專利名稱：一種萬向輪及使用該輪的移動平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳動和輸送工具，尤其涉及支承輸送工具的轉(zhuǎn)向輪。
目前大多用于可移動物體的地腳輪均采用萬向輪，一般的結(jié)構(gòu)是由一個安裝在垂直軸上的輪殼、固定在該輪殼上的滾子軸和套在滾子軸上的滾子組成，將3個或4個這樣的萬向輪安裝的物架上就可形成可移動物體。但是，采用這種結(jié)構(gòu)的萬向輪一般不能帶自行驅(qū)動裝置，無法實現(xiàn)物體在任意方向上(前后、左右、旋轉(zhuǎn))自動移動，同時其承載力較小。此外，美國專利US3806986也公開了一種輸送工具平臺用的萬向輪結(jié)構(gòu)，但該結(jié)構(gòu)也不能十分方便地實現(xiàn)輸送工具平臺的自動移動。
本發(fā)明的目的是提供一種自帶驅(qū)動裝置，能在任意方向上轉(zhuǎn)動的萬向輪和移動平臺，該萬向輪和平臺安裝方便、可靠，耐磨、承載力大，能實現(xiàn)自動控制。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明設(shè)計了一種萬向輪和安裝該萬向輪的一種可移動平臺，該萬向輪可在任意方向上移動且通過套裝聯(lián)接馬達的驅(qū)動軸自行轉(zhuǎn)動；該平臺下面安裝有由多組所述萬向輪組成的傳動系統(tǒng)。
為了實現(xiàn)上述總體設(shè)計方案，本發(fā)明提供了一種萬向輪，主要由可旋轉(zhuǎn)的輪殼、固定在輪殼上的滾子軸和套在滾子軸上的滾子組成，其特點在于所述輪殼由1個中間件、2個外側(cè)件聯(lián)接組成，所述中間件和外側(cè)件的中心開有一個通孔，2組滾子和滾子軸分別安裝在由外側(cè)件和中間件組成的向外開口的內(nèi)腔中，所述內(nèi)腔在輪殼圓周上均勻分布，所述滾子的外側(cè)超過所述殼體的外輪廓且滾子的外側(cè)母線投影呈一個外圓。
上述的萬向輪，其特點在于每組滾子各為3個，2組滾子中相鄰的2個滾子之間周向間隔呈60°。
上述的萬向輪，其特點在于所述中間件兩側(cè)各有3個凸肩，每個凸肩周向間隔呈60°，所述外側(cè)件上有3個凸肩并分別與所述中間件上相應(yīng)的凸肩對接。
上述的萬向輪，其特點在于所述滾子呈橢球形，兩端面平行，中心開有一個可安裝滾子軸的通孔。
上述的萬向輪，其特點在于在對接在一起的所述中間件凸肩和外側(cè)件凸肩之間還開有2個安裝滾子軸的孔座。
上述的萬向輪，其特點在于所述孔座為半圓形。
上述的萬向輪，其特點在于所述中間件和外側(cè)件的中心通孔為六角形孔。
為了實現(xiàn)上述總體設(shè)計方案，本發(fā)明還提供了一種使用所述萬向輪的可移動平臺，其特點在于所述萬向輪安裝在所述平臺的下面，所述萬向輪的中心通孔安裝有一個驅(qū)動軸，所述驅(qū)動軸通過軸承固定在平臺框架上，所述驅(qū)動軸可直接或通過傳動機構(gòu)與驅(qū)動馬達聯(lián)接。
上述的可移動平臺，其特點在于所述平臺下面安裝有多組驅(qū)動單元；每組驅(qū)動單元由安裝至少一個所述萬向輪的縱向驅(qū)動軸和橫向驅(qū)動軸組成，所述縱向驅(qū)動軸和橫向驅(qū)動軸相互垂直；所述驅(qū)動單元對稱分為四部分，每一部分中至少各有一排所述縱向驅(qū)動軸和橫向驅(qū)動軸。
上述的可移動平臺，其特點在于所述驅(qū)動單元的任意四分之一部分是由4組所述縱向驅(qū)動軸和2組所述橫向驅(qū)動軸組成，所述縱向驅(qū)動軸安裝在2組橫向驅(qū)動軸中間，每組縱向驅(qū)動軸安裝有2個所述萬向輪，每組橫向驅(qū)動軸安裝有3個所述萬向輪。
采用上述結(jié)構(gòu)后，從萬向輪側(cè)面看，萬向輪總成是一個圓，在其圓心處開有一個六角孔或花鍵孔，分布在總成兩側(cè)的滾子本身可以自由轉(zhuǎn)動，同時又可繞萬向輪總成的主軸心線作旋轉(zhuǎn)運動。用多個萬向輪安裝在平臺上，當(dāng)萬向輪安裝在一個由馬達驅(qū)動的主軸上時，萬向輪可以驅(qū)動平臺向前運動，由于多個均勻分布的滾子外側(cè)輪廓形成一個完整的外圓，從而保證了平臺向前運動時始終處于同一水平高度內(nèi)。當(dāng)平臺需要沿驅(qū)動軸方向移動時，由于滾子可以自由轉(zhuǎn)動，因此平臺可以在滾子上作純滾動而只需克服極小的滾動阻力。平臺安裝多組帶驅(qū)動軸的萬向輪后，可以十分方便地沿橫向、縱向移動并可按順時針、逆時針方向旋轉(zhuǎn)。
下面結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明的實施例

圖1是一種六橢球滾子萬向輪的立體2是圖1所示萬向輪的立體剖視3是一種六橢球滾子萬向輪滾子的側(cè)面投影分析4是一種六橢球滾子萬向輪的總裝立體示意5是圖4的半剖視6是一種六橢球滾子萬向輪中間件的立體7是一種六橢球滾子萬向輪外側(cè)件的立體8是一種六橢球滾子萬向輪滾子軸的立體9是一種六橢球滾子萬向輪橢球的立體10是一種移動平臺的驅(qū)動機構(gòu)分布示意圖在圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9中，說明了本發(fā)明的一個最佳實施例。該六橢球滾子萬向輪主要由外側(cè)件1、滾子軸2、橢球型滾子3、中間件4和螺栓6組成。在圖6中，中間件4上共有6個凸肩，每側(cè)各有3個，高度完全相同，但左側(cè)的3個凸肩總體上與右側(cè)的3個凸肩相對轉(zhuǎn)動60°角，這樣從側(cè)面看6個凸肩周向均勻分布，此外，每個凸肩上開有二個朝外側(cè)敞開的半圓型孔座，滾子軸2的兩端能方便地放入凸肩上半圓型孔座內(nèi)，中間件4的中心開有一個六角形孔。在圖1、圖7中，外側(cè)件1共有2個，每個外側(cè)件1也有3個凸肩，且均勻布于同一側(cè)，每個凸肩上開有一個螺紋通孔并與中間件4凸肩上螺紋孔對應(yīng)，外側(cè)件1中心也對應(yīng)開有一個六角形孔。在圖8中，滾子軸2的兩端為半圓型，其直徑與中間件4中半圓型孔座相同，可直接配合。在圖9中，橢球形滾子3兩端平行，中間開有一通孔，孔兩端為沉底孔，可為安裝支承軸承用。在圖4、圖5中，當(dāng)安裝萬向輪時，先將橢球形滾子3裝上滾子襯套和滾子軸2，然后直接將套有橢球形滾子3的滾子軸2放入相鄰兩個凸肩的半圓型孔座內(nèi)，再將外側(cè)件1用螺栓5與中間件4固定。由于滾子軸2兩端為半圓型，當(dāng)滾子軸2放入中間件4的半圓型孔座中時，滾子軸2就自動被鎖住，但橢球型滾子3本身可以繞其軸自由轉(zhuǎn)動。在本實施例中，中間件4、外側(cè)件1和橢圓型滾子3均采用鑄件。
當(dāng)然，萬向輪也還有其它的實施形式，如4個滾子和8個滾子的萬向輪，此外，滾子軸的定位也可安裝在外側(cè)件1上，安裝驅(qū)動軸的中心孔也可為花鍵孔，半圓形孔座也可設(shè)置在外側(cè)件上，或者采用其它固定滾子軸的通用方式。
本發(fā)明還設(shè)計了一種采用該萬向輪的可移動平臺，在圖10中，該移動平臺由平臺10、鋼結(jié)構(gòu)框架11和驅(qū)動單元組成，驅(qū)動單元由萬向輪12、橫向驅(qū)動軸13、縱向驅(qū)動軸14、液壓馬達16、傳動滾子鏈條16、支承軸承17組成。每一個橫向驅(qū)動軸13上安裝有3個萬向輪12，縱向驅(qū)動軸14上安裝有2個萬向輪12，橫向驅(qū)動軸13由液壓馬達15直接驅(qū)動，縱向驅(qū)動軸14由液壓馬達15帶動傳動滾子鏈條16，將動力傳給縱向驅(qū)動軸14，橫向驅(qū)動軸13、縱向驅(qū)動軸14通過支承軸承17固定在框架11上。整個平臺10分為四部分，各部分內(nèi)的橫向驅(qū)動軸13和縱向驅(qū)動軸14對稱安裝。每一部分中安裝有2個橫向驅(qū)動軸13和4個縱向驅(qū)動軸14，橫向驅(qū)動軸13和縱向驅(qū)動軸14相互垂直，相鄰兩個縱向驅(qū)動軸承14間距為30-40mm，每個萬向輪12相距28mm；相鄰兩個橫向驅(qū)動軸13間距為25-30mm，每個萬向輪12間距30mm。當(dāng)液壓馬達15帶動橫向驅(qū)動軸13轉(zhuǎn)動，并鎖住縱向驅(qū)動軸14時，平臺可從前至后或從后至前運動；當(dāng)液壓馬達15帶動縱向驅(qū)動軸14轉(zhuǎn)動，并鎖住橫向驅(qū)動軸13時，平臺可從左至右或從右至左運動。當(dāng)一部分橫向驅(qū)動軸13向前，一部分橫向驅(qū)動軸13向后，同時一部分縱向驅(qū)動軸14向左，一部分縱向驅(qū)動軸14向右驅(qū)動時，平臺形成力偶矩，可以方便地實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動。
在圖10所示的平臺中，只是安裝了一組驅(qū)動單元，平臺可以根據(jù)需要組成多個驅(qū)動單元。當(dāng)然該萬向輪還可3個、4個單獨使用，可以有其它多種應(yīng)用，如自動小車、旋轉(zhuǎn)座椅等，在此不必贅述。
該萬向輪可以十分方便地實現(xiàn)在任意方向上的旋轉(zhuǎn)，使用該輪的移動平臺安裝十分方便，工作可靠性高，萬向輪耐磨、承載力大，移動平臺很容易實現(xiàn)自動控制。
權(quán)利要求
1.一種萬向輪，主要由可旋轉(zhuǎn)的輪殼、固定在輪殼上的滾子軸和套在滾子軸上的滾子組成，其特征在于所述輪殼由1個中間件(4)、2個外側(cè)件(1)聯(lián)接組成，所述中間件(4)和外側(cè)件(1)的中心開有一個通孔，2組滾子(3)和滾子軸(2)分別安裝在由外側(cè)件和中間件組成的向外開口的內(nèi)腔中，所述內(nèi)腔在輪殼圓周上均勻分布，所述滾子(3)的外側(cè)超過所述殼體的外輪廓且滾子(3)的外側(cè)母線投影呈一個外圓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萬向輪，其特征在于每組滾子(3)各為3個，2組滾子(3)中相鄰的2個滾子(3)之間周向間隔呈60°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的萬向輪，其特征在于所述中間件(4)兩側(cè)各有3個凸肩，每個凸肩周向間隔呈60°，所述外側(cè)件(1)上有3個凸肩并分別與所述中間件(4)上相應(yīng)的凸肩對接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的萬向輪，其特征在于所述滾子(3)呈橢球形，兩端面平行，中心開有一個可安裝滾子軸(2)的通孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的萬向輪，其特征在于在對接在一起的所述中間件(4)凸肩和外側(cè)件(1)凸肩之間還開有2個安裝滾子軸(2)的孔座。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的萬向輪，其特征在于所述孔座為半圓形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萬向輪，其特征在于所述中間件(4)和外側(cè)件(1)的中心通孔為六角形孔。
8.一種使用權(quán)利要求1所述萬向輪的可移動平臺，其特征在于所述萬向輪(12)安裝在所述平臺(10)的下面，所述萬向輪(12)的中心通孔安裝有一個驅(qū)動軸，所述驅(qū)動軸通過軸承(17)固定在平臺框架(11)上，所述驅(qū)動軸可直接或通過傳動機構(gòu)與驅(qū)動馬達(15)聯(lián)接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可移動平臺，其特征在于所述平臺下面安裝有多組驅(qū)動單元；每組驅(qū)動單元由安裝至少一個所述萬向輪的縱向驅(qū)動軸(14)和橫向驅(qū)動軸(13)組成，所述縱向驅(qū)動軸(14)和橫向驅(qū)動軸(13)相互垂直；所述驅(qū)動單元對稱分為四部分，每一部分中至少各有一排所述縱向驅(qū)動軸(14)和橫向驅(qū)動軸(13)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可移動平臺，其特征在于所述驅(qū)動單元的任意四分之一部分是由4組所述縱向驅(qū)動軸(14)和2組所述橫向驅(qū)動軸(13)組成，所述縱向驅(qū)動軸(14)安裝在2組橫向驅(qū)動軸(13)中間，每組縱向驅(qū)動軸(14)安裝有2個所述萬向輪(12)，每組橫向驅(qū)動軸安裝有3個所述萬向輪(12)。
全文摘要
本發(fā)明設(shè)計了一種萬向輪和安裝該萬向輪的一種可移動平臺,該萬向輪可在任意方向上移動且通過套裝聯(lián)接馬達的驅(qū)動軸自動轉(zhuǎn)動;該平臺下面安裝有由多組所述萬向輪組成的傳動系統(tǒng)。該萬向輪和平臺安裝方便、可靠,耐磨、承載力大,能實現(xiàn)自動控制。
文檔編號B60B33/00GK1212213SQ9811787
公開日1999年3月31日 申請日期1998年9月1日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月1日
發(fā)明者葛堯根 申請人:葛堯根