[發(fā)明專利]球形輪和實(shí)施該輪的車輛

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380031504.3
• 申請日: 2013-04-30
• 公開（公告）號: CN104379361B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: V·克萊爾;B·邁索尼耶
• 申請（專利權(quán)）人: 奧爾德巴倫機(jī)器人公司
• 主分類號: B60B19/14
• 分類號: B60B19/14;B62D57/00;B60B33/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司72002
• 代理人: 周家新

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于移動車輛的球形輪和一種實(shí)施該輪的車輛。

背景技術(shù)

在傳統(tǒng)方式中，四輪車輛裝配有使車輛能夠改變方向的定向輪。輪借助于樞轉(zhuǎn)連接部連接至車輛，且在定向輪的情況下增加了旋轉(zhuǎn)方向上的附加自由度。當(dāng)定向輪被驅(qū)動時，萬向節(jié)使得輪能夠被驅(qū)動，同時使得樞轉(zhuǎn)連接部的軸線的定向能夠被改變。該類構(gòu)型不能實(shí)現(xiàn)小的轉(zhuǎn)彎半徑。換言之，不可能使車輛在無速度的情況下原地樞轉(zhuǎn)。

此外，已經(jīng)試圖創(chuàng)造一種具有球形輪的車輛，每個球形輪均能自行樞轉(zhuǎn)。這種實(shí)施方式的一個示例在以JP?2007-210576公開的專利申請中描述。該文獻(xiàn)描述了一種包括兩個半球的輪。該輪由水平驅(qū)動軸致動，所述水平軸驅(qū)動用于支承所述兩個半球的支撐部的旋轉(zhuǎn)。所述兩個半球均通過樞轉(zhuǎn)連接部安裝在支撐部上。這兩個樞轉(zhuǎn)連接部成一條直線。這兩個樞轉(zhuǎn)連接部共同具有的軸線垂直于驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)軸線。車輛、比如機(jī)器人如文獻(xiàn)JP?2007-210576中所述可裝配有四個輪。四個輪的驅(qū)動軸的軸線于是布置成彼此垂直。因此，輪成對地對齊。驅(qū)動第一對的兩個輪使得車輛能夠沿著與該對輪共同具有的軸線垂直的方向移動。在第二對輪的情況下，所述半球繞著它們的樞轉(zhuǎn)連接部自由旋轉(zhuǎn)。將機(jī)器人沿著垂直的方向移動通過驅(qū)動第二對輪來實(shí)現(xiàn)。組合的移動當(dāng)然也是可能的。這使得車輛能夠沿著任何方向移動甚至自旋。

該實(shí)施方式具有缺點(diǎn)。特別地，輪的驅(qū)動軸通過輪的赤道平面進(jìn)入輪，該平面位于兩個半球之間。赤道平面與地球的球體類似地定義。該平面將可與地球的北半球和南半球相似的這兩個半球分開。驅(qū)動軸必須具有某一剛度，這意味著最小直徑被施加于驅(qū)動軸。這兩個半球因此至少被該直徑隔開一距離。但實(shí)際上，需要將功能間隙加到該軸的直徑上，以便防止所述半球摩擦驅(qū)動軸。這于是使得所述兩個半球均被平面所界定。這兩個半球的平面是平行的且以一距離隔開地定位，該距離不能被減小，以免造成損害驅(qū)動軸的剛度的風(fēng)險。

當(dāng)輪的赤道平面相對于假定為水平的地面成垂直位置時，在輪壓在地面上時產(chǎn)生不連續(xù)性。更特別地，當(dāng)輪被驅(qū)動時，輪的赤道平面隨著每次輪轉(zhuǎn)動而與地面產(chǎn)生接觸，并使地面壓力從一個半球轉(zhuǎn)換至另一半球，因而從一個半球的平面轉(zhuǎn)換至另一半球的平面。只要發(fā)生該不連續(xù)性，就可產(chǎn)生抓持力的損失，從而輪的球狀性質(zhì)暫時失去，且在高速下還產(chǎn)生伴隨每個不連續(xù)性的噪音。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明試圖提供一種能夠減少不連續(xù)性的缺點(diǎn)的球形輪。換言之，本發(fā)明試圖使得能夠在不增加不連續(xù)性的情況下使用直徑更大的驅(qū)動軸。

為此，本發(fā)明的一個主題是一種預(yù)期用于移動車輛的球形輪，該輪的旋轉(zhuǎn)通過能夠繞著軸線旋轉(zhuǎn)的軸來驅(qū)動，其特征在于：所述輪包括兩個殼體，所述兩個殼體的表面依照所述輪的球形表面，且所述兩個殼體中的每個分別由一平面來界定；所述殼體分別借助于樞轉(zhuǎn)連接部相對于所述軸鉸接，所述樞轉(zhuǎn)連接部中的每個的軸線分別垂直于相應(yīng)的殼體的所述平面；以及界定所述兩個殼體的所述平面是相交的。

換言之，所述兩個樞轉(zhuǎn)連接部的軸線不成一條直線。

本發(fā)明的另一主題是一種包括至少三個根據(jù)本發(fā)明的輪的車輛。至少兩個輪的軸的軸線不成一條直線。

附圖說明

通過借助示例給出的一個實(shí)施例的詳細(xì)描述將更好地理解本發(fā)明且更明了其他優(yōu)點(diǎn)，該描述通過附圖示出，在附圖中：

圖1和圖2示出了實(shí)施本發(fā)明的原理的球形輪；

圖3和圖4示出了用于顯示屬于根據(jù)本發(fā)明的輪的殼體的開口角度如何被優(yōu)化的曲線；

圖5和圖6示出了該輪的實(shí)施例的第一替代性形式；

圖7和圖8示出了該輪的實(shí)施例的第二替代性形式；

圖9、圖10和圖11示出了輪表面的多個形狀；

圖12示出了裝配有多個輪的車輛的一個示例。

具體實(shí)施方式

為了清楚起見，在各個附圖中，相同的元件將以相同的附圖標(biāo)記來表示。

圖1和圖2示出了預(yù)期用于移動車輛11的球形輪10。圖1以輪廓畫出，且圖2以透視圖畫出。輪10的旋轉(zhuǎn)通過軸12來驅(qū)動。車輛11以其主體的形式示出，且軸12通過樞轉(zhuǎn)連接部13連接至該主體。軸12的旋轉(zhuǎn)軸線以附圖標(biāo)記14來表示。