一种基于麦克纳姆轮的轮毂驱动电机的制作方法

本发明涉及一种麦克纳姆轮运动驱动装置领域，具体一种基于麦克纳姆轮的轮毂驱动电机，涉及一种使用电机驱动麦克纳姆轮运动的全方位移动平台。

背景技术：

基于麦克纳姆轮的移动平台可以借助麦克纳姆轮的运动特性实现原地旋转、横移、斜移、零拐弯半径的全方位运动，在自动化仓储系统、物流系统中具有广泛的应用。但是，由于通道狭小、空间有限，对移动平台的尺寸有了较多的限制，尤其在平台的轴间距较小时。目前电机驱动麦克纳姆轮运动系统的机械部分主要有包括电机、减速器、联轴器、麦克纳姆轮。机械部分的运动传递方式决定了轴间距的大小。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，针对背景技术中提及的电机驱动麦克纳姆轮运动系统存在的轴间距大的技术缺陷。

本发明提出一种提供一种用于麦克纳姆轮全方位移动平台的电机驱动装置，尽量缩短全方位移动平台横向轴间距，使麦克纳姆轮全方位移动平台应用于通道空间狭窄的环境中。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种基于麦克纳姆轮的轮毂驱动电机，包括电机轴，设置在电机轴上的电机定子和套装在电机定子上且与电机定子相配合运动的电机转子，电机转子通过设置在两侧端面上的端盖转动设置在电机轴上；

电机转子包括两个固定连接的轮毂，在两个轮毂的外圆周端面上分别设置有沿经向内凹的至少三个用于安装麦克纳姆轮的轮槽，两个轮毂上的轮槽错位排布；位于轮槽内的麦克纳姆轮的轮轴轴线与轮毂的轴线相互垂直；在两个轮毂的中心轴线处均设置有同轴的轮毂中心孔，在两个轮毂的轮毂中心孔的孔壁上均嵌入一圈磁片；

电机定子上缠绕电枢绕组，电枢绕组的接线端从电机轴中穿出。

本发明中的基于麦克纳姆轮的轮毂驱动电机，在使用时电机轴与与全方位移动平台通过支架直接相连接。

对本发明技术方案的改进，轮毂上的轮槽均布设置。

对本发明技术方案的改进，麦克纳姆轮包括麦克纳姆轮辊子和麦克纳姆轮辊子轴，麦克纳姆轮辊子套装在麦克纳姆轮辊子轴上，麦克纳姆轮辊子设置在轮槽内且麦克纳姆轮辊子轴通过夹板卡合在轮毂内并通过螺栓固定在轮毂上。麦克纳姆轮辊子轴与轮毂采用夹板和螺栓固定连接，便于损坏的麦克纳姆轮辊子的维修更换。

对上述技术方案的进一步改进，在麦克纳姆轮辊子轴的两端头部均设置有与夹板相配合卡紧的平面。麦克纳姆轮辊子轴的两端头部的平面设置更加便于麦克纳姆轮辊子轴的安装定位，还能有效防止轴的圆周运动。

对本发明技术方案的改进，两个端盖一一对应并通过螺栓设置在两个轮毂的端面上，端盖与电机轴之间通过轴承转动连接。

本发明的工作原理：

本麦克纳姆轮电机，包括电机定子、电机转子和电机轴三部分,其中电机转子包括轮毂,麦克纳姆轮,麦克纳姆轮辊子和磁片；电机定子内有电枢绕组，通电后，电枢绕组产生感应磁场；感应磁场与磁片产生洛伦兹力，形成轮毂的旋转运动。

本发明的有益效果是：

1、本基于麦克纳姆轮的轮毂驱动电机，将直流电机的原理与麦克纳姆轮设计成一体，解决了麦克纳姆轮全方位移动平台轴间距过大的问题，使得移动平台可适应于通道狭窄、空间狭小的环境中；同时，与现有技术相比，能量直接作用于麦克纳姆轮的运动，提高了机械效率，且结构简单，成本低。

2、本基于麦克纳姆轮的轮毂驱动电机，可以方便的与全方位移动平台的机架进行机械连接，减少电机减速器联轴器之间连接的空间，缩短了平台的轴间距，使全方位移动平台能在通道狭窄、空间狭小范围内运动；同时减少了能量传递环节，提高机械效率；降低了驱动装置与平台连接设计难度；麦克纳姆轮辊子轴末端采用定位平面设计更加便于麦克纳姆轮辊子轴的安装定位，还能有效防止轴的圆周运动；同时采用夹板固定连接方便麦克纳姆轮辊子的更换。

3、本基于麦克纳姆轮的轮毂驱动电机，为麦克纳姆轮在全方位移动平台上的便捷使用提供一种传动方式；且该方式结构简单，成本低。

附图说明

图1为本发明技术方案的基于麦克纳姆轮的轮毂驱动电机的模型装配图。

图2为本发明技术方案的基于麦克纳姆轮的轮毂驱动电机的模型装配爆炸图。

图3为本发明技术方案的麦克纳姆轮模型装配爆炸图。

其中，1.轮毂，2.麦克纳姆轮，3.麦克纳姆轮辊子，4.麦克纳姆轮辊子轴，5.电机定子，6.电机轴，7.磁片，8.端盖，9.夹板。

具体实施方式

下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

为使本发明的内容更加明显易懂，以下结合附图1-图3和具体实施方式做进一步的描述。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本实施例中基于麦克纳姆轮的轮毂驱动电机，包括电机轴6，设置在电机轴上的电机定子5和套装在电机定子上且与电机定子相配合运动的电机转子，电机转子通过设置在两侧端面上的端盖8转动设置在电机轴上。

如图2和3所示，电机转子包括两个固定连接的轮毂1，在两个轮毂的外圆周端面上分别设置有沿经向内凹的至少三个用于安装麦克纳姆轮2的轮槽，轮毂上的轮槽均布设置；两个轮毂上的轮槽错位排布。麦克纳姆轮包括麦克纳姆轮辊子3和麦克纳姆轮辊子轴4，麦克纳姆轮辊子3套装在麦克纳姆轮辊子轴4上，麦克纳姆轮辊子3设置在轮槽内且麦克纳姆轮辊子轴4通过夹板卡合在轮毂内并通过螺栓固定在轮毂上，在麦克纳姆轮辊子轴4的两端头部均设置有与夹板9相配合卡紧的平面；更加便于麦克纳姆轮辊子轴的安装定位，还能有效防止轴的圆周运动。位于轮槽内的麦克纳姆轮的轮轴轴线与轮毂的轴线相互垂直；在两个轮毂的中心轴线处均设置有同轴的轮毂中心孔，在两个轮毂的轮毂中心孔的孔壁上均嵌入一圈磁片7。本发明提供的轮毂1、麦克纳姆轮2、磁片7组装成一体为麦克纳姆轮驱动电机转子部分。本发明提供的电机定子5，其外侧凹槽内缠绕电枢绕组，其内侧孔与电机轴6固定连接；端盖8与电机轴6通过轴承连接；电机轴6与全方位移动平台的机架固定连接；电机轴6、电机定子5和电枢绕组组装成一体为麦克纳姆轮驱动电机定子部分。电机定子5上缠绕电枢绕组，电枢绕组的接线端从电机轴6中穿出。两个端盖8一一对应并通过螺栓设置在两个轮毂1的端面上，端盖与电机轴之间通过轴承转动连接，整个轮毂驱动电机由电机轴承担重量。

本发明提供的麦克纳姆轮驱动电机，电机直接驱动麦克纳姆轮运动，无须其他的运动传递机械装置；将麦克纳姆轮和电机设计成一体式，即麦克纳姆轮的轮毂作为电机转子，麦克纳姆轮的固定轴作为电机定子；这种一体化形式可以大大简化传统的机械机构，提高传动效率。

凡本发明说明书中未作特别说明的均为现有技术或者通过现有的技术能够实现，应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种基于麦克纳姆轮的轮毂驱动电机，解决的技术问题：针对背景技术中提及的电机驱动麦克纳姆轮运动系统存在的轴间距大的技术缺陷。采取的技术方案，一种基于麦克纳姆轮的轮毂驱动电机，包括电机轴，设置在电机轴上的电机定子和套装在电机定子上且与电机定子相配合运动的电机转子，电机转子通过设置在两侧端面上的端盖转动设置在电机轴上。本发明的有益效果是：本基于麦克纳姆轮的轮毂驱动电机，可以方便的与全方位移动平台的机架进行机械连接，减少电机减速器联轴器之间连接的空间，缩短了平台的轴间距，使全方位移动平台能在通道狭窄、空间狭小范围内运动。

技术研发人员：崔吉;舒平生;段向军;赵海峰;朱方园;颜玮;张燕超
受保护的技术使用者：南京信息职业技术学院
技术研发日：2017.04.21
技术公布日：2017.08.11