[实用新型]一种全向驱动轮

说明书

技术领域

本实用新型设计一种行走轮，特别涉及一种行走方向可360°调节的全向驱动轮。

技术背景

移动设备的行走轮一般可分为两种，一种是有动力驱动的驱动轮，一种是无动力驱动的从动轮，现有的驱动轮大多只能小角度的摆动，实现行走过程中的转向，转弯半径大；而从动轮可以使用万向轮，万向轮的摆动轴和地面支撑点在水平方向有偏置，行动时摆动轴先跟随移动设备移动，使摆动轴与地面支撑点水平连线与行走方向一致，实现万向从动，该结构的万向从动轮也无法通过改装成为驱动轮。

中国专利局2008年7月16日公告了CN201086599Y号专利，名称为一种万向脚轮，该装置适用于各种移动设备，其包括基座、卡接于基座并可绕基座旋转的内座，以及用过转轴安装于内座的滚轮；基座中心的卡条端部设置有凸起，伸入内座的中心孔后将内座卡接；基座的内底面和内座的外底面具有位置对应的环形滑槽，滑槽中设置滚珠；基座与内座直径大于高度，滚轮的长度大于直径；转轴穿过滚轮的中心卡入内座上的卡槽内，卡槽口小身大，口部略小于转轴直径，身部略大于滚轴直径。若在该装置滚轮上加装驱动装置，滚轮滚动时必然带动内座旋转，难以控制方向，该万向脚轮只能作为万向从动轮使用。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有的驱动轮摆动角度小、现有的万向轮只能作为从动轮使用的问题，提供一种行走方向可以进行360°调节的全向驱动轮。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种全向驱动轮，包括基座、转向架、滚轮，转向架安装在基座上并可相对基座转动，滚轮安装在转向架上，滚轮的轴线与转向架转动轴线垂直并相交，所述全向驱动轮还包括驱动滚轮滚动的行走电机和驱动转向架转动的转向电机。转向架可以通过驱动电机驱动相对于基座转动，滚轮安装在转向架上随转向架转动，滚动轴线与转向架转动轴线垂直并相交，当转向架转动时候，滚轮在以转动轴线为轴心的圆周上滚动，减少摩擦。转向架可相对基座进行360°转动，可以带动滚轮任意改变行走方向，滚轮通过行走电机驱动行走。

作为优选，转向架为圆形，环形转向架的外圆周与基座内圈相配，转向架转动轴线为转向架的中轴线。转向架也可以为多边形，但多边形转向架转动时所需要的空间也是一个以多边形最大外径为直径的圆，采用圆形转向架便于加工，空间利用率高，转动轴线也更容易确定，且转向驱动装置便于布置。

作为优选，转向架的圆周上有开口向上的环形凹槽，基座内圈有对应的开口向下的凹槽，两凹槽间设有滚珠。本装置使用时，转向架和滚轮承受地面向上的支撑力，基座承受移动设备向下的重力，所以转向架凹槽开口向上，基座凹槽开口向下，转向架和基座通过滚珠配合，实现相对转动。

作为优选，转向架上设有安装滚轮的滚动轴，滚动轴与转向架转动轴线垂直相交，滚动轴两端通过轴承安装在转向架上。滚动轴通过轴承安装在转向架上，滚轮安装在滚动轴上，滚动轴随转向架绕转向架转动轴线转动，又可相对转向架绕滚动轴自身轴线滚动。作为另一种方案，也可以将滚轮直接设置在行走电机输出轴上，但是当滚轮个数为多个时，各个滚轮之间的同步和差速控制较为困难。

作为优选，滚轮数目为偶数，在转向架的转动轴线两侧对称设置。滚轮在转向架转动轴线两侧对称设置，使本装置在行走和变向时两侧受力均衡。

作为优选，行走电机有一个或多个，均固定在转向架上，行走电机输出轴通过齿轮配合与滚动轴相配。行走电机可以根据所需功率大小设置，当单个行走电机体积过大时，可以选择多个功率较小的电机代替，行走电机输出轴上有齿轮，滚动轴上设有与滚动轴同轴并同步设置的齿轮或者齿圈，与滚动轴同轴的齿轮或者齿圈与行走电机输出轴上的齿轮相配。

作为优选，滚动轴与转向架转动轴线相交处设有随滚动轴同步转动行星锥齿轮，滚轮活套在滚动轴上，滚轮对称布置在转向架转动轴线两侧，并通过空心轴套分别与行星锥齿轮两侧啮合。本装置在转弯时两侧的滚轮存在差速，通过行星锥齿轮自动调节两侧滚轮的转速，防止打滑。本装置转向架转动时，转向架两侧滚轮与滚动轴之间有相对转动，由于转向架两侧的滚轮通过空心轴套与行星锥齿轮啮合，通过行星锥齿轮可协调两侧滚轮与滚动轴之间有相对转动，使两侧滚轮与滚动轴的相对转动速度相同方向相反，从而保证转向架的转动不会造成转向架的平移。

作为优选，转向电机与基座相对固定，转向电机输出轴上设有转向齿轮，转向架圆周上设有与转向齿轮相配的转向齿圈。转向电机通过齿轮齿圈的配合驱动转向架转动。作为另一种方案，也可以将转向电机固定在转向架上，转向电机输出轴上设有转向齿轮，基座内侧圆周上设有与转向齿轮相配的转向齿圈。