电机减速器一体化麦克纳姆轮制造技术

一种电机减速器一体化麦克纳姆轮，包括：麦克纳姆轮本体，在麦克纳姆轮本体的回转中心设有固定中心轴，在固定中心轴上设有电机定子绕组和传动齿轮支架，在电机定子绕组外部套有电机转子；在固定中心轴上套有中心齿轮，在麦克纳姆轮本体的内侧设有内齿圈轮缘，在中心齿轮与内齿圈轮缘之间设有传动齿轮，并且，传动齿轮分别与中心齿轮、内齿圈轮缘啮合，所述的传动齿轮支架与传动齿轮转动连接且传动齿轮支架于传动齿轮的回转中心上实现转动连接。采用本实用新型专利技术电机减速器一体化麦克纳姆轮设计的全方位移动车，即可与普通车轮一样安装使用，简化车体结构设计，降低结构重量和制造维护成本。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种麦克纳姆轮，尤其涉及一种集成式电机减速器一体化麦克纳姆轮。
技术介绍
麦克纳姆轮(Meca皿m Wheel)是一种全方位移动车轮，1973年由瑞士人Bengt Lion技术，所以也叫Lion轮，而他工作于Meca皿m AB公司。该轮的特点是在传统车轮 的基础上，在轮缘上再沿与轴线成45°方向安装若干可以自由旋转的小滚子，这样在车轮 滚动时，小滚子就会产生测向运动。通过麦克纳姆轮的组合使用和控制，可以使车体产生运 动平面内的任意方向移动和转动。 1975年，Lion获得美国专利(专利号3， 746， 112，直接稳定自驱动车， "Directionally Stable Self Propelled Vehicle" ) ， 1980年美国海军买得该专利并进 行军事应用开发，1996年该专利失效后，美国及世界众多大学、研究机构和公司进行应用开发和再技术，应用领域涉及全方位移动的叉车、搬运车、轮椅、弹药运输车、移动机器人等。 采用全方位移动技术后，可以显著提高搬运效率和灵活性、减小货物存储空间 20% 30%、尤其对于狭小空间移动物体，具有不可取代的作用。目前，成功的应用例子有 美国AirTrix公司的Sidewinder全方位移动叉车、C0BRA全方位移动升降机、MP2全方位搬 运拖车、全方位弹药转载机；卡内基梅隆大学的全方位机器人、美国0minx公司的全方位移 动轮椅、喷气发动机全方位移动托架等产品。包括我国在内的世界众多大学也开展了麦克 纳姆轮的应用和控制研究，但是多集中在移动机器人方面的应用研究，形成产品的很少。 目前涉及麦克纳姆全方位移动机构的专利有 1、瑞士 Lion的美国专利"直接稳定自驱动车"(U. S. Pat. No. 3746112， "Directionally Stable Self Propelled Vehicle")，首先技术了麦可纳姆轮。 2、美国AirTrix公司的美国专利"低振动全方位轮"(U. S. Pat. No. 6340065，和 6547340，"Low Vibration Omni-Directional Wheel")，美国专利"低振动全方位轮设计 方法，，(U. S. Pat. No. 6394203， "Method for designing low_vibrationOmni_Directional Wheels")，美国专禾U "地面搬运设备用全方位自驱动车"(U. S. Pat. No. 5701966， "0mni_Directional self_propelled vehicle for ground handling ofequipment，，)在 Lion的基础上，针对载荷作用下，因麦可纳姆轮滚子与地面接触面积变化而导致弹性变形 不均匀，引起的车体上下振动，技术了低噪声全方位轮及其设计方法，并将该技术运用 于地面搬运车设计。 3、 美国专利"全方位武器装填车"(US Pat. No. 6668950， "Omni-directionalmunitions handling vehicle")，美国专利"飞机维护装置禾口维护方 法，，(US Pat. No. 6477730，"Aircraft maintenance apparatus and method of maintaining aircraft")，正在申请的美国专利"先进武器装填者"(US Pat. A卯.No. EP20050472003,"Advanced weapons loader")，都是将麦可纳姆轮运用于各类移动搬运装备的技术。 4、国内全方位车轮相关的专利有 哈工大阎国荣；张海兵的"一种全方位轮"(01209535. 4)、上海交大冷春涛；曹其 新；王美龄；刘伟豪，的"全方位轮"(200610024277. 3)和国防科学技术大学海丹；刘玉鹏； 郑志强；柳林；季秀才；刘斐的"全向轮"(200520052595. 1)，都是对垂直小滚子全向轮的一 种变化，不是麦克纳姆轮。 另外，国外有一些关于麦可纳姆轮运动控制的文章，如 1. Dickerson， S丄丄邻in， B. D. (1991). Control of an omni_directional robotic vehiclewith Mecanum wheels. In :National Telesystems Conference Proceedings,pp. 323-328， March 26-27， 1991， Atlanta, USA. 2. Nagatani， K. ;Tachibana， S. et al. (2000). Improvement of odometry for omni—directional vehicle using optical flow information. In -Proceedings of IEEE/RSJ Int.Conference on Intelligent Robots and Systems, pp.468-473， Oct 30_Nov 5， 2000， Tak咖atsu， Japan. 3. Francois Pin: 〃 A New Family of Omnidirectional and Holonomic Platforms for MobileRobots， 〃 IEEE Trans. On Robotics and Automation,Aug. 1994， vol. 10， No. 4 国内哈工大机器人所等单位进行过基于麦克纳姆轮的全方位移动机器人研究，但 国内关于麦克纳姆轮研究的论文较少。 目前，国际上麦克纳姆轮的驱动结构，都是将电机、减速器和麦克纳姆轮分体独立 设计，串联安装，结构尺寸大，材料消耗多，更换维护困难；迫切需要设计结构紧凑、维护性 好的新型麦克纳姆轮，本技术即是为此目的而设计的。
技术实现思路
本技术针对现有麦克纳姆轮驱动结构设计中，电机、减速器与轮体独立设计 安装而体积大等弊端，提供一种结构紧凑且便于应用的集成式电机减速器一体化麦克纳姆 轮。 本技术采用如下技术方案 —种电机减速器一体化麦克纳姆轮，包括麦克纳姆轮本体，在麦克纳姆轮本体 的回转中心设有固定中心轴，在固定中心轴上设有电机定子绕组和传动齿轮支架，在电机 定子绕组外部套有电机转子；在固定中心轴上套有中心齿轮，在麦克纳姆轮本体的内侧设 有内齿圈轮缘，在中心齿轮与内齿圈轮缘之间设有传动齿轮，并且，传动齿轮分别与中心齿 轮、内齿圈轮缘啮合，所述的传动齿轮支架与传动齿轮转动连接且传动齿轮支架于传动齿 轮的回转中心上实现转动连接。 与普通车轮安装结构一样，本技术采用中心轴安装结构设计；依据直流无刷 电机原理，本技术设计电机定子为内磁极，转子为外周磁极；根据内啮合固定轴行星齿 轮传动原理，电机转子带动中心轮转动，中心轮通过固定轴行星轮带动内齿圈转动；再在内 齿圈上设计麦克纳姆滚子支架用于安装麦克纳姆滚子，构成麦克纳姆轮。根据麦克纳姆轮4较宽的特点，将电机转子和定子与内啮合齿轮传动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机减速器一体化麦克纳姆轮，包括：麦克纳姆轮本体，其特征在于：在麦克纳姆轮本体的回转中心设有固定中心轴（１），在固定中心轴（１）上设有电机定子绕组（２）和传动齿轮支架（６），在电机定子绕组（２）外部套有电机转子（３）；在固定中心轴（１）上套有中心齿轮（７），在麦克纳姆轮本体的内侧设有内齿圈轮缘（９），在中心齿轮（７）与内齿圈轮缘（９）之间设有传动齿轮（８），并且，传动齿轮（８）分别与中心齿轮（７）、内齿圈轮缘（９）啮合，所述的传动齿轮支架（６）与传动齿轮（８）转动连接且传动齿轮支架（６）于传动齿轮（８）的回转中心上实现转动连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王兴松，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]