CN102009691A - 原地转向及万向行走系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆原地转向及万向行走系统，它包括车架、转向悬架以及置于转向悬架上的动力系统、传动装置和驱动轮；驱动轮同时又是转向轮，可以跟随转向悬架做360°旋转；转向悬架可以做360度旋转；转向时，动力系统、传动装置和转向悬架以及驱动轮一起转动相同的角度，并且驱动轮在转向时可以全时提供动力输出。本发明能显著提高车辆的灵活性，可以实现车辆在原地360°内任意角度旋转；而且可以在不设置倒车档的情况下，实现倒车；并能随意改变车辆的行驶方向，实现万向行驶，可用于制造万向车、探测器车，也可用于普通车辆、轮椅等各种轮式车辆。

Description

原地转向及万向行走系统

技术领域

本发明涉及到车辆的一种转向和行走系统，尤其是能进行原地转向和万向行走的系统。

背景技术

目前的汽车、正三轮车、倒三轮车、电动汽车、探测器车和工程车等车辆，普遍采用常规的转向轮平行转向模式，这种转向模式存在以下不足：1、转向半径大，不适合在狭窄的空间使用(比如越来越拥挤的城市)；2、不够灵活、机动性能差，必须车身转向才能改变行走方向，特别是对于高度自动化智能化的探测器车(比如月球车、无人探测车等)，灵活性和机动性是非常重要的；3、在位置受限时需要转向掉头，需反复进出，浪费时间精力且操控性差。

目前能够进行原地转向的车辆普遍采用可以自由运动的万向转向轮，比如机动轮椅和专利号为ZL200820113699.2的电动汽车电子转向系统，使用这种万向转向轮的车辆存在以下不足：1、安全性能差，稳定性能差，有失控或者侧翻的可能，比如当该车辆经过一个斜坡，特别是横向的斜坡(即斜坡的高位和低位分别位于车辆行走方向的两侧时)，车辆在自身的重力下将倾向于沿着斜坡行进，向斜坡的低位行进或失控或侧翻；2、机动性和灵活性差，必须要车身转向才能改变行走方向，不具备万向行走的能力。

发明内容

为了解决现有车辆转向半径大、灵活性机动性差、安全性稳定性差、不能万向行走等不足，本发明提供一种原地转向及万向行走系统，该原地转向及万向行走系统可以显著提高车辆的机动性、灵活性、安全性、稳定性，并且可以使车辆安全稳定的进行360°原地转向，还可以使车辆在不改变车身方向时，改变行走方向，具有万向行走的能力！

为解决上述技术问题，本发明提供的技术解决方案为：车辆原地转向及万向行走系统：驱动轮同时又是转向轮；驱动轮、动力系统、传动装置都设置在转向悬架上，驱动轮位于转向悬架的底端，转向轴位于转向悬架的顶端，动力系统和传动装置通常位于转向悬架的侧面，也可以设置在转向悬架的任何部位，只要不影响转向和动力输出即可；动力系统、传动装置和驱动轮可以随转向悬架，在360°内以转向轴为轴心做任意角度的旋转；并且在转向悬架转动时，动力系统可以对驱动轮全时提供动力输出，即驱动轮可以在360°内的任意角度输出驱动力，使车辆产生向该角度行进的趋势。

车辆的车轮可以全部都使用所述原地转向及万向行走系统，也可以采用2个自由轮和1个所诉原地转向及万向行走系统，或者是采用2个所述自由轮、1个万向轮和1个所述原地转向及万向行走系统。

所述自由轮：两个自由轮完全独立，可以自由转动但不可以转向，且两自由轮同为前轮或者同为后轮。

所诉万向轮：万向轮和驱动轮同为后轮或者同为前轮，万向轮跟普通万向轮一样，根据受力情况偏转转向角度，并能在360°内偏转任意角度。并且能够理想适应车辆的直线、倒退、转向、原地360°内任意角度转向的要求。通常车辆采用4轮结构时才会使用万向轮。

所述动力系统：可以是内燃机也可以是电动机，或者是别的能够提供动力的设备，且动力系统可以是独立的，通过传动装置向驱动轮提供驱动力，也可以是和轮毂结合成一体，直接向驱动轮提供驱动力。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明使车辆可以安全稳定的进行原地转向，并且可以安全稳定的通过横向斜坡。2、本发明使车辆具有了万向行走的能力，可以随时向任意方向行进。3、本发明的动力系统和转向系统都置于转向悬架上，简化了车辆底盘的结构。4、本发明可以取消复杂的倒档变速箱，通过使驱动轮旋转180°实现倒车。

附图说明

图1是本发明的一种三轮结构的俯视图

图2是本发明的一种三轮结构的侧视图

图3是本发明的一种三轮结构的后视图

图4是本发明的一种四轮结构示意图

图5是一种全部车轮都使用本发明的结构示意图

图例说明

1、驱动轮    2、转向悬架    3、动力系统

4、车架      5、自由轮      6、轮毂

7、转向轴    8、传动装置    9、万向轮

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明

如图1、图2、图3所示，本发明原地转向及万向行走系统，它的结构为驱动轮1装设于转向悬架2的底端，动力系统3和传动装置8装设于转向悬架2的侧面并能向驱动轮1输出驱动力，转向轴7装设于转向悬架2的顶端，转向轴7和车架4相连接，转向轴7的作用是连接转向悬架2和车架4，并保证转向悬架2可以相对于车架4做360°旋转；转向轴7的延长线和驱动轮1的直径延长线重合。两个自由轮5位于车架的另一端并且同轴。自由轮5无动力也不可以转向但可以自由转动，仅提供支撑作用。驱动轮1在两个自由轮5轮轴的垂直平分线上。因驱动轮1、动力系统3、传动装置8都装设于转向悬架2上，且可以随转向悬架2转至360°内的任意角度并输出驱动力，故驱动轮1可以在360°内向任意方向输出驱动力，同时两个自由轮5是同轴的且可以自由转动，所以车架4可以向任意方向行进。

图4是一种使用本发明的四轮车示意图，如图4所示：万向轮9和驱动轮1同为前轮或者同为后轮，两个自由轮5同为后轮或者同为前轮；当驱动轮1向任意方向输出驱动力时，万向轮9都会根据受力的不同旋转到合适的角度，同时因两个自由轮5是同轴的且可以自由转动，所以车辆可以向任意方向行进。

图5是一种全部车轮都使用本发明的示意图，如图5所示：全部车轮(图中是四个车轮，也可以任意数量的车轮)都是驱动轮1，即所有车轮都使用了所述原地转向及万向行走系统；转向时，全部驱动轮1都转动相同的角度并输出驱动力，车身4将向该方向行进，但车身4的角度并没有变化。即可以不改变车身4的角度，实现车身4横向移动或者后退或者斜向行走等。可以向任意方向行走，实现万向行走。

Claims (5)

1.一种原地转向及万向行走系统，包括驱动轮、自由轮、车架、转向悬架、转向轴、动力系统、传动装置、轮毂，其车轮布局可以是正三轮或倒三轮或四轮或任意数量的车轮，其特征是：驱动轮同时又是转向轮，在正时针或逆时针360°内驱动轮可以旋转至任意角度并输出驱动力，动力系统、传动装置和驱动轮设置在转向悬架上，可以随转向悬架在360°内做任意角度的旋转，并且在转向悬架转动时，动力系统可以对驱动轮全时提供动力输出。

2.根据权利要求1所述的原地转向及万向行走系统，其特征是：所述驱动轮同时又是转向轮，能随转向悬架一起转动，并且能在任意角度接受并输出驱动力，当驱动轮旋转90°并输出驱动力，可以使车辆原地转向，当驱动轮旋转180°并输出驱动力，可以使车辆在没有倒档的前提下实现倒车。

3.根据权利要求1和2所述动力系统可以是内燃机也可以是电动机，或者是别的能够提供动力的设备，且动力系统可以是独立的，通过传动装置向驱动轮提供驱动力，也可以是和轮毂结合成一体，直接向驱动轮提供驱动力。

4.根据权利要求1至3所述的原地转向及万向行走系统，其特征是：所述转向悬架、转向轴、传动装置、动力系统和驱动轮一起构成一个动力转向模块，动力系统、传动装置、驱动轮都设置在转向悬架上，转向悬架通过转向轴与车架连接，转向轴直接与车架连接或者通过独立减震器与车架连接。

5.根据权利要求1至4所述的原地转向及万向行走系统，其特征在于，无论车辆采用何种车轮布局结构，所有车轮均可使用所述原地转向及万向行走系统(如前面所定义的)，转向时，所有车轮一起转过相同的角度并同时输出驱动力，使车辆不必转向即可向驱动轮所指的方向运动。

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