CN215904303U - 舵轮及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车辆技术领域，具体涉及一种舵轮及车辆。舵轮包括：回转支承，包括外圈和内圈，外圈适于与车架连接；悬挂油缸，包括缸筒和活塞杆，活塞杆与内圈连接；轮架，缸筒固定在轮架上；驱动轮，可转动地设置在轮架上；驱动部件，与驱动轮连接，以带动驱动轮转动。本实用新型的悬挂油缸的缸筒固定在轮架上，悬挂油缸的活塞杆与内圈连接，通过回转支承的内圈相对于其外圈转动，然后通过驱动部件带动驱动轮转动，实现驱动轮的转向，缸筒和活塞杆之间不会发生相对旋转，降低油缸的密封要求，提高油缸的密封性能，避免油缸承受横向载荷，并且舵轮通过悬挂油缸实现悬挂减振缓冲，能够承受重载，不会发生缓冲失效的情况。

Description

舵轮及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，具体涉及一种舵轮及车辆。

背景技术

目前，AGV舵轮是一种集成了驱动电机、转向电机、减速机、传感器等高度机电一体化的产品，舵轮集成度高，适配性强，配合控制器和低压伺服驱动器，可快速部署AGV或移动机器人等，配置舵轮的AGV或移动机器人可实现零回转半径、侧移、全方位无死角任意漂移，具备二维平面内任意方向的移动功能，移动包括直行、横行、斜行、任意曲线移动、原地360°回转等全向移动。

常规AGV行走主要靠驱动轮和从动轮共同作用，驱动轮提供行走及转向动力，从动轮起着承载重力和转向灵活的辅助作用，随着物品重量的增加，对AGV的承载能力提出了更高要求。

现有技术中，差速舵轮包括悬挂油缸、差速轮组等，油缸的缸筒连接差速轮组，油缸的活塞杆连接车架，缸筒与活塞杆存在相对旋转，对密封要求高，且油缸承受横向载荷，容易漏油。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种舵轮及车辆，以解决现有技术中缸筒与活塞杆存在相对旋转造成密封要求高、容易漏油的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种舵轮，包括：回转支承，包括外圈和内圈，外圈适于与车架连接；悬挂油缸，包括缸筒和活塞杆，活塞杆与内圈连接；轮架，缸筒固定在轮架上；驱动轮，可转动地设置在轮架上；驱动部件，与驱动轮连接，以带动驱动轮转动。

可选地，舵轮还包括内圈安装板和外圈安装板，内圈安装板与内圈连接，活塞杆固定在内圈安装板上，外圈安装板与车架连接，外圈固定在外圈安装板上。

可选地，舵轮还包括拖链，拖链的移动端固定在内圈安装板上，拖链的固定端与车架连接。

可选地，舵轮还包括用于支撑拖链的支撑板，支撑板固定在内圈安装板上。

可选地，舵轮还包括行程开关和转向限位件，行程开关设置在内圈安装板上，转向限位件设置在外圈上，行程开关接触转向限位件时，控制驱动轮停止转向。

可选地，舵轮还包括舵角极限限位机构，舵角极限限位机构包括舵角限位件和舵角止挡件，舵角限位件固定在内圈安装板上，舵角止挡件固定在外圈安装板上，舵角止挡件与舵角限位件配合，以限制驱动轮的极限舵角。

可选地，舵轮还包括零位对中结构，零位对中结构包括零位标识和零位对中标识，零位标识设置在外圈安装板上，零位对中标识设置在舵角限位件上，零位对中标识与零位标识对齐时，驱动轮处于零位状态。

可选地，外圈的外侧上设有外齿，内圈安装板上设有旋转轴和齿轮，齿轮设置在旋转轴上且与外齿啮合，舵轮还包括舵角传感器，舵角传感器与旋转轴连接。

可选地，驱动轮和驱动部件分别设有两个且一一对应连接，两个驱动轮位于轮架的相对的两侧，驱动部件包括驱动电机、减速机和传动机构，两个驱动电机位于轮架的另外两侧，驱动电机与减速机连接，减速机与传动机构连接，传动机构与驱动轮连接。

本实用新型还提供了一种车辆，包括：车架以及上述的舵轮，车架与舵轮的回转支承的外圈连接。

本实用新型技术方案，具有如下优点：悬挂油缸的缸筒固定在轮架上，悬挂油缸的活塞杆与内圈连接，通过回转支承的内圈相对于其外圈转动，然后通过驱动部件带动驱动轮转动，实现驱动轮的转向，缸筒和活塞杆之间不会发生相对旋转，降低油缸的密封要求，提高油缸的密封性能，避免油缸承受横向载荷，并且舵轮通过悬挂油缸实现悬挂减振缓冲，能够承受重载，不会发生缓冲失效的情况。

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，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型实施例的舵轮的主视示意图；

图2示出了图1的舵轮的俯视示意图；

图3示出了图1的舵轮的仰视示意图。

附图标记说明：

10、回转支承；111、外齿；20、轮架；30、悬挂油缸；50、驱动轮；61、内圈安装板；62、外圈安装板；621、零位标识；71、拖链；72、支撑板；81、行程开关；82、转向限位件；83、舵角限位件；831、零位对中标识；84、舵角止挡件；91、旋转轴；92、齿轮；93、舵角传感器；110、驱动电机；120、减速机；130、传动机构；140、旋转接头；150、固定板；160、导向杆；170、销轴。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1至图3所示，本实施例的舵轮包括：回转支承10、轮架20、悬挂油缸30、驱动轮50及驱动部件，回转支承10包括外圈和内圈，外圈适于与车架连接；悬挂油缸30包括缸筒和活塞杆，缸筒固定在轮架20上，活塞杆与内圈连接；驱动轮50可转动地设置在轮架20上；驱动部件与驱动轮50连接，以带动驱动轮50转动。

应用本实施例的舵轮，悬挂油缸30的缸筒固定在轮架20上，悬挂油缸30的活塞杆与内圈连接，通过回转支承10的内圈相对于其外圈转动，然后通过驱动部件带动驱动轮50转动，实现驱动轮50的转向，缸筒和活塞杆之间不会发生相对旋转，降低油缸的密封要求，提高油缸的密封性能，避免油缸承受横向载荷，并且舵轮通过悬挂油缸30实现悬挂减振缓冲，能够承受重载，不会发生缓冲失效的情况。

在本实施例中，如图1所示，舵轮还包括内圈安装板61和外圈安装板62，内圈安装板61与内圈连接，活塞杆固定在内圈安装板61上，外圈安装板62与车架连接，外圈固定在外圈安装板62上。内圈安装板61方便连接内圈和活塞杆，外圈安装板62方便连接外圈和车架。

现有技术中，拖链的一端随车架升降，拖链的另一端连接油缸的缸筒，缸筒的高度不变，拖链产生竖向变形，拖链既要横向转动也要竖向变形，存在破坏风险。为了解决该问题，在本实施例中，如图1和图3所示，舵轮还包括拖链71，拖链71的移动端固定在内圈安装板61上，拖链71的固定端与车架连接。活塞杆伸缩时，带动内圈、内圈安装板61及车架同步升降，拖链71的两端无高度差，不存在竖向扭曲变形的情况。

在本实施例中，舵轮还包括用于支撑拖链71的支撑板72，支撑板72固定在内圈安装板61上，支撑板72支撑拖链71，保证舵轮回转时拖链动作顺畅、保持形状，有效地避免发生卡滞。

在本实施例中，如图1和图3所示，舵轮还包括行程开关81和转向限位件82，行程开关81设置在内圈安装板61上，转向限位件82设置在外圈上，行程开关81接触转向限位件82时，控制驱动轮50停止转向。驱动轮50转向时，内圈安装板61和行程开关81一起旋转，当行程开关81接触转向限位件82时，行程开关81接收到位信号并将信号发送给控制器，控制器控制驱动轮50停止转向。优选地，转向限位件82为转向限位块，结构简单，方便加工，降低制造成本。

在本实施例中，如图2所示，舵轮还包括舵角极限限位机构，舵角极限限位机构包括舵角限位件83和舵角止挡件84，舵角限位件83固定在内圈安装板61上，舵角止挡件84固定在外圈安装板62上，舵角止挡件84与舵角限位件83配合，以限制驱动轮50的极限舵角。当行程开关81未能接收转向到位信号时，驱动轮50会继续转向，当舵角限位件83与外圈安装板62上的舵角止挡件84接触时，强行控制驱动轮50停止，防止驱动轮50过度转向。舵角止挡件84设有两个且间隔设置，可以防止驱动轮50向左和向右的过度转向。优选地，舵角限位件83为舵角限位块，舵角止挡件84为舵角止挡块，结构简单，便于加工制造。

在本实施例中，舵轮还包括零位对中结构，零位对中结构包括零位标识621和零位对中标识831，零位标识621设置在外圈安装板62上，零位对中标识831设置在舵角限位件83上，零位对中标识831与零位标识621对齐时，驱动轮50处于零位状态，可以快速找到驱动轮50的零位，方便将驱动轮50快速调整至零位状态。优选地，零位标识621为零位刻度线，零位对中标识831为零位对中刻度线，通过目测零位对中刻度线与零位刻度线是否在一条直线上，当零位对中刻度线与零位刻度线在一条直线上时，驱动轮50处于零位状态。作为可替换的实施方式，零位对中标识831为零位对中指针等。

在本实施例中，如图1所示，外圈的外侧上设有外齿111，内圈安装板61上设有旋转轴91和齿轮92，齿轮92设置在旋转轴91上且与外齿111啮合，舵轮还包括舵角传感器93，舵角传感器93与旋转轴91连接。内圈转动的同时带动齿轮92转动，进而带动旋转轴91旋转，舵角传感器93可以检测旋转轴91旋转的角度，可以精确获取驱动轮50的旋转角度，从而控制精准控制车辆的行走。

在本实施例中，如图3所示，驱动轮50和驱动部件分别设有两个且一一对应连接，两个驱动轮50位于轮架20的相对的两侧，驱动部件包括驱动电机110、减速机120和传动机构130，两个驱动电机110位于轮架20的另外两侧，驱动电机110与减速机120连接，减速机120与传动机构130连接，传动机构130与驱动轮50连接。驱动电机110通过减速机120进行减速，进而通过传动机构130带动驱动轮50转动，控制驱动电机110的输出转速即可改变驱动轮50的转速，调整两个驱动轮的转速差即可调整舵轮转向。每个舵轮设有两个驱动轮50，通过两个驱动轮50承载和驱动，提高舵轮承载和驱动能力。

在本实施例中，传动机构为链条链轮机构，驱动电机110输出动力，通过减速机120降低转速和提高扭矩，再通过链条链轮机构进一步降低转速和提高转矩，最终将动力传递至驱动轮50，左右两个驱动电机110逐级减速后的最终转速分别等于左右两个驱动轮50的转速，控制驱动电机110的输出转速即可改变驱动轮的转速，进而调整驱动轮50的转速差即可调整舵轮转向。作为可替换的实施方式，传动机构为齿轮机构等。

在本实施例中，如图2所示，舵轮还包括旋转接头140和固定板150，旋转接头140包括固定段和旋转段，旋转段固定在内圈安装板61上，固定段通过固定板150固定在外圈安装板62上，固定板150起到固定旋转接头140的固定段的作用，防止固定段发生旋转的情况，旋转段上设有油口，该油口通过液压油管与油缸相连，固定段上设有油口，该油口通过液压油管与液压站相连，液压站包括动力源、油箱、控制单元及相关管路，但不包括执行单元。旋转接头是将液压油输入到旋转的设备中或将液压油从其排出的密封装置，旋转接头采用现有技术中的结构即可，在此不再详细赘述。

优选地，如图3所示，悬挂油缸30的缸筒与轮架20通过销轴170连接，连接简便。悬挂油缸30的活塞杆与内圈安装板61通过螺钉连接，便于连接。

在本实施例中，如图1所示，舵轮还包括导向结构，导向结构包括多个导向杆160和多个导向孔，导向杆160固定在内圈安装板61上并伸入悬挂油缸30的缸筒上的导向孔内。悬挂油缸30伸缩时，导向杆160起到导向作用。优选地，导向杆160的数量为四个等。

本实用新型还提供了一种车辆，其包括：车架以及上述的舵轮，车架与舵轮的回转支承10的外圈连接。

在本实施例中，如图1至图3所示，车辆为AGV或移动机器人等，车辆为AGV时，AGV包括车架和多个舵轮，舵轮包括回转支承10、轮架20、悬挂油缸30、驱动电机110、减速机120、链传动机构、驱动轮50、导向结构、内圈安装板61、外圈安装板62、拖链71、舵角传感器93、行程开关81、舵角极限限位机构、零位对中结构、电线电缆和液压油管等。其中，每个舵轮包括两个驱动轮50，两个驱动轮50分别为左驱动轮和右驱动轮，左驱动轮和右驱动轮分别与地面接触，舵轮的行走和转向通过左驱动轮和右驱动轮的速度差来实现，当左驱动轮和右驱动轮的速度均为零时，舵轮停止；当左驱动轮和右驱动轮的速度差为零时，舵轮实现前进或后退；当左驱动轮和右驱动轮的速度差不为零时，舵轮实现左转或右转。

在本实施例中，舵轮通过外圈安装板62与车架相连，实现驱动AGV或移动机器人行走的功能；内圈安装板61连接回转支承10的内圈，内圈安装板61上安装舵角传感器93和行程开关81；回转支承10的外圈上的外齿111与齿轮92啮合，齿轮92固定在旋转轴91上，舵角传感器93检测旋转轴91的旋转角度，进而检测驱动轮50的转角；旋转接头140的旋转段固定在内圈安装板61上，旋转段与内圈安装板61一起旋转，旋转段上的油口通过液压油管与油缸相连，旋转接头的固定段通过固定板150限位，固定板150固定在外圈安装板62上，固定段上的油口通过液压油管与液压站相连；拖链71上安装电线、电缆或液压油管，拖链71的移动端固定在内圈安装板61上，拖链71的固定端连接车架，车架用于连接舵轮，拖链71支撑在支撑板72上，保持拖链旋转顺畅；外圈安装板62连接回转支承10的外圈，转向限位块也安装在回转支承10的外圈上，当行程开关81接触转向限位块时，行程开关接收到位信号，控制器控制驱动轮50停止转向；舵角限位块也安装在内圈安装板61上，外圈安装板62上设置舵角止挡块，当行程开关81未能接收转向到位信号时，驱动轮50会继续转向，当舵角限位块与外圈安装板62上的舵角止挡块接触时，强行停止驱动轮50，防止驱动轮50过度转向；舵角限位块上设有零位对中刻度线，当该零位对中刻度线与外圈安装板62上的零位刻度线接近并共线时，表示驱动轮50处于零位状态；悬挂油缸上设有多个导向杆160，起到导向作用。

在本实施例中，通过悬挂油缸30的活塞杆伸缩实现减振缓冲和举升下降，悬挂油缸30采用单作用或双作用油缸，悬挂油缸30采用单作用油缸时，通过重力使悬挂油缸30缩回，悬挂油缸30采用双作用油缸时，通过改变液压油流动方向使悬挂油缸30强制缩回。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型的上述的实施例实现了如下技术效果：

1、舵轮上设有回转支承10，通过回转支承10实现相对旋转，悬挂油缸30的缸筒固定在轮架20上，悬挂油缸30的活塞杆与回转支承10的内圈连接，悬挂油缸的缸筒和活塞杆不相对旋转，不需要油缸自转，降低油缸密封要求，避免油缸承受横向载荷。

2、拖链71的移动端通过螺钉固定在内圈安装板61上，拖链71的固定端通过螺钉固定在放置该舵轮的车架上，拖链71与车架同步升降，拖链的两端无高度差，不产生竖向扭曲变形，有效地避免拖链不同步升降时受到剪切力的情况。

3、舵轮包括支撑板，该支撑板固定在内圈安装板61上，支撑板用于支撑拖链71，保证舵轮回转时拖链动作顺畅、保持形状，有效地避免发生卡滞。

4、舵轮包括舵角极限限位机构，使得舵轮具有舵角极限限位的功能，防止行程开关未感应转向到位信号发生过度转向的情况。

5、舵轮包括零位对中结构，快速找到舵轮零位。

6、舵轮包括悬挂油缸，悬挂油缸与液压系统相连，舵轮集成减振缓冲和举升下降功能，实现悬挂减振缓冲。

7、前后驱动电机均通过减速机和链传动机构带动驱动轮旋转，驱动扭矩大，每个差速舵轮设有两个承载轮，承载能力强，满足AGV在承受重负载时仍能正常驱动和转向，该舵轮为一种高度集成、功能齐备的差速舵轮，适用于重载工况。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种舵轮，其特征在于，包括：

回转支承(10)，包括外圈和内圈，所述外圈适于与车架连接；

悬挂油缸(30)，包括缸筒和活塞杆，所述活塞杆与所述内圈连接；

轮架(20)，所述缸筒固定在所述轮架(20)上；

驱动轮(50)，可转动地设置在所述轮架(20)上；

驱动部件，与所述驱动轮(50)连接，以带动所述驱动轮(50)转动。

2.根据权利要求1所述的舵轮，其特征在于，所述舵轮还包括内圈安装板(61)和外圈安装板(62)，所述内圈安装板(61)与所述内圈连接，所述活塞杆固定在所述内圈安装板(61)上，所述外圈安装板(62)与所述车架连接，所述外圈固定在所述外圈安装板(62)上。

3.根据权利要求2所述的舵轮，其特征在于，所述舵轮还包括拖链(71)，所述拖链(71)的移动端固定在所述内圈安装板(61)上，所述拖链(71)的固定端与所述车架连接。

4.根据权利要求3所述的舵轮，其特征在于，所述舵轮还包括用于支撑所述拖链(71)的支撑板(72)，所述支撑板(72)固定在所述内圈安装板(61)上。

5.根据权利要求2所述的舵轮，其特征在于，所述舵轮还包括行程开关(81)和转向限位件(82)，所述行程开关(81)设置在所述内圈安装板(61)上，所述转向限位件(82)设置在所述外圈上，所述行程开关(81)接触所述转向限位件(82)时，控制所述驱动轮(50)停止转向。

6.根据权利要求5所述的舵轮，其特征在于，所述舵轮还包括舵角极限限位机构，所述舵角极限限位机构包括舵角限位件(83)和舵角止挡件(84)，所述舵角限位件(83)固定在所述内圈安装板(61)上，所述舵角止挡件(84)固定在所述外圈安装板(62)上，所述舵角止挡件(84)与所述舵角限位件(83)配合，以限制所述驱动轮(50)的极限舵角。

7.根据权利要求6所述的舵轮，其特征在于，所述舵轮还包括零位对中结构，所述零位对中结构包括零位标识(621)和零位对中标识(831)，所述零位标识(621)设置在所述外圈安装板(62)上，所述零位对中标识(831)设置在所述舵角限位件(83)上，所述零位对中标识(831)与所述零位标识(621)对齐时，所述驱动轮(50)处于零位状态。

8.根据权利要求2所述的舵轮，其特征在于，所述外圈的外侧上设有外齿(111)，所述内圈安装板(61)上设有旋转轴(91)和齿轮(92)，所述齿轮(92)设置在所述旋转轴(91)上且与所述外齿(111)啮合，所述舵轮还包括舵角传感器(93)，所述舵角传感器(93)与所述旋转轴(91)连接。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的舵轮，其特征在于，所述驱动轮(50)和所述驱动部件分别设有两个且一一对应连接，两个所述驱动轮(50)位于所述轮架(20)的相对的两侧，所述驱动部件包括驱动电机(110)、减速机(120)和传动机构(130)，两个所述驱动电机(110)位于所述轮架(20)的另外两侧，所述驱动电机(110)与所述减速机(120)连接，所述减速机(120)与所述传动机构(130)连接，所述传动机构(130)与所述驱动轮(50)连接。

10.一种车辆，其特征在于，包括：车架以及权利要求1至9中任一项所述的舵轮，所述车架与所述舵轮的回转支承(10)的外圈连接。

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