[實用新型]重載自驅動全向輪

無效

• 申請號: 201120187079.5
• 申請日: 2011-06-03
• 公開（公告）號: CN202115266U
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 韋紅余;黃翔;陳文亮;裘祿;趙樂樂
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B60B19/12
• 分類號: B60B19/12
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

技術領域

本實用新型涉及一種全向輪，特別是一種重載自驅動全向輪。

背景技術

目前國內飛機制造行業仍廣泛采用傳統的以人力或牽引車驅動為主要形式的運輸方式。由于傳統的飛機部件運輸平臺靈活性差，表現為不能側向移動，需要較大的轉彎半徑，這就要求更大的工作空間；此外，傳統飛機部件運輸平臺難以精確控制運動方向，在飛機部件對接時不但效率低，而且精度不高，因而傳統飛機部件運輸平臺已不能適應現代飛機制造的要求。本專利旨在針對飛機制造行業特點，發明一種滿足大尺寸、重載結構在狹窄空間內靈活運輸的全向移動機構的驅動執行裝置。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種結構簡單、運動平穩性強、承載能力大的重載自驅動全向輪。

重載自驅動全向輪，包括全向輪體、傳動軸、聯軸器、減速機及伺服電機，其特征在于：全向輪體由輪輻、沿圓周方向均勻分布在輪輻外圈的6-16個輥子心軸、安裝在輥子心軸上的小輥子、兩個使輪輻與輥子心軸定位的端蓋組成，端蓋與輥子心軸通過軸承連接，端蓋與輪輻為固定連接；每個輥子心軸與傳動軸軸線空間所成夾角相等為30-60度，相鄰小輥子在空間分布上具有重合度，所有小輥子組成的外廓包絡面是一個與車輪的理論輪廓面重合圓柱面。

小輥子為兩端細中間粗的鼓形。該結構可確保小輥子運動過程中與地面連續接觸。

每個輥子心軸與傳動軸軸線空間所成夾角均為45°為優選方案，此結構下效率最高。

小輥子在空間分布上有一定重合度，可保證全向輪運動過程中，與地面接觸的小輥子之間平穩過渡。上述自驅動全向輪結構簡單、運動靈活平穩、承載能力強。安裝了本實用新型的移動機構能在保持姿態不變的前提下，實現前后、左右、斜向移動及原地零半徑轉彎，并能按任意指定路徑連續運動，適合于在工作空間狹窄或擁擠的場合使用。

與當前常見的運輸移動平臺相比，安裝本專利所涉及的自驅動全向輪的飛機部件運輸全向移動平臺能夠在保持車體姿態不變的前提下，實現前后、左右、斜向及原地零半徑轉彎，并能按任意指定路徑做連續運動，從而實現車間級狹窄空間作業環境下的靈活運動。

附圖說明

圖1為飛機部件運輸全向移動平臺的軸側視圖；

圖2為自驅動全向輪的結構示意圖；

圖3為輥子生成圖；

圖4為輥子尺寸與車輪尺寸的關系；

圖5為全方位輪徑向兩相鄰輥子的關系；

圖6為全方位車輪軸向兩相鄰輥子的關系；

圖7為全向輪體的裝配示意圖；

圖8為安裝自驅動全向輪的移動平臺的運動分析圖；

表1為實施例中輥子具體參數。

圖中：11-車身，12-自驅動全向輪，13-減震機構，14-控制裝置，121-全向輪體，122-傳動軸，123-聯軸器，124-減速機，125-伺服電機，1210-小輥子，1211-輥子心軸，1212-輪輻，1213-軸承，1214-端蓋，1215-螺栓.。

具體實施方式

下面結合說明書附圖，為本實用新型自驅動全向輪和飛機部件運輸全向移動平臺的一個較佳實施例。

如圖2所示，自驅動全向輪包括全向輪體121、傳動軸122、聯軸器123、減速機124及電機125。電機125的輸出軸與減速機124的輸入端相連，減速機124輸出軸通過聯軸器123與傳動軸122相連，傳動軸122與全向輪體121相連接，全向輪體在傳動軸上的軸向位置固定由軸肩和螺母實現。

假設圖3中的圓柱為全向輪，以車輪車軸方向為Z軸建立坐標系。R為全向輪半徑，b為全向輪寬度，則圓柱表面的曲線AB為全向輪運動過程中圓周輥子與地面相接觸的軌跡線。根據幾何關系可以得到曲線AB為一條等速螺旋線，也為輥子的外廓線，其繞一條與全向輪軸線成η夾角的軸旋轉一周得到的曲面即為輥子的輪廓面。曲線AB在車輪底面的投影為曲線AC。圖4是輥子生成的簡易圖，圖5是在輪子圓周方向的平面展開圖，圖6是在車輪軸線方向上的投影。

第一、設計重載自驅動全向輪關鍵參數如下：

a)全向輪半徑R(mm)；

b)全向輪寬度b(mm)；

c)輥子最小端半徑α(mm)；

d)輥子最大半徑r_Rol(mm)；

e)偏置角η(rad)，即輥子軸線與輪子Z軸的夾角；

f)輥子的數目n；

g)輥子的長度L(mm)；

h)車輪軸線方向上，輥子對應車輪的中心角θ(rad)；