組合式麥克納姆輪輪轂的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種組合式麥克納姆輪輪轂，屬于全方位移動平臺用全方位輪設(shè)計(jì)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]麥克納姆輪是目前應(yīng)用較為廣泛的一種全向輪機(jī)構(gòu)，經(jīng)過合理組合可使移動機(jī)構(gòu)具有全方位運(yùn)動的能力。麥克納姆輪的輪緣上均勻的分布有許多自由旋轉(zhuǎn)的鼓形小輥?zhàn)?，且輥?zhàn)虞S線與輪轂軸線之間有一定的夾角。麥克納姆輪的輪轂的加工及精度的控制相對比較困難。若麥克納姆輪輪轂的加工精度不能保證，則加工出的麥克納姆輪在轉(zhuǎn)動過程中存在震動大、局部受力大的問題。為了保證加工精度，有一些麥克納姆輪輪轂是用整塊材料利用去除材料的方法加工而成，通常采用立體加工中心加工，這種方法加工量大，且只有采用加工中心才能實(shí)現(xiàn)，因此加工成本高，不適合批量生產(chǎn)。為了減少加工量也可先做出外形毛坯，再進(jìn)行精加工，或加工安裝定位孔。專利ZL201420248828.4提出了一種輪轂一體成型的45度全向輪，雖專利中提出的結(jié)構(gòu)可通過鑄造而成，但輪轂的中心安裝孔和輥?zhàn)虞S孔的加工精度保證也比較困難。為了減少加工量與加工成本，有一些對輪轂的設(shè)計(jì)采用了分體式設(shè)計(jì)，即輪轂包括輪轂本體和輥?zhàn)又渭?，兩者?lián)接成麥克納姆輪輪轂。這種分體式設(shè)計(jì)需要保證各零件的加工精度，以及輪轂本體與輥?zhàn)又渭荛g的定位與裝配精度。如專利ZL201010592883.1提出了一種全方位輪的輪轂，為兩邊支撐式的輪轂，所述輪轂主體的外圓周均勻設(shè)有安裝斜槽，輥?zhàn)又渭茉O(shè)有底槽，所述的安裝斜槽與底槽相互配合且相互固定。實(shí)施該專利需要在圓周面上加工均布的安裝斜槽，而在圓周面上加工安裝斜槽的難度較大，通常要借助先進(jìn)的立體加工中心進(jìn)行加工，不太適合批量生產(chǎn)。再如專利ZL201420582043.0提出了一種中間支撐式的麥克納姆輪輪轂，該專利也需要在輪轂本體的輪緣上加工均布的定位斜槽，同樣存在圓周斜槽加工精度的問題，也不適合批量生產(chǎn)。再如，專利ZL 201220546988.8提出了一種重載全向移動輪，其輪轂采用正棱柱形結(jié)構(gòu)，輪轂側(cè)面固定U型支架，U形支架與輪轂側(cè)面采用銷釘定位，即需要在側(cè)面上和U型支架上加工出定位銷釘孔，定位銷孔的尺寸精度和位置精度要求都很高，若定位銷孔的加工精度不能保證，則輪轂的影響了裝配精度。以往的技術(shù)報(bào)道中，一體成型的麥克納姆輪輪轂通常采用模具加工，一種模具只能加工一種尺寸規(guī)格的輪轂；分體式麥克納姆輪輪轂的輪轂本體與輥?zhàn)又渭転橄嗷?yīng)，只能形成一種規(guī)格的輪轂。但實(shí)際應(yīng)用中，需要一系列不同尺寸規(guī)格的麥克納姆輪，需要不同尺寸規(guī)格的麥克納姆輪輪轂。因此，設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)合理，便于批量加工，且可以組合成不同尺寸規(guī)格的麥克納姆輪輪轂十分必要。在國家自然科學(xué)基金青年基金(項(xiàng)目編號:51205391)的支持下，本發(fā)明人團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步進(jìn)行研宄，探索一種既便于批量加工、易保證加工精度，又可組合成不同尺寸規(guī)格的組合式麥克納姆輪輪轂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是為了解決上述的問題，提供一種既便于批量加工、易保證加工精度，又可組合成不同尺寸規(guī)格的組合式麥克納姆輪輪轂。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種組合式麥克納姆輪輪轂，包括輪轂本體和多個輥?zhàn)又渭?，其特征在?所述的輪轂本體的輪緣上設(shè)有連接接口，連接接口以輪轂本體軸線為中心線呈圓周陣列分布；所述連接接口包括設(shè)于輪轂本體上且平行于輪轂本體軸線的側(cè)平面和至少一條沿輪轂本體軸向設(shè)于該側(cè)平面的定位槽；所述輥?zhàn)又渭艿纳隙嗽O(shè)有輥?zhàn)虞S孔，輥?zhàn)又渭芟露嗽O(shè)有定位塊，所述定位塊的延伸方向與輥?zhàn)虞S孔軸線方向構(gòu)成一斜夾角；輪緣上每個連接接口聯(lián)接一個所述的輥?zhàn)又渭埽佔(zhàn)又渭艿亩ㄎ粔K嵌設(shè)在輪緣上的定位槽內(nèi)，輥?zhàn)又渭芘c輪轂本體固定。
[0006]優(yōu)選的，每個所述的輪轂本體的輪緣上的側(cè)平面的中央設(shè)有一條軸向設(shè)置的定位槽，定位槽的底面上設(shè)有定位孔；連接接口包括上述的側(cè)平面、定位槽和定位孔；所述的輥?zhàn)又渭茉O(shè)有一底平面，所述定位塊設(shè)于底平面上，且垂直于該底平面，所述的定位塊上設(shè)有連接孔；所述定位塊的延伸方向與輥?zhàn)虞S孔軸線構(gòu)成一斜夾角；所述的輥?zhàn)又渭芘c所述連接接口相互配合聯(lián)接，所述輥?zhàn)又渭艿亩ㄎ粔K嵌設(shè)于所述輪緣連接接口的定位槽內(nèi)，且輥?zhàn)又渭艿牡灼矫媾c輪轂本體的側(cè)平面接觸實(shí)現(xiàn)定位，輪緣上的定位孔與輥?zhàn)又渭苌系倪B接孔對齊，并采用螺紋聯(lián)接件聯(lián)接。
[0007]進(jìn)一步優(yōu)選，所述輥?zhàn)又渭艿牡灼矫嫔系脑O(shè)有一個定位塊，且該定位塊的底面呈方形，且所述定位塊的延伸方向與輥?zhàn)虞S孔軸線構(gòu)成的斜交角為45度。
[0008]優(yōu)選的，所述的輪轂本體的每個側(cè)平面上設(shè)有兩條相互平行的軸向定位槽，兩條定位槽中間設(shè)有定位孔，所述的連接接口包括正多棱體的側(cè)平面、兩條定位槽和定位孔；所述的輥?zhàn)又渭艿牡灼矫嫔显O(shè)有兩條平行的定位塊，設(shè)所述定位塊的延伸方向與輥?zhàn)虞S孔軸線構(gòu)成一斜夾角，且兩條定位塊中間設(shè)有連接孔；所述的輥?zhàn)又渭芘c所述連接接口相互配合聯(lián)接，所述輥?zhàn)又渭艿膬蓷l定位塊分別嵌設(shè)于輪緣連接接口的兩定位槽內(nèi)，且輥?zhàn)又渭艿牡灼矫媾c輪緣的側(cè)平面接觸，輪緣上的定位孔與支撐叉上的連接孔對齊，并采用螺紋聯(lián)接件聯(lián)接。
[0009]所述的輥?zhàn)又渭苁怯糜趦蛇呏屋佔(zhàn)拥妮佔(zhàn)又尾?，所述輥?zhàn)又尾嫔隙螢閁形叉，U形叉的兩耳座的端頭設(shè)有輥?zhàn)虞S孔；所述U形叉的底平面與輥?zhàn)虞S孔軸線平行，所述U形叉底平面上的定位塊的延伸方向與輥?zhàn)虞S孔軸線方向構(gòu)成一斜夾角。
[0010]所述的輥?zhàn)又渭苁怯糜谥虚g支撐輥?zhàn)拥妮佔(zhàn)又虚g支撐件，所述輥?zhàn)又虚g支撐件的上端設(shè)有輥?zhàn)虞S孔，下端設(shè)有定位塊，定位塊的延伸方向與輥?zhàn)虞S孔軸線方向構(gòu)成一斜夾角。
[0011 ] 優(yōu)選的，所述的輪轂本體呈正多棱體，以正多棱體的側(cè)面作為連接接口的側(cè)平面。
[0012]優(yōu)選的，所述的輪轂本體上連接接口的定位槽為矩形槽，與之配合的所述輥?zhàn)又渭艿亩ㄎ粔K為矩形定位塊。
[0013]優(yōu)選的，所述的輪轂本體上連接接口的定位槽為T形槽，與之配合的所述輥?zhàn)又渭艿亩ㄎ粔K為T形定位塊；
[0014]優(yōu)選的，所述的輪轂本體上連接接口的定位槽為燕尾槽，與之配合的所述輥?zhàn)又渭艿亩ㄎ粔K呈燕尾狀。
[0015]優(yōu)選的，當(dāng)輪轂本體的定位槽為T形槽，輥?zhàn)又渭艿亩ㄎ粔K為T形定位塊時；以及當(dāng)所述定位槽為燕尾槽，所述定位塊為呈燕尾狀時；輥?zhàn)又渭艿亩ㄎ粔K嵌設(shè)于輪轂本體的定位槽內(nèi)，軸向限位件設(shè)于輪轂本體的輪緣的兩端，并與輪緣聯(lián)接在一起，軸向限位件對輥?zhàn)又渭苓M(jìn)行軸向定位。
[0016]采用上述的技術(shù)方案，所述輪轂本體主要采用了軸向結(jié)構(gòu)，便于加工與精度保證。尤其是輪緣上的軸向定位槽與圓周上的斜槽相比較更容易加工，更容易保證加工精度；輪轂加工材料可采用金屬材料，如鋁合金，也可以采用非金屬材料，如尼龍；若輪轂本體采用鋁合金材料，其主體結(jié)構(gòu)，如輪轂本體的側(cè)面與定位槽，以及輪輻的部分的結(jié)構(gòu)，可采用鋁合金拉伸加工，然后再加工其他結(jié)構(gòu)，如連接孔等；輪轂本體也可采用鋁合金壓鑄加工方式加工；輥?zhàn)又渭芸刹捎娩X合金壓鑄方式加工；然后將輥?zhàn)又渭芘c輪轂本體聯(lián)接。若本實(shí)用新型采用尼龍材料加工，輪轂本體與支撐架也可采用注塑方式加工后再連接。采用本實(shí)用新型采用上述的加工方式，適合批量加工，而且能夠保證輪轂本體與輥?zhàn)又渭芰慵募庸さ木取?br>[0017]采用上述的技術(shù)方案與結(jié)構(gòu)，輪轂本體的外緣上均勻設(shè)置了用于聯(lián)接輥?zhàn)又渭艿倪B接接口，該連接接口可保證輥?zhàn)又渭芤暂嗇灡倔w軸線為中線的圓周陣列。輥?zhàn)又渭芘c輪轂本體的連接接口連接時，輥?zhàn)又渭艿牡灼矫媾c輪轂本體的側(cè)平面接觸，保證了輥?zhàn)又渭艿膹较蜓b配尺寸；輥?zhàn)又渭艿亩ㄎ粔K嵌設(shè)于輪轂本體的定位槽內(nèi)，定位塊的側(cè)面受到定位槽側(cè)面的限位；輥?zhàn)又渭芘c輪轂本體聯(lián)接后，又實(shí)現(xiàn)了兩者的在輪轂軸線方向的定位。因此，通過上述的技術(shù)方案與結(jié)構(gòu)，能夠保證本實(shí)用新型的裝配精度。因此，本實(shí)用新型的輪轂是通過輪轂本體與輥?zhàn)又渭軆煞N主要零件聯(lián)接而成，結(jié)構(gòu)簡單。
[0018]采用上述的技術(shù)方案與結(jié)構(gòu)，用不同規(guī)格的輪轂本體和不同規(guī)格的輥?zhàn)又渭芸梢越M合多種尺寸規(guī)格的麥克納姆輪輪轂。采用一種規(guī)格的輥?zhàn)又渭芘c不同規(guī)格的輪轂本體進(jìn)行組合可組合成不同輪徑的輪轂。采用一種規(guī)格的輪轂本體與不同規(guī)格的輥?zhàn)又渭苓M(jìn)行組合也可組合成不同輪徑的輪轂。
[0019]作為優(yōu)選，所述連接接口包括平行于輪轂軸線的側(cè)平面以及設(shè)于側(cè)平面上的定位槽，輥?zhàn)又渭芟露嗽O(shè)有底平面，輥?zhàn)又渭艿亩ㄎ粔K嵌設(shè)于所述的定位槽后，輥?zhàn)又渭艿牡灼矫媾c輪轂的側(cè)平面接觸，既保證了輥?zhàn)又渭軋A周上的均布，又實(shí)現(xiàn)了輥?zhàn)又渭芟鄬嗇灡倔w的徑向定位。在輪轂本體的輪緣上設(shè)有定位孔，輥?zhàn)又渭苌显O(shè)有連接孔，通過螺紋聯(lián)接件聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)了輥?zhàn)又渭芟鄬嗇灡倔w的軸向與徑向的固定。
[0020]作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述輥?zhàn)又渭茉O(shè)有的定位塊的底面為方形，且所述定位塊的延伸方向與輥?zhàn)虞S孔軸線構(gòu)成的斜交角為45度；采用此方案，輥?zhàn)又渭芘c輪