全文摘要
本发明涉及一种转向轮装置，具体来说，是一种纯滚动转向轮装置。一种纯滚动转向轮装置，包括呈L形的转向节臂，转向节臂朝下的一端与车轮转动连接，另一端固定设置转向电机；转向电机的输出动力部分与转向节臂相对固定，使转向节臂的转动轴竖直，且，所述转动轴到车轮中心的距离，等于车轮的半径。本发明实现车轮在任何条件下均能纯滚动转向，有利于提高小车的位置精度；即使处于极高粗糙度地面的情况下，也无需特殊的耐磨车轮，降低车轮成本的同时，提高小车的寿命。巧妙设计了双联带轮、摆臂导轮、行走带轮，实现转向与行走功能的良好组合。
主设计要求
1.一种纯滚动转向轮装置，其特征在于：包括呈L形的转向节臂，转向节臂朝下的一端与车轮(12)转动连接，另一端固定设置转向动力源；转向动力源的输出动力部分与转向节臂相对固定，使转向节臂的转动轴竖直，且，所述车轮(12)与从动轮同步转动，主动轮通过同步带带动从动轮转动，主动轮与从动力的传动比等于：转向转动轴到车轮中心的距离与车轮半径之比。
设计方案
1.一种纯滚动转向轮装置，其特征在于：
包括呈L形的转向节臂，转向节臂朝下的一端与车轮(12)转动连接，另一端固定设置转向动力源；
转向动力源的输出动力部分与转向节臂相对固定，使转向节臂的转动轴竖直，且，
所述车轮(12)与从动轮同步转动，主动轮通过同步带带动从动轮转动，主动轮与从动力的传动比等于：转向转动轴到车轮中心的距离与车轮半径之比。
2.如权利要求1所述的纯滚动转向轮装置，其特征在于：所述主动轮与从动轮的传动比相等，所述转向转动轴到车轮中心的距离，等于车轮的半径。
3.如权利要求1所述的纯滚动转向轮装置，其特征在于：所述转向动力源是转向电机(2)。
4.如权利要求1所述的纯滚动转向轮装置，其特征在于：所述转向节臂包括相互连接的转向节臂钣金件(3)和摆臂钣金件(9)；所述车轮(12)固定在摆臂钣金件(9)上。
5.如权利要求2所述的纯滚动转向轮装置，其特征在于：所述转向电机(2)固定在转向节臂钣金件(3)上，转向电机轴(8)与带轮轴端盖(4)、带轮轴(5)、双联带轮(6)相连，带轮轴端盖(4)与摆臂钣金件(3)固连；双联带轮(6)是所述主动轮，行走带轮(10)是所述从动轮，所述车轮(12)与行走带轮(10)同轴固定。
6.如权利要求3所述的纯滚动转向轮装置，其特征在于：设竖直方向为Z向，车轮行走方向为X向，与XOZ平面垂直的方向是Y向；所述双联带轮(6)的轴向为Z向；所述转向节臂钣金件(3)上固定设置一对摆臂导轮(7)，所述摆臂导轮(7)的轴向沿X向；所述双联带轮(6)、一对摆臂导轮(7)、行走带轮(10)构成的带轮传动机构为车轮(12)提供行走动力。
7.如权利要求4所述的纯滚动转向轮装置，其特征在于：导轮能够绕摆臂导轮轴(8)旋转，摆臂导轮轴(8)固定在摆臂钣金件(9)上，车轮(12)可绕车轮轴(11)转动，车轮轴(11)安装在摆臂钣金件(3)上。
8.如权利要求4所述的纯滚动转向轮装置，其特征在于：同步带经双联带轮(6)上部输入动力，双联带轮(6)下部输出动力，经导轮(7)改变同步带运动方向，把动力传递到行走带轮(10)上及车轮(12)上；保证车轮中心到转向电机(2)轴中心的水平距离与车轮半径相等。
9.如权利要求1所述的纯滚动转向轮装置，其特征在于：所述转向电机(2)设有编码器(1)。
10.一种采用权利要求4所述的纯滚动转向轮装置的小车，其特征在于：所述小车设有四个所述纯滚动转向轮装置，转向电机(2)调整前车轮(12)角度时，车轮为纯滚动；四个转向电机同时控制各自车轮独立转动，进行原地转向时，四个车轮中垂线均通过小车中心，此时车轮为纯滚动。
设计说明书
技术领域
本发明涉及一种转向轮装置，具体来说，是一种纯滚动转向轮装置。
背景技术
现有的能够实现全轮驱动、全轮转向小车，在轮子驱动\/转向的动力和传动上，一般结构设计都比较复杂，一般行走驱动需要两个以上的动力源，如果只采用一个动力源，则传动结构会很复杂，设计和制造难度均较大，同时往往会空间不足，成本较高。
此外，现有的小车，车轮转向的时候，都需要与地面产生滑动摩擦，一般由于结构上的设计局限，无法实现纯滚动的转向形式，这对于位置精度要求较高的小车而言，十分不利；同时，对于某些特殊领域，地面粗糙度极高，车轮耐磨性需求就非常高，造成车轮成本高，且缩短了小车的寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种纯滚动转向轮装置，实现车轮在任何条件下均能纯滚动转向，有利于提高小车的位置精度，即使处于极高粗糙度地面的情况下，也无需特殊的耐磨车轮，降低车轮成本的同时，提高小车的寿命。
本发明采取以下技术方案：
一种纯滚动转向轮装置，包括呈L形的转向节臂，转向节臂朝下的一端与车轮12转动连接，另一端固定设置转向动力源；转向动力源的输出动力部分与转向节臂相对固定，使转向节臂的转动轴竖直，且，所述车轮12与从动轮同步转动，主动轮通过同步带带动从动轮转动，主动轮与从动力的传动比等于：转向转动轴到车轮中心的距离与车轮半径之比。
进一步的，所述主动轮与从动轮的传动比相等，所述转向转动轴到车轮中心的距离，等于车轮的半径。
进一步的，所述转向动力源是转向电机2。
进一步的，所述转向节臂包括相互连接的转向节臂钣金件3和摆臂钣金件9；所述车轮12固定在摆臂钣金件9上。
更进一步的，所述转向电机2固定在转向节臂钣金件3上，转向电机轴8与带轮轴端盖4、带轮轴5、双联带轮6相连，带轮轴端盖4与摆臂钣金件3固连；双联带轮6是所述主动轮，行走带轮10是所述从动轮，所述车轮12与行走带轮10同轴固定。
再进一步的，设竖直方向为Z向，车轮行走方向为X向，与XOZ平面垂直的方向是Y向；所述双联带轮6的轴向为Z向；所述转向节臂钣金件3上固定设置一对摆臂导轮7，所述摆臂导轮7的轴向沿X向；所述双联带轮6、一对摆臂导轮7、行走带轮10构成的带轮传动机构为车轮12提供行走动力。
再进一步的，导轮能够绕摆臂导轮轴8旋转，摆臂导轮轴8固定在摆臂钣金件9上，车轮12可绕车轮轴11转动，车轮轴11安装在摆臂钣金件3上。
再进一步的，同步带经双联带轮6上部输入动力，双联带轮6下部输出动力，经导轮7改变同步带运动方向，把动力传递到行走带轮10上及车轮12上；保证车轮中心到转向电机2轴中心的水平距离与车轮半径相等。
进一步的，所述转向电机2设有编码器1。
一种采用上述纯滚动转向轮装置的小车，所述小车设有四个所述纯滚动转向轮装置，转向电机2调整前车轮12角度时，车轮为纯滚动；四个转向电机同时控制各自车轮独立转动，进行原地转向时，四个车轮中垂线均通过小车中心，此时车轮为纯滚动。
本发明的有益效果在于：
1)实现车轮在任何条件下均能纯滚动转向，有利于提高小车的位置精度；
2)即使处于极高粗糙度地面的情况下，也无需特殊的耐磨车轮，降低车轮成本的同时，提高小车的寿命。
3)巧妙设计了双联带轮、摆臂导轮、行走带轮，实现转向与行走功能的良好组合。
附图说明
图1是本发明纯滚动转向轮装置的主视图。
图2是本发明纯滚动转向轮装置安装在小车上的一组件的结构示意图。
图3是本发明小车的结构示意图。
图中，1.编码器，2.转向电机，3.转向节臂钣金件，4.带轮轴端盖，5.带轮轴，6.双联带轮，7.摆臂导轮，8.摆臂导轮轴，9.摆臂钣金件，10.行走带轮，11.车轮轴，12.车轮。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
参见图1，一种纯滚动转向轮装置，包括呈L形的转向节臂，转向节臂朝下的一端与车轮12转动连接，另一端固定设置转向动力源；转向动力源的输出动力部分与转向节臂相对固定，使转向节臂的转动轴竖直，且，所述车轮12与从动轮同步转动，主动轮通过同步带带动从动轮转动，主动轮与从动力的传动比等于：转向转动轴到车轮中心的距离与车轮半径之比。
在此实施例中，所述主动轮与从动轮的传动比相等，所述转向转动轴到车轮中心的距离，等于车轮的半径。如图1所示，图中两个距离X相等，摆臂绕转向轴旋转同时齿形带绕带轮转动，皮带相对带轮运动带动轮子滚动，因轮子线速度与摆臂线速度相等，车轮实现纯滚动。
在此实施例中，参见图1，所述转向节臂包括相互连接的转向节臂钣金件3和摆臂钣金件9；所述车轮12固定在摆臂钣金件9上。
在此实施例中，继续参见图1，所述转向电机2固定在转向节臂钣金件3上，转向电机轴8与带轮轴端盖4、带轮轴5、双联带轮6相连，带轮轴端盖4与摆臂钣金件3固连。
在此实施例中，继续参见图1-2，设竖直方向为Z向，车轮行走方向为X向，与XOZ平面垂直的方向是Y向；所述双联带轮6的轴向为Z向；所述转向节臂钣金件3上固定设置一对摆臂导轮7，所述摆臂导轮7的轴向沿X向；所述车轮12与行走带轮10同轴固定；所述双联带轮6、一对摆臂导轮7、行走带轮10构成的带轮传动机构为车轮12提供行走动力。
在此实施例中，继续参见图1，导轮能够绕摆臂导轮轴8旋转，摆臂导轮轴8固定在摆臂钣金件9上，车轮12可绕车轮轴11转动，车轮轴11安装在摆臂钣金件3上。
在此实施例中，继续参见图1，同步带经双联带轮6上部输入动力，双联带轮6下部输出动力，经导轮7改变同步带运动方向，把动力传递到行走带轮10上及车轮12上；保证车轮中心到转向电机2轴中心的水平距离与车轮半径相等。图1-2中，双联带轮6分为上下两部分，分别用于动力输入和动力输出。
在此实施例中，继续参见图1，所述转向电机2设有编码器1。
一种采用上述的纯滚动转向轮装置的小车，所述小车设有四个所述纯滚动转向轮装置，转向电机2调整前车轮12角度时，车轮为纯滚动；四个转向电机同时控制各自车轮独立转动，进行原地转向时，四个车轮中垂线均通过小车中心，此时车轮为纯滚动。
本发明实现车轮在任何条件下均能纯滚动转向，有利于提高小车的位置精度，即使处于极高粗糙度地面的情况下，也无需特殊的耐磨车轮，降低车轮成本的同时，提高小车的寿命。
以上是本发明的的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本申请总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201910596724.X
申请日:2019-07-02
公开号:CN110203279A
公开日:2019-09-06
国家:CN
国家/省市:41(河南)
授权编号:授权时间:主分类号:B62D 5/04
专利分类号:B62D5/04;B62D3/02
范畴分类:32B;27C;
申请人:洛阳履坦智能科技有限公司
第一申请人:洛阳履坦智能科技有限公司
申请人地址:471003 河南省洛阳市涧西区河南自由贸易试验区洛阳片区高新区北航路19号1-2号楼1楼102室工位28
发明人:高峰;李耀宇;钟帅营;雷震;秦一可;黄川
第一发明人:高峰
当前权利人:洛阳履坦智能科技有限公司
代理人:季申清
代理机构:31227
代理机构编号:上海伯瑞杰知识产权代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计