CN101214826B - 内置独立驱动系统和转向系统的轮毂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内置独立驱动系统和转向系统的轮毂，它包括轮毂以及装设于轮毂上轮罩内的转向系统和独立驱动系统，所述转向系统包括支持桥、转向主销、中心轴、转向减速机以及转向电机，所述转向电机的输出轴通过与转向减速机与转向主销相连，转向减速机与支持桥固接，中心轴与转向主销固接，轮毂与连接架固接，连接架通过轴承定位于中心轴上，独立驱动系统固定于中心轴上。本发明是一种结构简单、控制方便、成本低廉、稳定性高、特别是适合在一些对空间利用率和结构要求轻量化要求高，且具有高可靠性的内置独立驱动系统和转向系统的轮毂。

Description

内置独立驱动系统和转向系统的轮毂

技术领域

本发明主要涉及到行走系统的轮毂设计领域，特指一种内置独立驱动系统和转向系统的轮毂。

背景技术

对于行走系统来说，轮毂是十分重要的部件。在现有的各种轮毂设计中，其转向系统都是外置于轮毂，且大都比较复杂，在使用过程中需要通过一系列的复杂机构才能实现轮毂的转向。这些轮毂结构存在以下不足：1、传统的各种轮毂转向系统设计在轮毂以外，所需空间比较大，而在一些特殊情况下，特别是对于高精密的机器(比如探测器)来说，空间对其来说是很宝贵的；2、传统的转向系统比较复杂，对生产工艺要求十分严格，工艺复杂，生产周期长，所以成本相对昂贵；3、传统的转向系统由于相对比较复杂，所以其控制稳定性相应就会降低。

发明内容

本发明要解决的问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、控制方便、成本低廉、稳定性高、特别是适合在一些对空间利用率和结构要求轻量化要求高，且具有高可靠性的内置独立驱动系统和转向系统的轮毂。

为解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为：一种内置独立驱动系统和转向系统的轮毂，其特征在于：它包括轮毂以及装设于轮毂上轮罩内的转向系统和独立驱动系统，所述转向系统包括支持桥、转向主销、中心轴、转向减速机以及转向电机，所述转向电机的输出轴通过转向减速机与转向主销相连，转向减速机与支持桥固接，中心轴与转向主销固接，轮毂与连接架固接，连接架通过轴承定位于中心轴上，独立驱动系统固定于中心轴上，所述独立驱动系统包括内齿轮、驱动电机、小齿轮，所述驱动电机通过驱动电机支撑板与中心轴固接，内齿轮固定于连接架上，驱动电机的输出轴与小齿轮相连，小齿轮与内齿轮啮合。

所述接架通过轴承固定于中心轴上。

所述转向减速机为蜗轮蜗杆减速机。

与现有技术相比，本发明的优点就在于：

1、本发明驱动系统和转向系统都内置于轮毂中，简化了车辆底盘的结构，节省了车体的布置空间，同时易于轻量化；

2、本发明驱动系统和转向系统结构都非常精简，控制方便，可靠性高，且能实现较大角度的转向；

3、本发明转向系统采用了蜗轮蜗杆减速机，此机构具有反行程自锁功能，所以只有转向时需要动力输入，不转向时无需输入动力来维持，既节约能源，又大大提过了系统的稳定性。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明另一侧的立体结构示意图；

图3是本发明的侧视结构示意图；

图4是本发明中独立驱动系统和转向系统的安装示意图；

图5是本发明中独立驱动系统的结构示意图；

图6是本发明中转向系统的结构示意图。

图例说明

1、支持桥       2、内齿轮

3、转动主销     4、驱动电机

5、连接架       6、驱动电机支撑板

7、中心轴       8、转向减速机

9、转向电机     10、轮毂

11、轴承        12、轮罩

13、小齿轮

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本发明内置独立驱动系统和转向系统的轮毂，它包括轮毂10以及装设于轮毂10上轮罩12内的转向系统和独立驱动系统，本实施例中，轮罩12采用锥形轮罩，转向系统包括支持桥1、转向主销3、中心轴7、转向减速机8以及转向电机9，转向电机9的输出轴通过转向减速机8与转向主销3相连，转向减速机8与支持桥1通过螺栓固接，转向电机9也通过螺栓与转向减速机8固接，因此无论是驱动或转向时，这几个部分是跟支持桥1不发生相对运动的。中心轴7通过销钉与转向主销3固接，轮毂10通过螺栓与固定于连接架5上，连接架5通过轴承11安装于中心轴7上，独立驱动系统固定于中心轴7上。因此连接架5、内齿轮2、轮毂10相对中心轴7的径向是静止的，转向时它们跟中心轴7一起转动，但是因为轴承11定位的特点，它们相对中心轴轴线方向是可以相对转动的，即在轮毂10前进、后退动作中中心轴7将不随轮毂10一起转动。在本实施例中，独立驱动系统包括内齿轮2、驱动电机4、小齿轮13，驱动电机4通过驱动电机支撑板6与中心轴7固接，即驱动电机4通过螺栓固定于驱动电机支撑板6上，驱动电机支撑板6通过销钉固定于中心轴7上，内齿轮2固定于连接架5上，驱动电机4的输出轴与小齿轮13相连，小齿轮13与内齿轮2啮合在具体实施例中，转向减速机8可采用蜗轮蜗杆减速机。另外，由于本发明转向系统采用了蜗轮蜗杆减速机，此机构具有反行程自锁功能，所以只有转向时需要动力输入，不转向时无需输入动力来维持，既节约能源，又大大提过了系统的稳定性。

驱动时，如图5所示，驱动电机4的输出轴与小齿轮13连接，动力通过小齿轮13传递到内齿轮2上。内齿轮2与连接架5通过螺栓固连，轮毂10也通过螺栓与连接架5固连，连接架5通过轴承11定位在中心轴7上，当驱动力传递到内齿轮2上时，内齿轮2连同连接架5和轮毂10一起绕中心轴7做圆周运动，即完成驱动动作。由于它跟连接架5是通过轴承11定位的，轴承11内外圈可以做相对转动，所以在驱动动作中，中心轴7并不随同轮毂10一起转动。需要制动时，通过控制驱动电机4输出轴的转速和转向来达到制动的效果。

转向时，如图4所示，动力从转向电机9输入转向减速机8，减速后动力从转向减速机8输出轴即转向主销3输出，使得转动主销3绕其中心轴线转动。而中心轴7通过转动主销3上的通孔与其固连，当转动主销3转动时，中心轴7随同转动主销3绕转动主销3的轴线转动，而轮毂10和驱动电机4通过连接架5和驱动电机支撑板6定位在中心轴7上，它们也将随着中心轴7一起绕转动主销3转动，从而完成转向的动作。进一步可以通过转向减速机8的减速比与转动主销3转动的角度的关系计算得出转向电机9需要输出的动力参数，从而达到精确控制转角的目的。由于本发明转向系统采用的是具有反行程自锁功能的蜗轮蜗杆减速机，在没有动力输入时，轮毂10不会绕转动主销轴线有相对运动，所以在不需要转向时，转向系统无需输入动力维持。这样既达到了节省能源的目的，同时也大大提高了系统的稳定性。

Claims (3)

1.一种内置独立驱动系统和转向系统的轮毂，其特征在于：它包括轮毂(10)以及装设于轮毂(10)上轮罩(12)内的转向系统和独立驱动系统，所述转向系统包括支持桥(1)、转向主销(3)、中心轴(7)、转向减速机(8)以及转向电机(9)，所述转向电机(9)的输出轴通过转向减速机(8)与转向主销(3)相连，转向减速机(8)与支持桥(1)固接，中心轴(7)与转向主销(3)固接，轮毂(10)与连接架(5)固接，连接架(5)通过轴承安装在中心轴(7)上，独立驱动系统固定于中心轴(7)上，所述独立驱动系统包括内齿轮(2)、驱动电机(4)、小齿轮(13)，所述驱动电机(4)通过驱动电机支撑板(6)与中心轴(7)固接，内齿轮(2)固定于连接架(5)上，驱动电机(4)的输出轴与小齿轮(13)相连，小齿轮(13)与内齿轮(2)啮合。

2.根据权利要求1所述的内置独立驱动系统和转向系统的轮毂，其特征在于：所述连接架(5)通过轴承(11)固定于中心轴(7)上。

3.根据权利要求1或2所述的内置独立驱动系统和转向系统的轮毂，其特征在于：所述转向减速机(8)为蜗轮蜗杆减速机。

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