CN108556912A - 一种电驱动转向底盘 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够保证前后两个车架转动的角度协调一致，转弯半径小,通过左右车轮的转速差实现底盘的转向和行走，提高底盘行走时的稳定性和转向响应速度的一种电驱动转向底盘。它包括底盘、前车架、后车架、控制器，在前车架两端设置左右两个前轮，在后车架两端设置左右两个后轮，左右两个前轮是由两个前轮毂电机分别驱动的前轮，用于控制左右两个前轮毂电机的控制器与所述前轮毂电机电连接；前车架、后车架与底盘之间分别形成以其竖直的前后轴线为中心线的转动连接；第一转向推拉杆的两端分别与左前连接座和右后连接座铰接，或者分别与右前连接座和左后连接座铰接。

Description

一种电驱动转向底盘

技术领域

本发明涉及电驱动转向底盘，尤其是一种用于农业、林业等领域中装载或牵引植保机械及其它农用设备的行走转向底盘。

背景技术

农用设备行走底盘应具有跨越障碍、壕沟，在软土、水田行走及在各种复杂工作面上行走等特点。农用设备行走装置的行走和转向机构一般采用机械式传动、操作及控制。该装置通常采用内燃式发动机，其输出轴的旋转方向是固定不变的，自一个固定不变旋转方向的输出轴实现底盘向前进或后退，通常采用机械式换挡方式，即要实现底盘向左转或向右转，通常采用人工手动控制方向盘通过机械式传动，实现底盘向左转向或向右转向。其中，有一种电驱动底盘采用车轮四连杆机构，通过转向机构传递扭矩使底盘的两个前轮同向偏转．再通过差速器差速，使两个后轮适应前轮偏转变实现被动转向。这种转向方式原理简单，技术成熟，由于该底盘与两个前轮或两个后轮组成一体，只能整体回转．其转向的扭转力大，操作不灵活。

为了提高底盘的转向性能，研究人员进行了研究开发，例如，中国专利申请号为：201710080745 .7，名称为：一种电驱动转向底盘及其行走控制方法，该底盘是一种操作灵活方便，转弯半径极小，结构紧凑，并且在底盘与各车架之间分别设置有对前车架、后车架绕其轴线相对于底盘的转动施加阻尼的前阻力装置、后阻力装置，可通过前阻力装置或后阻力装置对前车架或后车架的随机转动施加一定的阻力，减小或消除前车架随机摆动。但是，该底盘的转向不能依靠车轮独立完成转向，而是依靠左右两个车轮的转速差实现底盘的转向。因此，存在着以下技术问题：

1、当该转向底盘行走或转弯时，突然前车架或后车架的一个车轮碰到大的坑洼地面时，前车架或后车架中的一个车轮瞬间进入坑洼区域，尽管控制器控制的该车架上的左右两个车轮的转速差保持不变，但是，该车架的一个车轮与地面会悬空或者与地面接触的摩擦力减小，该车架的另一个车轮继续保持由控制器控制的原转速转动，如果该车架的一个车轮的转矩力超过车架上的前阻力装置或后阻力装置对车架的施加的阻力时，瞬间会引起该车架以竖直的前轴线P_前或后轴线P_后 为中心轴线转动一个角度，另一车架仍保持原转动角不变，导致前后两个车架转向的角度不能协调一致。如果前后两个车架转动的角度差值超过控制器设定的两个车架转动的角度差值，会导致前车架、后车架会分别以不同的方向转动，当两个车架转动的角度差值大于X°，瞬间会导致底盘不能正常行进或转向。

2、该转向底盘行走或转弯时，突然前车架或后车架的一个车轮碰到较大的土块、石块等冲击，该车轮所在的前车架或后车架瞬间受到意外的冲击力，当该冲击力超过车架上的阻力装置或后阻力装置对车架的施加的阻力时，引起该车架以其竖直的前轴线P_前或后轴线P_后 为中心线转动了一个角度，另一车架仍保持原转动角不变，导致前后两个车架转向的角度误差大，不能协调一致，如果前后两个车架转动的角度差值超过控制器设定的两个车架转动的角度差值，会导致前车架、后车架会分别以不同的方向转动，当两个车架转动的角度差值大于X°，瞬间会导致底盘不能正常行进或转向。

3、当该转向底盘直线行走时，控制器控制的该车架上的左右两个车轮的转速差为零，即车架上的左右两个车轮的转速差保持不变，但是，由于前车架或后车架的左右两个车轮分别与其相对应的工作地面高低程度或平整程度不同，导致左右两个车轮与地面间的摩擦力的大小不同，产生使前车架或后车架发生转动的力矩，如果前车架或后车架的转矩力超过车架上的前阻力装置或后阻力装置对车架的施加的阻力时，不能对前车架或后车架转向的角度进行精确控制，导致车架相对于底盘忽左忽右转动，使车架相对于底盘随机转动，底盘还不能按设定的方向行驶，最终导致底盘行走及转向不稳定。

综上所述，上述现有的四轮底盘仅仅通过控制器控制前车架或后车架各车轮的转速，通过车架左右两侧车轮转速差，实现底盘行走和转向，且底盘与车架之间设置上的阻力装置或后阻力装置对车架的施加的阻力小，底盘的转向不能依靠车轮的转速差独立完成转向。因此，该底盘对复杂地面适应能力差，不能始终保证底盘的前后两个车架转向的角度协调一致，有时会发生导致底盘不能正常行进或转向，且底盘行走转向的不稳定、转向精度和转向响应速度慢。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足和缺陷，本发明的目的是提供一种电驱动转向底盘，该底盘行走或转向时，不仅能够保证前后两个车架在同一时刻转动的角度始终协调一致，转弯灵活，转弯半径小, 而且还能利用底盘的控制器控制左右车轮的转速差实现底盘的转向和行走，同时借助于转向装置的液压油缸的活塞杆的伸缩长度，实现前车架或后车架以其竖直的轴线为中心线转动的转角精确控制，能提高底盘转动的转向精度，提高底盘行走时的稳定性和转向响应速度。

本发明所述的一种电驱动转向底盘，包括底盘、前车架、后车架、控制器，在前车架两端设置左右两个前轮，在后车架两端设置左右两个后轮，左右两个前轮是由两个前轮毂电机分别驱动的前轮，用于控制左右两个前轮毂电机的控制器与所述前轮毂电机电连接；前车架与底盘之间形成以其竖直的前轴线P_前为中心线的转动连接；后车架与底盘之间形成以其竖直的后轴线P_后 为中心线的转动连接；其特征是，它还包括第一转向推拉杆，该第一转向推拉杆的两端分别与位于前车架前轴线P_前左侧的左前连接座和位于后车架后轴线P_后右侧的右后连接座铰接，或者分别与位于前车架前轴线P_前右侧的右前连接座和位于后车架后轴线P_后 左侧的左后连接座铰接。

作为对上述的电驱动转向底盘的进一步改进，它还包括第二转向推拉杆，第一转向推拉杆和第二转向推拉杆两根转向推拉杆中，一根转向推拉杆的两端与位于前车架上前轴线P_前左侧的左前连接座和位于后车架上后轴线P_后右侧的右后连接座铰接，另一根转向推拉杆的两端与位于前车架上前轴线P_前右侧的前右车架和位于后车架上后轴线P_后左侧的后左车架铰接。

作为对上述的电驱动转向底盘的进一步改进，所述前车架或后车架与底盘之间设置有转向装置，所述的转向装置包括第一液压油缸、第二液压油缸、第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、液压泵、油箱；第一电磁换向阀的A口、B口分别通过油管与第一液压油缸的有杆腔的进出油口和无杆腔的进出油口连通，其P口通过油管与液压泵一端连通，液压泵另一端与油箱连通；第二电磁换向阀的A口、B口分别通过油管与第二液压油缸的有杆腔的进出油口和无杆腔的进出油口通过油管连通，其P口通过油管与液压泵一端连通；第二液压油缸的缸体一端与底盘上的连接耳铰接，第一液压油缸的活塞杆与第二液压油缸的活塞杆固定连接，第一液压油缸的缸体与位于前车架或后车架上、并在前轴线P_前或后轴线P_后一侧的连接耳铰接，第一电磁换向阀、第二电磁换向阀分别与所述控制器电连接。控制器通过第一电磁换向阀、第二电磁换向阀控制第一液压油缸、第一液压油缸的有杆腔和无杆腔中液压油的输入或输出的油量，进而控制其对应油缸活塞杆的伸缩长度，实现底盘转动的转角控制。

作为对上述的电驱动转向底盘的进一步改进，所述前轮包括固定在前车架上的轮轴、相对于轮轴转动的轮毂；轮毂内周设置驱动齿圈；太阳轮空套在轮轴上；驱动该前轮的前轮毂电机的转子与太阳轮固定连接，前轮毂电机的定子固定在轮轴上；与太阳轮配合的大行星轮和与驱动齿圈配合的小行星轮共同固定在一行星轮轴上；行星轮轴转动设置在行星轮架上；行星轮架与轮轴固定相连；所述的前轮毂电机的转子包括位于定子外周的磁圈和与磁圈的两端固定相连的前、后端盖；前、后端盖转动设置在轮轴上；定子位于前端盖和后端盖之间。

优选，在前端盖和/或后端盖与相对的定子之间设置有能够对转子进行制动的制动装置。

最好，所述的制动装置包括衔铁、摩擦片、磁轭、线圈、加压弹簧；在前端盖和/或后端盖与定子相对的内侧面上固定摩擦片；与摩擦片相对的定子端面上固定磁轭，磁轭端面上设置相对于定子轴向移动、径向固定的衔铁，在磁轭与衔铁之间设置常态时使得衔铁与摩擦片保持接触的加压弹簧；在磁轭上设置通电时能够形成磁场以吸附衔铁克服加压弹簧的弹力而移动、使得衔铁与摩擦片脱离接触的线圈。

为了进一步简化结构，在磁轭端面上设置至少一个导向销，导向销在平行于转子轴向的方向上延伸；导向销伸入衔铁上所开的导向孔或导向槽内，通过导向销和导向孔或导向槽的配合，使得衔铁能够相对于定子在轴向方向移动、在径向固定。

更进一步的，所述的与衔铁的内周、外周相对应的磁轭端面的内周和外周上各均布有加压弹簧孔，加压弹簧设置在加压弹簧孔中，加压弹簧孔底部设置调节垫片。

优选，所述的轮毂的两侧固定封板，轮毂通过封板转动设置在轮轴上；前轮毂电机、太阳轮、大行星轮、行星轮架均位于两侧的封板之间。

作为对上述的电驱动转向底盘的进一步改进，所述的两个后轮是由两个后轮毂电机分别驱动的后轮，控制器与所述后轮毂电机电连接以控制两个后轮毂电机动作。

本发明的有益效果：

本发明中，由于采用控制器对底盘的四台轮毂电机转速控制，依靠各车轮的转速差实现底盘的行走和转向，在底盘的前车架与后车架之间设置转向推拉杆，该转向推拉杆分别与前车架、后车架不同的两侧的连接座铰接。同时借助于转向装置控制两个液压油缸的活塞杆伸缩动作，实现前车架或后车架以其竖直的前轴线P_前或后轴线P_后为中心线转动；

如果该转向底盘行走或转弯处于坑洼不平地面或突然一个车轮碰到较大的土块、石块等外力冲击时，引起该车轮所在的车架以其垂直中心轴线顺时针转动一个角，尽管该车架瞬间突然转向，首先，由于与该车架与另一车架通过所述的推拉杆铰接，则推动或拉动另一个车架以其垂直中心轴线逆时针转动相同的一个角，因此，前车架的转向与后车架的转向始终保持同步旋转，使前后两个车架转向相互随动；其次，若车架的一个车轮突然受到外力，则其它三个车轮与地面接触点的三点构成三角形稳定结构，因此，前后两个车架转向协调一致性更好，相互随动更加灵活自如。

上述控制器除了控制左右车轮的转速差实现前车架或后车架以其竖直的前轴线P_前或后轴线P_后为中心线转动，同时借助于转向装置控制两个液压油缸的活塞杆伸缩动作，实现前车架或后车架以其竖直的前轴线P_前或后轴线P_后为中心线转动的转向。这种采用车轮转速差控制转向和液压动力控制转向相结合的转向实现的底盘转向模式，能够弥补底盘仅靠两个行走轮之间的转速差实现底盘的转向存在的行走转向不稳定和转向响应慢的问题，提高底盘转向的响应速度和行走的稳定性、安全性。

上述制动装置设置在转子的任一端盖与定子之间，制动装置在转子内部，避免暴露在轮毂外部的有泥土、沙子、农田水等农田作业环境中，制动装置工作时，避免制动装置的工作部件如摩擦片等因附着泥沙造成快速磨损，极大地延长了制动装置的使用寿命。同时，制动装置对经行星齿轮减速装置减速之前的扭矩较小的转子进行制动，需要的制动力较小。

采用衔铁、摩擦片、磁轭、线圈、加压弹簧等构成的电磁制动装置，通过线圈的通电与否控制衔铁与摩擦片接触或分离，控制简单，动作可靠，且通过在磁轭外周设置的至少一个导向销限制衔铁的转动，保证衔铁只能相对于磁轭轴线移动，不会在制动过程中与摩擦片随动，失去制动效果。

为了保证衔铁与摩擦片接触时衔铁的整个端面都能与摩擦片接触到，防止衔铁端面的个别区域不能与摩擦片接触，在衔铁内周和外周部均设置加压弹簧对衔铁施压，推动衔铁整体移动，保证衔铁内周、外周受力均匀，使得衔铁与摩擦片达到可靠的面接触。

为了防止各加压弹簧因制造等多方面原因造成的弹力不完全相同，在加压弹簧孔内设置调节厚度或数量不同的垫片，调节加压弹簧的压缩量，保证各加压弹簧对衔铁的弹力基本相同。

附图说明

图1是电驱动转向底盘的结构示意图。

图2是电驱动转向底盘中前车架2和后车架3处于直行状态的行走示意图。

图3是电驱动转向底盘中前车架2和后车架3处于向左转的状态转向示意图。

图4是电驱动转向底盘中前车架2和后车架3处于向右转的状态转向示意图。

图5是转向装置9的示意图。

图6是控制器控制示意图。

图7是前轮的示意图。

图8是图7中的磁轭103等的右视图。

图中，底盘1、前车架2、左前连接座21、右前连接座22、后车架3、左后连接座31、右后连接座32、前轮4、轮轴41、轮毂42、驱动齿圈43、太阳轮44、大行星轮45、小行星轮46、行星轮轴47、行星轮架48、封板49、轮圈410、左前轮4a、右前轮4b、后轮5、左后轮5a、右后轮5b、前轮毂电机6、定子61、转子62、磁圈621、转子的前端盖611、转子的后端盖622、第一转向推拉杆7、第二转向推拉杆8、转向装置9、第一液压油缸91、第二液压油缸92、第一电磁换向阀93、第二电磁换向阀94、液压泵95、油箱96、前轴线P_前、后轴线P_后（未示出）、制动装置10、衔铁101、摩擦片102、磁轭103、磁轭端面的内周1031、磁轭端面的外周1032、凹槽1033、线圈104、加压弹簧105、加压弹簧孔106、导向销107、导向孔或导向槽108、调节垫片109。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

参见图1、2所示的电驱动转向底盘包括底盘1、前车架2、后车架3，前车架2、后车架3通过旋转支撑（如轴承）设置在底盘1下部，在前车架2两端设置左右两个前轮4，在后车架3两端设置左右两个后轮5，左右两个前轮4是由两个前轮毂电机6分别驱动的前车轮，用于控制左右两个前轮毂电机6的控制器与所述前轮毂电机6电连接；前车架2与底盘1之间形成以其竖直的前轴线P_前为中心线的转动连接；后车架3与底盘1之间形成以其竖直的后轴线P_后为中心线的转动连接；前后车架之间还包括第一转向推拉杆7，第二转向推拉杆8,第一转向推拉杆7的两端分别与位于前车架2前轴线P_前左侧的左前连接座21和位于后车架3后轴线P_后右侧的右后连接座32铰接，第二转向推拉杆8的两端分别与位于前车架2前轴线P_前右侧的右前连接座22和位于后车架3后轴线P_后 左侧的左后连接座31铰接。左前连接座21、右前连接座22固定在前车架上，当然，左前连接座21、右前连接座22也可以是与前车架一体结构，是前车架的组成部分。左后连接座31、右后连接座32固定在后车架上，当然，左后连接座31、右后连接座32也可以是与后车架一体结构，是后车架的组成部分。

参见图2-6，该底盘还设置有转向装置9，所述的转向装置9包括第一液压油缸91、第二液压油缸92、第一电磁换向阀93、第二电磁换向阀94、液压泵95、油箱96，第一电磁换向阀93的工作口即A口、B口分别通过油管与第一液压油缸91的有杆腔的进出油口和无杆腔的进出油口连通，其P口通过油管与液压泵95一端连通，液压泵95另一端与油箱96连通，其T口接油箱。第二电磁换向阀94的工作口即A口、B口分别通过油管与第二液压油缸92的有杆腔的进出油口和无杆腔的进出油口连通，其P口通过油管与液压泵95一端连通，液压泵95另一端与油箱96连通，其T口接油箱。

第二液压油缸92的缸体一端与底盘1铰接，第一液压油缸91的活塞杆顶端与第二液压油缸92的活塞杆顶端固定连接，第一液压油缸91的缸体另一端与位于前车架2前轴线P_前的右侧铰接。第一电磁换向阀93、第二电磁换向阀94分别与上述控制器电连接，控制器通过第一电磁换向阀93、第二电磁换向阀分别控制第一液压油缸91、第二液压油缸的有杆腔和无杆腔的进出油口液压油的输入或输出的油量，进而控制其对应油缸活塞杆的伸缩长度。其中，第一液压油缸91的活塞杆可伸出的最大长度和第二液压油缸92的活塞杆可伸出的最大长度均为L，第一液压油缸91的活塞杆可伸出的最小长度和第二液压油缸92的活塞杆可伸出的最小长度为0，使前车架2或后车架3以其竖直的前轴线P_前或后轴线P_后为中心线正转或反转，精确控制前车架2或后车架3的转动的角度，实现底盘1转动的转角精确控制。

参见图3-4，第一转向推拉杆7、第二转向推拉杆8结构相同，第一转向推拉杆7的两端分别与位于前车架2前轴线P_前左侧的左前连接座21和位于后车架3后轴线P_后 右侧的右后连接座32铰接；第二转向推拉杆8的两端分别与位于前车架2前轴线P_前右侧的右前连接座22和位于后车架3后轴线P_后 左侧左后连接座31铰接。两根转向推拉杆交叉分布，使得前车架2绕前轴线P_前转动与绕后车架3绕后轴线P_后 转动同步旋转，但旋转方向相反。

左右两个前轮毂电机6与左右两个后轮毂电机结构相同；左右两个前轮4的结构与左右两个后轮5的结构相同；两个前轮4和两个后轮5共4个车轮均为主动车轮。现仅仅以一个由左右两个前轮毂电机6驱动的左右两个前轮为例进行说明。

参见图7、8所示，所述前轮4包括固定在前车架2上的轮轴41、相对于轮轴41转动的轮毂42；轮毂内周设置驱动齿圈43；太阳轮44空套在轮轴41上；驱动该前轮4的前轮毂电机6。前轮毂电机6的定子61固定在轮轴41上。前轮毂电机的转子62包括位于定子外周的磁圈621和与磁圈的两端固定相连的前端盖611、后端盖622；前端盖611、后端盖622通过轴承转动设置在轮轴41上。定子61位于前端盖611和后端盖622之间。后端盖622的外侧与太阳轮44的一端固定相连，后端盖622与相对的定子之间设置有能够对转子进行制动的制动装置10。与太阳轮44配合的大行星轮45和与驱动齿圈43配合的小行星轮46共同固定在一行星轮轴47上；行星轮轴47转动设置在行星轮架48上；行星轮架48与轮轴41固定相连。

轮毂42的两侧固定封板49，轮毂42通过封板49转动设置在轮轴上；前轮毂电机6、太阳轮44、大行星轮45、行星轮架48均位于两侧的封板49之间。轮毂外圈固定与地面接触的轮圈410。

制动装置10包括衔铁101、摩擦片102、磁轭103、线圈104、加压弹簧105、导向销107、调节垫片109等。摩擦片102固定在转子后端盖622的内侧面上；与摩擦片相对的定子端面上固定磁轭103。与摩擦片相对的磁轭端面的内周1031和外周1032上各均布有加压弹簧孔106，磁轭端面的中间具有凹槽1033，凹槽1033内设置线圈104。

磁轭端面的外周1032上固定有三个均布的导向销107。三个导向销107伸入圆盘状衔铁101上所开的导向孔或导向槽108内。在导向销的作用下，衔铁只能相对于磁轭轴线移动，而不能转动。加压弹簧105的一端伸入到加压弹簧孔106内，另一端与衔铁端面的内周和外周相接触，个别加压弹簧孔底部设置调节垫片109。加压弹簧105常态时使得衔铁与摩擦片保持接触；线圈104通电时能够形成磁场以吸附衔铁101克服加压弹簧的弹力而移动、使得衔铁与摩擦片脱离接触。

a. 如图2所示，本发明的电驱动转向底盘1直线行走：

通过控制器控制前车架2左右两个前轮毂电机6驱动左前轮4a、右前轮4b转动，左前轮4a转速n_左前等于右前轮4b转速n_右前，使得左右两个前轮4的转速差为0；通过控制器控制后车架3上的左右两个后轮毂电机驱动左后轮5a、右后轮5b转动，左后轮转速n_左后等于右后轮转速n_右后，使得左右两个后轮5的转速差为0，则前车架2和后车架3以其竖直的后中心轴线旋转的转动角为0°，后车架3相对于底盘1没有转动；与此同时，转向装置9通过第一电磁换向阀93控制液压泵95将油箱96内的液压油向第一液压油缸91的无杆腔的进出油口输送液压油，第一液压油缸91的有杆腔内的液压油通过有杆腔的进出油口回流至油箱，无杆腔内的液压油推动第一液压油缸91的活塞杆伸出有杆腔，使得第一液压油缸91的活塞杆相对于缸体伸出最大长度为L；第二电磁换向阀94控制液压泵95将油箱96内的液压油向第二液压油缸92的缸体有杆腔的进出油口输送液压油，第二液压油缸92的无杆腔内的液压油通过无杆腔的进出油口回流至油箱，有杆腔内的液压油推动第二液压油缸92的活塞杆缩回缸体内，使第二液压油缸92的活塞杆相对于缸体的伸出长度为最小长度0，则转向装置9推动或拉动前车架2相对于底盘1的转角度为0°，由于第一转向推拉杆7、第二转向推拉杆8的作用，使得前车架2与后车架3相对于各自的轴线旋转角度为0°，前车架2和后车架3相对于底盘1没有转动，实现底盘1直线行走。

b：如图3，本发明的电驱动转向底盘1由直行转变为向左转；

通过控制器控制左右两个前轮毂电机6的转速差，使得左右两个前轮4的转速差增大，即使得左前轮4a转速n_左前减小、右前轮4b转速n_右前增大，使得前车架2以其转动中心轴线逆时针向左转动一个角度x°，同时，通过控制器控制左右两个后轮毂电机6的转速，使得左右两个后轮5的转速差增大，即使得左后轮5a转速n_左后增大、右后轮5b转速n_右后减小，使得后车架3以其转动中心轴线顺时针向右转动一个角度x°；由于底盘中第一转向推拉杆7、第二转向推拉杆8分别与前车架2和后车架3交叉连接，形成为“X”形，能使前后两个车架转向相互随动，其前车架2右侧的右前连接座22经第二转向推拉杆8拉动后车架3左侧的左后连接座31，前车架2左侧的左前连接座21经第一转向推拉杆7推动后车架3右侧的右后连接座32，使得前车架2相对于前轴线P_前逆时针旋转角度由0°变为x°，后车架3相对于后轴线P_后顺时针旋转角度由0°变为x°，底盘1左转弯。

对于转向装置9来说，第一液压油缸91的活塞杆可伸出的长度保持在最大长度为L(与直行时状态相同）；控制器通过第二电磁换向阀94控制液压泵95将油箱96内的液压油向第二液压油缸92的缸体无杆腔的进出油口输送液压油，第二液压油缸92的有杆腔内的液压油通过有杆腔的进出油口回流至油箱，无杆腔内的液压油推动第二液压油缸92的活塞杆伸出有杆腔，其中，第二液压油缸92的活塞杆可伸出的长度大于最小长度为0；本转向装置9推动的前车架2相对于底盘1转动了一个角x°，由于底盘中第一转向推拉杆7、第二转向推拉杆8交叉连接，使得前车架的转向与后车架的转向始终保持同步旋转，前车架2右侧的右前连接座经第二转向推拉杆8拉动后车架3左侧左后连接座，前车架2左侧左前连接座经第一转向推拉杆7推动后车架3右侧右后连接座；使得前车架2相对于前轴线P_前逆时针旋转，旋转的角度由0°变为x°，后车架3相对于后轴线P_后顺时针旋转，旋转的角度为0°变为x°，实现底盘1由直行转变为向左转。

显然，当第一液压油缸91的活塞杆伸出缸体的长度在最大长度L（或者说第一液压油缸91活塞杆完全伸出）、第二液压油缸92的活塞杆可伸出的长度逐渐增大达到最大长度为L（或者说第二液压油缸92活塞杆完全伸出）时，前车架2相对于底盘1转动的角x°达到最大。

反之，当需要将电驱动转向底盘由左转向变成直行时，只需要通过控制器将第一液压油缸和第二液压油缸的活塞杆状态由左转时的状态（第一液压油缸91活塞杆完全伸出、第二液压油缸92活塞杆伸出长度大于0），变成直行时的状态（第一液压油缸91活塞杆完全伸出、第二液压油缸92活塞杆完全缩回），即可完成。

c： 参见图4，本发明的电驱动转向底盘从直行转变成向右转向：

通过控制器控制左右两个前轮毂电机6的转速差，使得左右两个前轮4的转速差增大，即使得左前轮4a转速n_左前增大、右前轮4b转速n_右前减小，使得前车架2以其转动中心轴线顺时针向转动一个角度y°；通过控制器控制左右两个后轮毂电机6的转速差，使得左右两个后轮5的转速差增大，即使得左后轮5a转速n_左后减小、右后轮5b转速n_右后增大，使得后车架3以其转动中心轴线逆时针转动一个角度y°；由于底盘中第一转向推拉杆7、第二转向推拉杆8分别与前车架2和后车架3交叉连接，能使前后两个车架转向相互随动，其前车架2右侧的右前连接座22经第二转向推拉杆8推动后车架3左侧右后连接座31，前车架2左侧左前连接座21经第一转向推拉杆7拉动后车架3右侧右后连接座32，使前车架2以其转动中心轴线顺时针旋转，旋转角度由0°变为y°，后车架3以其竖直的中心轴线逆时针旋转，旋转角度由 0°变为y°，实现底盘1从直行转变成向右转行走。

对于转向装置9来说，第二液压油缸92的活塞杆可伸出的长度保持在最小长度为0(与直行时状态相同）；控制器通过第一电磁换向阀93控制液压泵95将油箱96内的液压油向第一液压油缸91的缸体有杆腔的进出油口输送液压油，第一液压油缸91的无杆腔内的液压油通过无杆腔的进出油口回流至油箱，有杆腔内的液压油推动第一液压油缸91的缸体相对于活塞杆移动，活塞杆逐渐缩进缸体，第一液压油缸91的活塞杆伸出缸体的长度小于最大长度L；本转向装置9拉动的前车架2相对于底盘1顺时针转动了一个角y°，由于底盘中第一转向推拉杆7、第二转向推拉杆8交叉连接，使得前车架的转向与后车架的转向始终保持同步旋转，前车架2右侧的右前连接座经第二转向推拉杆8推动后车架3左侧左后连接座，前车架2左侧左前连接座经第一转向推拉杆7拉动后车架3右侧右后连接座；使得前车架2相对于前轴线P_前顺时针旋转，旋转的角度由0°变为y°，后车架3相对于后轴线P_后逆时针旋转，旋转的角度由0°变为y°，实现底盘1由直行转变为向右转。

显然，当第一液压油缸91的活塞杆可伸出的长度逐渐减小达到最小长度为0（或者说活塞杆完全缩回），第二液压油缸92的活塞杆伸出缸体的长度在最小长度0时，前车架2相对于底盘1转动的角y°达到最大。

反之，当需要将电驱动转向底盘由右转向变成直行时，只需要通过控制器将第一液压油缸和第二液压油缸的活塞杆状态由右转时的状态（第一液压油缸91活塞杆伸出长度小于L、第二液压油缸92活塞杆完全缩回）变成直行时的状态（第一液压油缸91活塞杆完全伸出、第二液压油缸92活塞杆完全缩回），即可完成。

d：参见图3、2、4，本发明的电驱动转向底盘从直行到左转再向右转向：

从直行到左转的过程，参见图3及前述b部分所述内容。

左转后，通过控制器控制左右两个前轮毂电机6的转速差，使得左右两个前轮4的转速差增大，即使得左前轮4a转速n_左前增大、右前轮4b转速n_右前减小，前车架2以其转动中心轴线顺时针转动；通过控制器控制左右两个后轮毂电机6的转速差，使得左右两个后轮5的转速差增大，即使得左后轮5a转速n_左后减小、右后轮5b转速n_右后增大，后车架3以其转动中心轴线逆时针转动；由于底盘中第一转向推拉杆7、第二转向推拉杆8分别与前车架2和后车架3交叉连接，能使前后两个车架转向相互随动，其前车架2右侧的右前连接座22经第二转向推拉杆8推动后车架3左侧左后连接座31，前车架2左侧左前连接座21经第一转向推拉杆7拉动后车架3右侧右后连接座32，使前车架2和后车架2以其各自的转动中心轴线同步旋转（前车架2顺时针转动，后车架3逆时针转动），旋转角度由x°逐渐变为0°，实现底盘1从左转转变到直行（方向回正过程）。

对于转向装置9来说，第一液压油缸91的活塞杆可伸出的长度保持在最大长度为L(与直行时状态相同）；控制器通过第二电磁换向阀94控制液压泵95将油箱96内的液压油向第二液压油缸92的缸体有杆腔的进出油口输送液压油，第二液压油缸92的无杆腔内的液压油通过无杆腔的进出油口回流至油箱，有杆腔内的液压油推动第二液压油缸92的活塞杆相对于缸体移动，活塞杆逐渐缩进缸体，第二液压油缸92的活塞杆伸出缸体的长度小于最小长度0；本转向装置9拉动的前车架2相对于底盘1顺时针转动，由于底盘中第一转向推拉杆7、第二转向推拉杆8交叉连接，使得前车架的转向与后车架的转向始终保持同步旋转，前车架2右侧的右前连接座经第二转向推拉杆8推动后车架3左侧左后连接座，前车架2左侧左前连接座经第一转向推拉杆7拉动后车架3右侧右后连接座；使得前车架2相对于前轴线P_前顺时针旋转，旋转的角度由x°逐渐变0°，后车架3相对于后轴线P_后逆时针旋转，旋转的角度由x°逐渐变0°，实现底盘1由左转转变直行，实现反向的回正。

当第一液压油缸91的活塞杆可伸出的长度在最大长度为L（第一液压油缸91活塞杆完全伸出）、第二液压油缸92的活塞杆伸出缸体的长度逐渐减小到最小长度0（第二液压油缸92活塞杆完全缩回）时，实现了底盘1从左转到直行的方向回正过程。

方向回正后，继续向右转向的过程参见图4及前述c部分所述内容。

e：当底盘行驶或停止时，电驱动转向底盘中电驱动车轮的具体实施方式：

参见图7、图8，该电驱动转向底盘正常行走作业时，或者在轮毂电机断电、需要人工推动该电驱动转向底盘移动时，制动装置10中的线圈104通电，衔铁101在磁场的吸附下克服加压弹簧的弹力与磁轭103接触，与固定在转子上的摩擦片102分离，衔铁不会对阻止转子的转动。需要对该电驱动转向底盘制动时，线圈104断电，衔铁101在加压弹簧的弹力作用下轴向移动，与磁轭103分离，与固定在转子上的摩擦片102接触，阻止转子的转动。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1. 本发明中由于在上述前车架2与后车架3之间交叉设置了第一转向推拉杆7和第二转向推拉杆8，第一转向推拉杆7 和第二转向推拉杆8相互交叉，形成为“X”形，第一转向推拉杆7和第二转向推拉杆8分别与前车架2、后车架3两侧铰接，其铰接点为平行四边形的四个顶点。如果其中一个顶点所在车架车轮突然受到外力，其它三个顶点所对应车架上的三个车轮与地面的接触点三点构成三角形稳定结构，经第一转向推拉杆7和第二转向推拉杆8推或拉，能大大提高这个车轮所在车架耐冲击力。此外，如果当该转向底盘1行走或转弯处于坑洼不平地面或突然一个车轮碰到较大的土块、石块等冲击时，若前车架2上的一个右前轮4b瞬间受到冲击外力，引起该右前轮4b所在的前车架2以其垂直中心轴线顺时针转动一个角，尽管前车架2瞬间突然转向，由于前车架2通过两根转向推拉杆与后车架3相连，既防止前车架2转动过大的角度，又推动或拉动后车架3以其垂直中心轴线逆时针转动相同的一个角，使前后两个车架转向相互随动，底盘1能避免由车轮受到较大的土块、石块冲击或者进入坑洼区域不能正常行走或转向的现象发生。

2. 本发明中由于设置了转向装置9，该转向装置利用两个液压油缸的活塞杆伸缩长度的不同，推拉前车架2以其垂直中心轴线为中心线顺时针或逆时针转动一个角度，来实现底盘直行、向左转、向右转行走，其转向稳定，转向响应速度快。

3. 本发明中由于在一个转子的端盖与相对的定子之间设置了制动装置10，该装置为内含式刹车装置，具有对车辆的车轮刹车省力、响应速度快、且使用寿命长，不易磨损等优点。

综上，本发明的底盘1中设置第一转向推拉杆7和第二转向推拉杆8，分别与前车架2和后车架3交叉连接，形成为“X”形，能使前后两个车架转向相互随动，通过控制器控制各车轮的转速差和转向装置9控制液压油缸中各活塞杆的伸缩动作实现底盘以其竖直的前轴线P_前为中心线转动的转角的精确控制，不仅操作灵活方便，其车架的车轮受外力冲击，底盘1仍然能够根据需要实现底盘1快速或慢速前进、后退或转向，且其转弯灵活，提高了底盘1的行走或转向的稳定性、转向精度和转向效率，该底盘1特别适应高低不平的田间作业。

Claims (10)

1.一种电驱动转向底盘，包括底盘、前车架、后车架，在前车架两端设置左右两个前轮，在后车架两端设置左右两个后轮，左右两个前轮是由两个前轮毂电机分别驱动的前轮，用于控制左右两个前轮毂电机的控制器与所述前轮毂电机电连接；前车架与底盘之间形成以其竖直的前轴线P_前为中心线的转动连接；后车架与底盘之间形成以其竖直的后轴线P_后 为中心线的转动连接；其特征是，它还包括第一转向推拉杆，该第一转向推拉杆的两端分别与位于前车架前轴线P_前左侧的左前连接座和位于后车架后轴线P_后 右侧的右后连接座铰接，或者分别与位于前车架前轴线P_前右侧的右前连接座和位于后车架后轴线P_后 左侧的左后连接座铰接。

2.如权利要求1所述的电驱动转向底盘，其特征是：它还包括第二转向推拉杆，第一转向推拉杆和第二转向推拉杆两根转向推拉杆中，一根转向推拉杆的两端与位于前车架上前轴线P_前左侧的左前连接座和位于后车架上后轴线P_后右侧的右后连接座铰接，另一根转向推拉杆的两端与位于前车架上前轴线P_前右侧的前右车架和位于后车架上后轴线P_后左侧的后左车架铰接。

3.如权利要求1所述的电驱动转向底盘，其特征是：所述前车架或后车架与底盘之间设置有转向装置，所述的转向装置包括第一液压油缸、第二液压油缸、第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、液压泵、油箱；第一电磁换向阀的A口、B口分别通过油管与第一液压油缸的有杆腔的进出油口和无杆腔的进出油口连通，其P口通过油管与液压泵一端连通，液压泵另一端与油箱连通；第二电磁换向阀的A口、B口分别通过油管与第二液压油缸的有杆腔的进出油口和无杆腔的进出油口通过油管连通，其P口通过油管与液压泵一端连通；第二液压油缸的缸体一端与底盘上的连接耳铰接，第一液压油缸的活塞杆与第二液压油缸的活塞杆固定连接，第一液压油缸的缸体与位于前车架或后车架上、并在前轴线P_前或后轴线P_后一侧的连接耳铰接，第一电磁换向阀、第二电磁换向阀分别与所述控制器电连接。

4.如权利要求1、2或3所述的电驱动转向底盘，其特征是：所述前轮包括固定在前车架上的轮轴、相对于轮轴转动的轮毂；轮毂内周设置驱动齿圈；太阳轮空套在轮轴上；驱动该前轮的前轮毂电机的转子与太阳轮固定连接，前轮毂电机的定子固定在轮轴上；与太阳轮配合的大行星轮和与驱动齿圈配合的小行星轮共同固定在一行星轮轴上；行星轮轴转动设置在行星轮架上；行星轮架与轮轴固定相连；所述的前轮毂电机的转子包括位于定子外周的磁圈和与磁圈的两端固定相连的前端盖、后端盖；前、后端盖转动设置在轮轴上；定子位于前端盖与后端盖之间。

5.如权利要求4所述的电驱动转向底盘，其特征是：在前端盖和/或后端盖与相对的定子之间设置有能够对该转子进行制动的制动装置。

6.如权利要求5所述的电驱动转向底盘，其特征是：所述的制动装置包括衔铁、摩擦片、磁轭、线圈、加压弹簧；在前端盖和/或后端盖与定子相对的内侧面上固定摩擦片；与摩擦片相对的定子端面上固定磁轭，磁轭端面上设置相对于定子轴向移动、径向固定的衔铁，在磁轭与衔铁之间设置常态时使得衔铁与摩擦片保持接触的加压弹簧；在磁轭上设置通电时能够形成磁场以吸附衔铁克服加压弹簧的弹力而移动、使得衔铁与摩擦片脱离接触的线圈。

7.如权利要求6所述的电驱动转向底盘，其特征是：在磁轭端面上设置至少一个导向销，导向销在平行于转子轴向的方向上延伸；导向销伸入衔铁上所开的导向孔或导向槽内，通过导向销和导向孔或导向槽的配合，使得衔铁能够相对于定子在轴向方向移动、在径向固定。

8.如权利要求6所述的电驱动转向底盘，其特征是：所述的与衔铁的内周、外周相对应的磁轭端面的内周和外周上各均布有加压弹簧孔，加压弹簧设置在加压弹簧孔中，加压弹簧孔底部设置调节垫片。

9.如权利要求7所述的电驱动转向底盘，其特征是：所述的轮毂的两侧固定封板，轮毂通过封板转动设置在轮轴上；轮毂电机、太阳轮、大行星轮、行星轮架均位于两侧的封板之间。

10.如权利要求1、2或3所述的电驱动转向底盘，其特征是：所述的左右两个后轮是由左右两个后轮毂电机分别驱动的后轮，控制器与所述后轮毂电机电连接以控制左右两个后轮毂电机动作。