CN103661660A - 一种四轮独立驱动转运小车 - Google Patents

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沈国平
金志祥
肖寿龙
赵阳
冯晓平
高勇
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Abstract

一种四轮独立驱动转运小车，包括一个载物台、一个电池和一个主控制器，载物台的底面中设置有四个轮式支撑装置，任意一个轮式支撑装置均各自包括车轮，、车轮悬挂装置、车轮驱动机构、车轮安装座和车轮转向驱动机构，车轮悬挂装置和车轮驱动机构固定连接在车轮安装座上，车轮驱动机构与车轮连接，车轮安装座通过转轴和推力轴承与载物台的底面连接，车轮转向驱动机构固定在载物台的底面中，车轮转向驱动机构与车轮安装座连接。本发明大大减少了运动过程中所需要的转弯半径的限制，适合空间极其紧凑的狭窄区域，四个车轮各自连接有独立的驱动机构，在工作环境产生摆动时，可以产生足够的抓地力，保持稳定运行。

Description

一种四轮独立驱动转运小车
技术领域:
本发明涉及机械领域，尤其涉及运输工具，特别是一种四轮独立驱动转运小车。
背景技术:
在狭窄区域经常使用小车来转运物品。现有技术中，小车经常由人力驱动，或者利用一个电动牵引车来驱动，因此不能适用于空间更加紧凑的狭窄区域，尤其无法用于自身会产生摆动的环境如大型运输平台中。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种四轮独立驱动转运小车，所述的这种四轮独立驱动转运小车要解决现有技术中的转运小车不能适用于空间更加紧凑的狭窄区域和自身会产生摆动的环境中的技术问题。
本发明的这种四轮独立驱动转运小车，包括一个载物台、一个电池和一个主控制器，其中，所述的电池和主控制器固定设置在所述的载物台的底面中，载物台的底面中设置有四个轮式支撑装置，所述的四个轮式支撑装置呈矩形排列，任意一个轮式支撑装置均各自包括一个车轮、一个车轮支撑装置或者悬挂装置、一个车轮驱动机构、一个车轮安装座和一个车轮转向驱动机构，在任意一个轮式支撑装置中，所述的车轮支撑装置或者悬挂装置和车轮驱动机构均固定连接在车轮安装座上，所述的车轮设置在车轮支撑装置或者悬挂装置中，车轮驱动机构与车轮连接，车轮安装座通过转轴和推力轴承与载物台的底面连接，所述的车轮转向驱动机构固定设置在载物台的底面中，车轮转向驱动机构与车轮安装座连接，车轮驱动机构和车轮转向驱动机构中各自包括有一个电动机，所述的电动机的控制端各自连接到一个电机驱动器，所述的电机驱动器均通过电缆线连接到所述的电池和主控制器。
进一步的，在任意一个车轮驱动机构中，电动机的输出轴均通过减速器、联轴器与车轮轴连接，或者均通过减速器和齿轮传动机构与车轮轴或者车轮体连接。
进一步的，任意一个车轮安装座上均固定设置有一个蜗轮，在任意一个车轮转向驱动机构中，电动机的输出轴均通过减速器、联轴器与一个蜗杆连接，所述的蜗杆与所述的蜗轮啮合构成蜗杆蜗轮传动副。 
进一步的，车轮的旋转平面与车轮安装座的旋转平面垂直。
进一步的，在任意一个车轮驱动机构中，电动机的输出轴与车轮轴或者车轮体之间设置有扭矩传感器，电动机的输出轴和车轮轴或者车轮体上各自设置有转速传感器，所述的扭矩传感器和转速传感器各自通过信号线连接到主控制器。
进一步的，载物台的周边或者邻近其周边的底面或者顶面中设置有碰撞传感器或者距离传感器，所述的碰撞传感器或者距离传感器通过信号线连接到主控制器。
进一步的，所述的主控制器中包括有主控电路板、加速度传感器、陀螺仪和磁场传感器，所述的主控电路板中设置有微处理器，所述的加速度传感器、陀螺仪和磁场传感器均通过信号线与所述的微处理器的信号输入端连接，主控电路板连接有输入装置。
进一步的，所述的输入装置包括无线通讯接口。
本发明的工作原理是：四个车轮各自连接有独立的转向机构，大大减少了运动过程中所需要的转弯半径的限制，适合空间极其紧凑的狭窄区域，四个车轮各自连接有独立的驱动机构，在工作环境产生摆动时，可以产生足够的抓地力，保持稳定运行。利用扭矩传感器、转速传感器和加速度传感器可以实时检测载物台姿态、速度和车轮工作状态，并通过主控制器将转向角度和车轮驱动机构的输出功率调整到正常状态。利用加速度传感器、陀螺仪和磁场传感器可检测小车位置，并通过与主控制器的输入接口连接的上位控制端规划运行路径。利用碰撞传感器或者距离传感器可检测运行路径中的障碍物。
具体的，本发明中所述的主控电路板、微处理器和输入装置均采用现有技术中的公知方案，在此不再赘述。
本发明和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本发明在一个载物台下设置四个车轮，每个车轮各自连接有独立的转向机构，大大减少了运动过程中所需要的转弯半径的限制，适合空间极其紧凑的狭窄区域，四个车轮各自连接有独立的驱动机构，在工作环境产生摆动时，可以产生足够的抓地力，保持稳定运行。
附图说明： 
图1是本发明的一种四轮独立驱动转运小车的结构示意图。
具体实施方式：
实施例1:
如图1所示，本发明的一种四轮独立驱动转运小车，包括一个载物台1、一个电池2和一个主控制器3，其中，所述的电池2和主控制器3固定设置在所述的载物台1的底面中，载物台1的底面中设置有四个轮式支撑装置，所述的四个轮式支撑装置呈矩形排列，任意一个轮式支撑装置均各自包括一个车轮4、一个车轮支撑装置或者悬挂装置5、一个车轮驱动机构6、一个车轮安装座7和一个车轮转向驱动机构8，在任意一个轮式支撑装置中，所述的车轮支撑装置或者悬挂装置5和车轮驱动机构6均固定连接在车轮安装座7上，所述的车轮4设置在车轮支撑装置或者悬挂装置5中，车轮驱动机构6与车轮4连接，车轮安装座7通过转轴和推力轴承与载物台1的底面连接，所述的车轮转向驱动机构8固定设置在载物台1的底面中，车轮转向驱动机构8与车轮安装座7连接，车轮驱动机构6和车轮转向驱动机构8中各自包括有一个电动机，所述的电动机的控制端各自连接到一个电机驱动器，所述的电机驱动器均通过电缆线连接到所述的电池2和主控制器3。
进一步的，在任意一个车轮驱动机构6中，电动机的输出轴均通过减速器、联轴器与车轮轴连接，或者均通过减速器和齿轮传动机构与车轮轴或者车轮4体连接。
进一步的，任意一个车轮安装座7上均固定设置有一个蜗轮，在任意一个车轮转向驱动机构8中，电动机的输出轴均通过减速器、联轴器与一个蜗杆连接，所述的蜗杆与所述的蜗轮啮合构成蜗杆蜗轮传动副。 
进一步的，车轮4的旋转平面与车轮安装座7的旋转平面垂直。
进一步的，在任意一个车轮驱动机构6中，电动机的输出轴与车轮轴或者车轮4体之间设置有扭矩传感器，电动机的输出轴和车轮轴或者车轮4体上各自设置有转速传感器，所述的扭矩传感器和转速传感器各自通过信号线连接到主控制器3。
进一步的，载物台1的周边或者邻近其周边的底面或者顶面中设置有碰撞传感器或者距离传感器，所述的碰撞传感器或者距离传感器通过信号线连接到主控制器3。
进一步的，所述的主控制器3中包括有主控电路板、加速度传感器、陀螺仪和磁场传感器，所述的主控电路板中设置有微处理器，所述的加速度传感器、陀螺仪和磁场传感器均通过信号线与所述的微处理器的信号输入端连接，主控电路板连接有输入装置。
进一步的，所述的输入装置包括无线通讯接口。
本实施例的工作原理是：四个车轮4各自连接有独立的转向机构，大大减少了运动过程中所需要的转弯半径的限制，适合空间极其紧凑的狭窄区域，四个车轮4各自连接有独立的驱动机构，在工作环境产生摆动时，可以产生足够的抓地力，保持稳定运行。利用扭矩传感器、转速传感器和加速度传感器可以实时检测载物台1姿态、速度和车轮4工作状态，并通过主控制器3将转向角度和车轮驱动机构6的输出功率调整到正常状态。利用加速度传感器、陀螺仪和磁场传感器可检测小车位置，并通过与主控制器3的输入接口连接的上位控制端规划运行路径。利用碰撞传感器或者距离传感器可检测运行路径中的障碍物。
具体的，本发明中所述的主控电路板、微处理器和输入装置均采用现有技术中的公知方案，在此不再赘述。

Claims (8)

1.一种四轮独立驱动转运小车，包括一个载物台、一个电池和一个主控制器，其特征在于：所述的电池和主控制器固定设置在所述的载物台的底面中，载物台的底面中设置有四个轮式支撑装置，所述的四个轮式支撑装置呈矩形排列，任意一个轮式支撑装置均各自包括一个车轮、一个车轮支撑装置或者悬挂装置、一个车轮驱动机构、一个车轮安装座和一个车轮转向驱动机构，在任意一个轮式支撑装置中，所述的车轮支撑装置或者悬挂装置和车轮驱动机构均固定连接在车轮安装座上，所述的车轮设置在车轮支撑装置或者悬挂装置中，车轮驱动机构与车轮连接，车轮安装座通过转轴和推力轴承与载物台的底面连接，所述的车轮转向驱动机构固定设置在载物台的底面中，车轮转向驱动机构与车轮安装座连接，车轮驱动机构和车轮转向驱动机构中各自包括有一个电动机，所述的电动机的控制端各自连接到一个电机驱动器，所述的电机驱动器均通过电缆线连接到所述的电池和主控制器。
2.如权利要求1所述的一种四轮独立驱动转运小车，其特征在于：在任意一个车轮驱动机构中，电动机的输出轴均通过减速器、联轴器与车轮轴连接，或者均通过减速器和齿轮传动机构与车轮轴或者车轮体连接。
3.如权利要求1所述的一种四轮独立驱动转运小车，其特征在于：任意一个车轮安装座上均固定设置有一个蜗轮，在任意一个车轮转向驱动机构中，电动机的输出轴均通过减速器、联轴器与一个蜗杆连接，所述的蜗杆与所述的蜗轮啮合构成蜗杆蜗轮传动副。
4.如权利要求1所述的一种四轮独立驱动转运小车，其特征在于：车轮的旋转平面与车轮安装座的旋转平面垂直。
5.如权利要求2所述的一种四轮独立驱动转运小车，其特征在于：在任意一个车轮驱动机构中，电动机的输出轴与车轮轴或者车轮体之间设置有扭矩传感器，电动机的输出轴和车轮轴或者车轮体上各自设置有转速传感器，所述的扭矩传感器和转速传感器各自通过信号线连接到主控制器。
6.如权利要求1所述的一种四轮独立驱动转运小车，其特征在于：载物台的周边或者邻近其周边的底面或者顶面中设置有碰撞传感器或者距离传感器，所述的碰撞传感器或者距离传感器通过信号线连接到主控制器。
7.如权利要求1所述的一种四轮独立驱动转运小车，其特征在于：所述的主控制器中包括有主控电路板、加速度传感器、陀螺仪和磁场传感器，所述的主控电路板中设置有微处理器，所述的加速度传感器、陀螺仪和磁场传感器均通过信号线与所述的微处理器的信号输入端连接，主控电路板连接有输入装置。
8.如权利要求7所述的一种四轮独立驱动转运小车，其特征在于：所述的输入装置包括无线通讯接口。
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