一種主動全向輪及移動裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種主動全向輪及移動裝置，其中，該主動全向輪包括輪架及設置在輪架上的中心齒輪，輪架上還設有至少兩個獨立傳動輪組，且每個獨立傳動輪組均以齒輪傳動的方式與中心齒輪嚙合；該移動裝置包括底盤，該底盤上設置有至少一個如上所述的主動全向輪。本實用新型將整個主動全向輪分成了至少兩個獨立傳動部分，不同的獨立傳動輪組之間互不影響，每個獨立傳動輪組在中心齒輪的傳動下獨立工作，與傳統(tǒng)的主動全向輪采用一個主動輪對所有從動輪進行傳動轉化相比，這樣的設計一方面使得傳動滯后明顯減小，另一方面，還有助于提高傳動轉化的可靠性和穩(wěn)定性；本實用新型所述移動裝置的傳動滯后明顯減小，傳動轉化的可靠性和穩(wěn)定性高。
【專利說明】
一種主動全向輪及移動裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及全向輪技術領域，特別涉及一種主動全向輪及移動裝置。
【背景技術】
[0002]全向輪廣泛應用于機器人、手推車、轉移輸送機、貨運車、行李等移動裝置的結構中，其主要由輪轂以及安裝于輪轂上的從動輪組成，輪轂由驅動機構驅動，從動輪可以自由轉動，由于輪轂的軸向方向與從動輪的軸向方向垂直，從而使得全向輪具備全向移動的能力。
[0003]現(xiàn)有的全向輪既能夠通過輪轂電機(大輪)進行繞電機軸的軸向轉動，又能夠通過從動輪(小輪)的轉動實現(xiàn)全向輪垂直于輪轂方向實現(xiàn)橫向運動;但是全向輪繞電機軸的轉動是通過電機軸來實現(xiàn)整體主動旋轉，從動輪的轉動卻是通過全向輪與地面接觸摩擦力來被動實現(xiàn)轉動，無法實現(xiàn)主動旋轉。因此現(xiàn)有的全向輪在應用在如機器人等移動裝置上時，在對該移動裝置進行縱向或橫向的姿態(tài)調整時，是通過移動裝置上設置若干個相互垂直或成一定角度的全向輪，以差速控制來實現(xiàn)，操作比較麻煩，控制比較復雜;如果若干個全向輪成相同方向安裝在移動裝置上，則需要調整其中某幾個全向輪轉向角度才能實現(xiàn)調整，如現(xiàn)有汽車輪胎轉向的調整方法，調節(jié)并不方便。
[0004]為了解決上述技術問題，主動全向輪應運而生。目前，主動全向輪能夠通過帶動主動輪旋轉來帶動所有的從動輪同時旋轉，相對現(xiàn)有的全向輪的從動輪只能在橫移時實現(xiàn)被動旋轉來說，主動全向輪的從動輪可以通過主動輪全部實現(xiàn)主動旋轉;然而，現(xiàn)有的主動全向輪一般都是采用一個主動輪對所有從動輪進行傳動轉化，不僅會出現(xiàn)傳動滯后的情況，而且這種傳動轉化的可靠性和穩(wěn)定性都極差，嚴重影響了主動全向輪的使用。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的實用新型目的在于:針對現(xiàn)有技術中存在的因現(xiàn)有主動全向輪一般都是采用一個主動輪對所有從動輪進行傳動轉化而帶來的傳動滯后、傳動轉化的可靠性和穩(wěn)定性差的問題，提供一種主動全向輪，該主動全向輪能夠使得傳動滯后明顯減小，并且有助于提高傳動轉化的可靠性和穩(wěn)定性；另外，本實用新型還提供了一種應用該主動全向輪的移動裝置。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案為:
[0007]—種主動全向輪，包括輪架及設置在輪架上的中心齒輪，輪架上還設有至少兩個獨立傳動輪組，且每個獨立傳動輪組均以齒輪傳動的方式與中心齒輪嚙合。
[0008]在本實用新型所述主動全向輪中，輪架上設有至少兩個獨立傳動輪組，且每個獨立傳動輪組均以齒輪傳動的方式與中心齒輪嚙合，即本實用新型所述技術方案將整個主動全向輪分成了至少兩個獨立傳動部分，即不同的獨立傳動輪組之間互不影響，每個獨立傳動輪組在中心齒輪的傳動下獨立工作，也就是說，每個獨立傳動輪組均有自己的驅動力，與傳統(tǒng)的主動全向輪采用一個主動輪對所有從動輪進行傳動轉化相比，這樣的設計一方面使得傳動滯后明顯減小，另一方面，還有助于提高傳動轉化的可靠性和穩(wěn)定性。
[0009]作為本實用新型的優(yōu)選方案，上述獨立傳動輪組包括驅動組件、主動輪機構和被動輪組;該驅動組件兩端均以齒輪傳動的方式分別與上述中心齒輪和主動輪機構嚙合，且該主動輪機構通過萬向節(jié)與被動輪組傳動連接。
[0010]在上述每個獨立傳動輪組中，驅動組件兩端均以齒輪傳動的方式分別與上述中心齒輪和主動輪機構嚙合，由此可知，在本實用新型所述主動全向輪中，當上述中心齒輪在電機的驅動下轉動時，中心齒輪會通過驅動組件帶動主動輪機構轉動，因為該主動輪機構通過萬向節(jié)與被動輪組傳動連接，主動輪機構的轉動又會通過萬向節(jié)帶動被動輪組轉動，從而使得被動輪組全部實現(xiàn)主動旋轉，因此，每個獨立傳動輪組不僅可以實現(xiàn)軸向的主動旋轉運動，而且還能夠實現(xiàn)橫向主動滑移。
[0011]在保證每個獨立傳動輪組都能夠實現(xiàn)軸向的主動旋轉運動和橫向主動滑移的情況下，作為包括至少兩個獨立傳動輪組的所述主動全向輪，其傳動不會出現(xiàn)滯后的情況，而且這種傳動轉化的可靠性和穩(wěn)定性都得到極大提高。
[0012]進一步地優(yōu)選，上述驅動組件包括依次傳動相連的第一齒輪、齒輪傳動軸和第二齒輪，且該第一齒輪與中心齒輪嚙合，而第二齒輪與主動輪機構傳動。
[0013]在上述結構的驅動組件中，第一齒輪在中心齒輪的傳動下轉動，第一齒輪轉動又通過齒輪傳動軸帶動第二齒輪轉動，因為第二齒輪與主動輪機構傳動，這樣會使得主動輪機構在第二齒輪的帶動下發(fā)生轉動，由此便完成了驅動力的傳遞;在該驅動組件中，采用齒輪傳動的方式進行驅動力的傳遞，有助于提升驅動組件傳動的準確度，還利于驅動組件傳動效率的提高，且工作可靠。
[0014]進一步地優(yōu)選，上述主動輪機構包括主動傳動組件和主動輪組件；該主動輪組件的一端通過主動傳動組件與上述驅動組件相連，其另一端通過上述萬向節(jié)與被動輪組傳動。
[0015]在主動輪機構中，主動輪組件通過主動傳動組件在上述驅動組件的帶動下工作(轉動)，從而通過萬向節(jié)將驅動力傳遞給被動輪組，使得被動輪組實現(xiàn)主動旋轉。
[0016]更進一步地優(yōu)選，上述主動傳動組件包括依次嚙合的第三齒輪、第四齒輪和第五齒輪;該第三齒輪以齒輪嚙合的方式與驅動組件相連，該第五齒輪與主動輪組件傳動連接。
[0017]在該主動傳動組件中，第三齒輪、第四齒輪和第五齒輪依次嚙合，而該第三齒輪又以齒輪嚙合的方式與驅動組件相連，這樣的設計使得第三齒輪、第四齒輪和第五齒輪在驅動組件的帶動下發(fā)生轉動，又因為第五齒輪與主動輪組件傳動連接，從而帶動主動輪組件發(fā)生轉動；同上所述，在該主動傳動組件中，采用齒輪傳動的方式進行驅動力的傳遞，傳動準確度高，且傳動效率高，工作可靠。
[0018]更進一步地優(yōu)選，上述主動輪組件包括同軸相連的第一主動輪和第二主動輪。該第一主動輪和第二主動輪同軸相連，在第五齒輪轉動時，第一主動輪和第二主動輪會同時發(fā)生轉動，即第五齒輪同時驅動兩個主動輪，一方面，會使得傳動滯后明顯減小，另一方面，也有助于提高傳動轉化的可靠性和穩(wěn)定性。
[0019]進一步地優(yōu)選，上述被動輪組包括依次相連的多個被動輪機構。
[0020]更進一步地優(yōu)選，上述被動輪機構包括被動傳動組件和被動輪組件;該被動輪組件依次通過被動傳動組件和萬向節(jié)與上述主動輪機構連接。[0021 ]在上述主動輪機構發(fā)生轉動時會通過萬向節(jié)將驅動力傳遞給被動傳動組件，該被動輪組件會在被動傳動組件的帶動下發(fā)生轉動，從而實現(xiàn)被動輪組的主動旋轉。
[0022]更進一步地優(yōu)選，上述被動傳動組件包括相互嚙合的第六齒輪和第七齒輪，該第六齒輪通過上述萬向節(jié)與上述主動輪機構傳動。
[0023]在上述主動輪機構發(fā)生轉動時，第六齒輪通過萬向節(jié)也會發(fā)生轉動，又因為第六齒輪和第七齒輪相互嚙合，從而帶動第七齒輪發(fā)生轉動，即該被動傳動組件也是通過齒輪傳動的方式實現(xiàn)了傳動的轉化，傳動精度度高，傳動效率高，傳動轉化的可靠性和穩(wěn)定性也得到大幅提高。
[0024]更進一步地優(yōu)選，上述被動輪組件包括同軸設置的第一被動輪和第二被動輪。在被動傳動組件的帶動下，第一被動輪和第二被動輪會同時發(fā)生轉動，一方面，會使得傳動滯后明顯減小，另一方面，也有助于提高傳動轉化的可靠性和穩(wěn)定性。
[0025]進一步優(yōu)選，上述輪架前后兩端面均設有端板，且上述萬向節(jié)位于端板內側。端板的設置對中心齒輪和獨立傳動輪組均起到了保護作用，也能有效降低外界雜物進入到輪架內部、中心齒輪和獨立傳動輪組內部的幾率;另外，上述萬向節(jié)位于端板內側，即將萬向節(jié)設置在所述主動全向輪的內部，可有效防止外界雜物進入到萬向節(jié)中，對萬向節(jié)起到了保護作用。
[0026]本實用新型還提供了一種移動裝置，該移動裝置包括底盤，該底盤上設置有至少一個如上所述的主動全向輪。
[0027]本實用新型所述移動裝置，在底盤上設置有至少一個上述主動全向輪，相對于現(xiàn)有的移動裝置來說，本實用新型所述移動裝置的傳動滯后明顯減小，傳動轉化的可靠性和穩(wěn)定性高。
[0028]另外，在本實用新型所述技術方案中，凡未作特別說明的，均可通過采用本領域中的常規(guī)技術手段來實現(xiàn)本技術方案。
[0029]綜上所述，由于采用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是:
[0030]1、本實用新型所述技術方案將整個主動全向輪分成了至少兩個獨立傳動部分，不同的獨立傳動輪組之間互不影響，每個獨立傳動輪組在中心齒輪的傳動下獨立工作，與傳統(tǒng)的主動全向輪采用一個主動輪對所有從動輪進行傳動轉化相比，這樣的設計一方面使得傳動滯后明顯減小，另一方面，還有助于提高傳動轉化的可靠性和穩(wěn)定性；
[0031]2、在本實用新型所述主動全向輪中，驅動組件、主動傳動組件和主動輪機構均采用齒輪傳動的方式實現(xiàn)了傳動轉化，傳動精度度高，傳動效率高，傳動轉化的可靠性和穩(wěn)定性也得到大幅提尚；
[0032]3、在本實用新型所述主動全向輪中，上述主動輪組件中的第一主動輪和第二主動輪同軸相連，上述被動傳動組件中的第一被動輪和第二被動輪也同軸設置，這些設計一方面，能夠使得傳動滯后明顯減小，另一方面，也有助于提高傳動轉化的可靠性和穩(wěn)定性；
[0033]4、在本實用新型所述主動全向輪中，上述輪架前后兩端面均設有端板，端板的設置對中心齒輪和獨立傳動輪組均起到了保護作用，也能有效降低外界雜物進入到輪架內部、中心齒輪和獨立傳動輪組內部的幾率;另外，上述萬向節(jié)位于端板內側，可有效防止外界雜物進入到萬向節(jié)中，對萬向節(jié)起到了保護作用；
[0034]5、本實用新型所述移動裝置，在底盤上設置有至少一個上述主動全向輪，相對于現(xiàn)有的移動裝置來說，本實用新型所述移動裝置的傳動滯后明顯減小，傳動轉化的可靠性和穩(wěn)定性高。
【附圖說明】
[0035]圖1是本實用新型實施例一中主動全向輪(省略了端板)的結構示意圖；
[0036]圖2是圖1中A處的局部放大圖；
[0037]圖3是圖1中B處的局部放大圖；
[0038]圖4是圖1中C處的局部放大圖；
[0039]圖5是本實用新型實施例一中主動全向輪(省略了端板)的立體圖；
[0040]圖6是本實用新型實施例一中主動全向輪(包含端板)的立體圖；
[0041]圖7為本實用新型實施例二中主動全向輪的結構示意圖；
[0042]圖8是本實用新型實施例三中主動全向輪的結構示意圖；
[0043]圖9是本實用新型實施例四中移動裝置的結構示意圖；
[0044]圖中標記:1-輪架，2-中心齒輪，3-萬向節(jié)，4-第一齒輪，5-齒輪傳動軸，6_第二齒輪，7-第三齒輪，8-第四齒輪，9-第五齒輪，10-第一主動輪，11-第二主動輪，12-第六齒輪，13-第七齒輪，14-第一被動輪，15-第二被動輪，16-端板，17-固定套，18-小輪支架，19-底盤。
【具體實施方式】
[0045]下面結合附圖，對本實用新型作詳細的說明。
[0046]為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0047]實施例1
[0048]—種主動全向輪，如圖1、圖5和圖6所示，包括輪架I，輪架I上設有中心齒輪2，且輪架I上還設有至少兩個獨立傳動輪組，具體為四個，且每個獨立傳動輪組均以齒輪傳動的方式與該中心齒輪2嚙合;該獨立傳動輪組包括驅動組件、主動輪機構和被動輪組;其中，該驅動組件兩端均以齒輪傳動的方式分別與上述中心齒輪2和主動輪機構嚙合，且該主動輪機構通過萬向節(jié)3與被動輪組傳動連接;該輪架I前后兩端面均設有端板16，且該萬向節(jié)3位于端板16內側。
[0049]上述主動輪機構包括主動傳動組件和主動輪組件;該主動輪組件的一端通過主動傳動組件與驅動組件相連，其另一端通過上述萬向節(jié)3與被動輪組傳動。上述被動輪組包括依次相連的多個被動輪機構，且每個被動輪機構包括被動傳動組件和被動輪組件;該被動輪組件依次通過被動傳動組件和萬向節(jié)3與上述主動輪機構連接，具體來說，該被動輪組件依次通過被動傳動組件和萬向節(jié)3與主動傳動組件傳動相連。
[0050]如圖2所示，上述驅動組件包括依次傳動相連的第一齒輪4、齒輪傳動軸5和第二齒輪6。如圖3所示，上述主動傳動組件包括依次嚙合的第三齒輪7、第四齒輪8和第五齒輪9，且該第四齒輪8上套設有固定套17，該固定套17—方面起到固定第四齒輪8的作用，另一方面，可以避免第四齒輪8與其它結構部件之間發(fā)生磨損；上述主動輪組件包括同軸相連的第一主動輪10和第二主動輪11。如圖4所示，上述被動傳動組件包括相互嚙合的第六齒輪12和第七齒輪13，且該第六齒輪12上也套設有固定套17，該固定套17—方面起到固定第六齒輪12的作用，另一方面，可以避免第六齒輪12與其它結構部件之間發(fā)生磨損;上述被動輪組件包括同軸設置的第一被動輪14和第二被動輪15，第一被動輪14、第七齒輪13和第二被動輪15依次同軸傳動連接。其中，第一齒輪4與中心齒輪2嗤合，而第二齒輪6與主動輪機構傳動，具體來說，該第二齒輪6與第三齒輪7嚙合;第五齒輪9與主動輪組件傳動連接，具體為第一主動輪10、第五齒輪9和第二主動輪11同軸相連;第六齒輪12通過萬向節(jié)3與上述主動輪機構傳動，具體為第六齒輪12通過萬向節(jié)3與第四齒輪8傳動。
[0051]當中心齒輪2在電機的驅動下轉動時，第一齒輪4也會隨之轉動，且第一齒輪4會通過齒輪傳動軸5帶動第二齒輪6轉動，因為第三齒輪7與第二齒輪6嚙合，第三齒輪7也開始轉動并通過第四齒輪8帶動第五齒輪9轉動，此時，第一主動輪10和第二主動輪11會隨著第五齒輪9的轉動而轉動，與此同時，第四齒輪8會通過萬向節(jié)3帶動第六齒輪12轉動;一方面，第六齒輪12會通過萬向節(jié)3將驅動力傳遞給相鄰的被動輪組件，另一方面，第六齒輪12通過第七齒輪13帶動第一被動輪14和第二被動輪15同時轉動，這樣，便實現(xiàn)了主動全向輪的自主移動。
[0052]另外，又如圖1所示，主動輪組件與被動輪組件之間、相鄰兩個被動輪組件之間均設有小輪支架18，小輪支架18起到隔離主動輪組件與被動輪組件、以及相鄰兩個主動輪組件的作用，避免主動輪組件與被動輪組件之間、以及相鄰兩個主動輪組件之間發(fā)生磨損。
[0053]在本實施例中，上述第一齒輪4、第二齒輪6和第三齒輪7均為傘形齒輪;上述第一主動輪10、第二主動輪11、第一被動輪14和第二被動輪15均可為輥子。
[0054]本實施例將整個主動全向輪分成了四個獨立傳動部分，存在四組主動輪組件，四個獨立傳動輪組之間互不影響，四組主動輪組件之間也互不影響；每個獨立傳動輪組在中心齒輪2的傳動下獨立工作，也就是說，每個獨立傳動輪組都有自己的驅動力，每個獨立傳動輪組中的被動輪組件都在一組主動輪組件的作用下進行主動旋轉，與傳統(tǒng)的主動全向輪采用一個主動輪對所有從動輪進行傳動轉化相比，這樣的設計一方面使得傳動滯后明顯減小，另一方面，還有助于提高傳動轉化的可靠性和穩(wěn)定性。
[0055]實施例2
[0056]—種主動全向輪，如圖7所示，包括輪架I，該輪架I上設有中心齒輪2，且該輪架I上還設有至少兩個獨立傳動輪組，具體為三個，且每個獨立傳動輪組均以齒輪傳動的方式與該中心齒輪2嚙合。
[0057]本實施例中的獨立傳動輪組的結構與實施例一中獨立傳動輪組的結構相同。
[0058]本實施例將整個主動全向輪分成了三個獨立傳動部分，存在三組主動輪組件，三個獨立傳動輪組之間互不影響，三組主動輪組件之間也互不影響；每個獨立傳動輪組在中心齒輪2的傳動下獨立工作，也就是說，每個獨立傳動輪組都有自己的驅動力，每個獨立傳動輪組中的被動輪組件都在一組主動輪組件的作用下進行主動旋轉，即整個主動全向輪采用三組主動輪組件分別對三組被動輪組件進行傳動轉化，與傳統(tǒng)的主動全向輪采用一個主動輪對所有從動輪進行傳動轉化相比，這樣的設計一方面使得傳動滯后明顯減小，另一方面，還有助于提高傳動轉化的可靠性和穩(wěn)定性。
[0059]實施例3
[0060]一種主動全向輪，如圖8所示，包括輪架I，該輪架I上設有中心齒輪2，且該輪架I上還設有至少兩個獨立傳動輪組，具體為二個，且每個獨立傳動輪組均以齒輪傳動的方式與該中心齒輪2嚙合。
[0061 ]本實施例中的獨立傳動輪組的結構與實施例一中獨立傳動輪組的結構相同。
[0062]本實施例將整個主動全向輪分成了二個獨立傳動部分，存在二組主動輪組件，二個獨立傳動輪組之間互不影響，二組主動輪組件之間也互不影響；每個獨立傳動輪組在中心齒輪2的傳動下獨立工作，也就是說，每個獨立傳動輪組都有自己的驅動力，每組被動輪組件都在一組主動輪組件的作用下主動旋轉，與傳統(tǒng)的主動全向輪采用一個主動輪對所有從動輪進行傳動轉化相比，這樣的設計一方面使得傳動滯后明顯減小，另一方面，還有助于提高傳動轉化的可靠性和穩(wěn)定性。
[0063]實施例4
[0064]—種移動裝置，如圖9所示，包括底盤19，該底盤19上設置有至少一個實施例1、實施例2或實施例3中的主動全向輪。
[0065]本實施例提供的移動裝置因為包括實施例1、實施例2或實施例3中的主動全向輪，這樣的設計使得該移動裝置的傳動滯后明顯減小，傳動轉化的可靠性和穩(wěn)定性高。
[0066]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種主動全向輪，包括輪架(I)及設置在所述輪架(I)上的中心齒輪(2)，其特征在于，所述輪架(I)上還設有至少兩個獨立傳動輪組，且每個所述獨立傳動輪組均以齒輪傳動的方式與所述中心齒輪(2)嚙合。2.根據權利要求1所述的主動全向輪，其特征在于，所述獨立傳動輪組包括驅動組件、主動輪機構和被動輪組;所述驅動組件兩端均以齒輪傳動的方式分別與所述中心齒輪(2)和主動輪機構嚙合，且所述主動輪機構通過萬向節(jié)(3 )與所述被動輪組傳動連接。3.根據權利要求2所述的主動全向輪，其特征在于，所述驅動組件包括依次傳動相連的第一齒輪(4)、齒輪傳動軸(5)和第二齒輪(6)，且所述第一齒輪(4)與中心齒輪(2)嚙合，而所述第二齒輪(6)與主動輪機構傳動。4.根據權利要求2所述的主動全向輪，其特征在于，所述主動輪機構包括主動傳動組件和主動輪組件;所述主動輪組件的一端通過主動傳動組件與所述驅動組件相連，其另一端通過所述萬向節(jié)(3)與被動輪組傳動。5.根據權利要求4所述的主動全向輪，其特征在于，所述主動傳動組件包括依次嚙合的第三齒輪(7)、第四齒輪(8)和第五齒輪(9);所述第三齒輪(7)以齒輪嚙合的方式與驅動組件相連，所述第五齒輪(9)與主動輪組件傳動連接。6.根據權利要求4所述的主動全向輪，其特征在于，所述主動輪組件包括同軸相連的第一主動輪(10)和第二主動輪(11)。7.根據權利要求2所述的主動全向輪，其特征在于，所述被動輪組包括依次相連的多個被動輪機構。8.根據權利要求7所述的主動全向輪，其特征在于，所述被動輪機構包括被動傳動組件和被動輪組件;所述被動輪組件依次通過被動傳動組件和萬向節(jié)(3)與所述主動輪機構連接。9.根據權利要求8所述的主動全向輪，其特征在于，所述被動傳動組件包括相互嚙合的第六齒輪(12)和第七齒輪(13)，所述第六齒輪(12)通過所述萬向節(jié)(3)與所述主動輪機構傳動。10.—種移動裝置，包括底盤(19)，其特征在于，所述底盤(19)上設置有至少一個如上述權利要求1?9中任意一項所述的主動全向輪。
【文檔編號】B60B19/00GK205523385SQ201620352185
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月25日
【發(fā)明人】駱德淵
【申請人】成都電科創(chuàng)品機器人科技有限公司