CN107791771A - 车轮组件及小车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供车轮组件，包括车轮座、车轮以及悬挂机构，所述悬挂机构包括摆臂和减震器，摆臂的一端和减震器的一端转轴式连接，所述摆臂和减震器的另一端分别与车轮座转轴连接，所述车轮固定连接于摆臂，所述车轮在受到垂直于地面方向的冲击力时，减震器伸缩，摆臂绕车轮座和摆臂的连接点转动，车轮在垂直于地面方向上产生位移。本发明还提供一种小车，其包括如上所述的车轮组件。本发明中车轮组件及小车具有路面适应能力、抓地性能及减震效果好等优点之外，对于承载物来说，舒适性更好。

Description

车轮组件及小车
【技术领域】
本发明涉及小车领域，具体涉及一种车轮组件及小车。
【背景技术】
自动导引运输车(Automated Guided Vehicle，简称AGV)是移动机器人的一种，AGV是一种现已广泛用于现代化工厂部件、成品转运领域的自动化物流设备，AGV的减震方式对无人搬运车的性能影响较大，避振是其基本的要求，但现有的AGV减震结构设计不够简单合理，减震效果欠佳，因此，其路面适应能力较差。
【发明内容】
为克服现有自动导引运输车存在路面适应性能力差的问题，本发明提供车轮组件及小车。
本发明为解决上述技术问题的技术方案是提供一种车轮组件，包括车轮座、车轮以及悬挂机构，所述悬挂机构包括摆臂和减震器，摆臂的一端和减震器的一端转轴式连接，所述摆臂和减震器的另一端分别与车轮座转轴连接，所述车轮固定连接于摆臂，所述车轮在受到垂直于地面方向的冲击力时，减震器伸缩，摆臂绕车轮座和摆臂的连接点转动，车轮在垂直于地面方向上产生位移。
优选地，所述减震器包括阻尼器，或弹簧，或套设有弹簧的阻尼器。
优选地，所述车轮组件包括控制器，所述减震器包括阻尼器，控制器连接于阻尼器，所述控制器根据路面状况控制阻尼器的阻尼变化。
优选地，从车轮的轴心方向上看，车轮座呈L形，车轮座、减震器以及摆臂依次首尾连接，摆臂包括一弧形条和凸起，所述弧形条相对的两端分别与减震器和车轮座连接，凸起一体成型于弧形条靠近车轮座的一侧。
优选地，所述车轮包括轮子、制动盘和转轴，轮子和制动盘固定连接在转轴上，车轮组件进一步包括设置在摆臂和轮子之间的第一刹车机构，第一刹车机构固定连接于摆臂，第一刹车机构包括刹车动力源，及相互间距设置的两块刹车片，制动盘设置在两块刹车片之间，所述两块刹车片在刹车动力源的控制下，相互靠近以将制动盘夹持在两者之间，控制轮子停止运转
优选地，所述车轮包括轮子和转轴，轮子固定连接在转轴上，所述车轮组件进一步包括设置在摆臂上的第二刹车组件，第二刹车组件为固定于摆臂的电磁制动器，电磁制动器动作时，电磁制动器的至少一部分锁紧所述转轴以阻止轮子转动。
优选地，车轮组件包括转向机构，所述转向机构连接于车轮座远离车轮的一侧，转向机构包括驱动电机和减速器，该驱动电机通过减速器驱动车轮座可转动以实现车轮的360°转向。
优选地，所述转向机构和车轮座通过一连接件连接，所述连接件中心轴处设置有走线通道。
优选地，所述车轮中设置有驱动车轮转动的电机,所述车轮包括轮胎，该轮胎为橡胶制作的免充气空心胎。
本发明还提供一种小车，包括如上所述的车轮组件。
与现有技术相比，本发明中车轮组件中的车轮通过摆臂转轴式连接于车轮座，使得路面不平坦时，车轮可以在垂直于地面方向调整位置，减震器连接于摆臂或车轮，其可以在车轮偏离原始位置后提供恢复力以使车轮所受到的冲击力力撤销后，轮子能够恢复原位置，路面适应能力、抓地性能及减震效果好等优点之外，对于承载物来说，舒适性更好。
减震器中的阻尼器应路面的条件或运输线状进行改变，可以更好的提高车轮组件的路面适应能力、抓地性能及减震效果。
转向机构和车轮座通过一连接件连接，所述连接件中心轴处设置有走线通道，由于走线通道设置在连接件的中心轴处，故，车轮在360°转向时，不会出现线路缠绕。进一步优选减速器为中空减速器，进一步降低车轮在转动过程中出现线路缠绕的可能性，从而使车轮的全方位旋转成为可能。车轮全方位旋转方便车轮的维修检查等工作。
【附图说明】
图1是本发明第一实施例车轮组件的平面结构示意图。
图2是本发明第一实施例车轮组件的部分结构侧视图。
图3是本发明摆臂的一种实施例的结构示意图。
图4是本发明减震器的一种实施例的结构示意图。
图5是本发明车轮的一种实施例的结构示意图。
图6是本发明车轮及第一刹车机构的一种实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明第一实施例提供一种车轮组件10，该车轮组件10包括车轮座11、车轮13、悬挂机构15、第一刹车机构17及转向机构19，车轮13通过悬挂机构15与车轮座11连接，转向机构19设置在车轮座11上。在车轮组件10的工作过程中，转向机构19驱动车轮座11在车轮组件10运行地面上转动以实现车轮13的360°转向；在车轮13受到垂直于地面方向上的冲击力时，车轮13通过悬挂机构15可以在垂直于地面的方向上发生位移。即，车轮13可以在三个维度上发生位移，故，其可以适应于不同的路面情况进行工作。该车轮组件10用于安装在车体上。
请参阅图2，优选地，转向机构19包括驱动电机191和位于齿轮箱193中的减速器(图未示)，该驱动电机191通过减速器驱动车轮座11可360°转动以实现车轮13的转向。优选地，所述转向机构19和车轮座11通过一连接件194连接，所述连接件194的中心轴处设置有第一走线通道(未标号)，第一走线通道供导电走线穿过。优选地，所述减速器为中空减速器，其中心轴处设置有第二走线通道，所述第一走线通道和第二走线通道连通。如此，车轮组件10上的导电走线穿过第一走线通道和第二走线通道与车轮组件10之外的器件电性连接。作为一种优选实施例，减速器包括第一转动轮和第二转动轮(均未图示)，驱动电机191平行于车轮13运行地面设置，即其转动轴(图未示)与车轮13运行地面平行。驱动电机191的转动轴穿入齿轮箱193中与第一转动轮连接，第一转动轮的轴心平行于车轮13运行的地面，第二转动轮的轴心垂直于车轮13运行的地面，第一转动轮和第二转动啮合。第二转动轮的轴心通过连接件194与车轮座11固定连接，优选地，所述连接件194为法兰。驱动电机191驱动第一转动轮转动，第一转动轮带动第二转动轮转动，并现实了90°的动力传输方向的改变。第二转动轮通过连接件194带动车轮座11转动。车轮座11在转向机构19的驱动下，可以在地面所在平面内进行360°转动，由于车轮13通过悬挂机构15与车轮座11连接，因此，车轮座11带动车轮13转动以实现车轮13的转向。
可以理解，转向机构19并不限制本实施例中所提供的结构，驱动电机191可以直接垂直于地面设置，即驱动电机191的转动轴垂直于地面，驱动电机191直接或通过减速器驱动车轮座11转动以控制车轮13转向。
请继续参阅1，悬挂机构15包括摆臂151和减震器153，减震器153受冲击力后可伸缩并在冲击力撤销后恢复原状。车轮13固定连接于摆臂151，摆臂151的一端转轴式连接于减震器153的一端，摆臂151及减震器153的另一端分别转轴式连接于车轮座11，在车轮13受到垂直于地面方向的冲击力时，减震器153伸缩，摆臂151绕车轮座11和摆臂151的连接点转动，车轮13在垂直于地面方向上产生位移。因此，在即使行使路面出现不平整的情况时，车轮13能够适应性地调整其在垂直方向上的位置(相对于车轮座11)以使行使平稳可靠。
请参阅图1和图3，优选地，摆臂151为如下结构：摆臂151包括一体成型的弧形条1511和凸起1513，弧形条1511为弧形状，弧形条1511相对的两端分别与减震器153和车轮座11转轴式连接，优选地，凸起1513一体成型于弧形条1511靠近车轮座11的一侧。优选地，车轮13固定连接于摆臂151上的凸起1513，因此，在摆臂151运动时，其带动车轮13一起运动。优选地，相对于地面来说，所述弧形条1511与减震器153的连接点位置A低于弧形条1511与车轮座11的连接点B，如此，阻尼器1533的可伸缩空间较大，提供的缓冲效果更好。
请参阅图4，作为一种实施例，减震器153包括弹簧1531和阻尼器1533，所述弹簧1531套设在阻尼器1533上，阻尼器1533和弹簧1531均在受力后可伸缩并在力撤销后恢复原状，在受到垂直于路面方向上的冲击力时，阻尼器1533缩短，弹簧1531受压提供缓冲力，当冲击力撤销时，阻尼器1533和弹簧1531恢复原状。可以理解，减震器153可以为弹簧1531或阻尼器1533。优选地，减震器153为磁流变减震器或弹簧减震器或液压减震器或CDC减震器。
优选地，车轮组件10包括控制器和传感器(均未视图)，控制器和传感器可以根据需要设置在车轮座11或阻尼器1533等部件上。所述控制器电性连接于传感器和阻尼器。所述控制器根据传感器所感测到的路面状况控制阻尼器的阻尼变化。传感器所感测的参数包括但不限定于路面的平整度、车轮组件10的震动幅度、车体的承载量、运行速度、所受到的冲击力等中的一种或多种。
作为一种变形，所述减震器153连接摆臂151的一端可以直接与车轮13连接，其只需要提供车轮13在垂直方向上的产生位移后的恢复力即可。
从车轮13的轴心方向上看，车轮座11呈L形，车轮座11、减震器153以及摆臂151依次首尾连接形成四边形。车轮13的轴心位于四边形内部，结构更加合理稳定。可以理解，车轮座11的具体形状不作限制，还可以是其他形状。
请参阅图5，车轮13包括轮子131和制动盘133，轮子131和制动盘133固定连接在同一中心轴上，车轮13中设置有驱动轮子131和制动盘133转动的电机。车轮组件10进一步包括设置在摆臂151和轮子131之间的第一刹车机构17。请参阅图6，作为一种实施例，第一刹车机构17固定连接于摆臂151，第一刹车机构17包括刹车动力源171，及相互间距设置的两块刹车片175，具体为第一刹车片173及第二刹车片175，制动盘133边沿设置在第一刹车片173和第二刹车片175之间，所述第一刹车片173和/或第二刹车片175在刹车动力源171的控制下，两者刹车片相互靠近以将制动盘133夹持在两者之间，控制轮子131停止运转。具体地，刹车动力源171可以控制第一刹车片173朝向第二刹车片175移动以夹持制动盘133，刹车动力源171也可以控制第二刹车片175朝向第一刹车片173移动以夹持制动盘133，或控制两者相向运动以夹持制动盘133。
优选地，所述车轮包括轮胎，该轮胎为橡胶制作的免充气空心胎，其抓地力好，耐用性更好。
优选地，第一刹车片173和第二刹车片175之间设置有一弹簧1531，第一刹车片173和第二刹车片175相互靠近时，所述弹簧1531被压缩，以使刹车效果更平缓柔和。
作为一种变形，车轮包括轮子和转轴，轮子固定连接在转轴上，所述车轮组件进一步包括设置在摆臂上的第二刹车组件90，第二刹车组件90为固定于摆臂的电磁制动器，电磁制动器动作时，电磁制动器的至少一部分锁紧所述转轴以阻止轮子转动。如此，车轮组件可以实现甚至在斜坡上的驻车。
可以理解，本发明中所述的转轴式连接即两元件之间相互连接且可以围绕两者的连接点发生相对转动。如车轮座11和摆臂151的转轴式连接的具体结构为一轴同时穿过摆臂151和车轮座11，如此，该轴为所述两者的连接点，摆臂151可以以该轴为轴心相对于车轮座11进行转动。转轴式结构不作具体限定，其也可以是球关节结构或其他可实现相对转动的结构。
本发明第二实施例提供一种小车，该小车包括如第一实施例或其变形实施例中提供的车轮组件10。
可以理解，车轮13在路面平整的状态下其位置可以认为是车轮的初始位置，此时，减震器153也可以认为是出于初始状态(此时的减震器153可以是被压缩或不被压缩的)，在车轮13受到冲击力时，车轮13发生的位移是相对初始位置而言。在冲击力撤销后，减震器153恢复至初始状态。
可以理解，本发明中所述的垂直于地面方向的冲击力并不代表当下车轮13所受到的力均垂直于地面，该垂直于地面方向的冲击力可以是当下车轮13受到的全部冲击力在垂直于地面方向上的分量。
与现有技术相比，本发明中车轮组件中的车轮通过摆臂转轴式连接于车轮座，使得路面不平坦时，车轮可以在垂直于地面方向调整位置，减震器连接于摆臂或车轮，其可以在车轮偏离原始位置后提供恢复力以使车轮所受到的冲击力力撤销后，轮子能够恢复原位置，路面适应能力、抓地性能及减震效果好等优点之外，对于承载物来说，舒适性更好。
减震器中的阻尼器应路面的条件或运输线状进行改变，可以更好的提高车轮组件的路面适应能力、抓地性能及减震效果。
转向机构和车轮座通过连接件连接，所述连接件中心轴处设置有走线通道，由于走线通道设置在连接件的中心轴处，故，车轮在360°转向时，不会出现线路缠绕。进一步优选减速器为中空减速器，进一步降低车轮在转动过程中出现线路缠绕的可能性，从而使车轮的全方位旋转成为可能。车轮全方位旋转方便车轮的维修检查等工作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.车轮组件，其特征在于：包括车轮座、车轮以及悬挂机构，所述悬挂机构包括摆臂和减震器，摆臂的一端和减震器的一端转轴式连接，所述摆臂和减震器的另一端分别与车轮座转轴连接，所述车轮固定连接于摆臂，所述车轮在受到垂直于地面方向的冲击力时，减震器伸缩，摆臂绕车轮座和摆臂的连接点转动，车轮在垂直于地面方向上产生位移。
2.如权利要求1所述的车轮组件，其特征在于：所述减震器包括阻尼器，或弹簧，或套设有弹簧的阻尼器。
3.如权利要求1所述的车轮组件，其特征在于：所述车轮组件包括控制器，所述减震器包括阻尼器，控制器连接于阻尼器，所述控制器根据路面状况控制阻尼器的阻尼变化。
4.如权利要求1所述的车轮组件，其特征在于：从车轮的轴心方向上看，车轮座呈L形，车轮座、减震器以及摆臂依次首尾连接，摆臂包括一弧形条和凸起，所述弧形条相对的两端分别与减震器和车轮座连接，凸起一体成型于弧形条靠近车轮座的一侧。
5.如权利要求1所述的车轮组件，其特征在于：所述车轮包括轮子、制动盘和转轴，轮子和制动盘固定连接在转轴上，车轮组件进一步包括设置在摆臂和轮子之间的第一刹车机构，第一刹车机构固定连接于摆臂，第一刹车机构包括刹车动力源，及相互间距设置的两块刹车片，制动盘设置在两块刹车片之间，所述两块刹车片在刹车动力源的控制下，相互靠近以将制动盘夹持在两者之间，控制轮子停止运转。
6.如权利要求1所述的车轮组件，其特征在于：所述车轮包括轮子和转轴，轮子固定连接在转轴上，所述车轮组件进一步包括设置在摆臂上的第二刹车组件，第二刹车组件为固定于摆臂的电磁制动器，电磁制动器动作时，电磁制动器的至少一部分锁紧所述转轴以阻止轮子转动。
7.如权利要求1所述的车轮组件，其特征在于：车轮组件包括转向机构，所述转向机构连接于车轮座远离车轮的一侧，转向机构包括驱动电机和减速器，该驱动电机通过减速器驱动车轮座可转动以实现车轮的360°转向。
8.如权利要求8所述的车轮组件，其特征在于：所述转向机构和车轮座通过连接件连接，所述连接件中心轴处设置有走线通道。
9.如权利要求1所述的车轮组件，其特征在于：所述车轮中设置有驱动车轮转动的电机,所述车轮包括轮胎，该轮胎为橡胶制作的免充气空心胎。
10.小车，其特征在于：包括如权利要求1-9任一项所述的车轮组件。
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