移动设备、麦克纳姆轮及其轮圈的制作方法

本实用新型实施例涉及移动设备领域，尤其涉及一种移动设备、麦克纳姆轮及其轮圈。

背景技术：

麦克纳姆轮是一种全方位轮，轮缘上斜向分布着许多小滚轮，依靠滚轮滚动实现移动。

基于麦克纳姆轮的移动设备，通过分别控制4个麦克纳姆轮运动方向，得到不同的组合，在麦克纳姆轮本体无需做出任何转动的情况下，就可以实现运动设备的前行、后退、横移、斜行、旋转及其组合等运动方式，可以灵活方便的实现全方位移动功能，非常适合转运空间有限、作业通道狭窄等场合，因此在制造业和仓储物流自动化领域应用前景广阔。

请参考图1，图1为现有技术中一种麦克纳姆轮的结构示意图。

如图1所示，现有的麦克纳姆轮，包括滚轮11、螺栓12、螺母13和轮圈14，滚轮11设置于轮圈14的左侧连接孔和右侧连接孔之间，螺栓12依次穿过轮圈的左侧连接孔、滚轮11和右侧连接孔，并在右侧连接孔的右侧与螺母13连接。但麦克纳姆轮对于运行地面的要求很高，不能过于光滑，也不能过于颠簸，移动时的稳定性不好。

为此，研发出了分体设置的滚轮，提高滚轮与地面接触的灵活性，以便能够在不平的路面表现出更好的性能，这就需要设计出与分体设置的滚轮匹配连接的轮圈，从而增加了轮圈结构的复杂度。

因此，如何降低与分体式滚轮连接的轮圈的复杂度，成为亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型实施例解决的技术问题是提供一种移动设备、麦克纳姆轮和轮圈，该轮圈具有较低的结构复杂度。

为解决上述问题，本实用新型实施例提供一种移动设备、麦克纳姆轮和轮圈，适于麦克纳姆轮，包括：

连接圆盘，适于连接动力装置；

轮圈支撑部，适于为轮圈提供径向支撑力，轮圈支撑部与连接圆盘的外侧边缘固定连接，且沿连接圆盘的周向设置，轮圈支撑部的延伸面与连接圆盘的延伸面相交；

滚轮连接部，适于连接麦克纳姆轮的滚轮，与轮圈支撑部固定连接，滚轮连接部和连接圆盘分别位于轮圈支撑部延伸面的两侧，滚轮连接部的延伸面与轮圈支撑部的延伸面相交。

可选地，连接圆盘、轮圈支撑部和滚轮连接部的厚度相同。

可选地，厚度为4mm-5.5mm。

可选地，连接圆盘上开设有轮圈连接孔。

可选地，轮圈连接孔的数量为至少2个，且沿连接圆盘的周向均匀设置。

可选地，连接圆盘上开设有轮圈定位孔。

可选地，轮圈定位孔的数量为至少2个，且沿连接圆盘的周向均匀设置。

可选地，轮圈支撑部的延伸面与连接圆盘的延伸面夹角范围为80度-100度；

可选地，各滚轮连接部与轮圈支撑部的相交线与连接圆盘的延伸面的夹角为45度

可选地滚轮连接部的延伸面与轮圈支撑部的延伸面的夹角范围为80度-100度。

可选地，滚轮连接部的数量为8个-20个。

可选地，滚轮连接部为三角形，三角形远离轮圈支撑部的夹角为圆角。

可选地，轮圈支撑部包括分体轮圈支撑部，分体轮圈支撑部的数量与滚轮连接部的数量相等，分体轮圈支撑部沿连接圆盘的外侧边缘均匀设置，且一个分体轮圈支撑部连接一个滚轮连接部。

可选地，轮圈的材料为不锈钢。

为解决上述问题，本实用新型实施例还提供一种麦克纳姆轮，包括滚轮和如上述任一项的轮圈，滚轮安装于滚轮连接部。

为解决上述问题，本实用新型实施例还提供一种移动设备，包括如上述的麦克纳姆轮和底盘，麦克纳姆轮安装于底盘。

与现有技术相比，本实用新型实施例的技术方案具有以下优点：

本实用新型实施例所提供的移动设备、麦克纳姆轮和轮圈，包括：连接圆盘，适于连接动力装置；轮圈支撑部，适于为轮圈提供径向支撑力，轮圈支撑部与连接圆盘的外侧边缘固定连接，且沿连接圆盘的周向设置，轮圈支撑部的延伸面与连接圆盘的延伸面相交；滚轮连接部，适于连接麦克纳姆轮的滚轮，与轮圈支撑部固定连接，滚轮连接部和连接圆盘分别位于轮圈支撑部延伸面的两侧，滚轮连接部的延伸面与轮圈支撑部的延伸面相交。可以看出，轮圈一侧连接了动力装置，为麦克纳姆轮的转动提供动力，另一侧连接滚轮，通过滚轮的旋转实现麦克纳姆轮的旋转，同时中间部位包含为轮圈提供径向支撑力的轮圈支撑部，并且通过连接圆盘、轮圈支撑部以及滚轮连接部的相对位置的设定，实现滚轮的安装需要，不仅结构简单，而且简化了制造加工过程，降低加工成本，同时滚轮连接部和连接圆盘分别位于轮圈支撑部延伸面的两侧，使得轮圈支撑部可以提供一定的弹性力，能够承受一定的震动。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是现有技术中一种麦克纳姆轮的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一种轮圈的立体结构示意图；

图3为本实用新型实施例一种轮圈的局部立体结构示意图；

图4为本实用新型实施例一种轮圈的结构示意图；

图5为本实用新型实施例一种麦克纳姆轮的部分结构示意图；

图6为本实用新型实施例一种移动设备的结构示意图；

图7为本实用新型实施例一种麦克纳姆轮的结构示意图。

其中：20-轮圈；21-滚轮连接部；22-轮圈连接孔；23-连接圆盘；24-滚轮连接孔；25-轮圈支撑部；251-分体轮圈支撑部；26-轮圈电机容纳孔；201-轮瓣；60-滚轮；200-麦克纳姆轮；300-底盘。

具体实施方式

如前所述，具有两个半滚轮体的滚轮体，具有较高的与地面接触的灵活性，能够在不平的路面表现出更好的性能，但由于两个半滚轮体所形成的滚轮体与轮圈20的连接方式与整体滚轮体与轮圈20的连接方式不同，就需要有与分体设置的滚轮60匹配连接的轮圈20，这就增加了轮圈20结构的复杂度。

为了降低轮圈20的复杂度，本实用新型实施例提供了一种轮圈20，具体请参考图2-图6，图2为本实用新型实施例一种轮圈的立体结构示意图；图3为本实用新型实施例一种轮圈的局部立体结构示意图；图4为本实用新型实施例一种轮圈的结构示意图；图5为本实用新型实施例一种麦克纳姆轮的部分结构示意图；图6为本实用新型实施例一种移动设备的结构示意图。

如图中所示，本实用新型实施例所提供一种轮圈20，适于麦克纳姆轮200，包括：连接圆盘23，适于连接动力装置；轮圈支撑部25，适于为轮圈20提供径向支撑力，轮圈支撑部25与连接圆盘23的外侧边缘固定连接，且沿连接圆盘23的周向设置，轮圈支撑部25的延伸面与连接圆盘23的延伸面相交；滚轮连接部21，适于连接麦克纳姆轮200的滚轮60，与轮圈支撑部25固定连接，滚轮连接部21和连接圆盘23分别位于轮圈支撑部25延伸面的两侧，滚轮连接部21的延伸面与轮圈支撑部25的延伸面相交。

轮圈支撑部25的延伸面与连接圆盘23的延伸面相交是指轮圈支撑部25的延伸面与连接圆盘23的延伸面之间的夹角不是0度或者180度，而是二者之间具有0度-180度之间的夹角，即延伸面不重合；同理，滚轮连接部21与轮圈支撑部25的延伸面相交，是指滚轮连接部21与轮圈支撑部25的延伸面之间的夹角不是0度或者180度，而是二者之间具有0度-180度之间的夹角，即延伸面不重合。

另外，滚轮连接部21用于连接麦克纳姆轮200，因此其设置方式需要满足连接后的滚轮60能够满足麦克纳姆轮200对于滚轮60的要求，在一种具体实施方式中，设定滚轮连接部21与轮圈支撑部25的相交线与连接圆盘23的延伸面的夹角为45度，以简化滚轮60的安装。

在一种具体实施例中，轮圈支撑部25的延伸面与连接圆盘23的延伸面夹角范围可以为80度-100度，在确定好轮圈支撑部25的延伸面与连接圆盘23的延伸面夹角后，选择滚轮连接部21的延伸面与轮圈支撑部25的延伸面的夹角，二者相匹配，实现滚轮60在轮圈20上的安装状态的确定，满足麦克纳姆轮200运行的要求。

在另一种具体实施例中，滚轮连接部21的延伸面与轮圈支撑部25的延伸面的夹角范围可以为80度-100度，在最终确定二者的夹角后，进一步确定轮圈支撑部25的延伸面与连接圆盘23的延伸面夹角，进而保证滚轮60在轮圈20上的安装状态满足麦克纳姆轮200运行的要求。

在一实施例中，选择轮圈支撑部25的延伸面与连接圆盘23的延伸面夹角为90度，即轮圈支撑部25与连接圆盘23处于垂直的状态，同时选择滚轮连接部21的延伸面与轮圈支撑部25的延伸面的夹角为90度，即滚轮连接部21的延伸面与轮圈支撑部25的延伸面垂直，这样的结构更为简便，角度确定也很简单，滚轮60的状态也非常好设置，更容易满足麦克纳姆轮的要求，同时还可以改善轮圈20的受力状态。

另一方面，轮圈支撑部25可以为一个整体的结构，比如：圆柱环形结构或圆锥环形结构；也可以为多个分体结构，即在圆柱环形结构或者圆锥环形结构的侧壁上开设有多个开口，从而形成分体轮圈支撑部251。当轮圈支撑部25包括多个分体轮圈支撑部251时，在一实施例中，分体轮圈支撑部251的数量与滚轮连接部21的数量相等，一个分体轮圈支撑部251连接一个滚轮连接部21，分体轮圈支撑部251沿连接圆盘23的外侧边缘均匀设置，结构比较简单，更容易保证滚轮连接部21设置的均匀性，以及滚轮60安装的均匀性；在其他实施例中，分体轮圈支撑部251的数量也可以与滚轮连接部21的数量不相等，这样，同一个分体轮圈支撑部251上可能连接多个滚轮连接部21，或者多个分体轮圈支撑部251连接一个滚轮连接部21。

具体地，为方便滚轮60与滚轮连接部21的连接，在滚轮连接部21上开设滚轮连接孔24，滚轮60的连接组件(具体可以是滚轴和滚轴套，也可以是其他结构)穿过滚轮体通孔和滚轮连接孔24实现滚轮60与轮圈20的连接。

由于一个轮圈20需要连接多个滚轮60，并且滚轮60连接后的状态要满足麦克纳姆轮200的要求，因此，滚轮连接部21会沿着轮圈支撑部25的外周部设置多个，但一个滚轮连接部21上连接的滚轮数量可以是1个也可以是多个。

一个滚轮连接部21、一个轮圈支撑部25和与轮圈支撑部25对应的部分连接圆盘23可以构成一个轮瓣201(示于图3中)

在一具体实施例中，连接圆盘23的中心可以开设容纳动力装置(通常为电机，也可以为其他动力装置)的轮圈电机容纳孔26，动力装置的一部分设置在轮圈电机容纳孔26中，方便整个移动设备的部件的布置。

可以看出，轮圈20一侧连接了动力装置，为麦克纳姆轮200的转动提供动力，另一侧连接滚轮60，通过滚轮60的旋转实现麦克纳姆轮200的旋转，同时中间部位包含为轮圈20提供径向支撑力的轮圈支撑部25，并且通过连接圆盘23、轮圈支撑部25以及滚轮连接部21的相对位置的设定，实现滚轮60的安装需要，不仅结构简单，而且简化了制造加工过程，降低加工成本，同时滚轮连接部21和连接圆盘23分别位于轮圈支撑部25延伸面的两侧，使得轮圈支撑部25可以提供一定的弹性力，能够承受一定的振动。

在一种具体实施例中，本实用新型所提供的轮圈的连接圆盘23、轮圈支撑部25和滚轮连接部21的厚度相同。

连接圆盘23、轮圈支撑部25和滚轮连接部21三个部件的厚度相同，并且具有与前述相同的结构，因此，轮圈20可以通过对同一个材料的加工获得，这就进一步简化了轮圈20的制造过程，比如可以通过弯折、冲压等方式获得。

比如：在一实施例中，轮圈支撑部25的延伸面与连接圆盘23的延伸面的夹角为90度，滚轮连接部21的延伸面与轮圈支撑部25的延伸面的夹角为90度，同时滚轮连接部21与轮圈支撑部25的相交线与连接圆盘23的延伸面的夹角为45度时，首先按照数量需要在一块材料上，分割出所需要的多个滚轮连接部21，然后，通过冲压，使每个滚轮连接部21形成延伸面与轮圈支撑部25的延伸面的夹角为90度，相交线与连接圆盘23的延伸面的夹角为45度的状态，然后再次通过冲压，形成轮圈支撑部25的延伸面与连接圆盘23的延伸面的夹角为90度的状态，使得轮圈20的加工制造流程很简单。

当然，如果连接圆盘23、轮圈支撑部25和滚轮连接部21三个部件的厚度不相同时，也可以通过冲压、弯折等方式获得轮圈，首先加工成不同厚度的材料，再在相应部位冲压即可。

具体地，轮圈20的厚度为4mm-5.5mm，上述厚度，不仅能够满足轮圈20对于强度、刚度的需要，而且能够节省材料，同时也方便在两个结构相同的半滚轮体之间连接滚轮连接部21，防止两半滚轮体中间间隙过大而造成的运行不平稳以及杂物卡入的问题的产生。

为了方便传输动力，在一种具体实施例中，连接圆盘23上还可以开设轮圈连接孔22，轮圈20通过设置于轮圈连接孔22的连接装置实现直接或者间接的与动力装置的连接，进而实现动力的传输。

为保证动力传输的均衡性，以及连接的牢固性和动力传输的可靠性，轮圈连接孔22的数量可以为至少2个，且沿连接圆盘23的周向均匀设置，当然，根据轮圈20的尺寸，可以开设更多的轮圈连接孔22，比如8个、10个、15个或者20个等等，数量越多连接越牢固，所能够传输的力越大。

除了设置轮圈连接孔22，在另一具体实例中，本实用新型所提供的轮圈20还可以在连接圆盘23上开设轮圈定位孔(其外观与轮圈连接孔22相同)，通过定位装置设置于相互连接的部件的定位孔(包含轮圈定位孔)中，可以限定相互连接的部件的相对位置，方便连接。

具体地，轮圈定位孔的数量为至少2个，且沿所述连接圆盘23的周向均匀设置，实现定位要求，当然，根据轮圈20的大小，也可以设置更多的轮圈定位孔22，比如：3个。

由于滚轮60数量越多，麦克纳姆轮200的运行越稳定，但滚轮60数量越多，相同大小的轮圈20上所设置的滚轮60尺寸就会变小，承重力下降，因此，可以在保证承重力的前提下，尽量多的设置滚轮60，如果一个麦克纳姆轮的滚轮60安装于一个滚轮连接部21，则滚轮连接部21的数量可以为8个-20个，具体可以根据不同的承重要求，选择10个、12个或者15个等等。

为了减小滚轮连接部21对于轮圈20以及麦克纳姆轮尺寸和运行平顺性的影响，在一种具体实施例中，滚轮连接部21设置为三角形，且三角形远离所述轮圈支撑部25的夹角为圆角，这样，滚轮连接部21嵌在半滚轮体之间，保证滚轮60安装于轮圈20后，麦克纳姆轮200运行的平顺性；在其他实施例中，滚轮连接部21也可以为圆弧形、正方形等其他形状。

为在保证强度要求的基础上，降低成本，在一具体实施例中，轮圈20的材料可以为不锈钢；当然基于不同的承重要求，在其他实施例中，轮圈20的材料也可以采用其他的材料，比如：碳钢、塑料等。

请参考图7，图7为本实用新型实施例一种麦克纳姆轮的结构示意图。

为降低轮圈20的复杂度，本实用新型还提供一种麦克纳姆轮200，包括滚轮60和如前述所述的轮圈20，滚轮60安装于轮圈20的滚轮连接部21，该麦克纳姆轮的轮圈20结构简单，不仅实现滚轮60的安装需要，也简化了制造加工过程，降低加工成本，同时所述滚轮连接部21和所述连接圆盘23分别位于所述轮圈支撑部25延伸面的两侧，使得轮圈支撑部25可以提供一定的弹性力。

在一具体实施例中，滚轮60采用前述的结构，在其他实施例中，滚轮60可以采用其他能够满足麦克纳姆轮200运行要求的结构

请参考图6，本实用新型实施例还提供一种移动设备，包括如上所述的麦克纳姆轮200和底盘300，麦克纳姆轮200安装于底盘300，本实用新型实施例所提供的移动设备，包括前述具有所述轮圈20的麦克纳姆轮200，具体作用和效果与本实用新型实施例所提供的轮圈20的作用和效果相同，在此不再赘述。

虽然本实用新型实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。