專利名稱：：一種內(nèi)嵌離合器式麥克納姆車輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬車輛工程中一種全方位移動車輪，具體來說，涉及一種內(nèi)嵌離合器式麥克納姆車輪。
背景技術(shù)：
：麥克納姆輪(MecanumWheel)是一種全方位移動車輪，1973年由瑞士人BengtLion發(fā)明，所以也叫Lion輪,而他工作于MecanumAB公司。該輪的特點(diǎn)是在傳統(tǒng)車輪的基礎(chǔ)上，在輪緣上再沿與軸線成45ο方向安裝若干可以自由旋轉(zhuǎn)的小滾子，這樣在車輪滾動時(shí)，小滾子就會產(chǎn)生側(cè)向運(yùn)動。通過麥克納姆輪的組合使用和控制，可以使車體產(chǎn)生運(yùn)動平面內(nèi)的任意方向移動和轉(zhuǎn)動。1975年，Lion獲得美國專利(專利號3，746，112，直接穩(wěn)定自驅(qū)動車，“DirectionallyStableSelfPropelledVehicle”)，1980年美國海軍買得該專利并進(jìn)行軍事應(yīng)用開發(fā)，1996年該專利失效后，美國及世界眾多大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)和公司進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)和再發(fā)明，應(yīng)用領(lǐng)域涉及全方位移動的叉車、搬運(yùn)車、輪椅、彈藥運(yùn)輸車、移動機(jī)器人等。采用全方位移動技術(shù)后，可以顯著提高搬運(yùn)效率和靈活性、減小貨物存儲空間20%30%、尤其對于狹小空間移動物體，具有不可取代的作用。目前，成功的應(yīng)用例子有美國AirTrix公司的Sidewinder全方位移動叉車、COBRA全方位移動升降機(jī)、MP2全方位搬運(yùn)拖車、全方位彈藥轉(zhuǎn)載機(jī)；卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的全方位機(jī)器人、美國Ominx公司的全方位移動輪椅、噴氣發(fā)動機(jī)全方位移動托架等產(chǎn)品。包括我國在內(nèi)的世界眾多大學(xué)也開展了麥克納姆輪的應(yīng)用和控制研究，但是多集中在移動機(jī)器人方面的應(yīng)用研究，形成產(chǎn)品的很少。目前，國際上的基于麥克納姆輪的全方位移動機(jī)構(gòu)，都采用四個(gè)電機(jī)驅(qū)動、并進(jìn)行轉(zhuǎn)速精確控制，然后經(jīng)減速后分別驅(qū)動四個(gè)輪子轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)車體的全方位移動。但是，當(dāng)電機(jī)或減速器出現(xiàn)故障時(shí)，車體難以移動，需要耗費(fèi)大量的人力推動車體移動。復(fù)雜工程工作環(huán)境，迫切要求可以在動力源出現(xiàn)故障時(shí)，全方位車輛能輕松推動，本發(fā)明即是為此目的而設(shè)計(jì)的。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題:本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種內(nèi)嵌離合器式麥克納姆車輪，在裝有麥克納姆輪的車輛出現(xiàn)動力源故障時(shí)，通過外部操縱使得車輪軸與傳動軸分離，繼而輕松推動車體移動，同時(shí)，車輪裝卸方便，安全可靠。技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種內(nèi)嵌離合器式麥克納姆車輪，該車輪包括設(shè)有內(nèi)腔的輪轂、車輪傳動軸、螺母，以及位于輪轂內(nèi)腔中的減速器傳動軸、端面設(shè)有離合爪的牙嵌式傳動軸、圓螺母、端面設(shè)有離合爪的牙嵌式離合套、撥叉、壓簧和兩個(gè)軸承；減速器傳動軸和牙嵌式傳動軸的端面固定連接，軸承套裝在牙嵌式傳動軸的外表面，軸承的外環(huán)與輪轂的內(nèi)壁配合，輪轂的內(nèi)壁上設(shè)有凸臺，凸臺嵌至在兩個(gè)軸承之間；圓螺母套裝在牙嵌式傳動軸的外表面，且圓螺母的端面與一個(gè)軸承的端面相抵；牙嵌式傳動軸上設(shè)有離合爪的端面和牙嵌式離合套上設(shè)有離合爪的端面相對，車輪傳動軸包括端面、與端面固定連接的軸體，車輪傳動軸的端面通過螺栓固定連接在輪轂上，車輪傳動軸的軸體位于牙嵌式傳動軸的內(nèi)腔中；牙嵌式離合套上設(shè)有凹槽，撥叉的一端和牙嵌式離合套的凹槽相配合，撥叉的另一端穿過車輪傳動軸的端面，并通過螺母固定連接在車輪傳動軸端面外側(cè)；壓簧套裝在車輪傳動軸的軸體上，且壓簧位于牙嵌式離合套和車輪傳動軸的端面之間。進(jìn)一步，所述的內(nèi)嵌離合器式麥克納姆車輪，還包括軸承套，軸承套套裝在牙嵌式傳動軸的外側(cè)，且軸承套和牙嵌式傳動軸間隙配合，兩個(gè)軸承的內(nèi)環(huán)分別和軸承套過盈配口ο進(jìn)一步，所述的內(nèi)嵌離合器式麥克納姆車輪，還包括調(diào)整墊片和螺母止動墊圈，調(diào)整墊片和螺母止動墊圈套裝在牙嵌式傳動軸的外側(cè)，且調(diào)整墊片和螺母止動墊圈布設(shè)在圓螺母和軸承之間，且調(diào)整墊片與軸承端面相貼。有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益效果:(I)在動力源出現(xiàn)故障時(shí)，車體仍然能被輕松移動。在本發(fā)明的內(nèi)嵌離合器式麥克納姆車輪中，當(dāng)動力源出現(xiàn)故障時(shí)，擰動螺母，移動撥叉，使牙嵌式傳動軸上的離合爪與牙嵌式離合套上的離合爪相互分開，進(jìn)而使離合器處于分離狀態(tài)。另外，車輪輪轂與端面設(shè)有離合爪的牙嵌式傳動軸是通過軸承連接的，當(dāng)推動車體時(shí)，只需克服車輪與地面之間的摩擦力即可。(2)車輪裝卸、安裝方便。在本發(fā)明的內(nèi)嵌離合器式麥克納姆車輪中，只需將車輪傳動軸連帶著與之連接的牙嵌式離合套、撥叉、壓簧、螺母作為一個(gè)整體，從輪轂上卸下，再將調(diào)整墊片、螺母止動墊圈、圓螺母從牙嵌式傳動軸上卸下，整個(gè)車輪便能連著軸承和軸承套作為一個(gè)整體，輕松拆卸，方便維修。安裝時(shí)，亦如此，步驟與拆卸時(shí)相反。(3)由于采用內(nèi)嵌式離合器，結(jié)構(gòu)緊湊。在本發(fā)明的內(nèi)嵌離合器式麥克納姆車輪中，離合器內(nèi)嵌在車輪輪轂內(nèi)，沒有占用額外的空間，又很好的利用了輪轂內(nèi)的空余空間，結(jié)構(gòu)緊湊。(4)離合操作方便。在本發(fā)明的內(nèi)嵌離合器式麥克納姆車輪中，讓離合器分離時(shí)，只需擰動螺母；讓離合器結(jié)合時(shí)，只需將之前擰動的螺母擰回原來位置，牙嵌式離合套便能依靠壓簧的彈力輕松、準(zhǔn)確的與牙嵌式傳動軸嚙合。圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖視圖。圖2為本發(fā)明的正視圖。圖3為本發(fā)明的側(cè)視圖。圖中有:輪轂1、減速器傳動軸2、牙嵌式傳動軸3、軸承套4、圓螺母5、牙嵌式離合套6、撥叉7、壓簧8、車輪傳動軸9、螺母10、軸承11、調(diào)整墊片12、螺母止動墊圈13、凸臺101。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。如圖1至圖3所示，本發(fā)明的一種內(nèi)嵌離合器式麥克納姆車輪，包括設(shè)有內(nèi)腔的輪轂1、車輪傳動軸9、螺母10，以及位于輪轂I內(nèi)腔中的減速器傳動軸2、端面設(shè)有離合爪的牙嵌式傳動軸3、圓螺母5、端面設(shè)有離合爪的牙嵌式離合套6、撥叉7、壓簧8和兩個(gè)軸承11。輪轂I的內(nèi)腔中設(shè)有離合器。減速器傳動軸2和牙嵌式傳動軸3的端面固定連接，軸承11套裝在牙嵌式傳動軸3的外表面，軸承11的外環(huán)與輪轂I的內(nèi)壁配合。輪轂I的內(nèi)壁上設(shè)有凸臺101，凸臺101嵌至在兩個(gè)軸承11之間。圓螺母5套裝在牙嵌式傳動軸3的外表面，且圓螺母5的端面與一個(gè)軸承11的端面相抵。牙嵌式傳動軸3上設(shè)有離合爪的端面和牙嵌式離合套6上設(shè)有離合爪的端面相對。當(dāng)牙嵌式傳動軸3的離合爪和牙嵌式離合套6的離合爪相配合時(shí),牙嵌式傳動軸3的轉(zhuǎn)動,能夠帶動牙嵌式離合套6轉(zhuǎn)動；當(dāng)牙嵌式傳動軸3的離合爪和牙嵌式離合套6的離合爪分離時(shí)，牙嵌式傳動軸3的轉(zhuǎn)動，不能夠帶動牙嵌式離合套6轉(zhuǎn)動，牙嵌式離合套6停止轉(zhuǎn)動。車輪傳動軸9包括端面和與端面固定連接的軸體。車輪傳動軸9的端面通過螺栓固定連接在輪轂I上，車輪傳動軸9的軸體位于牙嵌式傳動軸3的內(nèi)腔中。牙嵌式離合套6上設(shè)有凹槽，撥叉7的一端與牙嵌式離合套6的凹槽相配合，撥叉7的另一端穿過車輪傳動軸9的端面，并通過螺母10固定連接在車輪傳動軸9端面外側(cè)。壓簧8套裝在車輪傳動軸9的軸體上，且壓簧8位于牙嵌式離合套6和車輪傳動軸9的端面之間。壓簧8始終抵著牙嵌式離合套6和車輪傳動軸9。進(jìn)一步，所述的內(nèi)嵌離合器式麥克納姆車輪，還包括軸承套4，軸承套4套裝在牙嵌式傳動軸3的外側(cè)，且軸承套4和牙嵌式傳動軸3間隙配合，兩個(gè)軸承11的內(nèi)環(huán)分別和軸承套4過盈配合。通過設(shè)置軸承套4，使得車輪裝卸、安裝方便。拆卸車輪式，只需將車輪傳動軸9連帶著與之連接的牙嵌式離合套6、撥叉7、壓簧8、螺母10作為一個(gè)整體，從輪轂I上卸下，再將圓螺母5從牙嵌式傳動軸3上卸下，整個(gè)車輪便能連著軸承11和軸承套4作為一個(gè)整體，輕松拆卸。進(jìn)一步，所述的內(nèi)嵌離合器式麥克納姆車輪，還包括調(diào)整墊片12和螺母止動墊圈13，調(diào)整墊片12和螺母止動墊圈13套裝在牙嵌式傳動軸3的外側(cè)，且調(diào)整墊片12和螺母止動墊圈13布設(shè)在圓螺母5和軸承11之間，且調(diào)整墊片12與軸承11端面相貼。調(diào)整墊片12、螺母止動墊圈13和圓螺母5配套使用，可以起到定位和鎖緊的作用。上述結(jié)構(gòu)的內(nèi)嵌離合器式麥克納姆車輪中，牙嵌式傳動軸3通過螺栓與減速器傳動軸2連接，牙嵌式傳動軸3可與減速器傳動軸2—起轉(zhuǎn)動。軸承套4套裝在牙嵌式傳動軸3上，呈間隙配合。軸承11套裝在軸承套4上，呈過盈配合。輪轂I裝在軸承11上，呈過渡配合。調(diào)整墊片12、圓螺母止動墊圈13、圓螺母5裝在牙嵌式傳動軸3上，鎖緊軸承11。端面上帶有離合爪的牙嵌式離合套6用花鍵與車輪傳動軸9間隙配合聯(lián)接，并可軸向移動。牙嵌式傳動軸3上的離合爪與牙嵌式離合套6上的離合爪對應(yīng)，且能嚙合。車輪傳動軸9通過螺釘與輪轂I固定連接，可帶動輪轂I轉(zhuǎn)動。撥叉7的一端與牙嵌式離合套6上的孔間隙配合聯(lián)接，另一端與車輪傳動軸9上的孔間隙配合聯(lián)接，且撥叉該端有一段螺紋，與螺母10配合聯(lián)接。壓簧8的預(yù)緊力使牙嵌式傳動軸3上的離合爪與牙嵌式離合套6上的離合爪互相嚙合，并鎖定其位置，此時(shí)離合器處于接合狀態(tài)，當(dāng)擰動螺母10時(shí)，撥叉7連同牙嵌式離合套6被拉動向車輪傳動軸9一側(cè)軸向移動，使牙嵌式傳動軸3上的離合爪與牙嵌式離合套6上的離合爪相互分開，此時(shí)離合器處于分離狀態(tài)。當(dāng)離合器處于分離狀態(tài)時(shí)，就切斷了輪轂I與減速器傳動軸2之間的動力連接。此時(shí)，依靠外力，就可以推動輪轂I轉(zhuǎn)動。因此，當(dāng)電機(jī)或減速器出現(xiàn)故障時(shí)，讓離合器處于分離狀態(tài)，便可輕松簡單的推動車體。另外，使用軸承套4后，軸承套4和牙嵌式傳動軸3間隙配合。當(dāng)把車輪傳動軸9從輪轂I上卸下時(shí)，軸承套4也可隨車輪傳動軸9輕松卸下。權(quán)利要求1.一種內(nèi)嵌離合器式麥克納姆車輪，其特征在于，該車輪包括設(shè)有內(nèi)腔的輪轂(I)、車輪傳動軸(9)、螺母(10)，以及位于輪轂(I)內(nèi)腔中的減速器傳動軸(2)、端面設(shè)有離合爪的牙嵌式傳動軸(3)、圓螺母(5)、端面設(shè)有離合爪的牙嵌式離合套(6)、撥叉(7)、壓簧(8)和兩個(gè)軸承(11);減速器傳動軸(2)和牙嵌式傳動軸(3)的端面固定連接，軸承(11)套裝在牙嵌式傳動軸(3)的外表面，軸承(11)的外環(huán)與輪轂(I)的內(nèi)壁配合，輪轂(I)的內(nèi)壁上設(shè)有凸臺(101)，凸臺(101)嵌至在兩個(gè)軸承(11)之間；圓螺母(5)套裝在牙嵌式傳動軸(3)的外表面，且圓螺母(5)的端面與一個(gè)軸承(11)的端面相抵；牙嵌式傳動軸(3)上設(shè)有離合爪的端面和牙嵌式離合套(6)上設(shè)有離合爪的端面相對，車輪傳動軸(9)包括端面、與端面固定連接的軸體，車輪傳動軸(9)的端面通過螺栓固定連接在輪轂(I)上，車輪傳動軸(9)的軸體位于牙嵌式傳動軸(3)的內(nèi)腔中；牙嵌式離合套(6)上設(shè)有凹槽，撥叉(7)的一端與牙嵌式離合套(6)的凹槽相配合，撥叉(7)的另一端穿過車輪傳動軸(9)的端面，并通過螺母(10)固定連接在車輪傳動軸(9)端面外側(cè)；壓簧(8)套裝在車輪傳動軸(9)的軸體上，且壓簧(8)位于牙嵌式離合套(6)和車輪傳動軸(9)的端面之間。2.按照權(quán)利要求1所述的內(nèi)嵌離合器式麥克納姆車輪，其特征在于，還包括軸承套(4)，軸承套(4)套裝在牙嵌式傳動軸(3)的外側(cè)，且軸承套(4)和牙嵌式傳動軸(3)間隙配合，兩個(gè)軸承(11)的內(nèi)環(huán)分別和軸承套(4)過盈配合。3.按照權(quán)利要求1所述的內(nèi)嵌離合器式麥克納姆車輪，其特征在于，還包括調(diào)整墊片(12)和螺母止動墊圈(13)，調(diào)整墊片(12)和螺母止動墊圈(13)套裝在牙嵌式傳動軸(3)的外側(cè)，且調(diào)整墊片(12)和螺母止動墊圈(13)布設(shè)在圓螺母(5)和軸承(11)之間，且調(diào)整墊片(12)與軸承(11)端面相貼。全文摘要本發(fā)明公開了一種內(nèi)嵌離合器式麥克納姆車輪，包輪轂、車輪傳動軸、螺母、減速器傳動軸、牙嵌式傳動軸、圓螺母、牙嵌式離合套、撥叉、壓簧和軸承；減速器傳動軸和牙嵌式傳動軸的端面固定連接，軸承套裝在牙嵌式傳動軸的外表面；圓螺母套裝在牙嵌式傳動軸的外表面；牙嵌式傳動軸上設(shè)有離合爪的端面和牙嵌式離合套上設(shè)有離合爪的端面相對；車輪傳動軸的端面固定連接在輪轂上，車輪傳動軸的軸體位于牙嵌式傳動軸的內(nèi)腔中；撥叉的一端和牙嵌式離合套的凹槽相配合，撥叉的另一端通過螺母固定連接在車輪傳動軸端面；壓簧位于牙嵌式離合套和車輪傳動軸的端面之間。在車輛出現(xiàn)動力源故障時(shí)，通過外部操縱使得車輪軸與傳動軸分離，繼而輕松推動車體。文檔編號B60B19/12GK103182900SQ20131012609公開日2013年7月3日申請日期2013年4月12日優(yōu)先權(quán)日2013年4月12日發(fā)明者王興松,尹丹申請人:王興松