CN110450622A - 独立转向驱动系统和配送机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种独立转向驱动系统和配送机器人，独立转向驱动系统包括：轮毂电机组件，轮毂电机组件包括转轴；减震组件，转轴安装于减震组件的下端；转向组件，转向组件设置于减震组件的上方，转向组件设置有与底盘连接的安装位，转向组件包括外壳、转向驱动件、转向轴、转向传动组件和控制板，转向驱动件和控制板电连接且均设置于外壳内，转向驱动件通过转向传动组件与转向轴传动，转向轴从外壳内穿出且下端与减震组件固定连接。由此，独立转向驱动系统可以实现驱动和转向功能的集合，并且整体结构可靠性好，该独立转向驱动系统可以直接安装于底盘上，这样可以提高独立转向驱动系统的通用性。

Description

独立转向驱动系统和配送机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种独立转向驱动系统和配送机器人。

背景技术

近年来，外卖和快递行业飞速发展，相应的配送服务需求也越来越大，但是基于安全考虑，一些社区和园区禁止配送人员进入，为了解决该问题，配送机器人应运而生。

相关技术中，配送机器人一般都设置有多个独立转向驱动机构，每个独立转向驱动机构与连接机构连接成一体结构，但是此种一体结构尺寸固定，不能够灵活适配不同的配送机器人，导致配送机器人出现结构不稳定，整体可靠性较差的问题。另外，多个独立转向驱动机构一般采用共同控制的方式，即控制电路板为一个，该控制电路板设置在配送机器人的机体内，此种方式导致控制逻辑复杂，而且布线和控制难度大。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种独立转向驱动系统，该独立转向驱动系统结构稳定，通用性好。

本发明进一步地提出了一种配送机器人。

根据本发明的独立转向驱动系统，包括：轮毂电机组件，所述轮毂电机组件包括转轴；减震组件，所述转轴安装于所述减震组件的下端；转向组件，所述转向组件设置于所述减震组件的上方，所述转向组件设置有与底盘连接的安装位，所述转向组件包括外壳、转向驱动件、转向轴、转向传动组件和控制板，所述转向驱动件和所述控制板电连接且均设置于所述外壳内，所述转向驱动件通过所述转向传动组件与所述转向轴传动，所述转向轴从所述外壳内穿出且下端与所述减震组件固定连接。

由此，根据本发明实施例的独立转向驱动系统，通过集成轮毂电机组件、减震组件和转向组件，可以实现驱动和转向功能的集合，并且整体结构可靠性好，该独立转向驱动系统可以直接安装于底盘上，这样可以提高独立转向驱动系统的通用性，可以使得其更好地匹配不同型号的配送机器人。另外，由于转向组件内部设置有控制板，每个独立转向驱动系统可以实现独立控制，控制精度更高，控制逻辑更加简单。

在本发明的一些示例中，所述控制板固定在所述外壳的底壁上，所述转向驱动件固定在所述外壳的顶壁上且位于所述控制板的斜上方，所述控制板远离所述转向轴设置。

在本发明的一些示例中，所述外壳包括：壳体、前盖和后盖，所述壳体为矩形管，所述壳体的前侧和后侧敞开，所述前盖设置于所述壳体的前侧，所述后盖设置于所述壳体的后侧，所述控制板靠近所述后盖设置，所述后盖设置有走线孔。

在本发明的一些示例中，所述转向组件集成有角度传感器组件，所述角度传感器组件与所述控制板电连接，所述角度传感器组件用于检测所述转向轴的转向角度。

在本发明的一些示例中，所述转向轴包括空心轴，所述外壳的上方盖设有顶盖，所述顶盖设置有向内延伸的螺母柱，所述螺母柱伸入所述空心轴内；所述角度传感器组件包括：角度传感器和角度传感器配件，所述角度传感器设置于所述螺母柱上，所述角度传感器配件设置于所述空心轴内且与所述角度传感器上下相对设置。

在本发明的一些示例中，所述转向组件还包括：电压调节装置，所述电压调节装置设置于所述外壳的底部且与所述控制板电连接。

在本发明的一些示例中，所述转向传动组件包括：第一同步轮、第二同步轮和传动带，所述第一同步轮设置于所述转向驱动件的输出轴上，所述第二同步轮设置于所述转向轴上，所述第一同步轮的轴线和所述第二同步轮的轴线相平行，所述第一同步轮和所述第二同步轮之间具有预设间隙，所述传动带套设于所述第一同步轮和所述第二同步轮。

在本发明的一些示例中，所述转向组件还包括：上下间隔的两个轴承组件，所述外壳的上部和下部分别设置有穿孔，两个所述轴承组件分别设置于两个所述穿孔内，所述轴承组件包括：固定座、轴承架、轴承珠和止挡环，所述固定座设置于所述穿孔处，所述轴承架设置于所述固定座内，所述轴承珠可转动地设置于所述轴承架内，所述止挡环套设于所述转向轴上且用于止挡所述轴承珠，所述止挡环与所述转向轴轴向限位。

在本发明的一些示例中，位于上方的所述轴承组件为上轴承组件且位于下方的所述轴承组件为下轴承组件，所述上轴承组件的固定座朝向上方敞开，所述下轴承组件的固定座朝向下方敞开，所述上轴承组件还包括：防滑垫圈和防松螺母，所述防滑垫圈套设于所述转向轴上且垫设在所述止挡环的上方，所述防松螺母螺纹配合于所述转向轴上且位于所述防滑垫圈的上方。

在本发明的一些示例中，所述减震组件包括：安装架、减震器和转轴安装块，所述转轴安装块可转动地安装在所述安装架的下端，所述转轴安装于所述转轴安装块内且与所述转轴安装块同步运动，所述减震器倾斜设置，所述减震器的上端可转动地设置于所述安装架上且下端可转动地设置于所述转轴安装块上。

在本发明的一些示例中，所述转轴安装块包括：底座和盖板，所述底座和所述盖板之间形成有用于容置所述转轴的转轴容置槽，所述盖板固定于所述底座的上方，所述减震器的下端可转动地设置于所述盖板上，所述底座或所述盖板可转动地设置于所述安装架的下端。

在本发明的一些示例中，所述轮毂电机组件内集成有角速度检测组件。

在本发明的一些示例中，所述角速度检测组件包括：角速度传感器和角速度传感器配件，所述轮毂电机组件包括：轮毂电机主体和密封件，所述转轴可转动地设置于所述轮毂电机主体内部，所述密封件固定于所述轮毂电机主体的外侧，所述角速度传感器设置于所述转轴内，所述角速度传感器配件设置于所述密封件上且与所述角速度传感器轴向正对设置。

在本发明的一些示例中，所述外壳包括：所述外壳包括：壳体、前盖、后盖，所述壳体为矩形管，所述壳体的前侧和后侧敞开，所述前盖设置于所述壳体的前侧，所述后盖设置于所述壳体的后侧，所述壳体的上方还设置有顶盖，所述壳体的前侧和所述前盖之间、所述壳体的后侧和所述后盖之间、所述壳体的上方和所述顶盖之间均设置有防水密封圈。

在本发明的一些示例中，所述壳体和所述顶盖上分别设置有多个用于连接底盘的盲孔压铆螺母。

根据本发明的配送机器人，包括：底盘；多个所述的独立转向驱动系统，多个所述独立转向驱动系统的转向模块固定于所述底盘的不同位置。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的独立转向驱动系统安装于一种底盘的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的独立转向驱动系统安装于另一种底盘的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的独立转向驱动系统的立体图；

图4是图3中所示的独立转向驱动系统的爆炸图；

图5是图3中所示的独立转向驱动系统的爆炸图；

图6是图3所示的独立转向驱动系统的侧视图；

图7是沿图6中A-A方向的剖视图；

图8是图7中区域B的放大图；

图9是图7中区域C的放大图；

图10是图3所示的独立转向驱动系统的正视图；

图11是沿图10中D-D方向的剖视图；

图12是图11中区域E的放大图；

图13是图11中区域F的放大图；

图14是转向组件的剖视图；

图15是转向组件的局部剖视图；

图16是转向组件的局部结构示意图；

图17是上轴承组件处的局部剖视图；

图18是独立转向驱动系统的剖视图，减震器处于伸展状态；

图19是独立转向驱动系统的剖视图，减震器处于收缩状态。

附图标记：

独立转向驱动系统1000；

轮毂电机组件100；转轴10；

角速度检测组件20；角速度传感器21；角速度传感器配件22；角速度传感器配件安装座23；轮毂电机主体30；密封件40；

减震组件200；安装架210；水平板211；竖直板212；翻边板213；加强板214；

减震器220；转轴安装块230；底座231；盖板232；避让斜面233；

转向组件300；外壳310；壳体311；前盖312；后盖313；走线孔314；顶盖315；盲孔压铆螺母316；防水密封圈317；走线保护圈318；

转向驱动件320；第一同步轮321；固定板322；调节件323；

转向轴330；空心轴331；底板332；第二同步轮333；轮主体334；环形体335；传动带336；环形凸起337；限位槽338；控制板340；电压调节装置350；

轴承组件360；固定座361；轴承架362；止挡环364；防滑垫圈365；防松螺母366；限位凸起367；

角度传感器组件400；角度传感器410；角度传感器配件420；角度传感器配件安装座430；

底盘2000。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。

下面参考图1-图19描述根据本发明实施例的独立转向驱动系统1000，该独立转向驱动系统1000可以应用于配送机器人上，该配送机器人可以用于配送外卖或者快递。

如图1、图2和图10所示，配送机器人可以包括底盘2000和多个独立转向驱动系统1000，例如，四个，四个独立转向驱动系统1000可以分别固定于底盘2000的四个边角处，独立转向驱动系统1000的固定位置可以根据实际情况调整，如图1所示，四个独立转向驱动系统1000可以分别固定于底盘2000的左右侧壁上，如图2所示，四个独立转向驱动系统1000可以分别固定于底盘2000的前后侧壁上。当然，应用于配送机器人上的独立转向驱动系统1000不限于四个，还可以为六个等其他数量。

如图1-图7所示，根据本发明实施例的独立转向驱动系统1000可以包括：轮毂电机组件100、减震组件200和转向组件300，轮毂电机组件100主要用于提供驱动力，其可以驱动轮毂转动，减震组件200可以起到减震作用，可以缓冲路面的颠簸，可以保证配送机器人的行走稳定性，转向组件300可以用于驱动减震组件200和轮毂电机组件100转向，这样可以进一步地操纵配送机器人转向，从而可以将配送机器人配送的快递或者外卖准确地配送至目的地。

轮毂电机组件100包括转轴10和轮毂电机主体30，转轴10可以转动地设置于轮毂电机主体30内，或者说，轮毂电机主体30可以相对转轴10转动，从而可以使得配送机器人可以在路面上行走。轮毂电机主体30的外侧还可以设置有密封件40，该密封件40可以密封转轴10和轮毂电机主体30的配合处，从而可以有效保护转轴10，也可以进一步地提高轮毂电机组件100的结构可靠性。

减震组件200位于轮毂电机组件100的一侧，转轴10安装于减震组件200的下端，减震组件200包括：安装架210、减震器220和转轴安装块230，转轴安装块230可以转动地安装在安装架210的下端，转轴10安装于转轴安装块230内，而且转轴10与转轴安装块230同步运动。可以理解的是，在配送机器人行走时，轮毂电机主体30相对转轴10转动，转轴安装块230可以固定转轴10，其可以避免转轴10的转动，从而可以保证轮毂电机组件100正常工作。转轴10具有安装端，其安装端的截面为非圆形，安装端的截面为弧形，其对应的圆心角大于180°，安装端的表面设置有平面，该平面用于与转轴安装块230配合，如此设置的转轴10和转轴安装块230可以保证转轴10的安装可靠性。

如图7、图18和图19所示，减震器220倾斜设置，减震器220的上端可以转动地设置于安装架210上，而且减震器220的下端可以转动地设置于转轴安装块230上。其中，减震器220的上端与安装架210通过枢转轴铰接，减震器220的下端和转轴安装块230通过枢转轴铰接，减震器220的下端在转轴安装块230上的的铰接处和转轴安装块230在安装架210上的的铰接处不同，这样可以使得轮毂电机组件100相对安装架210倾斜时，减震器220能够起到相应的减震作用。

例如，如图18所示，在路面上有坑时，轮毂电机主体30向外倾斜，减震器220伸展，此时的减震器220能够有效起到减震效果，又如，如图19所示，在路面上有小型障碍物(例如石块)时，轮毂电机主体30向内倾斜，减震器220收缩，此时的减震器220能够有效起到减震效果。

由此，通过设置减震组件200，可以使得独立转向驱动系统1000具有减震效果，在通过颠簸路面时，其可以减少轮毂电机组件100向上传递给底盘2000的震动，从而可以保证配送的平稳性。

如图3至图6所示，转向组件300设置于减震组件200的上方，转向组件300设置有与底盘2000连接的安装位，安装位可以为安装孔，安装位也可以为螺母。如图4和图11所示，转向组件300包括外壳310、转向驱动件320、转向传动组件、转向轴330和控制板340，转向驱动件320和控制板340电连接，这样控制板340可以向转向驱动件320发出控制命令，而且转向驱动件320和控制板340均设置于外壳310内，外壳310可以保护转向驱动件320和控制板340，转向驱动件320通过转向传动组件与转向轴330传动，转向轴330从外壳310内穿出，而且转向轴330的下端与减震组件200固定连接。可以理解的是，在转向驱动件320工作时，转向驱动件320可以通过转向轴330输出动力，转向轴330可以进一步地带动减震组件200的安装架210转动，从而可以完成独立转向驱动系统1000相对底盘2000的转动，进而可以顺利到达配送目的地。

其中，控制板340可以为电路板，转向驱动件320可以为驱动电机，驱动电机的布置类型有多种，例如，驱动电机可以为蜗轮蜗杆电机，该蜗轮蜗杆电机的蜗杆可以在上下方向延伸，这样转向轴330的轴线和蜗杆的轴线可以平行，从而可以方便动力在驱动电机和转向轴330之间的传递，而且至少一定程度上能够降低转向组件300的高度，可以减小独立转向驱动系统1000的整体体积。

由此，根据本发明实施例的独立转向驱动系统1000，通过集成轮毂电机组件100、减震组件200和转向组件300，可以实现驱动和转向功能的集合，并且整体结构可靠性好，该独立转向驱动系统1000可以直接安装于底盘2000上，这样可以提高独立转向驱动系统1000的通用性，可以使得其更好地匹配不同型号的配送机器人。另外，由于转向组件300内部设置有控制板340，每个独立转向驱动系统1000可以实现独立控制，控制精度更高，控制逻辑更加简单。

根据本发明的一个可选实施例，如图7和图9所示，轮毂电机组件100内集成有角速度检测组件20。也就是说，轮毂电机组件100内设置有用于检测驱动的角速度检测组件20，这样可以使得配送机器人准确获知独立转向驱动系统1000的实时速度，从而能够合理控制配送机器人的配送时间，进而可以满足用户的配送需求。

具体地，如图9所示，角速度检测组件20包括：角速度传感器21和角速度传感器配件22，轮毂电机组件100包括：轮毂电机主体30和密封件40，转轴10可以转动地设置于轮毂电机主体30内部，密封件40固定于轮毂电机主体30的外侧，角速度传感器21设置于转轴10内，角速度传感器配件22设置于密封件40上，而且角速度传感器配件22与角速度传感器21轴向正对设置。

由此，角速度传感器配件22可以随着密封件40同步转动，角速度传感器21可以有效检测角速度传感器配件22的转动情况，从而可以进一步地获知独立转向驱动系统1000的工作情况，而且由于角速度传感器配件22和角速度传感器21轴向正对设置，可以进一步地保证角速度检测组件20的检测准确性。

其中，密封件40为罩体结构，其中心处设置有角速度传感器配件安装座23，角速度传感器配件22安装在该角速度传感器配件安装座上23，从而可以保证其在密封件40上的安装可靠性。

根据本发明的一些具体实施例，如图5所示，转轴安装块230包括：底座231和盖板232，底座231和盖板232之间形成有用于容置转轴10的转轴容置槽，盖板232固定于底座231的上方，减震器220的下端可以转动地设置于盖板232上，底座231或盖板232可转动地设置于安装架210的下端。也就是说，转轴安装块230主要由两部分组成，即底座231和盖板232，转轴10的安装端容置于转轴容置槽内。转轴10的安装端截面可以为D形，转轴容置槽的底面为平面，或者盖板232与转轴10的配合面为平面。

例如，盖板232的顶面为其与转轴10的配合面，该顶面为平面，底座形成截面为D形的转轴容置槽，这样转轴10的水平部分配合在盖板232的顶面，转轴10的弧形部分配合在底座231的转轴容置槽内，在安装端安装到转轴容置槽内后，安装端的平面可以大体与转轴容置槽的两侧平面平齐，然后盖板232盖设在底座231上之后，这样可以有效限制转轴10安装端的自由度，从而可以保证其与转轴安装块230保持同步状态。如此设置的转轴安装块230结构简单，易于布置，而且其与转轴10配合可靠性较好。

具体地，盖板232包括：顶板和两个侧板，两个侧板设置于顶板的两侧，而且两个侧板向下延伸，底座231容置于顶板和两个侧板限定出的空间内，两个侧板可以转动地设置于安装架210的下端。也就是说，盖板232的顶板和两个侧板分别包绕在底座231的顶部和两个侧部，从而可以形成一个稳定的安装空间，可以进一步地保证转轴10的安装可靠性，而且如此设置的盖板232可以降低其与底座231的安装难度。另外，顶板和底座231的顶部均设置有安装孔，紧固件穿过对应的安装孔，以将两者固定在一起，紧固件可以为四个，转轴10的每侧均设置有两个紧固件，如此设置的底座231和盖板232安装可靠性较好。

其中，如图18和图19所示，两个侧板朝向安装架210的一侧表面设置有避让斜面233。可以理解的是，转轴安装块230需要相对安装架210转动，避让斜面233的设置可以允许轮毂电机组件100在一定角度内顺利转动，可以避免侧板和安装架210之间发生转动干涉，可以保证减震组件200的工作可靠性。

可选地，如图7所示，安装架210形成有朝向轮毂电机组件100敞开的安装槽，减震器220安装于安装槽处。也就是说，减震器220部分容置于安装架210内部，这样可以有效减小减震组件200的体积，可以使得独立转向驱动系统1000结构更加紧凑，能够更好地使用不同型号的配送机器人。

具体地，如图5所示，安装架210包括：水平板211、竖直板212和两个翻边板213，竖直板212连接于水平板211的一端，而且竖直板212竖直向下延伸，两个翻边板213连接于水平板211和竖直板212的两侧，转向组件300固定于水平板211的上方，转轴安装块230可以转动地设置于两个翻边板213之间，竖直板212和两个翻边板213之间限定出安装槽。可以理解的是，水平板211主要用于安装固定转向组件300，这样在转向组件300工作时，转向组件300可以带动水平板211同步转动，竖直板212主要用于安装和容置减震器220，减震器220的上端可以安装在竖直板212的上端，竖直板212的下端可以用于安装可以转动的转轴安装块230。如此设置的安装架210可以通过不同板状结构实现不同的功能，从而可以使得减震组件200集成度高，而且安装可靠性好。两个翻边板213可以起到加强竖直板212和水平板211连接强度的作用，而且还可以起到保护减震器220的作用。

还有，如图7所示，减震器220的上端铰接在两个翻边板213之间，而且铰接位置位于竖直板212的上端，两个翻边板213之间设置有倾斜的加强板214，加强板214位于减震器220的斜上方。加强板214可以起到加强两个翻边板213的作用，而且如此设置的加强板214可以减小减震器220上端的剪切力，从而可以避免安装架210在减震器220的上端处开裂，可以延长独立转向驱动系统1000的使用寿命。

根据本发明的一个可选实施例，如图4和图11所示，控制板340固定在外壳310的底壁上，转向驱动件320固定在外壳310的顶壁上，而且转向驱动件320位于控制板340的斜上方，控制板340远离转向轴330设置。由此，控制板340、转向驱动件320和转向轴330可以集成于外壳310内，三者可以合理利用外壳310内部的空间，可以减小外壳310的体积，可以使得独立转向驱动系统1000结构更加紧凑。而且，如此设置的控制板340还可以进一步地线路的布置，可以避免与其相连接的线路影响转向轴330和转向驱动件320。

如图4和图11所示，外壳310包括：壳体311、前盖312和后盖313，壳体311为矩形管，壳体311的前侧和后侧敞开，前盖312设置于壳体311的前侧，后盖313设置于壳体311的后侧，控制板340靠近后盖313设置，后盖313设置有走线孔314。由此，前后敞开的壳体311可以方便各个部件的安装设置，而且后盖313也可以方便控制板340的走线，从而可以使得转向组件300整体结构布置合理。其中，如图13所示，走线孔314处设置有走线保护圈318，走线保护圈318可以有效保护线束，而且至少一定程度上能够起到防尘密封的效果。

如图11所示，壳体311的上方还设置有顶盖315，该顶盖315固定用于遮盖从壳体311上方伸出的部分结构，例如，转向轴330的上端，如此设置的顶盖315可以有效保护转向组件300的内部结构，而且可以使得转向组件300的整体可靠性更好。

其中，如图4和图12所示，壳体311的前侧和前盖312之间、壳体311的后侧和后盖313之间、壳体311的上方和顶盖315之间均设置有防水密封圈317。防水密封圈317可以提高转向组件300的防水能力，可以避免独立转向驱动系统1000在涉水环境中受到损坏，从而可以延长独立转向驱动系统1000的使用寿命。

如图4所示，壳体311和顶盖315上分别设置有多个用于连接底盘2000的盲孔压铆螺母316。盲孔压铆螺母316可以设置在壳体311的两个长度方向侧壁上，壳体311的两个侧壁上的盲孔压铆螺母316可以用于与底盘2000的侧壁固定连接，盲孔压铆螺母316也可以设置在顶盖315的顶壁上，该盲孔压铆螺母316可以用于与底盘2000的顶壁下表面固定连接，盲孔压铆螺母316还可以设置在顶盖315的底部，该盲孔压铆螺母316用于连接壳体311的顶部。其中，顶盖315的顶部可以设置向下延伸的盲孔压铆螺母柱，盲孔压铆螺母柱可以用于安装传感器。由此，通过设置盲孔压铆螺母316，可以有利于转向组件300与底盘200的安装，其可以提供多种安装方式，而且此种螺母还可以保证转向组件300的密封性。

如图8所示，转向组件300集成有角度传感器组件400，角度传感器组件400与控制板340电连接，角度传感器组件400用于检测转向轴330的转向角度。角度传感器组件400可以用于检测转向轴330的转向角度，从而可以合理判断配送机器人的配送路线是否正确。而且通过将角度传感器组件400集成在外壳310内，可以保证其检测准确性。

其中，如图4和图5所示，转向轴330包括空心轴331和底板332，空心轴331设置于底板332的上方，而且空心轴331的上端敞开，顶盖315设置有向内延伸的螺母柱，螺母柱采用压铆的方式设置于顶盖315内，螺母柱伸入空心轴331内。角度传感器组件400包括：角度传感器410和角度传感器配件420，角度传感器410设置于螺母柱上，角度传感器配件420设置于空心轴331内，而且角度传感器配件420与角度传感器410上下相对设置。可以理解的是，空心轴331内设置有角度传感器配件安装座430，角度传感器配件420安装在角度传感器配件安装座430上，而角度传感器410可以直接安装在盖板232的螺母柱上，如此设置的角度传感器410和角度传感器配件420可以有效配合，从而可以准确检测转向轴330的转向角度，进而配送机器人可以准确地按照预定路线配送快递或者外卖。其中，角度传感器410可以为霍尔传感器，角度传感器配件420可以为磁铁。

如图4-图6所示，转向组件300还可以包括：电压调节装置350，电压调节装置350设置于外壳310的底部，而且电压调节装置350与控制板340电连接。电压调节装置350设置在外壳310的外侧，而且通过将其设置于外壳310的底部，可以合理利用外壳310的底部空间，可以使得转向组件300整体结构更加合理，而且可以避免影响转向组件300的安装固定。

根据本发明的一个具体实施例，如图4、图14和图15所示，转向传动组件还可以包括：第一同步轮321、第二同步轮333和传动带336，第一同步轮321设置于转向驱动件320的输出轴上，第二同步轮333设置于转向轴330上，第一同步轮321的轴线和第二同步轮333的轴线相互平行，而且第一同步轮321和第二同步轮333之间具有预定间隙，传动带336套设于第一同步轮321和第二同步轮333。可以理解的是，在转向驱动件320工作时，动力通过第一同步轮321、传动带336和第二同步轮333传递到转向轴330上，采用此种传动方式可以减小转向驱动件320的齿轮背隙对转向轴330的影响，可以进一步地减小转向轴330的盲区，可以提升转向组件300的转向精度。另外，通过此种传动方式，一方面可以有效降低转向组件300的高度，从而可以降低独立转向驱动系统1000的高度，可以进一步地降低配送机器人的高度，另一方面可以将传统的刚性连接转化为柔性连接，这样可以减小震动颠簸对转向驱动件320的影响，能够防止齿轮背隙增大，从而可以提高转向组件300的转向精度，以及可以延长其使用寿命。

其中，第一同步轮321、第二同步轮333和传动带336上均设置有用于啮合的齿。齿可以增加第一同步轮321和传动带336之间的配合稳定性，以及可以增加第二同步轮333和传动带336之间的配合稳定性，可以避免出现打滑的现象。

可选地，如图14和图15所示，第一同步轮321的外径小于第二同步轮333的外径，这样两个同步轮可以在转向驱动件320和转向轴330之间起到减速增矩的效果，从而能够提高配送机器人的转向和越障性能，使其能够更好地适应较复杂的路况。

第一同步轮321的齿数小于第二同步轮333的齿数。如此设置的两个同步轮可以进一步地减小转向驱动件320内的齿轮背隙对转向轴330的影响，从而可以提高转向组件300的转向精度。例如，第一同步轮321的齿数可以为20，第二同步轮333的齿数可以为60，则比例为1:3，假设驱动电机的齿轮背隙为1.5度，通过同步轮的比例设置，其可以减小到0.5度，从而可以减小转向盲区，可以提高转向组件300的转向精度。

具体地，如图14所示，第二同步轮333还包括：轮主体334和环形体335，环形体335设置于轮主体334的轴向一侧，轮主体334与传动带336配合，轮主体334和环形体335外套于转向轴330上，轮主体334和环形体335均设置有供紧固件穿过的安装孔，紧固件将轮主体334和环形体335固定于转向轴330上。可以理解的是，轮主体334主要用于与传动带336配合，轮主体334和环形体335上的安装孔均是为了安装固定，在安装固定好之后，如果出现第二同步轮333相对转向轴330松动的问题，维修人员可以仅紧固位于环形体335处的紧固件，这样可以省去拆卸传动带336的过程，从而可以降低维修人员的维修难度。

还有，如图14和图15所示，转向驱动件320在外壳310内的安装位置可以调节，转向组件300还包括：固定板322和调节件323，固定板322固定于外壳310内，而且固定板322位于转向驱动件320的一侧，调节件323可以活动地安装于固定板322上，活动方向为靠近转向轴330的方向和远离转向轴330的方向。而且调节件323止抵在转向驱动件320的一侧。固定板322主要起到安装调节件323的作用，调节件323可以通过调节其相对固定板322的位置，来进一步地调节转向驱动件320相对转向轴330的位置，从而可以保证传动带336处于张紧状态。其中，固定板322可以位于转向驱动件320和转向轴330之间，这样可以方便调节件323进行调节。

其中，调节件323可以为螺栓，调节件323为多个，而且多个调节件323在固定板322上间隔设置。螺栓可以为四个，四个螺栓分别间隔设置，通过拧动螺栓，即可调节其伸出固定板322的长度，即其可以调节转向驱动件320和转向轴330之间的距离，从而可以使得传动带336处于张紧状态。

具体地，如图16所示，外壳310上形成有长条形安装孔，安装转向驱动件320的紧固件配合于长条形安装孔内，长条形安装孔沿转向驱动件320的移动方向延伸。长条形安装孔可以方便转向驱动件320的位置调节，而且也可以方便转向驱动件320的位置固定。长条形安装孔可以为四个，相应地，紧固件也可以为四个，如此设置的四个长条形安装孔和四个紧固件可以提高转向驱动件320的安装可靠性。

根据本发明的一个可选实施例，结合图7和图15所示，转向组件300还包括：上下间隔的两个轴承组件360，外壳310的上部和下部分别设置有穿孔，两个轴承组件360分别设置于两个穿孔内，轴承组件360包括：固定座361、轴承架362、轴承珠和止挡环364，固定座361设置于穿孔处，轴承架362设置于固定座361内，轴承珠可转动地设置于轴承架362内，止挡环364套设于转向轴330上，而且止挡环364用于止挡轴承珠，止挡环364与转向轴330轴向限位，转轴330可以限制止挡环364的轴向位置，从而可以进一步地限制轴承珠的位置。也就是说，两个穿孔上下正对设置，两个轴承组件360分别设置在两个穿孔内，然后转向轴330穿设在两个轴承组件360，如此设置的两个轴承组件360可以保证转向轴330竖向设置，从而可以保证减震组件200和轮毂电机组件100的转向方向，可以保证独立转向驱动系统1000的转向精度。

而且，止挡环364可以有效传递和承受转向轴330的轴向力，轴承架362和固定座361可以有效承受转向轴330的径向力，从而可以使得轴承组件360更好地承担其受到的轴向力和径向力，可以使得轴承组件360有效支承转向轴330，进而可以提升转向轴330的抗弯抗扭抗压抗拉性能，可以使得转向组件300结构更加稳定。另外，如此设置的轴承组件360体积小，可以节省空间，成本也低廉，从而可以进一步地减小转向组件300的体积。

其中，固定座361包括底部安装槽和环形边，环形边止抵在外壳310的侧壁外侧，或者说，环形边止抵在底部安装槽的周围侧边上，安装槽容置于对应的穿孔内，轴承珠和轴承架362容置于底部安装槽内。环形边可以用于保证固定座361在外壳310上的安装可靠性，底部安装槽用于安装轴承架362，如此设置的固定座361结构简单，而且能够保证轴承组件360的安装可靠性。

可选地，如图15所示，位于上方的轴承组件360为上轴承组件360且位于下方的轴承组件360为下轴承组件360，上轴承组件360的固定座361朝向上方敞开，下轴承组件360的固定座361朝向下方敞开。也就是说，上轴承组件360的固定座361的环形边位于壳体311的顶壁上方，下轴承组件360的固定座361的环形边位于壳体311的底壁下方，如此设置的上轴承组件360和下轴承组件360一方面可以便于安装固定，在上轴承组件360、下轴承组件360和第二同步轮333安装到位后，转向轴330可以从下向上依次穿过，然后完成装配，另一方面可以有效承受转向轴330传递的轴向力和径向力，可以提升转向轴330的抗弯抗扭抗压抗拉性能。

如图15所示，上轴承组件360的止挡环364设置有内螺纹，转向轴330对应设置有外螺纹，内螺纹与外螺纹配合。也就是说，位于上轴承组件360的止挡环364其采用了螺纹连接的方式与转向轴330固定连接，如此设置的止挡环364可以有效保证其与转向轴330的安装可靠性，以及可以进一步地保证轴承架362和轴承珠在固定座361内的可靠性，可以使得轴承珠在壳体311和转向轴330之间工作可靠。

如图15所示，上轴承组件360还包括：防滑垫圈365和防松螺母366，防滑垫圈365套设于转向轴330上，而且防滑垫圈365垫设在止挡环364的上方，防松螺母366螺纹配合于转轴10上且位于防滑垫圈365的上方。通过设置防滑垫圈365和防松螺母366，可以保证上轴承组件360的止挡环364的可靠性，可以起到紧固防松的作用。

具体地，如图17所示，转向轴330设置有自上端竖直向下延伸的限位槽338，防滑垫圈365设置有朝向径向内侧延伸的限位凸起367，限位凸起367配合于限位槽338内。也就是说，转向轴330上端沿轴向切削一个长槽，然后将防滑垫圈365的限位凸起367放入该长槽内，从而可以有效防止防滑垫圈365转动，可以保证其对止挡环364的紧固防松效果。

如图15所示，转向轴330设置有环形凸起337，下轴承组件360的止挡环364止抵于环形凸起337的上方。环形凸起337起到支撑和止抵的作用，其可以保证下轴承组件360与转向轴330的配合可靠性，而且可以使得下轴承组件360较好地承受转向轴330的轴向力和径向力。

根据本发明实施例的配送机器人，包括底盘2000和多个上述实施例的独立转向驱动系统1000，多个独立转向驱动系统1000的转向模块固定于底盘2000的不同位置。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (16)

1.一种独立转向驱动系统，其特征在于，包括：

轮毂电机组件，所述轮毂电机组件包括转轴；

减震组件，所述转轴安装于所述减震组件的下端；

转向组件，所述转向组件设置于所述减震组件的上方，所述转向组件设置有与底盘连接的安装位，所述转向组件包括外壳、转向驱动件、转向轴、转向传动组件和控制板，所述转向驱动件和所述控制板电连接且均设置于所述外壳内，所述转向驱动件通过所述转向传动组件与所述转向轴传动，所述转向轴从所述外壳内穿出且下端与所述减震组件固定连接。

2.根据权利要求1所述的独立转向驱动系统，其特征在于，所述控制板固定在所述外壳的底壁上，所述转向驱动件固定在所述外壳的顶壁上且位于所述控制板的斜上方，所述控制板远离所述转向轴设置。

3.根据权利要求2所述的独立转向驱动系统，其特征在于，所述外壳包括：壳体、前盖和后盖，所述壳体为矩形管，所述壳体的前侧和后侧敞开，所述前盖设置于所述壳体的前侧，所述后盖设置于所述壳体的后侧，所述控制板靠近所述后盖设置，所述后盖设置有走线孔。

4.根据权利要求1所述的独立转向驱动系统，其特征在于，所述转向组件集成有角度传感器组件，所述角度传感器组件与所述控制板电连接，所述角度传感器组件用于检测所述转向轴的转向角度。

5.根据权利要求4所述的独立转向驱动系统，其特征在于，所述转向轴包括空心轴，所述外壳的上方盖设有顶盖，所述顶盖设置有向内延伸的螺母柱，所述螺母柱伸入所述空心轴内；

所述角度传感器组件包括：角度传感器和角度传感器配件，所述角度传感器设置于所述螺母柱上，所述角度传感器配件设置于所述空心轴内且与所述角度传感器上下相对设置。

6.根据权利要求1所述的独立转向驱动系统，其特征在于，所述转向组件还包括：电压调节装置，所述电压调节装置设置于所述外壳的底部且与所述控制板电连接。

7.根据权利要求1所述的独立转向驱动系统，其特征在于，所述转向传动组件包括：第一同步轮、第二同步轮和传动带，所述第一同步轮设置于所述转向驱动件的输出轴上，所述第二同步轮设置于所述转向轴上，所述第一同步轮的轴线和所述第二同步轮的轴线相平行，所述第一同步轮和所述第二同步轮之间具有预设间隙，所述传动带套设于所述第一同步轮和所述第二同步轮。

8.根据权利要求1所述的独立转向驱动系统，其特征在于，所述转向组件还包括：上下间隔的两个轴承组件，所述外壳的上部和下部分别设置有穿孔，两个所述轴承组件分别设置于两个所述穿孔内，所述轴承组件包括：固定座、轴承架、轴承珠和止挡环，所述固定座设置于所述穿孔处，所述轴承架设置于所述固定座内，所述轴承珠可转动地设置于所述轴承架内，所述止挡环套设于所述转向轴上且用于止挡所述轴承珠，所述止挡环与所述转向轴轴向限位。

9.根据权利要求8所述的独立转向驱动系统，其特征在于，位于上方的所述轴承组件为上轴承组件且位于下方的所述轴承组件为下轴承组件，所述上轴承组件的固定座朝向上方敞开，所述下轴承组件的固定座朝向下方敞开，所述上轴承组件还包括：防滑垫圈和防松螺母，所述防滑垫圈套设于所述转向轴上且垫设在所述止挡环的上方，所述防松螺母螺纹配合于所述转向轴上且位于所述防滑垫圈的上方。

10.根据权利要求1所述的独立转向驱动系统，其特征在于，所述减震组件包括：安装架、减震器和转轴安装块，所述转轴安装块可转动地安装在所述安装架的下端，所述转轴安装于所述转轴安装块内且与所述转轴安装块同步运动，所述减震器倾斜设置，所述减震器的上端可转动地设置于所述安装架上且下端可转动地设置于所述转轴安装块上。

11.根据权利要求10所述的独立转向驱动系统，其特征在于，所述转轴安装块包括：底座和盖板，所述底座和所述盖板之间形成有用于容置所述转轴的转轴容置槽，所述盖板固定于所述底座的上方，所述减震器的下端可转动地设置于所述盖板上，所述底座或所述盖板可转动地设置于所述安装架的下端。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的独立转向驱动系统，其特征在于，所述轮毂电机组件内集成有角速度检测组件。

13.根据权利要求12所述的独立转向驱动系统，其特征在于，所述角速度检测组件包括：角速度传感器和角速度传感器配件，所述轮毂电机组件包括：轮毂电机主体和密封件，所述转轴可转动地设置于所述轮毂电机主体内部，所述密封件固定于所述轮毂电机主体的外侧，所述角速度传感器设置于所述转轴内，所述角速度传感器配件设置于所述密封件上且与所述角速度传感器轴向正对设置。

14.根据权利要求1所述的独立转向驱动系统，其特征在于，所述外壳包括：所述外壳包括：壳体、前盖、后盖，所述壳体为矩形管，所述壳体的前侧和后侧敞开，所述前盖设置于所述壳体的前侧，所述后盖设置于所述壳体的后侧，所述壳体的上方还设置有顶盖，所述壳体的前侧和所述前盖之间、所述壳体的后侧和所述后盖之间、所述壳体的上方和所述顶盖之间均设置有防水密封圈。

15.根据权利要求14所述的独立转向驱动系统，其特征在于，所述壳体和所述顶盖上分别设置有多个用于连接底盘的盲孔压铆螺母。

16.一种配送机器人，其特征在于，包括：

底盘；

多个权利要求1-15中任一项所述的独立转向驱动系统，多个所述独立转向驱动系统固定于所述底盘的不同位置。