CN209274339U - 全轮动力和全轮回转驱动的轻量化移动底盘系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种全轮动力和全轮回转驱动的轻量化移动底盘系统，包括全轮驱动组件、全轮转向组件、车轮组件、平台骨架，全轮驱动组件、全轮转向组件、车轮组件均安装于平台骨架上，全轮驱动组件与车轮组件连接对车轮组件进行全向动力驱动，全轮转向组件与车轮组件连接对车轮组件进行全向转向驱动。采用动力分布驱动和转向分散驱动，实现对轮组的全向动力驱动和转向控制，实现移动平台的全回转移动和灵活转向功能，降低轮组体积和重量，提升轮组移动和转向时的线性度，同时还具备造价低、控制简便、控制精准等优点，有利于实现移动平台的多轮移动和转向组件的微型化、高性能化和低成本化，提高多轮移动平台系统的自动化和智能化水平。

Description

全轮动力和全轮回转驱动的轻量化移动底盘系统

技术领域

本实用新型属于移动底盘技术领域，具体涉及一种全轮动力和全轮回转驱动的轻量化移动底盘系统。

背景技术

轮式行走机构在行驶过程中因具备摩擦和阻力小、运动噪声低、转向性能好以及灵活机动特性好而被广泛应用于各类复杂场合，例如应用于狭窄空间的全轮驱动的汽车、应用于特种地形的军事特种机器人、以及应用于高危复杂地面环境的移动式机器人等。

尤其是全轮驱动的平台，因具备多轮驱动和转向功能，从而可获得更灵活的机动特性。移动平台上各个独立驱动和转向的轮组机构遇到障碍物或不利地形时，由于每个驱动轮均具备动力驱动和转向驱动功能，因此可以使得尽可能多的轮组处于与地面有摩擦力状态，各个轮组拥有单独动力驱动，从而以更大概率下实现动力驱动，适合更加复杂的地面环境。

由于需要对每个轮组单独动力驱动和转向驱动，轮组上动力驱动电机和转向电机的重量和尺寸等参数将直接决定全轮移动平台的运动特性。

目前实现多轮移动平台动力和转向驱动方案中，多采用对移动平台上各个轮组进行独立驱动和控制的方案；且一般将动力驱动电机单独分别安装在轮组一侧或上端实现动力行进驱动，或将转向驱动电机安装在轮组一侧或上端实现转向驱动。

针对对多轮平台进行动力驱动的案例中，主要如下：例如申请号为201610368798.4公布的全向移动平台及其动力万向轮方案，申请号为201611060832.8的专利公布的“一种全向移动平台”，申请号为201711141193.2的专利公布的一种机电一体式新型全向结构轮装置，以及申请号为201810317614.0公布的“一种新型的火星车”等方案。

全轮动力驱动方案中，常规采用每个轮组单独直连驱动，或左右轮组、前后轮组共用驱动电机的方案时，所需的动力驱动电机数量为1/N～N(N＝所需驱动的轮组数量)，由于动力驱动电机及减速机尺寸较大，这样会导致轮组体积庞大、能耗严重，且成本高、控制困难等问题，导致驱动轮机动灵活特性下降；且由于每个驱动电机响应速度、制造尺寸误差等因素存在，导致输出轴速度和力矩等存在差异化，进而导致各个轮组动力无法均衡、运动不同步，轻则导致平台移动精度差、重则导致轮组机械磨损严重、加重驱动机构或轮组机构载荷负担，还可能存在平台颠覆风险。

针对对多轮平台进行转向驱动控制的案例中，典型的有申请号为201310019276.X的专利公布了“一种全向转向可升降的农用遥控移动机器人平台”，申请号为201610368798.4公布的“全向移动平台及其动力万向轮”技术方案，申请号为201710803975.1的专利公布的“多轮式移动平台”，申请号为201810317614.0公布的“一种新型的火星车”等方案。

全轮转向驱动方案中，若要实现对全轮独立转向控制，同样需要的转向子机构数量为1/N～N(N＝所需驱动的轮组数量)，由于动力驱动组件和转向组件间存在耦合，这样对转向驱动机构布局非常不利，同样会存在增加驱动轮组体积和成本等问题，由于每个轮组上转向电机的响应速度等参数存在差异，从而导致动力输出不一致、不均衡和不同步，从而导致移动平台转向线性度差，进而引发其他重大问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种全轮动力和全轮回转驱动的轻量化移动底盘系统，解决目前多轮移动平台的轮系上动力驱动和转向驱动需要单独设置动力源而导致的驱动机构数量过多、轮组驱动一致性差、体积和重量大、造价高、控制精度差等问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：全轮动力和全轮回转驱动的轻量化移动底盘系统，包括全轮驱动组件、全轮转向组件、车轮组件、平台骨架，全轮驱动组件、全轮转向组件、车轮组件均安装于平台骨架上，全轮驱动组件与车轮组件连接对车轮组件进行全向动力驱动，全轮转向组件与车轮组件连接对车轮组件进行全向转向驱动；

全轮驱动组件包括动力驱动源、动力波箱、动力传递组件，动力驱动源通过动力波箱连接动力传递组件，动力传递组件与车轮组件连接；动力驱动源由第一动力电机、第一动力减速箱、第二动力电机、第二动力减速箱组成。

具体的，所述第一动力电机和第二动力电机分别连接第一动力减速箱和第二动力减速箱，第一动力减速箱和第二动力减速箱的输出轴分别各自连接动力波箱的两个输入端。

具体的，所述动力波箱由动力波箱外壳、第一动力转轴、第二动力转轴、第一动力齿轮、第二动力齿轮、第三动力齿轮、第四动力齿轮、第五动力齿轮、第六动力齿轮、第七动力齿轮、第八动力齿轮、第九动力齿轮、第十动力齿轮、第三动力转轴、第四动力转轴、第五动力转轴、第六动力转轴组成；

第三动力齿轮、第五动力齿轮、第六动力齿轮、第七动力齿轮、第八动力齿轮、第九动力齿轮、第十动力齿轮、第三动力转轴、第五动力转轴、第六动力转轴分别设有两套。

具体的，所述第一动力转轴的输入端连接第一动力减速箱的输出轴，第一动力转轴的输出端连接有第一动力齿轮，第一动力齿轮分别与两套第三动力齿轮啮合连接，每套第三动力齿轮通过一套第三动力转轴与一套第五动力齿轮连接；

第二动力转轴的输入端连接第二动力减速箱输出轴，第二动力转轴的输出端连接有第二动力齿轮，第二动力齿轮与第四动力齿轮啮合连接，第四动力齿轮安装于第四动力转轴上，第四动力转轴的两端分别连接有一套第六动力齿轮，每套第六动力齿轮与一套第七动力齿轮的一侧啮合连接，每套第七动力齿轮设置在一套第八动力齿轮内环壁面上，每套第八动力齿轮与一套第五动力齿轮啮合连接，第七动力齿轮的另一侧与一套第九动力齿轮的内侧啮合连接，第九动力齿轮安装于第五动力转轴上，每套第九动力齿轮的外侧与一套第十动力齿轮啮合连接，第十动力齿轮安装于第六动力转轴前端。

具体的，所述动力传递组件由动力传递第一齿轮、动力传递第二齿轮、动力传递第一转轴、动力传递第三齿轮、动力传递第四齿轮、动力传递第二转轴、动力传递第五齿轮、动力传递第六齿轮、动力传递第三转轴、动力传递万向节、动力传递第七齿轮、动力传递第八齿轮组成；动力传递第一齿轮、动力传递第二齿轮、动力传递第一转轴、动力传递第三齿轮、动力传递第四齿轮、动力传递第二转轴、动力传递第五齿轮、动力传递第六齿轮、动力传递第三转轴、动力传递万向节、动力传递第七齿轮、动力传递第八齿轮分别设有两套。

具体的，所述动力传递第一齿轮数量为两套，对称设置，分别连接两套第六动力转轴，每套动力传递第一齿轮与一套动力传递第二齿轮啮合连接，每套动力传递第二齿轮固定在一套动力传递第一转轴的前端，动力传递第一转轴的后端设有动力传递第三齿轮，动力传递第三齿轮与动力传递第四齿轮啮合连接，动力传递第四齿轮通过动力传递第二转轴与动力传递第五齿轮连接，动力传递第五齿轮与动力传递第六齿轮啮合连接，动力传递第六齿轮通过动力传递第三转轴连接动力传递万向节的输入端，动力传递万向节的输出端通过转轴连接动力传递第七齿轮，动力传递第七齿轮与动力传递第八齿轮啮合连接。

具体的，所述全轮转向组件包括转向驱动源、转向波箱、转向传递组件，转向驱动源通过转向波箱连接转向传递组件，转向传递组件与车轮组件连接；

转向驱动源包括第一转向电机、第一转向减速箱、第二转向电机、第二转向减速箱，第一转向电机连接第一转向减速箱的输入端，第二转向电机连接第二转向减速箱的输入轴，第一转向减速箱和第二转向减速箱输出轴分别各自连接转向波箱的两个输入端。

具体的，所述转向传递组件由转向传递第一齿轮、转向传递第二齿轮、转向传递第一转轴、转向传递第三齿轮、转向传递第四齿轮、转向传递第二转轴、转向传递第五齿轮、转向传递第六齿轮、转向传递第三转轴、转向传动第七齿轮、转向传动第八齿轮、转向传递第四转轴、转向传动第九齿轮、转向传动第十齿轮、转向传递第五转轴、转向传动第十一齿轮、转向传动第十二齿轮、转向传递第六转轴组成；

转向传递第一齿轮数量为两套，两套对称设置，分别连接转向波箱，每套转向传递第一齿轮与一套转向传递第二齿轮啮合连接，每套转向传递第二齿轮通过一套转向传递第一转轴与一套转向传递第三齿轮连接，每套转向传递第三齿轮与一套转向传递第四齿轮啮合连接，转向传递第四齿轮通过转向传递第二转轴与转向传递第五齿轮连接，转向传递第五齿轮与转向传递第六齿轮啮合连接，转向传递第六齿轮与转向传递第三转轴连接，转向传递第三转轴的上端连接车轮组件；

转向传动第七齿轮固定在转向波箱上，转向传动第七齿轮与转向传动第八齿轮啮合连接，转向传动第八齿轮设置在转向传递第四转轴中央，转向传递第四转轴设置于转向传递第一转轴内部，转向传递第四转轴的两端分别连接有转向传动第九齿轮，转向传动第九齿轮与转向传动第十齿轮啮合连接，转向传动第十齿轮设置于转向传递第五转轴的前端，转向传递第五转轴的后端连接有转向传动第十一齿轮，转向传动第十一齿轮与转向传动第十二齿轮啮合连接，转向传动第十二齿轮与转向传递第六转轴的下端连接，转向传递第六转轴的上端与车轮组件连接。

具体的，所述车轮组件包括车轮、轮轴、轮架、转向机构，车轮通过轮轴固定在轮架上，转向机构设置于轮架上端，轮轴与动力传递第八齿轮连接，转向机构与转向传递第三转轴、转向传递第六转轴连接。

具体的，所述平台骨架包括本体、连接块、支腿，本体通过连接块与支腿连接，本体前侧固定连接有转向波箱，后侧固定连接有动力波箱，支腿内通过轴承设置有动力传递第二转轴，连接块包括左连接块、右连接块，支腿包括左前支腿、左后支腿、右前支腿、右后支腿，本体的一端通过左连接块分别连接左前支腿和左后支腿，本体的另一端通过右连接块分别连接右前支腿和右后支腿；

左前支腿后端面处和右后支腿前端面处分别设有转向传递第四齿轮；

左前支腿和右后支腿内分别设有转向传递第二转轴；

左后支腿后端面前端和右前支腿后端面前端设置有转向传动第十齿轮。

本实用新型具有以下有益效果：

1)设计由最小数量的动力源组成的全轮动力驱动系统，实现对四轮甚至多轮的同步动力驱动功能，解决了目前多轮移动平台的轮系上动力驱动需要单独设置动力源而导致的驱动机构数量过多、轮组驱动一致性差、体积和重量大、造价高、控制精度差等问题。极大的降低了多轮移动平台的动力驱动机构的机械组件复杂度，节省了系统平台空间，将动力从轮组移至平台内部，有利于多轮移动平台的微型化和轻量化。

2)采用动力分布驱动和转向分散驱动，实现对轮组的全向动力驱动和转向控制，实现移动平台的全回转移动和灵活转向功能，降低轮组体积和重量，提升轮组移动和转向时的线性度，同时还具备造价低、控制简便、控制精准等优点，有利于实现移动平台的多轮移动和转向组件的微型化、高性能化和低成本化，提高多轮移动平台系统的自动化和智能化水平。

附图说明

图1是本实用新型移动底盘整体立体结构示意图。

图2是本实用新型移动底盘整体主视结构示意图。

图3是本实用新型移动底盘整体俯视结构示意图。

图4是本实用新型移动底盘整体仰视结构示意图。

图5是本实用新型移动底盘中全轮驱动组件和全轮转向组件主视结构示意图。

图6是本实用新型移动底盘中全轮驱动组件和全轮转向组件左视结构示意图。

图7是本实用新型移动底盘中全轮驱动组件和全轮转向组件右视结构示意图。

图8是本实用新型移动底盘中全轮驱动组件和全轮转向组件后视结构示意图。

图9是本实用新型移动底盘中全轮驱动组件和全轮转向组件俯视结构示意图。

图10是本实用新型移动底盘中全轮驱动组件和全轮转向组件仰视结构示意图。

图11是本实用新型移动底盘中全轮驱动组件的右视结构示意图。

图12是本实用新型移动底盘中全轮驱动组件的俯视结构示意图。

图13是本实用新型移动底盘中全轮转向组件的右视结构示意图。

图14是本实用新型移动底盘中全轮转向组件的俯视结构示意图。

图15是本实用新型移动底盘中车轮组件的主视结构示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1、2所示，全轮动力和全轮回转驱动的轻量化移动底盘系统，包括全轮驱动组件1、全轮转向组件2、车轮组件3、平台骨架4，全轮驱动组件1、全轮转向组件2、车轮组件3均安装于平台骨架4上，全轮驱动组件1与车轮组件3连接对车轮组件3进行全向动力驱动，全轮转向组件2与车轮组件3连接对车轮组件3进行全向转向驱动。

如图5-7所示，全轮驱动组件1包括动力驱动源1-1、动力波箱1-2、动力传递组件1-3。

动力驱动源1-1通过动力波箱1-2连接动力传递组件1-3，动力传递组件1-3与车轮组件3连接，动力驱动源1-1为轮组的全向驱动提供动力，动力波箱1-2实现减速和增大扭矩作用，动力传递组件1-3则将动力进行方向、大小转换和动力分配，实现对轮组全向动力驱动的动力传递功能。

动力驱动源1-1由第一动力电机1-1-a、第一动力减速箱1-1-b、第二动力电机1-1-c、第二动力减速箱1-1-d组成。第一动力电机1-1-a和第二动力电机1-1-c分别连接第一动力减速箱1-1-b和第二动力减速箱1-1-d，第一动力减速箱1-1-b和第二动力减速箱1-1-d的输出轴分别各自连接动力波箱1-2的两个输入端。

如图3、11、12所示，动力波箱1-2由动力波箱外壳1-2-a、第一动力转轴1-2-b、第二动力转轴1-2-c、第一动力齿轮1-2-d、第二动力齿轮1-2-e、第三动力齿轮1-2-f、第四动力齿轮1-2-g、第五动力齿轮1-2-h、第六动力齿轮1-2-i、第七动力齿轮1-2-j、第八动力齿轮1-2-k、第九动力齿轮1-2-l、第十动力齿轮1-2-m、第三动力转轴1-2-n、第四动力转轴1-2-o、第五动力转轴1-2-p、第六动力转轴1-2-q组成。

第三动力齿轮1-2-f、第五动力齿轮1-2-h、第六动力齿轮1-2-i、第七动力齿轮1-2-j、第八动力齿轮1-2-k、第九动力齿轮1-2-l、第十动力齿轮1-2-m、第三动力转轴1-2-n、第五动力转轴1-2-p、第六动力转轴1-2-q分别设有两套。

动力波箱外壳1-2-a为方形壳体结构，内部设置各类传动齿轮和转轴等结构，固定在本体4-1后侧面。

第一动力转轴1-2-b的输入端连接第一动力减速箱1-1-b的输出轴，第一动力转轴1-2-b的输出端连接有第一动力齿轮1-2-d。

第二动力转轴1-2-c的输入端连接第二动力减速箱1-1-d输出轴，第二动力转轴1-2-c的输出端连接有第二动力齿轮1-2-e。

第一动力齿轮1-2-d为锥形齿轮，第一动力齿轮1-2-d分别与两套第三动力齿轮1-2-f啮合连接。

第二动力齿轮1-2-e为锥形齿轮，第二动力齿轮1-2-e与第四动力齿轮1-2-g啮合连接。

第三动力齿轮1-2-f数量为两套，为锥形齿轮，左右对称放置，中间啮合有第一动力齿轮1-2-d，第三动力齿轮1-2-f还连接有第三动力转轴1-2-n。

第四动力齿轮1-2-g为锥形齿轮，固定在第四动力转轴1-2-o上，与第二动力齿轮1-2-e啮合。

第五动力齿轮1-2-h数量为两套，左右对称放置，为直齿轮，固定在第三动力转轴1-2-n两端，分别与第八动力齿轮1-2-k啮合。

第六动力齿轮1-2-i为锥形齿轮，数量为两套，分别固定在第四动力转轴1-2-o两端，且与第七动力齿轮1-2-j啮合。

第七动力齿轮1-2-j数量为两套，两套对称分布，每套为数量多个的锥形齿轮，均匀分布在第八动力齿轮1-2-k内环壁面上，第七动力齿轮1-2-j形成的圆周阵列一侧与第六动力齿轮1-2-i啮合，另外一侧则与第九动力齿轮1-2-l啮合。

第八动力齿轮1-2-k为直齿轮，内部中空，数量为两套，左右对称放置，通过第七动力齿轮1-2-j实现与第六动力齿轮1-2-i、第九动力齿轮1-2-l的接触啮合。第八动力齿轮1-2-k的外部还与第五动力齿轮1-2-h啮合。

第九动力齿轮1-2-l为两面均具有锥形齿的齿轮，数量为两套，固定在第五动力转轴1-2-p上，第九动力齿轮1-2-l的内侧与第七动力齿轮1-2-j啮合，外侧则与第十动力齿轮1-2-m啮合。

第十动力齿轮1-2-m数量为两套，为锥形齿轮，固定在第六动力转轴1-2-q前端，第十动力齿轮1-2-m与第九动力齿轮1-2-l啮合转动。

第三动力转轴1-2-n数量为两套，左右对称放置，前端连接第三动力齿轮1-2-f，后端连接第五动力齿轮1-2-h。

第四动力转轴1-2-o两端连接第六动力齿轮1-2-i，中间套接第四动力齿轮1-2-g。

第五动力转轴1-2-p数量为两套，对称放置，连接并固定第九动力齿轮1-2-l。

第六动力转轴1-2-q数量为两套，分别连接第十动力齿轮1-2-m，实现动力输出。

第一动力转轴1-2-b、第二动力转轴1-2-c、第三动力转轴1-2-n、第四动力转轴1-2-o、第五动力转轴1-2-p、第六动力转轴1-2-q主要通过轴承、支架等常规手段固定在动力波箱外壳1-2-a内部，实现相对转动。

动力波箱1-2对轮组的动力驱动原理如下：

外部的第一动力电机1-1-a通过第一动力减速箱1-1-b、第二动力电机1-1-c通过第二动力减速箱1-1-d将两根动力轴传递至第一动力转轴1-2-b、第二动力转轴1-2-c上，其中第一动力转轴1-2-b带动第一动力齿轮1-2-d中的两轮齿反向转动，从而带动第三动力转轴1-2-n转动，进而带动第五动力齿轮1-2-h转动，通过齿轮的啮合作用，从而带动第八动力齿轮1-2-k转动，第七动力齿轮1-2-j转动，带动第九动力齿轮1-2-l转动，实现对第十动力齿轮1-2-m的转动带动作用，从而驱动第六动力转轴1-2-q转动；其中在上述过程中，还可通过驱动第二动力转轴1-2-c转动，从而通过带动第四动力齿轮1-2-g转动，从而带动第四动力转轴1-2-o转动，实现带动第六动力齿轮1-2-i转动，通过与第七动力齿轮1-2-j、第八动力齿轮1-2-k啮合作用，实现对第八动力齿轮1-2-k的叠加或消减作用，从而间接带动第九动力齿轮1-2-l、第十动力齿轮1-2-m以及第六动力转轴1-2-q的转动。

具体实现左右两侧动力全向驱动的机理如下：

1)左右两侧轮组同时正转或反转实现前进或后退功能

外部的第一动力电机1-1-a通过第一动力减速箱1-1-b、第二动力电机1-1-c通过第二动力减速箱1-1-d将两根动力轴传递至第一动力转轴1-2-b、第二动力转轴1-2-c上，其中第一动力转轴1-2-b带动第一动力齿轮1-2-d中的两轮齿反向转动，从而带动第三动力转轴1-2-n转动，进而带动第五动力齿轮1-2-h转动，通过齿轮的啮合作用，从而带动第八动力齿轮1-2-k转动，第七动力齿轮1-2-j转动，带动第九动力齿轮1-2-l转动，实现对第十动力齿轮1-2-m的转动带动作用，从而驱动两根第六动力转轴1-2-q同向转动；改变第一动力电机1-1-a的转向，可改变两根第六动力转轴1-2-q转动的转动方向。

其中在上述过程中，第二动力转轴1-2-c为静止状态。

2)左右侧轮组差速转动功能

外部的第一动力电机1-1-a通过第一动力减速箱1-1-b、第二动力电机1-1-c通过第二动力减速箱1-1-d将两根动力轴传递至第一动力转轴1-2-b、第二动力转轴1-2-c上，其中第一动力转轴1-2-b带动第一动力齿轮1-2-d中的两轮齿反向转动，从而带动第三动力转轴1-2-n转动，进而带动第五动力齿轮1-2-h转动，通过齿轮的啮合作用，从而带动第八动力齿轮1-2-k转动，第七动力齿轮1-2-j转动，带动第九动力齿轮1-2-l转动，实现对第十动力齿轮1-2-m的转动带动作用，从而驱动两根第六动力转轴1-2-q同向转动；

其中在上述过程中，第二动力转轴1-2-c为正转或反转状态，从而通过带动第四动力齿轮1-2-g转动，从而带动第四动力转轴1-2-o转动，实现带动第六动力齿轮1-2-i转动，通过与第七动力齿轮1-2-j、第八动力齿轮1-2-k啮合作用，实现对第八动力齿轮1-2-k的叠加或消减作用，从而间接带动第九动力齿轮1-2-l、第十动力齿轮1-2-m以及第六动力转轴1-2-q的转动。从而实现对两根第六动力转轴1-2-q转动的速度进行调整，实现差速转动功能。改变第一动力电机1-1-a的转向，可改变两根第六动力转轴1-2-q转动的转动方向。

3)左右侧轮组差速原地转向功能

通过驱动第二动力转轴1-2-c转动，从而通过带动第四动力齿轮1-2-g转动，从而带动第四动力转轴1-2-o转动，实现带动第六动力齿轮1-2-i转动，通过与第七动力齿轮1-2-j、第八动力齿轮1-2-k啮合作用，实现对第八动力齿轮1-2-k的叠加或消减作用，从而间接带动第九动力齿轮1-2-l、第十动力齿轮1-2-m以及第六动力转轴1-2-q的转动。

在上述过程中，第一动力电机1-1-a为静止状态，故可实现对两根第六动力转轴1-2-q转动的转动的反向调整，实现原地转向功能。

如图8、9、15所示，动力传递组件1-3由动力传递第一齿轮1-3-a、动力传递第二齿轮1-3-b、动力传递第一转轴1-3-c、动力传递第三齿轮1-3-d、动力传递第四齿轮1-3-e、动力传递第二转轴1-3-f、动力传递第五齿轮1-3-g、动力传递第六齿轮1-3-h、动力传递第三转轴1-3-i、动力传递万向节1-3-j、动力传递第七齿轮1-3-k、动力传递第八齿轮1-3-l组成。

动力传递第一齿轮1-3-a为锥形齿轮，数量为两套，分别连接动力波箱1-2的两套第六动力转轴1-2-q，设置在本体4-1侧面挡板上，两套对称设置，与动力传递第二齿轮1-3-b啮合连接，实现动力双输出功能。

动力传递第二齿轮1-3-b包含左右两套对称机构，与上述动力传递第一齿轮1-3-a啮合，分别固定在动力传递第一转轴1-3-c的前端。

动力传递第一转轴1-3-c包含左右两套对称机构，为六棱柱转轴结构，内部中空，设置有转向传递转轴等机构。动力传递第一转轴1-3-c在本体4-1内部横置并通过轴承固定，前端分别设置有动力传递第二齿轮1-3-b，后端分别设置有动力传递第三齿轮1-3-d。

动力传递第三齿轮1-3-d为锥齿轮，设置在动力传递第一转轴1-3-c末端，和动力传递第四齿轮1-3-e实现齿轮啮合和动力传递功能。

动力传递第四齿轮1-3-e与动力传递第二转轴1-3-f连接实现动力传输，设置在动力传递第二转轴1-3-f的前端。

动力传递第二转轴1-3-f纵置，通过轴承固定在支腿4-3内部，内部中空，内部通过轴承设置有其它转向传递转轴等机构。

动力传递第五齿轮1-3-g设置在动力传递第二转轴1-3-f末端，与动力传递第六齿轮1-3-h啮合。

动力传递第六齿轮1-3-h竖向斜向放置，与动力传递第五齿轮1-3-g啮合，动力传递第六齿轮1-3-h还与动力传递第三转轴1-3-i连接并固定。

动力传递第三转轴1-3-i的上端连接动力传递第六齿轮1-3-h，下端连接动力传递万向节1-3-j的输入端。

动力传递万向节1-3-j可实现换向和动力传递功能，输入端和输出端呈现一定弯曲角度以适应轮架3-3的内部空间。动力传递万向节1-3-j的输入端连接动力传递第三转轴1-3-i的尾部，输出端通过转轴连接动力传递第七齿轮1-3-k上。

动力传递第七齿轮1-3-k为锥齿轮结构，通过转轴结构分别和动力传递万向节1-3-j输出轴连接固定，并分别与动力传递第八齿轮1-3-l啮合实现动力传递。

动力传递第八齿轮1-3-l横向放置，与动力传递第七齿轮1-3-k啮合。动力传递第八齿轮1-3-l穿过轮轴3-2，通过动力传递第八齿轮1-3-l的转动，带动轮轴3-2转动。

动力传递组件1-3实现对轮组实现动力传递功能如下：

动力驱动源1-1通过动力波箱1-2带动两根第六动力转轴1-2-q转动，从而驱动两个第一齿轮1-3-a转动，进而带动动力传递第二齿轮1-3-b转动，从而带动动力传递第一转轴1-3-c转动，动力传递第三齿轮1-3-d转动，带动动力传递第四齿轮1-3-e转动，进而带动动力传递第二转轴1-3-f转动，此后动力传递第五齿轮1-3-g转动，从而带动动力传递第六齿轮1-3-h转动，动力经过动力传递第三转轴1-3-i传递后，送至动力传递万向节1-3-j的输入轴，动力经动力传递万向节1-3-j进行变向后，传递至动力传递第七齿轮1-3-k，经动力传递第七齿轮1-3-k、动力传递第八齿轮1-3-l齿轮啮合后，带动车轮组件3中车轮3-1的实现动力驱动功能。通过控制上述两套动力驱动源1-1中第一动力电机1-1-a、和第二动力电机1-1-c的转速和转向，实现对四个车轮3-1的正转、反转和停止等驱动功能。

如图5、6所示，全轮转向组件2包括转向驱动源2-1、转向波箱2-2、转向传递组件2-3，转向驱动源2-1通过转向波箱2-2连接转向传递组件2-3，转向传递组件2-3与车轮组件3连接；转向驱动源2-1为轮组的全向回转提供转向动力，转向波箱2-2实现减速和增大扭矩作用，转向传递组件2-3则将动力进行方向、大小转换和动力分配，实现对轮组全向回转驱动的动力传递功能。

转向驱动源2-1包括第一转向电机2-1-a、第一转向减速箱2-1-b、第二转向电机2-1-c、第二转向减速箱2-1-d，第一转向电机2-1-a连接第一转向减速箱2-1-b的输入端，第二转向电机2-1-c连接第二转向减速箱2-1-d的输入轴，第一转向减速箱2-1-b和第二转向减速箱2-1-d输出轴分别各自连接转向波箱2-2的两个输入端。

如图13、14所示，转向波箱2-2包括转向波箱外壳2-2-a、第一转向转轴2-2-b、第二转向转轴2-2-c、第一转向齿轮2-2-d、第二转向齿轮2-2-e、第三转向齿轮2-2-f、第四转向齿轮2-2-g、第五转向齿轮2-2-h、第六转向齿轮2-2-i、第七转向齿轮2-2-j、第八转向齿轮2-2-k、第九转向齿轮2-2-l、第十转向齿轮2-2-m、第三转向转轴2-2-n、第四转向转轴2-2-o、第五转向转轴2-2-p、第六转向转轴2-2-q、第十一转向齿轮2-2-r、第七转向转轴2-2-s、第十二转向齿轮2-2-t、第八转向转轴2-2-u。

如图6、9、10所示，转向传递组件2-3由转向传递第一齿轮2-3-a、转向传递第二齿轮2-3-b、转向传递第一转轴2-3-c、转向传递第三齿轮2-3-d、转向传递第四齿轮2-3-e、转向传递第二转轴2-3-f、转向传递第五齿轮2-3-g、转向传递第六齿轮2-3-h、转向传递第三转轴2-3-i、转向传动第七齿轮2-3-j、转向传动第八齿轮2-3-k、转向传递第四转轴2-3-l、转向传动第九齿轮2-3-m、转向传动第十齿轮2-3-n、转向传递第五转轴2-3-o、转向传动第十一齿轮2-3-p、转向传动第十二齿轮2-3-q、转向传递第六转轴2-3-r组成。

转向传递第一齿轮2-3-a为锥形齿轮，数量为两套，分别连接转向波箱2-2的两套第八转向转轴2-2-u，设置在本体4-1侧面挡板上，两套对称设置，与转向传递第二齿轮2-3-b啮合连接，实现动力双输出功能。

转向传递第二齿轮2-3-b包含左右两套对称机构，与上述转向传递第一齿轮2-3-a啮合，分别固定在转向传递第一转轴2-3-c的前端。

转向传递第一转轴2-3-c包含左右两套对称机构，为六棱柱转轴结构，内部中空，设置有转向传递转轴等机构。转向传递第一转轴2-3-c在本体4-1内部横置并通过轴承固定，前端分别设置有转向传递第二齿轮2-3-b，后端分别设置有转向传递第三齿轮2-3-d。

转向传递第三齿轮2-3-d为锥齿轮，设置在转向传递第一转轴2-3-c末端，和转向传递第四齿轮2-3-e实现齿轮啮合和动力传递功能。

转向传递第四齿轮2-3-e和与转向传递第二转轴2-3-f连接实现动力传输，设置在转向传递第二转轴2-3-f的前端。其中，转向传递第四齿轮2-3-e数量为两套，分别设置于左前支腿4-3-a后端面处和右后支腿4-3-d前端面处，分别固定于转向传递第二转轴2-3-f首端上。

转向传递第二转轴2-3-f数量为两根，分别设置于左前支腿4-3-a和右后支腿4-3-d内，纵置，内部中空，内部通过轴承设置有其它转向传递转轴等机构。

转向传递第五齿轮2-3-g设置在转向传递第二转轴2-3-f末端，与转向传递第六齿轮2-3-h啮合。

转向传递第六齿轮2-3-h竖向斜向放置，与转向传递第五齿轮2-3-g啮合，转向传递第六齿轮2-3-h还与转向传递第三转轴2-3-i连接并固定。

转向传递第三转轴2-3-i的上端连接车轮组件3内部转向机构，实现对轮组的转动驱动控制。。

转向传动第七齿轮2-3-j为锥形齿轮，固定在转向波箱2-2的第六转向转轴2-2-q上，并与转向传动第八齿轮2-3-k啮合。

转向传动第八齿轮2-3-k同样为与锥形齿轮，设置在转向传递第四转轴2-3-l中央，与转向传动第七齿轮2-3-j啮合。

转向传递第四转轴2-3-l为转轴结构，设置于转向传递第一转轴2-3-c内部，中央设置有转向传动第八齿轮2-3-k，两端固定有转向传动第九齿轮2-3-m。

转向传动第九齿轮2-3-m数量为两套，锥形齿轮结构，设置在转向传递第四转轴2-3-l两端，与转向传动第十齿轮2-3-n啮合。

转向传动第十齿轮2-3-n数量为两套，锥形齿轮结构，与转向传动第九齿轮2-3-m啮合。同时，转向传动第十齿轮2-3-n还设置于左后支腿4-3-b后端面前端和右前支腿4-3-c后端面前端，分别固定于转向传递第五转轴2-3-o首端。

转向传递第五转轴2-3-o为转轴结构，前端固定有转向传动第十齿轮2-3-n，后端固定有转向传动第十一齿轮2-3-p，数量为两根，通过轴承固定于左后支腿4-3-b和右前支腿4-3-c内部。

转向传动第十一齿轮2-3-p数量为两根，锥形齿轮，固定于转向传递第五转轴2-3-o末端，竖向斜放置，与转向传动第十二齿轮2-3-q啮合。

转向传动第十二齿轮2-3-q为锥形齿轮，两套，分别设置于转向传动第十一齿轮2-3-p前侧，与转向传动第十一齿轮2-3-p啮合，并与转向传递第六转轴2-3-r连接固定。

转向传递第六转轴2-3-r数量为两套，下端连接转向传动第十二齿轮2-3-q，上端连接转向机构3-4。

转向传递组件2-3实现对轮组转向动力传递功能如下：

1)转向传递组件2-3实现对左前轮和右后轮转向驱动动力：

第一转向电机2-1-a带动第一转向减速箱2-1-b转动，带动转向传递第一齿轮2-3-a转动，从而带动转向传递第二齿轮2-3-b转动，转向传递第一转轴2-3-c转动，带动转向传递第三齿轮2-3-d转动，转向传递第四齿轮2-3-e转动，进而带动转向传递第二转轴2-3-f转动，此后转向传递第五齿轮2-3-g转动，从而带动转向传递第六齿轮2-3-h转动、转向传递第三转轴2-3-i转动，将动力传递至左前轮和右后轮上的转向机构3-4中去，从而实现左前轮和右后轮的转向调整。

2)转向传递组件2-3实现对左后轮和右前轮转向驱动动力：

第二转向电机2-1-c通过第二转向减速箱2-1-d将动力送至第六转向转轴2-2-q，带动转向传动第七齿轮2-3-j，通过齿轮啮合，带动转向传动第八齿轮2-3-k转动，从而转向传递第四转轴2-3-l转动，带动两侧的转向传动第九齿轮2-3-m转动，通过齿轮啮合原理，转向传动第十齿轮2-3-n带动左后轮和右前轮上的转向传递第五转轴2-3-o及转向传动第十一齿轮2-3-p转动，进而带动转向传动第十二齿轮2-3-q和转向传递第六转轴2-3-r转动，从而将动力传递至左后轮和右前轮上的转向机构3-4中去，从而实现左后轮和右前轮的转向调整。

如图15所示，车轮组件3包括车轮3-1、轮轴3-2、轮架3-3、转向机构3-4，车轮3-1通过轮轴3-2固定在轮架3-3上，转向机构3-4设置于轮架3-3上端，轮轴3-2与动力传递第八齿轮1-3-l连接，转向机构3-4与转向传递第三转轴2-3-i、转向传递第六转轴2-3-r连接。转向机构3-4主要实现将从转向传递第三转轴2-3-i和转向传递第六转轴2-3-r输出的动力转换成对轮组的转向驱动动力，内部由齿轮啮合和轴承等组件组成。

如图3、4所示，平台骨架4包括本体4-1、连接块4-2、支腿4-3，本体4-1通过连接块4-2与支腿4-3连接，本体4-1为四块长条镂空薄板组成的方形体，薄板四臂用以安装各类机械组件，内部空间用以盛放机械传动等结构。本体4-1前侧固定连接有转向波箱2-2，后侧固定连接有动力波箱1-2，支腿4-3内通过轴承设置有动力传递第二转轴1-3-f。

连接块4-2为两侧开孔的主体，横向放置，两套，连接块4-2包括左连接块4-2-a、右连接块4-2-b。支腿4-3为圆管结构，内部中空。支腿4-3包括左前支腿4-3-a、左后支腿4-3-b、右前支腿4-3-c、右后支腿4-3-d。本体4-1的一端通过左连接块4-2-a分别连接左前支腿4-3-a和左后支腿4-3-b，本体4-1的另一端通过右连接块4-2-b分别连接右前支腿4-3-c和右后支腿4-3-d。

进一步的，本装置中上述方案或实施例可实现对四个轮子组成的轮组进行同步动力驱动和转向驱动，当对更多其它轮组，例如对六轮、八轮驱动时，方案与上述一致，仅可通过增加、变动上述的全轮驱动组件1、全轮转向组件2实现对多轮同步动力驱动和转向驱动功能。

本实用新型不局限于上述实施方式，任何人应得知在本实用新型的启示下作出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。

本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.全轮动力和全轮回转驱动的轻量化移动底盘系统，其特征在于，包括全轮驱动组件、全轮转向组件、车轮组件、平台骨架，全轮驱动组件、全轮转向组件、车轮组件均安装于平台骨架上，全轮驱动组件与车轮组件连接对车轮组件进行全向动力驱动，全轮转向组件与车轮组件连接对车轮组件进行全向转向驱动；

全轮驱动组件包括动力驱动源、动力波箱、动力传递组件，动力驱动源通过动力波箱连接动力传递组件，动力传递组件与车轮组件连接；动力驱动源由第一动力电机、第一动力减速箱、第二动力电机、第二动力减速箱组成。

2.如权利要求1所述的全轮动力和全轮回转驱动的轻量化移动底盘系统，其特征在于，所述第一动力电机和第二动力电机分别连接第一动力减速箱和第二动力减速箱，第一动力减速箱和第二动力减速箱的输出轴分别各自连接动力波箱的两个输入端。

3.如权利要求1所述的全轮动力和全轮回转驱动的轻量化移动底盘系统，其特征在于，所述动力波箱由动力波箱外壳、第一动力转轴、第二动力转轴、第一动力齿轮、第二动力齿轮、第三动力齿轮、第四动力齿轮、第五动力齿轮、第六动力齿轮、第七动力齿轮、第八动力齿轮、第九动力齿轮、第十动力齿轮、第三动力转轴、第四动力转轴、第五动力转轴、第六动力转轴组成；

第三动力齿轮、第五动力齿轮、第六动力齿轮、第七动力齿轮、第八动力齿轮、第九动力齿轮、第十动力齿轮、第三动力转轴、第五动力转轴、第六动力转轴分别设有两套。

4.如权利要求3所述的全轮动力和全轮回转驱动的轻量化移动底盘系统，其特征在于，所述第一动力转轴的输入端连接第一动力减速箱的输出轴，第一动力转轴的输出端连接有第一动力齿轮，第一动力齿轮分别与两套第三动力齿轮啮合连接，每套第三动力齿轮通过一套第三动力转轴与一套第五动力齿轮连接；

第二动力转轴的输入端连接第二动力减速箱输出轴，第二动力转轴的输出端连接有第二动力齿轮，第二动力齿轮与第四动力齿轮啮合连接，第四动力齿轮安装于第四动力转轴上，第四动力转轴的两端分别连接有一套第六动力齿轮，每套第六动力齿轮与一套第七动力齿轮的一侧啮合连接，每套第七动力齿轮设置在一套第八动力齿轮内环壁面上，每套第八动力齿轮与一套第五动力齿轮啮合连接，第七动力齿轮的另一侧与一套第九动力齿轮的内侧啮合连接，第九动力齿轮安装于第五动力转轴上，每套第九动力齿轮的外侧与一套第十动力齿轮啮合连接，第十动力齿轮安装于第六动力转轴前端。

5.如权利要求1所述的全轮动力和全轮回转驱动的轻量化移动底盘系统，其特征在于，所述动力传递组件由动力传递第一齿轮、动力传递第二齿轮、动力传递第一转轴、动力传递第三齿轮、动力传递第四齿轮、动力传递第二转轴、动力传递第五齿轮、动力传递第六齿轮、动力传递第三转轴、动力传递万向节、动力传递第七齿轮、动力传递第八齿轮组成。

6.如权利要求5所述的全轮动力和全轮回转驱动的轻量化移动底盘系统，其特征在于，所述动力传递第一齿轮数量为两套，对称设置，分别连接两套第六动力转轴，每套动力传递第一齿轮与一套动力传递第二齿轮啮合连接，每套动力传递第二齿轮固定在一套动力传递第一转轴的前端，动力传递第一转轴的后端设有动力传递第三齿轮，动力传递第三齿轮与动力传递第四齿轮啮合连接，动力传递第四齿轮通过动力传递第二转轴与动力传递第五齿轮连接，动力传递第五齿轮与动力传递第六齿轮啮合连接，动力传递第六齿轮通过动力传递第三转轴连接动力传递万向节的输入端，动力传递万向节的输出端通过转轴连接动力传递第七齿轮，动力传递第七齿轮与动力传递第八齿轮啮合连接。

7.如权利要求1-6任一所述的全轮动力和全轮回转驱动的轻量化移动底盘系统，其特征在于，所述全轮转向组件包括转向驱动源、转向波箱、转向传递组件，转向驱动源通过转向波箱连接转向传递组件，转向传递组件与车轮组件连接；

转向驱动源包括第一转向电机、第一转向减速箱、第二转向电机、第二转向减速箱，第一转向电机连接第一转向减速箱的输入端，第二转向电机连接第二转向减速箱的输入轴，第一转向减速箱和第二转向减速箱输出轴分别各自连接转向波箱的两个输入端。

8.如权利要求7所述的全轮动力和全轮回转驱动的轻量化移动底盘系统，其特征在于，所述转向传递组件由转向传递第一齿轮、转向传递第二齿轮、转向传递第一转轴、转向传递第三齿轮、转向传递第四齿轮、转向传递第二转轴、转向传递第五齿轮、转向传递第六齿轮、转向传递第三转轴、转向传动第七齿轮、转向传动第八齿轮、转向传递第四转轴、转向传动第九齿轮、转向传动第十齿轮、转向传递第五转轴、转向传动第十一齿轮、转向传动第十二齿轮、转向传递第六转轴组成；

转向传递第一齿轮数量为两套，两套对称设置，分别连接转向波箱，每套转向传递第一齿轮与一套转向传递第二齿轮啮合连接，每套转向传递第二齿轮通过一套转向传递第一转轴与一套转向传递第三齿轮连接，每套转向传递第三齿轮与一套转向传递第四齿轮啮合连接，转向传递第四齿轮通过转向传递第二转轴与转向传递第五齿轮连接，转向传递第五齿轮与转向传递第六齿轮啮合连接，转向传递第六齿轮与转向传递第三转轴连接，转向传递第三转轴的上端连接车轮组件；

转向传动第七齿轮固定在转向波箱上，转向传动第七齿轮与转向传动第八齿轮啮合连接，转向传动第八齿轮设置在转向传递第四转轴中央，转向传递第四转轴设置于转向传递第一转轴内部，转向传递第四转轴的两端分别连接有转向传动第九齿轮，转向传动第九齿轮与转向传动第十齿轮啮合连接，转向传动第十齿轮设置于转向传递第五转轴的前端，转向传递第五转轴的后端连接有转向传动第十一齿轮，转向传动第十一齿轮与转向传动第十二齿轮啮合连接，转向传动第十二齿轮与转向传递第六转轴的下端连接，转向传递第六转轴的上端与车轮组件连接。

9.如权利要求8所述的全轮动力和全轮回转驱动的轻量化移动底盘系统，其特征在于，所述车轮组件包括车轮、轮轴、轮架、转向机构，车轮通过轮轴固定在轮架上，转向机构设置于轮架上端，轮轴与动力传递第八齿轮连接，转向机构与转向传递第三转轴、转向传递第六转轴连接。

10.如权利要求8或9所述的全轮动力和全轮回转驱动的轻量化移动底盘系统，其特征在于，所述平台骨架包括本体、连接块、支腿，本体通过连接块与支腿连接；

本体前侧固定连接有转向波箱，后侧固定连接有动力波箱，支腿内通过轴承设置有动力传递第二转轴，连接块包括左连接块、右连接块，支腿包括左前支腿、左后支腿、右前支腿、右后支腿，本体的一端通过左连接块分别连接左前支腿和左后支腿，本体的另一端通过右连接块分别连接右前支腿和右后支腿；

左前支腿后端面处和右后支腿前端面处分别设有转向传递第四齿轮；

左前支腿和右后支腿内分别设有转向传递第二转轴；

左后支腿后端面前端和右前支腿后端面前端设置有转向传动第十齿轮。