CN205818975U - 用于电动平车的四轮独立驱动独立转向机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于电动平车的四轮独立驱动独立转向机构，包括设置在电动平车车架上的四个驱动轮、四组独立的动力驱动机构、四组独立的转向机构和一个PLC电气控制箱，驱动轮上设有车轮转轴；动力驱动机构通过驱动主轴连接车轮转轴，采用直流电动机进行驱动；转向机构通过转向轴座固定在车架上，采用液压马达结合蜗杆涡轮传动副驱动旋转头带动驱动主轴转向；直流电动机通过数据线缆与PLC电气控制箱电连接，转向涡轮上设有角度传感器，角度传感器与PLC电气控制箱电连接，PLC电气控制箱上设有四组电机控制器、四组转向控制器和一个整车控制器，电机控制器和转向控制器均与整车控制器相连。采用本机构可实现四驱、任意角度转向，有本地和远程控制模式。

Description

用于电动平车的四轮独立驱动独立转向机构

技术领域

本实用新型涉及一种电动平车的动力驱动机构，尤其涉及一种用于电动平车的四轮独立驱动独立转向机构，属于电动平车的控制技术领域。

背景技术

电动平车，又称电动平板车、过跨车、电动轨道车、电平车、台车等，是一种厂内重货运输车辆，此种车辆具有结构简单、使用方便、承载能力大、不怕脏不怕砸、维护容易、使用寿命长等特点，因其方便、壮实、经济、实用、易清理等诸多优点，成为企业厂房内部及厂房与厂房之间短距离定点频繁运载重物的首选运输工具。

现有电动平车主要由车架、运行驱动机构和电气控制箱组成，其中运行驱动机构是由电动机、制动器、减速机、轮组等组成，车轮两两相对通过车轴连接，车轮通过扁担轴承座安装在车架横梁下，形成主动轮对和被动轮对，减速机固定在主动轮对的车轴上，电气控制箱固定在车架底部靠外的部位，用于驱动平车行走；该机构的驱动形式主要有集中驱动和分别驱动两种，集中驱动是以一台电动机通过传动轴来带动两边主动轮的驱动形式，分别驱动是电动机分别驱动主动轮，但要求两边同步；两种驱动形式中均采用电磁继电器实现对电动机的控制，进而实现对电动平车的运动控制。现有运行驱动机构的结构较为复杂，拆卸组装维修不便，且爬坡能力较差，在驱动形式中电磁继电器的控制存在一定的安全隐患。

此外，现有的电动平车多采用液压转向机构实现转向，或者采用万向轮与差速控制实现转向。使用过程中液压机构存在漏油的问题，需要频繁对液压转向机构进行检测和维护，而采用万向轮与差速实现转向时方向控制精度差，电动平车易跑偏。并且，这一类电动平车均不具备横向行走及原地旋转等功能。

因此，迫切的需要一种新型的电动平车用运动驱动以及转向驱动机构来克服现有电动平车中所存在的上述技术问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于电动平车的四轮独立驱动独立转向机构，该机构通过为每个驱动轮配备一个独立的动力驱动机构和转向机构，从而简化电动平车的结构，降低制造及维护成本，并采用PLC电气控制箱进行集成控制，各驱动轮的运动状态及转向状态相互独立，实现四驱的同时大大提高了转向的灵活性，可实现电动平车的横向行驶或原地旋转运动。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为，一种用于电动平车的四轮独立驱动独立转向机构，包括设置在电动平车车架上的四个驱动轮、四组独立的动力驱动机构、四组独立的转向机构和一个PLC电气控制箱，每个驱动轮上设有车轮转轴和橡胶轮；每个动力驱动机构上设有驱动主轴、直流电动机、减速机和制动器，所述驱动轮上设有车轮转轴和橡胶车轮，所述车轮转轴与驱动主轴固定联接，所述减速机的输出轴（低速轴）传动连接驱动主轴，所述减速机的输入轴（高速轴）传动连接直流电动机的电机转轴，所述制动器设置在直流电动机尾端；每个转向机构上设有转向轴座、液压马达、蜗杆、转向涡轮和旋转头，所述转向轴座固定连接在电动平车的车架上，所述液压马达固定安装在转向轴座的底部，所述液压马达通过液压控制回路连接液压油箱，所述液压控制回路上设有液压控制阀，所述蜗杆通过键槽固定套接在液压马达的输出轴上，所述蜗杆与转向涡轮啮合构成蜗杆涡轮传动副，所述转向涡轮可旋转地固定设置在旋转头上，所述旋转头的顶端固定连接在转向轴座上，旋转头的下端套接在驱动主轴上；所述直流电动机通过数据线缆与PLC电气控制箱电连接，所述转向涡轮上设有角度传感器，所述液压控制阀和角度传感器与PLC电气控制箱电连接，所述PLC电气控制箱上设有四组电机控制器、四组转向控制器和一个整车控制器，所述电机控制器和转向控制器均与整车控制器相连。

作为本实用新型的一种改进，在电动平车上设置有直流电池组，所述直流电动机和PLC电气控制箱通过供电电缆与直流电池组电连接，所述PLC电气控制箱上还设有电池控制器，电池控制器与整车控制器相连，用于进行电池充放电管理以及电池安全保护。

作为本实用新型的一种改进，所述PLC电气控制箱上设有操控信号输入接口，所述操控信号输入接口上设有串行通讯接口和无线通讯接口，在串行通讯接口上导线连接有线控操作手柄，在无线通讯接口上无线连接有无线遥控器，操作人员可通过线控操作手柄或无线遥控器对车进行控制。

作为本实用新型的一种改进，所述直流电动机采用连续串励直流牵引电动机，电机的一端设有电机转轴，另一端设有安装轴，所述制动器套接安装在安装轴上。

作为本实用新型的一种改进，所述车轮转轴上设有车轮转速传感器，所述车轮转速传感器采用旋转式速度传感器，该传感器通过导线与PLC电气控制箱相连，检测驱动轮的转速并将检测结果输出给PLC电气控制箱以实现精准的速度控制。旋转式速度传感器与车轮转轴直接接触，传感器的输出信号为脉冲信号，其稳定性比较好，不易受外部噪声干扰，性能稳定可靠。

作为本实用新型的一种改进，所述旋转头包括旋转轴套和旋转轴，所述旋转轴设置在旋转轴套内部，所述转向涡轮与旋转轴固定连接。

作为本实用新型的一种改进，所述转向轴座的形状为圆柱形，以便能够更加牢靠地将旋转头固定安装在车架上，在转向轴座上开设有多个螺纹孔，采用螺栓穿过螺纹孔将转向轴座固定连接在电动平车的车架上。

相对于现有技术，本实用新型的整体结构设计巧妙，简化了电动平车的动力及转向结构，拆卸组装维修更换方便，成本较低；每个独立的动力驱动机构采用电动机、减速机和制动器三合一式的动力驱动形式，大大提高了传动效率，各车轮的运动状态相互独立，从而实现四驱，抓地力更强，车辆行驶更平稳，能够实现更大的爬坡能力；每个独立的转向机构采用液压马达驱动蜗杆，再由蜗杆带动转向涡轮，由于涡轮蜗杆传动副具有较大的传动速比，这样不仅能提高电动平车的安全系数的同时，也可为电动平车省略一组减速器，从而降低了制造成本；由于蜗杆可正反转，从而带动旋转头实现正反转，让驱动轮具有正负90°的最大转向，同时依靠角度传感器实现精密转向控制，实现了电动平车的任意方向行驶，同时横向行驶及原地旋转也能够方便实现；采用PLC电气控制箱对四个电动机进行集成控制，以弱电控强电的模式，更加安全、可靠；采用随车的直流电池组供电，具有运行线路不受限制、易于使用且节能环保等优势，此外，通过在PLC电气控制箱上设置包括串行通讯接口和无线通讯接口的两种操控信号输入接口，对电动平车的运动控制实现了本地和远程两种控制模式的结合，两种控制模式可自由切换，实现了人性化智能化的操控。

附图说明

图1为本实用新型中的一个驱动轮与动力驱动机构以及转向机构的剖面结构示意图。

图2为本实用新型中的一个驱动轮与动力驱动机构以及转向机构的俯视结构示意图。

图3为本实用新型在电动平车上的安装位置示意图。

图4为PLC电气控制箱的控制原理框图。

图中：1-驱动轮，2-车轮转轴，3-橡胶轮，4-减速机，5-驱动主轴，6-转向轴座，7-液压马达（蜗杆），8-转向涡轮，9-旋转头，10-直流电动机，11-液压控制回路，12-车架，13-直流电池组，14-PLC电气控制箱。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解和认识，下面结合附图对本实用新型作进一步描述和介绍。

如图1—图4，一种用于电动平车的四轮独立驱动独立转向机构，包括设置在电动平车车架12上的四个驱动轮1、四组独立的动力驱动机构、四组独立的转向机构和一个PLC电气控制箱14，每个驱动轮1上设有车轮转轴2和橡胶轮3；每个动力驱动机构上设有驱动主轴5、直流电动机10、减速机4和制动器，所述驱动轮1上设有车轮转轴2和橡胶车轮，所述车轮转轴2与驱动主轴5固定联接，所述减速机4的低速轴传动连接驱动主轴5，所述减速机4的高速轴传动连接直流电动机10的电机转轴，所述制动器设置在直流电动机10尾端；每个转向机构上设有转向轴座6、液压马达7、蜗杆、转向涡轮8和旋转头9，所述转向轴座6固定连接在电动平车的车架12上，所述液压马达7固定安装在转向轴座6的底部，所述液压马达7通过液压控制回路11连接液压油箱（图中为显示），所述液压控制回路11上设有液压控制阀（图中为显示），所述蜗杆通过键槽固定套接在液压马达7的输出轴上，所述蜗杆与转向涡轮8啮合构成蜗杆涡轮传动副，所述转向涡轮8可旋转地固定设置在旋转头9上，所述旋转头9的顶端固定连接在转向轴座6上，旋转头9的下端套接在驱动主轴5上；所述直流电动机10通过数据线缆与PLC电气控制箱14电连接，所述转向涡轮8上设有角度传感器，所述液压控制阀和角度传感器与PLC电气控制箱14电连接，所述PLC电气控制箱14上设有四组电机控制器、四组转向控制器和一个整车控制器，所述电机控制器和转向控制器均与整车控制器相连。

此外，在电动平车上设置有直流电池组13，所述直流电动机10和PLC电气控制箱14通过供电电缆与直流电池组13电连接，所述PLC电气控制箱14上还设有电池控制器，电池控制器与整车控制器相连，用于进行电池充放电管理以及电池安全保护。

所述PLC电气控制箱14上设有操控信号输入接口，所述操控信号输入接口上设有串行通讯接口和无线通讯接口，在串行通讯接口上导线连接有线控操作手柄，在无线通讯接口上无线连接有无线遥控器，操作人员可通过线控操作手柄或无线遥控器对车进行控制。

优选地，所述直流电动机10采用连续串励直流牵引电动机，电机的一端设有电机转轴，另一端设有安装轴，所述制动器套接安装在安装轴上。

进一步优选地，所述车轮转轴2上设有车轮转速传感器，所述车轮转速传感器采用旋转式速度传感器，该传感器通过导线与PLC电气控制箱14相连，检测驱动轮1的转速并将检测结果输出给PLC电气控制箱14以实现精准的速度控制。旋转式速度传感器与车轮转轴2直接接触，传感器的输出信号为脉冲信号，其稳定性比较好，不易受外部噪声干扰，性能稳定可靠。

进一步优选地，所述旋转头9包括旋转轴套和旋转轴，所述旋转轴设置在旋转轴套内部，所述转向涡轮8与旋转轴固定连接。

进一步优选地，所述转向轴座6的形状为圆柱形，在转向轴座6上开设有多个螺纹孔，采用螺栓穿过螺纹孔将转向轴座6固定连接在电动平车的车架12上。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本实用新型的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本实用新型权利要求所保护的范围。

Claims (7)

1.一种用于电动平车的四轮独立驱动独立转向机构，其特征在于：包括设置在电动平车车架上的四个驱动轮、四组独立的动力驱动机构、四组独立的转向机构和一个PLC电气控制箱，每个驱动轮上设有车轮转轴和橡胶轮；每个动力驱动机构上设有驱动主轴、直流电动机、减速机和制动器，所述驱动轮上设有车轮转轴和橡胶车轮，所述车轮转轴与驱动主轴固定联接，所述减速机的输出轴传动连接驱动主轴，所述减速机的输入轴传动连接直流电动机的电机转轴，所述制动器设置在直流电动机尾端；每个转向机构上设有转向轴座、液压马达、蜗杆、转向涡轮和旋转头，所述转向轴座固定连接在电动平车的车架上，所述液压马达固定安装在转向轴座的底部，所述液压马达通过液压控制回路连接液压油箱，所述液压控制回路上设有液压控制阀，所述蜗杆通过键槽固定套接在液压马达的输出轴上，所述蜗杆与转向涡轮啮合构成蜗杆涡轮传动副，所述转向涡轮可旋转地固定设置在旋转头上，所述旋转头的顶端固定连接在转向轴座上，旋转头的下端套接在驱动主轴上；所述直流电动机通过数据线缆与PLC电气控制箱电连接，所述转向涡轮上设有角度传感器，所述液压控制阀和角度传感器与PLC电气控制箱电连接，所述PLC电气控制箱上设有四组电机控制器、四组转向控制器和一个整车控制器，所述电机控制器和转向控制器均与整车控制器相连。

2.如权利要求1所述的用于电动平车的四轮独立驱动独立转向机构，其特征在于，在电动平车上设置有直流电池组，所述直流电动机和PLC电气控制箱通过供电电缆与直流电池组电连接，所述PLC电气控制箱上还设有电池控制器，电池控制器与整车控制器相连。

3.如权利要求1所述的用于电动平车的四轮独立驱动独立转向机构，其特征在于，所述PLC电气控制箱上设有操控信号输入接口，所述操控信号输入接口上设有串行通讯接口和无线通讯接口，在串行通讯接口上导线连接有线控操作手柄，在无线通讯接口上无线连接有无线遥控器。

4.如权利要求2或3所述的用于电动平车的四轮独立驱动独立转向机构，其特征在于，所述直流电动机采用连续串励直流牵引电动机，电机的一端设有电机转轴，另一端设有安装轴，所述制动器套接安装在安装轴上。

5.如权利要求4所述的用于电动平车的四轮独立驱动独立转向机构，其特征在于，所述车轮转轴上设有车轮转速传感器，所述车轮转速传感器采用旋转式速度传感器，该传感器通过导线与PLC电气控制箱相连。

6.如权利要求5所述的用于电动平车的四轮独立驱动独立转向机构，其特征在于，所述旋转头包括旋转轴套和旋转轴，所述旋转轴设置在旋转轴套内部，所述转向涡轮与旋转轴固定连接。

7.如权利要求6所述的用于电动平车的四轮独立驱动独立转向机构，其特征在于，所述转向轴座的形状为圆柱形，在转向轴座上开设有多个螺纹孔，采用螺栓穿过螺纹孔将转向轴座固定连接在电动平车的车架上。