CN113879046B - 一种适用于全向车的转向车桥 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适用于全向车的转向车桥，包括桥壳，所述桥壳的两端分别设置全向轮，所述全向轮被转向装置带动转向，所述全向轮为圆锥形车轮并且其圆锥形周向外表面与地面接触。所述转向装置包括被第一驱动机构带动旋转的的转向轴，所述转向轴下端固定设置车轮安装座；所述全向轮固定在倾斜设置的轮轴上，所述轮轴通过第一轴承固定在所述车轮安装座上。本发明采用锥形结构的全向车轮行驶，外观新颖。转向机构承载能力强，能够实现车轮绕固定轴360度转向。转弯过程中能显著降低轮胎与地面之间的滑动摩擦力，降低轮胎的磨损及对路面的破坏。

Description

一种适用于全向车的转向车桥

技术领域

本发明属于全向转动车轮领域，具体涉及一种适用于全向车的转向车桥。

背景技术

在现代化工业中，提倡快速、高效、可靠，提倡将人从繁重、简单的工作中解放出来，用机器替代部分人的劳动。特种车辆如转载车、叉车、AGV车等便是基于此研发生产而来的，它们是工业物流体系中的重要设备，主要储运各类物料，为系统柔性化、集成化、高效运行提供了重要的保证，在产品生产领域应用十分广泛。它们可根据仓储货位要求、生产工艺流程等改变而灵活配置。特种车辆如转载车、叉车、AGV小车等，由于工作环境的限制，车辆需要在狭小空间中灵活运行，甚至能够实现原地转向。因此特种车辆需具有大负载、小半径转弯、斜行及原地转向等功能，同时考虑该类特种车辆的使用工况，车轮需能够显著降低车辆在转弯过程中车轮对地面、涂层、轮胎等的磨损。现有的常见的特种车辆如转载车、叉车、AGV车转向不够灵活，需要较大的转向空间，在使用中受到限制。

发明内容

本发明提供一种适用于全向车的转向车桥。

本发明的目的是以下述方式实现的：一种适用于全向车的转向车桥，包括桥壳，所述桥壳的两端分别设置全向轮，所述全向轮被转向装置带动转向，所述全向轮为圆锥形车轮并且其圆锥形周向外表面与地面接触。

所述转向装置包括被第一驱动机构带动旋转的的转向轴，所述转向轴下端固定设置车轮安装座；所述全向轮固定在倾斜设置的轮轴上，所述轮轴通过第一轴承固定在所述车轮安装座上。

所述轮轴的下端端部设置固定设置连接盘，所述连接盘与所述全向轮的车轮安装面之间通过轮毂螺栓固定连接。

所述轮轴两端分别通过第一轴承设置在所述车轮安装座内部，所述轮轴为锥形体，所述第一轴承为圆锥滚子轴承；所述车轮安装座对应所述第一轴承的位置设置限位面。

所述桥壳上固定设置转向轴套，所述转向轴通过上、下两个第二轴承设置在所述转向轴套内部；所述转向轴套内设置上轴孔、中轴孔、下轴孔三个不同直径的轴孔，两个所述第二轴承分别于上轴孔、下轴孔配合，所述中轴孔直径小于上轴孔、下轴孔的直径；所述上轴孔的下端面以及所述下轴承的上端面分别对其对应的第二轴承限位。

所述第一驱动机构包括固定设置在所述桥壳上的转向电机，所述转向电机连接转向电机减速器，所述转向电机减速器的输出轴连接转向减速器，所述转向减速器包括转向蜗杆，所述转向蜗杆与转向涡轮啮合；所述转向涡轮与所述转向轴固定并且轴线重合。

所述蜗杆一端连接所述转向减速器的输出轴，所述蜗杆另一端设置角度编码器。

所述全向轮包括轮辋以及轮胎，所述轮辋外形为圆锥形结构、内部中空，所述轮辋周向外表面设置外形为圆锥形的轮胎，所述轮胎通过浇筑在所述轮辋上同时实现轮胎成型以及安装在所述轮辋上。

所述桥壳上设置车桥固定销轴孔，所述车桥通过设置在所述车桥固定销轴孔内的销轴与整体相连；所述桥壳上方设置限位橡胶块。

本发明的有益效果是：本发明采用锥形结构的全向车轮行驶，外观新颖。转向机构承载能力强，能够实现车轮绕固定轴360度转向。本发明的锥形全向车轮中轮辋轮胎一体化，该锥形车轮结构紧凑，负载能力大。在360度转弯过程中能显著降低轮胎与地面之间的滑动摩擦力，降低轮胎的磨损及对路面的破坏。

附图说明

图1是本发明转向车桥主视图。

图2是图1的俯视图。

图3是全向轮示意图。

其中，1是转向轴、2是转向减速器、3是全向轮、30是轮辋、31是轮胎、32是车轮安装面、4是轮轴、5是第二轴承、6是转向电机减速器、7是桥壳、9是角度编码器、11是转向减速器座、12是限位橡胶块、13是轮辋盖支座、14是轮辋盖、15是第一轴承、16是车桥固定销轴孔、17是车轮安装座、18是连接盘、19是转向轴套。

具体实施方式

以下将结合附图以及具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容做出一些非本质的改进和调整。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，本申请使用的技术术语应当为本发明所述技术人员所理解的通常意义。术语“相连”“连接”“固定”“设置”等应做广义理解，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是机械连接、也可以是电连接。除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”或者“上方”或者“上面”等可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”或“下方”或“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。诸如第一、第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另外一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

如图1-3所示，一种适用于全向车的转向车桥，包括桥壳7，所述桥壳7的两端分别设置全向轮3，所述全向轮3被转向装置带动转向，所述全向轮3为圆锥形车轮并且其圆锥形周向外表面与地面接触。

所述转向装置包括被第一驱动机构带动旋转的的转向轴1，所述转向轴1下端固定设置车轮安装座17；所述全向轮3固定在倾斜设置的轮轴4上，所述轮轴4通过第一轴承15固定在所述车轮安装座17上。优选所述车轮安装座17内部中空，所述轮轴4通过第一轴承15安装在所述车轮安装座17的内部。

所述轮轴4的下端端部设置固定设置连接盘18，所述连接盘18与所述全向轮3的车轮安装面之间通过轮毂螺栓固定连接。全向轮3的另一侧设置轮辋盖14。轮辋盖支座13位于转向轴1尾部，用于支撑固定轮辋盖14。具体来说：所述轮辋盖支座13固定在与所述转向轴1固定连接的所述转向轴套19上，所述轮辋盖14通过螺栓固定在所述轮辋盖支座13上。

所述轮轴4两端分别通过第一轴承15设置在所述车轮安装座17内部，所述轮轴4为锥形体，所述第一轴承15优选为圆锥滚子轴承；所述车轮安装座17对应所述第一轴承15的位置设置限位面。所述轮轴4通过圆锥滚子轴承固定于转向轴1之上，既保证轮轴4绕转向轴1旋转，又限制了轮轴4沿转向轴1的轴向运动。此处限位面可以通过在所述车轮安装座17内设置不同直径的孔来达成，这是常用的轴承限位结构，不再详细描述。

所述桥壳7上固定设置转向轴套19，所述转向轴1通过上、下两个第二轴承5设置在所述转向轴套19内部；所述转向轴套19内设置上轴孔、中轴孔、下轴孔三个不同直径的轴孔，两个所述第二轴承5分别于上轴孔、下轴孔配合，所述中轴孔直径小于上轴孔、下轴孔的直径；所述上轴孔的下端面以及所述下轴承的上端面分别对其对应的第二轴承5限位。所述第二轴承5优选为圆锥滚子轴承。实际上，所述上轴孔的下端面以及所述下轴承的上端面是对两个所述第二轴承5和所述转向轴1组成的整体进行限位，在能够保证转向轴1能够绕着桥壳7转动外，还能够限制转向轴1沿桥壳7上下移动。另外，所述转向轴1也可以为上小下大的锥形体。

所述第一驱动机构包括固定设置在所述桥壳7上的转向电机，所述转向电机连接转向电机减速器6，所述转向电机减速器6的输出轴连接转向减速器2，所述转向减速器2包括转向蜗杆，所述转向蜗杆与转向涡轮啮合；所述转向涡轮与所述转向轴1固定并且轴线重合。所述转向轴1外表面固定所述转向涡轮。所述转向减速器2为蜗轮蜗杆减速器，其通过螺栓连接固定于转向减速器座11上，其中蜗杆为输入端，蜗轮为输出端；转向减速器2的蜗杆输入端一端固定转向电机减速器6，两者之间采用平键连接以传递转向转向力矩。

所述蜗杆一端连接所述转向减速器2的输出轴，所述蜗杆另一端设置角度编码器9。所述蜗杆的另一个输入端固定角度编码器固定座及角度编码器9，两者之间采用平键连接，用以实时反馈各轮胎的偏转角度。角度编码器9的安装方式是现有技术，不再详细描述。

所述全向轮3包括轮辋30以及轮胎31，所述轮辋30外形为圆锥形结构、内部中空，所述轮辋30周向外表面设置外形为圆锥形的轮胎31，所述轮胎31通过浇筑在所述轮辋30上同时实现轮胎31成型以及安装在所述轮辋30上。其中，所述轮毂是高压压铸的方式浇筑而成，或者通过机加工成型。外形为圆锥形，外面套的轮胎31也为圆锥形。轮胎31选用橡胶或聚氨酯材质，可适当的减小地面不平整造成对车辆的冲击；轮胎31通过胶粘或通过模具直接浇筑于轮辋30之上。轮辋30内有车轮安装面32，车轮安装面32通过螺栓固定在连接盘18之上。本发明的圆锥形车轮中轮辋30轮胎31一体化，该圆锥形车轮结构紧凑，负载能力大。在转弯过程中能显著降低轮胎31与地面之间的滑动摩擦力，降低轮胎31的磨损及对路面的破坏。

所述桥壳7上设置车桥固定销轴孔16，所述车桥通过设置在所述车桥固定销轴孔16内的销轴与整体相连；所述桥壳7上方设置限位橡胶块12。该转向车桥采用模块化安装方式，本发明的转向车桥可以绕着销轴转动以保证在不平整的道路上车轮全部着地。所述限位橡胶块12位于桥壳7上方，在转向车桥绕固定销轴旋转时，能够限制车桥的旋转角度，防止桥壳7与车架发生碰撞。通过以上连接方式，转向车桥的两个轮系即可以绕着桥壳7进行转向，也可以绕着轮轴4轴线进行旋转。

本发明的转向桥在保证其上各轮独立360度转向的同时，又能够绕销轴旋转以调整整车的姿态。由于锥形的全向轮3与转向轴1均存在一定的角度，因此锥形的全向轮3与地面接触面积外缘为一个抛物线，在车轮转向过程中，靠近转向中心的轮胎半径较小、远离转向中心的轮胎半径较大，因此相较于传统舵轮等转向时，显著降低轮胎与地面之间的滑动摩擦力，降低轮胎的磨损及对路面的破坏。

具体实施时：需要转向时：所述转向电机带动所述转向减速器2转动，所述转向涡轮转动带动所述转向轴1旋转一定角度，与所述转向轴1固定的所述车轮安装座17转动，带动其上的全向轮3转动一定角度。通过转向编码器监测转向角度。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，而不是全部的实施方式，本发明的保护范围并不局限于此。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。应当指出，对于本领域的及任何熟悉本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思和本发明的原理的精神的前提下，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，及作出的若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种适用于全向车的转向车桥，包括桥壳，所述桥壳的两端分别设置全向轮，所述全向轮被转向装置带动转向，其特征在于：所述全向轮为圆锥形车轮并且其圆锥形周向外表面与地面接触；

所述转向装置包括被第一驱动机构带动旋转的转向轴，所述转向轴下端固定设置车轮安装座；所述全向轮固定在倾斜设置的轮轴上，所述轮轴通过第一轴承固定在所述车轮安装座上；

所述轮轴两端分别通过第一轴承设置在所述车轮安装座内部，所述轮轴为锥形体，所述第一轴承为圆锥滚子轴承；所述车轮安装座对应所述第一轴承的位置设置限位面；

所述桥壳上固定设置转向轴套，所述转向轴通过上、下两个第二轴承设置在所述转向轴套内部；所述转向轴套内设置上轴孔、中轴孔、下轴孔三个不同直径的轴孔，两个所述第二轴承分别于上轴孔、下轴孔配合，所述中轴孔直径小于上轴孔、下轴孔的直径；所述上轴孔的下端面以及所述下轴孔的上端面分别对其对应的第二轴承限位；

所述桥壳上设置车桥固定销轴孔，所述车桥通过设置在所述车桥固定销轴孔内的销轴与整体相连；所述桥壳上方设置限位橡胶块；

所述轮轴的下端端部设置固定设置连接盘，所述连接盘与所述全向轮的车轮安装面之间通过轮毂螺栓固定连接；

所述第一驱动机构包括固定设置在所述桥壳上的转向电机，所述转向电机连接转向电机减速器，所述转向电机减速器的输出轴连接转向减速器，所述转向减速器包括转向蜗杆，所述转向蜗杆与转向蜗轮啮合；所述转向蜗轮与所述转向轴固定并且轴线重合；

所述蜗杆一端连接所述转向减速器的输出轴，所述蜗杆另一端设置角度编码器；

所述全向轮包括轮辋以及轮胎，所述轮辋外形为圆锥形结构、内部中空，所述轮辋周向外表面设置外形为圆锥形的轮胎，所述轮胎通过浇注在所述轮辋上同时实现轮胎成型以及安装在所述轮辋上。