DE202022000969U1 - Modular drive and steering system - Google Patents

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Abstract

Modulares Antriebs- und Lenkungssystem,
aufweisend ein Fahrgestell (3), ein erstes Antriebs- und Lenkungsmodul (1), ein zweites Antriebs- und Lenkungsmodul (2) sowie eine Steuerungseinheit (4),
wobei das erste Antriebs- und Lenkungsmodul (1) eine erste Passivradeinheit (1.1) und eine erste Aktivradeinheit (1.2) aufweist,
wobei die erste Passivradeinheit (1.1) zwei erste Laufräder (1.11) aufweist, die rotierbar um eine gemeinsame erste Laufradhorizontalachse (1.12) sowie axial beabstandet angeordnet sind,
wobei die erste Aktivradeinheit (1.2) ein erstes Drehgestell (1.21) und ein erstes Antriebsrad (1.24) aufweist,
wobei das erste Drehgestell (1.21) an dem Fahrgestell (3) um eine erste Vertikalachse (1.22) drehbar gelagert und dem ersten Drehgestell (1.21) ein erster Lenkantrieb (1.23) zugeordnet ist,
wobei das erste Antriebsrad (1.24) an dem ersten Drehgestell (1.21) um eine erste Antriebsradhorizontalachse (1.25) drehbar angeordnet und dem ersten Antriebsrad (1.24) ein erster Radantrieb (1.26) zugeordnet ist,
wobei die zwei ersten Laufräder (1.11) und das erste Antriebsrad (1.24) zueinander ein erstes Dreieck aufspannen,
wobei das zweite Antriebs- und Lenkungsmodul (2) eine zweite Passivradeinheit (2.1) und eine zweite Aktivradeinheit (2.2) aufweist,
wobei die zweite Passivradeinheit (2.1) zwei zweite Laufräder (2.11) aufweist, die rotierbar um eine gemeinsame zweite Laufradhorizontalachse (2.12) sowie axial beabstandet angeordnet sind,
wobei die zweite Aktivradeinheit (2.2) ein zweites Drehgestell (2.21) und ein zweites Antriebsrad (2.24) aufweist,
wobei das zweite Drehgestell (2.21) an dem Fahrgestell (3) um eine zweite Vertikalachse (2.22) drehbar gelagert und dem zweiten Drehgestell (2.21) ein zweiter Lenkantrieb (2.23) zugeordnet ist,
wobei das zweite Antriebsrad (2.24) an dem zweiten Drehgestell (2.21) um eine zweite Antriebsradhorizontalachse (2.25) drehbar angeordnet und dem zweiten Antriebsrad (2.24) ein zweiter Radantrieb (2.26) zugeordnet ist,
wobei die zwei zweiten Laufräder (2.11) und das zweite Antriebsrad (2.22) zueinander ein zweites Dreieck aufspannen,
wobei die erste und die zweite Laufradhorizontalachse zueinander parallel angeordnet und die erste und die zweite Antriebsradeinheit einander gegenüberliegend beidseits der Laufradhorizontalachsen angeordnet sind,
wobei die Steuerungseinheit mit den Lenkantrieben und den Radantrieben verbunden und ausgebildet ist, Antriebssteuerbefehle zu erzeugen und an die Radantriebe zu übertragen und Lenksteuerbefehle zu erzeugen und an die Lenkantriebe zu übertragen.

Figure DE202022000969U1_0000
Modular drive and steering system,
having a chassis (3), a first drive and steering module (1), a second drive and steering module (2) and a control unit (4),
wherein the first drive and steering module (1) has a first passive wheel unit (1.1) and a first active wheel unit (1.2),
wherein the first passive wheel unit (1.1) has two first running wheels (1.11) which are arranged such that they can rotate about a common first running wheel horizontal axis (1.12) and are spaced apart axially,
wherein the first active wheel unit (1.2) has a first bogie (1.21) and a first drive wheel (1.24),
wherein the first bogie (1.21) is rotatably mounted on the chassis (3) about a first vertical axis (1.22) and a first steering drive (1.23) is assigned to the first bogie (1.21),
wherein the first drive wheel (1.24) is arranged on the first bogie (1.21) so that it can rotate about a first drive wheel horizontal axis (1.25) and a first wheel drive (1.26) is assigned to the first drive wheel (1.24),
the two first running wheels (1.11) and the first drive wheel (1.24) spanning a first triangle in relation to one another,
wherein the second drive and steering module (2) has a second passive wheel unit (2.1) and a second active wheel unit (2.2),
wherein the second passive wheel unit (2.1) has two second running wheels (2.11) which are arranged such that they can rotate about a common second running wheel horizontal axis (2.12) and are spaced apart axially,
wherein the second active wheel unit (2.2) has a second bogie (2.21) and a second drive wheel (2.24),
wherein the second bogie (2.21) is rotatably mounted on the chassis (3) about a second vertical axis (2.22) and a second steering drive (2.23) is assigned to the second bogie (2.21),
wherein the second drive wheel (2.24) is arranged on the second bogie (2.21) so that it can rotate about a second drive wheel horizontal axis (2.25) and a second wheel drive (2.26) is assigned to the second drive wheel (2.24),
the two second running wheels (2.11) and the second drive wheel (2.22) span a second triangle in relation to one another,
wherein the first and the second horizontal axis of the running wheel are arranged parallel to one another and the first and the second drive wheel unit are arranged opposite one another on both sides of the horizontal axis of the running wheel,
wherein the control unit is connected to the steering drives and the wheel drives and is designed to generate drive control commands and transmit them to the wheel drives and to generate steering control commands and transmit them to the steering drives.
Figure DE202022000969U1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein modulares Antriebs- und Lenkungssystem für Fahrplattformen, die sowohl für einen Lasten- als auch für einen Personentransport insbesondere für urbane Anwendungen ausgebildet sein können.The invention relates to a modular drive and steering system for mobile platforms, which can be designed both for transporting loads and for transporting people, in particular for urban applications.

Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Antriebs- und Lenkungssystem für derartige Fahrplattformen bekannt.Different drive and steering systems for such driving platforms are known from the prior art.

Beispielsweise sind klassische Achsschenkellenkungen bekannt. Nachteilig sind der vergleichsweise aufwändige Aufbau und die Begrenztheit der Lenkgeometrien.For example, classic Ackermann steering systems are known. Disadvantages are the comparatively complex structure and the limitations of the steering geometries.

In DE 20 2019 003 072 U1 wird eine modulare Fahreinheit vorgeschlagen, die das Problem der Begrenztheit der Lenkgeometrien behebt und eine Fahrplattform aufzeigt, die unterschiedlichste Lenkbewegungen zulässt. Diese Lösung leistet einen wichtigen Beitrag zum Stand der Technik, sie ist jedoch technisch vergleichsweise anspruchsvoll.In DE 20 2019 003 072 U1 a modular driving unit is proposed that solves the problem of the limitations of the steering geometries and shows a driving platform that allows a wide variety of steering movements. This solution makes an important contribution to the state of the art, but it is technically comparatively demanding.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine modulare Lösung für ein Antriebs- und zugleich Lenkungssystem aufzuzeigen, das ein gutes Lenkverhalten und eine hohe Kurvenstabilität aufweist sowie universell für Anwendungen im Außenraum und in Innenräumen geeignet ist.The object of the invention is to provide a modular solution for a drive and at the same time steering system that has good steering behavior and high cornering stability and is universally suitable for outdoor and indoor applications.

Die Aufgabe wird durch die im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is achieved by the features listed in claim 1. Preferred developments result from the dependent claims.

Das erfindungsgemäße modulare Antriebs- und Lenkungssystem weist als Grundkomponenten ein Fahrgestell, ein erstes Antriebs- und Lenkungsmodul, ein zweites Antriebs- und Lenkmodul sowie eine Steuerungseinheit auf.The basic components of the modular drive and steering system according to the invention are a chassis, a first drive and steering module, a second drive and steering module and a control unit.

Die Numerale erste und zweite werden im Sinne der vorliegenden Erfindung nicht als Rangfolge verstanden, sondern dienen lediglich der eindeutigen Zuordnung.In the context of the present invention, the first and second numerals are not to be understood as a ranking, but merely serve to provide clear assignment.

Das erste Antriebs- und Lenkungsmodul weist eine erste Passivradeinheit und eine erste Aktivradeinheit auf.The first drive and steering module has a first passive wheel unit and a first active wheel unit.

Die erste Passivradeinheit weist erfindungsgemäß zwei erste Laufräder auf, die rotierbar um eine gemeinsame erste Laufradhorizontalachse angeordnet sind. Sie sind ferner auf dieser ersten Laufradhorizontalachse axial beabstandet angeordnet. Die erste Laufradhorizontalachse ist lagefest zu dem Fahrgestell und quer zu der Hauptlängsachse des Fahrgestells angeordnet. Hierbei wird die gemeinsame erste Laufradhorizontalachse als eine geometrische Kategorie verstanden, so dass in physischer Ausbildung jedes der zwei ersten Laufräder vorzugsweise eine separate Achse aufweist. Als Passivradeinheit wird dabei verstanden, dass von den Laufrädern keine Antriebsdrehmomente aufgebracht werden.According to the invention, the first passive wheel unit has two first running wheels, which are arranged such that they can rotate about a common first running wheel horizontal axis. They are also arranged axially spaced apart on this first impeller horizontal axis. The first horizontal axis of the running wheel is arranged in a fixed position relative to the chassis and transversely to the main longitudinal axis of the chassis. Here, the common first impeller horizontal axis is understood as a geometric category, so that in physical form each of the two first impellers preferably has a separate axis. A passive wheel unit is understood to mean that no drive torques are applied by the running wheels.

Die erste Aktivradeinheit weist ein erstes Drehgestell und ein erstes Antriebsrad auf. Hierbei ist das erste Drehgestell an dem Fahrgestell angeordnet.The first active wheel unit has a first bogie and a first drive wheel. Here, the first bogie is arranged on the chassis.

Das Drehgestell ist erfindungsgemäß um eine erste Vertikalachse aktiv drehbar gelagert. Hierfür ist dem Drehgestell ein erster Lenkantrieb zugeordnet mit dem ein Lenkdrehmoment bereitgestellt werden kann, so dass eine Verdrehung des Drehgestells um die Vertikalachse bewirkt werden kann. Der Lenkantrieb ist bevorzugt als Torquemotor ausgebildet.According to the invention, the bogie is mounted so that it can actively rotate about a first vertical axis. For this purpose, the bogie is assigned a first steering drive with which a steering torque can be provided, so that the bogie can be rotated about the vertical axis. The steering drive is preferably designed as a torque motor.

Das erste Antriebsrad ist an dem ersten Drehgestell um eine erste Antriebsradhorizontalachse aktiv drehbar angeordnet. Für die aktive Verdrehung ist dem ersten Antriebsrad ein erster Radantrieb zugeordnet. Bei dem ersten Radantrieb handelt es sich bevorzugt um einen Elektromotor.The first drive wheel is arranged on the first bogie to be actively rotatable about a first drive wheel horizontal axis. A first wheel drive is assigned to the first drive wheel for active rotation. The first wheel drive is preferably an electric motor.

Die Antriebsradhorizontalachse ist gegenüber dem Fahrgestell nicht lagefest, sondern folgt einer Verdrehung des Fahrgestells. Somit ist die Antriebsradhorizontalachse in einer Hauptplanebene des Fahrgestells verdrehbar.The drive wheel horizontal axis is not fixed in position relative to the chassis, but follows a torsion of the chassis. The drive wheel horizontal axis can thus be rotated in a main plan plane of the chassis.

Die Lagebeziehung zwischen der Passivradeinheit und der Aktivradeinheit ist erfindungsgemäß so festgelegt, dass die zwei ersten Laufräder und das erste Antriebsrad zueinander ein erstes Dreieck aufspannen. Bevorzugt handelt es sich um ein gleichschenkliges Dreieck, bei dem die Basis die erste Laufradhorizontalachse ist und die Schenkel durch die Verbindungslinien zwischen dem ersten Antriebsrad und jeweils einem der zwei ersten Laufräder gebildet werden.The positional relationship between the passive wheel unit and the active wheel unit is defined according to the invention in such a way that the two first running wheels and the first drive wheel span a first triangle in relation to one another. It is preferably an isosceles triangle, in which the base is the first running wheel horizontal axis and the legs are formed by the connecting lines between the first drive wheel and one of the two first running wheels.

Das zweite Antriebs- und Lenkungsmodul weist eine zweite Passivradeinheit und eine zweite Aktivradeinheit auf.The second drive and steering module has a second passive wheel unit and a second active wheel unit.

Gemäß der erfindungsgemäßen Modularität sind das erste Antriebs- und Lenkungsmodul sowie das zweite Antriebs- und Lenkungsmodul in gleicher Weise aufgebaut, so dass die Beschreibungsinhalte zu dem ersten Antriebs- und Lenkungsmodul in entsprechender Weise auch für das zweite Antriebs- und Lenkungsmodul gelten.According to the modularity according to the invention, the first drive and steering module and the second drive and steering module are constructed in the same way, so that the contents of the description of the first drive and steering module also apply to the second drive and steering module in a corresponding manner.

Erfindungsgemäß sind ferner die erste Laufradhorizontalachse und die zweite Laufradhorizontalachse zueinander parallel und vorzugsweise exakt orthogonal zu der Hauptlängsachse der Fahrplattform angeordnet. Die erste Antriebsradeinheit und die zweite Antriebsradeinheit sind einander gegenüberliegend und zudem beidseits der Laufradhorizontalachsen angeordnet.The first impeller horizontal axis and the second impeller horizon are also in accordance with the invention talachse arranged parallel to each other and preferably exactly orthogonal to the main longitudinal axis of the driving platform. The first drive wheel unit and the second drive wheel unit are arranged opposite one another and also on both sides of the running wheel horizontal axes.

Hierbei sind die von dem ersten Antriebs- und Lenkungsmodul und von dem zweiten Antriebs- und Lenkungsmodul aufgespannten Dreiecke vorzugsweise gleich und um eine zwischen den Laufradhorizontalachsen liegende Symmetrieachse gespiegelt angeordnet. Es ist aber auch möglich, dass der Abstand der ersten Antriebsradeinheit von der ersten Laufradhorizontalachse und der Abstand der zweiten Antriebsradeinheit von der zweiten Laufradhorizontalachse voneinander abweichend sind.Here, the triangles spanned by the first drive and steering module and by the second drive and steering module are preferably arranged identically and mirrored about an axis of symmetry lying between the horizontal axes of the impeller. However, it is also possible for the distance between the first drive wheel unit and the first horizontal axis of the running wheel and the distance between the second drive wheel unit and the second horizontal axis of the running wheel to differ from one another.

Das modulare Antriebs- und Lenkungssystem weist ferner die Steuerungseinheit auf. Diese ist mit dem ersten und dem zweiten Lenkantrieb sowie mit dem ersten und dem zweiten Radantrieb verbunden.The modular drive and steering system also has the control unit. This is connected to the first and the second steering drive and to the first and the second wheel drive.

Die erfindungsgemäße Steuerungseinheit ist ausgebildet, erstens Antriebssteuerbefehle zu erzeugen und an die Radantriebe zu übertragen und zweitens Lenksteuerbefehle zu erzeugen und an die Lenkantriebe zu übertragen. Die Lenksteuerbefehle bewirken einen zueinander gegensinnigen Einschlag der beiden Drehgestelle, so dass eine Gleichlauflenkung erreicht wird.The control unit according to the invention is designed firstly to generate drive control commands and to transmit them to the wheel drives and secondly to generate steering control commands and to transmit them to the steering drives. The steering control commands cause the two bogies to turn in opposite directions to one another, so that synchronous steering is achieved.

Bei der Steuerungseinheit handelt es sich bevorzugt um eine elektronische Schaltung oder um einen Prozessor.The control unit is preferably an electronic circuit or a processor.

Das erfindungsgemäße modulare Antriebs- und Lenkungssystem weist insbesondere die nachfolgenden Vorteile auf.The modular drive and steering system according to the invention has the following advantages in particular.

Es wurde überraschend eine Lösung gefunden, mit der mit einfachen Mitteln sowohl eine hohe Lastaufnahme möglich ist, als auch ein gutes Lenkverhalten ermöglicht wird.Surprisingly, a solution was found with which both a high load bearing is possible with simple means and good steering behavior is made possible.

Vorteilhaft wird die Hauptlast über die beiden Passivradeinheiten abgetragen. Damit wird die Aktivradeinheit entlastet.Advantageously, the main load is carried by the two passive wheel units. This relieves the active wheel unit.

Zugleich wird vorteilhaft das Problem gelöst, dass eine Entlastung der gelenkten Achse mit einer Reduzierung der Lenkstabilität einhergehen kann, indem erfindungsgemäß zwei einander gegenüberliegende Aktivradeinheiten vorgesehen werden. Insbesondere in Beschleunigungs- oder Verzögerungsbetriebszuständen wird immer eine der beiden Aktivradeinheiten durch das Kippmoment um die Querachse bzw. Nickachse mit einer höheren Auflast beaufschlagt und sichert so eine hohe seitliche Traktion des jeweiligen Antriebsrades. Im Falle einer Beschleunigung betrifft dies das heckseitige Antriebsrad und im Falle eines Abbremsens das frontseitige Antriebsrad.At the same time, the problem is advantageously solved that a relief of the steered axle can be accompanied by a reduction in the steering stability, in that, according to the invention, two opposing active wheel units are provided. In particular when accelerating or decelerating, one of the two active wheel units is always subjected to a higher load due to the tilting moment about the transverse axis or pitch axis, thus ensuring high lateral traction of the respective drive wheel. In the event of acceleration, this affects the rear drive wheel and in the event of braking, the front drive wheel.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass diese Fahrdynamikvorteile in einfacher Weise dadurch erlangt werden, dass ein Antriebs- und Lenkungsmodul in gleichartiger Weise zweifach und vorzugsweise symmetrisch angeordnet wird.Furthermore, it is advantageous that these driving dynamics advantages are obtained in a simple manner by a drive and steering module being arranged twice and preferably symmetrically in the same way.

Vorteilhaft kann zudem durch die Gleichlauflenkung ein besonders enger Wendekreis erreicht werden. Insbesondere ist es vorteilhaft möglich, dass der Momentanpol, also der Punkt um den die Lenkung erfolgt, sogar innerhalb des durch die Laufräder gebildeten axialen Abstands liegen kann.In addition, a particularly narrow turning circle can be advantageously achieved by the synchronous steering. In particular, it is advantageously possible that the instantaneous center, ie the point around which the steering takes place, can even lie within the axial distance formed by the running wheels.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist das modulare Antriebs- und Lenkungssystem dadurch gekennzeichnet, dass das erste Antriebsrad oder das zweite Antriebsrad als ein Doppelrad ausgebildet ist.According to an advantageous development, the modular drive and steering system is characterized in that the first drive wheel or the second drive wheel is designed as a double wheel.

Nach dieser Weiterbildung ist mindestens eines der Antriebsräder, vorzugsweise sind jedoch beide Antriebsräder als Doppelrad ausgebildet. Als Doppelrad wird ein Antriebsrad verstanden, bei dem zwei Einzelräder in einem engen Abstand auf ein und derselben Antriebswelle, hier auf der Antriebsradhorizontalachse, befestigt sind.According to this development, at least one of the drive wheels, but preferably both drive wheels, are designed as double wheels. A double wheel is understood to mean a drive wheel in which two individual wheels are fastened at a close distance to one and the same drive shaft, here on the horizontal axis of the drive wheel.

Vorteilhaft liegt entsprechend dieser Weiterbildung mit einem geringen Mehraufwand eine deutlich verbesserte Traktion und ein stabileres Fahr- und Lenkverhalten vor.According to this further development, there is advantageously significantly improved traction and more stable driving and steering behavior with little additional effort.

Entsprechend einer nächsten vorteilhaften Weiterbildung ist das modulare Antriebs- und Lenkungssystem dadurch gekennzeichnet, dass die erste Passivradeinheit und die zweite Passivradeinheit ineinander integriert sind und dass die ersten zwei Laufräder zugleich die zweiten zwei Laufräder ausbilden.According to a next advantageous development, the modular drive and steering system is characterized in that the first passive wheel unit and the second passive wheel unit are integrated into one another and that the first two running wheels form the second two running wheels at the same time.

Nach dieser Weiterbildung weist das erfindungsgemäße Antriebs- und Lenkungssystem insgesamt zwei Laufräder und zwei Antriebsradeinheiten auf, so dass die beiden aufgespannten vorzugsweise gleichschenkligen Dreiecke eine gemeinsame Basisseite aufweisen. Besonders bevorzugt sind dabei beide Antriebsradeinheiten in dem gleichen Abstand lotrecht zu der gemeinsamen Laufradhorizontalachse angeordnet, so dass die Laufradhorizontalachse zugleich eine quer zu der Hauptlängsachse liegende Symmetrieachse ausbildet.According to this development, the drive and steering system according to the invention has a total of two running wheels and two drive wheel units, so that the two spanned, preferably isosceles triangles have a common base side. Both drive wheel units are particularly preferably arranged at the same distance perpendicularly to the common horizontal axis of the impeller, so that the horizontal axis of the impeller also forms an axis of symmetry lying transversely to the main longitudinal axis.

Mit dieser Weiterbildung wird vorteilhaft eine weitere Vereinfachung der technischen Lösung bereitgestellt. Vorteilhaft kann somit zugleich jegliches Radieren der Laufräder auch bei engsten Wenderadien ausgeschlossen werden. Dies gilt sogar bei einer Drehung des modularen Antriebs- und Lenkungssystems um die eigene Hoch- bzw. Gierachse.A further simplification of the technical solution is advantageously provided with this further development. Advantageously jegli can thus at the same time No rubbing of the wheels can be ruled out, even with the tightest turning radii. This even applies when the modular drive and steering system rotates around its own vertical or yaw axis.

Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel anhand von

  • 1 Schematische Darstellung in einer Grundform
  • 2 Vereinfachte schematische Darstellung mit Doppelrad
  • 3 Vereinfachte schematische Darstellung mit integrierten Passiveinheiten und mit Doppelrad
  • 4 Vereinfachte schematische Darstellung mit integrierten Passiveinheiten
näher erläutert.The invention is an exemplary embodiment based on
  • 1 Schematic representation in a basic form
  • 2 Simplified schematic representation with double wheel
  • 3 Simplified schematic representation with integrated passive units and with double wheel
  • 4 Simplified schematic diagram with integrated passive units
explained in more detail.

Hierbei beziehen sich gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren auf jeweils gleiche Merkmale oder Bauteile. Die Bezugszeichen werden in der Beschreibung auch dann verwandt, sofern sie in der betreffenden Figur nicht dargestellt sind.In this case, the same reference symbols in the various figures refer to the same features or components in each case. The reference symbols are also used in the description if they are not shown in the relevant figure.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel in einer Grundform. 1 shows a schematic representation of an embodiment in a basic form.

Das erste Lenkungs- und Antriebsmodul 1 weist die erste Passivradeinheit 1.1 mit den ersten zwei Laufrädern 1.11 auf, die in der ersten Laufradhorizontalachse 1.12 angeordnet sind. Die beiden ersten Laufräder 1.11 weisen hierbei axial einen Abstand auf, der vorliegend im Wesentlichen der Breite der Fahrplattform 3 entspricht. Spiegelsymmetrisch und in einem geringen Abstand entlang der Hauptlängsachse der Fahrplattform ist die zweite Passivradeinheit 2.1 mit den zweiten zwei Laufrädern 2.11 an der zweiten Laufradhorizonalachse 2.12 angeordnet.The first steering and drive module 1 has the first passive wheel unit 1.1 with the first two running wheels 1.11, which are arranged in the first running wheel horizontal axis 1.12. The two first running wheels 1.11 are axially spaced apart, which essentially corresponds to the width of the travel platform 3 in the present case. The second passive wheel unit 2.1 with the two second running wheels 2.11 is arranged on the second horizontal running wheel axis 2.12 at a small distance along the main longitudinal axis of the driving platform.

Jedes der beiden Lenkungs- und Antriebsmodule 1, 2 weist zudem jeweils ein Drehgestell 1.21, 2.21 auf, das jeweils um eine Vertikalachse 1.22, 2.22 (hier quer zu der schematischen Darstellungsebene angeordnet und daher durch einen Punkt dargestellt) mittels eines Lenkantriebs 1.23, 2.23, hier einem Torquemotor, aktiv verdrehbar ist. Hierdurch wird der Lenkeinschlag des jeweiligen Antriebsrades 1.24, 2.24 festgelegt, wobei sich deren jeweilige Antriebsradhorizontalachse 1.25, 2.25 verschwenkt (dargestellt durch die gebogenen Doppelpfeile). Das erste Antriebsrad 1.24 ist hierbei durch den ersten Radantrieb 1.26 und das zweite Antriebsrad 2.24 durch den zweiten Radantrieb 2.26 angetrieben.Each of the two steering and drive modules 1, 2 also has a bogie 1.21, 2.21, which is rotated about a vertical axis 1.22, 2.22 (arranged here transversely to the schematic plane of representation and therefore represented by a point) by means of a steering drive 1.23, 2.23, here a torque motor, can be rotated actively. As a result, the steering angle of the respective drive wheel 1.24, 2.24 is fixed, with the respective drive wheel horizontal axis 1.25, 2.25 pivoting (represented by the curved double arrows). The first drive wheel 1.24 is driven by the first wheel drive 1.26 and the second drive wheel 2.24 by the second wheel drive 2.26.

Die Steuerungseinheit 4 ist mit dem ersten Lenkantrieb 1.23 und dem ersten Radantrieb 1.26 sowie mit dem zweiten Lenkantrieb 2.23 und dem zweiten Radantrieb 2.26 verbunden und überträgt so an die Radantriebe 1.26, 2.26 die Antriebssteuerbefehle und an die Lenkantriebe 1.23, 2.23 die Lenksteuerbefehle.The control unit 4 is connected to the first steering drive 1.23 and the first wheel drive 1.26 and to the second steering drive 2.23 and the second wheel drive 2.26 and thus transmits the drive control commands to the wheel drives 1.26, 2.26 and the steering control commands to the steering drives 1.23, 2.23.

2 bis 4 sind vereinfachte schematische Darstellungen, in denen im Interesse der Übersichtlichkeit auf eine Darstellung der Antriebe 1.23, 1.24, 2.23, 2.24 sowie der Steuereinheit 4 verzichtet wurde. 2 until 4 are simplified schematic representations in which, in the interest of clarity, the drives 1.23, 1.24, 2.23, 2.24 and the control unit 4 have not been represented.

2 entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel nach 1, weist jedoch als Antriebsrad 1.24, 2.24 jeweils ein Doppelrad auf. In 2 sind zudem die beiden durch die Laufräder 1.11, 2.11 und die Antriebsräder 1.22, 2.22 aufgespannten Dreiecke zur Verdeutlichung der Lagebeziehungen als fette Strichlinie dargestellt. 2 corresponds essentially to the exemplary embodiment 1 , but has a double wheel as drive wheel 1.24, 2.24. In 2 the two triangles spanned by the running wheels 1.11, 2.11 and the drive wheels 1.22, 2.22 are also shown as bold dashed lines to clarify the positional relationships.

3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die erste und die zweite Passivradeinheit 1.1, 2.1 ineinander integriert sind, so dass lediglich eine gemeinsame Laufradhorizontalachse 1.25, 2.25 sowie gemeinsame zwei Laufräder 1.24, 2.4 vorliegen. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Antriebsräder 1.24, 2.24 ebenfalls als Doppelräder ausgebildet. 3 shows an exemplary embodiment in which the first and the second passive wheel unit 1.1, 2.1 are integrated into one another, so that there is only one common horizontal wheel axis 1.25, 2.25 and two common wheels 1.24, 2.4. In this embodiment, the drive wheels 1.24, 2.24 are also designed as dual wheels.

4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Dieses entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel nach 3, weist jedoch als eine Vereinfachung Antriebsräder 1.24, 2.24 auf, die jeweils als ein Einfachrad ausgebildet sind. 4 shows another embodiment. This essentially corresponds to the exemplary embodiment 3 , however, as a simplification, has drive wheels 1.24, 2.24, which are each designed as a single wheel.

BezugszeichenlisteReference List

11
erstes Antriebs- und Lenkungsmodulfirst drive and steering module
1.11.1
erste Passivradeinheitfirst passive bike unit
1.111.11
zwei erste Laufrädertwo first wheels
1.121.12
erste Laufradhorizontalachsefirst impeller horizontal axis
1.21.2
erste Aktivradeinheitfirst active bike unit
1.211.21
erstes Drehgestellfirst bogie
1.221.22
erste Vertikalachsefirst vertical axis
1.231.23
erster Lenkantriebfirst steering drive
1.241.24
erstes Antriebsradfirst drive wheel
1.251.25
erste Antriebsradhorizontalachsefirst drive wheel horizontal axis
1.261.26
erster Radantriebfirst wheel drive
22
zweites Antriebs- und Lenkungsmodulsecond drive and steering module
2.12.1
erste Passivradeinheitfirst passive bike unit
2.112.11
zwei erste Laufrädertwo first wheels
2.122.12
zweite Laufradhorizontalachsesecond impeller horizontal axis
2.22.2
zweite Aktivradeinheitsecond active wheel unit
2.212.21
zweites Drehgestellsecond bogie
2.222.22
zweite Vertikalachsesecond vertical axis
2.232.23
zweiter Lenkantriebsecond steering drive
2.242.24
zweites Antriebsradsecond drive wheel
2.252.25
zweite Antriebsradhorizontalachsesecond drive wheel horizontal axis
2.262.26
zweiter Radantriebsecond wheel drive
33
Fahrgestellchassis
44
Steuerungseinheitcontrol unit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 202019003072 U1 [0004]DE 202019003072 U1 [0004]

Claims (3)

Modulares Antriebs- und Lenkungssystem, aufweisend ein Fahrgestell (3), ein erstes Antriebs- und Lenkungsmodul (1), ein zweites Antriebs- und Lenkungsmodul (2) sowie eine Steuerungseinheit (4), wobei das erste Antriebs- und Lenkungsmodul (1) eine erste Passivradeinheit (1.1) und eine erste Aktivradeinheit (1.2) aufweist, wobei die erste Passivradeinheit (1.1) zwei erste Laufräder (1.11) aufweist, die rotierbar um eine gemeinsame erste Laufradhorizontalachse (1.12) sowie axial beabstandet angeordnet sind, wobei die erste Aktivradeinheit (1.2) ein erstes Drehgestell (1.21) und ein erstes Antriebsrad (1.24) aufweist, wobei das erste Drehgestell (1.21) an dem Fahrgestell (3) um eine erste Vertikalachse (1.22) drehbar gelagert und dem ersten Drehgestell (1.21) ein erster Lenkantrieb (1.23) zugeordnet ist, wobei das erste Antriebsrad (1.24) an dem ersten Drehgestell (1.21) um eine erste Antriebsradhorizontalachse (1.25) drehbar angeordnet und dem ersten Antriebsrad (1.24) ein erster Radantrieb (1.26) zugeordnet ist, wobei die zwei ersten Laufräder (1.11) und das erste Antriebsrad (1.24) zueinander ein erstes Dreieck aufspannen, wobei das zweite Antriebs- und Lenkungsmodul (2) eine zweite Passivradeinheit (2.1) und eine zweite Aktivradeinheit (2.2) aufweist, wobei die zweite Passivradeinheit (2.1) zwei zweite Laufräder (2.11) aufweist, die rotierbar um eine gemeinsame zweite Laufradhorizontalachse (2.12) sowie axial beabstandet angeordnet sind, wobei die zweite Aktivradeinheit (2.2) ein zweites Drehgestell (2.21) und ein zweites Antriebsrad (2.24) aufweist, wobei das zweite Drehgestell (2.21) an dem Fahrgestell (3) um eine zweite Vertikalachse (2.22) drehbar gelagert und dem zweiten Drehgestell (2.21) ein zweiter Lenkantrieb (2.23) zugeordnet ist, wobei das zweite Antriebsrad (2.24) an dem zweiten Drehgestell (2.21) um eine zweite Antriebsradhorizontalachse (2.25) drehbar angeordnet und dem zweiten Antriebsrad (2.24) ein zweiter Radantrieb (2.26) zugeordnet ist, wobei die zwei zweiten Laufräder (2.11) und das zweite Antriebsrad (2.22) zueinander ein zweites Dreieck aufspannen, wobei die erste und die zweite Laufradhorizontalachse zueinander parallel angeordnet und die erste und die zweite Antriebsradeinheit einander gegenüberliegend beidseits der Laufradhorizontalachsen angeordnet sind, wobei die Steuerungseinheit mit den Lenkantrieben und den Radantrieben verbunden und ausgebildet ist, Antriebssteuerbefehle zu erzeugen und an die Radantriebe zu übertragen und Lenksteuerbefehle zu erzeugen und an die Lenkantriebe zu übertragen.Modular drive and steering system, having a chassis (3), a first drive and steering module (1), a second drive and steering module (2) and a control unit (4), wherein the first drive and steering module (1) has a first passive wheel unit (1.1) and a first active wheel unit (1.2), wherein the first passive wheel unit (1.1) has two first running wheels (1.11) which are arranged such that they can rotate about a common first running wheel horizontal axis (1.12) and are spaced apart axially, wherein the first active wheel unit (1.2) has a first bogie (1.21) and a first drive wheel (1.24), wherein the first bogie (1.21) is rotatably mounted on the chassis (3) about a first vertical axis (1.22) and a first steering drive (1.23) is assigned to the first bogie (1.21), wherein the first drive wheel (1.24) is arranged on the first bogie (1.21) so that it can rotate about a first drive wheel horizontal axis (1.25) and a first wheel drive (1.26) is assigned to the first drive wheel (1.24), the two first running wheels (1.11) and the first drive wheel (1.24) spanning a first triangle in relation to one another, wherein the second drive and steering module (2) has a second passive wheel unit (2.1) and a second active wheel unit (2.2), wherein the second passive wheel unit (2.1) has two second running wheels (2.11) which are arranged such that they can rotate about a common second running wheel horizontal axis (2.12) and are spaced apart axially, wherein the second active wheel unit (2.2) has a second bogie (2.21) and a second drive wheel (2.24), wherein the second bogie (2.21) is rotatably mounted on the chassis (3) about a second vertical axis (2.22) and a second steering drive (2.23) is assigned to the second bogie (2.21), wherein the second drive wheel (2.24) is arranged on the second bogie (2.21) so that it can rotate about a second drive wheel horizontal axis (2.25) and a second wheel drive (2.26) is assigned to the second drive wheel (2.24), the two second running wheels (2.11) and the second drive wheel (2.22) span a second triangle in relation to one another, wherein the first and the second horizontal axis of the running wheel are arranged parallel to one another and the first and the second drive wheel unit are arranged opposite one another on both sides of the horizontal axis of the running wheel, wherein the control unit is connected to the steering drives and the wheel drives and is designed to generate drive control commands and transmit them to the wheel drives and to generate steering control commands and transmit them to the steering drives. Modulares Antriebs- und Lenkungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Antriebsrad oder das zweite Antriebsrad als ein Doppelrad ausgebildet ist.Modular drive and steering system claim 1 , characterized in that the first drive wheel or the second drive wheel is designed as a double wheel. Modulares Antriebs- und Lenkungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Passivradeinheit und die zweite Passivradeinheit ineinander integriert sind und dass die ersten zwei Laufräder zugleich die zweiten zwei Laufräder ausbilden.Modular drive and steering system according to one of the preceding claims, characterized in that the first passive wheel unit and the second passive wheel unit are integrated into one another and in that the first two running wheels form the second two running wheels at the same time.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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