本发明涉及一种防水麦克纳姆轮。
技术背景
麦克纳姆轮的全向移动平台可实现任意方向的运动,这种全方位移动方式是基于一个有许多位于机轮周边的轮轴的中心轮的原理上，这些成角度的周边轮轴把一部分的机轮转向力转化到一个机轮法向力上面。依靠各自机轮的方向和速度，这些力的最终合成在任何要求的方向上产生一个合力矢量从而保证了这个平台在最终的合力矢量的方向上能自由地移动，而不改变机轮自身的方向。在它的轮缘上斜向分布着许多小滚子，故轮子可以横向滑移。小滚子的母线很特殊，当轮子绕着固定的轮心轴转动时，各个小滚子的包络线为圆柱面，所以该轮能够连续地向前滚动。麦克纳姆轮结构紧凑，运动灵活，是很成功的一种全方位轮。有4个这种新型轮子进行组合，可以更灵活方便的实现全方位移动功能。基于麦克纳姆轮技术的全方位运动设备可以实现前行、横移、斜行、旋转及其组合等运动方式。一般的轮式机器人以普通车轮为主，转向时随自身体积的大小或大或小都存在转弯半径，空间利用率相对较低，且在特殊的狭窄区域其应用会受限制，通常需要反复多次调整、转向灵活性不高和转向精确度不够，为此设计了基于麦克纳姆轮的全向独立四驱移动机器人结构，它克服了一般轮式机器人转向空间大和转向精确度不高的缺点，转向较灵活，可在运动过程中任意时刻任意位置任意改变机器人的位姿，其运动控制相对简单，特别适合在实验室内狭小的工作空间移动.在此基础上研制的全方位叉车及全方位运输平台非常适合转运空间有限、作业通道狭窄的舰船环境,在提高舰船保障效率、增加舰船空间利用率以及降低人力成本方面具有明显的效果。
但是麦克纳姆轮如果在潮湿或者有水的环境中行走的时候，辊子内轴承很容易生锈，久而久之会影响麦克纳姆轮的性能。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种防水麦克纳姆轮，解决现有技术中麦克纳姆轮防水功能差，在潮湿或者有水的环境中行走的时候，辊子内轴承很容易生锈，久而久之会影响麦克纳姆轮的性能的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：
一种防水麦克纳姆轮，包括轮毂和倾斜度均匀安装在轮毂外周面上的多个轮体，每个轮体通过一个轮架安装在轮毂上；每个轮体包括连接轴和通过两个轴承活动式套设在连接轴上的辊子本体；所述辊子本体沿轴向开设第一通孔，该第一通孔分为中间段和左、右两段，左、右两段的直径大于中间段，且左、右段的直径相同，则左、右两段和中间段之间均存在一个垂直轴线的台阶面，每个轴承对应抵靠一个台阶面安装，轴承的内圈与连接轴固连，轴承的外圈与第一通孔的内壁固连，自轴承向辊子本体外端依次设置有密封盘、骨架密封和压紧盖，密封盘、骨架密封和压紧盖均活动式套设在连接轴上，密封盘为旋转体，其外周面与第一通孔内壁固连，密封盘的外周面沿周向设置有凹槽，凹槽中设置有O型密封圈；
所述密封盘中心空为阶梯孔，包括靠近轴承的第二通孔和靠近辊子本体外端的第三通孔，第二通孔和第三通孔同轴、且连通，第二通孔的直径小于第三通孔，第二通孔的内壁与连接轴的外表面存在间隙；第三通孔中嵌设骨架密封，骨架密封的外表面与第三通孔的内壁固定，且形成静密封，骨架密封的内表面与连接轴的外表面之间形成动密封，两个压紧盖分别与辊子本体端面固连；
每个连接轴与对应的一个轮架固连。
通过设置骨架密封与O型密封圈给轴承以密封保护，防止锈蚀或杂物进入轴承中，可有效提高轴承的性能，从而提高轴承的寿命，麦克纳姆轮可在潮湿有水的环境中工作，不会受到环境的影响。
O型密封圈选用时需满足O型密封圈的拉伸率、压缩率、和容积率的要求，麦克纳姆轮由于辊子尺寸并不大，拉伸率控制在.到.之间，由于是静密封，压缩率应控制在％到％之间，容积率一般为％到％之间，开密封槽的时候根据密封圈的尺寸而定，要保证密封槽的加工精度。而骨架密封应与密封盘紧配合，以保证密封效果。轮子转动时，两端轴承外圈随着轮体转动，并对结构起到支撑的作用。
进一步改进，所述密封盘靠近轴承的一端向外凸起形成圆环状凸台，凸台的一端抵靠在轴承上。防止密封盘的端面同时与轴承的内圈端面、外圈端面接触，产生较大的摩擦力。影响轴承正常转动性能。
进一步改进，所述轮架一体成型呈U形状，包括底板和两个竖直的支撑板，轮架通过底板与轮毂螺栓连接，两个支撑板上相对位置均开设有第四通孔，连接轴的两端设置有外螺纹，连接轴的两端穿过对应的第四孔通后与螺母紧固。螺栓连接，便于拆装、更换，操作方便，成本低。
进一步改进，所述轮架两个支撑板的边缘呈锯齿状。轮架的边缘为锯齿状，在车辆前进的过程中，随着转速的增高，轮架犹如两把锋利的剪刀，可将杂物剪断，防止这些杂物对轮子的前进造成干扰。
进一步改进，所述辊子本体包括铝合金金属骨架和包裹在铝合金金属骨架上的橡胶套。橡胶弹性大，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶的分子链可以交联，交联后的橡胶受外力作用发生变形时，具有迅速复原的能力，并具有良好的物理力学性能和化学稳定性。因此麦克纳姆轮辊子外面选用橡胶可以有效的减振并且耐磨损。
进一步改进，所述密封盘第二通孔内壁与连接轴外表面之间的间隙为0.5mm，防止运动时干涉。
进一步改进，所述轮毂、轮架、连接轴和压紧盖采用不锈钢材质制成，防腐效果，使用寿命长。
进一步改进，所述压紧盖通过螺钉与辊子本体端面连接，便于拆装、操作简单。
进一步改进，所述轮架支撑板边缘的锯齿斜角为60°，齿高为2mm。
进一步改进，所述轮体的数量为八个，通过增加轮体的数量，使麦克纳姆轮行走更平稳。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、现在的麦克纳姆轮并没有防水结构，如果在潮湿或者有水的环境中行走，辊子中的轴承很容易生锈，而如果轴承生锈，我们并不能及时察觉并更换轴承，从而可能影响麦克纳姆轮的运动性能。本申请中通过设置骨架密封与O型密封圈给轴承以密封保护，可有效提高轴承的性能，从而提高轴承的寿命，麦克纳姆轮可在潮湿有水的环境中工作，不会受到环境的影响。
2、麦克纳姆轮在前进过程中很容易碰到杂物，如果缠绕进去将致使麦克纳姆轮行走困难甚至无法行走，本申请中麦克纳姆轮轮架的边缘为锯齿状，并且材料为304不锈钢，在转动的过程中，随着转速的提高，锯齿锋利的犹如剪刀，可有效的剪断杂物，防止对轮子造成干扰。
附图说明
图1为本发明一种新型防水麦克纳姆轮结构图。
图2为轮毂结构图。
图3为轮体的正视图。
图4为图3的B-B剖视图。
图5为轮架结构图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明进行进一步详细描述。
如图1-5所示，一种防水麦克纳姆轮，包括轮毂3和倾斜45度均匀安装在轮毂3外周面上的八个轮体1，每个轮体1通过一个轮架2安装在轮毂3上；每个轮体1包括连接轴8和通过两个轴承活动式套设在连接轴8上的辊子本体4；所述辊子本体沿轴向开设第一通孔，该第一通孔分为中间段和左、右两段，左、右两段的直径大于中间段，且左、右段的直径相同，则左、右两段和中间段之间均存在一个垂直轴线的台阶面，每个轴承5对应抵靠一个台阶面安装，轴承的内圈与连接轴8固连，轴承的外圈与第一通孔的内壁固连，自轴承5向辊子本体4外端依次设置有密封盘6、骨架密封10和压紧盖9，密封盘6、骨架密封10和压紧盖9均活动式套设在连接轴8上，密封盘6为旋转体，其外周面与第一通孔内壁固连，密封盘6的外周面沿周向设置有凹槽，凹槽中设置有O型密封圈7；
所述密封盘6中心空为阶梯孔，包括靠近轴承的第二通孔和靠近辊子本体4外端的第三通孔，第二通孔和第三通孔同轴、且连通，第二通孔的直径小于第三通孔，第二通孔内壁与连接轴8外表面存在0.5mm的间隙；第三通孔中嵌设骨架密封10，骨架密封10的外表面与第三通孔的内壁固定，且形成静密封，骨架密封10的内表面与连接轴8的外表面之间形成动密封，两个压紧盖9分别与辊子本体4端面固连；
每个连接轴8与对应的一个轮架2固连。
通过设置骨架密封10与O型密封圈7给轴承5以密封保护，防止锈蚀或杂物进入轴承中，可有效提高轴承的性能，从而提高轴承的寿命，麦克纳姆轮可在潮湿有水的环境中工作，不会受到环境的影响。
在本实施例中，所述密封盘6靠近轴承的一端向外凸起形成圆环状凸台，凸台的一端抵靠在轴承上。防止密封盘6的端面同时与轴承的内圈端面、外圈端面接触，产生较大的摩擦力。影响轴承正常转动性能。
在本实施例中，所述轮架2一体成型呈U形状，包括底板21和两个竖直的支撑板22，轮架2通过底板与轮毂3螺栓连接，两个支撑板上相对位置均开设有第四通孔，连接轴8的两端设置有外螺纹，连接轴8的两端穿过对应的第四孔通后与螺母紧固。螺栓连接，便于拆装、更换，操作方便，成本低。
在本实施例中，所述轮架2两个支撑板的边缘呈锯齿状。轮架2的边缘为锯齿状，在车辆前进的过程中，随着转速的增高，轮架犹如两把锋利的剪刀，可将杂物剪断，防止这些杂物对轮子的前进造成干扰。
在本实施例中，所述辊子本体4包括铝合金金属骨架和包裹在铝合金金属骨架上的橡胶套。橡胶弹性大，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶的分子链可以交联，交联后的橡胶受外力作用发生变形时，具有迅速复原的能力，并具有良好的物理力学性能和化学稳定性。因此麦克纳姆轮辊子外面选用橡胶可以有效的减振并且耐磨损。
在本实施例中，所述轮毂3、轮架2、连接轴8和压紧盖9采用不锈钢材质制成，防腐效果，使用寿命长。
在本实施例中，所述压紧盖9通过螺钉与辊子本体4端面连接，便于拆装、操作简单。
在本实施例中，所述轮架2支撑板边缘的锯齿斜角为60°，齿高为2mm。
在本实施例中，密封盘6外周面的密封凹槽内径为7.4mm，槽深为1mm，槽宽为1.5mm，密封圈的型号选择为：内径7.4mm,线径1.2mm。
拉伸率计算公式：α＝(Dd+d)/(D+d)
Dd——轴的公称直径；
D——密封圈的公称内径；
d——密封圈截面的公称直径；
压缩率计算公式：Yb＝[1-h/d*(1.35/α-0.35)^0.5]*100％
h——槽的深度；
容积率计算公式：
β＝(π*d2)/(4h*b)
b——槽的宽度；
计算得到：O型密封圈的拉伸率为1.0465，理论拉伸率为1.04到1.06，满足要求；压缩率为14％，理论压缩率为：12％到17％，满足要求；理论容积率为70％到80％，容积率为75％，满足要求。密封圈所有性能均满足上述要求。
骨架密封10是正公差，因此为了装配的方便，安装骨架密封10的密封盘6应该同样取正公差。
本发明中涉及的未说明部分与现有技术相同或采用现有技术加以实现。