CN218112756U - 车轮转向装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种车轮转向装置及车辆，车轮转向装置包括：车轮组件，车轮组件包括车轮；转向连接座，转向连接座设置在车轮组件的上方，转向连接座用于与车轮转向装置的待安装位置处连接；转向驱动组件，转向驱动组件设置在转向连接座上，转向驱动组件的动力输出端与车轮组件连接，以驱动车轮组件转动；编码器，编码器与转向驱动组件连接，以用于检测转向驱动组件的转动角度，以通过检测结果来计算车轮组件的车轮的转动角度，以解决现有技术中的车轮转向装置的转动不够灵活的问题。

Description

车轮转向装置及车辆

技术领域

本实用新型涉及车轮转向技术领域，具体而言，涉及一种车轮转向装置及车辆。

背景技术

车轮朝向转向装置是无人车或者机器人的一个组成部分，也是其动力装置。车轮朝向转向装置一般由行进机构、转向机构以及现场控制器等组成。现有技术虽然能够满足基本要求，但由于体积和结构上的缺陷，不适应田地、植被较多的特殊作业场所，且普遍存在转动范围不大、不够小巧灵活的缺陷。

现有技术中的朝向转向装置难以实现朝向转向装置的精确控制，并且由于体积和结构上的缺陷，不适应田地、植被较多的特殊作业场所，且普遍存在转动范围不大、不够小巧灵活的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种车轮转向装置及车辆，以解决现有技术中的车轮转向装置的转动不够灵活的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种车轮转向装置，包括：车轮组件，车轮组件包括车轮；转向连接座，转向连接座设置在车轮组件的上方，转向连接座用于与车轮转向装置的待安装位置处连接；转向驱动组件，转向驱动组件设置在转向连接座上，转向驱动组件的动力输出端与车轮组件连接，以驱动车轮组件转动；编码器，编码器与转向驱动组件连接，以用于检测转向驱动组件的转动角度，以通过检测结果来计算车轮组件的车轮的转动角度。

进一步地，车轮转向装置包括转向法兰和连接支架，转向驱动组件的动力输出端与转向法兰连接，转向法兰与转向连接座可转动地连接且通过连接支架与车轮组件连接。

进一步地，转向驱动组件包括转向电机和转向减速机，转向电机的外壳通过转向减速机的外壳与转向连接座连接，转向电机的转轴通过转向减速机的转轴与转向法兰连接。

进一步地，转向驱动组件包括联轴器，转向电机的转轴和转向减速机的转轴之间通过联轴器连接。

进一步地，转向驱动组件包括：带轮组件，带轮组件设置在转向电机的远离转向减速机的一侧，带轮组件包括传动带和位于传动带内的第一带轮和第二带轮；编码器支架，编码器支架固定在转向电机的壳体上，编码器安装在编码器支架上；转向电机的转轴的远离转向减速机的一端与第一带轮连接，第二带轮与编码器的转动部分连接以带动编码器的转动部分转动，编码器用于检测第二带轮的转动角度。

进一步地，转向连接座包括相连接的第一板体和第二板体，第一板体平行于车轮的支撑基面，第二板体垂直于车轮的支撑基面且位于第一板体上方；其中，转向驱动组件安装在第一板体的上侧，转向法兰通过轴承与第一板体的下侧可转动地连接。

进一步地，转向连接座还包括设置在第一板体和第二板体之间的两个加强板，两个加强板沿平行于车轮的支撑基面的方向间隔布置，两个加强板均与第一板体和第二板体连接，转向驱动组件位于第一板体、第二板体以及两个加强板共同围成的容纳空间内。

进一步地，连接支架包括依次连接的第一条形架体、第二条形架体和第三条形架体，第一条形架体平行于车轮的支撑基面，第三条形架体垂直于车轮的支撑基面；其中，第一条形架体的远离第二条形架体的一端与转向法兰连接，第三条形架体的远离第二条形架体的一端与车轮组件连接。

进一步地，车轮组件包括设置在车轮中的轮毂、驱动电机和连接笼，驱动电机通过轮毂与车轮驱动连接，连接笼罩设在驱动电机外且与轮毂固定连接，连接支架的远离转向法兰的一端与连接笼连接。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种车辆，包括上述的车轮转向装置。

应用本实用新型的技术方案，本实用新型的车轮转向装置包括：车轮组件，车轮组件包括车轮；转向连接座，转向连接座设置在车轮组件的上方，转向连接座用于与车轮转向装置的待安装位置处；转向驱动组件，转向驱动组件设置在转向连接座上，转向驱动组件的动力输出端与车轮组件连接，以驱动车轮组件转动；编码器，编码器与转向驱动组件连接，以用于检测转向驱动组件的转动角度，以通过检测结果来计算车轮组件的车轮的转动角度，以便于对车轮组件的转动角度的精确控制，提高了农业无人车转向的稳定性，实现了农业无人车的四轮驱动的一致性，解决了农业无人车在较窄的田间作业时难以掉转的问题，解决了现有技术中的车轮转向装置的转动不够灵活的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的车轮转向装置的实施例的结构示意图；

图2示出了图1所示的车轮转向装置的俯视图；

图3示出了图2所示的车轮转向装置沿A-A方向的剖视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、车轮组件；11、车轮；12、驱动电机；13、轮毂；14、驱动减速机；15、驱动法兰；16、转向回转支承；17、连接笼；

20、转向连接座；21、第一板体；22、第二板体；23、加强板；

30、转向驱动组件；31、转向电机；32、转向减速机；33、联轴器；34、带轮组件；341、传动带；342、第一带轮；343、第二带轮；35、编码器支架；

40、编码器；50、转向法兰；60、连接支架；61、第一条形架体；62、第二条形架体；63、第三条形架体；70、轴承；80、连接座。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1至图3所示，本实用新型提供了一种车轮转向装置，包括：车轮组件10，车轮组件10包括车轮11；转向连接座20，转向连接座20设置在车轮组件10的上方，转向连接座20用于与车轮转向装置的待安装位置处连接；转向驱动组件30，转向驱动组件30设置在转向连接座20上，转向驱动组件30的动力输出端与车轮组件10连接，以驱动车轮组件10转动；编码器40，编码器40与转向驱动组件30连接，以用于检测转向驱动组件30的转动角度，以通过检测结果来计算车轮组件10的车轮11的转动角度，以便于对车轮组件10的转动角度的精确控制，提高了农业无人车转向的稳定性，实现了农业无人车的四轮驱动的一致性，解决了农业无人车在较窄的田间作业时难以掉转的问题，解决了现有技术中的车轮转向装置的转动不够灵活的问题。

可选地，车轮转向装置的待安装位置处为车辆的车架连接或者机器人的机械臂等。

如图1和图3所示，车轮转向装置包括转向法兰50和连接支架60，转向驱动组件30的动力输出端与转向法兰50连接，转向法兰50与转向连接座20可转动地连接且通过连接支架60与车轮组件10连接。

如图1和图3所示，转向驱动组件30包括转向电机31和转向减速机32，转向电机31的外壳通过转向减速机32的外壳与转向连接座20连接，转向电机31的转轴通过转向减速机32的转轴与转向法兰50连接，以驱动转向法兰50转动。

如图3所示，转向驱动组件30包括联轴器33，转向电机31的转轴和转向减速机32的转轴之间通过联轴器33连接。

如图1至图3所示，转向驱动组件30包括：带轮组件34，带轮组件34设置在转向电机31的远离转向减速机32的一侧，带轮组件34包括传动带341和位于传动带341内的第一带轮342和第二带轮343；编码器支架35，编码器支架35固定在转向电机31的壳体上，编码器40安装在编码器支架35上；转向电机31的转轴的远离转向减速机32的一端与第一带轮342连接，第二带轮343与编码器40的转动部分连接以带动编码器40的转动部分转动，编码器40用于检测第二带轮343的转动角度，从而得到车轮11的转动角度。

具体地，第一带轮342的外径小于第二带轮343的外径。

如图2所示，转向连接座20包括相连接的第一板体21和第二板体22，第一板体21平行于车轮11的支撑基面，第二板体22垂直于车轮11的支撑基面且位于第一板体21上方；其中，转向驱动组件30安装在第一板体21的上侧，转向法兰50通过轴承70与第一板体21的下侧可转动地连接。

具体地，转向连接座20的下侧固定连接有转向连接座80，轴承70位于转向连接座80和转向法兰50之间。

优选地，转向连接座20还包括设置在第一板体21和第二板体22之间的两个加强板23，两个加强板23沿平行于车轮11的支撑基面的方向间隔布置，两个加强板23均与第一板体21和第二板体22连接，转向驱动组件30位于第一板体21、第二板体22以及两个加强板23共同围成的容纳空间内。

如图1和图3所示，连接支架60包括依次连接的第一条形架体61、第二条形架体62和第三条形架体63，第一条形架体61平行于车轮11的支撑基面，第三条形架体63垂直于车轮11的支撑基面；其中，第一条形架体61的远离第二条形架体62的一端与转向法兰50连接，第三条形架体63的远离第二条形架体62的一端与车轮组件10连接。

如图3所示，车轮组件10包括设置在车轮11中的轮毂13、驱动电机12和连接笼17，驱动电机12通过轮毂13与车轮11驱动连接，连接笼17罩设在驱动电机12外且与轮毂13固定连接，连接支架60的远离转向法兰50的一端与连接笼17连接。

如图3所示，车轮组件10包括驱动减速机14，驱动电机12的外壳与驱动减速机14的外壳连接，驱动电机12的转轴通过驱动减速机14的转轴与轮毂13连接。

具体地，车轮组件10还包括驱动法兰15和转向回转支承16，连接笼17与转向回转支承16固定连接，转向回转支承16位于驱动法兰15和连接笼17之间，以使驱动法兰15相对于连接笼17可转动地设置。

本实用新型还提供了一种车辆，包括上述的车轮转向装置。

本实用新型的车轮转向装置的工作原理如下：

当转向电机31启动时，转向电机31的转轴依次通过转向减速机32、转向法兰50和连接支架60带动车轮组件10转动；同时，转向电机31的转轴带动第一带轮342转动，第一带轮342通过传动带341带动第二带轮343，第二带轮343带动编码器40，编码器40记录转动的圈数以计算得到车轮组件10的转动角度，便于控制车轮组件10的方向，同时可以轻松实现原地的掉转功能。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

本实用新型提供了一种车轮转向装置，包括：车轮组件10，车轮组件10包括车轮11；转向连接座20，转向连接座20设置在车轮组件10的上方，转向连接座20用于与车轮转向装置的待安装位置处连接；转向驱动组件30，转向驱动组件30设置在转向连接座20上，转向驱动组件30的动力输出端与车轮组件10连接，以驱动车轮组件10转动；编码器40，编码器40与转向驱动组件30连接，以用于检测转向驱动组件30的转动角度，以通过检测结果来计算车轮组件10的车轮11的转动角度，以便于对车轮组件10的转动角度的精确控制，提高了农业无人车转向的稳定性，实现了农业无人车的四轮驱动的一致性，解决了农业无人车在较窄的田间作业时难以掉转的问题，解决了现有技术中的车轮转向装置的转动不够灵活的问题。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车轮转向装置，其特征在于，包括：

车轮组件(10)，所述车轮组件(10)包括车轮(11)；

转向连接座(20)，所述转向连接座(20)设置在所述车轮组件(10)的上方，所述转向连接座(20)用于与车轮转向装置的待安装位置处连接；

转向驱动组件(30)，所述转向驱动组件(30)设置在所述转向连接座(20)上，所述转向驱动组件(30)的动力输出端与所述车轮组件(10)连接，以驱动所述车轮组件(10)转动；

编码器(40)，所述编码器(40)与所述转向驱动组件(30)连接，以用于检测所述转向驱动组件(30)的转动角度，以通过检测结果来计算所述车轮组件(10)的所述车轮(11)的转动角度。

2.根据权利要求1所述的车轮转向装置，其特征在于，所述车轮转向装置包括转向法兰(50)和连接支架(60)，所述转向驱动组件(30)的动力输出端与所述转向法兰(50)连接，所述转向法兰(50)与所述转向连接座(20)可转动地连接且通过所述连接支架(60)与所述车轮组件(10)连接。

3.根据权利要求2所述的车轮转向装置，其特征在于，所述转向驱动组件(30)包括转向电机(31)和转向减速机(32)，所述转向电机(31)的外壳通过所述转向减速机(32)的外壳与所述转向连接座(20)连接，所述转向电机(31)的转轴通过所述转向减速机(32)的转轴与所述转向法兰(50)连接。

4.根据权利要求3所述的车轮转向装置，其特征在于，所述转向驱动组件(30)包括联轴器(33)，所述转向电机(31)的转轴和所述转向减速机(32)的转轴之间通过所述联轴器(33)连接。

5.根据权利要求3所述的车轮转向装置，其特征在于，所述转向驱动组件(30)包括：

带轮组件(34)，所述带轮组件(34)设置在所述转向电机(31)的远离所述转向减速机(32)的一侧，所述带轮组件(34)包括传动带(341)和位于所述传动带(341)内的第一带轮(342)和第二带轮(343)；

编码器支架(35)，所述编码器支架(35)固定在所述转向电机(31)的壳体上，所述编码器(40)安装在所述编码器支架(35)上；

所述转向电机(31)的转轴的远离所述转向减速机(32)的一端与所述第一带轮(342)连接，所述第二带轮(343)与所述编码器(40)的转动部分连接以带动所述编码器(40)的转动部分转动，所述编码器(40)用于检测所述第二带轮(343)的转动角度。

6.根据权利要求2所述的车轮转向装置，其特征在于，所述转向连接座(20)包括相连接的第一板体(21)和第二板体(22)，所述第一板体(21)平行于所述车轮(11)的支撑基面，所述第二板体(22)垂直于所述车轮(11)的支撑基面且位于所述第一板体(21)上方；其中，所述转向驱动组件(30)安装在所述第一板体(21)的上侧，所述转向法兰(50)通过轴承(70)与所述第一板体(21)的下侧可转动地连接。

7.根据权利要求6所述的车轮转向装置，其特征在于，所述转向连接座(20)还包括设置在所述第一板体(21)和所述第二板体(22)之间的两个加强板(23)，所述两个加强板(23)沿平行于所述车轮(11)的支撑基面的方向间隔布置，所述两个加强板(23)均与所述第一板体(21)和所述第二板体(22)连接，所述转向驱动组件(30)位于所述第一板体(21)、所述第二板体(22)以及所述两个加强板(23)共同围成的容纳空间内。

8.根据权利要求2所述的车轮转向装置，其特征在于，所述连接支架(60)包括依次连接的第一条形架体(61)、第二条形架体(62)和第三条形架体(63)，所述第一条形架体(61)平行于所述车轮(11)的支撑基面，所述第三条形架体(63)垂直于所述车轮(11)的支撑基面；其中，所述第一条形架体(61)的远离所述第二条形架体(62)的一端与所述转向法兰(50)连接，所述第三条形架体(63)的远离所述第二条形架体(62)的一端与所述车轮组件(10)连接。

9.根据权利要求2所述的车轮转向装置，其特征在于，所述车轮组件(10)包括设置在所述车轮(11)中的轮毂(13)、驱动电机(12)和连接笼(17)，所述驱动电机(12)通过轮毂(13)与所述车轮(11)驱动连接，所述连接笼(17)罩设在所述驱动电机(12)外且与所述轮毂(13)固定连接，所述连接支架(60)的远离所述转向法兰(50)的一端与所述连接笼(17)连接。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的车轮转向装置。

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