一种结构紧凑型全向轮的制作方法

本实用新型涉及全向轮技术领域，具体涉及一种结构紧凑型全向轮。

背景技术：

目前传统轮式平台的转向系统其在转向时是通过方向盘驱动转向器，带动转向横拉杆，通过轮子与地面的硬摩擦来改变轮子前进的方向，使内外车轮偏转不同的角度，实现转向时所需要的不同角度。

一般情况轮式平台为前轮转向，像后轮不具有转向能力的，是通过改变内外轮的转速不同，从而产生差速，转向时外侧车轮转动快，内侧车轮转动慢，从而实现阿克曼转向，其缺点是转弯半径大，转弯区域也需要比较大。虽然万向轮的转向较一般的轮子更加灵活，但万向轮存在行驶不稳定、方向不容易控制、转向时阻力较大等问题。

全向轮很好的解决了以上问题，在车辆转向时，全向轮利用单个轮子的横向转动，在垂直于行驶方向上做水平移动，同时车子在沿着行驶方向做直线运动，两个互相垂直的行驶速度同时作用，即可产生转向所需要方向上的速度。全向轮在转向时，具有差速器的作用，然而却省略了差速器的结构。前进的方式类似于万向轮，是被驱动轮推着或拖着前进，在行驶时，全向轮不同于万向轮转向时需要发生角度的变化，全向轮始终能够保持与车子前进的切线方向同向，因此无论在任何行驶状态下，全向轮都不会对车子行驶产生阻力，从而整车行驶会更加平稳顺畅。

虽然已有一些现有技术针对传统轮式平台的缺陷而设计出了全向轮，但是这些全向轮的轮座大多体积较大，使得安装于轮座上的滚轮空间布局不够合理，全向轮整体尺寸偏大，限制了全向轮结构的小型化。

此外，现有的全向轮还存在配件结构复杂、装配效率低、生产成本较大等问题，因此，很有必要对全向轮的现有结构进行改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑型全向轮，其可以使滚轮的空间布局更加合理，使得全向轮的结构更加紧凑。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种结构紧凑型全向轮，包括轮座、第一滚轮组件及第二滚轮组件，所述第一滚轮组件和第二滚轮组件沿着所述轮座的周向设置，以使所述第一滚轮组件和第二滚轮组件包络形成一个完整的圆形轮子；

所述轮座沿其周向形成有若干个凹口，各所述凹口分别对应设置有一个所述第一滚轮组件；

所述第一滚轮组件包括第一支架、第一转轴及大滚轮，所述第一支架的一端连接于所述轮座上，另一端安装有所述第一转轴，所述第一转轴的两端分别转动地安装有所述大滚轮，所述大滚轮的侧端设有容置槽，两所述大滚轮的轮缘与所述凹口的形状相适应；

所述第二滚轮组件包括第二支架、第二转轴及小滚轮，所述轮座于两所述第一支架之间分别连接有所述第二支架，所述第二支架上安装有所述第二转轴，所述第二转轴的两端分别转动地安装有所述小滚轮，且两所述小滚轮的外端边缘分别位于相邻所述大滚轮的容置槽内。

优选地，所述轮座包括上连接板和下连接板，所述上连接板和下连接板固接在一起，所述第一支架和第二支架的一端连接于所述上连接板和下连接板中。

优选地，所述轮座还包括若干个连接柱和连接螺丝，所述上连接板通过所述连接螺丝固定于所述连接柱的上端，所述下连接板通过所述连接螺丝固定于所述连接柱的下端。

优选地，所述连接柱采用中空结构的铜柱，所述上连接板和下连接板之间至少设置有两组呈同心圆分布的所述连接柱。

优选地，所述第一支架、第二支架、上连接板及下连接板均为板材。

优选地，所述轮座沿其周向设置有与所述凹口一一对应的第一卡口，相邻所述第一卡口之间设置有第二卡口，所述第一支架的一端设置有第一卡块，所述第一卡块与第一卡口相卡接，所述第二支架的一端设置有第二卡块，所述第二卡块与第二卡口相卡接。

优选地，所述凹口的数量为五个，各所述凹口依次围接成星型结构，所述第一支架和第二支架分别等角度地连接于所述轮座上。

优选地，所述第一滚轮组件还包括第一轴承和第一卡簧，所述第一转轴的两端分别安装有所述第一轴承，所述大滚轮安装于所述第一轴承上，并通过所述第一卡簧固定。

优选地，所述第二滚轮组件还包括第二轴承和第二卡簧，所述第二转轴的两端分别安装有所述第二轴承，所述小滚轮安装于所述第二轴承上，并通过所述第二卡簧固定。

采用上述技术方案后，本实用新型与背景技术相比，具有如下优点：

1、本实用新型中大滚轮和小滚轮分别通过第一支架和第二支架安装于轮座上，小滚轮的外端边缘位于相邻大滚轮的容置槽内，以使大滚轮和小滚轮包络形成一个完整的圆形轮子，其中，轮座沿其周向形成有若干个凹口，大滚轮的轮缘与凹口的形状相适应，减小了大滚轮的安装空间，使得全向轮整体的结构更加紧凑。

2、本实用新型中大滚轮通过第一轴承和第一卡簧安装于第一轴承上、小滚轮通过第二轴承和第二卡簧安装于第二轴承上，第一支架和第二支架分别卡接于第一卡口和第二卡口后，由连接螺丝将第一支架和第二支架固定于轮座上，全向轮的装配步骤简单、装配效率高。

3、本实用新型中连接柱采用中空结构的铜柱，第一支架、第二支架、上连接板及下连接板均采用板材加工而成，这些配件的结构简单、成本低，降低了全向轮的生产成本。

附图说明

图1为本实用新型的立体示意图；

图2为本实用新型的分解示意图；

图3为本实用新型的俯视图；

图4为本实用新型的剖视图；

图5为本实用新型的局部剖视图；

图6为轮座的局部结构示意图；

图7为第一滚轮组件的安装示意图；

图8为图7的分解示意图；

图9为第二滚轮组件的安装示意图；

图10为图9的分解示意图。

附图标记说明：

轮座100、凹口110、第一卡口120、第二卡口130、上连接板140、下连接板150、连接柱160、连接螺丝170；

第一滚轮组件200、第一支架210、第一卡块211、第一转轴220、大滚轮230、第一轴承240、第一卡簧250、尼龙垫片260；

第二滚轮组件300、第二支架310、第二卡块311、第二转轴320、小滚轮330、第二轴承340、第二卡簧350、尼龙垫片360。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型中需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“竖直”“水平”“内”“外”等均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示本实用新型的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例

配合图1和图3所示，本实用新型公开了一种结构紧凑型全向轮，包括轮座100、第一滚轮组件200及第二滚轮组件300，第一滚轮组件200和第二滚轮组件300沿着轮座100的周向设置，以使第一滚轮组件200和第二滚轮组件300包络形成一个完整的圆形轮子。

配合图1、图2、图4至图6所示，轮座100沿其周向形成有若干个凹口110，在本实施例中，凹口110的数量为五个，各凹口110依次围接成星型结构，各凹口110分别对应设置有一个第一滚轮组件200，轮座100沿其周向设置有与凹口110一一对应的第一卡口120，相邻第一卡口120之间设置有第二卡口130。

轮座100包括上连接板140和下连接板150，上连接板140和下连接板150固接在一起，在本实施例中，上连接板140和下连接板150的厚度优选为2mm，这样避免板太薄，对轴的支撑作用减弱，轮子容易晃动，避免板太厚，轮子与轮子之间缝隙将增大，行驶不稳定，会有颠簸感。

轮座100还包括若干个连接柱160和连接螺丝170，上连接板140通过连接螺丝170固定于连接柱160的上端，下连接板150通过连接螺丝170固定于连接柱160的下端。在本实施例中，连接柱160采用中空结构的铜柱，其不仅强度足够高，满足轮子所需承受的载荷；而且铜柱为标准件，拆装方便，成本很低。上连接板140和下连接板150之间至少设置有两组呈同心圆分布的连接柱160，以保证连接的可靠性。

配合图4至图8所示，第一滚轮组件200包括第一支架210、第一转轴220及大滚轮230，第一支架210的一端等角度地连接于上连接板140和下连接板150中，另一端安装有第一转轴220，第一转轴220的两端分别转动地安装有大滚轮230，大滚轮230的侧端设有容置槽231，两大滚轮230的轮缘与凹口110的形状相适应。第一滚轮组件200还包括第一轴承240、第一卡簧250及尼龙垫片260，第一转轴220的两端分别安装有第一轴承240，大滚轮230安装于第一轴承240上，并通过第一卡簧250固定。第一转轴220于第一轴承240与第一支架210之间设置有尼龙垫片260，在本实施例中，考虑到大滚轮230受力后存在变形的情况，且在转向时，受到轴向力的作用，若不加垫片会导致大滚轮230与第一支架210的摩擦增大，转向不灵敏。若垫片太厚会导致轮子间缝隙太大，行驶不稳定，会发生颠簸的情况，因此，尼龙垫片260的厚度优选为0.5mm。

配合图4至图6、图9及图10所示，第二滚轮组件300包括第二支架310、第二转轴320及小滚轮330，第二支架310等角度地连接于上连接板140和下连接板150中，并位于两第一支架210之间，即第一支架210和第二支架310的数量均为五个，相邻第一支架210和第二支架310之间的夹角为36°。第二支架310上安装有第二转轴320，第二转轴320的两端分别转动地安装有小滚轮330，且两小滚轮330的外端边缘分别位于相邻大滚轮230的容置槽231内。第二滚轮组件300还包括第二轴承340、第二卡簧350及尼龙垫片360，第二转轴320的两端分别安装有第二轴承340，小滚轮330安装于第二轴承340上，并通过第二卡簧350固定，第二转轴320于第二轴承340与第二支架310之间设置有尼龙垫片360，尼龙垫片360的厚度优选为0.5mm。

常规的轮子在转向时，不可避免的会与地面产生滑动摩擦，因此在转向时轮子有拖动的情况，会对轮式平台的平顺性产生一定的影响，同时，车轮在转向时，或在正常直线行驶时，噪音比较大，如万向轮行驶时会随路面的变化，发生轻微的抖动，噪音会很大。本实用新型在每个转动副之间，都加装了轴承，轴承与转动轴紧密配合，基本能够实现在全向轮转动时零噪音，而且轴承优选采用gb系列，对整个轮子的成本影响很小。

配合图6至图10所示，在本实施例中，第一支架210、第二支架310、上连接板140及下连接板150均采用板材加工而成，第一支架210的一端设置有第一卡块211，第一卡块211与第一卡口120相卡接，第二支架310的一端设置有第二卡块311，第二卡块311与第二卡口130相卡接。第一支架210和第二支架310分别卡接于第一卡口120和第二卡口130后，锁紧连接螺丝170，以将第一支架210和第二支架310固定于轮座100上，这种连接方式简单、结构强度高。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。