一种重载全向移动轮制造技术

本实用新型专利技术提供了一种重载全向移动轮，属于工业自动化、机器人技术领域，该重载全向移动轮包括轮毂、辊子等部件。该轮毂为正棱柱形结构，内部为中空圆柱形，轮毂的每个外侧面上固定一个U型支架，每个U型支架的中间穿接有支撑转轴，支撑转轴通过两端的轴承支撑一个辊子，每个辊子的轴线与轮毂的轴线之间的夹角均相同。轮毂内圈设置有连接轴套，与传动的电机输出轴相连接。本实用新型专利技术提出的一种重载全向移动轮，通过改进全向移动轮的结构和包胶工艺，使用强度和刚度良好的支架、支撑转轴、轮毂及在包胶层外部设置的纹理，解决了轮子承载能力比较小、易打滑、包胶层耐磨性差、辊子的抗疲劳性较差、长时间运动会发生疲劳断裂等问题。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于エ业自动化、机器人
，具体涉及ー种重载全向移动轮。
技术介绍
对于全向移动机构来说，全向轮为其实现运动的核心部件。目前，全向轮作为ー种研究方向，包含类型广泛，现有几种较流行的全向轮结构分别为万向轮、瑞士轮以及麦克拉姆轮。万向轮万向轮为生活中经常见到的一种全向移动结构，通常作为活动脚轮，常见的手推车和吊车大部分使用这种万向轮。万向轮具有结构简单，操作方便的优点。但其承载能力不强，不易实现电气化驱动。瑞士轮瑞士轮是目前国内开展的足球机器人中应用较多的ー种全向轮结构。它由轮毂和小辊子组成，轮毂的轴线和辊子的轴线相对垂直。当轮毂转动时，小辊子可以自由转动。若干个瑞士轮通过适当组合便可以构成平面上具有三个自由度的全向移动机构。但瑞士轮的灵活性不够，对路面的要求高，适合于载荷不大的情况下使用。麦克拉姆轮麦克拉姆轮最早是由瑞典麦克拉姆公司提出的，是目前应用较为广泛的ー种全向移动轮。将三个或四个麦克拉姆轮以一定的方式组合在一起就能实现全向移动。麦克拉姆轮结构比较复杂，加工精度要求高，但其移植性強，在エ业和军事领域有广泛的应用，尤其是大吨位的结构，有很强的承载能力，具有很大的前景和研究意义。麦克拉姆轮一般由轮毂和辊子等几部分组成，在轮毂外围安装一周与轮毂轴线成一定角度的辊子，每个辊子不仅可以绕轮毂公转，而且在地面摩擦力的作用下绕自身自转，通过调节轮毂的速度可以改变辊子中心和速度的大小和方向。因此，若干麦克拉姆轮按一定规则组成的轮组系统,通过改变个轮毂的速度的线性组合,进而控制运动系统中心合速度的大小和方向，使机器人实现平面上的全方位运动。由于结构关系，轮子承载能力一般都比较小，辊子的抗疲劳性也比较差，长时间运动会发生疲劳断裂，同时加工和安装方式都比较困难。为了增加全向移动平台的承载能力，需要增大麦克拉姆轮的承载能力，对其轮毂结构和辊子的结构进行改进设计。因此适用于大吨位结构下使用，且具有全向移动能力的麦克拉姆轮成为领域内研究的热点及难点。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本技术提供一种重载全向移动轮，以现有的麦克拉姆轮为基础，通过改进的结构，成为大吨位的重载全向移动轮，可重载的全向移动平台使用。本技术提供一种重载全向移动轮，包括轮毂和辊子，该轮毂外部为正棱柱形结构，内部为中空圆柱形结构，轮毂的每个外侧面上固定ー个U型支架，每个U型支架的中间穿接有支撑转轴，支撑转轴通过两端的轴承支撑辊子，每个辊子的轴线与轮毂的轴线之间的夹角均相同。所述的轮毂外部为正十二棱柱、正十棱柱、正八棱柱结构；所述轮毂的材料为铝合金。所述的U型支架与轮毂之间通过销钉定位，通过螺钉进行固定，所述U型支架的材料为合金钢。所述的支撑转轴两端设置有螺纹，支撑转轴通过U型支架外部的锁紧螺母进行固定，所述支撑转轴的材料为合金钢。所述的辊子的外表面包覆有带有纹路的包胶层，辊子内部为铝合金材质的内核，每个辊子的轴线与轮毂的轴线之间的夹角均为45°。所述的轮毂的内部设置有连接轴套，通过连接轴套中心的电机转轴连接孔与电机输出轴相连接。本技术具有的优点在于本技术中提供的一种重载全向移动轮，通过支架作为辊子的支撑，通过支撑转轴作为轮毂的支撑与转动的轴体，通过使用強度和刚度良好的U型支架与支撑转轴，增加全向移动轮的负载能力，解决了辊子直接连接于轮毂上帯来的负载能力有限的技术问题，通过包胶层的纹理设计，増加了轮子的耐磨性和缓冲能力，解决了轮子易打滑的问题。使用本技术中不同数量的重载全向移动轮，按照不同的方式组合，可以实现全向移动的目的。附图说明图1是本技术提供的一种重载全向移动轮的立体图；图2是本技术提供的一种重载全向移动轮的左视图；图3是本技术提供的一种重载全向移动轮的剖面图；图4是本技术提供的一种重载全向移动轮的正视图；图5是本技术中轮毂的结构示意图；图6是本技术中辊子和支架的结构示意图；图7是本技术中辊子和支架的截面示意图。图中1_轮毂；2-辊子；3_U型支架；4_连接轴套；5_电机转轴连接孔；6_销钉孔；7-螺钉孔；8_支撑转轴；9-销钉；10_螺钉；11_轴承；12_锁紧螺母；14_铝合金内核。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术作进ー步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本技术井能予以实施，但所举实施例不作为对本技术的限定。本技术提出一种重载全向移动轮，如图1 图4所示，包括轮毂I和辊子2，该轮毂2的内部为中空圆柱形结构,外部为正棱柱结构,优选为正六棱柱以上的正棱柱,并进一歩优选为正六棱柱以上的正棱柱，轮毂I的材料选择高強度的铝合金材料。所述的轮毂2的内部的内圈中设置有连接轴套4，如图5所示，该连接轴套4为具有一定厚度的圆盘结构，圆盘的中心为电机转轴连接孔5，用于与电机输出轴相连接，同时增加电机输出轴的受カ面积，提高电机输出轴承载能力。该连接轴套4位于内圈的顶部或底部，可以与内圈一体成型。外部的正棱柱结构的每个侧面上均设置有销钉孔6和螺钉孔7，通过销钉孔6和螺钉孔7实现与U型支架3的定位和固定，进而通过U型支架3连接辊子2。优选的在侧面上对称的四个方位対称的设置有四个螺钉孔7，通过螺钉10与U型支架3相固定，在四个螺钉孔的中心具有ー个销钉孔6，通过销钉9与U型支架3相定位。每个U型支架3的中间穿接有支撑转轴8，所述的辊子2通过支撑转轴8固定于U型支架3上，如图6和图7所示，U型支架3的底部通过螺钉10、销钉9固定于轮毂的外圈的螺钉孔7、销钉孔6上，且轮毂2与支撑转轴8通过轴承11进行定位。支撑转轴8的两端设置有锁紧螺母12。所述的辊子2优选为外表面包覆有带纹路的包胶层13，内部为硬质铝合金材质的内核14，增加辊子2的载重能力，通过带纹路的包胶层13的设计，解决了全向移动轮易打滑、耐磨性差、抗疲劳性差、易发生疲劳断裂等技术问题。所述轮毂I的每个外侧面上设置的每个辊子2的方向均一致，即每个辊子2的轴线与轮毂I的轴线之间的夹角均相同，优选为45°。且每个U型支架3的设置方向也均相同，即U型支架3的设置方向与支撑转轴8的设置方向一致，进而每个U型支架3与轮毂轴线成相同的角度。所述的轮毂I为高强度铝合金材料，U型支架3、连接轴套4和支撑转轴8的材料均为合金钢材料。本技术中的重载全向移动轮通过U型支架3作为辊子2的支撑，通过支撑转轴8作为轮毂I的支撑与转动的轴体，因此选择強度和刚度良好的支架3与支撑转轴8显得尤为重要，通过增加U型支架3的设计，避免了直接将麦克拉姆轮辊子2连接于轮毂I上，増加了负载能力，通过不同数量的重载全向移动轮按照不同的方式组合，就可以实现全向移动。以上所述实施例仅是为充分说明本技术而所举的较佳的实施例，本技术的保护范围不限于此。本
的技术人员在本技术基础上所作的等同替代或变换，均在本技术的保护范围之内。本技术的保护范围以权利要求书为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种重载全向移动轮，其特征在于：包括轮毂和辊子，该轮毂外部为正棱柱形结构，内部为中空圆柱形结构，轮毂的每个外侧面上固定一个U型支架，每个U型支架的中间穿接有支撑转轴，支撑转轴通过两端的轴承支撑辊子，每个辊子的轴线与轮毂的轴线之间的夹角均相同。

【技术特征摘要】
1.一种重载全向移动轮，其特征在于:包括轮毂和辊子，该轮毂外部为正棱柱形结构，内部为中空圆柱形结构，轮毂的每个外侧面上固定ー个U型支架，每个U型支架的中间穿接有支撑转轴，支撑转轴通过两端的轴承支撑辊子，每个辊子的轴线与轮毂的轴线之间的夹角均相同。2.根据权利要求1所述的重载全向移动轮，其特征在于:所述的轮毂外部为正十二棱柱、正十棱柱、正八棱柱结构；所述轮毂的材料为铝合金。3.根据权利要求2所述的重载全向移动轮，其特征在于:所述的U型支架与轮毂之间通过销钉定位，通过螺钉进行固定，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡建军，林梨堤，高一夫，
申请(专利权)人：武汉汉迪机器人科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：