CN201881894U - 四轮差速驱动式移动机构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型主要应用于机器人移动机构以及智能车辆底盘***，其公开了一种四轮差速驱动式移动机构，包括两个单侧移动装置，每一单侧移动装置包括一个做为驱动轮的实心轮/充气轮及一个合成型全方位轮，且所述实心轮/充气轮与所述合成型全方位轮组成一组前后轮，并在该组前后轮上设置一减速电机，另前后轮通过一传动机构传动连接。其还包括一机构框架，所述两个单侧移动装置分别设置于所述机构框架的两侧。与现有技术相比，本实用新型结构简单、行驶速度快、机动性好、性能可靠、行驶阻力小。

Description

四轮差速驱动式移动机构
技术领域
本实用新型主要应用于机器人移动机构以及智能车辆底盘***。
背景技术
现有的机器人及小型车辆的移动机构主要包括履带式移动机构、腿脚式移动机构、车轮式移动机构等。
履带式移动机构一般由履带、支撑履带的链轮、滚轮以及承载这些零部件的行驶框架构成。履带式移动机构虽然在凹凸不平的复杂路面行驶以及跨越沟壑时有一定的优势，但其结构复杂、质量重、而且没有像轮胎那样的缓冲作用，易使零部件磨损，所以它的机动性差，一般行驶速度较低。同时履带的行驶阻力包括履带与行驶路面的相互作用产生的阻力、驱动履带的内部机械阻力两部分组成，由于履带结构复杂，内部传动部件多，造成内部机械阻力增大。而且这些阻力还随着履带张力的变化而改变，增加设计以及应用的难度。
常见的腿脚式移动机构为双足移动机构，此种移动机构结构复杂、控制困难、速度低、平稳性较差，同时技术也不是太成熟，难以获得广泛的应用。
车轮式的移动机构常见的有类似于汽车的四橡胶轮式、轮椅的两脚轮两橡胶轮式以及智能搬运车的单脚轮两橡胶轮式，等等。汽车的四橡胶轮式呈矩形布置，前轮或后轮驱动，通过前轮转向机构实现机构的转弯，此种机构有转向机构复杂，转弯半径较大的缺点；后面两种脚轮橡胶轮组合的方式，橡胶轮为驱动轮，通过机构左右的橡胶轮差速转动达到转弯的目的，由于脚轮只是起支撑作用，无法对机构的运动起到导向作用，降低了机构运动的平稳性。
此外，还有一种常用于教育科研方面的全方位车轮式移动机构，此种机构由四个独立驱动的合成型全方位车轮组成，车轮呈矩形布置，轮转轴与矩形的对角线重合。这种全方位移动机构要求四个轮子都是独立驱动的，运动控制复杂，并且合成型全方位轮结构复杂，成本较高，难以布置悬挂减震***，同时由于机构的移动方向与合成型全方位轮上的小滚轮的旋转方向之间的夹角比较大，会引发额外的移动阻力。
实用新型内容
为了克服现有技术的缺陷，本实用新型公开了一种结构简单、行驶速度快、机动性好、性能可靠、行驶阻力小的四轮差速驱动式移动机构。
一种四轮差速驱动式移动机构，包括两个单侧移动装置，每一单侧移动装置包括一个做为驱动轮的实心轮/充气轮及一个合成型全方位轮，且所述实心轮/充气轮与所述合成型全方位轮组成一组前后轮，并在该组前后轮上设置一减速电机，另前后轮通过一传动机构传动连接。
较佳地，还包括一机构框架，所述两个单侧移动装置分别设置于所述机构框架的两侧。
一种四轮差速驱动式移动机构，包括：两个单侧移动装置，每一单侧移动装置包括一个做为驱动轮的实心轮/充气轮及一合成型全方位轮，一个实心轮/充气轮与一个合成型全方位轮组成一组前后轮，并在每一组前后轮上设置一减速电机，且该述减速电机的输出轴上设置一带轮；该述带轮分别通过一传动机构与前后轮传动连接。
较佳地，还包括一机构框架，所述两个单侧移动装置分别设置于所述机构框架的两侧。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
第一，此机构继承了车轮式移动机构行驶机动性好，运动速度快等优点，由于用两个合成型全方位轮与实心轮(或充气轮)组合，既能利用实心轮(或充气轮)抓地能力强，驱动性能好的优点，又能利用合成型全方位轮自身自由度多，起到减小车轮沿着车轴平行方向的平移运动受到的摩擦力的作用，同时在一定程度上能够降低成本。
第二，两个单侧移动装置分别设置于机构框架两侧，其对应四轮呈矩形布置在机构框架两侧，故其可以很方便地布置四轮着地***和减震机构。四轮差速驱动式移动机构是通过机构左右布置的两个作为驱动轮的实心轮(或充气轮)差速驱动达到机构转弯的目的，控制简单，并且由前所述的由于合成型全方位轮的存在，转弯的摩擦阻力减小了，使得机构的转弯性能大大增强了。
第三，在同侧前后两轮之间增加了带传动机构，使得机构由两轮驱动进化成四轮驱动，进一步提高了机构运动的机动性和可靠性，同时大大改善了机构在复杂路况行驶以及跨越台阶等方面的性能。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的分解图；
图2为本实用新型实施例1的组合图；
图3为本实用新型实施例2的分解图；
图4为本实用新型实施例2的组合图。
具体实施方式
下方结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明：
实施例1
一种四轮差速驱动式移动机构，包括两个单侧移动装置，每一单侧移动装置包括一个做为驱动轮的实心轮/充气轮及一个合成型全方位轮，且所述实心轮/充气轮与所述合成型全方位轮组成一组前后轮，并在该组前后轮上设置一减速电机，另前后轮通过一传动机构传动连接。在下面的实施例中，我们的传动机构采用皮带。
如图1、图2，一种四轮差速驱动式移动机构，包括两个单侧移动装置100和机构框架8，机构框架8呈矩形，两个单侧移动装置100分别设置于所述机构框架的两侧；每一单侧移动装置100包括：第一轮1、第二轮5、轮轴7、第一带轮2、第二带轮6、皮带4、减速电机3；第一轮1通过螺栓与第一带轮2联接在一起，第一带轮2与减速电机3的输出端通过螺栓联接在一起，减速电机3的安装法兰通过螺栓与机构框架8联接在一起。第二轮5通过螺栓与第二带轮6联接在一起，第二带轮6与第二轮5做为一个整体通过轴承与轮轴7装配在一起，轮轴7通过螺栓与机构框架8联接在一起。皮带4联接第一带轮2以及后第二带轮6构成带传动。且两个第一轮、两个第二轮呈矩形布置在机构框架两侧。
本实施例中，第一轮1为前轮，且该述前轮1为实心轮/充气轮；第二轮为后轮，且该述后轮5为合成型全方位轮，仅为举例，本实用新型不对此作出限定。
本实施例中，减速电机3择优选用直角型减速机加电机组合，仅为举例，在具体实施时，其也可以选取盘式低速大转矩电机，本实用新型不对此作出限定。
皮带4联接第一带轮2以及第二带轮6构成带传动，其带传动方式择优采用同步带方式，仅为举例，本实用新型不对此作出限定。其在具体实施时，也可采用非同步带方式，且加上带张紧装置，或也可以采用非同步带方式，且使第一轮1和第二轮5之间的中心距可调。
在该实用新型进行使用时，每一单侧移动装置100中的减速电机3为该装置提供动力源；减速电机3开始转动，其输出轴带动与其联接的第一带轮2转动；第一带轮2借助皮带4带动第二带轮6转动；第一带轮4和第二带轮6又分别带动第一轮1、第二轮5转动。第一轮1为实心轮/充气轮；第二轮5为合成型全方位轮，且作为第一轮1的实心轮/充气轮作为驱动轮使用，两者的组合，既能利用实心轮/充气轮的抓地能力强，驱动性能好的优点，又能利用合成型全方位轮自身自由度多，起到减小车轮沿着车轴平行方向的平移运动受到的摩擦力的作用，同时在一定程度上能够降低成本。另一单侧移动装置也是相同的原理。且两个第一轮、两个第二轮呈矩形布置在机构框架两侧，使本实用新型方便布置四轮着地***和减震机构。
在转弯的时候，本实用新型通过控制其左右布置的两个作为驱动轮的实心轮/充气轮的转速不同，利用转速差来达到机构转弯的目的，且由前所述的由于合成型全方位轮的存在，转弯的摩擦阻力减小了，使得机构的转弯性能大大增强了。
每一侧皮带4联接第一带轮2以及第二带轮6构成带传动机构，使得机构由两轮驱动进化成四轮驱动，进一步提高了机构运动的机动性和可靠性，同时大大改善了机构在复杂路况行驶以及跨越台阶等方面的性能。
四轮差速驱动式移动机构具有行驶速度快、机动性好、结构简单、性能可靠、行驶阻力小等一系列优点。同时由于机构简单，对于结构设计以及运动控制方面的要求也大大降低了。
实施例2
一种四轮差速驱动式移动机构，其特征在于：包括：两个单侧移动装置，每一单侧移动装置包括一个做为驱动轮的实心轮/充气轮及一合成型全方位轮，一个实心轮/充气轮与一个合成型全方位轮组成一组前后轮，并在每一组前后轮上设置一减速电机，且该述减速电机的输出轴上设置一带轮；该述带轮分别通过一传动机构与前后轮传动连接。在下面的实施例中，我们的传动机构采用皮带。
如图3、图4，一种四轮差速驱动式移动机构，包括两个单侧移动装置200和机构框架209；每一单侧移动装置200包括：第一轮201、第二轮208、第一轮轴211、第二轮轴210、第一带轮202、第二带轮207、第一皮带203、第二皮带205、减速电机206、电机带轮204；所述第一轮201与所述第一带轮202联接在一起，所述第一带轮202与第一轮201作为一个整体与所述第一轮轴211联接在一起，所述第一轮轴211与所述机构框架209连接；所述第二轮208与所述第二带轮207联接在一起，所述第二轮208与所述第二带轮207做为一个整体与所述第二轮轴210联接，所述第二轮轴210与所述机构框架209联接在一起；所述减速电机206与所述机构框架209联接在一起；所述减速电机206的输出端联接电机带轮204；所述第一皮带203联接所述第一带轮202与所述电机带轮204；所述第二皮带205联接所述第二带轮207与所述电机带轮204。且电机带轮204位于第一带轮201、第二带轮208之间。且两个第一轮、两个第二轮呈矩形布置在机构框架两侧。
本实施例中，第一轮201为前轮，且该述前轮为实心轮/充气轮；第二轮208为后轮，且该述后轮5为合成型全方位轮，仅为举例，本实用新型不对此作出限定。
在该实用新型进行使用时，每一单侧移动装置200中的减速电机203为该装置提供动力源；减速电机203开始转动，其输出轴上联接的电机带轮204分别通过第一皮带203、第二皮带205带动第一带轮202、第二带轮207。第一带轮202、第二带轮207又分别带通第一轮201、第二轮208，使本机构运动起来。
本实施例中，电机带轮204位于第一带轮202、第二带轮207之间，仅为举例，电机带轮204在具体实施的时候，其也可以在别的位置，本实用新型不对此作出限定。
本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (4)

1.一种四轮差速驱动式移动机构，其特征在于：包括两个单侧移动装置，每一单侧移动装置包括一个做为驱动轮的实心轮/充气轮及一个合成型全方位轮，且所述实心轮/充气轮与所述合成型全方位轮组成一组前后轮，并在该组前后轮上设置一减速电机，另前后轮通过一传动机构传动连接。
2.根据权利要求1所述的四轮差速驱动式移动机构，其特征在于：还包括一机构框架，所述两个单侧移动装置分别设置于所述机构框架的两侧。
3.一种四轮差速驱动式移动机构，其特征在于：包括：两个单侧移动装置，每一单侧移动装置包括一个做为驱动轮的实心轮/充气轮及一合成型全方位轮，一个实心轮/充气轮与一个合成型全方位轮组成一组前后轮，并在每一组前后轮上设置一减速电机，且该述减速电机的输出轴上设置一带轮；该述带轮分别通过一传动机构与前后轮传动连接。
4.根据权利要求3所述的四轮差速驱动式移动机构，其特征在于：还包括一机构框架，所述两个单侧移动装置分别设置于所述机构框架的两侧。
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