CN207311661U - 全向轮驱动装置及全向差速驱动小车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种全向轮驱动装置及全向差速驱动小车，所述全向轮驱动装置包括驱动电机、与驱动电机相连的传动机构、转向电机，以及与转向电机相连的转向机构，所述传动机构和转向机构通过轴承组与车轮相连。所述小车包括小车本体，以及带动小车本体全向运动的全向差速驱动系统，所述全向差速驱动系统包括驱动电机、差速器、传动机构、转向电机和转向机构，所述驱动电机与差速器输入端相连，传动机构与差速器输出端相连。上述全向轮驱动装置可带动小车实现360°全向运转。

Description

全向轮驱动装置及全向差速驱动小车

技术领域

本实用新型涉及一种全向轮驱动装置及全向差速驱动小车，属于车辆测试领域。

背景技术

ADAS车辆在环测试是指通过实时仿真机仿真模拟道路、交通场景和传感器，将真实的车辆置于其中进行测试，可实现功能验证、各场景仿真测试、整车电控系统的匹配及联合运行，针对该测试需用到一种全向移动的目标小车，所述小车应具备全向移动，且最高车速需达到60km/h。

目前用于ADAS车辆在环测试的全向小车一般采用差速轮组，所述差速轮组用两个电机来驱动一个轮系，通过两个轮子不同的速度来实现轮系的转向，由于是通过多电机独立控制，在行驶过程中调整方向时，必须应用复杂的软件解决左右轮子差速问题，软件实现难度较大。

有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种全向轮驱动装置及全向差速驱动小车，本案由此产生。

实用新型内容

本实用新型的目的之一是提供一种可实现车轮360°全向运行的全向轮驱动装置。

为了实现上述目的，本实用新型的解决方案是：

全向轮驱动装置，包括驱动电机、与驱动电机相连的传动机构、转向电机，以及与转向电机相连的转向机构，所述传动机构和转向机构通过轴承组与车轮相连。

作为优选，所述轴承组与车轮相连，包括与传动机构相连的内轴承，以及与转向机构相连的外轴承，通过内轴承和外轴承的设置，分别实现车轮的前进和转向。

作为优选，所述传动机构包括第一传动轴和第二传动轴，两者呈90°安装；所述第一传动轴与驱动电机联动连接，所述第二传动轴一端通过传动齿轮与第一传动轴相连，另一端通过轴承组内轴承与车轮连接。驱动电机驱动第一传动轴转动，接着依次通过传动齿轮、第二传动轴和轴承组内轴承带动车轮转动，进而实现车轮前进。

作为优选，所述传动齿轮包括分别安装在第一传动轴和第二传动轴上的第一伞齿轮和第二伞齿轮，通过第一伞齿轮和第二伞齿轮的配合，实现第一传动轴和第二传动轴的90°传动。

作为优选，所述转向机构包括转向臂，所述转向臂内部设有可容纳第一传动轴、传动齿轮和第二传动轴的空腔，所述转向臂一端通过传动件与转向电机联动连接，另一端通过轴承组外轴承与车轮连接，转向电机带动转向齿轮转动，进而使转向臂旋转，最终实现车轮转向。

作为优选，所述传动件为转向齿轮、传动带或齿轮。

作为优选，所述转向齿轮套设在第一传动轴上，第一传动轴和转向齿轮间设有轴承，轴承可以使转向齿轮和第一传动轴转动时互不干扰。

上述全向轮驱动装置工作原理：所述传动机构和转向机构分别通过内轴承和外轴承与车轮独立连接，轴承组的设置可以使转向齿轮和车轮各自转动互不干涉。驱动电机带动传动机构工作，通过传动机构的第一传动轴和第二传动轴实现车轮的前进；转向电机带动转向机构工作，通过转向臂实现车轮360°全向转动。

本实用新型所述的全向轮驱动装置，具有如下优点：

1、通过传动机构和转向机构协同驱动，可以使车轮进行360°全方位任意转向和前进；

2、转向机构通过转向电机能够精确控制车轮方向，减小车轮行驶偏差；

3、传动机构套设在转向臂内，整个装置结构简洁、易于控制。

本实用新型的目的之二是提供一种采用上述全向轮驱动装置的全向差速驱动小车。

为了实现上述目的，本实用新型的解决方案是：

全向差速驱动小车，包括小车本体，以及带动小车本体全向运动的全向差速驱动系统，所述全向差速驱动系统包括驱动电机、差速器、传动机构、转向电机和转向机构，所述驱动电机与差速器输入端相连，传动机构与差速器输出端相连，驱动电机通过差速器带动传动机构，转向电机与转向机构相连，所述传动机构、转向机构通过轴承组与各自车轮相连。

作为优选，所述全向差速驱动系统包括1个驱动电机、1个差速器、2个传动机构、2个转向电机和2个转向机构，所述驱动电机与差速器的1个输入端相连，2个传动机构分别与差速器的2个输出端相连，驱动电机通过差速器带动2个传动机构同时工作，2个转向电机分别与各自的转向机构相连，所述传动机构、转向机构通过轴承组与各自车轮相连。

作为优选，所述轴承组与车轮相连，包括与传动机构相连的内轴承，以及与转向机构相连的外轴承，通过内轴承和外轴承的设置，分别实现车轮的前进和转向。

作为优选，所述传动机构、转向机构结构同上述全向轮驱动装置的传动机构、转向机构。

上述全向差速驱动小车工作原理：所述全向差速驱动系统的驱动电机经过差速器带动传动机构工作，通过传动机构的第一传动轴和第二传动轴实现车轮的前进；转向电机带动转向机构工作，通过转向臂实现车轮360°全向转动。

本实用新型所述的全向差速驱动小车，具有如下优点：

1、通过差速器、传动机构和转向机构协同驱动，可以使车轮进行360°全方位任意转向和前进；

2、1个驱动电机通过差速器可同时驱动2个传动机构（即2个车轮），相比两个电机分别驱动更容易控制，而且差速器可自动分配两轮的转速，小车转向时更加平稳，转向控制更方便；

3、转向机构通过转向电机能够精确控制车轮方向，减小车轮行驶偏差；

4、传动机构套设在转向臂内，整个装置结构简洁、易于控制。

以下结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细描述。

附图说明

图1为实施例1的全向轮驱动装置结构示意图；

图2为实施例2的全向差速驱动小车的驱动系统结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种全向轮驱动装置，包括驱动电机1、转向电机2、与驱动电机1相连的传动机构3，以及与转向电机2相连的转向机构4，所述传动机构3和转向机构4通过轴承组5与车轮6相连。在本实施例中，所述轴承组5安装在车轮6上，包括与传动机构3相连的内轴承51，以及与转向机构4相连的外轴承52，通过内轴承51和外轴承52的设置，在车轮6转动及转向时互不干涉。

所述传动机构3包括第一传动轴31和第二传动轴32，两者呈90°安装；所述第一传动轴31与驱动电机1联动连接，驱动电机1可直接或间接带动第一传动轴31转动，本实施例驱动电机1通过联动传动轴11和其他部件（图中用虚线表示）间接带动第一传动轴31转动。所述第二传动轴32一端通过传动齿轮与第一传动轴31相连，另一端通过轴承组内轴承51与车轮6连接。所述传动齿轮包括分别安装在第一传动轴31和第二传动轴32上的第一伞齿轮33和第二伞齿轮34，通过第一伞齿轮33和第二伞齿轮34的配合，实现第一传动轴31和第二传动轴32的90°传动。

上述传动机构3用于给车轮6提供驱动力，驱动车轮6运行，其工作原理：驱动电机1驱动第一传动轴31转动，第一伞齿轮33和第二伞齿轮34用于第一传动轴31、第二传动轴32的啮合传动，第二传动轴32将驱动电机1的动力传输给车轮6，最终实现车轮6转动前进（或后退）。轴承组内轴承51用于支撑第二传动轴32并使第二传动轴32转动时不干涉转向机构4的转向臂41。

所述转向机构4包括转向臂41，所述转向臂41内部设有可容纳第一传动轴31、第一伞齿轮33、第二伞齿轮34和第二传动轴32的空腔42，因为第一传动轴31和第二传动轴32为90°设置，所以本实施例的转向臂41为L型设置。所述转向臂41一端通过传动件与转向电机2联动连接，另一端通过轴承组外轴承52与车轮6连接，在本实施例中，所述传动件为转向齿轮43，除转向齿轮43外，还可以采用传动带或齿轮进行传动。所述转向齿轮43套设在第一传动轴31上，第一传动轴31和转向齿轮43间设有轴承44，转向齿轮43用于传递动力并驱动转向臂41绕第一传动轴31转动。所述轴承44用于第一传动轴31和转向齿轮43各自转动、互不干涉。所述轴承组外轴承52用于转向齿轮43和车轮6各自转动、互不干涉。

上述转向机构4用于给车轮6提供转向力，驱动车轮6进行360°任意转动，其工作原理：转向电机2驱动转向齿轮43转动，转向齿轮43与转向臂41固定，从而使转向臂41跟着转动，转向臂41的另一端通过外轴承52与车轮6固定，最终实现车轮6的360°转向。

上述全向轮驱动装置工作原理：所述传动机构3和转向机构4分别通过内轴承51和外轴承52与车轮独立连接，驱动电机1带动传动机构3工作，通过传动机构3的第一传动轴31和第二传动轴32实现车轮6的前进；转向电机2带动转向机构4工作，通过转向臂41实现车轮360°全向转动。

本实施例所述的全向轮驱动装置，具有如下优点：

1、通过传动机构3和转向机构4协同驱动，可以使车轮6进行360°全方位任意转向和前进；

2、转向机构4通过转向电机1能够精确控制车轮6方向，减小车轮行驶偏差；

3、传动机构3套设在转向臂41内，整个装置结构简洁、易于控制。

实施例2

本实施例所述的全向差速驱动小车具有实施例1所述的全向轮驱动装置，所述小车具体包括小车本体，以及全向差速驱动系统，在本实施例中，所述全向差速驱动系统用于驱动小车的2个前轮（即左前轮61和右前轮62），通过全向差速驱动系统可以带动小车本体360°全向运动，进而完成ADAS车辆在环测试。

如图2所示，所述全向差速驱动系统包括1个驱动电机1、1个差速器7、2个传动机构3、2个转向电机2和2个转向机构4，本实施例通过1个驱动电机1和1个差速器7分别驱动2个传动机构3，所述驱动电机1与差速器7的1个输入端相连，2个传动机构3分别与差速器的2个输出端相连，驱动电机1通过差速器带动2个传动机构同时工作，2个转向电机2分别与各自的转向机构4相连，2个传动机构3、转向机构4通过各自轴承组5分别与左前轮61和右前轮62相连。

本实施例所述的传动机构3、转向机构4与实施例1全向轮驱动装置中所述的传动机构3、转向机构4基本相同。其中，所述传动机构3的第一传动轴31通过联动传动轴11与差速器7连接，第一传动轴31和联动传动轴11也呈90°设置，连接处通过第三伞齿轮35和第四伞齿轮12实现90°传动。

本实施例所述的全向差速驱动小车工作原理：所述全向差速驱动系统的驱动电机1经过差速器7带动两侧的传动机构3工作，通过传动机构3的第一传动轴31和第二传动轴32实现左前轮61和右前轮62的前进；转向电机2带动转向机构4工作，通过转向臂41实现左前轮61和右前轮62的360°全向转动。

本实施例所述的全向差速驱动小车，具有如下优点：

1、通过差速器7、传动机构3和转向机构4协同驱动，可以使左前轮61和右前轮62进行360°全方位任意转向和前进，进而实现小车整体360°全向转动；

2、1个驱动电机1通过差速器7同时驱动2个传动机构（即2个车轮），相比两个电机分别驱动更容易控制，而且差速器7可自动分配左前轮61和右前轮62的转速，小车转向时更加平稳，转向控制更方便。

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。

Claims (10)

1.全向轮驱动装置，其特征在于：包括驱动电机、与驱动电机相连的传动机构、转向电机，以及与转向电机相连的转向机构，所述传动机构和转向机构通过轴承组与车轮相连；所述轴承组与车轮相连，包括与传动机构相连的内轴承，以及与转向机构相连的外轴承。

2.如权利要求1所述的全向轮驱动装置，其特征在于：所述传动机构包括第一传动轴和第二传动轴，两者呈90°安装；所述第一传动轴与驱动电机联动连接，所述第二传动轴一端通过传动齿轮与第一传动轴相连，另一端通过轴承组内轴承与车轮连接。

3.如权利要求2所述的全向轮驱动装置，其特征在于：所述转向机构包括转向臂，所述转向臂内部设有可容纳第一传动轴、传动齿轮和第二传动轴的空腔，所述转向臂一端通过传动件与转向电机联动连接，另一端通过轴承组外轴承与车轮连接。

4.如权利要求3所述的全向轮驱动装置，其特征在于：所述传动齿轮包括分别安装在第一传动轴和第二传动轴上的第一伞齿轮和第二伞齿轮，通过第一伞齿轮和第二伞齿轮的配合，实现第一传动轴和第二传动轴的90°传动；所述传动件为转向齿轮、传动带或齿轮。

5.如权利要求4所述的全向轮驱动装置，其特征在于：所述转向齿轮套设在第一传动轴上，第一传动轴和转向齿轮间设有轴承。

6.全向差速驱动小车，其特征在于：包括小车本体，以及带动小车本体全向运动的全向差速驱动系统，所述全向差速驱动系统包括驱动电机、差速器、传动机构、转向电机和转向机构，所述驱动电机与差速器输入端相连，传动机构与差速器输出端相连，驱动电机通过差速器带动传动机构，转向电机与转向机构相连，所述传动机构、转向机构通过轴承组与各自车轮相连。

7.如权利要求6所述的全向差速驱动小车，其特征在于：所述全向差速驱动系统包括1个驱动电机、1个差速器、2个传动机构、2个转向电机和2个转向机构，所述驱动电机与差速器的1个输入端相连，2个传动机构分别与差速器的2个输出端相连，驱动电机通过差速器带动2个传动机构同时工作，2个转向电机分别与各自的转向机构相连，所述传动机构、转向机构通过轴承组与各自车轮相连；所述轴承组与车轮相连，包括与传动机构相连的内轴承，以及与转向机构相连的外轴承。

8.如权利要求7所述的全向差速驱动小车，其特征在于：所述传动机构包括第一传动轴和第二传动轴，两者呈90°安装；所述第一传动轴与驱动电机联动连接，所述第二传动轴一端通过传动齿轮与第一传动轴相连，另一端通过轴承组内轴承与车轮连接。

9.如权利要求8所述的全向差速驱动小车，其特征在于：所述转向机构包括转向臂，所述转向臂内部设有可容纳第一传动轴、传动齿轮和第二传动轴的空腔，所述转向臂一端通过传动件与转向电机联动连接，另一端通过轴承组外轴承与车轮连接。

10.如权利要求9所述的全向差速驱动小车，其特征在于：所述传动齿轮包括分别安装在第一传动轴和第二传动轴上的第一伞齿轮和第二伞齿轮；所述传动件为转向齿轮、传动带或齿轮；其中，所述转向齿轮套设在第一传动轴上，第一传动轴和转向齿轮间设有轴承。