CN112319599A - 一种智能全向输转平台高速全向轮系统 - Google Patents

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Abstract

一种智能全向输转平台高速全向轮系统，包括：大齿轮，所述大齿轮与车架连接；小齿轮，所述小齿轮固定安装在转向支撑架上，所述小齿轮与大齿轮啮合；尼龙齿轮，所述尼龙齿轮安装在转向支撑架上，所述尼龙齿轮与大齿轮无间隙啮合；车轮架，所述转向支撑架和车轮架连接，所述车轮架下部安装外轮圈。本发明安装结构紧凑，安装简单，占用空间小；高速重载下，雨雪天，不平整路面能正常行驶；制动效果好，大大减小了急刹下制动距离；行驶和转向都可以实现高精度，是普通车辆不能达到的。

Description

一种智能全向输转平台高速全向轮系统
技术领域
本发明涉及电动全向车辆驱动装置领域，特别是机场特种车辆，涉及一种带液压制动的高速高精度减震全向轮。
背景技术
电动全向车辆即为电驱动的可以任意方向转向行驶的车辆，其可以是人为操作或者自动导航行驶的车辆。
现阶段使用的电动全向车辆的动力装置均在低速轻载状态下运行，机场特种车辆要求在高速重载情况下运行，为实现该目的，需要解决以下几个问题：
第一：全向轮一般采用电机和减速器直连或行走轮和减速器一体的形式，结构臃肿、制造装配困难；
第二：高速重载状态下制动力不足，制动距离过长。
第三：高速重载状态下震动强烈，车体寿命较短；
第四：转向回转精度完全依赖回转机构的齿轮加工精度，达到高精度成本太高；
因此，有必要提供一种新的高速全向轮来解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种带液压制动的高速高精度减震全向轮，用于解决上述问题。
本发明采用以下技术方案：
一种智能全向输转平台高速全向轮系统，包括：
大齿轮，所述大齿轮与车架连接；
小齿轮，所述小齿轮固定安装在转向支撑架上，所述小齿轮与大齿轮啮合；
尼龙齿轮，所述尼龙齿轮安装在转向支撑架上，所述尼龙齿轮与大齿轮无间隙啮合；
车轮架，所述转向支撑架和车轮架连接，所述车轮架下部安装外轮圈。
所述小齿轮连接转向电机。
所述尼龙齿轮上连接转向编码器。
所述转向支撑架和车轮架之间通过至少两个减震器连接。
所述外轮圈中安装轮毂，轮毂上安装制动机构。
所述制动机构还包括制动盘，所述制动盘固定安装在轮毂的另一侧，且所述同轴减速器的输出法兰与制动盘连接。
所述制动机构还包括制动卡钳，所述制动卡钳固定安装在车轮架另一侧。
还包括伺服电机、同轴减速器，所述车轮架一侧设置有带孔的安装板，所述伺服电机设置在安装板的外侧，同轴减速器设置在安装板内侧，且所述同轴减速器的输出法兰与轮毂一侧连接，所述伺服电机的输出轴穿过车轮架一侧的安装板上的孔后，与同轴减速器连接。
本发明的有益效果：
本发明安装结构紧凑，安装简单，占用空间小；高速重载下，雨雪天，不平整路面能正常行驶；制动效果好，大大减小了急刹下制动距离；行驶和转向都可以实现高精度，是普通车辆不能达到的。使用了本发明的平台，可实现横移、斜行、原地360︒旋转功能，无转弯半径，可适应航站楼狭窄的运行空间以及机位附近密集的作业环境要求。
附图说明
图1是全向轮的三维图。
图2是实现驱动功能的剖视图。
图3是全向轮的爆炸图。
图4是全向轮的驱动部分和轮的爆炸图。
其中，1、伺服电机，2、车轮架，3、同轴减速器，4、轮毂，5、外轮圈，6、制动盘，7、制动卡钳，8、减震器，9、转向电机，10、小齿轮，11、大齿轮，12、尼龙齿轮，13、转向支撑架，14、转向编码器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的技术含义相同。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本发明中，术语如“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
参见图1~图3所示，本发明提供一种智能全向输转平台高速全向轮系统，其中，图1是本发明实施例的全向轮的三维图；图2是本发明实施例实现驱动功能的剖视图；图3是本发明全向轮的爆炸图。
具体来说，本发明的智能全向输转平台高速全向轮系统包括大齿轮11，全向轮系统通过所述大齿轮11与上部的车体固定连接，能够通过大齿轮11实现与车体的相对转动。大齿轮11转动安装在下部的转向支撑架13上。转向支撑架13上固定安装小齿轮10，小齿轮10与大齿轮11啮合，小齿轮1连接转向电机9，转向电机9动作时，能够带动小齿轮10转动，由于大齿轮11固定，因此小齿轮10能够带动转向支撑架13和整个全向轮系统转动。
进一步来说，本发明的转向支撑架13上还安装有尼龙齿轮12，尼龙齿轮12与大齿轮10无间隙啮合，大齿轮11在小齿轮10的带动下转动时，大齿轮11能够带动尼龙齿轮12转动。
进一步来说，所述尼龙齿轮12上连接转向编码器14，因尼龙齿轮12和大齿轮11之间啮合无间隙，所以传动无误差，转向编码器14就可以非常准确的测定到整个全向轮的转动情况，实现高精度。
进一步来说，所述转向支撑架13下部连接车轮架2，所述车轮架2下部安装外轮圈5。其中，所述转向支撑架13和车轮架2之间通过至少两个减震器8连接，转向支撑架13和车轮架2通过减震器8相连，当全向轮行驶在不平整地面时，减震器8会实现伸长或缩短将不平整抵消，从而实现减震的目的。如图所示的实施例中，减震器8具有四个，分别设置在转向支撑架13的四个角。
进一步来说，所述外轮圈5中安装轮毂4，轮毂4上安装制动机构对车轮进行制动。
在一些实施例中，所述制动机构包括制动盘6和制动卡钳7，所述制动盘6固定安装在轮毂4的另一侧，且所述同轴减速器3的输出法兰与制动盘6连接，所述制动卡钳7固定安装在车轮架2另一侧。
进一步来说，本发明还包括驱动部分，该部分包括伺服电机和同轴减速器3，在一些实施例中，所述车轮驾2的一侧设置有带动的安装板，所述伺服电机1安装在安装板的外侧，同轴减速器3设置在安装板内侧，且所述同轴减速器3位于轮毂4的一侧，同轴减速器3伸入到轮毂4内部，同轴减速器3的输出法兰与轮毂4连接，所述伺服电机1的输出轴穿过车轮架2一侧的安装板上的孔后，与同轴减速器3连接。如图2所示。伺服电机1动作时驱动同轴减速器3动作，进而带动轮毂4动作，轮毂4带动外轮圈动作。
本发明在实施时：
如图1所示为整个全向轮系统，全向轮系统通过大齿轮11和车体连接（图中未表达），可以实现全向轮系统和车体的相对转动；小齿轮10和转向支撑架13相固连，小齿轮10随着转向支撑架13转动。
本发明在发生转向动作时：与小齿轮10连接的转向电机9输出动力，带动小齿轮10旋转，小齿轮10和大齿轮11啮合，因大齿轮11与车体固定，所以小齿轮10会带动整个转向支撑架13和全向轮系统转动；尼龙齿轮12为大齿型结构，其和大齿轮11无啮合间隙，所以在大齿轮11转动时会随着大齿轮11转动，因啮合无间隙，所以传动无误差，转向编码器14就可以非常准确的测定到整个全向轮的转动情况，实现高精度。
本发明还能够实现减震功能：因为转向支撑架13和车轮架2通过减震器8相连，当全向轮行驶在不平整地面时，减震器8会实现伸长或缩短将不平整抵消，从而实现减震的目的。
本发明选用的同轴减速器3输入端安装尺寸和伺服电机1输出端安装尺寸相同，且伺服电机1和同轴减速器3分别置于车轮架2一侧安装板的两面，同轴减速器3藏于轮毂内，将同轴减速器3的输出法兰和轮毂4相连，能够实现将减速器内藏于轮内用于减小安装尺寸。
如图2和图3所示，制动机构的轮毂4另一侧和制动盘6相连，制动盘6和其同步旋转，制动卡钳7优选为液压制动卡钳，制动卡钳7在收到制动信号后，实现制动动作，制动卡钳7可以施加很大的制动力，实现在高速重载状态下制动。当然，本发明还可以通过现有车辆上的ABS系统控制制动卡钳，实现点刹操作。
上述的制动卡钳、制动盘均为本领域常见设备，其原理也极其常见，因此不再赘述。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种智能全向输转平台高速全向轮系统，其特征在于，包括：
大齿轮（11），所述大齿轮（11）与车架连接；
小齿轮（10），所述小齿轮（10）固定安装在转向支撑架（13）上，所述小齿轮（10）与大齿轮（11）啮合；
尼龙齿轮（12），所述尼龙齿轮（12）安装在转向支撑架（13）上，所述尼龙齿轮（12）与大齿轮（10）无间隙啮合；
车轮架（2），所述转向支撑架（13）和车轮架（2）连接，所述车轮架（2）下部安装外轮圈（5）。
2.根据权利要求1所述的一种智能全向输转平台高速全向轮系统，其特征在于：
所述小齿轮（11）连接转向电机（9）。
3.根据权利要求1所述的一种智能全向输转平台高速全向轮系统，其特征在于：
所述尼龙齿轮（12）上连接转向编码器（14）。
4.根据权利要求1所述的一种智能全向输转平台高速全向轮系统，其特征在于：
所述转向支撑架（13）和车轮架（2）之间通过至少两个减震器（8）连接。
5.根据权利要求1所述的一种智能全向输转平台高速全向轮系统，其特征在于：
所述外轮圈（5）中安装轮毂（4），轮毂（4）上安装制动机构。
6.根据权利要求5所述的一种智能全向输转平台高速全向轮系统，其特征在于：
所述制动机构还包括制动盘（6），所述制动盘（6）固定安装在轮毂（4）的另一侧，且所述同轴减速器（3）的输出法兰与制动盘（6）连接。
7.根据权利要求6所述的一种智能全向输转平台高速全向轮系统，其特征在于：
所述制动机构还包括制动卡钳（7），所述制动卡钳（7）固定安装在车轮架（2）另一侧。
8.根据权利要求1所述的一种智能全向输转平台高速全向轮系统，其特征在于：
还包括伺服电机（1）、同轴减速器（3），所述车轮架（2）一侧设置有带孔的安装板，所述伺服电机（1）设置在安装板的外侧，同轴减速器（3）设置在安装板内侧，且所述同轴减速器（3）的输出法兰与轮毂（4）一侧连接，所述伺服电机（1）的输出轴穿过车轮架（2）一侧的安装板上的孔后，与同轴减速器（3）连接。
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