CN111907588B - 一种驱动转向一体化入底式泊车机器人紧凑型电驱动舵轮 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种驱动转向一体化入底式泊车机器人紧凑型电驱动舵轮，包括涡轮上安装板以及一体集成在涡轮上安装板上实现车轮的灵敏转向的转向驱动机构和实现车轮的高扭矩驱动的动力驱动机构，所述的涡轮上安装板由转向电机安装部和环形的涡轮安装部一体成型，并且在涡轮安装部底面安装圆筒状的下安装壳体，与现有技术相比，本发明具有驱动转向共平面化、一体化集成设计、在具有较高的转向灵敏性与高扭矩驱动动力性能的同时满足较小的安装高度等优点。

Description

一种驱动转向一体化入底式泊车机器人紧凑型电驱动舵轮
技术领域
本发明涉及泊车机器人驱动转向领域，尤其是涉及一种驱动转向一体化入底式泊车机器人紧凑型电驱动舵轮。
背景技术
我国城市化进程发展迅猛，城市土地资源紧缺程度日益加剧，所带来的交通拥堵与安全问题日益严重，行车难、停车难、交通秩序差等突出问题亟待解决。随着人工智能、高性能计算平台、环境感知传感系统等技术的发展，为智能驾驶关键技术的研发提供了基础。其中，面向用户痛点的短程智能泊车技术已经成为智能驾驶领域的研究热点、竞争焦点和应用的突破点。
泊车机器人作为智能泊车系统的重要装备成为了市场热点，电驱动舵轮是泊车机器人核心执行部件之一，结构形式直接影响其搬运性能，当前无托架车底进入式泊车机器人，后简称“入底式泊车机器人”，因结构紧凑，无需配合停车平台及托架，适用于户内户外多种形式的停车场，通用性较强等优势逐渐成为市场主流形式。入底式泊车机器人的电驱动舵轮只有110mm以内的安装空间，而高密度的停车场和有限的道路空间要求电驱动舵轮需具有较高的转向灵敏性，2吨到3吨的载重范围要求电驱动舵轮需具有高扭矩驱动动力性能，因此，如何在极小安装高度约束下，提供具有较高的转向灵敏性与高扭矩驱动动力性能的入底式泊车机器人的电驱动舵轮具有重大的工程意义。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种驱动转向一体化入底式泊车机器人紧凑型电驱动舵轮，用以解决在极小安装空间约束问题下，使之具有较高的转向灵敏性与高扭矩驱动动力性能。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种驱动转向一体化入底式泊车机器人紧凑型电驱动舵轮，包括涡轮上安装板以及一体集成在涡轮上安装板上实现车轮的灵敏转向的转向驱动机构和实现车轮的高扭矩驱动的动力驱动机构，所述的涡轮上安装板由转向电机安装部和环形的涡轮安装部一体成型，并且在涡轮安装部底面安装圆筒状的下安装壳体。
所述的转向驱动机构包括安装在转向电机安装部底面的转向电机、涡轮以及一端与转向电机驱动连接且另一端与涡轮驱动连接的蜗杆。
所述的涡轮通过推力滚子轴承与环形的涡轮安装部底面连接，所述的推力滚子轴承的上圈固定在涡轮安装部底面上，下圈与涡轮上表面固定连接。
所述的涡轮上表面开设用以与推力滚子轴承下圈装配的圆形凸台，该凸台与推力滚子轴承的内径采用基孔制配合。
所述的涡轮上安装板上开设轴承安装孔，并且与推力滚子轴承上圈进行紧环配合。
所述的动力驱动机构包括两个与车轮车轴直接驱动连接的驱动电机以及用以固定车轮的车轮支架，所述的车轮支架固定在涡轮的下表面，所述的驱动电机安装在涡轮开设的电机安装槽内。
所述的推力滚子轴承、涡轮设置在下安装壳体内，且三者同心装配。
所述的下安装壳体与涡轮上安装板通过螺栓装配，并且在下安装壳体内加设卡簧以实现轴向定位。
所述的驱动电机的机壳与车轮支架固定连接，并且驱动电机的电机轴与车轮通过键连接驱动。
所述的转向电机与蜗杆一端通过键连接驱动。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提出的一种新型驱动转向一体化入底式泊车机器人紧凑型电驱动舵轮，与现有结构相比，实现了驱动转向系统共平面化，省去了通常转向系统需要在车轮上方所占用的空间，整个舵轮高度仅为车轮高度。
通过对转向电机与驱动电机合理的集成形式进行设计代替了现有的分体式设计，因采用双驱动电机的形式可以选用较小的驱动电机，避免因布置驱动电机的带来的空间冗余，从而实现内部空间的充分利用，将周向尺寸也控制在最小，使得该一体化电驱动舵轮具有较高的转向灵敏性与高扭矩驱动动力性能。
附图说明
图1为本发明的三维结构图。
图2为本发明的仰视图。
图3为本发明的主视图。
图4为图3的A-A剖视图。
图中标记说明：
1、转向电机，2、驱动电机，3、车轮支架，4、蜗轮，5、蜗杆，6、涡轮上安装板，7、推力滚子轴承，8、下安装壳体，9、车轮。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
本发明提出一种新型驱动/转向一体化入底式泊车机器人紧凑型电驱动舵轮结构主要包括转向电机1、驱动电机2、车轮支架3、蜗轮4、蜗杆5、涡轮上安装板6、推力滚子轴承7、下安装壳体8和车轮9等，如图1-4所示为新型驱动/转向一体化入底式泊车机器人紧凑型电驱动舵轮三维结构图，仰视图，主视图以及剖视图。
本例中的驱动电机2与转向电机1采用集成一体化结构形式，其中，转向电机1通过涡轮4与蜗杆5传递转向驱动力，驱动电机2采取直接驱动的方式传递车轮前后行驶驱动力，采用集成一体化结构形式可有效降低电驱动舵轮的总装配高度。
本例中的转向电机1与涡轮上安装板6通过螺栓装配连接，转向电机轴与蜗杆键连接，并且通过加紧定螺钉实现轴向定位，蜗轮4与蜗杆5配合转向电机1实现传动，达到舵轮转向目的。
本例中的推力滚子轴承7可实现车轮9与涡轮上安装板6的相对转动，车轮支架3与推力滚子轴承7的下圈部分连接，涡轮上安装板6与推力滚子轴承7的上圈部分连接。其中，涡轮上安装板6上有轴承安装孔与推力滚子轴承7进行紧环配合，下安装壳体8与涡轮上安装板6螺栓装配，下安装壳体8内加卡簧实现轴向定位，卡簧卡设在壳体内部，在工作时涡轮4连同车轮支架3被车轮9顶起，卡簧与涡轮4是非接触的，轴向定位主要是为了防止整个舵轮在搬运的时候，内部涡轮4等部件受重力影响下坠与下安装壳体8分离，此时卡簧与涡轮4才会接触。
本例中的车轮支架3与车轮9通过推力滚子轴承7连接可以实现相对转动，为保证本方案中的舵轮具有足够高的转矩，本发明中的驱动电机1选用双电机驱动，驱动电机壳与车轮支架3进行连接，电机轴与车轮9通过键连接。
本例中的蜗轮4上分别开出两个电机的安装槽，车轮支架3与蜗轮4下表面通过螺钉连接，涡轮4上表面开出与推力轴承下圈装配的圆形凸台，凸台与轴承内径基孔制配合。
本例中的下安装壳体8、涡轮上安装板6、推力滚子轴承7与蜗轮4为同心零部件。
本发明提出的一种新型驱动/转向一体化入底式泊车机器人紧凑型电驱动舵轮具有较低的高度，适用于无托架车底进入式泊车机器人的极小安装高度约束，通过对转向电机与驱动电机合理的集成形式进行设计，使得该一体化电驱动舵轮具有较高的转向灵敏性与高扭矩驱动动力性能。
以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础,为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种驱动转向一体化入底式泊车机器人紧凑型电驱动舵轮，其特征在于，包括涡轮上安装板(6)以及一体集成在涡轮上安装板(6)上实现车轮(9)的灵敏转向的转向驱动机构和实现车轮(9)的高扭矩驱动的动力驱动机构，所述的涡轮上安装板(6)由转向电机安装部和环形的涡轮安装部一体成型，并且在涡轮安装部底面安装圆筒状的下安装壳体(8)，所述的转向驱动机构包括安装在转向电机安装部底面的转向电机(1)、涡轮(4)以及一端与转向电机(1)驱动连接且另一端与涡轮(4)驱动连接的蜗杆(5)，所述的涡轮(4)通过推力滚子轴承(7)与环形的涡轮安装部底面连接，所述的推力滚子轴承(7)的上圈固定在涡轮安装部底面上，下圈与涡轮(4)上表面固定连接，所述的动力驱动机构包括两个与车轮(9)车轴直接驱动连接的驱动电机(2)以及用以固定车轮的车轮支架(3)，所述的车轮支架(3)固定在涡轮(4)的下表面，所述的驱动电机(2)安装在涡轮(4)开设的电机安装槽内，所述的推力滚子轴承(7)、涡轮(4)设置在下安装壳体(8)内，且三者同心装配，所述的驱动电机(2)的机壳与车轮支架(3)固定连接，并且驱动电机(2)的电机轴与车轮通过键连接驱动。
2.根据权利要求1所述的一种驱动转向一体化入底式泊车机器人紧凑型电驱动舵轮，其特征在于，所述的涡轮(4)上表面开设用以与推力滚子轴承(7)下圈装配的圆形凸台，该凸台与推力滚子轴承(7)的内径采用基孔制配合。
3.根据权利要求1所述的一种驱动转向一体化入底式泊车机器人紧凑型电驱动舵轮，其特征在于，所述的涡轮上安装板(6)上开设轴承安装孔，并且与推力滚子轴承(7)上圈进行紧环配合。
4.根据权利要求1所述的一种驱动转向一体化入底式泊车机器人紧凑型电驱动舵轮，其特征在于，所述的下安装壳体(8)与涡轮上安装板(6)通过螺栓装配，并且在下安装壳体(8)内加设卡簧以实现轴向定位。
5.根据权利要求1所述的一种驱动转向一体化入底式泊车机器人紧凑型电驱动舵轮，其特征在于，所述的转向电机(1)与蜗杆(5)一端通过键连接驱动。
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