CN217575338U - 全向移动底盘及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种全向移动底盘及车辆，包括底盘、驱动机构、第一传动轴、第二传动轴以及四个车轮，第一传动轴的两端分别通过垂直轴传动机构与底盘同侧的两个车轮相连；第二传动轴的两端也分别通过垂直轴传动机构与底盘另一侧的两个车轮相连；驱动机构能够带动第一传动轴和第二传动轴分别沿相反的方向旋转运动，并通过垂直轴传动机构带动第一传动轴的两个车轮反向转向、带动第二传动轴的两个车轮反向转向、带动对角设置的两个车轮同向转向。本实用新型提供的全向移动底盘，借助第一传动轴和第二传动轴两端的四个垂直轴传动机构分别带动四个车轮同时发生各自对应的转向动作，便于实现车辆的全向移动，减少了转向驱动个数，简化了底盘结构。

Description

全向移动底盘及车辆

技术领域

本实用新型属于移动底盘技术领域，更具体地说，是涉及一种全向移动底盘及车辆。

背景技术

搬运车或轻卡等车辆在进行车轮转向机构的设计时，通常采用四个驱动电机及四个减速机构分别结合来驱动四个行走轮分别进行转向的方式，上述方式不仅结构复杂、成本高，而且难以保证多个车轮转向速度的均匀性和同步性，不利于实现车辆的全向移动。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种全向移动底盘及车辆，通过同一台驱动机构同时带动四个车轮分别进行转向动作，实现底盘的全向移动。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种全向移动底盘，包括底盘、连接于底盘底部的驱动机构、与驱动机构相连的第一传动轴、与驱动机构相连的第二传动轴、以及四个分别靠近底盘的四角设置的车轮，第一传动轴和第二传动轴分别转动连接在底盘的底部、且沿车身X向延伸，第一传动轴的两端分别通过垂直轴传动机构与底盘同侧的两个车轮相连；第二传动轴的两端也分别通过垂直轴传动机构与底盘另一侧的两个车轮相连；

其中，驱动机构能够带动第一传动轴和第二传动轴分别沿相反的方向旋转运动，并通过四个垂直轴传动机构带动第一传动轴的两个车轮反向转向、带动第二传动轴的两个车轮反向转向、带动对角设置的两个车轮同向转向。

在一种可能的实现方式中，垂直轴传动机构为蜗轮蜗杆机构或锥齿轮机构。

在一种可能的实现方式中，垂直轴传动结构为蜗轮蜗杆机构；垂直轴传动结构为蜗轮蜗杆机构；用于驱动第一传动轴两个车轮的两个蜗轮蜗杆机构的旋向相反；用于驱动第二传动轴两个车轮的两个蜗轮蜗杆机构的旋向相反；用于驱动对角设置的两个车轮的两个蜗轮蜗杆机构的旋向相同。

一些实施例中，蜗轮蜗杆机构包括：

蜗杆，设置于第一传动轴或第二传动轴上；

蜗轮，转动连接于底盘的底部、且与蜗杆啮合，蜗轮的下方设有用于安装车轮的安装座，车轮转动连接于安装座上。

一些实施例中，安装座设有开口向下且用于容纳车轮的容置腔，车轮具有贯穿安装座的两侧壁设置的轮轴。

一些实施例中，车轮的侧部设有与轮轴相连、且用于驱动轮轴旋转的驱动件，驱动件位于车轮靠近驱动机构的一侧。

一些实施例中，驱动件与轮轴之间还设有减速机。

在一种可能的实现方式中，驱动机构的输出端还连接有驱动轴，驱动轴的两端分别向第一传动轴和第二传动轴延伸，驱动轴的两端分别设有与第一传动轴和第二传动轴相连的锥齿轮组件、两个锥齿轮组件在驱动机构的两侧对称分布。

一些实施例中，锥齿轮组件包括：

第一锥齿轮，与驱动轴的端部相连，且与底盘转动配合；

第二锥齿轮，设置于第一传动轴或第二传动轴上，且与第一锥齿轮啮合，用于带动第一传动轴或第二传动轴旋转。

本申请实施例所示的方案，与现有技术相比，本申请实施例提供的全向移动底盘，通过同一个驱动机构带动第一传动轴和第二传动轴分别沿相反的方向旋转运动，进而借助第一传动轴和第二传动轴两端的四个垂直轴传动机构分别带动四个车轮同时发生各自对应的转向动作，便于进行底盘底部构件的布置，减少了转向驱动的个数，节省结构的占用空间，可实现车辆X向移动、Y向移动、原地转向以及任意方向斜移等不同方向行进的作业需求，减少了转向驱动的个数，简化了底盘结构。

本实用新型还提供了一种车辆，车辆设有的全向移动底盘。设有上述全向移动底盘的车辆，可实现全方向的转动，进而达到调节车辆行进发生的调整，有助于简化安装结构，保证空间的合理布设。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的全向移动底盘的仰视结构示意图(去除车轮)；

图2为本实用新型实施例图1中蜗轮蜗杆机构与车轮连接结构的主视示意图；

图3为本实用新型实施例提供的全向移动底盘沿X向行进的状态结构示意图(仅展示底盘和车轮)；

图4为本实用新型实施例提供的全向移动底盘原地转动的状态结构示意图(仅展示底盘和车轮)；

图5为本实用新型实施例提供的全向移动底盘沿Y向行进的状态结构示意图(仅展示底盘和车轮)。

其中，图中各附图标记：

1、驱动机构；11、驱动轴；2、第一传动轴；3、第二传动轴；4、车轮；41、安装座；42、容置腔；43、轮轴；5、垂直轴传动机构；51、蜗杆；52、蜗轮；6、驱动件；61、减速机；7、锥齿轮组件；71、第一锥齿轮；72、第二锥齿轮；8、底盘。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在另一个元件上。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“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。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者若干个该特征。在本实用新型的描述中，“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1至图5，现对本实用新型提供的全向移动底盘及车辆8进行说明。全向移动底盘，包括底盘8、连接于底盘8底部的驱动机构1、与驱动机构1相连的第一传动轴2、与驱动机构1相连的第二传动轴3以及四个分别靠近底盘8的四角设置的车轮4，第一传动轴2和第二传动轴3分别转动连接在底盘8的底部、且沿车身X向延伸，第一传动轴2的两端分别通过垂直轴传动机构5与底盘8同侧的两个车轮4相连；第二传动轴3的两端也分别通过垂直轴传动机构5与底盘8另一侧的两个车轮4相连；

其中，驱动机构1能够带动第一传动轴2和第二传动轴3分别沿相反的方向旋转运动，并通过四个垂直轴传动机构5带动第一传动轴2的两个车轮4反向转向、带动第二传动轴3的两个车轮4反向转向、带动对角设置的两个车轮4同向转向。

本实施例提供的全向移动底盘，与现有技术相比，本实施例提供的全向移动底盘，通过同一个驱动机构1带动第一传动轴2和第二传动轴3分别沿相反的方向旋转运动，进而借助第一传动轴2和第二传动轴3两端的四个垂直轴传动机构5分别带动四个车轮4同时发生各自对应的转向动作，便于进行底盘8底部构件的布置，节省结构的占用空间。转向时，第一传动轴2上的两个车轮4发生相反的转向动作，第二传动轴3上的两个车轮4也发生相反的转向动作，对角的两个车轮4同向转向，可实现车辆X向移动、Y向移动、原地转向以及任意方向斜移等不同方向行进的作业需求，减少了转向驱动的个数，简化了底盘结构，具有良好的实用性。

为了便于描述，将底盘8前后方向定义为X向，将底盘8左右方向定义为Y向，将车辆的上下方向定义为Z向，底盘8的一侧和另一侧具体指底盘8的X向的两侧。在驱动机构1的带动下，第一传动轴2通过两端的垂直轴传动机构5将第一传动轴2绕y轴的转动转化为车轮4绕Z轴的转动，实现相互垂直的两个方向上运动的转化，最终达到使车轮4转向的效果，实现车辆全方向的移动需求。对角的两个车轮4则是指在底盘8的对角位置布设的两个车轮4。

具体的，第一传动轴2和第二传动轴3的旋转方向包括以下两种，一种是第一传动轴2正向旋转、第二传动轴3反向旋转；另一种是第一传动轴2反向旋转、第二传动轴3正向旋转。

本实施例中，底盘8的工作转角分别为0°、45°和90°。当工作转角为0°时，车辆的车轮4保持X向(纵向)运行的状态；当工作转角为90°时，车辆可实现Y向(横向)运行的状态；当工作转角为45°时，车辆可实现原地转向的效果，上述驱动结构满足了不同的转向模式，实现了车辆的全向移动。

一些可能的实现方式中，上述特征垂直轴传动机构5可采用下述结构。垂直轴传动机构5为蜗轮蜗杆机构或锥齿轮机构，借助垂直轴传动机构5将第一传动轴2或第二传动轴3绕y轴的转动转化为车轮4绕Z轴的转动，实现车轮4的转向动作。上述动作过程可通过蜗轮蜗杆机构或者齿锥齿轮机构实现。

锥齿轮结构适用于高速、重载的使用环境，传动的速比范围一般是2-5左右，传动效率损失较小。本实施例中，锥齿轮机构可实现同一水平面内的垂直轴传动，适用于第一传动轴2或第二传动轴3与车轮4之间的动作转换。

蜗轮蜗杆机构适合低速的传递环境，传动的速比范围一般是30-120，甚至更高，传动效率损失较大，可以实现交错的垂直轴传动，同样可实现第一传动轴2或第二传动轴3与车轮4之间的动作转换。

一些可能的实现方式中，上述特征垂直轴传动结构采用如图3所示结构。参见图3，垂直轴传动结构为蜗轮蜗杆机构；用于驱动第一传动轴2两个车轮4的两个蜗轮蜗杆机构的旋向相反；用于驱动第二传动轴3两个车轮4的两个蜗轮蜗杆机构的旋向相反；用于驱动对角设置的两个车轮4的两个蜗轮蜗杆机构的旋向相同。

本实施例中，驱动机构1带动第一传动轴2和第二传动轴3转动，第一传动轴2和第二传动轴3的转速较大，而车轮4所需转向的角度较小，采用蜗轮蜗杆机构实现较大的传动比，实现第一传动轴2或第二传动轴3到车轮4之间传动比的变换。

在满足车轮4在X向和Y向自由切换的基础上，为了使车轮4能够进行45°的转向，需对角设置的两个车轮4满足沿相同方向转向、第一传动轴2的两个车轮4满足沿相反方向转向、第二传动轴3的两个车轮4满足沿相反方向转向的需求。

具体的，在第一传动轴2的带动下，第一传动轴2两端的两个蜗轮蜗杆机构应采用相反的旋向，以使第一传动轴2两端的车轮4能够反向转动。同样的，第二传动轴3两端的两个蜗轮蜗杆机构应采用相反的旋向，以使第二传动轴3两端的车轮4能够反向转动。同时要使第一传动轴2和第二传动轴3相互远离的端部的两个车轮4保持同向转动的状态，进而满足车轮4的45°转向的需求。

上述四个蜗轮蜗杆机构的模数、传动比等其他参数应保持一致，仅按上述规格进行旋向的设置，以使四个车轮4的转向速度均匀，满足车辆的全向移动需求。

在一些实施例中，上述特征蜗轮蜗杆机构可以采用如图1和图2所示结构。参见图1和图2，蜗轮蜗杆机构包括蜗杆51以及蜗轮52，蜗杆51设置于第一传动轴2或第二传动轴3上；蜗轮52转动连接于底盘8的底部、且与蜗杆51啮合，蜗轮52的下方设有用于安装车轮4的安装座41，车轮4转动连接于安装座41上。

本实施例中，以第一传动轴2端部的蜗轮蜗杆机构为例进行说明。蜗杆51连接在第一传动轴2的端部，蜗轮52安装在底盘8的下方，蜗轮52的下方连接安装座41，车轮4转动连接在安装座41上，蜗轮52转动的同时可带动车轮4发生转向动作。通过蜗杆51与蜗轮52的啮合作用，实现第一传动轴2对蜗轮52的带动作用，进而带动车轮4发生转向动作，满足全向移动的需求。

在一些实施例中，上述特征安装座41可以采用如图2所示结构。参见图2，安装座41设有开口向下且用于容纳车轮4的容置腔42，车轮4具有贯穿安装座41的两侧壁设置的轮轴43。

为了便于车轮4的安装，在安装座41上设置了容置腔42，车轮4的上部可嵌入容置腔42内，车轮4两侧的轮轴43则贯穿安装座41的两侧设置，且与安装座41的两侧壁转动连接，上述结构实现了蜗轮52与车轮4之间的有效连接，保证了连接的可靠性。

在一些实施例中，上述特征车轮4可以采用如图2所示结构。参见图2，车轮4的侧部设有与轮轴43相连、且用于驱动轮轴43旋转的驱动件6，驱动件6位于车轮4靠近驱动机构1的一侧。

本实施例中，车轮4侧部设置的驱动件6能够对车轮4进行旋转驱动，在利用蜗轮蜗杆机构带动车轮4发生转向的同时，通过驱动件6直接带动车轮4旋转，进而实现车辆的移动动作。四个车轮4对应的设置四个驱动件6，驱动件6连接在安装座41的外侧，且与车轮4的轮轴43相连，实现对车轮4的有效驱动。

在此基础上，驱动件6与轮轴43之间还设有减速机61。利用减速机61进行减速，将驱动件6输出的大转速转换成适合车轮4行进的小转速，达到调节车辆行驶速度的效果。

一些可能的实现方式中，上述特征驱动机构1采用如图1所示结构。参见图1，驱动机构1的输出端还连接有驱动轴11，驱动轴11的两端分别向第一传动轴2和第二传动轴3延伸，驱动轴11的两端分别设有与第一传动轴2和第二传动轴3相连的锥齿轮组件7、两个锥齿轮组件7在驱动机构1的两侧对称分布。

本实施例中，在驱动机构1的输出端设置了能够带动第一传动轴2和第二传动轴3转动的锥齿轮组件7。驱动机构1可以采用双输出轴电机，也可以采用电机直接连接双输出轴减速器实现带动驱动轴11旋转的效果。

具体的，驱动轴11设有两个，且在双输出轴电机的两个输出端对称设置，或在双输出轴减速器的两个输出端对称设置，两个驱动轴11分别向第一传动轴2和第二传动轴3延伸，并通过锥齿轮组件7带动第一传动轴2或第二传动轴3反向转动。

在一些实施例中，上述特征锥齿轮组件7可以采用如图1所示结构。参见图1，锥齿轮组件7包括第一锥齿轮71以及第二锥齿轮72，与驱动轴11的端部相连，且与底盘8转动配合；第二锥齿轮72设置于第一传动轴2或第二传动轴3上，且与第一锥齿轮71啮合，用于带动第一传动轴2或第二传动轴3旋转。

驱动轴11的外端设置的第一锥齿轮71与第一传动轴2或第二传动轴3上的第二锥齿轮72啮合，实现驱动轴11带动第一传动轴2和第二传动轴3旋转的效果。上述锥齿轮组件7适用于高速的使用环境，传动的速比范围一般是2-5左右，传动效率损失较小，适于将驱动轴11的动力传递给第一传动轴2以及第二传动轴3。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种本实用新型还提供了一种车辆，车辆设有的全向移动底盘。设有上述全向移动底盘的车辆，可实现全方向的转动，进而达到调节车辆行进发生的调整，有助于简化安装结构，保证空间的合理布设。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.全向移动底盘，其特征在于，包括底盘、连接于所述底盘底部的驱动机构、与所述驱动机构相连的第一传动轴、与所述驱动机构相连的第二传动轴、以及四个分别靠近所述底盘的四角设置的车轮，所述第一传动轴和所述第二传动轴分别转动连接在所述底盘的底部、且沿车身X向延伸，所述第一传动轴的两端分别通过垂直轴传动机构与所述底盘同侧的两个所述车轮相连；所述第二传动轴的两端也分别通过垂直轴传动机构与所述底盘另一侧的两个所述车轮相连；

其中，所述驱动机构能够带动所述第一传动轴和所述第二传动轴分别沿相反的方向旋转运动，并通过四个所述垂直轴传动机构带动所述第一传动轴的两个所述车轮反向转向、带动所述第二传动轴的两个所述车轮反向转向、带动对角设置的两个所述车轮同向转向。

2.如权利要求1所述的全向移动底盘，其特征在于，所述垂直轴传动机构为蜗轮蜗杆机构或锥齿轮机构。

3.如权利要求2所述的全向移动底盘，其特征在于，所述垂直轴传动结构为蜗轮蜗杆机构；用于驱动所述第一传动轴两个所述车轮的两个所述蜗轮蜗杆机构的旋向相反；用于驱动所述第二传动轴两个所述车轮的两个所述蜗轮蜗杆机构的旋向相反；用于驱动对角设置的两个所述车轮的两个所述蜗轮蜗杆机构的旋向相同。

4.如权利要求3所述的全向移动底盘，其特征在于，所述蜗轮蜗杆机构包括：

蜗杆，设置于所述第一传动轴或第二传动轴上；

蜗轮，转动连接于所述底盘的底部、且与所述蜗杆啮合，所述蜗轮的下方设有用于安装所述车轮的安装座，所述车轮转动连接于所述安装座上。

5.如权利要求4所述的全向移动底盘，其特征在于，所述安装座设有开口向下且用于容纳所述车轮的容置腔，所述车轮具有贯穿所述安装座的两侧壁设置的轮轴。

6.如权利要求5所述的全向移动底盘，其特征在于，所述车轮的侧部设有与所述轮轴相连、且用于驱动所述轮轴旋转的驱动件，所述驱动件位于所述车轮靠近所述驱动机构的一侧。

7.如权利要求6所述的全向移动底盘，其特征在于，所述驱动件与所述轮轴之间还设有减速机。

8.如权利要求1-7中任一项所述的全向移动底盘，其特征在于，所述驱动机构的输出端还连接有驱动轴，所述驱动轴的两端分别向所述第一传动轴和所述第二传动轴延伸，所述驱动轴的两端分别设有与所述第一传动轴和所述第二传动轴相连的锥齿轮组件、两个所述锥齿轮组件在所述驱动机构的两侧对称分布。

9.如权利要求8所述的全向移动底盘，其特征在于，所述锥齿轮组件包括：

第一锥齿轮，与所述驱动轴的端部相连，且与所述底盘转动配合；

第二锥齿轮，设置于所述第一传动轴或所述第二传动轴上，且与所述第一锥齿轮啮合，用于带动所述第一传动轴或所述第二传动轴旋转。

10.车辆，其特征在于，所述车辆设有权利要求1-9中任一项所述的全向移动底盘。

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