專利名稱：內(nèi)置獨立驅(qū)動系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輪轂的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及到行走系統(tǒng)的輪轂設(shè)計領(lǐng)域，特指一種內(nèi)置獨立驅(qū)動系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系 統(tǒng)的輪轂。
技術(shù)背景對于行走系統(tǒng)來說，輪轂是十分重要的部件。在現(xiàn)有的各種輪轂設(shè)計中，其轉(zhuǎn)向系 統(tǒng)都是外置于輪轂，且大都比較復(fù)雜，在使用過程中需要通過一系列的復(fù)雜機構(gòu)才能實 現(xiàn)輪轂的轉(zhuǎn)向。這些輪轂結(jié)構(gòu)存在以下不足1、傳統(tǒng)的各種輪轂轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計在輪轂以 外，所需空間比較大，而在一些特殊情況下，特別是對于高精密的機器(比如探測器) 來說，空間對其來說是很寶貴的；2、傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)比較復(fù)雜，對生產(chǎn)工藝要求十分嚴 格，工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長，所以成本相對昂貴；3、傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于相對比較復(fù)雜， 所以其控制穩(wěn)定性相應(yīng)就會降低。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問題就在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu) 簡單、控制方便、成本低廉、穩(wěn)定性高、特別是適合在一些對空間利用率和結(jié)構(gòu)要求輕 量化要求高，且具有高可靠性的內(nèi)置獨立驅(qū)動系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輪轂。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的解決方案為 一種內(nèi)置獨立驅(qū)動系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輪轂，其特征在于它包括輪轂以及裝設(shè)于輪轂上輪罩內(nèi)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和獨立驅(qū)動系 統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括支持橋、轉(zhuǎn)向主銷、中心軸、轉(zhuǎn)向減速機以及轉(zhuǎn)向電機，所述轉(zhuǎn) 向電機的輸出軸通過與轉(zhuǎn)向減速機與轉(zhuǎn)向主銷相連，轉(zhuǎn)向減速機與支持橋固接，中心軸 與轉(zhuǎn)向主銷固接，輪轂與連接架固接，連接架通過軸承定位于中心軸上，獨立驅(qū)動系統(tǒng) 固定于中心軸上。所述獨立驅(qū)動系統(tǒng)包括內(nèi)齒輪、驅(qū)動電機、小齒輪，所述驅(qū)動電機通過驅(qū)動電機支 撐板與中心軸固接，內(nèi)齒輪固定于連接架上，驅(qū)動電機的輸出軸與小齒輪相連，小齒輪 與內(nèi)齒輪嚙合。所述接架通過軸承固定于中心軸上。所述轉(zhuǎn)向減速機為蝸輪蝸桿減速機。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點就在于1、本發(fā)明驅(qū)動系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)都內(nèi)置于輪轂中，簡化了車輛底盤的結(jié)構(gòu)，節(jié)省了車 體的布置空間，同時易于輕量化；2、本發(fā)明驅(qū)動系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都非常精簡，控制方便，可靠性高，且能實現(xiàn) 較大角度的轉(zhuǎn)向；3、本發(fā)明轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用了蝸輪蝸桿減速機，此機構(gòu)具有反行程自鎖功能，所以只有 轉(zhuǎn)向時需要動力輸入，不轉(zhuǎn)向時無需輸入動力來維持，既節(jié)約能源，又大大提過了系統(tǒng) 的穩(wěn)定性。


圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明另一側(cè)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明中獨立驅(qū)動系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安裝示意圖； 圖5是本發(fā)明中獨立驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是本發(fā)明中轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖例說明I、 支持橋 2、內(nèi)齒輪 3、轉(zhuǎn)動主銷 4、驅(qū)動電機5、連接架 6、驅(qū)動電機支撐板7、中心軸 8、轉(zhuǎn)向減速機9、轉(zhuǎn)向電機 10、輪轂II、 軸承 12、輪罩 13、小齒輪具體實施方式
以下將結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。如圖l、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示，本發(fā)明內(nèi)置獨立驅(qū)動系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 的輪轂，它包括輪轂10以及裝設(shè)于輪轂10上輪罩12內(nèi)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和獨立驅(qū)動系統(tǒng)，本 實施例中，輪罩12采用錐形輪罩，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括支持橋l、轉(zhuǎn)向主銷3、中心軸7、轉(zhuǎn)向 減速機8以及轉(zhuǎn)向電機9，轉(zhuǎn)向電機9的輸出軸通過與轉(zhuǎn)向減速機8與轉(zhuǎn)向主銷3相連， 轉(zhuǎn)向減速機8與支持橋1通過螺栓固接，轉(zhuǎn)向電機9也通過螺栓與轉(zhuǎn)向減速機8固接， 因此無論是驅(qū)動或轉(zhuǎn)向時，這幾個部分是跟支持橋l不發(fā)生相對運動的。中心軸7通過銷釘與轉(zhuǎn)向主銷3固接，輪轂10通過螺栓與固定于連接架5上，連接架5通過軸承11 安裝于中心軸7上，獨立驅(qū)動系統(tǒng)固定于中心軸7上。因此連接架5、內(nèi)齒輪2、輪轂IO 相對中心軸7的徑向是靜止的，轉(zhuǎn)向時它們跟中心軸7—起轉(zhuǎn)動，但是因為軸承l(wèi)l定位 的特點，它們相對中心軸軸線方向是可以相對轉(zhuǎn)動的，即在輪轂10前進、后退動作中中 心軸7將不隨輪轂10—起轉(zhuǎn)動。在本實施例中，獨立驅(qū)動系統(tǒng)包括內(nèi)齒輪2、驅(qū)動電機 4、小齒輪2，驅(qū)動電機4通過驅(qū)動電機支撐板6與中心軸7固接，即驅(qū)動電機4通過螺 栓固定于驅(qū)動電機支撐板6上，驅(qū)動電機支撐板6通過銷釘固定于中心軸7上，內(nèi)齒輪2 固定于連接架5上，驅(qū)動電機4的輸出軸與小齒輪13相連，小齒輪13與內(nèi)齒輪2嚙合 在具體實施例中，轉(zhuǎn)向減速機8可采用蝸輪蝸桿減速機。另外，由于本發(fā)明轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采 用了蝸輪蝸桿減速機，此機構(gòu)具有反行程自鎖功能，所以只有轉(zhuǎn)向時需要動力輸入，不 轉(zhuǎn)向時無需輸入動力來維持，既節(jié)約能源，又大大提過了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。驅(qū)動時，如圖5所示，驅(qū)動電機4的輸出軸與小齒輪13連接，動力通過小齒輪13 傳遞到內(nèi)齒輪2上。內(nèi)齒輪2與連接架5通過螺栓固連，輪轂10也通過螺栓與連接架5 固連，連接架5通過軸承2定位在中心軸7上，當(dāng)驅(qū)動力傳遞到內(nèi)齒輪2上時，內(nèi)齒輪2 連同連接架5和輪轂10—起繞中心軸7做圓周運動，即完成驅(qū)動動作。由于它跟連接架 5是通過軸承11定位的，軸承l(wèi)l內(nèi)外圈可以做相對轉(zhuǎn)動，所以在驅(qū)動動作中，中心軸7 并不隨同輪轂10—起轉(zhuǎn)動。需要制動時，通過控制驅(qū)動電機4輸出軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向來達 到制動的效果。轉(zhuǎn)向時，如圖4所示，動力從轉(zhuǎn)向電機9輸入轉(zhuǎn)向減速機8，減速后動力從轉(zhuǎn)向減速 機8輸出軸即轉(zhuǎn)向主銷3輸出，使得轉(zhuǎn)動主銷3繞其中心軸線轉(zhuǎn)動。而中心軸7通過轉(zhuǎn) 動主銷3上的通孔與其固連，當(dāng)轉(zhuǎn)動主銷3轉(zhuǎn)動時，中心軸7隨同轉(zhuǎn)動主銷3繞轉(zhuǎn)動主 銷3的軸線轉(zhuǎn)動，而輪轂10和驅(qū)動電機4通過連接架5和驅(qū)動電機支撐板6定位在中心 軸7上，它們也將隨著中心軸7—起繞轉(zhuǎn)動主銷3轉(zhuǎn)動，從而完成轉(zhuǎn)向的動作。進一步 可以通過轉(zhuǎn)向減速機8的減速比與轉(zhuǎn)動主銷3轉(zhuǎn)動的角度的關(guān)系計算得出轉(zhuǎn)向電機9需 要輸出的動力參數(shù)，從而達到精確控制轉(zhuǎn)角的目的。由于本發(fā)明轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用的是具有 反行程自鎖功能的蝸輪蝸桿減速機，在沒有動力輸入時，輪轂10不會繞轉(zhuǎn)動主銷軸線有 相對運動，所以在不需要轉(zhuǎn)向時，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無需輸入動力維持。這樣既達到了節(jié)省能源 的目的，同時也大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1、一種內(nèi)置獨立驅(qū)動系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輪轂，其特征在于它包括輪轂(10)以及裝設(shè)于輪轂(10)上輪罩(12)內(nèi)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和獨立驅(qū)動系統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括支持橋(1)、轉(zhuǎn)向主銷(3)、中心軸(7)、轉(zhuǎn)向減速機(8)以及轉(zhuǎn)向電機(9)，所述轉(zhuǎn)向電機(9)的輸出軸通過與轉(zhuǎn)向減速機(8)與轉(zhuǎn)向主銷(3)相連，轉(zhuǎn)向減速機(8)與支持橋(1)固接，中心軸(7)與轉(zhuǎn)向主銷(3)固接，輪轂(10)與連接架(5)固接，連接架(5)通過軸承安裝在中心軸(7)上，獨立驅(qū)動系統(tǒng)固定于中心軸(7)上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)置獨立驅(qū)動系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輪轂，其特征在于所述 獨立驅(qū)動系統(tǒng)包括內(nèi)齒輪(2)、驅(qū)動電機(4)、小齒輪(2),所述驅(qū)動電機(4)通過驅(qū) 動電機支撐板(6)與中心軸(7)固接，內(nèi)齒輪(2)固定于連接架(5)上，驅(qū)動電機(4)的輸出軸與小齒輪(13)相連，小齒輪(13)與內(nèi)齒輪(2)嚙合。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)置獨立驅(qū)動系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輪轂，其特征在于 所述連接架(5)通過軸承(11)固定于中心軸(7)上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)置獨立驅(qū)動系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輪轂，其特征在于 所述轉(zhuǎn)向減速機(8)為蝸輪蝸桿減速機。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)置獨立驅(qū)動系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輪轂，其特征在于所述 轉(zhuǎn)向減速機(8)為蝸輪蝸桿減速機。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種內(nèi)置獨立驅(qū)動系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輪轂，它包括輪轂以及裝設(shè)于輪轂上輪罩內(nèi)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和獨立驅(qū)動系統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括支持橋、轉(zhuǎn)向主銷、中心軸、轉(zhuǎn)向減速機以及轉(zhuǎn)向電機，所述轉(zhuǎn)向電機的輸出軸通過與轉(zhuǎn)向減速機與轉(zhuǎn)向主銷相連，轉(zhuǎn)向減速機與支持橋固接，中心軸與轉(zhuǎn)向主銷固接，輪轂與連接架固接，連接架通過軸承定位于中心軸上，獨立驅(qū)動系統(tǒng)固定于中心軸上。本發(fā)明是一種結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、成本低廉、穩(wěn)定性高、特別是適合在一些對空間利用率和結(jié)構(gòu)要求輕量化要求高，且具有高可靠性的內(nèi)置獨立驅(qū)動系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輪轂。
文檔編號B62D5/04GK101214826SQ20081003044
公開日2008年7月9日 申請日期2008年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月9日
發(fā)明者尤紅耀, 文桂林, 楊興發(fā), 平 鄒, 馬傳帥 申請人:湖南大學(xué)