一种集驱动和转向于一体的轮系制造技术

本发明专利技术涉及一种集驱动和转向于一体的轮系，包括外压板、内压板、回转轴承、轮体、转向电机、回转主动齿轮、轮子驱动电机、驱动齿轮、介齿轮、小锥齿轮及第一锥齿轮，外压板套于回转轴承外圈，内压板套于回转轴承内圈，回转从动齿轮固定在内压板下方，转向电机设在外压板上，转向电机的输出轴与回转主动齿轮连接，回转主动齿轮与回转从动齿轮啮合，在内压板下方设在车轮固定件，轮体通过轮轴安装在车轮固定件上，介齿轮中心设在齿轮轴，齿轮轴插接在内压板上，小锥齿轮设在齿轮轴下方，主驱动齿轮设在轮子驱动电机的转动轴上，主驱动齿轮与介齿轮啮合，第一锥齿轮固定在轮体侧边，第一锥齿轮与小锥齿轮啮合。本发明专利技术提高转向灵活度，提高移动速度。提高移动速度。提高移动速度。

【技术实现步骤摘要】
一种集驱动和转向于一体的轮系


[0001]本专利技术涉及盘点装置的
，特别涉及一种集驱动和转向于一体的轮系。

技术介绍

[0002]底盘是移动机器人重要的基础模块和支撑结构，既要负责承载整个机器人的上层装置，又要负责机器人的运动和转向等功能。移动机器人的底盘主要有履带式、轮式和足式三种结构，一般情况下，轮式底盘是室内移动机器人的首要选择。
[0003]为了满足移动机器人转向灵活的工作要求，一般选择麦克纳姆轮或全向轮作为机器人的移动装置，但是这两种轮系由于只有一个转向度，因此导致相对灵活度差，最终也影响了移动的速度，故此如何涉及一款能够进一步提高转向灵活度，提高移动速度的轮系显得尤为重要。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术要解决的技术问题是：目前的轮系由于只有一个转向度，因此导致相对灵活度差，且移动速度慢的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种集驱动和转向于一体的轮系，包括一个以上的本体，每一个本体固定在底盘上，所述的本体包括外压板、内压板、回转轴承、轮体、转向电机、回转主动齿轮、轮子驱动电机、驱动齿轮、介齿轮、小锥齿轮以及第一锥齿轮，其中，所述的轮体具有两个旋转自由度，外压板套于回转轴承外圈，且外压板与底盘固定连接，内压板套于回转轴承内圈，所述轮体置于回转轴承内圈，且所述回转轴承使布置在回转轴承内圈的轮体能够
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旋转，所述的回转从动齿轮固定在内压板下方，所述的转向电机固定在外压板上，所述的转向电机的输出轴贯穿外压板后与所述的回转主动齿轮连接，所述的回转主动齿轮与回转从动齿轮啮合，所述转向电机通过回转主动齿轮带动回转轴承内圈的内压板转动，在内压板下方固定有车轮固定件，所述轮体通过轮轴安装在车轮固定件的中间，所述的介齿轮中心固定有一根齿轮轴，所述齿轮轴插接在内压板上，且介齿轮位于内压板上方，所述的小锥齿轮固定在所述的齿轮轴的下方，所述轮子驱动电机固定在电机安装件上，电机安装件固定在外压板上，所述主驱动齿轮固定在轮子驱动电机的转动轴上，所述主驱动齿轮与介齿轮啮合，所述第一锥齿轮固定在轮体侧边，所述第一锥齿轮与小锥齿轮啮合。
[0006]作为优选，为了方便组装，所述的外压板包括外侧上压板以及外侧下压板，所述回转轴承的外圈由外侧上压板和外侧下压板通过挤压的方式进行固定，所述内压板包括内侧上压板和内侧下压板，所述内侧上压板和内侧下压板以挤压的方式安置在回转轴承的内圈内，由于回转轴承的精度直接关乎到轮系的旋转精度，因此要选用具有较好的旋转精度、能承受较大轴向载荷且能节省安装空间的回转轴承，本公司选用的是用于机器人关节的交叉滚子轴承，型号为RA8008，但是RA型交叉滚子的内外圈没有用于安装的螺钉孔位，因此本结构中外压板采用外侧上压板以及外侧下压板通过挤压的方式固定在回转轴承外，内压板也
采用内侧上压板和内侧下压板以挤压的方式安置在回转轴承的内圈内，以实现无需螺丝的方式，通过采用挤压的方式来固定回转轴承的内外圈的结构，最终方便组装。
[0007]作为优选，本结构能够解决电机线缠绕的问题，所述的回转从动齿轮固定在内侧下压板上并位于内侧下压板的下方，所述的转向电机固定在外侧上压板上，所述的转向电机的输出轴依次贯穿外侧上压板、外侧下压板后与所述的回转主动齿轮连接，所述转向电机通过回转主动齿轮带动回转轴承内圈的内侧上压板和内侧下压板转动，所述齿轮轴的上下均通过一个第四法兰轴承安装在回转轴承内圈的内侧上压板和内侧下压板上，所述的小锥齿轮固定在所述的齿轮轴上，所述的齿轮轴下方贯穿小锥齿轮并通过第二法兰轴承固定在车轮固定件的一侧，电机安装件固定在外侧上压板上，主驱动齿轮的下侧通过第三法兰轴承抵在内侧上压板内，所述主驱动齿轮与介齿轮啮合，所述轮子驱动电机通过主驱动齿轮将动力传给介齿轮，介齿轮再将动力传递给小锥齿轮，最后小锥齿轮将动力传给第一锥齿轮，以此驱动轮体转动，本结构中，将轮子驱动电机通过电机安装件固定在外侧上压板上，在通过主驱动齿轮、介齿轮、小锥齿轮、第一锥齿轮将动力传递给轮子时，轮子驱动电机是固定不动的；转向电机带动回转轴承内圈作回转运动时，轮子会随着回转轴承内圈转动，轮子驱动电机依然是固定不动的，在这一过程中，贯穿内压板的齿轮轴即其上面的介齿轮会围着固定在轮子驱动电机轴上主驱动齿轮作圆周运动，在上述的两个动力传递过程，轮子驱动电机都是固定不动的，因此解决了电机线缠绕的问题。
[0008]作为优选，为了防止介齿轮上下滑动，在所述内侧上压板上固定有对介齿轮轴向的滑动进行限位的限位件，在所述的齿轮轴上还套接有一个开口挡边，所述开口挡边的上表面顶接在下方的第四法兰轴承的内圈上，所述开口挡边的下表面顶接在齿轮轴的开口槽上，由于小锥齿在向第一锥齿传递动力时，会受到第一锥齿的反作用力，该反作用力会有沿轴向上的分力，该分力会使齿轮轴有向上移动的趋势，因此本结构设置了开口挡边，且开口挡边的上表面顶接在法兰轴承的内圈上，下表面顶接在齿轮轴的开口槽上，能够阻碍齿轮轴向上移动的作用，当传递的力过大时，沿轴向的分力也会变大，而限位件的作用就是为了抵消较大的轴向分力。
[0009]作为优选，所述的轮体包括轮毂、附着在轮毂上的胶皮以及安装在轮毂的两侧的第五法兰轴承，所述第一锥齿轮固定在轮毂侧边，本结构中轮毂两侧的第五法兰轴承是连接轮毂和轮毂中间的轮轴的，如果没有第五法兰轴承，轮毂会在轮轴上干摩擦，且轮毂外的胶皮采用的是聚氨酯材料浇铸在轮毂的外圈上。
[0010]作为优选，为了方便安装，所述轮轴的两侧通过一个第一沉头螺钉限位在车轮固定件上。
[0011]为了实现进一步限位作用，在第五法兰轴承的法兰边的内圈设置有垫圈，通过设置垫圈，然后保证侧边的第五法兰轴承与车轮固定件之间无间隙，进一步避免轮子轴向移动，而且设置垫圈还能够来确保轴承的表面不会受到侧边的摩擦而损坏。
[0012]作为优选，为了方便安装，所述的轮子驱动电机的外壳通过一个以上的第三圆头螺钉与电机安装件之间进行固定连接。
[0013]相对于现有技术，本专利技术至少具有如下优点：1、由于传统的四轮底盘都是前轮转向，后轮固定，这样的底盘在改变方向时需要移动较大的轨迹，即使是每个轮子单独驱动的四轮底盘转向也不是很灵活，而本专利技术的轮
系为多个，且可以独立转向的，且每一个本体设置成两个旋转的自由度，保证其能够独立驱动独立转向，进一步提高转动的灵活度；2、而且采用本轮系的底盘，无论是三轮底盘还是四轮底盘，乃至更多轮系的底盘，只需要将所有轮系的转向电机从统一的零点旋转到相同的角度，在车身不动的情况下，由于各个轮系可以单独操作，因此能够保证底盘就可以向任意方向移动，灵活度大大提升，而以往的机器人底盘为了提升转向灵活度，大多采用全向轮底盘或麦克纳姆轮底盘，这种底盘利用轮子见的差速同样可以在不转车身的情况可以向任意角度移动，以实现转向灵活的优点。
附图说明
[0014]图1为实施例1中所述一种集驱动和转向于一体的轮系的结构示意图。
[0015]图2为本实施例1中所述一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集驱动和转向于一体的轮系，包括一个以上的本体，每一个本体固定在底盘上，其特征在于：所述的本体包括外压板、内压板、回转轴承（43）、轮体（14）、转向电机（16）、回转主动齿轮（17）、轮子驱动电机（22）、驱动齿轮（23）、介齿轮（24）、小锥齿轮（25）以及第一锥齿轮（26），其中，所述的轮体（14）具有两个旋转自由度，外压板套于回转轴承（43）外圈，且外压板与底盘固定连接，内压板套于回转轴承（43）内圈，所述轮体（14）置于回转轴承（43）内圈，且所述回转轴承（43）使布置在回转轴承（43）内圈的轮体（14）能够360
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旋转，所述的回转从动齿轮（15）固定在内压板下方，所述的转向电机（16）固定在外压板上，所述的转向电机（16）的输出轴贯穿外压板后与所述的回转主动齿轮（17）连接，所述的回转主动齿轮（17）与回转从动齿轮（15）啮合，所述转向电机（16）通过回转主动齿轮（17）带动回转轴承（43）内圈的内压板转动，在内压板下方固定有车轮固定件（20），所述轮体（14）通过轮轴（21）安装在车轮固定件（20）的中间，所述的介齿轮（24）中心固定有一根齿轮轴（27），所述齿轮轴（27）插接在内压板上，且介齿轮（24）位于内压板上方，所述的小锥齿轮（25）固定在所述的齿轮轴（27）的下方，所述轮子驱动电机（22）固定在电机安装件（54）上，电机安装件（54）固定在外压板上，所述主驱动齿轮（23）固定在轮子驱动电机（22）的转动轴上，所述主驱动齿轮（23）与介齿轮（24）啮合，所述第一锥齿轮（26）固定在轮体（14）侧边，所述第一锥齿轮（26）与小锥齿轮（25）啮合。2.根据权利要求1所述的一种集驱动和转向于一体的轮系，其特征在于：所述的外压板包括外侧上压板（44）以及外侧下压板（42），所述回转轴承（43）的外圈由外侧上压板（44）和外侧下压板（42）通过挤压的方式进行固定，所述内压板包括内侧上压板（18）和内侧下压板（19），所述内侧上压板（18）和内侧下压板（19）以挤压的方式安置在回转轴承（43）的内圈内。3.根据权利要求2所述的一种集驱动和转向于一体的轮系，其特征在于：所述的回转从动齿轮（15）固定在内侧下压板（19）上并位于内侧下压板（19）的下方，所述的转向电机（16）固定在外侧上压板（44）上，所述的转向电机（16）的输出轴依次贯穿...

【专利技术属性】
技术研发人员：高瑞贞，陈猛，张京军，杜坤，苏继红，
申请(专利权)人：河北工程大学，
类型：发明
国别省市：