帶有方向誘導機構的萬向輪的製作方法

2023-06-17 14:51:51 2

本發明屬於運動機械技術領域，具體涉及一種帶有方向誘導機構的萬向輪。

背景技術：

萬向輪是一種應用非常普遍的機械機構，由於其簡單、靈活的特點，在行李箱、小推車等許多地方都能見到其身影，行李箱、小推車上的萬向輪，人們一般不會去關注萬向輪突然轉向逆行時可能出現瞬間卡死的現象，但對於要使用多個萬向輪的大型機械，萬向輪逆行時卡死的現象就會使設備的運動發生問題，甚至出現零部件損壞；仔細分析不難發現，萬向輪正常運動時輪子總是處於萬向擺軸的後方，當一個萬向輪要逆向行駛時，萬向輪必然要圍繞萬向軸作180°轉動，才能進行正常運動。在實現這個轉向過程中萬向輪將會使其載體發生橫向位移。對於僅有一個萬向輪的系統，這種短時間的橫移不會對系統的的運動造成多大影響，但對於兩個以上的萬向輪系統，突然逆行時，若萬向輪偏擺的方向不一致就會出現卡死現象。人拉的手提箱經常會出現卡死現象，但只要用力一拉或側拉一下就會越過死點，而對於機械設備，因配置的動力有限，若出現卡死現象，則很難逾越，針對上述問題，有必要進行改進。

技術實現要素：

本發明解決的技術問題：提供一種帶有方向誘導機構的萬向輪，通過在萬向輪擺軸上端安裝可帶動萬向輪擺軸轉動的誘導機構，保證萬向輪擺軸始終位於輪子前進方向的前方，有效避免了萬向輪自然轉向時的卡死現象，確保運行中的萬向輪不會出現大幅擺動，從而使多組萬向輪可以應用在大型機械設備上，簡化了運動控制系統，提高大型機械運動的可靠性和穩定性。

本發明採用的技術方案：帶有方向誘導機構的萬向輪，具有萬向輪，所述萬向輪包括輪子、輪軸和萬向輪擺軸，所述輪子通過軸承與輪軸連接且輪軸與萬向輪擺軸下端固定連接，所述萬向輪擺軸上方設有誘導機構且誘導機構與萬向輪擺軸上端轉動連接，所述誘導機構與外部動力源固定連接並通過外部動力源驅動誘導機構帶動萬向輪擺軸轉動後實現萬向輪擺軸始終位於輪子前進方向的前方。

其中，所述誘導機構包括誘導擺臂、安裝板、蝸輪、蝸杆和驅動軸，所述安裝板內部制有安裝腔且安裝板底面的凸環位於安裝腔內，所述誘導擺臂上端置於安裝腔內，所述誘導擺臂上端和誘導擺臂右下端分別與凸環和萬向輪擺軸上端通過滾珠轉動連接，所述安裝腔內設有相互嚙合的蝸杆和蝸輪且蝸輪套裝固定於誘導擺臂上端，所述蝸杆端部與驅動軸一端固定連接且驅動軸另一端與外部動力源固定連接後通過外部動力源驅動誘導擺臂帶動萬向輪擺軸轉動後實現萬向輪擺軸始終位於輪子前進方向的前方。

優選地，所述誘導機構包括誘導轉軸、安裝板、蝸輪、蝸杆和驅動軸，所述安裝板內部制有安裝腔且安裝板底面凸環位於安裝腔內，所述安裝腔內設有相互嚙合的蝸杆和蝸輪且蝸輪套裝固定於誘導轉軸上端，所述蝸杆端部與驅動軸一端固定連接且驅動軸另一端與外部動力源固定連接，所述誘導轉軸軸線與萬向輪擺軸軸線重合，且誘導轉軸上端和下端分別與凸環和設於萬向輪擺軸上端的環形柱通過滾珠轉動連接，所述誘導轉軸下端外壁面上設有凸柱且環形柱壁面上制有與凸柱位置對應的方槽，所述凸柱置於方槽內通過外部動力源驅動誘導轉軸帶動萬向輪擺軸轉動後實現萬向輪擺軸始終位於輪子前進方向的前方。

進一步地，所述外部動力源為電動機或液壓馬達。

進一步地，所述萬向輪為單輪或雙輪結構。

本發明與現有技術相比的優點：

1、通過在萬向輪擺軸上端安裝可帶動萬向輪擺軸轉動的誘導機構，保證萬向輪擺軸始終位於輪子前進方向的前方，有效避免了萬向輪自然轉向時的卡死現象，確保運行中的萬向輪不會出現大幅擺動；

2、根據萬向輪的承載情況可選擇單輪結構或雙輪結構的誘導擺臂或誘導轉軸結構的誘導機構，選擇性強，大大增大了帶誘導機構的萬向輪的應用範圍，具有很高的使用價值；

3、結構簡單，操作方便，使用本結構可使多組萬向輪可以應用在大型機械設備上，簡化了運動控制系統，提高大型機械運動的可靠性和穩定性。

附圖說明

圖1為本發明萬向輪為單輪結構時第一種實施例的主視圖；

圖2為本發明萬向輪為單輪結構時第一種實施例的右視圖；

圖3為本發明萬向輪為雙輪結構時第一種實施例的主視圖；

圖4為本發明萬向輪為雙輪結構時第一種實施例的右視圖；

圖5為本發明萬向輪為雙輪結構時第二種實施例的主視圖；

圖6為本發明萬向輪為雙輪結構時第二種實施例的右視圖。

具體實施方式

下面結合附圖1-4描述本發明的第一種實施例。

帶有方向誘導機構的萬向輪，具有萬向輪，所述萬向輪包括輪子8、輪軸9和萬向輪擺軸1，所述輪子8通過軸承與輪軸9連接且輪軸9與萬向輪擺軸1下端固定連接，所述萬向輪擺軸1上方設有誘導機構且誘導機構與萬向輪擺軸1上端轉動連接，所述誘導機構與外部動力源固定連接並通過外部動力源驅動誘導機構帶動萬向輪擺軸1轉動後實現萬向輪擺軸1始終位於輪子8前進方向的前方；具體的，所述誘導機構包括誘導擺臂2、安裝板6、蝸輪13、蝸杆12和驅動軸7，所述安裝板6內部制有安裝腔4且安裝板6底面的凸環14位於安裝腔4內，所述誘導擺臂2上端置於安裝腔4內，所述誘導擺臂2上端和誘導擺臂2右下端分別與凸環14和萬向輪擺軸1上端通過滾珠3轉動連接，所述安裝腔4內設有相互嚙合的蝸杆12和蝸輪13且蝸輪13套裝固定於誘導擺臂2上端，所述蝸杆12端部與驅動軸7一端固定連接且驅動軸7另一端與外部動力源固定連接後通過外部動力源驅動誘導擺臂2帶動萬向輪擺軸1轉動後實現萬向輪擺軸1始終位於輪子8前進方向的前方；具體的，所述外部動力源為電動機或液壓馬達；具體的，所述萬向輪為單輪或雙輪結構。

根據萬向輪的承載情況，可使用單輪結構的萬向輪或雙輪結構的萬向輪，與實施例1相比，旋轉時輪子8的阻力小，對輪子8的磨損小，在使用時，當輪子8的前進方向發生變化時，萬向輪擺軸1上便會產生一個力矩，驅使萬向輪擺軸1繞其軸線轉動，誘導擺臂2通常情況是不轉動的，當輪子8的前進方向需要逆轉時，通過外部控制電路驅動電動機或液壓馬達帶動驅動軸7轉動，驅動軸7通過蝸輪13蝸杆12的嚙合帶動誘導擺臂2和與誘導擺臂2連接的萬向輪擺軸1轉動，從而改變了萬向輪擺軸1的位置，使萬向輪擺軸1轉至輪子8逆轉方向的前方，即輪子8新的前進方向的前方，從而保證萬向輪在需要逆轉時不會卡死。

下面結合附圖5-6描述本發明的第二種實施例。

帶有方向誘導機構的萬向輪，具有萬向輪，所述萬向輪包括輪子8、輪軸9和萬向輪擺軸1，所述輪子8通過軸承與輪軸9連接且輪軸9與萬向輪擺軸1下端固定連接，所述萬向輪擺軸1上方設有誘導機構且誘導機構與萬向輪擺軸1上端轉動連接，所述誘導機構與外部動力源固定連接並通過外部動力源驅動誘導機構帶動萬向輪擺軸1轉動後實現萬向輪擺軸1始終位於輪子8前進方向的前方；具體的，所述誘導機構包括誘導轉軸5、安裝板6、蝸輪13、蝸杆12和驅動軸7，所述安裝板6內部制有安裝腔4且安裝板6底面凸環14位於安裝腔4內，所述安裝腔4內設有相互嚙合的蝸杆12和蝸輪13且蝸輪13套裝固定於誘導轉軸5上端，所述蝸杆12端部與驅動軸7一端固定連接且驅動軸7另一端與外部動力源固定連接，所述誘導轉軸5軸線與萬向輪擺軸1軸線重合，且誘導轉軸5上端和下端分別與凸環14和設於萬向輪擺軸1上端的環形柱15通過滾珠3轉動連接，所述誘導轉軸5下端外壁面上設有凸柱10且環形柱15壁面上制有與凸柱10位置對應的方槽11，所述凸柱10置於方槽11內通過外部動力源驅動誘導轉軸5帶動萬向輪擺軸1轉動後實現萬向輪擺軸1始終位於輪子8前進方向的前方；具體的，所述外部動力源為電動機或液壓馬達；具體的，所述萬向輪為單輪或雙輪結構。

根據萬向輪的承載情況，可使用單輪結構的萬向輪或雙輪結構的萬向輪，如圖6所示，萬向輪為雙輪結構，與實施例1相比，簡化了結構的同時便於加工製作，同時提高了萬向輪的承載力，在使用時，當輪子8的前進方向發生變化時，萬向輪擺軸1上便會產生一個力矩，驅使萬向輪擺軸1繞其軸線轉動，誘導轉軸5通常情況是不轉動的，當輪子8的前進方向需要逆轉時，通過外部控制電路驅動電動機或液壓馬達帶動驅動軸7轉動，驅動軸7通過蝸輪13蝸杆12的嚙合帶動誘導轉軸5和與誘導轉軸5連接的萬向輪擺軸1轉動，從而改變了萬向輪擺軸1的位置，使萬向輪擺軸1轉至輪子8逆轉方向的前方，即輪子8新的前進方向的前方，從而保證萬向輪在需要逆轉時不會卡死。

上述兩種實施例，通過在萬向輪擺軸1上端安裝可帶動萬向輪擺軸1轉動的誘導機構，保證萬向輪擺軸1始終位於輪子8前進方向的前方，有效避免了萬向輪自然轉向時的卡死現象，確保運行中的萬向輪不會出現大幅擺動，根據萬向輪的承載情況可選擇單輪結構或雙輪結構的誘導擺臂或誘導轉軸結構的誘導機構，選擇性強，大大增大了帶誘導機構的萬向輪的應用範圍，具有很高的使用價值，結構簡單，操作方便，使用本結構可使多組萬向輪可以應用在大型機械設備上，簡化了運動控制系統，提高大型機械運動的可靠性和穩定性。

上述實施例，只是本發明的較佳實施例，並非用來限制本發明實施範圍，故凡以本發明權利要求所述內容所做的等效變化，均應包括在本發明權利要求範圍之內。