CN211710621U - 一个电机驱动四轮行走和转向机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一个电机驱动四轮行走和转向机构，包括驱动轮、第三从动轮、第一从动轮、第二从动轮等结构，第一传动装置同步连于驱动轮；第一传动装置同步连于第一从动轮，第一从动轮与第二从动轮之间设有单向传动机构；或者第一传动装置与第一从动轮之间设有单向传动机构，且第一从动轮与第二从动轮之间同步连有转轴。设备在正常前进时，驱动轮正转，通过第一传动装置、单向传动机构、第二传动装置带动其它三个轮子转动；当驱动轮反转作倒车动作时，单向传动机构会中断力的传递，从而使第二从动轮和第三从动轮失去自转的驱动力，最终完成设备的转向动作。本发明结构布局合理、结构简单、运行平稳且仅需单电机就能完成轮子的驱动和设备转向。
Description
技术领域
本实用新型涉及轮驱设备领域，特别是四轮驱动行走设备，具体地说是一个电机驱动四轮行走和转向机构。
背景技术
很多设备依靠四轮行走，例如排爆机器人、遥控车、水下清洁机器人等。在公开号为“CN208380174U”专利名为“一种水下清洁机器人”的专利中，公开了一种清洁机器人，它是用于清洁地面或泳池的清洁设备，该设备具有四个轮子，其中两个后轮分别配备独立的驱动电机，通过皮带轮传动装置带动前轮转动。由于两个后轮配备的电机是独立的，所以两个后轮能作不同速度甚至相反方向的转动，能做出转向的动作，但其缺点是需要提供两个独立的电机作为轮子的动力源，制造成本高，自重大。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的现状，而提供结构布局合理、自重轻、运行平稳并且仅需一个电机就能完成对轮子的驱动和设备转向的一个电机驱动四轮行走和转向机构。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一个电机驱动四轮行走和转向机构，包括左右对向设置的驱动轮和第三从动轮，左右对向设置的第一从动轮和第二从动轮；驱动轮和第一从动轮之间设有第一传动装置，第二从动轮和第三从动轮之间同步连有第二传动装置，第一传动装置同步连于驱动轮；
第一传动装置同步连于第一从动轮，第一从动轮与第二从动轮之间设有单向传动机构；
或者第一传动装置与第一从动轮之间设有单向传动机构，且第一从动轮与第二从动轮之间同步连有转轴。
为优化上述技术方案，采取的措施还包括：
第一传动装置同步连于第一从动轮，第一从动轮与第二从动轮之间设有单向传动机构。
作为本实用新型的改进，单向传动机构包括同步连于第二从动轮的转轴，以及设置在转轴和第一从动轮之间的棘轮装置，棘轮装置包括固定在转轴上的棘轮本体，以及设置在第一从动轮上的棘爪本体。
上述的棘爪本体为柱体，第一从动轮内设有供棘爪本体自由滑动的棘爪槽，以及用于容纳棘轮本体的棘轮槽，棘爪槽沿着第一从动轮径向设置并且连通于棘轮槽。
上述的第一传动装置包括与驱动轮联动的第一带轮，与第一从动轮联动的第二带轮，以及连接第一带轮和第二带轮的第一传动带；第二传动装置包括与第三从动轮联动的第三带轮，与第二从动轮联动的第四带轮，以及连接第三带轮和第四带轮的第二传动带。
作为本实用新型的另一种改进，第一从动轮同步连有第一轴，第二从动轮同步连有第二轴，单向传动机构设于第一轴和第二轴之间。
作为本实用新型的另一种改进，单向传动机构包括同步连于第一从动轮的转轴，以及设置在转轴和第二从动轮之间的棘轮装置，棘轮装置包括固定在转轴上的棘轮本体，以及设置在第二从动轮上的棘爪本体。
上述的棘爪本体为柱体，第二从动轮内设有供棘爪本体自由滑动的棘爪槽，以及用于容纳棘轮本体的棘轮槽，棘爪槽沿着第二从动轮径向设置并且连通于棘轮槽。
作为本实用新型的另一种改进，单向传动机构设置在第一传动装置与第一从动轮之间，且第一从动轮与第二从动轮之间同步连有转轴。
上述的第一传动装置包括与驱动轮联动的第一带轮，与第一从动轮同轴的第二带轮，以及连接第一带轮和第二带轮的第一传动带；单向传动机构为对向设置在第一从动轮和第二带轮上的单向锯齿结构。
与现有技术相比，本实用新型的一个电机驱动四轮行走和转向机构，包括左右对向设置的驱动轮和第三从动轮，左右对向设置的第一从动轮和第二从动轮；驱动轮和第一从动轮之间设有第一传动装置，第二从动轮和第三从动轮之间同步连有第二传动装置，第一传动装置同步连于驱动轮；第一传动装置同步连于第一从动轮，第一从动轮与第二从动轮之间设有单向传动机构；或者第一传动装置与第一从动轮之间设有单向传动机构，且第一从动轮与第二从动轮之间同步连有转轴。设备在正常前进时，驱动轮正转，通过第一传动装置、单向传动机构、第二传动装置带动其它三个轮子转动；当驱动轮反转作倒车动作时，单向传动机构会中断力的传递，从而使第二从动轮和第三从动轮失去自转的驱动力，最终完成设备的转向动作。与现有技术相比，本实用新型结构布局合理、自重轻、运行平稳并且仅需一个电机就能完成对轮子的驱动和设备转向。
附图说明
图1是本实用新型实施例一的结构简略示意图；
图2是本实用新型实施例二的结构简略示意图；
图3是本实用新型实施例三的结构简略示意图；
图4是本实用新型实施例四在驱动轮前进正转时的单向传动机构的工作示意图；
图5是本实用新型实施例四在驱动轮后退反转时的单向传动机构的工作示意图；
图6是本实用新型实施例一、三和四的结构示意图；
图7是图6的分解示意图；
图8是实施例一中第一从动轮的立体结构示意图；
图9是图8的分解示意图；
图10是图9的进一步分解示意图；
图11是实施例三中第二从动轮的立体结构示意图；
图12是图11的分解示意图；
图13是图12的进一步分解示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。
图1至图13为本实用新型的结构示意图。
其中的附图标记为：驱动轮1、第一从动轮2、第二从动轮3、第三从动轮4、转轴5、第一轴51、第二轴52、单向传动机构7、棘轮本体71、棘轮槽711、棘爪本体72、棘爪槽721、第一传动装置8、第一带轮81、第二带轮82、第一传动带83、第二传动装置9、第三带轮91、第四带轮92、第二传动带93。
本实用新型只有驱动轮1配装有一个驱动电机，驱动轮1作为动力的输出源，其它三个轮子没有配备电机直接驱动。
实施例一，如图1和图6所示，一个电机驱动四轮行走和转向机构，包括左右对向设置的驱动轮1和第三从动轮4，左右对向设置的第一从动轮2和第二从动轮3，驱动轮1和第一从动轮2之间同步连有第一传动装置8，第二从动轮3和第三从动轮4之间同步连有第二传动装置9第一从动轮2与第二从动轮3之间设有单向传动机构7。
实施例中，如图9和图10所示，单向传动机构7包括同步连于第二从动轮3的转轴5，以及设置在转轴5和第一从动轮2之间的棘轮装置，棘轮装置包括固定在转轴5上的棘轮本体71，以及设置在第一从动轮2上的棘爪本体72。
实施例中，如图9和图10所示，棘爪本体72为柱体，第一从动轮2内设有供棘爪本体72自由滑动的棘爪槽721，以及用于容纳棘轮本体71的棘轮槽711，棘爪槽721沿着第一从动轮2径向设置并且连通于棘轮槽711。
实施例中，如图1、6、7、8、9、10所示，第一传动装置8包括与驱动轮1联动的第一带轮81，与第一从动轮2联动的第二带轮82，以及连接第一带轮81和第二带轮82的第一传动带83；第二传动装置9包括与第三从动轮4联动的第三带轮91，与第二从动轮3联动的第四带轮92，以及连接第三带轮91和第四带轮92的第二传动带93。
实施例中，驱动轮1和第一带轮81是一体成型结构，第一从动轮2和第二带轮82是一体成型结构，第三从动轮4和第三带轮91是一体成型结构，第二从动轮3和第四带轮92第二从动轮3联动的第四带轮92。
实施例一的行进原理：当驱动轮1正转时，通过第一传动装置8同步带动第一从动轮2正转，由于第一从动轮2内的棘爪本体72与棘轮本体71彼此咬合，从而能够同步带动转轴5和第二从动轮3正转，第二从动轮3通过第二传动装置9同步带动第三从动轮4正转，最终能使四个轮子同步正转，达到行进的目的。
实施例一的转向原理：当驱动轮1反转时，通过第一传动装置8同步带动第一从动轮2反转，但由于棘轮装置本身具有“正向咬合传动反向打滑”的特性，所以第一从动轮2内的棘轮本体71从棘爪本体72上释放，转轴5无法获得旋转的驱动力，从而使第二从动轮3和第三从动轮4失去驱动力，最终达到整体设备转向的目的。
实施例二，如图2所示，一个电机驱动四轮行走和转向机构，包括左右对向设置的驱动轮1和第三从动轮4，左右对向设置的第一从动轮2和第二从动轮3，驱动轮1和第一从动轮2之间同步连有第一传动装置8，第二从动轮3和第三从动轮4之间同步连有第二传动装置9第一从动轮2与第二从动轮3之间设有单向传动机构7。
实施例中，如图2所示，第一从动轮2同步连有第一轴51，第二从动轮3同步连有第二轴52，单向传动机构7设于第一轴51和第二轴52之间。
实施例中，如图2所示，第一传动装置8包括与驱动轮1联动的第一带轮81，与第一从动轮2联动的第二带轮82，以及连接第一带轮81和第二带轮82的第一传动带83；第二传动装置9包括与第三从动轮4联动的第三带轮91，与第二从动轮3联动的第四带轮92，以及连接第三带轮91和第四带轮92的第二传动带93。
实施例中，驱动轮1和第一带轮81是一体成型结构，第一从动轮2和第二带轮82是一体成型结构，第三从动轮4和第三带轮91是一体成型结构，第二从动轮3和第四带轮92第二从动轮3联动的第四带轮92。
实施例二的行进原理：当驱动轮1正转时，通过第一传动装置8同步带动第一从动轮2和第一轴51正转，借着单向传动机构7能够同步带动第二轴52和第二从动轮3正转，第二从动轮3通过第二传动装置9同步带动第三从动轮4正转，最终能使四个轮子同步正转，达到行进的目的。
实施例二的转向原理：当驱动轮1反转时，通过第一传动装置8同步带动第一从动轮2和第一轴51反转，但由于单向传动机构7本身具有“正向咬合传动反向打滑”的特性，所以单向传动机构7失去传动功能，第二轴52无法获得旋转的驱动力，从而使第二从动轮3和第三从动轮4失去驱动力，最终达到整体设备转向的目的。
实施例三，如图3和图6所示，一个电机驱动四轮行走和转向机构，包括左右对向设置的驱动轮1和第三从动轮4，左右对向设置的第一从动轮2和第二从动轮3，驱动轮1和第一从动轮2之间同步连有第一传动装置8，第二从动轮3和第三从动轮4之间同步连有第二传动装置9第一从动轮2与第二从动轮3之间设有单向传动机构7。
实施例中，如图12和图13所示，单向传动机构7包括同步连于第一从动轮2的转轴5，以及设置在转轴5和第二从动轮3之间的棘轮装置，棘轮装置包括固定在转轴5上的棘轮本体71，以及设置在第二从动轮3上的棘爪本体72。
实施例中，如图12和图13所示，棘爪本体72为柱体，第二从动轮3内设有供棘爪本体72自由滑动的棘爪槽721，以及用于容纳棘轮本体71的棘轮槽711，棘爪槽721沿着第二从动轮3径向设置并且连通于棘轮槽711。
实施例中，如图3、6、7、11、12、13所示，第一传动装置8包括与驱动轮1联动的第一带轮81，与第一从动轮2联动的第二带轮82，以及连接第一带轮81和第二带轮82的第一传动带83；第二传动装置9包括与第三从动轮4联动的第三带轮91，与第二从动轮3联动的第四带轮92，以及连接第三带轮91和第四带轮92的第二传动带93。
实施例三的行进原理：当驱动轮1正转时，通过第一传动装置8同步带动第一从动轮2和转轴5正转，由于第二从动轮3内的棘爪本体72与棘轮本体71彼此咬合，从而能够同步带动第二从动轮3正转，第二从动轮3通过第二传动装置9同步带动第三从动轮4正转，最终能使四个轮子同步正转，达到行进的目的。
实施例三的转向原理：当驱动轮1反转时，通过第一传动装置8同步带动第一从动轮2和转轴5反转，但由于棘轮装置本身具有“正向咬合传动反向打滑”的特性，所以第二从动轮3内的棘轮本体71从棘爪本体72上释放，第二从动轮3无法获得旋转的驱动力，从而使第二传动装置9和第三从动轮4失去驱动力，最终达到整体设备转向的目的。
实施例四，如图4、5、6、7所示，一个电机驱动四轮行走和转向机构，包括左右对向设置的驱动轮1和第三从动轮4，左右对向设置的第一从动轮2和第二从动轮3，其特征是：驱动轮1和第一从动轮2之间设有第一传动装置8，第二从动轮3和第三从动轮4之间同步连有第二传动装置9，第一传动装置8同步连于驱动轮1；第一传动装置8与第一从动轮2之间设有单向传动机构7，且第一从动轮2与第二从动轮3之间同步连有转轴5。
实施例中，如图6和图7所示，第一传动装置8包括与驱动轮1联动的第一带轮81，与第一从动轮2同轴的第二带轮82，以及连接第一带轮81和第二带轮82的第一传动带83；单向传动机构7为对向设置在第一从动轮2和第二带轮82上的单向锯齿结构；第二传动装置9包括与第三从动轮4联动的第三带轮91，与第二从动轮3联动的第四带轮92，以及连接第三带轮91和第四带轮92的第二传动带93。
实施例四的行进原理：当驱动轮1正转时，会同步带动第一带轮81、第一传动带83和第二带轮82正转，第二带轮82通过单向传动机构7使第一从动轮2同步正转，第一从动轮2又同步带动转轴5、第二从动轮3、第三从动轮4正转，最终能使四个轮子同步正转，达到行进的目的。
实施例四的转向原理：当驱动轮1反转时，会同步带动第一带轮81、第一传动带83和第二带轮82反转，但由于单向传动机构7本身具有“正向咬合传动反向打滑”的特性，所以第二带轮82与第一从动轮2之间打滑脱离，单向传动机构7失去传动功能，第一从动轮2、转轴5、第二从动轮3和第三从动轮4都失去了旋转的驱动力，最终达到整体设备靠着驱动轮1转向的目的。
实施例一至实施例四中，单向传动机构7除了棘轮装置还能选用单向销单向轴承。第一传动装置8和第二传动装置9除了带轮传动还能选用齿轮传动装置。
通过实际测试实验发现：在实施例四的方案中，转向时由于只有驱动轮1反转，其它三个轮子失去动力，所以其转向困难，很难实现转向的目的，而实施例一至三的方案能够使驱动轮1和第一从动轮2同步反转，最终能实现设备的转向目的。
本实用新型的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本实用新型的范围。
Claims (9)
1.一个电机驱动四轮行走和转向机构，包括左右对向设置的驱动轮(1)和第三从动轮(4)，左右对向设置的第一从动轮(2)和第二从动轮(3)，其特征是：所述的驱动轮(1)和所述的第一从动轮(2)之间同步连有第一传动装置(8)，所述的第二从动轮(3)和第三从动轮(4)之间同步连有第二传动装置(9)所述的第一从动轮(2)与所述的第二从动轮(3)之间设有单向传动机构(7)。
2.根据权利要求1所述的一个电机驱动四轮行走和转向机构，其特征是：所述的单向传动机构(7)包括同步连于所述的第二从动轮(3)的转轴(5)，以及设置在所述的转轴(5)和第一从动轮(2)之间的棘轮装置，所述的棘轮装置包括固定在转轴(5)上的棘轮本体(71)，以及设置在第一从动轮(2)上的棘爪本体(72)。
3.根据权利要求2所述的一个电机驱动四轮行走和转向机构，其特征是：所述的棘爪本体(72)为柱体，所述的第一从动轮(2)内设有供所述的棘爪本体(72)自由滑动的棘爪槽(721)，以及用于容纳所述的棘轮本体(71)的棘轮槽(711)，所述的棘爪槽(721)沿着所述的第一从动轮(2)径向设置并且连通于所述的棘轮槽(711)。
4.根据权利要求1所述的一个电机驱动四轮行走和转向机构，其特征是：所述的第一从动轮(2)同步连有第一轴(51)，所述的第二从动轮(3)同步连有第二轴(52)，所述的单向传动机构(7)设于所述的第一轴(51)和第二轴(52)之间。
5.根据权利要求1所述的一个电机驱动四轮行走和转向机构，其特征是：所述的单向传动机构(7)包括同步连于所述的第一从动轮(2)的转轴(5)，以及设置在所述的转轴(5)和第二从动轮(3)之间的棘轮装置，所述的棘轮装置包括固定在转轴(5)上的棘轮本体(71)，以及设置在第二从动轮(3)上的棘爪本体(72)。
6.根据权利要求5所述的一个电机驱动四轮行走和转向机构，其特征是：所述的棘爪本体(72)为柱体，所述的第二从动轮(3)内设有供所述的棘爪本体(72)自由滑动的棘爪槽(721)，以及用于容纳所述的棘轮本体(71)的棘轮槽(711)，所述的棘爪槽(721)沿着所述的第二从动轮(3)径向设置并且连通于所述的棘轮槽(711)。
7.根据权利要求1至6任一权利要求所述的一个电机驱动四轮行走和转向机构，其特征是：所述的第一传动装置(8)包括与所述的驱动轮(1)联动的第一带轮(81)，与所述的第一从动轮(2)联动的第二带轮(82)，以及连接所述的第一带轮(81)和第二带轮(82)的第一传动带(83)；所述的第二传动装置(9)包括与所述的第三从动轮(4)联动的第三带轮(91)，与所述的第二从动轮(3)联动的第四带轮(92)，以及连接所述的第三带轮(91)和第四带轮(92)的第二传动带(93)。
8.一个电机驱动四轮行走和转向机构，包括左右对向设置的驱动轮(1)和第三从动轮(4)，左右对向设置的第一从动轮(2)和第二从动轮(3)，其特征是：所述的驱动轮(1)和所述的第一从动轮(2)之间设有第一传动装置(8)，所述的第二从动轮(3)和第三从动轮(4)之间同步连有第二传动装置(9)，所述的第一传动装置(8)同步连于所述的驱动轮(1)；所述的第一传动装置(8)与所述的第一从动轮(2)之间设有单向传动机构(7)，且所述的第一从动轮(2)与所述的第二从动轮(3)之间同步连有转轴(5)。
9.根据权利要求8所述的一个电机驱动四轮行走和转向机构，其特征是：所述的第一传动装置(8)包括与所述的驱动轮(1)联动的第一带轮(81)，与所述的第一从动轮(2)同轴的第二带轮(82)，以及连接所述的第一带轮(81)和第二带轮(82)的第一传动带(83)；所述的单向传动机构(7)为对向设置在所述的第一从动轮(2)和第二带轮(82)上的单向锯齿结构；所述的第二传动装置(9)包括与所述的第三从动轮(4)联动的第三带轮(91)，与所述的第二从动轮(3)联动的第四带轮(92)，以及连接所述的第三带轮(91)和第四带轮(92)的第二传动带(93)。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111071035A (zh) * | 2020-02-17 | 2020-04-28 | 宁波普乐菲智能科技有限公司 | 一个电机驱动四轮行走和转向机构 |
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2020
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