采用模块化设计的车轮驱动模块制造技术

本发明专利技术涉及一种车轮驱动模块，包括车轮(R)、叠加传动装置(G)以及第一电动马达(M1)和第二电动马达(M2)，其中，所述第一和第二电动马达(M1、M2)被构建为共同地借助所述叠加传动装置(G)来围绕车轮轴(A)驱动所述车轮(R)，并且围绕与所述车轮轴(A)正交的转向轴(L)操纵所述车轮转向，所述车轮驱动模块还包括用于控制所述第一电动马达(M1)的第一马达电子组件(10)和用于控制所述第二电动马达(M2)的第二马达电子组件(20)以及中央电子组件(30)，所述中央电子组件以能够实现信号交换的方式与所述第一和第二马达电子组件(10、20)连接，且其中，所述车轮驱动模块包括用于控制所述第一和第二电动马达(M1、M2)的控制逻辑电路，所述控制逻辑电路由所述第一和第二马达电子组件(10、20)、所述中央电子组件(30)、以能够实现信号交换的方式与所述中央电子组件(30)连接的应用设备电子组件(40)提供，或者由所述中央电子组件(30)以及所述第一和第二马达电子组件(10、20)共同提供。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】采用模块化设计的车轮驱动模块
本专利技术涉及一种车轮驱动模块，由数个可作为模块进行更换的组件形成，所述车轮驱动模块的控制逻辑电路能以模块化方式实现在所述车轮驱动模块的数个组件上。
技术介绍
在现有技术中，已知有众多适用于各种应用领域的车轮驱动模块和车轮驱动方案。在此，多数情况是将数个车轮驱动模块用于一个应用设备。例如，可以使用四个车轮驱动模块来驱动运输滑架，特别是驱动作为物流领域中的无人驾驶运输系统的一个部分的无人驾驶运输车辆。作为替代方案，也可以使用更多或更少的车轮驱动模块，而这些车轮驱动模块可与支撑滚轮组合。举例而言，运输车辆可以具有两个车轮驱动模块和一个或两个支撑滚轮，或者同样具有八个车轮驱动模块，以便达到与具体用途相匹配的驱动功率和承载能力。若需要将这些车轮驱动方案集中于单一的模块，那么有利的是：该模块结构紧凑，因而仅需占用较小的空间。但是就已知的车轮驱动方案而言，这往往会导致：车轮驱动方案虽被整合在一个模块中，由此而产生的车轮驱动模块的各个元件却无法更换。然而，尤其是在要求车轮驱动模块在具有较长使用寿命的同时具有较高承载能力的物流应用领域，例如当出现磨损时，就有必要快速而方便地更换单个元件。由于无法更换车轮驱动模块的单个元件，因此，先前已知的车轮驱动模块无论在维修和保养上还是在制造上，都无法或者至少无法有成本效益地适应预期用途或特定的客户需求。再者，现有技术中的已知车轮驱动模块，对车轮驱动模块的马达的控制，大多是以对数个车轮驱动模块进行集中控制的方式得以解决，这使得中央控制器必须从所有的车轮驱动模块接收所有信息，例如传感器数据，必须计算用于所有车轮驱动模块的所有马达的所有控制信号并发送至所有的车轮驱动模块。如此一来，待传输信息的数据速率会很高，中央控制器计算控制信号的计算量很大。一旦更换其中一个车轮驱动模块，或者一旦某个车轮驱动模块的个别元件发生变化，就需要对整个中央控制器进行调整。此外，对马达控制信号的计算以及对车轮驱动模块的监测需要有可信的或者说可靠的信息源。现有技术解决这个问题的方式是：所有信息源或传感器被构建为对正确的值或报错进行检验并且根据相关的安全标准对所有元件进行验证。但这会使车轮驱动模块和单个的元件变得非常贵。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是克服上述缺点并提供一种车轮驱动模块，这种车轮驱动模块结构紧凑，并且仅需占用较小的构造空间。这个目的通过根据权利要求1所述的特征组合而达成。本专利技术提出一种车轮驱动模块，包括车轮、叠加传动装置以及第一电动马达和第二电动马达。第一和第二电动马达被构建为共同地借助叠加传动装置来围绕车轮轴驱动车轮，并且围绕与车轮轴正交的转向轴操纵车轮转向。车轮驱动模块还包括用于控制第一电动马达的第一马达电子组件和用于控制第二电动马达的第二马达电子组件以及中央电子组件，中央电子组件与第一和第二马达电子组件电性或控制性连接，使得第一和第二电动马达与中央电子组件之间可以进行信号交换。为了控制第一和第二电动马达，车轮驱动模块包括控制逻辑电路，以围绕车轮轴驱动车轮并围绕转向轴操纵车轮转向。控制逻辑电路由第一和第二马达电子组件、中央电子组件、以能够实现信号交换的方式与中央电子组件连接的应用设备电子组件(Applikationselektronik)提供，或者由中央电子组件以及第一和第二马达电子组件共同提供。举例而言，如果运输车辆使用数个车轮驱动模块，则该运输车辆可具有自有控制器，该控制器将行驶指令发送至车轮驱动模块的控制逻辑电路并且本身是在应用设备电子组件上被提供。这些车轮驱动模块相当于一个行驶-转向系统，该行驶-转向系统通过所使用的两个电动马达同时提供驱动或行驶功能以及转向功能，这两个电动马达共同地既驱动车轮又操纵车轮转向。在此，应用设备电子组件可布置在实际的车轮驱动模块外部，或者说布置在该行驶-转向系统外部。如前所述，如果将车轮驱动方案集中于单一的组件或者说车轮驱动模块，那么有利的是：该车轮驱动模块结构紧凑，因而仅需占用较小的空间，以便例如在涉及无人驾驶运输车辆时，能够将驱动和转向集中并安置在该模块中。再者，通过将行驶功能和转向功能(驱动和转向)集中在一个车轮驱动模块中，可以将其他元件(例如机械支撑件或电缆束)安置在车辆的车轮驱动模块之间。此外，所述车轮驱动模块的构造使得各单一的车轮驱动模块具有扁平的结构形式，并且整个车辆具有扁平的结构形式，这就可以在各单一的车轮驱动模块上方设置安全相关元件，例如用于扫描周围环境的激光扫描仪，以便能在无人驾驶运输车辆周围形成保护场，车辆可以在该保护场内对激光扫描仪所检测到的物体做出反应。一个有利的实施变体提出：第一电动马达与第一马达电子组件共同形成可作为模块进行更换的第一马达组件，并且第二电动马达与第二马达电子组件共同形成可作为模块进行更换的第二马达组件。这些马达组件优选分别具有通信接口，相应马达组件的所有元件可以通过该通信接口以能够实现信息交换的方式与中央电子组件或另一个马达组件连接。通过将电动马达与直接控制该电动马达所需要的马达电子组件合并成一个组件，使得整个车轮驱动模块具有较小的构造空间。通过将功能上相关联的各单一元件(例如第一电动马达与第一马达电子组件以及第二电动马达与第二马达电子组件)分别合并成可作为模块进行更换的马达组件，可以在设计车轮驱动模块时根据具体用途来选择和改造马达组件或模块。例如，可供选择的不同马达组件可具有不同的功率等级、功能范围、控制功能、尺寸等等。一个有利的进一步方案也还提出这样一种车轮组件：车轮与叠加传动装置形成一个组件。设计车轮驱动模块时可以选择根据具体用途满足特定预设值的车轮组件。举例而言，可供选择的不同车轮组件可以具有或者说可以实现车轮的不同轮径、车轮在叠加传动装置中的不同进入深度或车轮的不同离地距离。本专利技术想要通过可作为模块进行更换的组件来提供一种采用模块化设计的车轮驱动模块，其基于两个电动马达，这两个电动马达可以通过叠加传动装置驱动车轮驱动模块的车轮并使其围绕车轮的转向轴旋转。这就可以通过这两个电动马达来提供行驶功能、制动功能、保持功能和转向功能，其中通过这两个马达共同提供车轮行驶和转向的最佳扭矩。其中，通过共同驱动车轮的电动马达可以满足最大工作点要求。例如，通过这两个电动马达可以实现快速直行、加速和高负载制动以及停止状态下的高转向力矩。特别是在设计车轮驱动模块时，模块化或者说对预装配组件的使用有助于实现与具体用途和要求相匹配的定制或可定制性，与此同时，通过使用全同件和标准元件，能够节约成本。因此，根据具体情况，两个马达总是对行驶和转向有贡献。其中，根据马达的任务是实现转向和行驶运动还是实现纯行驶运动，来将马达扭矩分配给相应的任务。进行纯行驶运动时，无论向前还是向后，都不会发生转向运动。因此，两个马达的扭矩相加。此时，马达通过叠加传动装置在车轮上提供同样的转速，使得纯行驶运动时转向轴上不存在转速差，不会引发车轮围绕转向轴的旋转。借此，马达在纯行驶运动时间接地保持车轮。再者，通过使用功率密度高且短时过载本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车轮驱动模块，包括车轮(R)、叠加传动装置(G)以及第一电动马达(M1)和第二电动马达(M2)，其中，/n所述第一和第二电动马达(M1、M2)被构建为共同地借助所述叠加传动装置(G)来围绕车轮轴(A)驱动所述车轮(R)，并且围绕与所述车轮轴(A)正交的转向轴(L)操纵所述车轮转向，/n所述车轮驱动模块还包括用于控制所述第一电动马达(M1)的第一马达电子组件(10)和用于控制所述第二电动马达(M2)的第二马达电子组件(20)以及中央电子组件(30)，所述中央电子组件以能够实现信号交换的方式与所述第一和第二马达电子组件(10、20)连接，且其中，/n所述车轮驱动模块包括用于控制所述第一和第二电动马达(M1、M2)围绕所述车轮轴(A)驱动所述车轮(R)并围绕所述转向轴(L)操纵所述车轮转向的控制逻辑电路，所述控制逻辑电路由所述第一和第二马达电子组件(10、20)、所述中央电子组件(30)、以能够实现信号交换的方式与所述中央电子组件(30)连接的应用设备电子组件(40)提供，或者由所述中央电子组件(30)以及所述第一和第二马达电子组件(10、20)共同提供。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181025 DE 102018126700.21.一种车轮驱动模块，包括车轮(R)、叠加传动装置(G)以及第一电动马达(M1)和第二电动马达(M2)，其中，
所述第一和第二电动马达(M1、M2)被构建为共同地借助所述叠加传动装置(G)来围绕车轮轴(A)驱动所述车轮(R)，并且围绕与所述车轮轴(A)正交的转向轴(L)操纵所述车轮转向，
所述车轮驱动模块还包括用于控制所述第一电动马达(M1)的第一马达电子组件(10)和用于控制所述第二电动马达(M2)的第二马达电子组件(20)以及中央电子组件(30)，所述中央电子组件以能够实现信号交换的方式与所述第一和第二马达电子组件(10、20)连接，且其中，
所述车轮驱动模块包括用于控制所述第一和第二电动马达(M1、M2)围绕所述车轮轴(A)驱动所述车轮(R)并围绕所述转向轴(L)操纵所述车轮转向的控制逻辑电路，所述控制逻辑电路由所述第一和第二马达电子组件(10、20)、所述中央电子组件(30)、以能够实现信号交换的方式与所述中央电子组件(30)连接的应用设备电子组件(40)提供，或者由所述中央电子组件(30)以及所述第一和第二马达电子组件(10、20)共同提供。


2.根据上一项权利要求所述的车轮驱动模块，其中，
所述第一电动马达(M1)与所述第一马达电子组件(10)共同形成可作为模块进行更换的第一马达组件(101)，并且
所述第二电动马达(M2)与所述第二马达电子组件(20)共同形成可作为模块进行更换的第二马达组件(102)。


3.根据上一项权利要求所述的车轮驱动模块，其中，
所述第一马达组件(101)包括至少一个用于检测所述第一电动马达(M1)的马达特性值的第一传感器，特别是用于检测所述第一电动马达(M1)的转子的转子位置且/或用于检测所述第一电动马达(M1)的转速。


4.根据上述权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·希尔特，F·杰士克，J·霍恩伯格，M·比策，
申请(专利权)人：依必安派特圣乔根有限责任两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE