CN110395334A - 一种轮式行走装置 - Google Patents

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CN110395334A CN201910672618.5A CN201910672618A CN110395334A CN 110395334 A CN110395334 A CN 110395334A CN 201910672618 A CN201910672618 A CN 201910672618A CN 110395334 A CN110395334 A CN 110395334A
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宋胜伟
黄振浩
刘元林
孙涛
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Heilongjiang University of Science and Technology
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D63/00—Motor vehicles or trailers not otherwise provided for
    • B62D63/02—Motor vehicles

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种轮式行走装置，包括承载底盘、滚轮总成、行走转向总成和驱动总成；通过采用两个驱动单元，每个驱动单元对应三个以上的传动件，使得三个以上的传动件运行时的转动角度均与驱动单元的转速相对应，对称设置的主动轮和从动轮避免了某个轮子的对地面的附着力不同而失控，通过主动轮和从动轮的转动不相互干涉所抵消的转速差，提高了动力的传递效率。且同轴设置的转向轴和驱动轴减小了设备的体积，采用了两轮单驱动车轮装置比以往的单轮装置具有更高的稳定性。

Description

一种轮式行走装置
技术领域
本发明涉及行走设备技术领域，特别涉及一种轮式行走装置。
背景技术
随着互联网不断地走进人们的生活以及电商时代的加速到来，越来越的人选择网上购物，相应而来的问题就是物流运输的快速分拣运输的压力越来越大，现有的物料运输底盘存在很多弊端。
为此，不少企业及单位开始设计及运用全向物料底盘，通过采用装有麦克纳姆轮的物料底盘来实现物料小车的全向运动。这样物料小车的通过性能更强更灵活，使得快递物流在分拣环节上所用的时间有所减少。
然而，在现有的全向物料地盘中采用的麦克纳姆轮通过牺牲速度来实现全向，即每个轮子的合速度为斜45°方向。通过每个轮子的速度不同来抵消每个轮子上的分速度，从而实现全向。这一方法对底盘结构要求高，由于其工作原理是靠各个轮子之间的速度相互抵消来实现全向运动因此底盘要求每个轮子对地面摩擦力要求相同，所以还要考虑底盘避震结构，而且其采用四路电机控制，在控制方面也比较复杂。
发明内容
为此，发明人提供了一种轮式行走装置，以解决现有技术中速度较低，现有全向底盘的控制结构要求较高，且使用的麦克纳姆轮价格昂贵的问题。
为实现上述目的，发明人提供了一种轮式行走装置，包括承载底盘、滚轮总成、行走转向总成和驱动总成；
所述滚轮总成的数量为三个以上，包括转向轴、驱动轮支架、轮轴、驱动轮和从动轮，所述转向轴为中空结构，且竖直设置，驱动轮支架装配于转向轴上，轮轴装配于驱动轮支架上，驱动轮、从动轮对称设置于轮轴两端，驱动轮与轮轴传动连接，从动轮套设于轮轴上；
所述行走转向运动总成包括驱动轴、第一传动件和第二传动件，驱动轴同轴设置于转向轴的中空结构上，并与驱动轮传动连接，第一传动件设置于驱动轴上，第二传动件设置于转向轴上；
所述驱动总成包括第一驱动单元和第二驱动单元，第一驱动单元与三个以上的第一传动件传动连接，用于带动驱动轮转动，第二驱动单元与三个以上的第二传动件传动连接，用于带动转向轴及驱动轮支架转动。
进一步地，所述第一传动件和第二传动件选用皮带轮，第一驱动单元和第二驱动单元选用电机及皮带轮，第一驱动单元和第二驱动单元通过传动皮带与第一传动件和第二传动件传动连接。
进一步地，所述驱动总成还包括张紧轮，所述张紧轮与传动皮带相接触。
进一步地，所述第一传动件的传动皮带数量为一个，传动皮带套设于多个滚轮总成的驱动轴上。
进一步地，所述第二传动件的传动皮带数量为一个，传动皮带套设于多个滚轮总成的转向轴上。
进一步地，还包括滚轮总成加强板，所述滚轮总成加强板通过支架设置于承载底盘的上方。
进一步地，所述行走转向总成和驱动总成均布于承载底盘上。
进一步地，所述传动轴通过伞齿与驱动轮传动连接。
区别于现有技术，上述技术方案具有如下优点：通过采用两个驱动单元，每个驱动单元对应两个以上的传动件，使得两个以上的传动件运行时的转动角度均与驱动单元的转速相对应，对称设置的主动轮和从动轮避免了某个轮子的对地面的附着力不同而失控，通过主动轮和从动轮的转动不相互干涉所抵消的转速差，提高了动力的传递效率。且同轴设置的转向轴和驱动轴减小了设备的体积，采用了两轮单驱动车轮装置比以往的单轮装置具有更高的稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例中轮式行走装置的整体结构示意图；
图2为本发明实施例中轮式行走装置的顶面结构示意图；
图3为本发明实施例中行走转向总成的剖面结构示意图。
附图标记说明：
101、承载底盘；102、加强板；
201、滚轮总成；202、转向轴；203、驱动轮支架；204、轮轴；
205、驱动轮；206、从动轮；
301、行走转向总成；302、驱动轴；303、第一传动件；
304、第二传动件；
401、驱动总成；402、第一驱动单元；403、第二驱动单元；
404、张紧轮。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
请一并参阅图1、图2以及图3，本实施例公开了一种轮式行走装置，包括承载底盘101、滚轮总成201、行走转向总成301和驱动总成401。滚轮总成的数量为3个(在本实施例中，滚轮总成的数量选用3个，在其他实施例中，滚轮总成的数量也可以4个及4个以上)。滚轮总成201包括转向轴202、驱动轮支架203、轮轴204、驱动轮205和从动轮206，转向轴202通过轴承装配于承载底盘101上，转向轴202为中空结构，驱动轮支架203与转向轴202的一端相连接，轮轴204装配于驱动轮支架203上，驱动轮205和从动轮206对称设置于轮轴204的两端，驱动轮205与轮轴204传动连接，从动轮206套设于轮轴204上(在实施例中，从动轮采用轴承装配于轮轴上，在驱动轮支架转动时，主动轮与从动轮的转速及转动方向均可不同，便于进行移动)。行走转向总成301包括驱动轴302、第一传动件303和第二传动件304，驱动轴302与转向轴202同轴设置，并装配于转向轴202的中空结构上，驱动轴302的一端与轮轴204传动连接，第一传动件303装配于驱动轴302的另一端，第二传动件304装配于转向轴202上(在本实施例中，第一传动件和第二传动件的所处高度不同，使得驱动转向及行驶的两个皮带可以独立运转，不会存在干涉等问题)。驱动总成401包括第一驱动单元402和第二驱动单元403，第一驱动单元402与3个第一传动件303传动连接，第二驱动单元403与3个第二传动件304传动连接(在本实施例中，第一驱动单元和第二驱动单元为光电编码器，光电编码器便于将转动速率和方向准确的反馈给底盘的控制系统，例如电脑等，从而可以精准的控制轮式行走装置的全向运动)。通过采用两个驱动单元，每个驱动单元对应三个以上的传动件，使得三个以上的传动件运行时的转动角度均与驱动单元的转速相对应，对称设置的主动轮和从动轮避免了某个轮子的对地面的附着力不同而失控，通过主动轮和从动轮的转动不相互干涉所抵消的转速差，提高了动力的传递效率。且同轴设置的转向轴和驱动轴减小了设备的体积，采用了两轮单驱动车轮装置比以往的单轮装置具有更高的稳定性。
根据上述结构，在轮式行走装置在移动的过程中，第一驱动装置的电机工作，电机的动力输出轴通过皮带轮带动皮带，皮带转动带动各个行走转向总成的第一传动件，第一传动件带动驱动轴转动，驱动轴通过伞齿驱动轮轴，传动连接于轮轴上的驱动轮转动，通过轴承套设于轮轴上的从动轮跟随驱动轮进行转动，实现轮式行走装置的移动。当需要对轮式行走装置进行转动时，第二驱动装置的电机通过皮带轮及皮带，驱动位于第一传动件下方的第二传动件转动，第二传动件带动转向轴，转向轴带动驱动轮支架，驱动轮支架带动轮轴沿水平方向进行转动，进而调整各个驱动轮及从动轮的运行方向，在转动过程中，从动轮与驱动轮的转动速度及转动方向因轴承而不同，便于在转向时减少阻力，提高转向效率。直至完成角度转动，继续轮式行走装置的直线移动。
请参阅图2，在某些优选实施例中，驱动总成401还包括张紧轮404，张紧轮404装配于第二驱动单元403上，第二驱动单元403的皮带与张紧轮404接触并且张紧轮404压紧于皮带上，通过设置张紧轮，便于拉紧皮带，并使得皮带贴紧于第二驱动单元的驱动轮上，增加皮带与驱动轮的接触面积，提高传动的稳定性及效率。
请参阅图1，在某些优选实施例中，还包括加强板102，加强板102通过支架装配于承载底盘101上方，通过设置加强板，得以对设备顶部进行保护。
请参阅图2，在上述实施例中，驱动总成401和行走转向总成301均布于承载底盘101上，即以承载底盘101的中心为圆心，呈现120°的角度放置。
在上述实施例中，驱动总成通过内置集成电路进行控制，也可通过数据收发模块，例如wifi模块、调制解调器等通过有线或无线数据传递的方式与电脑通信连接。
在上述实施例中，第二驱动单元采用涡轮蜗杆减速方式，其存在机械上的自锁，易于调试，电机转动传递到每个滚轮总成上，从而让每个轮子转向角相同，来实现驱动轮和从动轮的全向转动。
需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种轮式行走装置，其特征在于，包括承载底盘、滚轮总成、行走转向总成和驱动总成；
所述滚轮总成的数量为三个以上，包括转向轴、驱动轮支架、轮轴、驱动轮和从动轮，所述转向轴为中空结构，且竖直设置，驱动轮支架装配于转向轴上，轮轴装配于驱动轮支架上，驱动轮、从动轮对称设置于轮轴两端，驱动轮与轮轴传动连接，从动轮套设于轮轴上；
所述行走转向运动总成包括驱动轴、第一传动件和第二传动件，驱动轴同轴设置于转向轴的中空结构上，并与驱动轮传动连接，第一传动件设置于驱动轴上，第二传动件设置于转向轴上；
所述驱动总成包括第一驱动单元和第二驱动单元，第一驱动单元与三个以上的第一传动件传动连接，用于带动驱动轮转动，第二驱动单元与三个以上的第二传动件传动连接，用于带动转向轴及驱动轮支架转动。
2.根据权利要求1所述的轮式行走装置，其特征在于，所述第一传动件和第二传动件选用皮带轮，第一驱动单元和第二驱动单元选用电机及皮带轮，第一驱动单元和第二驱动单元通过传动皮带与第一传动件和第二传动件传动连接。
3.根据权利要求2所述的轮式行走装置，其特征在于，所述驱动总成还包括张紧轮，所述张紧轮与传动皮带相接触。
4.根据权利要求2所述的轮式行走装置，其特征在于，所述第一传动件的传动皮带数量为一个，传动皮带套设于多个滚轮总成的驱动轴上。
5.根据权利要求2所述的轮式行走装置，其特征在于，所述第二传动件的传动皮带数量为一个，传动皮带套设于多个滚轮总成的转向轴上。
6.根据权利要求1所述的轮式行走装置，其特征在于，还包括滚轮总成加强板，所述滚轮总成加强板通过支架设置于承载底盘的上方。
7.根据权利要求1所述的轮式行走装置，其特征在于，所述行走转向总成和驱动总成均布于承载底盘上。
8.根据权利要求1所述的轮式行走装置，其特征在于，所述传动轴通过伞齿与驱动轮传动连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115027597A (zh) * 2022-05-25 2022-09-09 广东嘉腾机器人自动化有限公司 盘式驱动轮装置

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CN104129430A (zh) * 2014-08-14 2014-11-05 柳州君天机器人自动化有限公司 全转向移动底盘
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