CN102180100B - 一种万向电动底盘 - Google Patents
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Abstract
一种万向电动底盘,包括车架及安装在所述车架上的行走系统及电池,所述电池与所述行走系统连接并安装在所述车架两侧的中部,所述行走系统包括四个可以分别独立进行驱动和转向控制的行走装置,所述四个行走装置分别安装在所述车架两侧的前端和后端,所述行走装置包括悬架装置、转向装置及驱动装置,所述悬架装置与所述车架连接,所述转向装置固定在所述驱动装置上并与所述悬架装置可转动连接,所述转向装置设置有转向电机作为转向的动力,所述驱动装置设置有驱动电机作为驱动的动力。本发明的电动底盘可以实现任意方向的转向,从而可以方便地对该底盘进行任意位置移动操作,扩大了该类底盘的应用领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种工程车辆用的电动底盘,特别是具有四个可以实现任意方向转向的车轮的万向电动底盘。
背景技术
目前,自行走的高空作业平台、设备安装平台等工程车辆上所采用的底盘大多采用发动机驱动液压马达实现底盘的行走,采用液压油缸推动车轮围绕铰接点转动实现车轮的转向。在一些对尾气排放、噪声有要求的场所,发动机的使用经常受大限制;另外,采用液压油缸的转向方式由于受到机械结构的限制,无法实现任意方向的转向。这对于采用该类型底盘的车辆的应用领域受到限制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种采用电机直接驱动,通过机械传动机构实现车轮的驱动和任意方向转向的万向电动底盘。
为了实现上述目的,本发明提供了一种万向电动底盘,其中,包括车架及安装在所述车架上的行走系统及电池,所述电池与所述行走系统连接并安装在所述车架两侧的中部,所述行走系统包括四个可以分别独立进行驱动和转向控制的行走装置,所述四个行走装置分别安装在所述车架两侧的前端和后端,所述行走装置包括悬架装置、转向装置及驱动装置,所述悬架装置与所述车架连接,所述转向装置固定在所述驱动装置上并与所述悬架装置可转动连接,所述转向装置设置有转向电机作为转向的动力,所述驱动装置设置有驱动电机作为驱动的动力。
上述的万向电动底盘,其中,所述悬架装置包括:
支撑座,用于连接所述转向装置;
联接架铰座,包括第一铰座和第二铰座,所述第一铰座用于和所述车架连接,所述第二铰座与所述支撑座连接,所述第一铰座与所述第二铰座的上端及下端分别通过第一联接架及第二联接架连接,所述第一铰座、所述第二铰座、所述第一联接架及所述第二联接架形成一个平行四连杆机构;
减振机构,安装在所述联接架铰座上,用于减振和缓冲以使所述电动底盘运行平稳。
上述的万向电动底盘,其中,所述减振机构包括联接座、弹簧座、弹簧、缓冲器轴套、缓冲器轴及缓冲器滤芯,所述联接座固定在所述第一铰座上,所述弹簧座设置于所述联接座上方并固定在所述第二铰座上,所述弹簧座与所述联接座之间设置有垫圈,所述缓冲器轴套固定在所述弹簧座上,所述缓冲器轴和所述弹簧分别安装在弹簧座上,所述缓冲器滤芯安装在所述缓冲器轴的顶端,所述缓冲器轴密封套装在所述缓冲器轴套内。
上述的万向电动底盘,其中,所述的转向装置包括壳体、转向电机、传动机构、主轴外套及主轴,所述转向电机通过电机联接架安装在所述壳体上,所述壳体与所述驱动装置固定连接,所述传动机构分别与所述转向电机及所述主轴外套连接,所述主轴及所述主轴外套安装在所述壳体内,所述主轴固定在所述壳体上,所述主轴外套套装在所述主轴上并通过轴承与所述主轴相对转动。
上述的万向电动底盘,其中,所述的传动机构包括大链轮及小链轮,所述小链轮与所述转向电机连接,所述大链轮通过链条与所述小链轮连接,所述大链轮安装在所述支撑座上,所述主轴外套与所述大链轮固定连接。
上述的万向电动底盘,其中,所述转向装置还包括用于反馈转向角度的编码器,所述编码器的内圈和外圈分别安装在所述主轴及所述主轴外套上。
上述的万向电动底盘,其中,所述的驱动装置包括驱动电机、减速箱和车轮,所述驱动电机和所述车轮分别与所述减速箱连接并安装在所述减速箱的同一侧。
上述的万向电动底盘,其中,所述减速箱为三级齿轮传动的减速箱,所述减速箱的各级传动轴并行布置。
上述的万向电动底盘,其中,所述电池每侧分两层放置。
本发明的技术效果在于:本发明的电动底盘可以实现任意方向的转向,从而可以方便的对该底盘进行任意位置移动操作,扩大了该类底盘的应用领域。另外,由于采用电机驱动,克服了现有底盘在排放和噪声方面的缺陷,可应用在如机库、机场等对排放和噪声有要求的室内和室外场所,扩大了该类底盘的应用范围。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述,但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构示意图;
图2为图1的俯视图;
图3为本发明一实施例的行走装置结构示意图;
图4为图3的左视图;
图5为本发明一实施例的悬架装置的剖视图;
图6为本发明中一实施例的转向装置的结构示意图;
图7为图6的左视图;
图8为本发明中一实施例的驱动装置的剖视图。
其中,附图标记
1 行走系统 111 行走装置
112 车轮 2 电池
3 车架 4 转向装置
411 传动机构 5 驱动装置
6 悬架装置 611 减振机构
7 销轴 8 第一联接架
8′ 第二联接架 9 联接座
10 第一铰座 11 弹簧座
12 螺母 13 橡胶垫
14 弹簧 15 缓冲器轴套
16 缓冲器轴 17 缓冲器滤芯
18 第二铰座 19 联接盘
20 螺栓 21 支撑座
22 小链轮 23 链条
24 大链轮 25 螺栓
26 螺栓 27 主轴外套
28 编码器 29 螺栓
30 轴承 31 上联接套
32 主轴 33 壳体
34 螺栓 35 螺栓
36 电机联接架 37 转向电机
38 螺栓 39 减速箱外盖
40 减速箱壳体 41 螺栓
42 驱动电机 43 轮胎
44 轮辋 45 螺栓
46 端盖 47 动力输出轴
48 内联接套 49 活动密封
50 螺栓 51 轴承
52 锁紧螺母 53 轴套
54 固定套 55 三级齿轮
56 二级齿轮轴 57 二级齿轮
58 一级齿轮轴 59 轴承
60 一级齿轮 61 动力输入轴
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述:
参见图1及图2,图1为本发明一实施例的结构示意图,图2为图1的俯视图。本发明的万向电动底盘,包括车架3及安装在所述车架3上的行走系统1及电池2,所述电池2与所述行走系统1连接并安装在所述车架3的中部两侧,所述行走系统1包括四个可以分别独立进行驱动和转向控制的行走装置111,所述四个行走装置111分别设置在所述车架3两侧的前端和后端,即分别设置在所述车架3的四个角上,所述行走装置111包括悬架装置6、转向装置4及驱动装置5,所述悬架装置6与所述车架3连接,所述转向装置4固定在所述驱动装置5上并与所述悬架装置6可转动连接,所述转向装置4设置有转向电机37作为转向的动力,所述驱动装置5设置有驱动电机42作为驱动的动力。
参见图3及图4,图3为本发明一实施例的行走装置结构示意图,图4为图3的左视图。图3和图4中的行走装置111为图1中位于车架3左上角的行走装置,图1中其余三个行走装置111的组成与图3中一致,但布置结构不同,其中图1中车架3右上角的行走装置111与左上角行走装置111左右对称,左下角和右下角的行走装置111分别与左上角和右上角行走装置111上下对称。悬架装置6通过销轴7与车架3相连。转向装置4与悬架装置6连接,但是可相对于悬架装置6转动。转向装置4固定在驱动装置5上。转向时,转向装置4和驱动装置5作为整体相对于悬架装置6转动。
参见图5,图5为本发明一实施例的悬架装置的剖视图。所述悬架装置6包括:支撑座21,用于连接所述转向装置4;联接架铰座,包括第一铰座10和第二铰座18,所述第一铰座10用于和所述车架3连接,所述第二铰座18与所述支撑座21连接,所述第一铰座10与所述第二铰座18的上端及下端分别通过第一联接架8及第二联接架8′连接,所述第一铰座10、所述第二铰座18、所述第一联接架8及所述第二联接架8′形成一个平行四连杆机构;减振机构611,安装在所述联接架铰座上,用于减振和缓冲以使所述电动底盘运行平稳。本实施例中,所述减振机构611包括联接座9、弹簧座11、弹簧14、缓冲器轴套15、缓冲器轴16及缓冲器滤芯17,所述联接座9固定在所述第一铰座10上,所述弹簧座11设置于所述联接座9上方并固定在所述第二铰座18上,所述弹簧座11与所述联接座9之间设置有垫圈,本实施例中优选为橡胶垫13,所述缓冲器轴套15固定在所述弹簧座11上,所述缓冲器轴16和所述弹簧14分别安装在弹簧座11上,所述缓冲器滤芯17安装在所述缓冲器轴16的顶端,所述缓冲器轴16密封套装在所述缓冲器轴套15内。缓冲器轴套15固定在弹簧座11上。缓冲器轴16和弹簧14通过螺母12安装在弹簧座11上。支撑座21与第二铰座18固定成一体。螺栓20将联接盘19、支撑座21以及转向装置连接起来。当第一铰座10受到向下的力时,带动联接座9向下运动,进而带动缓冲器轴16向下压缩弹簧14;反之亦然。利用联接座9和弹簧座11的相对运动压缩和释放弹簧14,从而起到减震的效果。另外,缓冲器轴16和缓冲器轴套15之间有密封,保证两者运动过程的密闭性,空气经过缓冲器滤芯17进入缓冲器轴16中部空间,通过缓冲器轴16上的孔进入缓冲器轴16和缓冲器轴套15之间的空间。通过空气的阻尼作用可以减缓运动的速度,起到缓冲作用。
参见图6及图7,图6为本发明中一实施例的转向装置的结构示意图,图7为图6的左视图。本发明的转向装置4包括壳体33、转向电机37、传动机构411、主轴外套27及主轴32,所述转向电机37通过电机联接架36安装在所述壳体33上,所述壳体33与所述驱动装置5固定连接,所述传动机构411分别与所述转向电机37及所述主轴外套27连接,所述主轴32及所述主轴外套27安装在所述壳体33内,所述主轴32固定在所述壳体33上,所述主轴外套27套装在所述主轴32上并通过轴承30与所述主轴32相对转动。所述转向装置4还可包括用于反馈转向角度的编码器28,所述编码器28的内圈和外圈分别安装在所述主轴32及所述主轴外套27上。
本实施例中,该传动机构411优选为链轮传动机构,包括大链轮24及小链轮22,所述小链轮22与所述转向电机37连接,所述大链轮24通过链条23与所述小链轮22连接,所述大链轮24安装在所述支撑座21上,所述主轴外套27与所述大链轮24固定连接。大链轮24通过螺栓20固定在悬架装置6的支承座21上。主轴外套27与大链轮24固定在一起。主轴32通过螺栓29与上联接套31连接成一体,通过螺栓26和34与壳体33相连成一体。主轴外套27与主轴32通过轴承30可以相对转动。编码器28内外圈分别安装在主轴32和主轴外套27上,两者相对转动可以带动编码器28转动。转向电机37通过电机联接架36安装在壳体33上,并通过螺栓25调节小链轮22与大链轮24之间的距离。螺栓35将壳体33与驱动装置5的减速箱壳体40固定在一起。当转向电机37转动时,带动小链轮22转动,通过链条23带动大链轮24。由于大链轮24与悬架装置6固定,转向电机37的转动会带动转向装置4和驱动装置5相对于悬架装置6转动,从而实现转向功能,转向的角度由编码器28得到。
参见图8,图8为本发明中一实施例的驱动装置的剖视图。本发明的驱动装置5包括驱动电机42、减速箱和车轮112,所述驱动电机42和所述车轮112分别与所述减速箱连接并安装在所述减速箱的同一侧。本实施例中,所述减速箱优选为三级齿轮传动的减速箱,所述减速箱的各级传动轴并行布置。驱动电机42的动力通过三级减速箱减速后驱动轮子转动。具体的描述如下:驱动电机42通过螺栓41与减速箱壳体40连接,减速箱外盖39通过螺栓38与减速箱壳体40连接,车轮112上的轴套53与减速箱壳体40连接。固定套54用来固定轴承51的外圈,锁紧螺母52用来固定轴承51的内圈,活动密封49通过螺栓50固定在轴套53上,用来密封轴承51中润滑剂,防止在车轮112转动中润滑剂泄露。动力输出轴47通过花键与端盖46连接,端盖46通过花键与轮辋44相连,轮胎43固定在轮辋44上。内联接套48通过螺栓45与轮辋44连接在一起。轴承51的内圈安装在内联接套48上,外圈安装在轴套53上。轴承59的外圈安装在减速箱壳体40和减速箱外盖39上,内圈分别安装在各级传动轴上。当电机转动时,动力输出到动力输入轴61,动力输入轴上带动一级齿轮60转动,一级齿轮60带动一级齿轮轴58转动,进而带动二级齿轮57转动,二级齿轮57带动二级齿轮轴56转动,二级齿轮轴56带动三级齿轮55转动,进而带动动力输出轴47转动,从而带动端盖46、轮辋44、轮胎33,从而驱动轮子转动,实现行走功能。
本发明的万向电动装置及底盘。其包括车轮、车架、电池;电池安装在车架的两侧,每侧分两层放置,车架的四角安装有四个组成一致,结构对称的车轮,每个车轮上有两个电机,分别为驱动电机和转向电机,可以独立进行驱动和转向控制。驱动电机的动力输出到减速箱,通过减速箱输出到车轮,驱动车轮前进;转向电机通过链条传动机构实现车轮的转向。另外,采用电机驱动,可应用在如机库、机场等对排放和噪声有要求的室内和室外场所,扩大了应用范围。电动底盘上装有四个独立控制车轮,每个车轮通过车轮上的独立悬架上与车架相连,每个车轮可以实现独立的驱动和转向。车轮上有两个电机,分别为驱动电机和转向电机。驱动电机的动力输出到减速箱,通过减速箱输出到车轮,驱动轮子前进;转向电机通过链条(或同步带)带动传动机构实现车轮的转向。控制器根据安装在转向机构上的编码器的角度反馈控制转向电机实现车轮任意角度的转向。本电动底盘可以实现任意方向的转向,从而可以方便的对该底盘进行任意位置移动操作,扩大了该类底盘的应用领域。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种万向电动底盘,其特征在于,包括车架及安装在所述车架上的行走系统及电池,所述电池与所述行走系统连接并安装在所述车架两侧的中部,所述行走系统包括四个可以分别独立进行驱动和转向控制的行走装置,所述四个行走装置分别安装在所述车架两侧的前端和后端,所述行走装置包括悬架装置、转向装置及驱动装置,所述悬架装置与所述车架连接,所述转向装置固定在所述驱动装置上并与所述悬架装置可转动连接,所述转向装置设置有转向电机作为转向的动力,所述驱动装置设置有驱动电机作为驱动的动力,所述悬架装置包括:
支撑座,用于连接所述转向装置;
联接架铰座,包括第一铰座和第二铰座,所述第一铰座用于和所述车架连接,所述第二铰座与所述支撑座连接,所述第一铰座与所述第二铰座的上端及下端分别通过第一联接架及第二联接架连接,所述第一铰座、所述第二铰座、所述第一联接架及所述第二联接架形成一个平行四连杆机构;
减振机构,安装在所述联接架铰座上,用于减振和缓冲以使所述电动底盘运行平稳,所述减振机构包括联接座、弹簧座、弹簧、缓冲器轴套、缓冲器轴及缓冲器滤芯,所述联接座固定在所述第一铰座上,所述弹簧座设置于所述联接座上方并固定在所述第二铰座上,所述弹簧座与所述联接座之间设置有垫圈,所述缓冲器轴套固定在所述弹簧座上,所述缓冲器轴和所述弹簧分别安装在弹簧座上,所述缓冲器滤芯安装在所述缓冲器轴的顶端,所述缓冲器轴密封套装在所述缓冲器轴套内。
2.如权利要求1所述的万向电动底盘,其特征在于,所述的转向装置包括壳体、转向电机、传动机构、主轴外套及主轴,所述转向电机通过电机联接架安装在所述壳体上,所述壳体与所述驱动装置固定连接,所述传动机构分别与所述转向电机及所述主轴外套连接,所述主轴及所述主轴外套安装在所述壳体内,所述主轴固定在所述壳体上,所述主轴外套套装在所述主轴上并通过轴承与所述主轴相对转动。
3.如权利要求2所述的万向电动底盘,其特征在于,所述的传动机构包括大链轮及小链轮,所述小链轮与所述转向电机连接,所述大链轮通过链条与所述小链轮连接,所述大链轮安装在所述支撑座上,所述主轴外套与所述大链轮固定连接。
4.如权利要求2所述的万向电动底盘,其特征在于,所述转向装置还包括用于反馈转向角度的编码器,所述编码器的内圈和外圈分别安装在所述主轴及所述主轴外套上。
5.如权利要求1、2、3或4所述的万向电动底盘,其特征在于,所述的驱动装置包括驱动电机、减速箱和车轮,所述驱动电机和所述车轮分别与所述减速箱连接并安装在所述减速箱的同一侧。
6.如权利要求5所述的万向电动底盘,其特征在于,所述减速箱为三级齿轮传动的减速箱,所述减速箱的各级传动轴并行布置。
7.如权利要求1、2、3、4或6所述的万向电动底盘,其特征在于,所述电池每侧分两层放置。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |