本實(shí)用新型涉及道路行走機(jī)構(gòu)，具體為一種可全方位運(yùn)動(dòng)的全向輪。

背景技術(shù)：

輪式行走機(jī)構(gòu)是常見的道路行走機(jī)構(gòu)，可以用在自行車、汽車等交通運(yùn)輸工具中使用。

全向輪是輪式行走機(jī)構(gòu)的基本元件，通過相互的驅(qū)動(dòng)配合，它能夠?qū)崿F(xiàn)前、后、左、右的全方位移動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于手推車、轉(zhuǎn)移輸送機(jī)、貨運(yùn)車、行李箱等方面。

現(xiàn)有的全向輪大多數(shù)是在全向輪的軸套上安裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)，以前后轉(zhuǎn)動(dòng)的大輪作為主動(dòng)輪，而將全向輪上左右滾動(dòng)的小節(jié)輪用做從動(dòng)輪。由于沒有考慮在節(jié)輪上安裝驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，這樣的設(shè)計(jì)限制了全向輪的移動(dòng)能力。

比如申請(qǐng)?zhí)枮?01120121753.X的專利申請(qǐng)《全向輪》，就單個(gè)車輪而言，它可以實(shí)現(xiàn)輪子的前后滾動(dòng)，但無法實(shí)現(xiàn)輪子的左右自主移動(dòng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提出了一種可實(shí)現(xiàn)輪子左、右自主移動(dòng)的可全方位運(yùn)動(dòng)的全向輪。

能夠解決上述技術(shù)問題的可全方位運(yùn)動(dòng)的全向輪，其技術(shù)方案包括同軸固裝前后轉(zhuǎn)動(dòng)的左、右輪轂，各輪轂上圓周均布有左右轉(zhuǎn)動(dòng)的節(jié)輪，左、右輪轂上的節(jié)輪位置相錯(cuò)，所不同的是還包括于左、右輪轂兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置以驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)輪轂上各節(jié)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的左、右節(jié)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述節(jié)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括蝸輪蝸桿傳動(dòng)副和錐齒輪傳動(dòng)副，所述蝸輪蝸桿傳動(dòng)副的蝸輪與輪轂同軸設(shè)置，蝸輪蝸桿傳動(dòng)副的雙頭蝸桿圓周均布且與對(duì)應(yīng)輪轂上的各節(jié)輪對(duì)位，各節(jié)輪的轉(zhuǎn)軸與對(duì)位蝸桿的轉(zhuǎn)軸之間通過對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，所述錐齒輪傳動(dòng)副的從動(dòng)大錐齒輪與蝸輪同軸固連，錐齒輪傳動(dòng)副的兩個(gè)小錐齒輪軸向(錐齒輪傳動(dòng)副的軸向)對(duì)稱設(shè)置，其中，一個(gè)小錐齒輪與節(jié)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸固定連接(該小錐齒輪作為主動(dòng)輪)，另一個(gè)小錐齒輪以空轉(zhuǎn)的形式安裝于節(jié)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上(該小錐齒輪于節(jié)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上空轉(zhuǎn)，一是防止驅(qū)動(dòng)時(shí)與另一個(gè)產(chǎn)生干涉，二是防止產(chǎn)生額外附加力矩)。

本實(shí)用新型的一體化設(shè)計(jì)方案為：還包括分別罩住左、右節(jié)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的左、右輪罩，所述輪罩安裝于對(duì)應(yīng)輪轂側(cè)面上圓周均布的蝸桿支撐架上，所述蝸桿于對(duì)應(yīng)的蝸桿支撐架內(nèi)安裝，所述節(jié)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝于電機(jī)座，所述電機(jī)座通過可軸向限位的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)于對(duì)應(yīng)輪罩的內(nèi)端面上安裝(節(jié)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作時(shí)不會(huì)給輪罩一個(gè)反作用力矩，進(jìn)而不會(huì)影響全向輪的前、后滾動(dòng))，左、右輪罩的外端面上分別設(shè)有左、右軸套。

進(jìn)一步的設(shè)計(jì)為：左、右蝸輪于貫穿左、右輪轂的傳動(dòng)軸上安裝，以實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)一個(gè)節(jié)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)就能驅(qū)動(dòng)左、右輪轂上的節(jié)輪。

所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)方案采用張緊在節(jié)輪轉(zhuǎn)軸與對(duì)應(yīng)蝸桿轉(zhuǎn)軸上的皮帶。

本實(shí)用新型的有益效果：

1、本實(shí)用新型可全方位運(yùn)動(dòng)的全向輪在節(jié)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)下能夠產(chǎn)生一個(gè)使全向輪橫移(左右方向)的速度矢量，該矢量與輪轂產(chǎn)生的縱移(前后方向)速度矢量的合成能夠使全向輪全方位運(yùn)動(dòng)。

2、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)中，輪轂、蝸輪蝸桿傳動(dòng)副、錐齒輪傳動(dòng)副均采用左、右對(duì)稱分布，能夠減少附加不平衡力矩的產(chǎn)生。

3、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)中，左、右兩側(cè)均裝有節(jié)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)，而全向輪實(shí)際工作時(shí)只需要一個(gè)節(jié)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)，能夠達(dá)到冗余備份的效果，提高了系統(tǒng)的可靠性。

4、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)中，全向輪的左、右兩側(cè)均裝有軸套，左、右軸套均可連接安裝輪轂驅(qū)動(dòng)電機(jī)，而實(shí)際帶動(dòng)只需要一個(gè)輪轂驅(qū)動(dòng)電機(jī)，也能達(dá)到冗余的效果；若考慮在軸套末端上安裝輪叉，則全向輪可以作為獨(dú)輪車的行走輪來使用。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1實(shí)施方式的主視圖。

圖3為圖2中的側(cè)視圖(除去輪罩)。

圖4為圖1、圖2、圖3中蝸輪的結(jié)構(gòu)圖。

圖號(hào)標(biāo)識(shí)：1、輪轂；2、節(jié)輪；3、蝸輪；4、雙頭蝸桿；5、從動(dòng)大錐齒輪；6、小錐齒輪；7、節(jié)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)；8、皮帶；9、傳動(dòng)軸；10、蝸桿支撐架；11、輪罩；12、電機(jī)座；13、軸套；14、轉(zhuǎn)軸；15、軸承座支架。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖所示實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。

本實(shí)用新型可全方位運(yùn)動(dòng)的全向輪包括輪轂1、節(jié)輪2、節(jié)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、輪罩11等零部件。

兩個(gè)輪轂1(前、后滾動(dòng))左、右同軸固連，各輪轂1上圓周均布有多個(gè)節(jié)輪2(左、右轉(zhuǎn)動(dòng)的短輥)，左、右輪轂1上的節(jié)輪2錯(cuò)位相對(duì)，各輪轂1的外側(cè)面邊緣上橫向設(shè)有圓周均布的多個(gè)蝸桿支撐架10，左、右輪罩11分別于左、右蝸桿支撐架10端面上安裝連接，如圖1、圖2、圖3所示。

左、右節(jié)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別于左、右輪罩11內(nèi)設(shè)置，各節(jié)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括蝸輪蝸桿傳動(dòng)副(雙頭蝸桿4和蝸輪3)和錐齒輪傳動(dòng)副(從動(dòng)大錐齒輪5和兩個(gè)小錐齒輪6)以及節(jié)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)7。左、右蝸輪3分置于左、右輪轂1外側(cè)并通過傳動(dòng)軸9安裝并同軸處于左、右蝸桿支撐架10形成的圓周內(nèi)，所述傳動(dòng)軸9同軸橫穿左、右輪轂1，傳動(dòng)軸9的橫穿部位通過左、右滾動(dòng)軸承分別與左、右輪轂1連接安裝(輪轂1與蝸輪3分別轉(zhuǎn)動(dòng)互不干涉)，一側(cè)的雙頭蝸桿4圓周均布與同側(cè)的節(jié)輪2相對(duì)并于對(duì)應(yīng)的兩兩蝸桿支撐架10內(nèi)安裝，各節(jié)輪2的轉(zhuǎn)軸與對(duì)應(yīng)蝸桿4的轉(zhuǎn)軸之間通過張緊的皮帶8連接；左、右從動(dòng)大錐齒輪5分別于左、右蝸輪3的外側(cè)面上同軸固連，兩個(gè)小錐齒輪6于從動(dòng)大錐齒輪5的軸向?qū)ΨQ設(shè)置；左、右節(jié)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)7通過左、右電機(jī)座12及左、右轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別安裝于左、右輪罩11的內(nèi)端面上并分別置于左、右的兩個(gè)小錐齒輪6之間，兩個(gè)小錐齒輪6分別安裝于節(jié)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)7兩端的輸出軸上，其中，一個(gè)小錐齒輪6與節(jié)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)7的輸出軸固定連接，另一個(gè)小錐齒輪6通過滾動(dòng)軸承與節(jié)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)7的輸出軸連接；左、右輪罩11的外端面上分別設(shè)有同軸的左、右軸套13(可分別連接左、右輪轂驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸)，如圖1、圖2、圖3、圖4所示。

所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括與電機(jī)座12連接的轉(zhuǎn)軸14，所述轉(zhuǎn)軸14與安裝在對(duì)應(yīng)輪罩11上的軸承座同軸安裝，所述軸承座安裝在軸承座支架15上，轉(zhuǎn)軸14上設(shè)有軸肩，通過軸肩限制節(jié)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)7的軸向串動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)：當(dāng)節(jié)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)7工作時(shí)不會(huì)給輪罩11一個(gè)反作用力矩，進(jìn)而不會(huì)影響全向輪的前后滾動(dòng)，如圖2所示。

本實(shí)用新型的運(yùn)行方式：

1、輪轂驅(qū)動(dòng)電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，通過左、右軸套13帶動(dòng)左、右輪轂1轉(zhuǎn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)前進(jìn)和后退。

2、節(jié)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)7單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，通過錐齒輪傳動(dòng)副、蝸桿傳動(dòng)副和皮帶8的傳動(dòng)帶動(dòng)各節(jié)輪2同步轉(zhuǎn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)左、右移動(dòng)。

3、輪轂驅(qū)動(dòng)電機(jī)和節(jié)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)7同時(shí)驅(qū)動(dòng)，輪轂1的前進(jìn)和后退與節(jié)輪2的左、右移動(dòng)可合成為全向輪的全方位運(yùn)動(dòng)。