專利名稱：萬向輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及萬向輪，尤其是力線直通觸地點(diǎn)的無固定軸球型萬向輪。
現(xiàn)在生活中使用的球型萬向輪和查詢中國專利所有關(guān)于球型萬向輪的文獻(xiàn)，至今不能夠解決的根本問題是高承載時(shí)球輪轉(zhuǎn)動(dòng)失靈且磨損快壽命短。其原因是現(xiàn)有技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)承力的滾珠與殼體內(nèi)壁、與殼內(nèi)球輪面之間保持持續(xù)不斷的純滾動(dòng)，而僅能達(dá)到滑動(dòng)和滾動(dòng)兼滑動(dòng)的水平。要克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，必須使現(xiàn)有技術(shù)球型萬向輪內(nèi)的滾珠實(shí)現(xiàn)不斷循環(huán)，以支持球輪以滾動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)萬向運(yùn)動(dòng)。申請?zhí)?8214749.8，公告號CN2040450U所述的《無軸萬向輪》，據(jù)其說明書、附圖和權(quán)利要求書，所述及“凹槽最外圈為滾珠回流槽，它與滾珠間隙較大，滾珠在回流槽內(nèi)不受輪座的壓力，而是在中部受壓滾珠的推擠下，自動(dòng)向空缺處回流”是無法實(shí)現(xiàn)的，因不論在受壓珠或地球重力作用下，回流槽內(nèi)的滾珠只會靠向槽壁越壓越緊。
本實(shí)用新型的目的是(1)提供一系列萬向輪，該萬向輪的共同特點(diǎn)是滾珠實(shí)現(xiàn)循環(huán)，以支持球輪始終保持純滾動(dòng)；(2)提供安裝摩擦輪的萬向輪；(3)提供安裝擋塵密封圈的萬向輪；(4)提供在球型萬向輪下增安球輪的萬向輪；(5)提供安裝制動(dòng)裝置的萬向輪；(6)提供同時(shí)安裝摩擦輪、擋塵密封圈、新增球輪和制動(dòng)裝置以及其它功能裝置的萬向輪或同時(shí)安裝其中部分功能裝置的萬向輪。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下列方案第一種方案是，在殼內(nèi)球輪面相對而承力處設(shè)置核體，核體同殼體內(nèi)壁間有傳力柱使二者固定連接；滾珠分布于殼體內(nèi)壁和殼內(nèi)球輪面同核體壁面間構(gòu)成的夾層空腔之中當(dāng)球輪在受壓狀態(tài)下，繞其不定軸滾動(dòng)前進(jìn)時(shí)，滾珠在夾層空腔中繞核體滾動(dòng)或游動(dòng)并形成循環(huán)。根據(jù)需要，可以設(shè)置減小傳力柱對游動(dòng)滾珠阻力的裝置——導(dǎo)向分珠體；核體呈覆蓋球輪小部分、一半和大部分這三種情況；當(dāng)核體覆蓋球輪一半和多半時(shí)，由于球輪前進(jìn)反向側(cè)布有滾珠，故萬向輪運(yùn)行和換向更加靈活。導(dǎo)向分珠體有兩種結(jié)構(gòu)(1)導(dǎo)向分珠體是當(dāng)傳力柱在保證承擔(dān)一定壓力的條件下盡可能細(xì)的圓柱狀結(jié)構(gòu)體；這種結(jié)構(gòu)便于循環(huán)游動(dòng)的滾珠繞傳力柱而通過。(2)導(dǎo)向分珠體由與圓柱狀的傳力柱吻合相套并可繞其靈活旋轉(zhuǎn)的環(huán)狀體、較短的鍥狀頭或錐狀頭和較長的尾翼組成，上述鍥狀頭或錐狀頭和尾翼的底部分別固定連接于環(huán)狀體直徑兩端的外環(huán)面上，同環(huán)面相接處最好與環(huán)狀體外環(huán)面相切，鍥狀頭或錐狀頭和尾翼的指向同圍繞傳力柱的夾層空腔的走向相吻合。這種裝置便于萬向輪在較高速運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)一步減小傳力柱對循環(huán)游動(dòng)的滾珠的阻力。萬向輪中的傳力柱可設(shè)置一根或多根。
第二種方案是，殼體開口向下，在殼體內(nèi)壁上，位于殼內(nèi)球輪面相對承力處設(shè)置同殼體固定連接并向下凸出的承力凸體；滾珠布于承力凸體壁面同殼內(nèi)球輪面和殼內(nèi)壁面間構(gòu)成的夾層空腔之中；承力凸體可設(shè)置成凸體側(cè)邊線呈平行的H型和凸體側(cè)邊線呈夾角的A型和V型；承力凸體可覆蓋球面小部分、一半或大部分這三種情況；當(dāng)球輪前進(jìn)方向同側(cè)聚集的滾珠上升達(dá)到承力凸體基部，并受其反壓力和后續(xù)滾珠支承及地球重力共同作用而向下移到球輪前進(jìn)反向側(cè)的萬向輪為承力臺型萬向輪；當(dāng)球輪前進(jìn)方向同側(cè)聚集的滾珠在地球重力和后續(xù)滾珠支承的共同作用下，始終在達(dá)不到承力凸體基部就向下移到球輪前進(jìn)反向側(cè)的萬向輪為承力柱型萬向輪。
第三種方案是，殼體開口向上，滾珠夾于殼內(nèi)壁同球輪面之間，在殼內(nèi)近殼體開口端為厚度大于或等于滾珠直徑的空腔，與球輪相對且同球心的凹面可覆蓋球輪小部分、一半或大部分；球輪直徑兩端腔壁可設(shè)置成互相平行的H型或呈夾角的A型或V型；當(dāng)球輪前進(jìn)方向同側(cè)聚集的滾珠上升到達(dá)空腔頂部，并受其反壓力和后續(xù)滾珠支承及地球重力共同作用而向下移到球輪前進(jìn)反向側(cè)的萬向輪為反壓型萬向輪；當(dāng)球輪前進(jìn)方向同側(cè)聚集的滾珠在地球重力和后續(xù)滾珠支承的共同作用下，始終在達(dá)不到空腔頂部就向下移到球輪前進(jìn)反向側(cè)的萬向輪為重力型萬向輪；根據(jù)需要，重力型萬向輪的球輪上方可增安一個(gè)或數(shù)個(gè)球輪。根據(jù)需要，新增球輪的周圍可安裝摩擦輪。該萬向輪可設(shè)置在特定的軌道的底部和側(cè)面以運(yùn)送各種規(guī)格的重物。
第四種方案是，殼體開口向下，殼體內(nèi)壁包裹球輪一半以上，滾珠吻合夾于殼體內(nèi)壁同球輪面之間，在接近開口端的殼體壁同球輪面構(gòu)成的空腔厚度大于或等于滾珠直徑；根據(jù)需要，可在滾珠群中摻雜直徑更小的滾珠。
第五種方案是，滾珠夾于殼體球輪面同殼體壁之間，在殼內(nèi)接近殼體開口端空腔厚度大于或等于滾珠直徑；在球輪相對而承力的殼體上安置同滾珠相互強(qiáng)烈吸引的物體。與球輪相對的且同球心的殼體凹面可覆蓋球輪面小部分、一半或大部分；空腔可設(shè)置為球輪直徑兩端腔壁互相平行的A型或呈夾角的A型或V型；根據(jù)需要，相互吸引物體可選擇磁體和鋼鐵材料。
上述各種方案萬向輪可據(jù)需要而安裝擋塵密封圈，該擋塵密封圈由與殼體開口處沿萬向輪承力方向相扣合的環(huán)狀體和使環(huán)狀體同殼體相連接的部件——連接件組成，連接件是繞環(huán)狀體周圍布置的伸縮性強(qiáng)的彈性物，其一端連接于環(huán)狀體，另一端同殼體相連。該擋塵密封圈可動(dòng)態(tài)地隨時(shí)保持將球輪封閉以阻止灰塵進(jìn)入殼體內(nèi)部。
上述各種方案萬向輪，可據(jù)需要而安裝摩擦輪，摩擦輪是減小球輪在其前進(jìn)反向側(cè)同殼體內(nèi)壁間摩擦阻力的裝置，該裝置是沿球輪球心所在的平面而此平面重直于通過球輪心和球輪觸地點(diǎn)所在的直線，沿該平面在與球輪相套的殼體壁上安裝數(shù)目不少于3枚的且最好是均勻地繞球輪排列的，其固定軸線位于該平面上的輪子，該裝置保證球輪更靈活地朝任意方向運(yùn)動(dòng)。
上述各種方案萬向輪，可據(jù)需要而在一個(gè)或數(shù)個(gè)萬向輪觸地球輪下方設(shè)置新增球輪，其外包裹新增殼體，新增殼體同萬向輪殼體固定連接，新增球輪一端同萬向輪的球輪相接承力，其另一端從新增殼體內(nèi)凸露出部分球輪面；根據(jù)需要，新增球輪可選擇不同硬度和表面造形的球體充當(dāng)；根據(jù)需要，新增殼體上可以安裝摩擦輪；根據(jù)需要，可安裝擋塵密封圈。這樣可擴(kuò)大萬向輪應(yīng)用范圍，如可制作大型車輛上用的萬向輪。
上述各種方案萬向輪，可據(jù)需要安裝制動(dòng)裝置，該制動(dòng)裝置由螺桿、螺腔、螺臂和桿頭組成；螺腔呈圓筒狀貫穿殼體，一端通向承力凹面內(nèi)，承力凹面中有一凹窩同螺腔相通，螺腔在凹窩中向球輪方向形成一環(huán)狀凸壁。螺腔內(nèi)有螺紋；螺桿穿過螺腔，螺桿壁上有與螺腔內(nèi)的螺紋相匹配的螺紋；螺桿一端同桿頭相連接，桿頭可選用橡膠等材料做成；螺桿另一端同螺臂相連；螺臂為環(huán)狀或條狀力臂；根據(jù)需要，可在螺桿或螺臂上設(shè)置可調(diào)的單向旋轉(zhuǎn)閥。這樣使萬向輪可以根據(jù)需要而隨時(shí)定位。
本萬向輪具有如下積極效果(1)高承載下運(yùn)行或轉(zhuǎn)向靈活；(2)同量承載下壽命大為增強(qiáng)；(3)有效承載能力大幅度提高；(4)具有防塵和制動(dòng)性能和更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。


圖1是核體型萬向輪的核體覆蓋球輪小部分的萬向輪示意圖；圖2是核體型萬向輪的核體覆蓋球輪一半的萬向輪示意圖；圖3是核體型萬向輪的核體覆蓋球輪大部分的萬向輪示意圖；圖4是核體型萬向輪的導(dǎo)向分珠體為園柱狀的萬向輪示意圖；圖5是核體型萬向輪的導(dǎo)向分珠體為環(huán)狀體的萬向輪示意圖；圖6是核體型萬向輪的傳力柱為一根柱體的萬向輪示意圖；圖7是核體型萬向輪的傳力柱為多根柱體的萬向輪示意圖；圖8是承力凸體型萬向輪凸體邊呈平行狀的萬向輪示意圖；圖9是承力凸體型萬向輪凸體邊呈A狀?yuàn)A角的萬向輪示意
圖10是承力凸體型萬向輪凸體邊呈V狀?yuàn)A角萬向輪示意圖；
圖11是承力凸體型萬向輪的承力凹面覆蓋球輪小部分的萬向輪示意圖；
圖12是承力凸體型萬向輪的承力凹面覆蓋球輪一半的萬向輪示意圖；
圖13是承力凸體型萬向輪的承力凹面覆蓋球輪大部分的萬向輪示意圖；
圖14是承力臺型萬向輪示意圖；
圖15是承力柱型萬向輪示意圖；
圖16是開口向上萬向輪的承力凹面包裹球輪小部分的萬向輪示意圖；
圖17是開口向上萬向輪的承力凹面包裹球輪一半的萬向輪示意圖；
圖18是開口向上萬向輪的承力凹面包裹球輪大部分的萬向輪示意圖；
圖19是開口向上萬向輪沿水平方向球輪直徑兩側(cè)空腔呈平行的萬向輪示意圖；圖20是開口向上萬向輪沿水平方向球輪直徑兩側(cè)空腔呈A狀?yuàn)A角的萬向輪示意圖；圖21是開口向上萬向輪沿水平方向球輪直徑兩側(cè)空腔呈V狀?yuàn)A角的萬向輪示意圖；圖22是開口向上的反壓型萬向輪示意圖；圖23是開口向上的重力型萬向輪示意圖；圖24是包裹球輪一半以上的萬向輪近殼體開口端空腔厚度大于滾珠直徑的萬向輪示意圖25是包裹球輪一半以上的萬向輪近殼體開口端空腔厚度等于滾珠直徑的萬向輪示意圖；圖26是包裹球輪一半以上的萬向輪的滾珠中摻雜更小滾珠的萬向輪示意圖；圖27是帶磁體萬向輪承力凹面包裹球輪小部分的萬向輪示意圖；圖28是帶磁體萬向輪承力凹面包裹球輪一半的萬向輪示意圖；圖29是帶磁體萬向輪承力凹面包裹球輪大部分的萬向輪示意圖；圖30是帶磁體的萬向輪球輪直徑兩端空腔呈平行的萬向輪示意圖；圖31是帶磁體的萬向輪球輪直徑兩端空腔呈A狀?yuàn)A角的萬向輪示意圖；圖32是帶磁體的萬向輪球輪直徑兩端空腔呈V狀?yuàn)A角的萬向輪示意圖；圖33是帶擋塵密封圈、摩擦輪、新增球輪和制動(dòng)裝置的萬向輪示意圖。
權(quán)利要求1.一種球形萬向輪，由球輪、滾珠、殼體和外連件組成；殼體包裹球輪，球輪從殼體中凸露出部分球輪面于殼外；滾珠包裹于殼內(nèi)，在殼內(nèi)球輪面相對而承力處設(shè)置核體，核體同殼體內(nèi)壁間有傳力柱使二者固定連接；滾珠分布于殼體內(nèi)壁和殼內(nèi)球輪面同核體壁面間構(gòu)成的夾層空腔之中；可以設(shè)置減小傳力柱對游動(dòng)滾珠阻力的裝置-導(dǎo)向分珠體；殼內(nèi)球輪面相對承力的核體表面，是當(dāng)單層滾珠吻合地夾于殼內(nèi)球輪面上時(shí)與球輪同球心的凹面；殼體上有同其他物體相連接的部件-外連件；可以安裝制動(dòng)裝置、擋塵密封圈和減小球輪在其前進(jìn)反向側(cè)同殼體內(nèi)壁間摩擦阻力的裝置-摩擦輪，以及其他功能裝置；其特征在于核體呈A、覆蓋球輪小部分；B、覆蓋球輪一半；C、覆蓋球輪大部分。導(dǎo)向分珠體有兩種結(jié)構(gòu)D、導(dǎo)向分珠體是當(dāng)傳力柱在保證承擔(dān)一定壓力的條件下盡可能細(xì)的圓柱狀結(jié)構(gòu)體；E、導(dǎo)向分珠體由與傳力柱吻合相套并可繞其靈活旋轉(zhuǎn)的環(huán)狀體、較短的契狀頭或錐狀頭和較長的尾翼組成，上述契狀頭或錐狀頭和尾翼的底部分別固定連接于環(huán)狀體直徑兩端的外環(huán)面上，同環(huán)面相連接處最好與環(huán)狀體外環(huán)面相切，契狀頭或錐狀頭和尾翼的指向同圍繞傳力柱的夾層空腔的走向相吻合；傳力柱有如下兩種情況F、傳力柱為一根柱體；G、傳力柱為多根柱體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萬向輪，其特征在于傳力柱與核體之間在相接處以相近的粗細(xì)過渡并融為一體，使得位于殼內(nèi)球輪面相對承力處的核體形成為同殼體固定連接并向下凸出的承力凸體；滾珠布于承力凸體壁面同殼內(nèi)球輪面和殼內(nèi)壁面構(gòu)成的夾層空腔之中；承力凸體側(cè)邊線可設(shè)置成A、呈平行的H型；B、呈夾角的A型；C、呈夾角的V型；承力凸體上與球輪相對的凹面可設(shè)為D、覆蓋球輪面小部分；E、覆蓋球輪面一半；F、覆蓋球輪面大部分；據(jù)滾珠運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可分為G、球輪前進(jìn)方向側(cè)聚集的滾珠上升達(dá)到承力凸體基部，并受其反壓力和后續(xù)滾珠支承及地球重力共同作用而向下移到球輪前進(jìn)反向側(cè)的萬向輪為承力臺型萬向輪；H、球輪前進(jìn)方向同側(cè)聚集的滾珠在地球重力和后續(xù)滾珠支承的共同作用下，始終在達(dá)不到承力凸體基部就向下移到球輪前進(jìn)反向側(cè)的萬向輪為承力柱型萬向輪。
3.一種球形萬向輪，由球輪、滾珠、殼體和外連件組成；殼體包裹球輪，球輪從殼體中凸露出部分球輪面于殼外；滾珠包裹于殼內(nèi)，殼內(nèi)球輪面相對承力處，是當(dāng)單層滾珠吻合地夾于殼內(nèi)球輪面上時(shí)與球輪同球心的凹面；殼體上有同其他物體相連接的部件——外連件；可以安裝制動(dòng)裝置、擋塵密封圈和減小球輪在其前進(jìn)反向側(cè)同殼體內(nèi)壁間摩擦阻力的裝置——摩擦輪，以及其他功能裝置；其特征在于殼體開口向上，滾珠夾于殼內(nèi)壁同球輪面之間，在近殼體開口端的殼內(nèi)為厚度大于或等于滾珠直徑的空腔；與球輪相對且同球心的凹面可分為A、覆蓋球輪小部分；B、覆蓋球輪一半；C、覆蓋球輪大部分；球輪水平方向直徑兩側(cè)空腔可設(shè)置成D、呈平行的H型；E、呈夾角的A型；F、呈夾角的V型；據(jù)滾珠運(yùn)行狀態(tài)可分為G、球輪前進(jìn)方向同側(cè)聚集的滾珠上升到達(dá)空腔頂部，并受其反壓力和后續(xù)滾珠支承及地球重力共同作用而向下移到球輪前進(jìn)反向側(cè)的反壓型萬向輪；H、球輪前進(jìn)方向同側(cè)聚集的滾珠在地球重力和后續(xù)滾珠支承的共同作用下，始終在達(dá)不到空腔頂部就向下移到球輪前進(jìn)反向側(cè)的重力型萬輪；重力型萬向輪的球輪上方可增安一個(gè)或數(shù)個(gè)球輪；增安的球輪周圍可安裝摩擦輪；
4.一種球形萬向輪，由球輪、滾珠、殼體和外連件組成；殼體包裹球輪，球輪從殼體中凸露出部分球輪面于殼外；滾珠包裹于殼內(nèi)，殼內(nèi)球輪面相對承力處，是當(dāng)單層滾珠吻合地夾于殼內(nèi)球輪面上時(shí)與球輪同球心的凹面；殼體上有同其他物體相連接的部件——外連件；可以安裝制動(dòng)裝置、擋塵密封圈以及其他功能裝置；其特征在于殼體開口向下，殼體內(nèi)壁包裹球輪一半以上，滾珠吻合夾于殼體內(nèi)壁同球輪之間，在接近殼體開口端空腔厚度A、大于滾珠直徑；B、等于滾珠直徑；可在滾珠群中C、摻雜直徑更小的滾珠。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的萬向輪，其特征在于在于與球輪相對而承力的殼體凹面方向安置同滾珠相互強(qiáng)列吸引的物體；殼體內(nèi)承力凹面呈A、覆蓋球輪小部分；B、覆蓋球輪一半；C、覆蓋球輪大部分；球輪直徑兩端空腔壁可設(shè)置為D、呈互相平行的H型；E、呈夾角的A型；F、呈夾角的V型；相互吸引的物體可選用磁性材料和鋼鐵。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5所述的任意一種萬向輪，其特征在于擋塵密封圈由與殼體開口處沿萬向輪承力方向相扣合的環(huán)狀體和使環(huán)狀體同殼體相連接的部件——連接件組成，連接件是繞環(huán)狀體周圍布置的伸縮性強(qiáng)的彈性物，其一端連接于環(huán)狀體，另一端同殼體相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6所述的任意一種萬向輪，其特征在于減小球輪在其前進(jìn)反向側(cè)同殼體內(nèi)壁間摩擦阻力的裝置——摩擦輪，是沿球輪球心所在的平面而此平面垂直于通過球輪心和球輪觸地點(diǎn)所在的直線，在與球輪相套的殼體壁上安裝數(shù)目不少于3枚，且最好是均勻地繞球輪排列，其固定軸線位于該平面上的輪子。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4或5或6或7所述的任意一種萬向輪，其特征在于在一個(gè)或數(shù)個(gè)萬向輪觸地球輪下方設(shè)置新增球輪，其外包裹新增殼體，新增殼體同萬向輪殼體固定連接，新增球輪一端同萬向輪的球輪相接承力，其另一端從新增殼體內(nèi)凸露出部分球輪面；新增球輪可選擇不同材料；新增殼體上可以安裝摩擦輪和檔塵密封圈。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4或5或6或7或8所述的任意一種萬向輪，其特征在于制動(dòng)裝置由螺桿、螺腔、螺臂和桿頭組成；螺腔呈筒狀貫穿殼體，一端通向承力凹面內(nèi)，承力凹面中有一凹窩同螺腔相通，螺腔在凹窩中向球輪方向形成一環(huán)狀凸壁，螺腔內(nèi)有螺紋、螺桿穿過螺腔，螺桿壁上有與螺腔內(nèi)的螺紋相匹配的螺紋；螺桿一端同桿頭相連接，桿頭可選用橡膠等材料做成；桿頭指向殼內(nèi)球輪面；螺桿另一端在殼外同螺臂相連，螺臂為環(huán)狀或條狀力臂；可在螺桿或螺臂上設(shè)置單向旋轉(zhuǎn)閥。
專利摘要本實(shí)用新型提供了純滾動(dòng)的球形萬向輪實(shí)施方案，其優(yōu)點(diǎn)是解決了現(xiàn)有技術(shù)無法克服的缺點(diǎn)——高承載時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)失靈和磨損快壽命短的問題。其特點(diǎn)是在球輪相對承力處設(shè)置帶有球窩和使?jié)L珠循環(huán)的夾層狀腔道的核體，可在球輪向外凸出相對處增設(shè)另一球輪，另外可根據(jù)需要選擇同制動(dòng)裝置、擋塵密封圈、摩擦輪等輔助功能裝置組合，使本球形萬向輪的性能更趨完善。本萬向輪廣泛適用于生產(chǎn)和生活各領(lǐng)域。
文檔編號B60B33/08GK2142405SQ92214048
公開日1993年9月22日 申請日期1992年1月13日 優(yōu)先權(quán)日1992年1月13日
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