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一种排水管道 机器人用麦克纳姆轮鼓形辊

阅读：556发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种排水管道机器人用麦克纳姆轮鼓形辊专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种排水管道机器人用麦克纳姆轮鼓形辊，包括辊体，辊体通过轴承转动设置在辊子轴上，轴承的一端面抵靠在辊体的内壁上，另一端面与套设在辊子轴上的密封盘的一端面接触，密封盘上开设有用于连接O型密封圈的卡槽，卡槽环向开设在密封盘的外圆面上，密封盘与辊子轴之间设置有骨架密封，骨架密封套设在辊子轴上，辊体两端面上固连有挡盖，密封盘另一端面与挡盖接触。本实用新型所述麦克纳姆轮鼓形辊的结构，防水性能大大提高，有效的保护了轴承，提高了轴承的使用寿命。使用圆弧法对辊子曲线进行设计，能很好的满足包络成圆的原理，利用有限元分析法分析鼓形辊的受力情况，并对辊体进行强度校核，均证明所述鼓形辊满足强度要求。，下面是一种排水管道机器人用麦克纳姆轮鼓形辊专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种排水管道机器人用麦克纳姆轮鼓形辊，其特征在于：包括辊体，辊体通过轴承转动设置在辊子轴上，轴承的一端面抵靠在辊体的内壁上，另一端面与套设在辊子轴上的密封盘的一端面接触，密封盘上开设有用于连接O型密封圈的卡槽，卡槽环向开设在密封盘的外圆面上，密封盘与辊子轴之间设置有骨架密封，骨架密封套设在辊子轴上，辊体两端面上固连有挡盖，密封盘另一端面与挡盖接触。
2.根据权利要求1所述的排水管道机器人用麦克纳姆轮鼓形辊，其特征在于：骨架密封、密封盘取正偏差。
3.根据权利要求1或2所述的排水管道机器人用麦克纳姆轮鼓形辊，其特征在于：密封盘与辊体内壁、辊子轴之间各有0.5mm的间隙。
4.根据权利要求1所述的排水管道机器人用麦克纳姆轮鼓形辊，其特征在于：辊体内壁具有用于连接轴承及其他密封结构的凸台，凸台的两侧各设有一个轴承，轴承的一端面抵靠在凸台上。
5.根据权利要求1所述的排水管道机器人用麦克纳姆轮鼓形辊，其特征在于：鼓形辊的宽度为63mm，鼓形辊的最小半径为7mm，鼓形辊的曲线是半径为111.11mm的圆弧。

说明书全文

一种排水管道 机器人用麦克纳姆轮鼓形辊

技术领域

[0001] 本实用新型涉及排水管道机器人技术领域，具体是一种排水管道机器人用麦克纳姆轮鼓形辊。

背景技术

[0002] 由于排水管道内环境较为恶劣，排水管道中水位较高，水中含有的杂质较多，现有麦克纳姆轮辊子内部的防锈性能并不理想，辊子内部的轴承极容易生锈，一旦生锈将会影响麦克纳姆轮的运动性能和使用寿命，因此需要对麦克纳姆轮辊子的结构进行重新设计。发明内容

[0003] 本实用新型的目的是提供一种排水管道机器人用麦克纳姆轮鼓形辊。

[0004] 本实用新型所采取的技术方案是：

[0005] 一种排水管道机器人用麦克纳姆轮鼓形辊，包括辊体，辊体通过轴承转动设置在辊子轴上，轴承的一端面抵靠在辊体的内壁上，另一端面与套设在辊子轴上的密封盘的一端面接触，密封盘上开设有用于连接O型密封圈的卡槽，卡槽环向开设在密封盘的外圆面上，密封盘与辊子轴之间设置有骨架密封，骨架密封套设在辊子轴上，辊体两端面上固连有挡盖，密封盘另一端面与挡盖接触。

[0006] 密封盘内有密封槽用于安装O型密封圈，挡盖对密封盘进行轴向定位，辊子通过骨架密封和O型密封圈进行防水密封。

[0007] 优选地，骨架密封、密封盘取正偏差。是为了保证骨架密封的防水性能和为了装配的方便。

[0008] 优选地，密封盘与辊体内壁、辊子轴之间各有0.5mm的间隙，是为了防止运动干涉。

[0009] 作为优选实施例，辊体内壁具有用于连接轴承及其他密封结构的凸台，凸台的两侧各设有一个轴承，轴承的一端面抵靠在凸台上。

[0010] 作为优选实施例，鼓形辊的宽度为63mm，鼓形辊的最小半径为7mm，鼓形辊的曲线是半径为111.11mm的圆弧。麦克纳姆母线的轮廓影响着轮子运动的平稳性和辊子的耐用性，麦克纳姆轮需要连续与地面接触，因此麦克纳姆轮运动时必须保证至少有一个辊子与地面相接触，即保证重合度大于等于1，此时由几何关系计算可得辊子的宽度b1＝63mm，辊子的最小半径a＝7mm，鼓形辊的曲线半径为111.11mm。

[0011] 本实用新型的技术效果在于：

[0012] 本实用新型所述麦克纳姆轮鼓形辊的结构，防水性能大大提高，有效的保护了轴承，提高了轴承的使用寿命。使用圆弧法对辊子曲线进行设计，能很好的满足包络成圆的原理，利用有限元分析法分析鼓形辊的受力情况，并对辊体进行强度校核，均证明所述鼓形辊满足强度要求。附图说明

[0013] 图1为本实用新型的结构示意图。

[0014] 图2为辊子几何曲线设计图。

[0015] 图3是辊子几何曲线坐标系。

[0016] 图4是麦克纳姆轮运动时辊子结构示意图。

[0017] 图5是辊子设计图。

具体实施方式

[0018] 下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的说明。

[0019] 如图1所示，一种排水管道机器人用麦克纳姆轮鼓形辊包括辊体5，辊体通过轴承4转动设置在辊子轴1上，轴承的一端面抵靠在辊体的内壁上，另一端面与套设在辊子轴上的密封盘6的一端面接触，密封盘上开设有用于连接O型密封圈3的卡槽，卡槽环向开设在密封盘的外圆面上，密封盘与辊子轴之间设置有骨架密封2，骨架密封套设在辊子轴上，辊体两端面上固连有挡盖7，密封盘另一端面与挡盖接触。

[0020] 本实施例中，密封盘6内有密封槽用于安装O型密封圈3，挡盖7对密封盘6进行轴向定位，辊子通过骨架密封2和O型密封圈3进行防水密封，为了保证骨架密封的防水性能，骨架密封3取正偏差，为了装配的方便，安装骨架密封3的密封盘6应该同样取正偏差。

[0021] 为了防止运动干涉，密封盘6与辊体内壁、辊子轴之间各有0.5mm的间隙。

[0022] 本实施例中，辊体内壁具有凸台，凸台用于连接轴承及其他密封结构，凸台的两侧各设有一个轴承，轴承的一端面抵靠在凸台上。

[0023] 本实施例中，辊子两端面之间的外侧壁为曲面，辊子曲线的设计方法如下：

[0024] 如图2，将麦克纳姆轮辊子的曲线AB近似等效成圆的一段弧长，C点为弧线AB的中点，D点为AB的中点，C’为AB’的中点，θ为AC’所对应的圆心角，γ为AB’所对应的圆心角，此时：

[0025] lCD＝lc′D ′ (1)

[0026] 在三角形OAD’中，由几何关系可以求得：

[0027]

[0028] D’为AB’的中点，则：

[0029]

[0030] 此时如图所示，在三角形AOD中由正弦定理可得：

[0031]

[0032] 根据几何关系可知：

[0033]

[0034]

[0035] 此时以ACB为平面建立如图3所示直角坐标系，D为原点，AB为x轴，DC为Y轴，则根据A(LAB/2，0)，B(-LBD/2，0)，C(0，LcD)。

[0036] 由三点可计算得到圆半径为：

[0037]

[0038] 由于管道机器人的尺寸限制，要求R＝57mm，b＝56mm，此时θ＝arcsin(28/57)，γ＝2arcsin(28/57)代入式子计算可得：r＝111.11mm。

[0039] 麦克纳姆轮母线的轮廓影响着轮子运动的平稳性和辊子的耐用性，麦克纳姆轮需要连续与地面接触，因此麦克纳姆轮运动时必须保证至少有一个辊子与地面相接触，即保证重合度大于等于1，此时相邻辊子在竖直面上的投影必然存在重合，重叠的角度用重合角β表示，辊子与轮毂的中心角θ与β之间的关系可表示为：

[0040]

[0041] 重合度大于等于1，即重合角β≥0，即单个辊子的中心角θ≥2π/N，如图4所示：

[0042] 根据经验N选为8个，则要求θ≥45°，本文中θ＝46°，此时由几何关系计算可得辊子的宽度b1＝63mm，辊子的最小半径a＝7mm，如图5。

[0043] 本实用新型说明书中未作特别说明的均为现有技术或者通过现有的技术能够实现，应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

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