一种轮毂减震结构及麦克纳姆轮

本实用新型涉及一种减震部件，特别是关于一种用于麦克纳姆轮轮毂内部的轮毂减震结构及麦克纳姆轮。

背景技术：

目前，使用麦克纳姆轮底盘的全向移动底盘在应对起伏不平整路面时，为了保证一组麦克纳姆轮的有效工作通常设计悬挂系统减震。为了保证麦克纳姆轮的传动效率和抓地性，需要保证轴线平行地面，受此影响，悬挂系统会占用很大空间。而且，在大多数场合只需要缓冲减震，麦克纳姆轮的悬挂减震就十分冗余。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种轮毂减震结构及麦克纳姆轮，其能将空间利用率最大化，并具有良好的减震效果和移动效果。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种轮毂减震结构，其包括：轮毂外环、轮毂内芯、弹簧钢片、第一连接件和第二连接件；所述轮毂外环与所述轮毂内芯之间设置有所述弹簧钢片，所述弹簧钢片通过所述第一连接件与所述轮毂外环连接，所述弹簧钢片通过所述第二连接件与所述轮毂内芯连接；所述弹簧钢片设置为三组，三组所述弹簧钢片间隔布置在所述轮毂外环与所述轮毂内芯之间。

进一步，所述轮毂内芯为三角形结构，每个三角边与所述轮毂外环之间布置一组所述弹簧钢片。

进一步，所述弹簧钢片呈错位环绕弯曲式结构布置在所述轮毂外环与所述轮毂内芯之间；所述弹簧钢片的中部设置有两个用于与所述轮毂内芯连接的中心孔，在两侧端部分别设置有两个用于与所述轮毂外环连接的端部安装孔。

进一步，所述第一连接件包括u型铝槽、抽芯铆钉、第一螺栓和方形螺母；位于所述轮毂外环的内侧壁设置有安装槽口，该安装槽口的长度和宽度与所述u型铝槽对应设置，所述u型铝槽的开口端嵌入该安装槽口内；位于该安装槽口的两侧所述轮毂外环上设置有第一安装孔；所述u型铝槽的底部设置有两个第二安装孔，两端分别设置有一个第三安装孔；两个所述第二安装孔与所述弹簧钢片的所述端部安装孔对应设置，且所述弹簧钢片的端部通过所述端部安装孔、第二安装孔和抽芯铆钉固定在所述u型铝槽的底部，所述抽芯铆钉的头端被压在所述轮毂外环内壁下；所述u型铝槽通过所述第一螺栓、第一安装孔、第三安装孔和方形螺母固定在所述轮毂外环上。

进一步，所述轮毂内芯内间隔设置有三个矩形槽，并在每个三角边上设置有两个第四安装孔，所述第四安装孔与所述矩形槽对应设置。

进一步，所述第二连接件包括矩体螺母和第二螺栓；所述矩体螺母上设置有两个螺纹孔，两个所述螺纹孔与所述弹簧钢片的两个所述中心孔对应设置，且所述矩体螺母的长度和宽度与所述轮毂内芯内的矩形槽相同；所述矩体螺母嵌设在所述矩形槽内，所述弹簧钢片的中部通过所述第二螺栓、中心孔、第四安装孔和矩体螺母固定在所述轮毂内芯上。

进一步，每组所述弹簧钢片都由多层弹簧片叠加构成。

一种麦克纳姆轮，其包括上述轮毂减震结构，以及若干设置在所述轮毂外环上的辊子；每个所述辊子都包括第三螺栓、垫片、轴承、轴套、小胶轮和第一螺母；所述小胶轮内穿设有所述轴套，所述轴套的两端分别设置有所述轴承，所述第三螺栓穿设在所述轴套内；经所述第三螺栓将所述小胶轮安装在所述轮毂外环上，且所述第三螺栓的端部穿过所述轮毂外环后与所述第一螺母紧固连接；两个所述轴承与所述轮毂外环之间分别设置有所述垫片。

进一步，还包括连接法兰盘、填充件、安装夹板和第四螺栓，所述第四螺栓设置为六个；所述连接法兰盘和安装夹板分别设置在所述轮毂内芯的两侧，用于安装所述连接法兰盘的一侧所述轮毂内芯中心位置处设置有圆凹槽，该圆凹槽与所述连接法兰盘上的圆凸台匹配设置；在所述连接法兰盘与所述轮毂内芯之间设置有所述填充件；在所述轮毂内芯的三个顶角处分别设置有安装通孔，所述连接法兰盘和安装夹板上分别设置有与所述安装通孔等圆周的呈阵列排布的六个孔；六个所述第四螺栓分别经所述安装通孔和六个孔将所述连接法兰盘、轮毂内芯和安装夹板连接在一起。

进一步，所述连接法兰盘上的孔为螺纹孔；其中与所述轮毂内芯的安装通孔重合的三个孔为连接用固定孔，另外三个孔中安装的所述第四螺栓的轴线与穿过所述弹簧钢片的中心孔的第二螺栓的轴线在同一平面内并且相互垂直。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型由于减震系统采用错位环绕弹簧钢片嵌入轮毂内，其集成度高，节约空间。2、本实用新型由于轮毂主体结构件使用尼龙材料，其质量比普通麦克纳姆轮使用的不锈钢钣金轮毂结构更轻，惯量小，电机驱动上反馈更快。3、本实用新型由于采用螺栓紧固，并且螺栓安装方向用u型铝槽转变，使其与轮轴向平行，安装便利，调整弹簧钢片简单，维护方便。4、本实用新型的麦克纳姆轮采用同轮毂双向安装的设计，加工一种轮毂既可以按照右旋方向安装45°辊子，也可以按照左旋方向安装45°辊子，相似零件统一化，节约制造成本。

综上，本实用新型可以广泛应用在物流车、越障车、轮式机器人等多个领域。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的整体结构爆炸视图；

图2是本实用新型实施例中弹簧钢片零件的安装示意图；

图3是本实用新型实施例中弹簧钢片零件的展开图；

图4a是本实用新型实施例中安装在麦克纳姆轮上时左旋麦克纳姆轮及减震结构示意图；

图4b是本实用新型实施例中安装在麦克纳姆轮上时右旋麦克纳姆轮及减震结构示意图；

图5是本实用新型实施例中轮毂向外连接样例的剖视图；

附图标号：1-轮毂外环，2-轮毂内芯，3-弹簧钢片，4-u型铝槽，5-抽芯铆钉，6-第一螺栓，7-方形螺母，8-矩体螺母，9-第二螺栓，10-第三螺栓，11-垫片，12-轴承，13-轴套，14-小胶轮，15-第一螺母，16-连接法兰盘，17-填充件，18-第四螺栓，19-安装夹板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

在本实施例中提供一种轮毂减震结构，如图1～图3所示，轮毂减震结构包括轮毂外环1、轮毂内芯2、弹簧钢片3、第一连接件和第二连接件。轮毂外环1与轮毂内芯2之间设置有弹簧钢片3，弹簧钢片3通过第一连接件与轮毂外环1连接，弹簧钢片3通过第二连接件与轮毂内芯2连接。在本实施例中，弹簧钢片3设置为三组，三组弹簧钢片3间隔布置在轮毂外环1与轮毂内芯2之间，以有效保证受力均衡；三组弹簧钢片3与轮毂内芯2和轮毂外环1之间的连接方式相同。

其中，轮毂内芯2为三角形结构，每个三角边与轮毂外环1之间布置一组弹簧钢片3。如图2所示，使用时，弹簧钢片3呈错位环绕弯曲式结构布置在轮毂外环1与轮毂内芯2之间；如图3所示，弹簧钢片3的中部宽度大于两侧部的宽度，并在中部设置有两个用于与轮毂内芯2连接的中心孔31，在两侧端部分别设置有两个用于与轮毂外环1连接的端部安装孔32。

在一个优选的实施例中，第一连接件包括u型铝槽4、抽芯铆钉5、第一螺栓6和方形螺母7。位于轮毂外环1的内侧壁设置有安装槽口，该安装槽口的长度和宽度与u型铝槽4对应设置，u型铝槽4的开口端嵌入该安装槽口内；位于该安装槽口的两侧轮毂外环1上设置有第一安装孔。u型铝槽4的底部设置有两个第二安装孔，两端分别设置有一个第三安装孔；两个第二安装孔与弹簧钢片3的端部安装孔32对应设置，且弹簧钢片3的端部通过端部安装孔32、第二安装孔和抽芯铆钉5固定在u型铝槽4的底部，抽芯铆钉5的头端被压在轮毂外环1内壁下，防止脱出。u型铝槽4通过第一螺栓6、第一安装孔、第三安装孔和方形螺母7固定在轮毂外环1上，即第一螺栓6延轮轴方向穿过轮毂外环1的第一安装孔、u型铝槽4的第三安装孔后，其端部通过方形螺母7紧固。在轮毂外环1一侧的第一安装孔处设置有与方形螺母7等宽的平行槽，防止方形螺母7旋转。

在一个优选的实施例中，轮毂内芯2内间隔设置有三个矩形槽，并在每个三角边上设置有两个第四安装孔，第四安装孔与矩形槽对应设置。

在一个优选的实施例中，第二连接件包括矩体螺母8和第二螺栓9。矩体螺母8上设置有两个螺纹孔，两个螺纹孔与弹簧钢片3的两个中心孔31对应设置；且矩体螺母8的长度和宽度与轮毂内芯2内的矩形槽相同。矩体螺母8嵌设在矩形槽内；弹簧钢片3的中部通过第二螺栓9、中心孔31、第四安装孔和矩体螺母8固定在轮毂内芯2上。优选的，矩体螺母8采用铝合金材料制成。

上述实施例中，在矩体螺母8和方形螺母7的内螺纹上填充螺纹胶，以有效防止松动。

上述实施例中，每组弹簧钢片3都由多层弹簧片叠加构成，可根据载荷调整叠加层厚。优先的，每层弹簧片的厚度为0.2mm。在本实施例中，弹簧片采用65mn钢制成，或采用其他类型弹簧钢制成。

实施例2

在本实施例中提供一种麦克纳姆轮，该麦克纳姆轮采用实施例1中的轮毂减震结构，还包括若干设置在轮毂外环1上的辊子。如图1、图4a和图4b所示，每个辊子都包括第三螺栓10、垫片11、轴承12、轴套13、小胶轮14和第一螺母15。小胶轮14内穿设有轴套13，轴套13的两端分别设置有轴承12；第三螺栓10穿设在轴套13内。经第三螺栓10将小胶轮14安装在轮毂外环1上，且第三螺栓10的端部穿过轮毂外环1后与第一螺母15紧固连接。两个轴承12与轮毂外环1之间分别设置有垫片11。

上述实施例中，垫片11采用尼龙垫片。

上述实施例中，在轮毂外环1上设置有与第一螺母15等轮廓的六角槽，以方便安装，避免插入扳手困难的问题。

在一个优选的实施例中，如图5所示，该麦克纳姆轮还包括连接法兰盘16(图5中仅为一样例，可根据实际需求修改法兰轴、中孔、阶梯的外形尺寸等)、填充件17、安装夹板19和第四螺栓18；第四螺栓18设置为六个。连接法兰盘16和安装夹板19分别设置在轮毂内芯2的两侧，用于安装连接法兰盘16的一侧轮毂内芯2中心位置处设置有圆凹槽，该圆凹槽与连接法兰盘16上的圆凸台匹配设置，可以有效证贴合紧密，以及轮系传动同轴度；在连接法兰盘16与轮毂内芯2之间还设置有填充件17。在轮毂内芯2的三个顶角处分别设置有安装通孔，连接法兰盘16和安装夹板19上分别设置有与安装通孔等圆周的呈阵列排布的六个孔；六个第四螺栓18分别经安装通孔和六个孔将连接法兰盘16、轮毂内芯2和安装夹板19连接在一起。

其中，连接法兰盘16上的孔为螺纹孔。其中与轮毂内芯2的安装通孔重合的三个孔为连接用固定孔，另外三个孔中安装的第四螺栓18的轴线与穿过弹簧钢片3的中心孔31的第二螺栓9的轴线在同一平面内并且相互垂直，以防止第二螺栓9松动脱出。

上述实施例中，轮毂内芯2的三个安装通孔为圆周阵列分布。

上述各实施例中，轮毂外环1和轮毂内芯2采用尼龙材质3d打印制作，与传统钣金轮毂和注塑轮毂的薄壁的辊子安装架相比，利用3d打印的特性，在轮毂外环1的辊子安装孔周围进行结构加厚处理，两边外侧加厚至两对称平行平面。

上述各实施例仅用于说明本实用新型，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。