CN215475341U - 转向架具有自锁定功能的模态可切换小车 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种转向架具有自锁定功能的模态可切换小车，包括车体、转向架和转向驱动模块；转向架设置有两个且转动连接于所述车体两侧；转向驱动模块包括有转向舵机、驱动臂和转向连杆；所述驱动臂的一端连接所述转向舵机，另一端连接所述转向连杆的一端；所述转向连杆的另一端连接所述转向架；其中，所述转向舵机包括有转向电机和蜗轮蜗杆变速模块，所述转向电机的输入端连接所述蜗轮蜗杆变速模块的输入端，所述蜗轮蜗杆变速模块的输出端连接所述驱动臂的一端。本申请其能够使小车切换成阿克曼转向类型的小车，也能够使得小车切换成四轮差速转向类型的小车。

Description

转向架具有自锁定功能的模态可切换小车

技术领域

本申请涉及ROS教育小车技术领域，特别涉及一种转向架具有自锁定功能的模态可切换小车。

背景技术

目前，市面上有多种样式的ROS教育小车；根据采用的车轮形式不同，包括有采用普通车轮的小车、采用麦克纳姆轮的小车等；这些小车一旦生产制作完成后，通常其车轮样式已经固定，因而单一的小车玩法单一，而为了体验这些小车的不同玩法，又需要每一种小车都进行购置，成本高昂。

相关技术中，为解决上述问题，在结构上，有通过将车轮组件进行更换以切换车轮样式的，例如将普通车轮组件更换成麦克纳姆轮组件，或者将麦克纳姆轮组件切换成普通车轮样组件，进而实现普通车轮样式与麦克纳姆车轮样式的切换；这种切换方式虽然在一定程度上有所改善，但是仍然有其局限性，例如对于车体内设置阿克曼转向结构的小车，由于转向形式的不同，仅通过对车轮组件进行更换，其还是无法满足麦克纳姆轮的四轮差速转向需求，而对于采用麦克纳姆轮等四轮差速以实现转向的小车，其仅通过更换车轮组件也无法转变成阿克曼转向结构的小车。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种转向架具有自锁定功能的模态可切换小车，其能够使小车切换成阿克曼转向类型的小车，也能够使得小车切换成四轮差速转向类型的小车。

根据本申请实施例的转向架具有自锁定功能的模态可切换小车，包括车体、转向架和转向驱动模块；转向架设置有两个且转动连接于所述车体两侧；转向驱动模块包括有转向舵机、驱动臂和转向连杆；所述驱动臂的一端连接所述转向舵机，另一端连接所述转向连杆的一端；所述转向连杆的另一端连接所述转向架；其中，所述转向舵机包括有转向电机和蜗轮蜗杆变速模块，所述转向电机的输入端连接所述蜗轮蜗杆变速模块的输入端，所述蜗轮蜗杆变速模块的输出端连接所述驱动臂的一端。

根据本申请实施例的转向架具有自锁定功能的模态可切换小车，至少具有如下有益效果：

由于转向舵机中采用了蜗轮蜗杆变速模块，而蜗轮和蜗杆之间只能够实现单向传动，反向传动将实现自锁，当转向电机停止工作时，借助蜗轮蜗杆之间的自锁，转向架将处于锁定状态；因此，借助这一转向舵机，只要在转向架上设置普通类型的车轮组件，即可通过给转向电机通电带动转向架转动，从而将小车切换成阿克曼转向类型的小车；同时，也可以在转向电机不工作的情况下，通过将麦克纳姆轮等样式的车轮组件连接到转向架上，即可使得小车切换成四轮差速转向类型的小车。

根据本申请一些实施例的转向架具有自锁定功能的模态可切换小车，两个所述转向架之间通过同步连杆相互连接。

根据本申请一些实施例的转向架具有自锁定功能的模态可切换小车，还包括有轮组件，所述轮组件包括有第一轮组件和第二轮组件，所述第一轮组件设置有两个且分别连接于两个所述转向架上，所述第二轮组件设置有两个且分别连接于所述车体两侧；所述第一轮组件和第二轮组件均包括有轮毂电机和轮式构件，所述轮毂电机连接于所述转向架或车体，所述轮式构件可拆卸地连接于所述轮毂电机，所述轮式构件设置有至少两种，且可选择通过将不同的所述轮式构件连接于所述轮毂电机以实现车轮形式的切换。

根据本申请一些实施例的转向架具有自锁定功能的模态可切换小车，所述轮式构件至少包括有轮胎式构件和麦克纳姆轮式构件。

根据本申请一些实施例的转向架具有自锁定功能的模态可切换小车，所述轮毂电机包括有定子部和转子部，所述定子部位于所述转子部中心且连接所述车体，所述转子部背离所述车体的一侧设置有第一连接孔，所述转子部靠近所述车体的一端设置有第三限位环，所述轮毂电机通过所述第一连接孔和第三限位环连接所述轮式构件。

根据本申请一些实施例的转向架具有自锁定功能的模态可切换小车，所述轮胎式构件包括有轮毂盖和橡胶轮套，所述橡胶轮套内侧形成有环形的形变腔，所述形变腔的开口两侧边沿形成有第一限位环和第二限位环，所述轮毂盖设置有第二连接孔，所述第二连接孔与所述第一连接孔对应设置，所述轮毂盖能够通过穿设于所述第一连接孔和第二连接孔的螺钉可拆卸地连接于所述转子部；当所述轮胎式构件连接于所述轮毂电机时，所述第一限位环和所述第二限位环位于所述轮毂盖与所述第三限位环之间，所述第三限位环与所述第一限位环抵接用于限制所述橡胶轮套向靠近所述车体一侧移动，所述轮毂盖与所述第二限位环抵接用于限制所述橡胶轮套向远离所述车体一侧移动。

根据本申请一些实施例的转向架具有自锁定功能的模态可切换小车，还包括有履带，所述履带内侧形成与所述橡胶轮套外侧轮廓匹配的连接槽，通过所述连接槽，所述履带能够套设于位于所述车体同一侧的两个所述橡胶轮套上。

根据本申请一些实施例的转向架具有自锁定功能的模态可切换小车，所述麦克纳姆轮式构件包括有轮毂架和辊子轴和辊子体；所述辊子轴设置有多个，且与所述轮毂架的轴向成一定角度地连接于所述轮毂架的外周侧，所述辊子体可转动地连接于所述辊子轴；所述轮毂架中部设置有电机容纳腔，所述轮毂架能够通过所述电机容纳腔套接于所述转子部外侧，所述电机容纳腔的腔底设置有第三连接孔，所述第三连接孔与所述第一连接孔对应设置，所述轮毂架能够通过穿设于所述第一连接孔和第三连接孔的螺钉与所述转子部可拆卸连接。

根据本申请一些实施例的转向架具有自锁定功能的模态可切换小车，所述电机容纳腔的内壁靠近口部的位置设置环台，所述环台用于与所述第三限位环配合抵接。

根据本申请一些实施例的转向架具有自锁定功能的模态可切换小车，所述车体上设置有固定架，所述固定架设置有两个且固定连接于所述车体两侧，每一所述固定架上均设置有一所述第二轮组件。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例中模态可切换小车去除车体顶部壳体等部件后的结构示意图；

图2为本申请中轮组件采用轮胎式构件下的分解结构示意图；

图3为本申请中轮毂电机远离车体一侧的结构示意图；

图4为本申请中履带的结构示意图；

图5为图4所示履带的横向剖面示意图；

图6为履带连接于模态可切换小车的结构示意图；

图7为麦克纳姆轮式构件的结构示意图；

图8为本申请中模态可切换小车采用麦克纳姆轮式构件下的整体结构示意图。

附图标号：

车体100、固定架110、第五连接孔111、穿线孔112；

转向架200、同步连杆230；

轮组件300、轮毂电机310、定子部311、第六连接孔312、转子部313、第一连接孔314、第三限位环315，轮毂盖320、第二连接孔321、橡胶轮套330、形变腔331、第一限位环332、第二限位环333、履带340、连接槽341、轮毂架350、电机容纳腔351、第三连接孔352、环台353、辊子体360；

转向电机411、蜗轮蜗杆变速模块412、驱动臂420、转向连杆430。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、左、右、前、后等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

参照图1至图8，根据本申请实施例的转向架具有自锁定功能的模态可切换小车，包括车体100、转向架200和转向驱动模块；转向架200设置有两个且转动连接于所述车体100两侧；转向驱动模块包括有转向舵机、驱动臂420和转向连杆430；所述驱动臂420的一端连接所述转向舵机，另一端连接所述转向连杆430的一端；所述转向连杆430的另一端连接所述转向架200；其中，所述转向舵机包括有转向电机411和蜗轮蜗杆变速模块412，所述转向电机411的输入端连接所述蜗轮蜗杆变速模块412的输入端，所述蜗轮蜗杆变速模块412的输出端连接所述驱动臂420的一端。

在本实施例中，由于转向舵机中采用了蜗轮蜗杆变速模块，而蜗轮和蜗杆之间只能够实现单向传动，反向传动将实现自锁，当转向电机411停止工作时，借助蜗轮蜗杆之间的自锁，转向架200将处于锁定状态；因此，借助这一转向舵机，只要在转向架200上设置普通类型的车轮组件300，即可通过给转向电机411通电带动转向架200转动，从而将小车切换成阿克曼转向类型的小车；同时，也可以在转向电机411不工作的情况下，通过将麦克纳姆轮等样式的车轮组件300连接到转向架200上，即可使得小车切换成四轮差速转向类型的小车。

参照图1，可以理解的是，在本实施例中，为了实现通过单一转向驱动模块驱动两个转向架200的同步转动及实现两者的同步锁定，转向架200之间通过同步连杆230进行连接，其中，转向驱动模块的转向连杆430连接其中一所述转向架200。

参照图1，可以理解的是，本实施例的模态可切换小车还包括有轮组件300，轮组件300根据安装位置的不同，包括有第一轮组件和第二轮组件；所述第一轮组件设置有两个且分别连接于两个所述转向架200上；所述第二轮组件设置有两个且分别连接于所述车体100两侧，例如可以连接于车体100上用于连接电机的固定架110，或者直接连接于车体100的本体上。

参照图2至图8，可以理解的是，所述第一轮组件和第二轮组件均包括有轮毂电机310和轮式构件，所述轮毂电机310连接于所述转向架200或车体100，所述轮式构件可拆卸地连接于所述轮毂电机310，所述轮式构件设置有至少两种，且可选择通过将不同的所述轮式构件连接于所述轮毂电机310以实现车轮形式的切换。上述结构，通过将轮毂电机310与轮式构件共同构成小车驱动行走的轮组件300的形式，并且将轮式构件设置成可拆卸地形式设置在轮毂电机310上，因此可以仅通过更换轮式构件的形式以达到车轮形式切换的效果，而无需更换整个轮组件300，即可实现车轮模态的切换，成本相对更低。

参照图2和图3，轮毂电机310包括有定子部311和转子部313；可以理解的是，所述定子部311位于所述转子部313中心且连接所述车体100，例如连接于车体100的转向架200，或者连接于车体100上用于连接电机的固定架110，或者直接连接于车体100的本体上；轮组件300根据安装于车体100的前后位置不同，可以分为前轮组件300或者后轮组件300等。可以理解的是，转子部313用于连接轮式构件从而带动轮式构件转动。并且，具体地，为了便于连接轮式构件，所述转子部313背离所述车体100的一侧设置有第一连接孔314，所述转子部313靠近所述车体100的一端设置有第三限位环315，所述轮毂电机310通过所述第一连接孔314和第三限位环315连接所述轮式构件。

参照图2至图8，可以理解的是，在本实施例中，所述轮式构件包括有轮胎式构件和麦克纳姆轮式构件；当然在其他一些实例中还可以包括有其他一些类型的轮式构件。为了便于描述，本实施例的以下部分主要以轮胎式构件和麦克纳姆轮式构件这两种轮式构件如何在转子部313上安装为例进行说明，以及如何在轮胎式构件基础上实现履带340轮式驱动；应当要理解的是，以下描述仅仅是示例性的，而不应当理解成其对本申请的限制。

参照图2和图3，可以理解的是，所述轮胎式构件包括有轮毂盖320和橡胶轮套330，其中轮毂盖320能够可拆卸地连接于转子部313背离车体100的一侧，橡胶轮套330能够套接于转子部313的外周；具体地，所述橡胶轮套330内侧形成有环形的形变腔331，借助形变腔331能够使橡胶轮套330能够向靠近轮毂电机310的一侧变形，以提高其减震效果；所述轮毂盖320设置有第二连接孔321，所述第二连接孔321与所述第一连接孔314对应设置，以使得所述轮毂盖320能够通过穿设于所述第一连接孔314和第二连接孔321的螺钉可拆卸地连接于所述转子部313，方便轮毂盖320的拆卸和安装。并且，所述形变腔331的开口两侧边沿形成有第一限位环332和第二限位环333，其用于限定橡胶轮套330的轴向位置，并使得橡胶轮套330能够始终保持在轮毂电机310上，而不易在小车行驶过程中，从小车上脱落；具体地，当所述轮胎式构件连接于所述轮毂电机310时，所述第一限位环332和所述第二限位环333位于所述轮毂盖320与所述第三限位环315之间，所述第三限位环315与所述第一限位环332抵接用于限制所述橡胶轮套330向靠近所述车体100一侧移动，所述轮毂盖320与所述第二限位环333抵接用于限制所述橡胶轮套330向远离所述车体100一侧移动。

参照图4至图6，为了能够具有更多的车轮样式，在本申请实施例中，还包括有履带340，所述履带340内侧形成与所述橡胶轮套330外侧轮廓匹配的连接槽341，通过所述连接槽341，所述履带340能够套设于位于所述车体100同一侧的两个所述橡胶轮套330上；当采用轮胎式构件及履带340共同连接于轮毂电机310时，在小车行驶过程中，履带340借助与橡胶轮套330之间的摩擦力实现往复回转，进而使得小车还可以实现履带340形式车轮的驱动行驶。

参照图7、图8，可以理解的是，所述麦克纳姆轮式构件包括有轮毂架350、辊子轴和辊子体360；所述辊子轴设置有多个，且与所述轮毂架350的轴向成一定角度地连接于所述轮毂架350的外周侧，所述辊子体360可转动地连接于所述辊子轴；为了能够将轮毂架350连接于车体100，所述轮毂架350中部设置有电机容纳腔351，所述轮毂架350能够通过所述电机容纳腔351套接于所述转子部313外侧；并且，具体地，所述电机容纳腔351的腔底设置有第三连接孔352，所述第三连接孔352与所述第一连接孔314对应设置，所述轮毂架350能够通过穿设于所述第一连接孔314和第三连接孔352的螺钉与所述转子部313可拆卸连接，以便轮毂架350的拆卸和安装，同时借助螺钉也便于将转子部313的动力传递至轮毂架350，从而避免在小车运行过程中，转子部313与轮毂架350之间出现相对滑动。

可以理解的是，具体地，所述电机容纳腔351的内壁靠近口部的位置设置环台353，所述环台353用于与所述第三限位环315配合抵接，借助第三限位环315及环台353之间的配合，可以封闭电机容纳腔351，并避免雨水、沙尘等进入到电机容纳腔351内影响到轮毂电机310。

参照图1，可以理解的是，为了便于将第二轮组件安装于车体100，所述车体100上设置有固定架110，所述固定架110设置有两个且固定连接于所述车体100两侧，每一所述固定架110上均设置有一所述第二轮组件。

可以理解的是，其中转向架200可以设置于固定架110前侧，从而第一轮组件构成小车的前轮，而第二轮组件构成小车的后轮，也即前轮转向的阿克曼转向形式；当然可以理解的是，在其他一些实施例中，转向架200也可以设置于固定架110的后侧，从而第一轮组件构成小车的后轮，而第二轮组件构成小车的前轮，也即构成后轮转向的阿克曼转向形式。

可以理解的是，为了便于连接轮毂电机310，转向架200上设置有第四连接孔，固定架110上设置有第五连接孔111，轮毂电机310的定子部311上设置有与第四连接孔或第五连接孔111对应的第六连接孔312，从而便于通过螺钉将轮毂电机310连接到转向架200和固定架110上；并且，具体地，转向架200及固定架110上还设置有穿线孔112，用于穿设轮毂电机310的供电或控制线路。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.转向架具有自锁定功能的模态可切换小车，其特征在于，包括：

车体；

转向架，设置有两个且转动连接于所述车体两侧；

转向驱动模块，包括有转向舵机、驱动臂和转向连杆；所述驱动臂的一端连接所述转向舵机，另一端连接所述转向连杆的一端；所述转向连杆的另一端连接所述转向架；其中，

所述转向舵机包括有转向电机和蜗轮蜗杆变速模块，所述转向电机的输入端连接所述蜗轮蜗杆变速模块的输入端，所述蜗轮蜗杆变速模块的输出端连接所述驱动臂的一端。

2.根据权利要求1所述的转向架具有自锁定功能的模态可切换小车，其特征在于：两个所述转向架之间通过同步连杆相互连接。

3.根据权利要求1所述的转向架具有自锁定功能的模态可切换小车，其特征在于：还包括有轮组件，所述轮组件包括有第一轮组件和第二轮组件，所述第一轮组件设置有两个且分别连接于两个所述转向架上，所述第二轮组件设置有两个且分别连接于所述车体两侧；所述第一轮组件和第二轮组件均包括有轮毂电机和轮式构件，所述轮毂电机连接于所述转向架或车体，所述轮式构件可拆卸地连接于所述轮毂电机，所述轮式构件设置有至少两种，且可选择通过将不同的所述轮式构件连接于所述轮毂电机以实现车轮形式的切换。

4.根据权利要求3所述的转向架具有自锁定功能的模态可切换小车，其特征在于：所述轮毂电机包括有定子部和转子部，所述定子部位于所述转子部中心且连接所述车体，所述转子部背离所述车体的一侧设置有第一连接孔，所述转子部靠近所述车体的一端设置有第三限位环，所述轮毂电机通过所述第一连接孔和第三限位环连接所述轮式构件。

5.根据权利要求4所述的转向架具有自锁定功能的模态可切换小车，其特征在于：所述轮式构件至少包括有轮胎式构件和麦克纳姆轮式构件。

6.根据权利要求5所述的转向架具有自锁定功能的模态可切换小车，其特征在于：所述轮胎式构件包括有轮毂盖和橡胶轮套，所述橡胶轮套内侧形成有环形的形变腔，所述形变腔的开口两侧边沿形成有第一限位环和第二限位环，所述轮毂盖设置有第二连接孔，所述第二连接孔与所述第一连接孔对应设置，所述轮毂盖能够通过穿设于所述第一连接孔和第二连接孔的螺钉可拆卸地连接于所述转子部；当所述轮胎式构件连接于所述轮毂电机时，所述第一限位环和所述第二限位环位于所述轮毂盖与所述第三限位环之间，所述第三限位环与所述第一限位环抵接用于限制所述橡胶轮套向靠近所述车体一侧移动，所述轮毂盖与所述第二限位环抵接用于限制所述橡胶轮套向远离所述车体一侧移动。

7.根据权利要求6所述的转向架具有自锁定功能的模态可切换小车，其特征在于：还包括有履带，所述履带内侧形成与所述橡胶轮套外侧轮廓匹配的连接槽，通过所述连接槽，所述履带能够套设于位于所述车体同一侧的两个所述橡胶轮套上。

8.根据权利要求5所述的转向架具有自锁定功能的模态可切换小车，其特征在于：所述麦克纳姆轮式构件包括有轮毂架和辊子轴和辊子体；所述辊子轴设置有多个，且与所述轮毂架的轴向成一定角度地连接于所述轮毂架的外周侧，所述辊子体可转动地连接于所述辊子轴；所述轮毂架中部设置有电机容纳腔，所述轮毂架能够通过所述电机容纳腔套接于所述转子部外侧，所述电机容纳腔的腔底设置有第三连接孔，所述第三连接孔与所述第一连接孔对应设置，所述轮毂架能够通过穿设于所述第三连接孔和第二连接孔的螺钉与所述转子部可拆卸连接。

9.根据权利要求8所述的转向架具有自锁定功能的模态可切换小车，其特征在于：所述电机容纳腔的内壁靠近口部的位置设置环台，所述环台用于与所述第三限位环配合抵接。

10.根据权利要求3所述的转向架具有自锁定功能的模态可切换小车，其特征在于：所述车体上设置有固定架，所述固定架设置有两个且固定连接于所述车体两侧，每一所述固定架上均设置有一所述第二轮组件。

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