CN109878323B

CN109878323B - 驱动集成式一体化车轮

Info

Publication number: CN109878323B
Application number: CN201910278912.8A
Authority: CN
Inventors: 聂莉萍; 李磊; 王涛
Original assignee: Shanghai Daojian Mechanical & Electrical Technology Co ltd
Current assignee: South Channel Jane Intelligent Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2019-04-09
Filing date: 2019-04-09
Publication date: 2021-05-28
Anticipated expiration: 2039-04-09
Also published as: CN109878323A

Abstract

本发明属于汽车车轮技术领域，具体涉及集成驱动式一体化车轮，包括依次连接的电机模块、内齿轮减速模块和车轮模块；内齿轮减速模块包括电机安装座和与电机安装座相配合的减速模块外壳座；内齿轮减速模块通过电机安装座与电机模块可拆卸连接；内齿轮减速模块通过减速模块外壳座与车轮模块装配连接。通过将内齿轮减速模块安装于凹进的轮胎内，缩短了整个驱动车轮的轴向安装尺寸，使得驱动车轮的结构更加紧凑；电机模块、内齿轮减速模块和车轮模块之间可拆卸连接，便于模块化生产和组装。

Description

驱动集成式一体化车轮

技术领域

本发明属于汽车车轮技术领域，具体涉及集成驱动式一体化车轮。

背景技术

传统的汽车动力传动系统中，采用以驱动电机和减速装置构成动力总成驱动车轮转动，由于驱动电机的转速较高，驱动电机需要通过具有较大减速比的减速装置后驱动车轮，常见的较大减速比的减速装置一般要经过多级减速，使得减速装置体积较大，重量大，导致整个车轮宽度大、重量大，如常见的涡轮结构减速器和齿轮减速机，体积大，传动效率低，而采用在电机与车轮之间加装高减速比的行星齿轮减速机构，虽然能够有效减小减速装置的体积，且传动精度较高，但行星齿轮减速机构对材料精度和加工方式要求较高，不适于流水线模块化安装。因此，开发一种结构紧凑且适于模块化组装的驱动车轮很有必要。

发明内容

为解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种集成度高且能够模块化组装的驱动集成式一体化车轮。

基于上述目的，本发明采用的技术方案为：驱动集成式一体化车轮，包括依次连接的电机模块、内齿轮减速模块和车轮模块；内齿轮减速模块包括电机安装座和与电机安装座相配合的减速模块外壳座；内齿轮减速模块通过电机安装座与电机模块可拆卸连接；内齿轮减速模块通过减速模块外壳座与车轮模块装配连接。

进一步地，内齿轮减速模块还包括与电机模块固定连接的偏心轴，偏心轴的输出端连接有正变位外齿轮，所述电机安装座与正变位外齿轮之间设有十字交叉滑块，正变位外齿轮通过十字交叉滑块与电机安装座配合连接；正变位外齿轮的外部套设有与正变位外齿轮谐波传动的负变位内齿轮。

进一步地，电机安装座上设有与电机模块和减速模块外壳座相配合的安装螺纹孔；电机安装座上设有与十字交叉滑块相配合的滑槽；所述减速模块外壳座上设有与电机模块相配的安装螺纹孔。

进一步地，车轮模块包括轮胎和与轮胎紧配合的固定盖，固定盖穿过轮胎轴心与减速模块外壳座装配连接。

进一步地，所述偏心轴、正变位外齿轮、十字交叉滑块和负变位内齿轮均装配于减速模块外壳座的内部；所述减速模块外壳座不超出轮胎。

进一步地，偏心轴的输入端与电机模块的转轴固定连接，偏心轴的输出端与正变位外齿轮相连接；偏心轴内设有贯穿偏心轴的通孔，所述通孔与电机模块的转轴相配合。

进一步地，偏心轴的外部设有输入轴轴承，输入轴轴承之间设有内轴承挡圈，偏心轴的输出端通过输入轴轴承和内轴承挡圈与正变位外齿轮相连接。

进一步地，十字交叉滑块为设有限位块的轴承结构；十字交叉滑块的每侧设有两个呈中心对称的限位块，十字交叉滑块一侧的限位块之间的连线与另一侧的限位块之间的连线相互垂直；十字交叉滑块通过十字交叉滑块的轴承部分与所述偏心轴转动配合；正变位外齿轮上设有与十字交叉滑块相配合的滑槽。

进一步地，负变位内齿轮和固定盖外均设有输出轴轴承，输出轴轴承之间设有外轴承挡圈，负变位内齿轮通过输出轴轴承和外轴承挡圈与固定盖传动连接；负变位内齿轮和固定盖通过输出轴轴承与减速模块外壳座转动配合。

进一步地，电机模块为伺服电机。

进一步地，减速模块外壳座的两侧对称设有转向关节轴承，所述转向关节轴承内设有球形接头，转向关节轴承通过球形接头与减速模块外壳座转动连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

（1）利用内齿轮减速模块集成与电机模块相配合的电机安装座和与车轮模块相配合的减速模块外壳座，实现内齿轮减速模块与电机模块和车轮模块的可拆卸连接；便于对驱动集成式的车轮进行模块化组装。

（2）内齿轮减速模块通过偏心轴和十字交叉滑块将电机模块的转动输出为正变位外齿轮的摆动，利用正变位外齿轮与负变位内齿轮之间的谐波传动，将正变位外齿轮的摆动转换为负变位内齿轮的转动，负变位内齿轮的转动从而带动车轮的转动，从而将电机模块的高转速输出为车轮的低转速，结构简单，极大简化了内齿轮减速模块的零部件，简化了传动系统。

（3）由于偏心轴、十字交叉滑块、正变位外齿轮和负变位内齿轮均装配于减速模块外壳座的内部，且减速模块外壳座不超出车轮模块的轮胎，通过将内齿轮减速模块安装于凹进的轮胎内，极大缩短了整个驱动车轮的轴向安装尺寸，结构更加紧凑，提高了整个驱动车轮的集成度。

（4）内齿轮减速模块通过电机安装座与电机模块可拆卸连接，内齿轮减速模块通过减速模块外壳座与固定盖的装配连接实现与车轮模块的可拆卸连接，便于内齿轮减速模块与电机模块和车轮模块之间的模块化组装；由于内齿轮减速模块通过电机安装座和减速模块外壳座组装成为独立的模块结构，便于内齿轮减速模块的模块化生产。

（5）偏心轴的输入端与电机模块的转轴固定连接，偏心轴的输出端与正变位外齿轮相连接；偏心轴内设有贯穿偏心轴的通孔，所述通孔与电机模块的转轴相配合；在实现偏心轴通过通孔与电机模块固定连接的同时，提高偏心轴的传动稳定性。

（6）十字交叉滑块采用设有限位块的轴承结构，十字交叉滑块上的轴承结构便于电机模块的转轴穿过十字交叉滑块与偏心轴固定连接；十字交叉滑块上设置的限位块与电机安装座和正变位外齿轮上设置的滑槽相配合，对正变位外齿轮起到更好的限位作用。

综上所述，本发明采用内齿轮减速模块集成与电机模块相配合的电机安装座和与车轮模块相配合的减速模块外壳座，实现内齿轮减速模块与电机模块和车轮模块的可拆卸连接；便于对驱动集成式的车轮进行模块化组装；内齿轮减速模块将其零部件集成于减速模块外壳座内，且减速模块外壳座不超出车轮轮胎，极大缩短了整个驱动车轮的轴向安装尺寸，使得驱动车轮的结构更加紧凑，具有较高的集成度。

附图说明

图1为本发明的爆炸结构示意图；

图2为本发明的装配结构示意图；

图3为省略轮胎后的装配结构示意图；

图4为本发明中电机安装座的结构示意图；

图5为本发明中减速模块外壳座的结构示意图；

图6为本发明中偏心轴的结构示意图；

图7为本发明中十字交叉滑块的结构示意图；

图8为实施例2中四驱小车的结构示意图。

图中：1、电机模块；2、电机安装座；3、十字交叉滑块；4、外轴承挡圈；5、偏心轴；6、内轴承挡圈；7、输入轴轴承；8、正变位外齿轮；9、负变位内齿轮；10、输出轴轴承；11、减速模块外壳座；12、轮胎；13、固定盖；14、转向关节轴承；15、悬挂叉臂；16、转向电缸；17、连杆。

具体实施方式

实施例1

如图1-7所示的驱动集成式一体化车轮，包括电机模块1、内齿轮减速模块和车轮模块；内齿轮减速模块包括电机安装座2和与电机安装座2相配合的减速模块外壳座11；内齿轮减速模块通过电机安装座2与电机模块1可拆卸连接；内齿轮减速模块通过减速模块外壳座11与车轮模块装配连接，便于对驱动集成式的车轮进行模块化组装。其中，电机模块1采用伺服电机，利用伺服电机本身具有的良好的精准度、抗过载能力强及低速运行平稳的优势，提高传动的稳定性，并能适用于快速启动的场合。

内齿轮减速模块还包括与电机模块1固定连接的偏心轴5，偏心轴5的输出端连接有正变位外齿轮8，所述电机安装座2与正变位外齿轮8之间设有十字交叉滑块3，正变位外齿轮8通过十字交叉滑块3与电机安装座2配合连接；正变位外齿轮8的外部套设有与正变位外齿轮8谐波传动的负变位内齿轮9。

其中，偏心轴5的输入端与电机模块1的转轴固定连接，偏心轴5的输出端与正变位外齿轮8相连接；偏心轴5内设有贯穿偏心轴5的通孔，所述通孔与电机模块1的转轴相配合。偏心轴5的外部设有输入轴轴承7，输入轴轴承7之间设有内轴承挡圈6，所述偏心轴5的输出端通过输入轴轴承7和内轴承挡圈6与正变位外齿轮8相连接。

其中，十字交叉滑块3为设有限位块的轴承结构；十字交叉滑块3的每侧设有两个呈中心对称的限位块，十字交叉滑块3一侧的限位块之间的连线与另一侧的限位块之间的连线相互垂直；十字交叉滑块3通过十字交叉滑块3的轴承部分与所述偏心轴5转动配合；正变位外齿轮8上设有与十字交叉滑块3相配合的滑槽。

电机安装座2上设有与电机模块1和减速模块外壳座11相配合的安装螺纹孔；电机安装座2上设有与十字交叉滑块3相配合的滑槽；减速模块外壳座11上设有与电机模块1相配的安装螺纹孔。减速模块外壳座11的两侧对称设有转向关节轴承14，转向关节轴承14内设有球形接头，转向关节轴承14的一端通过球形接头与减速模块外壳座11转动连接，转向关节轴承14的另一端与悬挂叉臂固定连接。

本发明利用与电机模块1固定连接的偏心轴5以及与偏心轴5的输出端相连接的正变位外齿轮8，实现电机模块1带动正变位外齿轮8的偏心移动，偏心轴5的输出端在正变位外齿轮8的轴心转动，并不带动正变位外齿轮8的自转；利用十字交叉滑块3的两侧分别与电机安装座2和正变位外齿轮8通过滑块与滑槽的配合，实现对正变位外齿轮8的限位，使得正变位外齿轮8只能随着偏心轴5的转动进行偏转，即正变位外齿轮8相当于谐波传动齿轮中的柔轮，从而带动与正变位外齿轮8谐波传动的负变位内齿轮9进行转动。

车轮模块包括轮胎12和与轮胎12紧配合的固定盖13，所述固定盖13穿过轮胎12轴心与减速模块外壳座11装配连接。负变位内齿轮9和固定盖13外均设有输出轴轴承10，输出轴轴承10之间设有外轴承挡圈4，负变位内齿轮9通过输出轴轴承10和外轴承挡圈4与固定盖13传动连接；负变位内齿轮9和固定盖13通过输出轴轴承10与减速模块外壳座11转动配合，使得负变位内齿轮9的转动带动固定盖13的转动，从而带动与固定盖13固定连接的轮胎12进行转动，最终带动车轮的转动。

内齿轮减速模块通过偏心轴5和十字交叉滑块3将电机模块1的转动输出为正变位外齿轮8的摆动，利用正变位外齿轮8与负变位内齿轮9之间的谐波传动，将正变位外齿轮8的摆动转换为负变位内齿轮9的转动，负变位内齿轮9的转动从而带动车轮的转动，从而将电机模块1的高转速输出为车轮的低转速，结构简单，极大简化了内齿轮减速模块的零部件，简化了传动系统。

偏心轴5、正变位外齿轮8、十字交叉滑块3和负变位内齿轮9均装配于减速模块外壳座11的内部；且减速模块外壳座11不超出轮胎12，极大地缩短了整个驱动车轮的轴向安装尺寸，结构更加紧凑，提高了整个驱动车轮的集成度。

实施例2

如图8所示的四驱小车的结构示意图，通过四个悬挂叉臂15将四个驱动集成式一体化车轮装配于车架上，在前面的两个车轮之间以及后面的两个车轮之间均设置有转向电缸16和连杆17，通过转向电缸16和连杆17实现车轮的转向功能。本发明通过电机模块1与内齿轮减速模块连接后直联车轮，能够实现两驱、三驱、四驱或多驱的配置，丰富了传动形式，提高了传动效率。

Claims

1.驱动集成式一体化车轮，其特征在于，包括依次连接的电机模块、内齿轮减速模块和车轮模块；内齿轮减速模块包括电机安装座和与电机安装座相配合的减速模块外壳座；内齿轮减速模块通过电机安装座与电机模块可拆卸连接；内齿轮减速模块通过减速模块外壳座与车轮模块装配连接；

所述内齿轮减速模块还包括与电机模块固定连接的偏心轴，偏心轴的输出端连接有正变位外齿轮，所述电机安装座与正变位外齿轮之间设有十字交叉滑块，正变位外齿轮通过十字交叉滑块与电机安装座配合连接；正变位外齿轮的外部套设有与正变位外齿轮谐波传动的负变位内齿轮；

所述偏心轴的输入端与电机模块的转轴固定连接，偏心轴的输出端与正变位外齿轮相连接；偏心轴内设有贯穿偏心轴的通孔，所述通孔与电机模块的转轴相配合；

所述十字交叉滑块为设有限位块的轴承结构；十字交叉滑块的每侧设有两个呈中心对称的限位块，十字交叉滑块一侧的限位块之间的连线与另一侧的限位块之间的连线相互垂直；十字交叉滑块通过十字交叉滑块的轴承部分与所述偏心轴转动配合；所述正变位外齿轮上设有与十字交叉滑块相配合的滑槽；

所述电机安装座上设有与电机模块和减速模块外壳座相配合的安装螺纹孔；电机安装座上设有与十字交叉滑块相配合的滑槽；所述减速模块外壳座上设有与电机模块相配的安装螺纹孔；

所述偏心轴的外部设有输入轴轴承，输入轴轴承之间设有内轴承挡圈，所述偏心轴的输出端通过输入轴轴承和内轴承挡圈与正变位外齿轮相连接。

2.根据权利要求1所述的驱动集成式一体化车轮，其特征在于，所述车轮模块包括轮胎和与轮胎紧配合的固定盖，所述固定盖穿过轮胎轴心与减速模块外壳座装配连接。

3.根据权利要求2所述的驱动集成式一体化车轮，其特征在于，所述偏心轴、正变位外齿轮、十字交叉滑块和负变位内齿轮均装配于减速模块外壳座的内部；所述减速模块外壳座不超出轮胎。

4.根据权利要求3所述的驱动集成式一体化车轮，其特征在于，所述负变位内齿轮和固定盖外均设有输出轴轴承，输出轴轴承之间设有外轴承挡圈，所述负变位内齿轮通过输出轴轴承和外轴承挡圈与固定盖传动连接；所述负变位内齿轮和固定盖通过输出轴轴承与减速模块外壳座转动配合。