CN209833760U - 一种用于轮式平台的全向转向*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于轮式平台的全向转向***，其包括车架、动力输出装置、左轮装置及右轮装置，动力输出装置包括转向电机、换向机构、左驱动组件及右驱动组件，转向电机用于驱动换向机构，左驱动组件和右驱动组件分别设于换向机构两侧并由其驱动旋转，左驱动组件和右驱动组件分别用于驱动左轮装置和右轮装置进行同向、同步转动，左轮装置和右轮装置均包括若干个轮子组件和轮子共向机构，左轮装置的轮子组件之间和右轮装置的轮子组件之间均通过轮子共向机构实现同向、同步转动。本实用新型不仅使得轮式平台可以朝任意方向行进，机动性好、转弯半径小、对车轮的损耗也小，而且成本低、可以适应各种路况。

Description

一种用于轮式平台的全向转向***

技术领域

本实用新型涉及轮式平台的转向技术领域，具体涉及一种用于轮式平台的全向转向***。

背景技术

目前传统轮式平台的转向***主要有以下三种：

第一种为前轮转向，如汽车，依靠前轮转向来完成车子的调头转弯等，缺点是转弯半径大，转弯区域也需要比较大。

第二种为差速转向，如坦克，本身轮子为行进方向，依靠左右两侧轮子的行进方向及速度差异来完成车子的调头转弯，其转弯半径较小，缺点是因为轮子始终为行进方向，当调头或转弯时，两侧轮子为硬拐过去，相当损耗轮胎。

第三种为麦克纳姆轮万向***，每个轮子上面有斜长的小轮子，依靠给每个轮子不同的前进后退信号，可以任意方向行进，缺点为麦克纳姆轮为高精度轮，一为成本高，二对地面平整度要求非常高，无法在普通路、泥地、草地等路况中使用。

此外，虽然已有一些现有技术对轮式平台的转向***作出了改进，以克服以上三种转向***存在的缺陷，但这些转向***大都存在空间布局不合理的缺陷，这对于空间紧凑的轮式平台来说非常不实用。如：360度全方位转向小车(专利号为CN201510322772.1)、万向车(专利号为CN201510687608.0)，其均以直齿轮从中间以星形排列传递至四个轮子，四个轮子必须围绕中心呈圆形排列，其前后左右轮距均必须一致，且中间的齿轮传动部分占用了四个轮子中间的全部空间。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于轮式平台的全向转向***，其可以朝任意方向行进，转弯半径小、对车轮的损耗小，可以适应各种路况。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于轮式平台的全向转向***，包括车架、动力输出装置、左轮装置及右轮装置，所述动力输出装置包括转向电机、换向机构、左驱动组件及右驱动组件，所述转向电机设于车架上，用于驱动所述换向机构，所述左驱动组件和右驱动组件分别设于所述换向机构两侧并由其驱动旋转，所述左驱动组件和右驱动组件分别用于驱动所述左轮装置和右轮装置进行同向、同步转动，所述左轮装置和右轮装置转动设置于所述车架上，其均包括若干个轮子组件和轮子共向机构，所述左轮装置的轮子组件之间和所述右轮装置的轮子组件之间均通过所述轮子共向机构实现同向、同步转动。

优选地，所述换向机构包括第一主动齿轮和与其相啮合的一组第一从动齿轮，所述第一主动齿轮和第一从动齿轮均为锥齿轮，所述第一从动齿轮和第一主动齿轮的中心线互相垂直。

优选地，所述左驱动组件和右驱动组件均包括第一传动轴和第二主动齿轮，所述第一从动齿轮和第二主动齿轮分别安装于所述第一传动轴的两端，所述第二主动齿轮分别用于驱动所述左轮装置和右轮装置的轮子组件进行同向、同步转动。

优选地，所述轮子组件包括轮架、车轮、第二从动锥齿轮，所述轮架转动设置于车架上，所述车轮转动设置于轮架的下端，所述第二从动锥齿轮设于轮架的上端并与第二主动齿轮相啮合，所述第二主动齿轮为锥齿轮，所述第二从动锥齿轮和第二主动齿轮的中心线互相垂直，所述第二从动锥齿轮通过轮子共向机构驱动相邻所述轮子组件进行同向、同步转动。

优选地，所述轮子共向机构包括第二传动轴、第三传动轴及共向齿轮组，所述第二传动轴和第三传动轴的一端分别安装有第三从动锥齿轮和第四从动锥齿轮，所述第三从动锥齿轮与第二从动锥齿轮相啮合，且所述第三从动锥齿轮、第二从动锥齿轮及第二主动齿轮的中心线两两垂直，所述第四从动锥齿轮与相邻所述轮子组件的第二从动锥齿轮相啮合，所述共向齿轮组设于第二传动轴和第三传动轴之间，以实现两者具有相反的转向。

优选地，所述共向齿轮组包括第三主动锥齿轮、第五从动锥齿轮及换向锥齿轮，所述第三主动锥齿轮安装于第二传动轴的端部，所述第五从动锥齿轮安装于第三传动轴的端部，所述换向锥齿轮设置于第三主动锥齿轮和第五从动锥齿轮之间，并分别与两者相啮合，所述换向锥齿轮通过一安装座设置于所述车架上。

优选地，所述车轮采用轮毂电机进行驱动。

优选地，所述第一传动轴、第二传动轴及第三传动轴均通过一组轴承座和安装于轴承座上的轴承来支承。

优选地，所述左轮装置和右轮装置的轮子组件的数量为n个(n≥2)，所述轮子共向机构的数量为n-1。

优选地，还包括底盘和上盖，所述车架固设于底盘上，所述底盘的前后两侧设有把手，所述上盖从上方将底盘封闭。

采用上述技术方案后，本实用新型与背景技术相比，具有如下优点：

1、本实用新型的左轮装置和右轮装置分别由左驱动组件和右驱动组件驱动旋转，使左轮和右轮可以同向、同步进行转动，同一侧的轮子组件之间设置有轮子共向机构，通过轮子共向机构使同一侧的左轮或右轮实现同向、同步转动，这样不仅使得轮式平台可以朝任意方向行进，机动性好、转弯半径小、对车轮的损耗也小，而且成本低、可以适应各种路况。

2、本实用新型的空间布局合理，且只占用局部空间，这对空间紧凑的轮式平台来说极具实用性，同时，转向***中前后、左右车轮之间的轮距可根据需求进行调整，使其可以运用于各种类型的轮式平台上，具有广阔的市场前景。

3、本实用新型的动力输出装置与左轮装置和右轮装置之间、轮子组件与轮子共向机构之间、以及轮子共向机构均采用锥齿轮进行驱动，提高了转向***转向的精度和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的立体示意图；

图2为本实用新型去掉上盖后的立体示意图；

图3为本实用新型去掉上盖和底盘后的俯视图；

图4为动力输出装置的结构示意图；

图5为轮子组件的结构示意图之一；

图6为轮子组件的结构示意图之二；

图7为轮子共向机构的结构示意图；

图8为本实用新型右转动作的示意图；

图9为本实用新型左转动作的示意图。

附图标记说明：

1.车架；

2.动力输出装置，21.转向电机，22.换向机构，221.第一主动齿轮，222.第一从动齿轮，23.左驱动组件，24.右驱动组件，251.第一传动轴，252.第二主动齿轮；

31.左轮装置，32.右轮装置，33.轮子组件，331.轮架，332.车轮，333.第二从动锥齿轮，34.轮子共向机构，341.第二传动轴，342.第三传动轴，343.共向齿轮组，3431.第三主动锥齿轮，3432.第五从动锥齿轮，3433.换向锥齿轮，3434.安装座，344.第三从动锥齿轮，345第四从动锥齿轮；

4.底盘，41.把手；

5.上盖；

6.轴承座。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型中需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“竖直”“水平”“内”“外”等均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示本实用新型的***或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例

配合图1和图2所示，本实用新型公开了一种用于轮式平台的全向转向***，包括车架1、动力输出装置2、左轮装置31及右轮装置32，还包括底盘4和上盖5，车架1固设于底盘4上，底盘4的前后两侧设有把手41，上盖5从上方将底盘4封闭。

配合图2和图3所示，动力输出装置2包括转向电机21、换向机构22、左驱动组件23及右驱动组件24，转向电机21设于车架1上，用于驱动换向机构22，左驱动组件23和右驱动组件24分别设于换向机构22两侧并由其驱动旋转，左驱动组件23和右驱动组件24分别用于驱动左轮装置31和右轮装置32进行同向、同步转动。

配合图3至图5所示，换向机构22包括第一主动齿轮221和与其相啮合的一组第一从动齿轮222，第一主动齿轮221和第一从动齿轮222均为锥齿轮，第一从动齿轮222和第一主动齿轮221的中心线互相垂直。左驱动组件23和右驱动组件24均包括第一传动轴251和第二主动齿轮252，第一从动齿轮222和第二主动齿轮252分别安装于第一传动轴251的两端，第二主动齿轮252分别用于驱动左轮装置31和右轮装置32的轮子组件33进行同向、同步转动。

配合图2和图3所示，左轮装置31和右轮装置32转动设置于车架上，其均包括若干个轮子组件33和轮子共向机构34，左轮装置31的轮子组件之间和右轮装置32的轮子组件之间均通过轮子共向机构34实现同向、同步转动。左轮装置31和右轮装置32的轮子组件33的数量为n个(n≥2)，所述轮子共向机构的数量为n-1，即在同一侧的轮子组件33的数量为三个或三个以上时，同一侧相邻的轮子组件33之间均设置有轮子共向机构34，以实现同一侧轮子组件33同向、同步转动，在本实施例中，轮子组件33的数量为两个，两者之间设置有一个轮子共向机构34。

配合图3至图6所示，轮子组件33包括轮架331、车轮332、第二从动锥齿轮333，轮架331转动设置于车架1上，车轮332转动设置于轮架331的下端，在本实施例中，车轮332采用轮毂电机进行驱动。第二从动锥齿轮333设于轮架331的上端并与第二主动齿轮252相啮合，第二主动齿轮252为锥齿轮，第二从动锥齿轮333和第二主动齿轮252的中心线互相垂直，第二从动锥齿轮333通过轮子共向机构34驱动相邻轮子组件33进行同向、同步转动。

配合图3至图7所示，轮子共向机构34包括第二传动轴341、第三传动轴342及共向齿轮组343，第二传动轴341和第三传动轴342的一端分别安装有第三从动锥齿轮344和第四从动锥齿轮345，第三从动锥齿轮344与第二从动锥齿轮333相啮合，且第三从动锥齿轮344、第二从动锥齿轮333及第二主动齿轮252的中心线两两垂直，第四从动锥齿轮345与相邻轮子组件33的第二从动锥齿轮333相啮合，共向齿轮组343设于第二传动轴341和第三传动轴342之间，以实现两者具有相反的转向。

第一传动轴251、第二传动轴341及第三传动轴342均通过一组轴承座6和安装于轴承座6上的轴承来支承，在本实施例中，可以通过调整第一传动轴251、第二传动轴341及第三传动轴342的长度来适应底盘和车架的尺寸，使得轮式平台的空间布局合理、紧凑，更具实用性。

共向齿轮组343包括第三主动锥齿轮3431、第五从动锥齿轮3432及换向锥齿轮3433，第三主动锥齿轮3431安装于第二传动轴341的端部，第五从动锥齿轮3432安装于第三传动轴342的端部，换向锥齿轮3433设置于第三主动锥齿轮3431和第五从动锥齿轮3432之间，并分别与两者相啮合，换向锥齿轮3433通过一安装座3434设置于车架上。

配合图3、图8及图9所示，本实用新型的工作原理如下：

右转时，转向电机21正转带动第一主动齿轮221转动，第一主动齿轮221带动左右两侧的第一从动齿轮222进行传动，根据齿轮的传动规律，所有齿轮的行进方向均向着啮合方向行进，即相邻的两个齿轮转动方向相反，也即左驱动组件23和右驱动组件24转动方向相反，左驱动组件23和右驱动组件24分别再与轮子组件33的锥齿轮啮合，此时轮子组件33上的锥齿轮为右转，即轮子右转。左侧相邻的另一轮子组件33通过轮子共向机构34后，轮子组件33上的锥齿轮为右转，即左侧相邻的另一轮子也为右转。同理右侧的轮子也右转，这样四组轮子向右的转向一致。

左转时，转向电机21反转带动第一主动齿轮221转动，第一主动齿轮221带动左右两侧的第一从动齿轮222进行传动，根据齿轮的传动规律，所有齿轮的行进方向均向着啮合方向行进，即相邻的两个齿轮转动方向相反，也即左驱动组件23和右驱动组件24转动方向相反，左驱动组件23和右驱动组件24分别再与轮子组件33的锥齿轮啮合，此时轮子组件33上的锥齿轮为左转，即轮子左转。左侧相邻的另一轮子组件33通过轮子共向机构34后，轮子组件33上的锥齿轮为左转，即左侧相邻的另一轮子也为左转。同理右侧的轮子也左转，这样四组轮子向左的转向一致。

此外，轮子转向的角度由转向电机21决定，即由转向电机21的工作来控制轮子实际转动的角度大小，也即可以通过转向电机21正反转的设置来实现轮子进行全向转动。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于轮式平台的全向转向***，其特征在于：包括车架、动力输出装置、左轮装置及右轮装置，所述动力输出装置包括转向电机、换向机构、左驱动组件及右驱动组件，所述转向电机设于车架上，用于驱动所述换向机构，所述左驱动组件和右驱动组件分别设于所述换向机构两侧并由其驱动旋转，所述左驱动组件和右驱动组件分别用于驱动所述左轮装置和右轮装置进行同向、同步转动，所述左轮装置和右轮装置转动设置于所述车架上，其均包括若干个轮子组件和轮子共向机构，所述左轮装置的轮子组件之间和所述右轮装置的轮子组件之间均通过所述轮子共向机构实现同向、同步转动。

2.如权利要求1所述的一种用于轮式平台的全向转向***，其特征在于：所述换向机构包括第一主动齿轮和与其相啮合的一组第一从动齿轮，所述第一主动齿轮和第一从动齿轮均为锥齿轮，所述第一从动齿轮和第一主动齿轮的中心线互相垂直。

3.如权利要求2所述的一种用于轮式平台的全向转向***，其特征在于：所述左驱动组件和右驱动组件均包括第一传动轴和第二主动齿轮，所述第一从动齿轮和第二主动齿轮分别安装于所述第一传动轴的两端，所述第二主动齿轮分别用于驱动所述左轮装置和右轮装置的轮子组件进行同向、同步转动。

4.如权利要求3所述的一种用于轮式平台的全向转向***，其特征在于：所述轮子组件包括轮架、车轮、第二从动锥齿轮，所述轮架转动设置于车架上，所述车轮转动设置于轮架的下端，所述第二从动锥齿轮设于轮架的上端并与第二主动齿轮相啮合，所述第二主动齿轮为锥齿轮，所述第二从动锥齿轮和第二主动齿轮的中心线互相垂直，所述第二从动锥齿轮通过轮子共向机构驱动相邻所述轮子组件进行同向、同步转动。

5.如权利要求4所述的一种用于轮式平台的全向转向***，其特征在于：所述轮子共向机构包括第二传动轴、第三传动轴及共向齿轮组，所述第二传动轴和第三传动轴的一端分别安装有第三从动锥齿轮和第四从动锥齿轮，所述第三从动锥齿轮与第二从动锥齿轮相啮合，且所述第三从动锥齿轮、第二从动锥齿轮及第二主动齿轮的中心线两两垂直，所述第四从动锥齿轮与相邻所述轮子组件的第二从动锥齿轮相啮合，所述共向齿轮组设于第二传动轴和第三传动轴之间，以实现两者具有相反的转向。

6.如权利要求5所述的一种用于轮式平台的全向转向***，其特征在于：所述共向齿轮组包括第三主动锥齿轮、第五从动锥齿轮及换向锥齿轮，所述第三主动锥齿轮安装于第二传动轴的端部，所述第五从动锥齿轮安装于第三传动轴的端部，所述换向锥齿轮设置于第三主动锥齿轮和第五从动锥齿轮之间，并分别与两者相啮合，所述换向锥齿轮通过一安装座设置于所述车架上。

7.如权利要求6所述的一种用于轮式平台的全向转向***，其特征在于：所述车轮采用轮毂电机进行驱动。

8.如权利要求6所述的一种用于轮式平台的全向转向***，其特征在于：所述第一传动轴、第二传动轴及第三传动轴均通过一组轴承座和安装于轴承座上的轴承来支承。

9.如权利要求1-8任一项所述的一种用于轮式平台的全向转向***，其特征在于：所述左轮装置和右轮装置的轮子组件的数量为n个(n≥2)，所述轮子共向机构的数量为n-1。

10.如权利要求9所述的一种用于轮式平台的全向转向***，其特征在于：还包括底盘和上盖，所述车架固设于底盘上，所述底盘的前后两侧设有把手，所述上盖从上方将底盘封闭。