，然后将角接触球轴承6安装在轴承室26中，再将一端与轮体支架2相连的螺栓24(对应于转轴21)与角接触球轴承6安装在一起。对于轮座4与中间支架3的连接：在轮座4上构造有插杆25(对应于转轴22)，在中间支架3的边缘(偏离轴承室26的位置)构造轴承室27；将推力球轴承7安装在轴承室27中，再将插杆25与推力球轴承7安装在一起，就实现了轮座4与中间支架3的连接。如图2所示，第一转动副的转轴21与轮体1的径向中心2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种万向轮，其特征在于，包括：轮体，与所述轮体轴连接的轮体支架，安装在所述轮体支架上的中间支架，以及安装在所述中间支架上的轮座，所述轮体支架与所述中间支架形成第一转动副，所述轮座与所述中间支架形成第二转动副，/n所述第一转动副的转轴穿过所述中间支架的安装中心并偏离所述轮体的径向中心，所述第二转动副的转轴偏离所述中间支架的安装中心并偏离所述轮体的径向中心，/n所述轮体的直径小于或等于50cm。/n

【技术特征摘要】
1.一种万向轮，其特征在于，包括：轮体，与所述轮体轴连接的轮体支架，安装在所述轮体支架上的中间支架，以及安装在所述中间支架上的轮座，所述轮体支架与所述中间支架形成第一转动副，所述轮座与所述中间支架形成第二转动副，
所述第一转动副的转轴穿过所述中间支架的安装中心并偏离所述轮体的径向中心，所述第二转动副的转轴偏离所述中间支架的安装中心并偏离所述轮体的径向中心，
所述轮体的直径小于或等于50cm。


2.根据权利要求1所述的万向轮，其特征在于，所述第一转动副的转轴与所述轮体的径向中心之间的水平距离为第一偏心距，所述第二转动副的转轴与所述第一转动副的转轴之间的水平距离为第二偏心距，所述第一偏心距小于所述第二偏心距。


3.根据权利要求2所述的万向轮，其特征在于，所述第一偏心距与所述轮体的半径之比在1:3到1:1之间。


4.根据权利要求2或3所述的万向轮，其特征在于，所述第二偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴超，赵路豪，
申请(专利权)人：杭州海康机器人技术有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33