全向移动设备 |
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| 申请号 | CN201610818477.X | 申请日 | 2016-09-12 | 公开(公告)号 | CN106314024A | 公开(公告)日 | 2017-01-11 |
| 申请人 | 常州摩本智能科技有限公司; | 发明人 | 不公告发明人; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种全向移动设备，包括主体及安装于主体上全向轮，所述全向轮的数量至少为三个，且围绕主体均匀布置；所述全向轮包括第一端盖、第二端盖、 电机 模 块 、与所述第一端盖及第二端盖直接或间接固定连接的滚子 支架 、安装于滚子支架上的数个滚子，所述滚子支架具有沿全向轮周向平行延伸的第一滚子安装部及第二滚子安装部，每一滚子安装部设有数个滚子安装口，且两滚子安装部上的滚子安装口交错设置，所述滚子分别通过一滚子轴安装于安装口中。本发明的全向轮，不需要同时设置大轮和小轮，只需设置数个滚轮，简化了全向轮的加工工艺，且至少三个以上的全向轮配合即可实现全向移动设备的全向移动。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种全向移动设备，其特征在于：包括主体及安装于主体上的全向轮，所述主体内部设置电池及控制装置，所述全向轮的数量至少为三个，且围绕主体均匀布置； |
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| 说明书全文 | 全向移动设备[0001] 【技术领域】本发明涉及一种全向移动设备，尤其涉及该全向移动设备使用的全向轮。 [0002] 【背景技术】现有技术中的全向移动设备使用的全向轮除了在轮子周向上设置有主滚子外，还需再设置与主滚子成一定角度的辅助滚子，依靠辅助滚子的带动，主滚子实现滚动，从而使得轮子能够实现全向的移动，这中全向轮的一个例子，请参阅2010年3月3日公开的中国发明专利申请第200880012720.2号的图1及图2。但是由于该种全向轮既需要主滚子又需要辅助滚子，因此结构复杂，组装及控制均需要较高的要求，从而使得使用该全向轮的移动设备价格高昂。 [0003] 因此有必要对现有全向移动设备进行改进。 [0004] 【发明内容】本发明要解决的技术问题是提供一种简化结构的全向移动设备。 [0005] 为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种全向移动设备，包括主体及安装于主体上的全向轮，所述主体内部设置电池及控制装置，所述全向轮的数量至少为三个，且围绕主体均匀布置；所述全向轮包括第一端盖、第二端盖、电机模块、与所述第一端盖及第二端盖直接或间接固定连接的滚子支架、安装于滚子支架上的数个滚子，所述第一端盖、第二端盖之间形成一容置空间，所述电机模块安装于所述容置空间内； 所述电机模块包括电机轴、固定安装于电机轴上的定子组件及可绕定子组件转动的转子组件，所述第一端盖及所述第二端盖均通过轴承连接件安装在所述电机轴上； 所述滚子支架具有沿全向轮周向平行延伸的 第一滚子安装部及第二滚子安装部，每一滚子安装部设有数个滚子安装口，且两滚子安装部上的滚子安装口交错设置，所述滚子分别通过一滚子轴安装于安装口中。 [0007] 进一步地，所述钢圈与所述滚子支架一体成型。 [0008] 进一步地，所述定子组件上固定安装有电池仓体，该电池仓体包括外壁、内壁、第一端壁及第二端壁，外壁、内壁之间形成收容空间，所述内壁围成一收容腔，所述第一端壁位于电池仓体的第一端且连接外壁与内壁，所述第二端壁位于电池仓体的第二端形成收容腔的底壁，该第二端壁固定安装于电机轴上，所述定子组件及转子组件位于收容腔内。 [0009] 进一步地，该电机包括安装于所述收容空间内的电池。 [0010] 进一步地，所述收容空间呈环形。 [0011] 进一步地，所述收容空间内固定有电池固定支架，所述电池固定支架沿所述收容空间的周向开设有至少一个用于固定所述电池端部的固定孔。 [0012] 进一步地，所述电机包括连接电池且用以控制电机转动的控制板，所述控制板呈环形，且设置于电池固定支架上。 [0013] 进一步地，所述滚子支架包括主支架及辅助支架，所述辅助支架与所述主支架为可拆卸连接，所述滚子轴固定于主支架与辅助支架之间。 [0014] 本发明具有如下有益效果：本发明的全向移动设备通过设置至少三个不需要辅助滚子的全向轮实现了全方向的移动，因此每个全向轮的结构简单，，整个全向移动设备的控制方法也得到简化。 [0015] 【附图说明】图1为本发明全向移动设备的整体结构示意图； 图2为本发明全向移动设备的全向轮整体结构示意图； 图3为全向轮结构分解示意图； 图4为第一实施例的电机模块结构分解示意图； 图5为滚子支架与辅助支架连接结构拆分示意图； 图6为图5中A处结构放大示意图； 图7为图5中B处结构放大示意图； 图8为本发明全向移动设备向正前方运动时全向轮转动示意图； 图9为本发明全向移动设备向正前方偏右45度运动时全向轮转动示意图； 图10为本发明第二实施例的电机模块整体结构示意图； 图11为沿图10中A-A线所示的剖视示意图； 图12为图10所示电机模块分结构分解示意图； 图13为电池仓体结构示意图； 图14为另一角度下电池仓体结构示意图； 图15为电池仓体与定子组件的分解示意图； 图16为电机电池、控制板在电池仓体内的安装结构分解示意图； 图17为齿轮传动机构部分结构分解示意图。 [0016] 【具体实施方式】下面结合附图详细举例说明本发明的实施方式，本发明的实施例是为了对本发明进一步解释说明，而非对本发明的保护范围限制。 [0017] 实施例一请参阅图1所示，本发明的全向移动设备10包括主体11及安装于主体11上的全向轮12，所述主体11内部设置电池及控制装置，所述全向轮12的数量至少为三个，优选地，在本实施方式中，所述全向轮12的数量为4个，且围绕所述主体11均匀布置。如图2和图3所示，所述全向轮12包括第一端盖121、第二端盖122、电机模块123、与所述第一端盖121及第二端盖122固定连接的滚子支架、安装于滚子支架上的数个滚子125，所述第一端盖121、第二端盖122之间形成一容置空间，所述电机模块123安装于所述容置空间内。优选地在本实施方式中，所述滚子支架包括主支架124和辅助支架126，所述辅助支架126分别固定在所述主支架124的两侧，且均与所述主支架124可拆卸连接。 [0018] 如图4所示，所述电机模块123包括电机轴1231、固定安装于电机轴上的定子组件及可绕定子组件转动的转子组件，所述第一端盖121及所述第二端盖122均通过轴承连接件安装在所述电机轴1231上；所述定子组件包括用以安装电机轴1231的支撑件1232及设置于所述支撑件1232外圈用以绕置线束的的绕线体1233，转子组件包括内壁上设置有磁铁1234的钢圈1235，所述滚子支架固定设置于所述钢圈1235外围，所述钢圈1235通过螺钉或者螺栓连接件分别与所述第一端盖121及所述第二端盖122固定连接。作为进一步优选的实施方式，为了使所述滚子支架更加牢固地设置在所述钢圈1235的外围，所述滚子支架与所述钢圈1235一体成型。 [0019] 如图5所示，所述主支架124具有沿全向轮周向平行延伸的第一滚子安装部及第二滚子安装部，每一滚子安装部设有数个滚子安装口1241，且两滚子安装部上的滚子安装口1241交错设置。固定设置于所述主支架124两侧的所述辅助支架126上与所述主支架124上设置滚子安装口1241的位置相对应处也设有滚子安装口1261，如图5所示。如图5至图7所示，所述主支架124上的的安装口1241内均设置有凹槽1242，所述辅助支架126上的安装口 1261内均设置有凹槽1262，当所述辅助支架126与所述主支架124固定在一起时，所述辅助支架上的凹槽1262与所述主支架124上的凹槽1242组成安装所述滚子125的凹槽。所述滚子 125的两端均设置有滚子轴，当安装所述滚子125时，先将所述滚子125两端的滚子轴分别安装在所述主支架124上的安装口1241内的凹槽1242内，然后再将所述辅助支架126固定在所述主支架124上，且所述辅助支架126上的凹槽1262与所述主支架124上相应的凹槽1242对接在一起，即可完成所述滚子125的安装。如此设置既方便了所述滚子125的安装与拆卸，也可以防止所述滚子125的滚子轴从所述滚子支架上脱落。 [0020] 当然也可以不在所述辅助支架126上的安装口1261内设置凹槽1262，只要所述主支架124上的凹槽1242足以安装下所述滚子125两端的滚子轴即可，当将所述滚子125的滚子轴安装在所述主支架124上的凹槽1242内后，再将所述辅助支架126与所述主支架124固定在一起，防止所述滚子轴从所述主支架124上的安装口1241内的凹槽1242内脱出。 [0021] 本发明的全向移动移动设备的全向轮相比于现有技术中的全向轮不需要设置与滚子成一定角度的辅助滚子结构简单，且至少三个以上的全向轮配合即可实现全向移动设备的全向移动与转动，相比于既设置主滚子又设置辅助滚子的全向轮控制方法也更简单。以下举例说明本发明移动设备的控制方法。 [0022] 如图8所示，若以箭头所示方向为全向移动设备的正前方，当全向移动设备10需要向正前方行驶时，控制系统只需给给全向移动设备左右两侧的车轮电机供电使左右两侧全向轮绕各自的电机轴向前发生转动，给全向移动设备10提供向前运动的动力，而前后两个车轮电机不转动，即前后两个全向轮不会饶各自的电机轴转动。由于数个滚子25均是通过各自的滚子轴安装在所述滚子支架上，因此每个滚子25均可以绕各自的滚子轴在与全向轮转动方向垂直的方向上发生转动。在全向移动设备左右两侧车轮发生向前转动推动全向移动设备10向前运动时，同时也给前后两个全向轮上的滚子25提供了动力，前后两个全向轮上的滚子25也会相应在前后方向上转动，最终实现在因此全向移动设备10会实现向前方行驶。 [0023] 如图9所示，当全向移动设备10需要往正前方偏右45度方向行驶时，控制系统只需控制全向移动设备10前侧全向轮向右转动以及右侧的全向轮向前转动，并且要使前侧全向轮和右侧全向轮以相同的转速相同，同时左侧全向轮及后侧全向轮均不发生转动，即可实现全向移动设备10往正前方偏右45度方向行驶。 [0024] 当全向移动设备是需要往正前方偏右其他任一角度方向行驶时，只需调节全向移动设备10前侧全向轮向右转动的转速以及右侧全向轮向前转动的转速大小，直至使全向移动设备的运行方向达到所需角度即可。 [0025] 另外，若全向移动设备10需要转动时，控制系统只需控制前后左右四个全向轮以相同的转速转动且转动方向一致即可。例如若全向移动设备10需要发生顺时针转动，则需控制四个全向轮均沿顺时针方向转动；若全向移动设备10需要发生逆时针转动，则需控制四个全向轮均沿顺时针方向转动。 [0026] 实施例二本实施例与实施例一不同之处在于，本实施例中的电机模块与实施例一种的电机模块结构不同。本实施例中的电机模块20包括电机轴21、安装在所述电机轴21上的定子组件24、相对于所述定子组件24转动的转子组件25以及安装于电机轴21上且可相对电机轴21转动的第一端盖22及第二端盖23。所述滚子支架通过螺钉或者螺栓连接件固定在所述第一端盖 22上，作为进一步优选的实施方式，所述滚子支架还可以一体成型于所述第一端盖22上。所述定子组件24上固定安装有电池仓体26。如图13和图14所示，所述电池仓体26包括外壁 261、内壁262、第一端壁263及第二端壁264，所述外壁261、内壁262之间形成收容空间265，电机的供电电池均位于所述收容空间265内，所述供电电池沿所述收容空间265的周向依次排列。所述收容空间265可以呈环形、C字型或者其他只要能够安放供电电池的形状。优选地，在本实施方式中，所述收容空间265呈环形。所述内壁262围成一收容腔266，所述第一端壁263位于所述电池仓体26的第一端且连接所述外壁261与所述内壁262，所述第二端壁264位于所述电池仓体26的第二端，且形成所述收容腔266的底壁。 [0027] 图15为所述电池仓体与所述定子组件24的分解示意图。所述定子组件24包括线圈绕组242及线圈绕组固定件241，所述线圈绕组固定件241固定套设在所述电机轴21上，所述线圈绕组242沿所述线圈绕组固定件241的周向均匀布置。所述转子组件25通过轴承连接件连接在所述电机轴21上且可绕所述定子组件24的周向转动。所述电池仓体26的第二端壁264上开设有通孔，所述电池仓体26通过所述通孔套设在所述电机轴21上，且所述定子组件 24及所述转子组件26均位于所述电池仓体26 的收容腔266内，同时，所述第二端壁264通过螺钉或者螺栓连接件与所述线圈绕组固定件241固定连接。将所述定子组件24及所述转子组件25均设置于所述收容腔266内，可以合理利用内部空间，使电机内部各零部件之间的装配更加紧凑，有利于所述电机20的小型化。 [0028] 图16为电机供电电池在所述电池仓体内部安装结构分解示意图。电机20的供电电池267均安置于所述收容空间265内，且沿所述收容空间265的周向依次排列布置。为了防止所述供电电池267在所述收容空间265内产生晃动，所述收容空间265内固定有电池固定支架268。优选地，在本实施方式中，所述电池固定支架268为环形，且所述电池固定支架268沿所述收容空间265的周向开设有至少一个用于固定所述供电电池267端部的固定孔，所述供电电池267的端部插接在所述固定孔内，从而可以防止所述供电电池267出现晃动。为了达到更好的固定方式，所述收容空间265内设置有两个所述电池固定架268，将供电电池267的两个端部均固定住。 [0029] 本发明在电机内部设置电池仓体，所述电池仓体包括收容空间,将电机供电电池均设置在所述收容空间内，实现电机与供电电池一体化。如此设置，在电动车上不再将电机和电池分开设置，因此在电动车使用的过程中，二者之间的连接线缆也不会再暴露在电机外部，从而避免了碰触的可能性；另外在外观上也减小了电动车的零部件数量，使整体机构趋于简单化，电池仓体将电池与第一端盖及第二端盖隔离开，有利于保护电池。 [0030] 如图16所示，所述电机20包括控制板269，所述控制板269与所述供电电池267信号连接且用于控制所述电机20转动。在本实施方式中，所述控制板269呈环形，安装在所述容纳空间265内的所述电池固定支架268上。将所述控制板269设置成环形，与所述收容空间265呈环形相匹配，从而可以方便将所述控制板269设置在所述容纳空间265内，达到充分利用所述收容空间265内空间的目的。为了防止所述控制板269从所述电池固定支架268上脱落，或者所述电池固定支架268与供电电池267从所述收容空间265内脱出，所述第二端壁 264上还设有一环形挡板28，所述第二端壁264上沿周向开设有环形凹槽260，所述环形挡板 28安装在所述环形凹槽260内。所述电机轴21上设置有通线孔，将所述电机20的连接线引至所述电机20的外部。 [0031] 本实施例中，如图11和图12所示，所述电机20包括齿轮传动机构27。本实施中，所述齿轮传动机构27为齿轮减速机构，当然，在其他实施方式中，所述齿轮传动机构27也可以为齿轮加速机构。如图17为所述齿轮传动机构27的结构分解示意图。所述齿轮传动机构21包括套设在所述电机轴21上且与所述转子组件25固定连接的中心齿轮271、沿所述中心齿轮271周向布置且与所述中心齿轮271啮合的三个行星齿轮272及一齿圈273，所述齿圈273固定在所述第一端盖22上，且所述齿圈273同时与三个所述行星齿轮272啮合。三个所述行星齿轮272均安装在一轮架274上，所述轮架274上设置有三个轴承连接件2741，三个所述轴承连接件2741均通过转轴安装在所述轮架274上，三个所述行星齿轮272分别安装在三个所述轴承连接件2741上。电机转动时，所述转子组件25带动所述中心齿轮271转动，所述中心齿轮271转动带动与其啮合的三个所述行星齿轮272转动，三个所述行星齿轮172进而带动所述齿圈273转动，由于所述齿圈273与所述第一端盖22固定连接，因此所述第一端盖22与所述第二端盖23也会围绕所述电机轴21转动，最终实现固定在所述第一端盖22上的滚子支架的转动。滚子支架转动，固定在所述滚子支架上的滚子25即可转动，进而实现全向移动设备的移动。 [0032] 需要说明的是，在本实例中，所述行星齿轮272为三个，在其他优选实施方式中，也可以为两个、四个或者四个以上，总之只要能实现稳定传动效果即可。 [0033] 当然，以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。 |
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