CN211442467U - 一种轮毂电机式万向车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轮毂电机式万向车，包括底盘、分布于所述底盘四角的行进转向轮系统；行进转向轮系统包括转向机构、轮支架和具有轮毂电机的行进轮；转向机构包括位于转向轮盘和花键轴，转向轮盘的中心轴向设置有花键孔，花键轴的花键位于花键孔内，花键轴的下端与轮支架的上端固定连接，行进轮安装于轮支架的下端；在底盘的上表面设置有第一转向电机和第二转向电机，第一转向电机通过第一传动机构同步带动位于底盘前侧的两个转向轮盘旋转，第二转向电机通过第二传动机构同步带动位于底盘后侧的两个转向轮盘旋转。本实用新型转向和驱动相互独立，可以在复杂的地面上运动灵活自如。

Description

一种轮毂电机式万向车

技术领域

本实用新型涉及车辆结构技术领域，具体涉及一种轮毂电机式万向车。

背景技术

在现有的车辆结构中，往往都是采用前后桥两端分别连接两个车轮的方式，在转向上存在较大的转弯半径，转弯时行驶速度也比较慢，不能够灵活转向，这样就在狭窄的路面环境和复杂的地面中，难以满足使用要求。所以，要解决这个问题，必须在车辆轮结构上加以改变，设计独立轮系统，让每个轮子都能够成为一个驱动和转向的独立结构，才能在转向灵活性和通过性上加以保证，可以在复杂的地面上运动灵活自如，并且使用多个驱动轮，解决负载大，避免深陷等诸多问题，在智能物流，自动驾驶，以及特殊用途车辆上，有广泛的应用。本实用新型解决上述技术问题而设计。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种轮毂电机式万向车，转向和驱动相互独立，可以在复杂的地面上运动灵活自如，解决负载大，避免深陷等诸多问题，在智能物流，自动驾驶，以及特殊用途车辆上有广泛的应用。

一种轮毂电机式万向车，包括底盘、分布于所述底盘四角的行进转向轮系统；

行进转向轮系统包括转向机构、轮支架和具有轮毂电机的行进轮；

转向机构包括位于转向轮盘和花键轴，转向轮盘的中心轴向设置有花键孔，花键轴的花键位于花键孔内，花键轴的下端与轮支架的上端固定连接，行进轮安装于轮支架的下端；

在底盘的上表面设置有第一转向电机和第二转向电机，第一转向电机位于底盘前侧的两个转向轮盘之间，并通过第一传动机构同步带动位于底盘前侧的两个转向轮盘旋转，第二转向电机位于底盘后侧的两个转向轮盘之间，并通过第二传动机构同步带动位于底盘后侧的两个转向轮盘旋转。

进一步地，行进转向轮系统还包括减震机构，减震机构设置于转向轮盘与花键轴之间，花键轴的花键与花键孔内壁作轴向滑动配合，在转向轮盘位置固定不动时，减震机构用于缓减花键轴随行进轮震动而产生的震动。

进一步地，减震机构包括固定板、导向轴、减震弹簧、外固定套、内固定套和连接板；连接板的中部固定于花键轴的下端，轮支架的上端与连接板的下端面固定连接；内固定套的上端周向固定于连接板的边缘，并同轴可转动地连接于外固定套内，外固定套的下端周向外壁具有水平向外凸出的凸环；固定板的中部开设有供花键轴穿过的过孔，并可转动地连接于转向轮盘的下端；导向轴竖直穿过固定板，并与固定板固定连接，凸环上对应导向轴开设有滑孔，导向轴的下端穿过滑孔与底盘固定连接，并与滑孔作滑动配合；减震弹簧套设于导向轴外，并位于固定板和凸环之间。

进一步地，凸环上端面对应导向轴固定设置有位于减震弹簧内的直线导套，导向轴位于直线导套内，并与直线导套内壁作轴向滑动配合。

进一步地，转向轮盘的下端具有轴向伸出的延伸环，固定板的中部通过轴承与延伸环可转动地连接。

进一步地，外固定套通过轴承与内固定套可转动地连接。

进一步地，行进轮通过转轴与轮支架的下端可转动地连接。

进一步地，转向轮盘采用齿轮；第一传动机构包括第一传动齿轮以及位于第一传动齿轮两侧并啮合的第一同步齿轮和第二同步齿轮，第一传动齿轮套接并固定于第一转向电机的输出端，第一传动齿轮和第二齿轮分别与位于底盘前侧的两个转向轮盘啮合；第二传动机构包括第二传动齿轮以及位于第二传动齿轮两侧并啮合的第三同步齿轮和第四同步齿轮，第二传动齿轮套接并固定于第二转向电机的输出端，第三传动齿轮和第四齿轮分别与位于底盘后侧的两个转向轮盘啮合。

本实用新型的有益效果体现在：

由行进轮的轮毂电机运转带动本车行进，同时第一转向电机和第二转向电机分别带动相应的转向轮盘旋转，从而带动花键轴经轮支架带动行进轮转向，即行进转向轮系统的转向和行进相互独立，互不干涉，对本车在转向灵活性和通过性上加以保证，可以在复杂的地面上运动灵活自如，解决负载大，避免深陷等诸多问题，在智能物流，自动驾驶，以及特殊用途车辆上有广泛的应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型实施例的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例中行进转向轮系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中行进转向轮系统的内部结构示意图。

附图中，1-底盘，2-行进转向轮系统，3-行进轮，4-第一转向电机，5-第一同步齿轮，6-第一传动齿轮，7-第二同步齿轮，8-第四同步齿轮，9-第二传动齿轮，10-第二转向电机，11-第三同步齿轮，12-轮支架，13-外固定套，15-凸环，16-减震弹簧，17-直线导套，18-导向轴，19-转向轮盘，20-固定板，21-转轴，22-内固定套，23-花键孔，24-花键轴。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图1-3所示，一种轮毂电机式万向车，包括底盘1、分布于所述底盘1四角的行进转向轮系统2；

行进转向轮系统2包括转向机构、轮支架12和具有轮毂电机的行进轮3；

转向机构包括位于转向轮盘19和花键轴24，转向轮盘19的中心轴向设置有花键孔23，花键轴24的花键位于花键孔23内，花键轴24的下端与轮支架12的上端固定连接，行进轮3安装于轮支架12的下端；

在底盘1的上表面设置有第一转向电机4和第二转向电机10，第一转向电机4位于底盘1前侧的两个转向轮盘19之间，并通过第一传动机构同步带动位于底盘1前侧的两个转向轮盘19旋转，第二转向电机10位于底盘1后侧的两个转向轮盘19之间，并通过第二传动机构同步带动位于底盘1后侧的两个转向轮盘19旋转。

具体的，行进转向轮系统2还包括减震机构，减震机构设置于转向轮盘19与花键轴24之间，花键轴24的花键与花键孔23内壁作轴向滑动配合，在转向轮盘19位置固定不动时，减震机构用于缓减花键轴24随行进轮3震动而产生的震动。

由于减震机构设置于转向轮盘19与花键轴24之间，在转向轮盘19位置固定不动时，减震机构用于缓减花键轴24随行进轮3震动而产生的震动，花键轴24随减震机构的运动而在花键孔23内轴向运动，从而实现对行进轮3的减震，且转向轮盘19保持不动，从而不干涉第一传动机构和第二传动机构传动动作，传动机构的传动稳定性不受减震机构影响，减震可靠的同时，确保传动稳定。

具体的，减震机构包括固定板20、导向轴18、减震弹簧16、外固定套13、内固定套22和连接板；连接板的中部固定于花键轴24的下端，轮支架12的上端与连接板的下端面固定连接；内固定套22的上端周向固定于连接板的边缘，并同轴可转动地连接于外固定套13内，外固定套13的下端周向外壁具有水平向外凸出的凸环15；固定板20的中部开设有供花键轴24穿过的过孔，并可转动地连接于转向轮盘19的下端；导向轴18竖直穿过固定板20，并与固定板20固定连接，凸环15上对应导向轴18开设有滑孔，导向轴18的下端穿过滑孔与底盘1固定连接，并与滑孔作滑动配合；减震弹簧16套设于导向轴18外，并位于固定板20和凸环15之间。其中，连接板与花键轴24一体成型，凸环15与外固定套13一体成型，内固定环的上端与连接板的边缘焊接固定，导向轴18设置四根，并均匀分布与固定板20四周。

行进轮3在行驶过程中遇颠簸震动时，轮支架12同步运动，从而带动花键轴24在花键孔23内轴向运动，由于轮支架12的上端固定于连接，且连接板固定于花键轴24的下端，故而花键轴24的运动带动连接板、内固定套22、外固定套13和凸环15受导向轴18限制而上下直线运动，同时固定板20受导向轴18的下端与底盘1固定连接限制保持转动轮盘不动，连接板、内固定套22、外固定套13和凸环15的上下运动带动减震弹簧16则在固定板20的限制下压缩或放松，从而实现减震机构的减震功能，减震结构更为稳定可靠，且不干涉第一传动机构和第二传动机构的传动，确保传动机构传动稳定。

具体的，凸环15上端面对应导向轴18固定设置有位于减震弹簧16内的直线导套17，导向轴18位于直线导套17内，并与直线导套17内壁作轴向滑动配合。

利用直线导套17限定导向轴18进行直线运动，从而保证减震机构减震稳定可靠。

具体的，转向轮盘19的下端具有轴向伸出的延伸环，固定板20的中部通过轴承与延伸环可转动地连接。

实现转向轮盘19的下端与固定板20的中部可转动连接，并确保连接可靠。

具体的，外固定套13通过轴承与内固定套22可转动地连接。

实现外固定套13与内固定套22可转动地连接，连接结构稳定可靠。

具体的，行进轮3通过转轴21与轮支架12的下端可转动地连接。

确保行进轮3与轮支架12的安装结构稳定可靠，并确保行进轮3行进稳定。

具体的，转向轮盘19采用齿轮；第一传动机构包括第一传动齿轮6以及位于第一传动齿轮6两侧并啮合的第一同步齿轮5和第二同步齿轮7，第一传动齿轮6套接并固定于第一转向电机4的输出端，第一传动齿轮6和第二齿轮分别与位于底盘1前侧的两个转向轮盘19啮合；第二传动机构包括第二传动齿轮9以及位于第二传动齿轮9两侧并啮合的第三同步齿轮11和第四同步齿轮8，第二传动齿轮9套接并固定于第二转向电机10的输出端，第三传动齿轮和第四齿轮分别与位于底盘1后侧的两个转向轮盘19啮合。其中，为确保本车转向准确可靠，第一转向电机4和第二转向电机10均采用带齿轮换向器的步进电机。

实现第一转向电机4通过第一传动机构同步带动位于底盘1前侧的两个转向轮盘19旋转以及第二转向电机10通过第二传动机构同步带动位于底盘1后侧的两个转向轮盘19旋转，传动稳定可靠。

本车运转状态如下：

行驶状态：行进轮3上的轮毂电机驱动行进轮3旋转带动本车行进；

转向状态：第一转向电机4带动第一传动齿轮6旋转，同步带动第一同步齿轮5和第二同步齿轮7同步旋转，进而带动位于底盘1前侧的两个转向轮盘19同步同向旋转；或者，第二转向电机10带动第二传动齿轮9旋转，同步带动第三同步齿轮11和第四同步齿轮8同步旋转，进而带动位于底盘1后侧的两个转向轮盘19同步同向旋转；转向轮盘19旋转带动花键轴24旋转，再逐次经过连接板和轮支架12传递力带动行进轮3转向；

减震状态：行进轮3在行驶过程中遇颠簸震动时，轮支架12同步运动，从而带动花键轴24在花键孔23内轴向运动，由于轮支架12的上端固定于连接板，且连接板固定于花键轴24的下端，故而花键轴24的运动带动连接板、内固定套22、外固定套13和凸环15受导向轴18限制而上下直线运动，同时固定板20受导向轴18的下端与底盘1固定连接限制保持转动轮盘不动，连接板、内固定套22、外固定套13和凸环15的上下运动带动减震弹簧16则在固定板20的限制下压缩或放松，从而实现减震机构的减震功能。

本车运动方式示例如下：

1、直行时，第一转向电机4和第二转向电机10角度保持0度，各个行进轮3的轮毂电机以相同方向和转速运转，实现直行；

2、斜向行进时，第一转向电机4和第二转向电机10同时旋转一个相同且非90度的角度并保持，各个行进轮3的轮毂电机以相同方向和转速运转，实现斜向行进；

3、横向行进时，第一转向电机4和第二转向电机10同时旋转90度并保持，各个行进轮3的轮毂电机以相同方向和转速运转，实现横向行进，有效节约空间，可快速完成侧方位停车；

4、原地旋转时，第一转向电机4和第二转向电机10保持0度，底盘1左侧两台行进轮3以相同方向和转速运转，底盘1右侧两个行进轮3的轮毂电机以相同方向和转速运转，且底盘1左右两侧行进轮3的轮毂电机保持相反反向运转；或者第一转向电机4和第二转向电机10相反的旋转90度并保持，各个行进轮3的轮毂电机以相同方向和转速运转；两种运转方式均可实现原地旋转；

5、转弯时，第一转向电机4和第二转向电机10其中一台旋转一个角度，另一台保持0度，底盘1左侧两个行进轮3的轮毂电机以相同方向和转速运转，底盘1右侧的两个行进轮3的轮毂电机以相同方向和转速运转，且底盘1左右两侧的行进轮3的轮毂电机保持差速运转，实现转弯。

以上运动方式基本涵盖了车辆运动的基本方式，灵活多变，在智能物流，智能消防，巡防等空间狭小空间有广泛应用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种轮毂电机式万向车，其特征在于：包括底盘(1)、分布于所述底盘(1)四角的行进转向轮系统(2)；

行进转向轮系统(2)包括转向机构、轮支架(12)和具有轮毂电机的行进轮(3)；

转向机构包括转向轮盘(19)和花键轴(24)，转向轮盘(19)的中心轴向设置有花键孔(23)，花键轴(24)的花键位于花键孔(23)内，花键轴(24)的下端与轮支架(12)的上端固定连接，行进轮(3)安装于轮支架(12)的下端；

在底盘(1)的上表面设置有第一转向电机(4)和第二转向电机(10)，第一转向电机(4)位于底盘(1)前侧的两个转向轮盘(19)之间，并通过第一传动机构同步带动位于底盘(1)前侧的两个转向轮盘(19)旋转，第二转向电机(10)位于底盘(1)后侧的两个转向轮盘(19)之间，并通过第二传动机构同步带动位于底盘(1)后侧的两个转向轮盘(19)旋转。

2.根据权利要求1所述的一种轮毂电机式万向车，其特征在于：

行进转向轮系统(2)还包括减震机构，减震机构设置于转向轮盘(19)与花键轴(24)之间，花键轴(24)的花键与花键孔(23)内壁作轴向滑动配合，在转向轮盘(19)位置固定不动时，减震机构用于缓减花键轴(24)随行进轮(3)震动而产生的震动。

3.根据权利要求2所述的一种轮毂电机式万向车，其特征在于：

减震机构包括固定板(20)、导向轴(18)、减震弹簧(16)、外固定套(13)、内固定套(22)和连接板；

连接板的中部固定于花键轴(24)的下端，轮支架(12)的上端与连接板的下端面固定连接；

内固定套(22)的上端周向固定于连接板的边缘，并同轴可转动地连接于外固定套(13)内，外固定套(13)的下端周向外壁具有水平向外凸出的凸环(15)；

固定板(20)的中部开设有供花键轴(24)穿过的过孔，并可转动地连接于转向轮盘(19)的下端；

导向轴(18)竖直穿过固定板(20)，并与固定板(20)固定连接，凸环(15)上对应导向轴(18)开设有滑孔，导向轴(18)的下端穿过滑孔与底盘(1)固定连接，并与滑孔作滑动配合；

减震弹簧(16)套设于导向轴(18)外，并位于固定板(20)和凸环(15)之间。

4.根据权利要求3所述的一种轮毂电机式万向车，其特征在于：

凸环(15)上端面对应导向轴(18)固定设置有位于减震弹簧(16)内的直线导套(17)，导向轴(18)位于直线导套(17)内，并与直线导套(17)内壁作轴向滑动配合。

5.根据权利要求3所述的一种轮毂电机式万向车，其特征在于：

转向轮盘(19)的下端具有轴向伸出的延伸环，固定板(20)的中部通过轴承与延伸环可转动地连接。

6.根据权利要求3所述的一种轮毂电机式万向车，其特征在于：外固定套(13)通过轴承与内固定套(22)可转动地连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种轮毂电机式万向车，其特征在于：行进轮(3)通过转轴(21)与轮支架(12)的下端可转动地连接。

8.根据权利要求1-6任一项所述的一种轮毂电机式万向车，其特征在于：

转向轮盘(19)采用齿轮；

第一传动机构包括第一传动齿轮(6)以及位于第一传动齿轮(6)两侧并啮合的第一同步齿轮(5)和第二同步齿轮(7)，第一传动齿轮(6)套接并固定于第一转向电机(4)的输出端，第一传动齿轮(6)和第二齿轮分别与位于底盘(1)前侧的两个转向轮盘(19)啮合；

第二传动机构包括第二传动齿轮(9)以及位于第二传动齿轮(9)两侧并啮合的第三同步齿轮(11)和第四同步齿轮(8)，第二传动齿轮(9)套接并固定于第二转向电机(10)的输出端，第三传动齿轮和第四齿轮分别与位于底盘(1)后侧的两个转向轮盘(19)啮合。

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