本實(shí)用新型涉及移動機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全向輪。

背景技術(shù)：

全向輪是一種可以朝任意方向移動的輪子，具有一個(gè)主動運(yùn)動方向和一個(gè)從動運(yùn)動方向，當(dāng)這兩個(gè)均有運(yùn)動時(shí)，根據(jù)每個(gè)方向速率的不同，全向輪就能夠向任意方向運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)全向運(yùn)動。

全向輪可以像一個(gè)正常的車輪一樣使用，并可以通過多個(gè)輪子的組合運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)任意方向的移動?，F(xiàn)階段，如專利CN201320814107.0公開的一種全向輪，全向輪主要由輪轂和從動輪組成，該輪轂的外圓周處均勻開設(shè)有3個(gè)或3個(gè)以上的輪轂齒，每兩個(gè)輪轂齒之間裝設(shè)有一從動輪，該從動輪的徑向方向與輪轂外圓周的切線方向垂直。

由于這種全向輪的結(jié)構(gòu)，外圈由多個(gè)較小的從動輪組成，所以從動輪之間有多不可避免的間隙，若輪轂滾動至兩從動輪之間間隙處接觸地面，此時(shí)如果遇到寬度小于等于兩從動輪間隙的障礙物，全向輪被卡住無法繼續(xù)滾動，又稱越障失敗，如果要盡量避免這種情況出現(xiàn)，就需要增加從動輪的數(shù)量，即是數(shù)量越多間隙越小；另一方便，當(dāng)從動輪滾動時(shí)，由于其滾動半徑極小，越障能力極差，若要盡量增加從動輪的越障能力，需要增加從動輪的尺寸，在保證從動輪具有合適強(qiáng)度的情況下，從動輪半徑越大，布置在輪轂上的從動輪數(shù)量越少。

由此可知，若要減小兩從動輪之間的間隙，需要增加從動輪的數(shù)量，而隨著從輪的數(shù)量增加，從動輪的半徑就相應(yīng)減小，從動輪滾動時(shí)的越障能力就相應(yīng)降低。即，現(xiàn)有萬向輪的越障能力有限，只能在運(yùn)動面比較平坦的情況下才能較好地實(shí)現(xiàn)全向運(yùn)動的效果，很大程度上限制了全向輪的使用范圍。并且每兩個(gè)從動輪之間都無法避免的存在著間隙，使得整個(gè)輪子的圓周實(shí)際成為一個(gè)多邊形，導(dǎo)致在運(yùn)動過程中出現(xiàn)上下波動，會造成載體物的震動，并且會對從動輪軸產(chǎn)生沖擊從而損失驅(qū)動功率，減少驅(qū)動的有效載荷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于：針對目前全向輪越障能力差以及滾動過程中造成載體物的震動，并且會對從動輪軸產(chǎn)生沖擊從而減少驅(qū)動的有效載荷的問題，提供一種能夠解決上述問題的全向輪。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

一種全向輪，包括主軸板、從動輪和兩個(gè)半球形的半球形主動輪，兩個(gè)所述主動輪以能夠相對所述主軸板樞轉(zhuǎn)的方式分別設(shè)置在所述主軸板的兩側(cè)，使兩個(gè)所述主動輪的外表面在一個(gè)球面上，

所述主軸板能樞轉(zhuǎn)，且其樞轉(zhuǎn)軸線與所述主動輪相對所述主軸板樞轉(zhuǎn)的軸線相交，

所述主動輪的球形頂部設(shè)置有通孔以布置所述從動輪，使所述主動輪的外表面和所述從動輪外表面的一部分在同一個(gè)球面上，

所述從動輪以能夠相對所述主軸板樞轉(zhuǎn)的方式設(shè)置所述主軸板上，所述從動輪的樞轉(zhuǎn)軸線垂直于所述主軸板樞轉(zhuǎn)的軸線，同時(shí)還垂直于所述主動輪相對所述主軸板樞轉(zhuǎn)的軸線。

作為優(yōu)選， 所述主動輪包括外殼和輪架，所述外殼由橡膠制成，所述輪架用于支撐所述外殼，使所述外殼的外表面成球形。

作為優(yōu)選，所述輪架的抗壓強(qiáng)度高于所述外殼的抗壓強(qiáng)度。

作為優(yōu)選，所述輪架呈階梯型，由此，能夠在保證支撐外殼的同時(shí)減小輪架占用的半球形主動輪內(nèi)部空間，以布置軸承等部件。

作為優(yōu)選，所述主動輪通過深溝球軸承或調(diào)心滾子軸承與所述主軸板連接，如此，能使得軸承承受一定的軸向力。

作為優(yōu)選，所述主軸板包括內(nèi)架，所述內(nèi)架內(nèi)設(shè)置有用于容納所述從動輪的空腔，所述主動輪設(shè)置有內(nèi)腔，所述內(nèi)架完全置于所述內(nèi)腔中，所述內(nèi)架設(shè)置有用于容納軸承滾動體的第一凹部，使所述內(nèi)架形成所述主動輪與所述主軸板連接軸承的內(nèi)圈。

作為優(yōu)選，所述輪架設(shè)置有與所述內(nèi)架第一凹部相對應(yīng)的第二凹部，所述第一凹部與所述第二凹部形成的腔室用于容納軸承的滾動體，使所述輪架形成所述主動輪與所述主軸板連接軸承的外圈。

作為優(yōu)選，所述輪架遠(yuǎn)離所述主軸板的端部為倒L形，所述輪架的L形端部與所述內(nèi)架之間設(shè)置有擋板，所述擋板固定設(shè)置在所述內(nèi)架上，且設(shè)置有用于放置所述從動輪的孔腔，所述擋板與所述從動輪外表面的間隙小于或等于0.1毫米，與所述L形端部的間隙小于或等于0.1毫米，如此，擋板能夠?qū)⒋笥?.1的渣物擋住，避免渣物進(jìn)入本申請萬向輪內(nèi)部卡死軸承

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本申請的有益效果是：無論本申請全向輪向哪個(gè)方向滾動，其沿滾動方向的截面均為半徑相同的圓形，與現(xiàn)有全向輪的從動輪滾動半徑遠(yuǎn)小于其輪轂半徑從而其越障能力極差相比，本申請全向輪沿輪轂方向滾動時(shí)的越障能力與現(xiàn)有全向輪的輪轂滾動時(shí)的越障能力相同，沿其它任意方向滾動時(shí)，越障能力均遠(yuǎn)高于現(xiàn)有全向輪，由此，本申請全向輪越障能力極強(qiáng)，能夠在凹凸程度合適的地面進(jìn)行全方向運(yùn)動；此外，由于本申請全向輪外部整體是個(gè)球面，且兩個(gè)半球形主動輪之間的間隙較小，從動輪與半球形主動輪的間隙較小，如此，與現(xiàn)有全向輪的輪轂滾時(shí)上下顛簸劇烈相比，本申請間隙數(shù)量少，間隙值小，運(yùn)動平緩，上下顛簸幅度極小，基本不會造成會載體物的震動，并且難以對從動輪軸產(chǎn)生沖擊從而不會減少驅(qū)動的有效載荷。

附圖說明

圖1為本申請的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1水平剖開后的下半部分示意圖；

圖3為圖1豎直剖開后的右半部分示意圖；

圖4為本申請萬向輪的一種使用示意圖；

圖5為圖4的仰視圖；

圖中標(biāo)記：1-主軸板，2-半球形主動輪，21-外殼，3-從動輪，4-內(nèi)架，41-空腔，42-第一凹部，43-L形端部，5-擋板，6-滾動體，7-輪架，71-第二凹部，8-全向輪，9-底盤，10-電機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型作詳細(xì)的說明。

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

如圖1、2、3所示，一種全向輪8，包括主軸板1、從動輪3和兩個(gè)半球形的半球形主動輪2，兩個(gè)半球形主動輪2以能夠相對主軸板1樞轉(zhuǎn)的方式分別設(shè)置在主軸板1的兩側(cè)，使兩個(gè)半球形主動輪2的外表面在一個(gè)球面上，主軸板1在電機(jī)的驅(qū)動下能夠樞轉(zhuǎn)，且其樞轉(zhuǎn)軸線AA與半球形主動輪2相對主軸板1樞轉(zhuǎn)的軸線BB垂直且相交，兩個(gè)半球形主動輪2配合后形成的主動輪外形為球形， 可以使得該主動輪能夠繞主軸板的樞轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)滾動，由于主軸板的旋轉(zhuǎn)一般采用電機(jī)10驅(qū)動，所以在機(jī)器人領(lǐng)域可以稱兩個(gè)半球形主動輪2配合后形成的組件為主動輪，半球形主動輪2的球形頂部設(shè)置有通孔以布置從動輪3，使從動輪3外表面的一部分和半球形主動輪2的外表面在同一個(gè)球面上，從動輪3以能夠相對主軸板1樞轉(zhuǎn)的方式設(shè)置主軸板1上，從動輪3的樞轉(zhuǎn)軸線CC(和DD)垂直于主軸板1樞轉(zhuǎn)的軸線，同時(shí)還垂直于半球形主動輪2相對主軸板1樞轉(zhuǎn)的軸線。

主軸板1能夠在電機(jī)的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，可帶動整個(gè)全向輪8向A方向運(yùn)動，是全向輪8的主動運(yùn)動方向；兩個(gè)半球形的半球形主動輪2能夠相對主軸板1旋轉(zhuǎn)，當(dāng)全向輪8向有B方向的運(yùn)動時(shí)，半球形主動輪2相對主軸板1旋轉(zhuǎn)，全向輪8與地面的摩擦是滾動摩擦，該運(yùn)動是全向輪8的從動運(yùn)動；當(dāng)全向輪8同時(shí)在A方向和B方向有位移時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)全向滾動，即可實(shí)現(xiàn)全向輪8的全向運(yùn)動。但是，在某一情況下，當(dāng)半球形主動輪2的球形頂部接觸地面，并且全向輪8向B方向運(yùn)動時(shí)，如圖4所示，由于此時(shí)半球形主動輪2不會旋轉(zhuǎn)，整個(gè)全向輪8在地面是滑動的，沒有實(shí)現(xiàn)滾動運(yùn)動，由此，在半球形主動輪2的球形頂部出設(shè)置一從動輪3，使半球形主動輪2的球形頂部接觸地面，并且全向輪8向B方向運(yùn)動時(shí)，該從動輪3能夠轉(zhuǎn)動，從而無論全向輪8球星表面的任意一處接觸地面，全向輪8向任意方向運(yùn)動時(shí)均是滾動運(yùn)動，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)全向輪8的全向滾動，從而實(shí)現(xiàn)全向移動。

如圖4和圖5所示，三個(gè)本申請全向輪8設(shè)置在一個(gè)底盤9上，并且，相鄰全向輪8的主軸板1旋轉(zhuǎn)軸線夾角R1為120度，如此，調(diào)整三個(gè)全向輪8主軸板1相互之間的旋轉(zhuǎn)速率比，即可實(shí)現(xiàn)全向移動。

無論本申請全向輪8向哪個(gè)方向滾動，其沿滾動方向的截面均為半徑相同的圓形，與現(xiàn)有全向輪8的從動輪3滾動半徑遠(yuǎn)小于其輪轂半徑從而其越障能力極差相比，本申請全向輪8沿輪轂方向滾動時(shí)的越障能力與現(xiàn)有全向輪的輪轂滾動時(shí)的越障能力相同，沿其它任意方向滾動時(shí)，越障能力均遠(yuǎn)高于現(xiàn)有全向輪，由此，本申請全向輪8越障能力極強(qiáng)，能夠在凹凸程度合適的地面進(jìn)行全方向運(yùn)動；此外，由于本申請全向輪8外部整體是個(gè)球面，且兩個(gè)半球形主動輪2之間的間隙較小，從動輪3與半球形主動輪2的間隙較小，如此，與現(xiàn)有全向輪8的輪轂滾時(shí)上下顛簸劇烈相比，本申請間隙數(shù)量少，間隙值小，運(yùn)動平緩，上下顛簸幅度極小，基本不會造成會載體物的震動，并且難以對從動輪3軸產(chǎn)生沖擊從而不會減少驅(qū)動的有效載荷。

半球形主動輪2包括外殼21和輪架7，外殼21由橡膠制成，輪架7用于支撐外殼21，使外殼21外表面呈球形以保證全向輪8的滾動半徑相同，輪架7的抗壓強(qiáng)度高于外殼21的抗壓強(qiáng)度，能夠起到支撐外殼21保持外殼21外形為球形的目的，輪架7的原材料可以是POM(Polyformaldehyde)塑料、ABS(acrylonitrile butadiene styrene copolymer)塑料、PA(Polyamide)塑料或6061鋁合金,這些材料質(zhì)量輕且強(qiáng)度高。

輪架7呈階梯型，由此，能夠在保證支撐外殼21的同時(shí)減小輪架7占用的半球形主動輪2內(nèi)部空間，以布置軸承等部件。

半球形主動輪2通過深溝球軸承或調(diào)心滾子軸承與主軸板1連接，能夠承受一定的軸向載荷，滿足全向輪8的使用。

主軸板1上設(shè)置有內(nèi)架4，內(nèi)架4內(nèi)設(shè)置有用于容納從動輪3的空腔41，內(nèi)架4完全置于半球形主動輪2的內(nèi)腔中，內(nèi)架4設(shè)置有用于容納軸承滾動體6的第一凹部42，使內(nèi)架4形成半球形主動輪2與主軸板1連接軸承的內(nèi)圈，輪架7設(shè)置有與內(nèi)架4第一凹部42相對應(yīng)的第二凹部71，第一凹部42與第二凹部71形成的腔室用于容納軸承的滾動體6，使輪架7形成半球形主動輪2與主軸板1連接軸承的外圈。

輪架7遠(yuǎn)離主軸板1的端部為倒L形，如此，能夠加強(qiáng)該端部的強(qiáng)度，避免該端部出現(xiàn)變形而無法支撐外殼21使外殼21成球形，輪架7的L形端部43與內(nèi)架4之間設(shè)置有擋板5，擋板5固定設(shè)置在內(nèi)架4上，且設(shè)置有用于放置從動輪3的孔腔，擋板5與從動輪3外表面的間隙小于或等于0.1毫米，與L形端部43的間隙小于或等于0.1毫米，如此，擋板5能夠?qū)⒋笥?.1的渣物擋住，避免渣物進(jìn)入本申請萬向輪內(nèi)部卡死軸承。

凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。