一种具有双平行回转轴的万向轮机构的制作方法

本发明脚轮领域，特别是涉及一种具有双平行回转轴的万向轮机构。

背景技术：

万向轮在工业装备与生活设施中经常用到，一般为了使设备转弯方便，使用的万向轮均为偏心万向轮，偏心万向轮应用于设备中普遍存在一个问题，即设备原本朝一个方向运动，若运动停止然后朝反方向运动，此时由于偏心万向轮的轮本体与轮支架无法保持稳定，轮支架会相对于设备本体发生转动进行回摆，回摆过程中轮本体与地面的接触部分会偏出设备的运动方向，由于轮本体与地面存在摩擦，会产生垂直于运动方向的分力，如此会导致设备本身相对于运动的运动方向进行左右偏摆振动，这种现象会影响运行精度要求较高的设备(如机器人)的运行稳定性与运行精度。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种具有双平行回转轴的万向轮机构，旨在解决传统的偏心万向轮在设备反向运动过程中使设备产生偏摆的问题。

技术方案：为实现上述目的，本发明的具有双平行回转轴的万向轮机构，包含轮座、轮本体、轮支架以及过渡件；

所述轮支架通过过渡件安装在所述轮座上，轮支架与过渡件构成第一转动副，过渡件与轮座构成第二转动副，第一转动副与第二转动副两者的转轴相互平行且两者转轴之间的距离为第一偏心距；

所述轮本体转动安装在所述轮支架上，且其相对于轮支架偏心安装，其转动中心偏出于所述第一转动副的转轴，且偏出距离为第二偏心距；

所述第一偏心距与所述第二偏心距相等。

进一步地，所述轮本体与所述轮支架构成第三转动副。

进一步地，所述轮本体有多个，所有的所述轮本体同轴并排安装。

进一步地，所述轮本体的外轮面的轮廓为波浪状。

进一步地，所述轮本体为球状，其与所述轮支架构成球面副。

进一步地，所述轮支架上设置有可限制所述轮本体相对于轮支架转动的刹车单元。

有益效果：本发明的具有双平行回转轴的万向轮机构通过在轮支架与轮座之间设置过渡件，可使得搭载有该万向轮机构的设备在反向运动过程中，轮支架的回摆不会使轮本体与地面的接触部分偏离设备的运动方向，从而不会使设备本身左右偏摆振动，可有效保证设备的行驶稳定性与行驶精度。

附图说明

附图1为万向轮机构的结构图；

附图2为另一种万向轮机构的结构图；

附图3(a)-3(d)为万向轮机构的回摆过程原理图；

附图4为第二种实施例中万向轮机构的结构图；

附图5为第三种实施例中万向轮机构的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1所示的具有双平行回转轴的万向轮机构，包含轮座1、轮本体2、轮支架3以及过渡件4；所述轮支架3通过过渡件4安装在所述轮座1上，轮支架3与过渡件4构成第一转动副，过渡件4与轮座1构成第二转动副，第一转动副与第二转动副两者的转轴相互平行且两者转轴之间的距离为第一偏心距(如图1中的d1)；所述轮本体2转动安装在所述轮支架3上，且其相对于轮支架3偏心安装，其转动中心偏出于所述第一转动副的转轴，且偏出距离为第二偏心距(如图1中的d2)；所述第一偏心距与所述第二偏心距相等。

轮座1的形式可以是平板式或螺杆式，平板式的轮座1如附图1所示，其主体为一个平板的形式，其上设置有若干通孔以方便将轮座1安装至所需安装的位置；螺杆式的轮座1如附图2所示，其上设置有螺杆部分，螺杆部分可穿过预留在设备上的通孔，并通过螺钉固定。

本发明的万向轮机构安装在设备上后，当万向轮机构处于图3(a)所示的状态，设备受到牵引力方向如图中箭头所示，此时设备要向箭头所示方向运动，万向轮机构由于地面的各种扰动因素，不可能在图示状态保持稳定，因此轮支架3会相对于轮座1发生回摆，此时第一转动副与第二转动副会同时转动，使得轮本体2可以相对于轮座1向后(背离运动方向的方向)运动，由于第一偏心距与第二偏心距相等，且牵引力的方向是固定的，轮本体2与地面的接触位置会一直保持在一条平行于运动方向的线上，其运动姿态变化如附图3(a)-附图3(d)，若由于地面干扰因素(如地面不平等)轮本体2稍微有所走偏，轮本体2在也会在干扰因素消失后立刻向回纠正，如此，轮本体2与地面的接触位置不会发生偏移，则轮本体2不会产生横向的力使设备偏摆，设备的运动稳定性会大幅提高。

在第一种实施例中，所述轮本体2与所述轮支架3构成第三转动副，如附图1与附图2所示，此时第三转动副的转轴垂直于第一转动副的转轴。

为了增加承压性的同时减少摩擦力，所述轮本体2有多个(本实施例中为两个)，所有的所述轮本体2同轴并排安装，且轮本体2的外表面的轮廓为弧状。作为该实施例的一种变种，轮本体2也可以只有一个，所述轮本体2的外轮面的轮廓为波浪状，即其外轮面的轮廓具有多个凸起部，其外形与前一种方案的外形一致，使用时，凸起部的最高点与地面接触。采用这两种形式的轮本体2，使用时，轮本体2与地面接触的面积较小，可减少轮支架3回摆时地面的阻力。

在第二种实施例中，如附图4所示，所述轮本体2为球状，其与所述轮支架3构成球面副，这样也可以起到与第一实施例一样的效果。

在第三种实施例中，为了满足不同的使用需求，如附图5所示，所述轮支架3上设置有可限制所述轮本体2相对于轮支架3转动的刹车单元5，如此用户可根据需要将轮本体2相对于轮支架3固定，实现刹车，刹车单元的结构现有万向轮产品中多有采用，可直接参考，在此不作具体介绍。

上述第一转动副、第二转动副以及第三转动副部分均可根据需要配置轴承(包括铜套、滚动轴承等)等使运动顺滑的元件，这些均属于在本发明技术方案上的常规改进，应当视作落入本发明的保护范围。

本发明的具有双平行回转轴的万向轮机构通过在轮支架与轮座之间设置过渡件，可使得搭载有该万向轮机构的设备在反向运动过程中，轮支架的回摆不会使轮本体与地面的接触部分偏离设备的运动方向，从而不会使设备本身左右偏摆振动，可有效保证设备的行驶稳定性与行驶精度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种具有双平行回转轴的万向轮机构，包含轮座、轮本体、轮支架以及过渡件；轮支架通过过渡件安装在轮座上，轮支架与过渡件构成第一转动副，过渡件与轮座构成第二转动副，第一转动副与第二转动副两者的转轴相互平行且两者转轴之间的距离为第一偏心距；轮本体转动安装在轮支架上，且其相对于轮支架偏心安装，其转动中心偏出于第一转动副的转轴，且偏出距离为第二偏心距；第一偏心距与第二偏心距相等。本发明的具有双平行回转轴的万向轮机构通过在轮支架与轮座之间设置过渡件，可使得搭载有该万向轮机构的设备在反向运动过程中，轮支架的回摆不会使设备本身左右偏摆振动，可有效保证设备的行驶稳定性与行驶精度。

技术研发人员：赵广志;钟芳明;黄志明;姚兴江
受保护的技术使用者：苏州牧星智能科技有限公司
技术研发日：2018.11.01
技术公布日：2019.01.08