CN220220880U - 舵轮装置及自移动设备 - Google Patents

Abstract

本申请适用于驱动轮领域，公开了一种舵轮装置及自移动设备，该舵轮装置应用于自移动设备，并用作自移动设备的前轮使用。该舵轮装置包括转向机构和行进机构；行进机构包括行进电机、滚轮和支撑架，支撑架被构造为与自移动设备的主体相连接；行进电机设置在支撑架上，滚轮可转动地连接于支撑架，行进电机的转动轴穿过支撑架并和滚轮传动配合，以驱动滚轮饶其轴线转动，支撑架设置有第一走线口，第一走线口用于供行进电机的缆线通过；转向机构设置于支撑架上，并和滚轮传动配合，以驱动滚轮转向。该舵轮装置通过在支撑架设置第一走线口，以用于给行进电机的线缆走线，行进电机的线缆能够得到可靠约束，从而舵轮装置在整体结构上较为规整。

Description

舵轮装置及自移动设备

技术领域

本申请涉及驱动轮领域，尤其涉及一种舵轮装置及自移动设备。

背景技术

割草机作为一种常用的园艺设备，广泛应用于私家或公共绿地的割草作业中。为提高割草机的的行进灵活度，业内出现了将割草机的前轮配置为舵轮的技术，其中，舵轮通常由两个电机来控制转向和行进。相关技术中，控制行进的行进电机走线方式简单粗放，导致舵轮在整体结构上显得较为庞杂，不利于在底盘装配空间较为有限的割草机上应用。

因此，现有技术存在缺陷，有待改进与发展。

实用新型内容

本申请的第一个目的在于提供一种舵轮装置，其旨在解决相关技术中舵轮其行进电机走线方式简单粗放，导致舵轮在整体结构上庞杂，不利于在底盘装配空间较为有限的割草机上应用的技术问题。

为达到上述目的，本申请提供的方案是：

一种舵轮装置，应用于自移动设备，其包括转向机构和行进机构；行进机构包括行进电机、滚轮和支撑架，支撑架被构造为与自移动设备的主体相连接；

行进电机设置在支撑架上，滚轮可转动地连接于支撑架，行进电机的转动轴穿过支撑架并和滚轮传动配合，以驱动滚轮饶其轴线转动，支撑架设置有第一走线口，第一走线口用于供行进电机的缆线通过；

转向机构设置于支撑架上，并和滚轮传动配合，以驱动滚轮转向。

在一些实施例中，支撑架包括第一支撑架、第二支撑架和连接件，第一支撑架被构造为与自移动设备的主体相连接，转向机构固定连接于第一支撑架上，并传动连接连接件；

第二支撑架的数量为两个，两个第二支撑架分别连接于连接件的相对两侧，连接件用于在转向机构的作用下，驱动两个第二支撑架转向；

行进电机设置于其中一个第二支撑架上，滚轮设置于两个第二支撑架之间，行进电机的转动轴穿过两个第二支撑架和滚轮，并传动连接滚轮；第一走线口设于第二支撑架，行进电机和滚轮均在两个第二支撑架的带动下转向。

在一些实施例中，转向机构包括转向电机、转盘轴承和支撑柱；

转盘轴承包括转盘内圈和转盘外圈，其中，转盘内圈可相对转盘外圈转动；

转盘轴承设置于转向电机和连接件之间，且转盘内圈同时与连接件和转向电机的转动轴固定连接；

支撑柱的一端与第一支撑架固定连接，另一端与转盘外圈固定连接。

在一些实施例中，转向机构还包括第一固定件；

第一固定件位于转盘内圈和转向电机之间，并与转盘内圈固定连接，转向电机连接于第一固定件上，其中，第一固定件上对应第一走线口的位置设置有第二走线口，用于给行进电机走线。

在一些实施例中，转向机构还包括第二固定件；

第二固定件位于转盘内圈和连接件之间，并同时与转盘内圈和连接件固定连接，其中，第二固定件上对应第一走线口的位置设置有第三走线口，用于给行进电机走线。

在一些实施例中，第一固定件和第二固定件均为法兰件。

在一些实施例中，支撑柱的数量为三个，三个支撑柱呈阵列分布在转盘外圈上

在一些实施例中，第一支撑架为三角盘。

本申请的第二个目的在于提供一种自移动设备，其包括主体和上述的舵轮装置；舵轮装置通过支撑架与主体连接，并作为自移动设备的前轮。

在一些实施例中，自移动设备还包括两个后轮，其中，两个后轮相对前轮对称连接在主体上，且三者不在一条直线上。

本申请提供的舵轮装置具有以下有益效果：

本申请的舵轮装置通过设置转向机构和行进机构，且行进机构包括行进电机、滚轮和支撑架，转向机构传动连接滚轮，并用于驱动滚轮转向，转向机构、行进电机和滚轮都设于支撑架上，且支撑架能用于连接自移动设备的主体，使得支撑架能够承载转向机构和行进电机，且为滚轮提供支撑力，使滚轮能稳定的立于支撑面，并提高滚轮在行进电机的作用下于支撑面上行进的稳定性。而且，支撑架设有第一走线口，以用于给行进电机的线缆走线，行进电机的线缆能够得到可靠约束，从而舵轮装置在整体结构上较为规整，有利于在底盘装配空间较为有限的割草机上应用。

本申请提供的自移动设备具有以下有益效果：

本申请的自移动设备由于使用上述的舵轮装置作为前轮使用，能让自移动设备中前轮的行进电机线缆得到有效、可靠的约束，从而简化前轮的整体结构以及提高了前轮结构的规整度，前轮中行进电机的走线方式不会影响到自移动设备的作业，因此，使用该舵轮结构的割草机，其割草效率将大大提高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的自移动设备的结构示意图；

图2是图1的爆炸图；

图3是本申请实施例提供的舵轮装置的结构示意图；

图4是图3的爆炸图；

图5是本申请实施例提供的舵轮装置的部分结构示意图；

图6是图5的俯视图；

图7是图6沿A-A方向剖切的剖视图。

附图标号说明：

100、舵轮装置； 200、自移动设备； 110、行进机构；

111、行进电机； 112、滚轮； 113、支撑架；

1131、第一支撑架；1132、第二支撑架； 1133、连接件；

1134、第一装配孔；1135、第二装配孔； 1136、第一通孔；

1137、第三装配孔；120、转向机构； 121、转向电机；

122、转盘轴承； 1221、转盘内圈； 1222、转盘外圈；

123、支撑柱； 124、第一固定件； 125、第二固定件；

126、第二通孔； 127、第一环槽； 130、第一走线口；

140、缆线； 150、第二走线口； 160、第三走线口；

210、主体； 220、前轮； 230、后轮。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者也可以是通过居中元件间接连接另一个元件。

另外，在本申请中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

相关技术中如割草机、割草机器人等自移动设备，为了提高自移动设备的行进灵活度，将自移动设备的前轮配置为舵轮技术，舵轮通常由转向电机和行进电机分别控制其转向和行进，其中需要布设线路使行进电机与割草机内的控制器连接，然而行进电机的走线方式简单粗放，导致舵轮在整体结构上显得较为庞杂，不利于在底盘装配空间较为有限的割草机上应用。

有鉴于此，如图1、图3和图4所示，本申请实施例提供一种舵轮装置100，其应用于自移动设备200，并用作自移动设备200的前轮220使用，且装配于自移动设备200的主体210底部。该舵轮装置100通过在行进机构110中的支撑架113上设置用于供行进电机111的缆线140通过的第一走线口130，行进电机111的线缆都能从第一走线口130通过，并被约束在第一走线口130，使得行进电机111的线束能够得到可靠约束，从而舵轮装置100在整体结构上较为规整，有利于在底盘装配空间较为有限的自移动设备200上应用。

其中，自移动设备200可以是割草机、割草机器人、打草机器人等，本申请实施例以自移动设备200为割草机进行说明。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

如图1、图3和图4所示，本申请实施例的舵轮装置100包括行进机构110和转向机构120，行进机构110包括行进电机111、滚轮112和支撑架113，支撑架113被构造为与自移动设备200的主体210相连接。行进电机111设置在支撑架113上，滚轮112可转动地连接于支撑架113，行进电机111的转动轴穿过支撑架113并和滚轮112传动配合，以驱动滚轮112饶其轴线转动，支撑架113能够承载行进电机111，滚轮112能在行进电机111的驱动下于地面上转动行进。支撑架113设置有第一走线口130，第一走线口130用于供行进电机111的缆线140通过。转向机构120设置于支撑架113上，并和滚轮112传动配合，以驱动滚轮112转向。

可以理解地，本申请的舵轮装置100通过设置转向机构120和行进机构110，且行进机构110包括行进电机111、滚轮112和支撑架113，转向机构120传动连接滚轮112，并用于驱动滚轮112转向，转向机构120、行进电机111和滚轮112都设于支撑架113上，且支撑架113能用于连接自移动设备200的主体210，使得支撑架113能够承载转向机构120和行进电机111，且为滚轮112提供支撑力，使滚轮112能稳定的立于支撑面，并提高滚轮112在行进电机111的作用下于支撑面上行进的稳定性。而且，支撑架113设有第一走线口130，以用于给行进电机111的线缆走线，行进电机111的线缆能够得到可靠约束，从而舵轮装置100在整体结构上较为规整，进而安装舵轮装置100所需的空间得到减小，缩小舵轮装置100占用割草机底部的装配空间，有利于在底盘装配空间较为有限的割草机上应用。

如图3和图4所示，在一些实施例中，支撑架113包括第一支撑架1131、第二支撑架1132和连接件1133，第一支撑架1131被构造为与自移动设备200的主体210相连接，转向机构120固定连接于第一支撑架1131上，并传动连接连接件1133。转向机构120通过第一支撑架1131装配于割草机的主体210，并能传动带动连接件1133进行转向。第二支撑架1132的数量为两个，在行进电机111的轴线延伸方向上，两个第二支撑架1132分别连接于连接件1133的相对两侧，连接件1133用于在转向机构120的作用下，驱动两个第二支撑架1132转向。行进电机111设置于其中一个第二支撑架1132上，滚轮112设置于两个第二支撑架1132之间，行进电机111的转动轴穿过两个第二支撑架1132和滚轮112，并传动连接滚轮112。第一走线口130设于第二支撑架1132，行进电机111和滚轮112在两个第二支撑架1132带动下转向。

本申请的实施例中，转向机构120传动带动连接件1133进行转向，从而带动两个第二支撑架1132发生转向，进而带动滚轮112和行进电机111共同发生转向，行进电机111用于驱动滚轮112转动以使滚轮112能在地面上行进。应当理解，在转向机构120和行进电机111分别对滚轮112的间接作用和直接作用下，滚轮112能够在行进过程中发生转向。

如图3、图4和图5所示，在一些实施例中，转向机构120包括转向电机121、转盘轴承122和支撑柱123，转盘轴承122设置于转向电机121和连接件1133之间，转向电机121通过转盘轴承122传动连接于连接件1133。转盘轴承122包括转盘内圈1221和转盘外圈1222，转盘内圈1221可相对于转盘外圈1222绕转向电机121的转动轴转动，转盘内圈1221同时与连接件1133和转向电机121的转动轴固定连接。支撑柱123的一端与第一支撑架1131固定连接，另一端与转盘外圈1222固定连接，由于转盘外圈1222不跟随转盘内圈1221的转动而发生转动，从而提高第一支撑架1131装配于自移动设备200底盘的装配稳定性。示例性的，沿转向电机121的轴线延伸方向，转向电机121和连接件1133分别连接于转盘内圈1221的相对两侧，且转向电机121的转动轴穿设连接转盘内圈1221，以使得转向电机121的转动轴在旋转时能够驱动转盘内圈1221转动，从而转盘内圈1221能够带动连接件1133发生转向，进而带动第二支撑架1132、行进电机111和滚轮112发生转向，令滚轮112在地面上行进的过程中改变行进方向。

如图4所示，在一个实施例中，行进电机111沿水平方向安装于第二支撑架1132，第二支撑架1132为沿行进电机111的径向方向延伸的第一侧板，两个第一侧板分别固定连接于连接件1133的相对两侧。其中一个第二支撑架1132设有用于装配行进电机111的第一装配孔1134，另一个第二支撑架1132设有用于装配行进电机111的转动轴的第二装配孔1135，以当将滚轮112沿竖直方向放置于地面上时，方便沿水平方向装配行进电机111。第一走线孔为凹设于第二支撑架1132顶部的缺口，且设于两个第二支撑架1132中靠近行进电机111线缆的一个第二支撑架1132，以简化第二支撑架1132的构造。

如图4所示，在一个实施例中，第一支撑架1131为三角盘，且三角盘沿平行于转向电机121的方向延伸，第一支撑架1131设有用于装配转向电机121的第三装配孔1137，转向电机121装配于第一支撑架1131背对自移动设备200的一面。当将舵轮装置100竖向放置时，第一支撑架1131位于第二支撑架1132的正上方。

如图3和图4所示，在一些实施例中，转向机构120还包括第一固定件124，第一固定件124位于转盘内圈1221和转向电机121之间，并与转盘内圈1221固定连接，转向电机121连接于第一固定件124上。第一固定件124为法兰件，以便于装配，第一固定件124能够提高转向电机121的安装稳定性，并对转向电机121具有减震作用，以减弱处于工作状态的转向电机121对转盘内圈1221的连接稳定性影响。其中，第一固定件124上对应第一走线口130的位置设置有第二走线口150，用于供行进电机111的线缆通过。行进电机111的线缆依次穿过第一走线口130和第二走线口150，以到达上方自移动设备200的接线处，方便走线。

如图3和图4所示，在一些实施例中，转向机构120还包括第二固定件125，第二固定件125位于转盘内圈1221和连接件1133之间，并同时与转盘内圈1221和连接件1133固定连接。第二固定件125的设置方便组装转盘内圈1221和连接件1133，并提高二者之间的结构紧凑性。示例性的，第二固定件125为法兰件，以便于装配。其中，第二固定件125上对应第一走线口130的位置设置有第三走线口160，用于供行进电机111的线缆通过。行进电机111的线缆依次穿过第一走线口130和第三走线口160，使得线缆能够依次穿过第二支撑架1132和第二固定件125，以到达上方自移动设备200的接线处，从而与自移动设备200的控制器建立连接，还使得线缆隐藏于舵轮装置100中。

如图4所示，在一个实施例中，连接件1133的中心设有第一通孔1136，且自第一通孔1136的局部边缘沿通孔的径向形成连通于第一走线孔的开口，以方便线缆布设。开口的位置正对并连通第二固定件125上的第三走线口160，以方便线缆依次穿过第一走线口130和第二走线口150并向上延伸。

如图4、图6和图7所示，在连接件1133设有第一通孔1136的实施例中，第一固定件124的中心设有第二通孔126，第二走线口150的数量有两个，两个第二走线口150关于第二通孔126中心对称，以使得线缆经第一走线口130，延伸而上时，可以穿过两个第二走线口150，提高线缆的布线稳定性。而且，第二通孔126的直径小于转盘内圈1221的直径，第二走线口150位于第二通孔126外周缘与转盘内圈1221内周缘形成的环形区域的顶部，第三走线口160位于环形区域的底部。并且，第二走线口150、第三走线孔160和第一走线口130沿转向电机121的轴向延伸方向间隔排列。如此，可方便线缆依次穿过第一走线口130和第三走线口160，往上延伸时不被转盘内圈1221阻挡前行，而是能够穿过转盘内圈1221围成的环形区域，从而便于穿过第一固定件124上的第二走线口150，也方便线缆依次穿过第一走线口130、第三走线孔160和第二走线口150。

如图4所示，在一个实施例中，沿转向电机121的轴线延伸方向，转盘轴承122相对的两侧面分别设有第一环槽127和第二环槽，以分别用于装配第一固定件124和第二固定件125。

如图4所示，在一些实施例中，支撑柱123的数量为三个，三个支撑柱123呈阵列分布在转盘外圈1222上。

如图1、图2和图3所示，并结合图5，本申请实施例还提供一种自移动设备200包括主体210和上述的舵轮装置100，舵轮装置100通过支撑架113与主体210连接，并作为自移动设备200的前轮220。本申请的自移动设备200由于使用上述的舵轮装置100作为前轮220使用，能让自移动设备200中前轮220的行进电机111线缆得到有效、可靠的约束，从而简化前轮220的整体结构以及提高了前轮220结构的规整度，前轮220中行进电机111的走线方式不会影响到自移动设备200的作业，因此，使用该舵轮结构的割草机，其割草效率将大大提高。

在一些实施例中，自移动设备200还包括两个后轮230，其中，两个后轮230相对前轮220对称连接在主体210上，且三者不在一条直线上，也即，前轮220和两个后轮230三者连线形成等腰三角形，且两个后轮230的连线作为底边。两个后轮230的设置，在前轮220的驱动作用下，共同稳性地带动主体210行进。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是在本申请的申请构思下，利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种舵轮装置，应用于自移动设备，其特征在于，包括转向机构和行进机构，所述行进机构包括行进电机、滚轮和支撑架，所述支撑架被构造为与所述自移动设备的主体相连接；

所述行进电机设置在所述支撑架上，所述滚轮可转动地连接于所述支撑架，所述行进电机的转动轴穿过所述支撑架并和所述滚轮传动配合，以驱动所述滚轮饶其轴线转动，所述支撑架设置有第一走线口，所述第一走线口用于供所述行进电机的缆线通过；

所述转向机构设置于所述支撑架上，并和所述滚轮传动配合，以驱动所述滚轮转向。

2.如权利要求1所述的舵轮装置，其特征在于，所述支撑架包括第一支撑架、第二支撑架和连接件，所述第一支撑架被构造为与所述自移动设备的主体相连接，所述转向机构固定连接于所述第一支撑架上，并传动连接所述连接件；

所述第二支撑架的数量为两个，两个所述第二支撑架分别连接于所述连接件的相对两侧，所述连接件用于在所述转向机构的作用下，驱动两个所述第二支撑架转向；

所述行进电机设置于其中一个所述第二支撑架上，所述滚轮设置于两个所述第二支撑架之间，所述行进电机的转动轴穿过两个所述第二支撑架和所述滚轮，并传动连接所述滚轮；所述第一走线口设于所述第二支撑架，所述行进电机和所述滚轮均在两个所述第二支撑架的带动下转向。

3.如权利要求2所述的舵轮装置，其特征在于，所述转向机构包括转向电机、转盘轴承和支撑柱；

所述转盘轴承包括转盘内圈和转盘外圈，其中，所述转盘内圈可相对所述转盘外圈转动；

所述转盘轴承设置于所述转向电机和所述连接件之间，且所述转盘内圈同时与所述连接件和所述转向电机的转动轴固定连接；

所述支撑柱的一端与所述第一支撑架固定连接，另一端与所述转盘外圈固定连接。

4.如权利要求3所述的舵轮装置，其特征在于，所述转向机构还包括第一固定件；

所述第一固定件位于所述转盘内圈和所述转向电机之间，并与所述转盘内圈固定连接，所述转向电机连接于所述第一固定件上，其中，所述第一固定件上对应所述第一走线口的位置设置有第二走线口，用于给所述行进电机走线。

5.如权利要求4所述的舵轮装置，其特征在于，所述转向机构还包括第二固定件；

所述第二固定件位于所述转盘内圈和所述连接件之间，并同时与所述转盘内圈和所述连接件固定连接，其中，所述第二固定件上对应所述第一走线口的位置设置有第三走线口，用于给所述行进电机走线。

6.如权利要求5所述的舵轮装置，其特征在于，所述第一固定件和所述第二固定件均为法兰件。

7.如权利要求3所述的舵轮装置，其特征在于，所述支撑柱的数量为三个，三个所述支撑柱呈阵列分布在转盘外圈上。

8.如权利要求2所述的舵轮装置，其特征在于，所述第一支撑架为三角盘。

9.一种自移动设备，其特征在于，包括主体和如权利要求1～8任一项所述的舵轮装置；所述舵轮装置通过所述支撑架与所述主体连接，并作为所述自移动设备的前轮。

10.如权利要求9所述的自移动设备，其特征在于，所述自移动设备还包括两个后轮，其中，两个所述后轮相对所述前轮对称连接在所述主体上，且三者不在一条直线上。