CN209051295U - 轮子驱动模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种轮子驱动模块(1),包括轮子(30)、传动装置以及用于将所述轮子(30)支撑在壳体部上的支撑装置,其中所述传动装置具有被布置成可围绕共同的旋转轴(R)旋转的第一和第二主动齿圈(15、25),所述轮子(30)固定在从动轴(31)上并且可以通过所述第一主动齿圈(15)和所述第二主动齿圈(25)的相应旋转来加以转向操纵和驱动,所述支撑装置具有内圈(33),并且所述轮子(30)随所述从动轴(31)一同被保持在所述内圈(33)上,并且所述内圈(33)支撑在所述壳体部上,其中所述传动装置借助所述支撑装置与作用于所述轮子(30)的负荷(K)解耦。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种轮子驱动模块,具有轮子、传动装置和支撑装置,所述传动装置借助所述支撑装置与作用于所述轮子的负荷解耦。
背景技术
在现有技术中,已知有众多适用于各种应用领域的轮子驱动模块和轮子驱动方案。轮子驱动模块大多具有需要用其他组件进行驱动和 /或转向操纵的轮子。此外,轮子驱动模块大多还包括用于驱动轮子的传动装置。
其中的问题在于,通过轮子作用于轮子驱动模块或者通过轮子驱动模块作用于轮子的负荷往往由传动装置或个别的传动装置组件支撑。这使得例如齿轮副的齿啮合受负荷影响,从而导致可由齿轮副传递的力发生波动,齿轮副的效率不稳定。当轮子驱动模块例如被用于物流应用领域的运输滑架时,由于装载货物而被施加在运输滑架上的重力被一或数个轮子驱动模块传递到地面上,其中该重力由接触地面的一或数个轮子支撑。作用于轮子的重力或者通过地面施加在轮子上以用来支撑该重力的力使得传动装置的齿轮相对于其他齿轮发生位移,导致齿啮合改变且受负荷影响。为了适应负荷,现有技术中的已知模块的传动装置部分地采用超尺寸设计,以便能吸收具体应用时所产生的所有的力。如果要求轮子驱动模块结构紧凑,因而仅需占用较小空间,那么这种超尺寸对结构空间和重量而言都是不利的。特别是在将这样一种轮子驱动模块应用于物流领域,例如应用于运输滑架时,在保证承载能力较高的同时,较低的结构空间需求是特别有利的。
实用新型内容
因此,本实用新型的目的是克服上述缺点并提供一种轮子驱动模块,这种轮子驱动模块的对轮子进行驱动的传动装置不受作用于轮子的负荷影响,并且能实现节省结构空间的轻便构造。
这个目的通过下述方式所述的特征组合而达成:一种轮子驱动模块,包括轮子、传动装置以及用于将所述轮子支撑在壳体部上的支撑装置,其中,所述传动装置具有被布置成可围绕共同的旋转轴旋转的第一主动齿圈和第二主动齿圈,所述轮子固定在从动轴上并且可以通过所述第一主动齿圈和所述第二主动齿圈的相应旋转来加以转向操纵和驱动,所述支撑装置具有内圈,并且所述轮子随所述从动轴一同被保持在所述内圈上,并且所述内圈支撑在所述壳体部上,其中所述传动装置借助所述支撑装置与作用于所述轮子的负荷解耦。
本实用新型提出一种轮子驱动模块,包括轮子、传动装置和支撑装置。支撑装置用于将轮子支撑在壳体部上以及用于吸收作用于轮子的、通常被传动装置所吸收的负荷,使得传动装置不受作用于轮子的负荷影响。传动装置具有被布置成可围绕共同的旋转轴旋转的第一和第二主动齿圈。轮子至少抗旋地固定在从动轴上并且可以通过第一和第二主动齿圈的相应旋转来加以转向操纵和驱动。为了驱动从动轴上的轮子,将主动齿圈的旋转传递到从动轴上,使得轮子随从动轴一同绕轮轴旋转。实施转向操纵时,通过主动齿圈的旋转,使从动轴连同轮子围绕主动齿圈的旋转轴转动或旋转。为了支撑作用于轮子的负荷,支撑装置具有内圈。轮子随从动轴一同被保持在内圈上,其中从动轴以可绕轮轴旋转的方式支承或容置在内圈上。内圈支撑在壳体部上,借此使得通过轮子和从动轴作用于内圈的、通常作用于传动装置的负荷避开传动装置或传动装置的齿轮副,或者说减轻传动装置的负荷。传动装置借助支撑装置与作用于轮子的负荷解耦。
所述轮子驱动模块的有利改进方案提出:连接轮子的从动轴与主动齿圈的旋转轴正交延伸,并且可围绕与从动轴同心或者说与旋转轴正交的轮轴旋转。在从动轴远离轮子的一侧上,从动齿轮至少抗旋地固定在从动轴上,以便能将第一和第二主动齿圈的相应旋转通过从动齿轮传递到从动轴和轮子上。从动轴连同轮子可由第一和第二主动齿圈通过从动齿轮绕轮轴进行驱动,并且可以通过旋转同时围绕主动齿圈的旋转轴转向。
如果第一主动齿圈和第二主动齿圈以相同的旋转速度和相反的方向围绕其共同的旋转轴旋转,则从动齿轮绕轮轴旋转,但从动齿轮、从动轴或轮子不会围绕主动齿圈的旋转轴旋转或转动。通过主动齿圈方向相反但程度相同的旋转,实现对轮子的无转向运动的驱动。
如果第一主动齿圈和第二主动齿圈以相同的旋转速度和相同的方向绕其旋转轴旋转,则从动齿轮不围绕轮轴旋转,而是仅围绕主动齿圈的旋转轴旋转,从而实现轮子的转向运动,但轮子不受到围绕轮轴的驱动。
如果第一主动齿圈和第二主动齿圈围绕其旋转轴以不同的旋转速度朝相反的或相同的方向旋转,或者一个主动齿圈保持不动,则在轮子上同时实现围绕主动齿圈的旋转轴的转向运动以及围绕轮轴的驱动或推进。
所述轮子驱动模块的另一有利技术方案进一步提出:第一主动齿圈和第二主动齿圈沿其旋转轴相隔设置,并且在第一主动齿圈与第二主动齿圈之间限定沿旋转轴延伸的容置空间。优选地,内圈和轮子容置在容置空间中。内圈呈管形并且形成平行于第一和第二主动齿圈的旋转轴地延伸穿过容置空间的轮子容置通道,轮子和从动轴的一个部分优选设于轮子容置通道中。
在另一有利的改进方案中,从动轴从内圈的轮子容置通道沿径向向外延伸穿过内圈的壁部。为了使从动轴能够绕轮轴旋转,从动轴至少沿其径向支承在内圈上,例如借助滑动轴承套或者借助由一或数个球轴承形成的支承件。此外,为了将沿轮轴方向作用于轮子和从动轴的负荷传递到内圈上,从动轴除径向支承外还可以进一步地轴向支承在内圈上。径向支承和轴向支承例如可通过一或数个角接触球轴承相结合。
为了借助设于内圈外部或者说设于内圈的轮子容置通道外部的从动齿轮来驱动设于内圈中的轮子,所述轮子驱动模块的一个同样有利的技术方案提出:轮子至少部分地设于内圈的轮子容置通道中,并且从动轴从轮子穿过内圈的壁部从轮子容置通道延伸至从动齿轮。为了在容置从动轴的同时将轮子与内圈的壁部隔开,壁部可具有延伸进入轮子容置通道的从动轴容置部,用于支承从动轴和/或轮子的支承元件可以设置在从动轴容置部中或从动轴容置部上。轮子借助从动轴容置部优选以主动齿圈的旋转轴居中的方式保持在从动轴上,使得轮子与地面之间的接触点或接触面与主动齿圈的旋转轴同心,并且使得轮子做转向运动时在接触面上绕旋转轴转动。
为了将内圈容置在主动齿圈上或主动齿圈中且同时实现主动齿圈围绕其共同的旋转轴的支承,在所述轮子驱动模块的替代性技术方案中提出:第一主动齿圈通过第一内轴承环支承在内圈上,并且第二主动齿圈通过第二内轴承环支承在内圈上。第一和第二内轴承环可分别由一或数个轴承形成,并且可包含对应的主动齿圈的围绕旋转轴设置的径向轴承和/或主动齿圈的沿着旋转轴设置的轴向轴承。内轴承环也可以至少部分地由内圈和/或对应的主动齿圈整体形成。举例而言,第一内轴承环和/或第二内轴承环可由球轴承或滚动轴承形成,其中具有滚珠滚道(Kugellaufspur)的球轴承内圈由轮子驱动模块的内圈形成,并且具有滚珠滚道的球轴承外圈由齿圈形成,其中由保持架保持的滚动体或滚珠在滚珠滚道中滚动。
为了将负荷从内圈传递到壳体部上或者从壳体部传递到内圈上,在替代性技术方案中进一步提出:支撑装置具有外圈,外圈在旋转轴的径向上设于内圈外侧并且呈环形地环绕内圈设置。内圈通过外轴承环支撑在外圈上。内圈通过外轴承环在外圈上的支承仍然可由一或数个轴承形成,并且可包含围绕旋转轴设置的径向轴承和/或沿着旋转轴设置的轴向轴承。外轴承环同样可至少部分地由内圈和外圈整体形成。优选地,外轴承环不仅支撑沿旋转轴方向被施加在轮子上的负荷,也支撑与旋转轴正交地被施加在轮子上的负荷,因为外轴承环例如通过角接触球轴承不仅实现径向的支承或力的吸收,也实现轴向的支承或力的吸收,其中轮子通过轴向支承而至少能承受从地面作用于轮子的负荷。
为能支承在外圈上,内圈优选形成环绕旋转轴设置且沿着旋转轴的径向向外延伸的支承突出部,该支承突出部沿径向在第一与第二主动齿圈之间贯穿延伸。外轴承环容置在支承突出部上或者部分地由支承突出部形成。
有利的进一步方案提出:从动轴在支承突出部的高度上延伸穿过内圈的壁部,并且从动齿轮部分地设于支承突出部中。
为了将从动齿轮容置在支承突出部中,在支承突出部中形成与轮轴正交地贯穿支承突出部的通孔,从动齿轮设于该通孔中。通孔沿着从动齿轮的径向与轮轴正交地从支承突出部中出来而延伸至第一和第二主动齿圈,其中从动齿轮容置在通孔中。
主动齿圈、内轴承环、外轴承环和内圈彼此同心地布置在外圈的由外圈限定且在径向上被外圈包围的容置空间中。这种同心布局使得所述组件以基于主动齿圈的旋转而可围绕主动齿圈的旋转轴旋转的方式支承在外圈上,外圈相对于所述组件优选为位置固定或者至少抗旋的。以外圈为参照,所述轮子驱动器的其他组件(例如第一和第二驱动马达)优选为位置固定的。
所述轮子驱动模块的有利方案提出:外圈固定在壳体部上或者至少沿着平行于主动齿圈的旋转轴的方向以及沿着旋转轴的径向支撑在壳体部上。
替代地,一种同样有利的实施方式提出:外圈形成壳体部。
附图说明
关于本实用新型其他有利改进方案的特征下面参照附图并结合本实用新型的优选实施方案予以详细说明。其中:
图1为轮子驱动模块的侧面剖视图;
图2为轮子驱动模块未设支撑装置时的透视图。
具体实施方式
图2用于阐述轮子驱动模块1的作用原理,其作用是提高图1中示出的剖视图的可理解性,因此,接下来将先对图2中的视图进行说明。
在图2中,轮子驱动模块1连同其驱动马达11、21一并被示出,所述驱动马达对第一和第二主动齿圈15、25进行驱动。第一驱动马达11与第二驱动马达21对立布置,其中驱动马达11、21还可以各自包括自有的马达传动装置。驱动马达11、21各自通过马达轴12、 22分别连接小齿轮13、23。
第一小齿轮13以其齿部与第一中间轮14的齿部啮合,第一中间轮以其齿部与第一主动齿圈15的主动齿部啮合,使得第一主动齿圈 15可由第一驱动马达11通过第一小齿轮13的旋转进行驱动并且可绕旋转轴R旋转。
第二主动齿圈25同样如此。第二小齿轮23以其齿部与第二中间轮24的齿部啮合,第二中间轮以其齿部与第二主动齿圈25的主动齿部啮合,使得第二主动齿圈25可由第二驱动马达21通过第二小齿轮 23的旋转进行驱动并且可绕旋转轴R旋转。
在第一与第二主动齿圈15、25之间设有从动齿轮32,从动齿轮的齿部既与第一主动齿圈15的指向从动齿轮32的齿部啮合,又与第二主动齿圈25的指向从动齿轮32的齿部啮合。因此,从动齿轮32 的旋转(第三旋转)既取决于第一主动齿圈15的旋转(第一旋转),又取决于第二主动齿圈25的旋转(第二旋转)。
从从动齿轮32沿着轮轴A朝主动齿圈15、25的旋转轴R方向延伸出与从动齿轮32抗旋连接的从动轴31。在沿着轮轴A与从动齿轮32隔开的一侧上,轮子30与从动轴31抗旋连接,借此将从动齿轮32的旋转(第三旋转)通过从动轴31传递到轮子30上。如图所示,轮子30部分地容置在第一主动齿圈15与第二主动齿圈25之间,第一和第二主动齿圈沿着其旋转轴R相隔设置并且在彼此之间形成容置空间20。两个主动齿圈15、25均具有沿旋转轴R延伸穿过对应的主动齿圈15、25的圈口。轮子30至少在其面向地面B的一侧延伸穿过对应的圈口,这使得轮子30实质上具有五个部分。轮子30的一个第一部分设于主动齿圈之间,轮子30的两个第二部分设于主动齿圈15、25的圈口中,轮子30的两个第三部分沿旋转轴R位于主动齿圈15、25外侧。
图1示出轮子驱动模块1沿旋转轴R剖开的部分剖面,其中轮子 30、从动轴31和从动齿轮32以未经剖切的状态被示意性示出。从动轴31连同从动齿轮32和轮子30被保持在内圈33上,该内圈为了支承从动轴31而具有图中未示出的径向轴承以及图中未示出的轴向轴承,但是所述径向轴承和轴向轴承也可由滑动轴承套形成。从动轴 31借助内圈33上的径向轴承对沿着旋转轴R通过地面B作用于轮子 30且从轮子30作用于从动轴31的负荷(例如力K)进行支撑,并且借助内圈33上的轴向轴承对与旋转轴R正交地施加在轮子30上的负荷进行支撑。
内圈33呈管形,其中壁部平行于旋转轴R地延伸穿过容置空间 20并且呈环形地包围轮子容置通道,轮子30布置在轮子容置通道中。内圈33进一步通过外轴承环34’支撑在外圈34上,该外轴承环具体可实施为吸收径向力和轴向力的滚动轴承。此外,第一主动齿圈15和第二主动齿圈25各自通过内轴承环15’、25’支承在内圈33上,以便将主动齿圈15、25可绕内圈33旋转地容置在内圈上,其中主动齿圈15、25和内圈33围绕其共同的旋转轴R同心布置。
外轴承环34’容置在内圈33的支承突出部33’上,该支承突出部在围绕旋转轴R的周向上环绕内圈33的壁部设置,该壁部沿着旋转轴R呈管形延伸。从动轴31连同轮子30和从动齿轮32旋转时所围绕的轮轴A相对于支承突出部33’对称布置,使得从动轴31从轮子 30和轮子容置通道穿过内圈33的壁部延伸进入支承突出部33’。支承突出部33’在从动轴31上或者说围绕从动轴具有通孔32’,从动轮 32布置在该通孔中。举例而言,当轮子驱动模块1的外圈34上被加载重力G时,该重力从外圈34(该外圈也可以是容置轮子驱动模块 1的壳体部的一部分)通过外轴承环34’被传递到内圈33上。重力G 不会改变从动齿轮32相对于第一或第二主动齿圈15、25的位置,也不会改变从动齿轮32和主动齿圈15、25的负荷。特别是主动齿圈 15、25的齿啮合不受重力G给轮子驱动模块1带来的负荷影响。该重力从内圈33传递到从动轴31上并且从从动轴传递到轮子30上,轮子通过反向的力K来支撑朝地面B方向作用的重力G。
Claims (11)
1.一种轮子驱动模块(1),包括轮子(30)、传动装置以及用于将所述轮子(30)支撑在壳体部上的支撑装置,其中,
所述传动装置具有被布置成可围绕共同的旋转轴(R)旋转的第一主动齿圈(15)和第二主动齿圈(25),
所述轮子(30)固定在从动轴(31)上并且可以通过所述第一主动齿圈(15)和所述第二主动齿圈(25)的相应旋转来加以转向操纵和驱动,
所述支撑装置具有内圈(33),并且
所述轮子(30)随所述从动轴(31)一同被保持在所述内圈(33)上,并且所述内圈(33)支撑在所述壳体部上,其中所述传动装置借助所述支撑装置与作用于所述轮子(30)的负荷(K)解耦。
2.根据权利要求1所述的轮子驱动模块,其中,
连接所述轮子(30)的所述从动轴(31)与所述第一主动齿圈(15)和所述第二主动齿圈(25)的旋转轴(R)正交延伸,并且可围绕与所述从动轴(31)同心的轮轴(A)旋转,其中,
在所述从动轴(31)远离所述轮子(30)的一侧上,从动齿轮(32)固定在所述从动轴(31)上,并且所述从动轴(31)连同所述轮子(30)可由所述第一主动齿圈(15)和所述第二主动齿圈(25)通过所述从动齿轮(32)进行驱动。
3.根据权利要求1或2所述的轮子驱动模块,其中,
在所述第一主动齿圈(15)与所述第二主动齿圈(25)之间限定沿所述旋转轴(R)延伸的容置空间(20),并且
所述内圈(33)呈管形并且形成平行于所述第一主动齿圈(15)和所述第二主动齿圈(25)的旋转轴(R)地延伸穿过所述容置空间(20)的轮子容置通道。
4.根据权利要求3所述的轮子驱动模块,其中,
所述从动轴(31)从所述内圈(33)的轮子容置通道沿径向向外延伸穿过所述内圈(33)的壁部,并且
所述从动轴(31)至少沿其径向支承在所述内圈(33)上。
5.根据权利要求4所述的轮子驱动模块,其中,
所述轮子(30)至少部分地设于所述内圈(33)的轮子容置通道中,并且所述从动轴(31)从所述轮子(30)穿过所述内圈(33)的壁部延伸至所述从动齿轮(32)。
6.根据权利要求1或2所述的轮子驱动模块,其中,
所述第一主动齿圈(15)通过第一内轴承环(15’)支承在所述内圈(33)上,并且所述第二主动齿圈(25)通过第二内轴承环(25’)支承在所述内圈上。
7.根据权利要求2所述的轮子驱动模块,其中,
所述支撑装置具有外圈(34),所述外圈在所述旋转轴(R)的径向上设于所述内圈(33)外侧并且呈环形地环绕所述内圈设置,并且
所述内圈(33)通过外轴承环(34’)支撑在所述外圈(34)上。
8.根据权利要求7所述的轮子驱动模块,其中,
所述内圈(33)形成环绕所述旋转轴(R)设置且沿着所述旋转轴(R)的径向向外延伸的支承突出部(33’),所述支承突出部沿径向在所述第一主动齿圈(15)与所述第二主动齿圈(25)之间贯穿延伸,并且
所述外轴承环(34’)容置在所述支承突出部(33’)上。
9.根据权利要求8所述的轮子驱动模块,其中,
在所述支承突出部(33’)中形成与所述轮轴(A)正交地贯穿所述支承突出部(33’)的通孔(32’),所述从动齿轮(32)设于所述通孔中,并且所述通孔沿着所述从动齿轮(32)的径向与所述轮轴(A)正交地从所述支承突出部(33’)中出来而延伸至所述第一主动齿圈(15)和所述第二主动齿圈(25)。
10.根据权利要求7所述的轮子驱动模块,其中,
所述外圈(34)固定在所述壳体部上或者平行于所述第一主动齿圈(15)和所述第二主动齿圈(25)的旋转轴(R)地沿着所述旋转轴(R)的径向支撑在所述壳体部上。
11.根据权利要求7所述的轮子驱动模块,其中,
所述外圈(34)为所述壳体部。
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GR01 | Patent grant | ||
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