CN215475347U - 模态可切换小车的转向架锁定结构及模态可切换小车 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种模态可切换小车的转向架锁定结构及模态可切换小车，模态可切换小车的转向架锁定结构，包括车体、转向架和转向锁止结构，转向架设置有两个且转动连接于所述车体两侧；转向锁止结构设置于所述车体，且可在初始位置及锁止位置之间活动，当所述转向锁止结构处于所述锁止位置时能够锁止所述转向架。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

模态可切换小车的转向架锁定结构及模态可切换小车

技术领域

本申请涉及ROS教育小车技术领域，特别涉及一种模态可切换小车的转向架锁定结构及模态可切换小车。

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类型的小车。

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，本申请第一方面实施例提出一种模态可切换小车的转向架锁定结构，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。

本申请第二方面实施例提出了一种模态可切换小车，其具有上述第一方面实施例的模态可切换小车的转向架锁定结构。

根据本申请第一方面实施例的模态可切换小车的转向架锁定结构，包括车体、转向架和转向锁止结构，转向架设置有两个且转动连接于所述车体两侧；转向锁止结构可在初始位置及锁止位置之间活动，当所述转向锁止结构处于所述锁止位置时能够锁止所述转向架。

根据本申请第一方面实施例的模态可切换小车的转向架锁定结构，至少具有如下有益效果：

由于转向架转动连接在车体上，当转向架处于非锁定状态时，通过将普通车轮样式的车轮组件连接到转向架上，即可使得小车能够适应阿克曼转向结构，进而切换形成阿克曼转向类型的小车；而通过设置于车体的转向锁止结构，可以在需要时实现对转向架的锁定，从而在转向架锁定的情况下，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。

根据本申请第一方面实施例的模态可切换小车的转向架锁定结构，所述转向锁止结构包括有插销，所述车体和所述转向架一者设置所述插销，另一者设置用于与所述插销配合的销孔，当所述插销位于所述锁止位置时，插入在所述销孔内。

根据本申请第一方面实施例的模态可切换小车的转向架锁定结构，两个所述转向架之间通过同步连杆相互连接，两个所述转向架均设置有所述转向锁止结构或其中一所述转向架上设置有所述转向锁止结构。

根据本申请第一方面实施例的模态可切换小车的转向架锁定结构，还包括有锁止驱动器，所述锁止驱动器用于驱动所述插销插入所述销孔或从所述销孔内移出。

根据本申请第一方面实施例的模态可切换小车的转向架锁定结构，两个所述转向架之间通过同步连杆相互连接，所述转向锁止结构为锁止推块，所述锁止推块处于所述锁止位置时能够与所述同步连杆抵接以限制所述同步连杆的移动。

根据本申请第一方面实施例的模态可切换小车的转向架锁定结构，还包括有锁止驱动器，所述锁止驱动器用于驱动所述锁止推块与所述同步连杆抵接或用于驱动所述锁止推块远离所述同步连杆。

根据本申请第二方面实施例的模态可切换小车，包括有上述第一方面实施例的模态可切换小车的转向架锁定结构。

根据本申请第二方面实施例的模态可切换小车的转向架锁定结构，至少具有如下有益效果：通过采用上述第一方面实施的转向架锁定结构，可以使得本实施例的小车可以切换成阿克曼转向类型的小车，也能够切换成四轮差速转向类型的小车。

根据本申请第二方面实施例的模态可切换小车，还包括有转向驱动模块，所述转向驱动模块设置于所述车体，且用于驱动所述转向架转动。

根据本申请第二方面实施例的模态可切换小车，所述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。

根据本申请第二方面实施例的模态可切换小车，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。

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为本申请实施例中具有转向架锁定结构的模态可切换小车在采用插销用来锁止转向架的整体结构示意图；

图2为图1所示模态可切换小车去除车体顶部壳体等部件后的示意图；

图3为本申请实施例中转向锁止结构采用插销用来锁止转向架的剖视结构示意图；

图4为本申请实施例中转向锁止结构采用锁止推块用来锁止转向架的结构示意图；

图5为本申请实施例中转向驱动模块与转向架的连接结构示意图；

图6为本申请实施例中轮组件采用轮胎式构件下的分解结构示意图；

图7为本申请实施例中轮毂电机远离车体一侧的结构示意图；

图8为本申请实施例中履带的结构示意图；

图9为图8所示履带的横向剖面示意图；

图10为本申请实施例中履带连接于多模态可切换小车的结构示意图；

图11为本申请实施例中麦克纳姆轮式构件的结构示意图；

图12为本申请实施例中多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、插销120；

转向架200、销孔210、第四连接孔220、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；

转向驱动模块400、转向舵机410、驱动臂420、转向连杆430；

锁止推块600。

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12，根据本申请实施例的模态可切换小车的转向架锁定结构，包括车体100、转向架200和转向锁止结构，转向架200设置有两个且转动连接于所述车体100两侧；转向锁止结构设置于所述车体100，且可在初始位置及锁止位置之间活动，当所述转向锁止结构处于所述锁止位置时能够锁止所述转向架200。

可以理解的是，由于转向架200转动连接在车体100上，当转向架200处于非锁定状态时，通过将普通车轮样式的车轮组件300连接到转向架200上，即可使得小车能够适应阿克曼转向结构，进而切换形成阿克曼转向类型的小车；而通过设置于车体100的转向锁止结构，可以在需要时实现对转向架200的锁定，从而在转向架200锁定的情况下，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。

可以理解的是，转向锁止结构可以通过多种方式实现转向架200的锁定，以下将针对转向锁止结构的两种锁定方式进行描述，应当要理解的是，下述两种锁定方式仅是本申请的其中两个示例，而不构成对本申请的限制。

参照图2和图3，在其中一种锁定方式中，转向锁止结构包括有可伸缩设置于所述车体100的插销120，所述转向架200上设置有用于与所述插销120配合的销孔210，当所述插销120位于所述锁止位置时，插入在所述销孔210内。由于转向架200其是通过转动连接的形式连接于车体100的，因此当设置于车体100的插销120插入销孔210后，将限制转向架200的转动，进而使得转向架200相对车体100固定。可以理解的是，在其他一些实施例中，也可选择将插销120设置于转向架200，而将用于与所述插销120配合的销孔210设置于车体100，其同样可实现对转向架200的锁定。

可以理解的是，为了实现两个转向架200的同步转动，转向架200之间通过同步连杆230进行连接，由于两个转向架200通过同步连杆230连接，两者同步转动，因此可以仅在单侧的其中一转向架200上对应设置转向锁止结构(也即设置上述插销120和销孔210)，即可锁定两个转向架200；可以理解的是，考虑到制造误差等原因，两个转向架200之间的相对于车体100轴向的角度将难以保证完全一致，因此在其中一些实施例中，也可在每一所述转向架200均对应设置有转向锁止结构(也即设置上述插销120和销孔210)，以分别对两个转向架200进行固定，进一步确保转向架200在固定时的角度位置精度。

可以理解的是，根据插销120驱动形式的不同，在其中一些实施例中，插销120可以选择采用手动插入或拔出销孔210，当然在另外一些实施例中，可以在小车上设置锁止驱动器，以通过锁止驱动器来驱动插销120，进而实现自动插入所述销孔210或从所述销孔210内移出。可以理解的是，具体地，锁止驱动器可以选择采用直线电机或者电磁推杆等直线驱动器。

参照图4，在另外一种锁定方式中，由于两个所述转向架200之间通过同步连杆230相互连接，因此，还可以将转向锁止结构设置为锁止推块600，所述锁止推块600处于所述锁止位置时能够与所述同步连杆230抵接以限制所述同步连杆230的移动；由于同步连杆230连接两个转向架200，当同步连杆230被锁止推块600抵接并限制移动的情况下，两个转向架200将在同步连杆230的限制下都无法相对车体100转动，进行同时实现对两个转向架200的锁定。

可以理解的是，类似地，可以在小车上设置锁止驱动器，以通过锁止驱动器来驱动锁止推块600，以使的锁止推块600能够在锁止驱动器的驱动下自动完成与同步连杆230的抵接，或在锁止驱动器的驱动下远离同步连杆230以解除锁定。

参照图1、图2和图4，以下描述本申请第二方面实施例的模态可切换小车，其包括有上述第一方面实施例的模态可切换小车的转向架锁定结构。通过采用上述第一方面实施例的转向架锁定结构，使得本实施例的小车可以切换成阿克曼转向类型的小车，也能够切换成四轮差速转向类型的小车。

参照图2和图5，可以理解的是，本实施例的模态可切换小车还包括有转向驱动模块400，所述转向驱动模块400设置于所述车体100，且用于驱动所述转向架200转动。在转向锁止结构解除对转向架200锁定的情况下，转向架200可正常转动，此时通过在转向架200上设置普通轮胎类型的车轮组件300，在小车行驶过程中，即可通过控制转向驱动模块400来驱动转向架200转动，进而实现小车的转向。

参照图5，可以理解的是，具体地，所述转向驱动模块400包括有转向舵机410、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410，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。通过上述结构，需要转向时，小车的控制系统可控制转向舵机410工作，进而驱动驱动臂420摆动，进而带动转向连杆430运动，转向连杆430再拉动转向架200发生转动，从而实现小车的转向。

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、图6至图12，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6和图7，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6至图12，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6、图7，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8至图10，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11、图12，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。

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220，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220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.模态可切换小车的转向架锁定结构，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；

转向锁止结构，可在初始位置及锁止位置之间活动，当所述转向锁止结构处于所述锁止位置时能够锁止所述转向架。

2.根据权利要求1所述的模态可切换小车的转向架锁定结构，其特征在于：所述转向锁止结构包括有插销，所述车体和所述转向架一者设置所述插销，另一者设置用于与所述插销配合的销孔，当所述插销位于所述锁止位置时，插入在所述销孔内。

3.根据权利要求2所述的模态可切换小车的转向架锁定结构，其特征在于：两个所述转向架之间通过同步连杆相互连接，两个所述转向架均设置有所述转向锁止结构或其中一所述转向架上设置有所述转向锁止结构。

4.根据权利要求2所述的模态可切换小车的转向架锁定结构，其特征在于：还包括有锁止驱动器，所述锁止驱动器用于驱动所述插销插入所述销孔或从所述销孔内移出。

5.根据权利要求1所述的模态可切换小车的转向架锁定结构，其特征在于：两个所述转向架之间通过同步连杆相互连接，所述转向锁止结构为锁止推块，所述锁止推块处于所述锁止位置时能够与所述同步连杆抵接以限制所述同步连杆的移动。

6.根据权利要求5所述的模态可切换小车的转向架锁定结构，其特征在于：还包括有锁止驱动器，所述锁止驱动器用于驱动所述锁止推块与所述同步连杆抵接或用于驱动所述锁止推块远离所述同步连杆。

7.模态可切换小车，其特征在于：包括有权利要求1至6任一项所述的模态可切换小车的转向架锁定结构。

8.根据权利要求7所述的模态可切换小车，其特征在于：还包括有转向驱动模块，所述转向驱动模块设置于所述车体，且用于驱动所述转向架转动。

9.根据权利要求8所述的模态可切换小车，其特征在于：所述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。

10.根据权利要求7所述的模态可切换小车，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。

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