专利名称：一种新的全向轮的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种新的全向轮。
背景技术：
目前市售全向轮具有的普遍结构特点是沿着全向轮轮毂圆周周围分布有一系列 轴心不垂直于轮毂端面的可以自由转动的从动小轮子。全向轮的运动特点是轮子在向前 滚动的同时从动小轮子可以在地面反作用力下绕自身中心轴滚动，当这两个运动合成到一 起的时候可以达到全向轮沿斜线滚动的效果。因此这个特点可以有很多应用，例如当由三 个或者多个全向轮组合构成机器人的移动底盘机构时，就可以实现机器人在机体不做转动 运动时任意时刻向任意方向运动。使得机器人转位灵活，不受限于运动空间。基于这些特 点，全向轮还可以应用于诸如电动轮椅、空间紧凑的仓库作业以及其它运动平台上，应用前 景非常广阔。现有使用上述原理的全向轮有两种一种是单片轮毂结构，一种是双片轮毂结构。 单片轮毂结构的全向轮存在从动小轮子之间存在间隙，造成触地不连续，运动平稳性差的 问题。两片式前向轮采用两圈从动小轮互补的方式解决了连续接触地面的问题，运动平稳 性有所提高。但是市场上两片轮毂结构式的全向轮普遍存在结构复杂、安装维护麻烦、承载 能力低、寿命不高的问题。有的为塑料结构，用于机器人竞赛平台时运动平稳性差易打滑， 易损坏，不能满足使用要求。
发明内容本实用新型专门针对机器人竞赛平台使用环境，提供了一种结构简单紧凑、成本 低、承载能力好、抓地能力强、特别适合于及机器人竞赛平台使用的设计方案。该前向轮的 运动特性上有了质的改进。本实用新型揭示了一种新的全向轮，其特征在于，包括前、后单轮盘，由轮毂和从 动轮组成，所述轮毂的圆周上均勻分布至少三个Y形枝丫，两两相邻的所述Y形枝丫之间各 开设一同心的圆孔，一小轮轴穿设在所述两圆孔之间，所述从动轮穿设在所述小轮轴上，所 述前、后单轮盘的半径等于所述从动轮的轴向截面轮廓圆弧半径；轮芯座，包括一中心孔； 其中，若干紧固件将所述前、后轮盘相互错开10° 60°角度固定在所述轮芯座上。比较好的是，所述前、后轮盘相互错开30°。比较好的是，所述轮毂为硬铝合金，所述从动轮为橡胶材质，所述小轮轴为不锈钢 材质。比较好的是，所述全向轮进一步包括铜套和两垫片，所述铜套，套设在所述小轮 轴上，所述两垫片分设在所述小轮轴与所述Y形枝丫之间。比较好的是，所述轮芯座的中心孔中开设一键槽，用于定位安装。比较好的是，所述紧固件包括若干螺钉和若干销钉，所述前、后单轮盘的轮毂与所 述轮芯座通过所述销钉定位，并通过所述螺钉锁紧。[0011]本实用新型的轮子设计在理论上满足转动时和地面接触从动轮无缝切换，不会造 成振动；铝合金金属轮毂质量轻强度好精度高，外型美观；橡胶小轮(从动轮)运动特性 好，摩擦力大，耐磨。
下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本实用新型的详细描述 中，本实用新型的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。图1是本实用新型的分解结构示意图；图2给出单轮盘10或20的剖视结构图；图3是本实用新型的组合后结构示意图。
具体实施方式
请参见图1所示，本实用新型的全向轮由两个完全相同的单轮盘10和20、和设置 在两个单轮盘之间的轮芯座30组合而成，若干销钉40、50穿设过两单轮盘10和20以及轮 芯座30上预设的若干孔，最终组合成一体。组合时，两个单轮盘10、20相互错开30°角固定在轮芯座30之上。图2给出单轮盘(以10为例)的剖视结构图。每个单轮盘10由一片轮毂11在圆 周上均勻分布有六个可以自由转动的橡胶小轮子12构成。橡胶小轮子12内嵌铜套13，通 过一个小轮轴14及左右两个垫片15和16固定于轮毂11上的每两两Y形枝丫 110和111 上同心的两个圆孔上。全向轮轴向投影外轮廓是连续的完整圆，且全向轮半径等于橡胶小 轮12 (从动轮)轴向截面轮廓圆弧半径。上述小轮轴14采用不锈钢材质，两端设有锥孔，用于扩涨紧固。上述轮毂11上设有三个或三个以上Y形枝丫 13，每相邻两个Y形枝丫 110和111 之间安装的橡胶小轮12作为从动轮，该橡胶小轮12的中心轴与轮毂11中心轴垂直；Y形 枝丫 110和111上的圆孔的位置设置需满足以下条件即小轮轴14可以与圆孔同心的状态 进入圆孔且不与轮毂11干涉。上述轮芯座30设有中心孔301及键槽302做为辅助安装结构。安装时，将前后两个单轮盘10和20分别通过中心轴(孔)101、201插设在轮芯座 30的中心孔(轴)301上，通过销钉40和螺钉50固定，橡胶小轮12中心内嵌一个铜套13， 由小轮轴14支撑到Y形枝丫 110和111上，橡胶小轮12及铜套13可以绕小轮轴14灵活 转动；橡胶小轮12轴向截面轮廓圆弧圆心与轮毂中心重合；两个单轮盘10和20错开一定 角度，使得一个单轮盘10上的橡胶小轮12正对另一单轮盘20上的Y形枝丫 110，销钉40 定位，螺钉50锁紧；最终形成的全向轮轴向投影外轮廓是一个半径等于橡胶小轮12轴向截 面轮廓圆弧半径的完整圆。本实用新型的全向轮做为运动部件特点是轮子在向前滚动的过程中，同时橡胶 小轮(从动轮)可以在外力作用下绕自身中心轴滚动，当这两个运动合成到一起的时候可 以达到全向轮沿斜线滚动的效果。因这个特点可以有很多应用，例如当由三个全向轮构成 品字型结构做为小车的底盘时，可以做到底盘任意时刻向任意方向运动。本实用新型全向轮结构的特点是轮子设计在理论上满足转动时和地面接触从 动轮无缝切换，不会造成振动；铝合金金属轮毂质量轻强度好精度高，外型美观；橡胶小轮 (从动轮)运动特性好，摩擦力大，耐磨。[0027] 以上诸实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领 域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化， 因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴应由各权利要求限定。
权利要求一种新的全向轮，其特征在于，包括前、后单轮盘，由轮毂和从动轮组成，所述轮毂的圆周上均匀分布至少三个Y形枝丫，两两相邻的所述Y形枝丫之间各开设一同心的圆孔，一小轮轴穿设在所述两圆孔之间，所述从动轮穿设在所述小轮轴上，所述前、后单轮盘的半径等于所述从动轮的轴向截面轮廓圆弧半径；轮芯座，包括一中心孔；其中，若干紧固件将所述前、后轮盘相互错开10°～60°固定在所述轮芯座上。
2.根据权利要求1所述的全向轮，其特征在于， 所述前、后轮盘相互错开30°。
3.根据权利要求2所述的全向轮，其特征在于，所述轮毂为硬铝合金，所述从动轮为橡胶材质，所述小轮轴为不锈钢材质。
4.根据权利要求2或3所述的全向轮，其特征在于，所述全向轮进一步包括 铜套和两垫片，所述铜套，套设在所述小轮轴上，所述两垫片分设在所述小轮轴与所述Y形枝丫之间。
5.根据权利要求4所述的全向轮，其特征在于， 所述轮芯座的中心孔中开设一键槽，用于定位安装。
6.根据权利要求5所述的全向轮，其特征在于，所述紧固件包括若干螺钉和若干销钉，所述前、后单轮盘的轮毂与所述轮芯座通过所 述销钉定位，并通过所述螺钉锁紧。
专利摘要本实用新型公开了一种新的全向轮，其特征在于，包括前、后单轮盘，由轮毂和从动轮组成，所述轮毂的圆周上均匀分布至少三个Y形枝丫，两两相邻的所述Y形枝丫之间各开设一同心的圆孔，一小轮轴穿设在所述两圆孔之间，所述从动轮穿设在所述小轮轴上，所述前、后单轮盘的半径等于所述从动轮的轴向截面轮廓圆弧半径；轮芯座，包括一中心孔；其中，若干紧固件将所述前、后轮盘相互错开30°角固定在所述轮芯座上。本实用新型结构简单紧凑、成本低、承载能力好、抓地能力强、特别适合于及机器人竞赛平台使用的设计方案。
文档编号B60B33/00GK201633467SQ20092021264
公开日2010年11月17日 申请日期2009年12月7日 优先权日2009年12月7日
发明者余亚强, 苏东 申请人:上海英集斯自动化技术有限公司