一种驱动转向机构、转向架及控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及轨道交通技术领域，具体而言，涉及一种驱动转向机构及转向架。


背景技术：

2.目前，现有的轨道交通用转向机构在为了保证一定驱动力，因此，转向机构的体积设计较大，导致其占用的车辆走行通道体积大，从而在实际使用过程中需要走行通道具有更大的体积。
3.有鉴于此，特提出本技术。


技术实现要素：

4.本实用新型的第一个目的在于提供一种驱动转向机构，其能够在保证驱动机构驱动力充足的前提下，在有限的走行空间中，充分的利用走行空间的体积，缩小驱动机构的尺寸，从而使得整个转向机构能够充分的利用走行空间的尺寸，获得最大的驱动力。
5.本实用新型的第二个目的在于提供一种驱动转向架，其与传统转向架相比，占用体积更小，能够有效的缩小整体体积，从而使得整个转向架更加的灵活。
6.本发明的第三个目的在于提供一种驱动转向机构的控制系统，其能够快速的检测出转向机构两侧与行走空间导向板之间的间距，从而通过间距的大小，调整两侧走行轮的转速，从而有效的控制转向机构。
7.本实用新型的实施例是这样实现的：
8.一种驱动转向机构，包括：机架以及与其连接的走行轮和驱动机构，驱动机构具有独立转动的第一转轴和第二转轴；第一转轴和第二转轴分别连接有走行轮；第一转轴、第二转轴与驱动机构走行方向之间预设夹角α,α大于75
°
，小于105
°
；
9.第一转轴的中轴线同第二转轴的中轴线之间的距离l大于0，并且l小于走行轮的直径。
10.进一步地，走行轮包括同第一转轴连接的第一走行轮以及同第二转轴连接的第二走行轮；第一走行轮的中轴线和第二走行轮的中轴线重合。
11.进一步地，第一转轴连接有第一传动齿轮，第一走行轮设有同第一传动齿轮啮合的第一从动齿轮；
12.第二转轴连接有第二传动齿轮，第二走行轮设有同第二传动齿轮啮合的第二从动齿轮。
13.进一步地，第一传动齿轮位于第一走行轮的轮辋以内；第二传动齿轮位于第二走行轮的轮辋以内。
14.进一步地，转向机构还包括：测距模块和主控模块；测距模块设于机架，用于检测其与导向板之间的距离；
15.主控模块设于机架，且主控模块分别同测距模块和驱动机构通信连接；用于接收测距模块发出的距离数据，并对应调整第一转轴和第二转轴的转速。
16.进一步地，沿转向机构运动方向，多个测距模块间隔设置。
17.进一步地，机架设有限位组件；限位组件包括可转动设于机架的限位导向轮，限位导向轮同走行空间之间和/或导向板之间具有预设间隙。
18.进一步地，转向机构还包括紧急制动装置，紧急制动装置同主控模块通信连接。
19.一种驱动转向架，包括：连接架和上述驱动转向机构；两个驱动转向机构分别设于连接架两端。
20.一种驱动转向机构的控制系统，包括：测距模块和主控模块，利用测距模块测量其同走行空间的导向板之间的距离，并将距离信息通过电信号输送至主控模块；
21.主控模块根据距离信息，单独控制第一转轴和第二转轴的转速，调整测距模块测量其同走行空间的导向板之间的距离；
22.测距模块测量调整后其与走行空间的导向板之间的距离，并将距离信息通过电信号输送至主控模块，主控模块进一步修正第一转轴和第二转轴的转速。
23.本实用新型实施例的有益效果是：
24.本实用新型实施例提供的驱动转向机构，能够利用驱动机构中的第一转轴和第二转轴独立转动，从而使得第一转轴和第二转轴连接的走行轮单独的转动，从而通过转速的不同调整转向机构的行走角度；此外，第一转轴的中轴线与第二转轴的中轴线之间的距离l小于走行轮的直径，从而保证了第一转轴和第二转轴之间的间距，进而使得驱动机构在保证充足的驱动力的前提下，缩小驱动机构的体积，从而有效的缩小了转向机构的体积。
25.总体而言，本实用新型实施例提供的一种驱动转向机构，其能够在保证驱动机构驱动力充足的前提下，在有限的走行空间中，充分的利用走行空间的体积，缩小驱动机构的尺寸，从而使得整个转向机构能够充分的利用走行空间的尺寸，获得最大的驱动力。一种驱动转向架，基于上述驱动转向机构实现，其与传统转向架相比，占用体积更小，能够有效的缩小整体体积，从而使得整个转向架更加的灵活。一种驱动转向架控制系统，基于上述驱动转向机构实现，其能够快速的检测出转向机构两侧与行走空间导向板之间的间距，从而通过间距的大小，调整两侧走行轮的转速，从而有效的控制转向机构。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
27.图1为本实用新型实施例提供的驱动转向机构的立体图；
28.图2为本实用新型实施例提供的驱动转向机构的结构示意图；
29.图3为本实用新型实施例提供的第一转轴和第二转轴的距离示意图；
30.图4为本实用新型实施例提供的驱动转向机构的侧视图；
31.图5为图4中a处的放大图；
32.图6为本实用新型实施例提供的机架的结构示意图；
33.图7位本实用新型实施例提供的驱动转向架的结构示意图；
34.图8位本实用新型实施例提供的驱动转向架的安装结构示意图。
35.图标：1000
‑
驱动转向机构、2000
‑
连接架；
[0036]1‑
机架、2
‑
第一转轴、3
‑
第二转轴、4
‑
第一电机、5
‑
第二电机、 6
‑
第一固定轴、7
‑
第二固定轴、8
‑
第一走行轮、9
‑
第二走行轮、10
‑
第一安装仓、11
‑
第二安装仓、12
‑
第一密封端盖、13
‑
第二密封端盖、14
‑ꢀ
第一传动齿轮、15
‑
第一从动齿轮、16
‑
第二传动齿轮、17
‑
第二从动齿轮、18
‑
第一模块组、19
‑
第二模块组、20
‑
第三模块组、21
‑
主控模块、 22
‑
导向板、23
‑
第一限位轮组、24
‑
第二限位轮组、25
‑
紧急制动装置、 26
‑
底部安全轮。
具体实施方式
[0037]
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0038]
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0039]
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。
[0040]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0041]
此外，术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。如“平行”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加平行，并不是表示该结构一定要完全平行，而是可以稍微倾斜。
[0042]
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0043]
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0044]
实施例
[0045]
请参照图1
‑
6，本实施例提供一种驱动转向机构，包括：驱动转向机构1000、连接架2000；机架1、第一转轴2、第二转轴3、第一电机4、第二电机5、第一固定轴6、第二固定轴7、第一走行轮8、第二走行轮9、第一安装仓10、第二安装仓11、第一密封端盖12、第二密封端盖
13、第一传动齿轮14、第一从动齿轮15、第二传动齿轮16、第二从动齿轮17、第一模块组18、第二模块组19、第三模块组20、主控模块21、导向板22、第一限位轮组23、第二限位轮组 24、紧急制动装置25、底部安全轮26。
[0046]
驱动机构设于机架1，且驱动机构具有独立转动的第一转轴2和第二转轴3；第一转轴2和第二转轴3分别连接有走行轮；第一转轴2、第二转轴3与驱动机构走行方向之间预设夹角α,α大于75
°
，小于105
°
；
[0047]
第一转轴2的中轴线同第二转轴3的中轴线之间的距离l大于0，并且l小于走行轮的直径。
[0048]
能够利用驱动机构中的第一转轴2和第二转轴3独立转动，从而使得第一转轴2和第二转轴3连接的走行轮单独的转动，从而通过转速的不同调整转向机构的行走角度；此外，第一转轴2的中轴线与第二转轴3的中轴线之间的距离l小于走行轮的直径，从而保证了第一转轴2和第二转轴3之间的间距，进而使得驱动机构的体积变小，从而有效的缩小了转向机构的体积。
[0049]
总体而言，本实用新型实施例提供的一种驱动转向机构1000，其能够在保证驱动机构驱动力充足的前提下，在有限的走行空间中，充分的利用走行空间的体积，缩小驱动机构的尺寸，从而使得整个转向机构能够充分的利用走行空间的尺寸，获得最大的驱动力。
[0050]
通过上述设计，能够通过缩小转向机构的体积，从而能够适应较小的走行通道的体积，进而能够适用较小的轨道梁。
[0051]
需要注意的是，为了进一步的缩小转向机构占用的体积，本实施了中驱动机构包括第一电机4和第二电机5，第一电机4的输出轴同第一转轴2连接，第二电机5的输出轴同第二转轴3连接，且第一电机4的输出轴同第一转轴2位于同一中心轴线；第二电机5的输出轴和第二转轴3位于同一中心轴线。从而通过此种直接驱动的方式，进一步的减小了体积，此外，独立转动的第一转轴2和第二转轴3；第一转轴2和第二转轴3分别连接有走行轮；第一转轴2、第二转轴3 与驱动机构走行方向之间预设夹角α,α大于75
°
，小于105
°
；优选为90
°
；从而实现了第一电机4和第二电机5横向设置(第一电机4和第二电机5的中心轴线同转向机构的行走方向垂直)，从而进一步地，对转向机构的体积进行了压缩。
[0052]
进一步地，为了避免第一走行轮8和第二走行轮9在运动过程中产生机械冲突，本实施例中，第一转轴2的中轴线同第二转轴3的中轴线之间的距离l大于走行轮的半径。
[0053]
进一步地，为了保证转向机构在运行时的稳定性，本实施例中，走行轮包括同第一转轴2连接的第一走行轮8以及同第二转轴3连接的第二走行轮9；第一走行轮8的中轴线和第二走行轮9的中轴线重合。
[0054]
本实施了中，机架1两侧分别设有第一固定轴6和第二固定轴7，第一走行轮8设于第一固定轴6，第二走行轮9设于第二固定轴7，从而保证了第一走行轮8和第二走行轮9位于同一中轴线，进而使得转向机构运动更佳平稳。
[0055]
此外，本实施例中，机架1具有用于安装第一电机4和第二电机 5的第一安装仓10和第二安装仓11，在具体安装过程中，可将第一安装仓10和第二安装仓11的仓壁作为第一电机4和第二电机5的电机壳，从而进一步的缩小第一电机4和第二电机5的占用体积。此外，第一电机4和第二电机5均包括定子和转子，此为本领域常规的电机的内部结构，这里不做赘述。
[0056]
另外，在实际使用过程中，机架1两侧分别设有第一密封端盖 12和第二密封端盖13，第一密封端盖12开设有便于第一转轴2穿过的第一通孔(图未视)，第二密封端盖13开设有便于第二转轴3穿过的第二通孔(图未视)。并且第一固定轴6和第二固定轴7分别设于第一密封端盖12和第二密封端盖13，从而通过第一密封端盖12和第二密封端盖13为第一固定轴6和第二固定轴7提供充足的安装空间，并且在第一安装仓10和第二安装仓11之间的距离很小时，也不会影响第一固定轴6和第二固定轴7的安装。
[0057]
此外，本实施例中，第一转轴2远离第一密封端盖12的一端同第二密封端盖13可转动连接；第二转轴3远离第二密封端盖13的一端同第一密封端盖12可转动连接。
[0058]
具体地，第一密封端盖12和第二密封端盖13之间的距离全覆盖走行方向两侧走行轮之间的距离d。通过此种设计，能够保证第一电机4和第二电机5的宽度占据第一走行轮8和第二走行轮9之间的宽度，并且第一电机4和第二电机5并联设置。
[0059]
通过上述设计，能够极大程度的利用空间，并且保证了第一转轴 2和第二转轴3的稳定性，从而保证第一转轴2和第二转轴3能够具有更大的驱动力。
[0060]
进一步地，为了保证第一走行轮8和第二走行轮9能够获得更大的驱动力，并且在运动过程中更加的稳定，本实施例中，第一转轴2 连接有第一传动齿轮14，第一走行轮8设有同第一传动齿轮14啮合的第一从动齿轮15；
[0061]
第二转轴3连接有第二传动齿轮16，第二走行轮9设有同第二传动齿轮16啮合的第二从动齿轮17。
[0062]
此外，第一传动齿轮14位于第一走行轮8的轮辋以内；第二传动齿轮16位于第二走行轮9的轮辋以内。
[0063]
其中第一从动齿轮15设于第一固定轴6，第二从动齿轮17设于第二固定轴7，且第一传动齿轮14的直径小于第一从动齿轮15的直径，第二传动齿轮16的直径小于第二从动齿轮17的直径。
[0064]
通过上述设计，能够通过第一传动齿轮14和第二传动齿轮16 对第一转轴2和第二转轴3的驱动力进行一级传动，既能够使得作用在第一走行轮8和第二走行轮9上的驱动力增大，而且能够保证第一走行轮8和第二走行轮9在运动时的稳定性，并且通过一级传动的方式，能够形成一次减速效果；从而能够在转向机构体积缩小的情况下，保证获取更大的驱动力，从而能够使得走行轮的尺寸变大，进而利用较小的驱动机构的体积，带动较大的走行轮运动，从而获取更大的驱动力和较小的转速、对路况更好的适应性。
[0065]
进一步地，为了防止转向机构脱轨，本实施例中特意增设了测距模块和主控模块21；测距模块设于机架1，用于检测其与导向板22 之间的距离；
[0066]
主控模块21分别同测距模块和驱动机构通信连接；用于接收测距模块发出的距离数据，并对应调整第一转轴2和第二转轴3的转速。
[0067]
其中，沿转向机构运动方向，多组测距模块间隔设置。本实施例中测距模块优选为三组，且三组测距模块均匀间隔分布(分别为第一模块组18、第二模块组19和第三模块组20)。
[0068]
每组测距模块均包括两个结构相同的测距传感器，且每组测距模块中的两个测距传感器间隔设置，能够分别测得其与导向板22之间的距离，并且将测得的数据反馈至主控模块21，通过主控模块21分析两组数据之间的差值，从而对应调整第一转轴2和第二转轴3
的转速，从而使得整个转向机构回归直线的位置(此时，两个测距传感器检测到其与导向板22之间的距离相等)。
[0069]
通过三组测距模块，能够单独检测其与导向板22之间的距离，具体检测方式和上述检测方式相同，当第一模块组18检测完成，将数据反馈给主控模块21，主控模块21对应调整第一转轴2和第二转轴3的转速后，利用第二模块组19再次进行测量，确认整体位置是否调整正确，如果第二模块组19中的两个测距传感器测得的数据相同，则表示转向机构同导向板22处于平行状态，如果数据不同，则反馈至主控模块21，主控模块21再次调整第一转轴2和第二转轴3 的转速，调整完成后，再次利用第三模块组20，再次进行检测，并反馈数据。
[0070]
通过此种设计，能够在三组测距模块的作用下，对三组测距模块与导向板22之间的间距分别进行测量，并反馈主控模块21对第一转轴2和第二转轴3的转速进行调整。既能够保证数据正确性，又能够通过此种方式进行层层检测，确保转向机构始终与导向板22保持平行状态，从而能够从根本上防止脱轨事件的发生。
[0071]
本实施例中，主控模块21可采用单片机或者微型计算机的形式，次种设计为本领域现有技术中常用的控制方式，在此不做赘述。
[0072]
此外，为了进一步防止发生脱轨时间发生，本实施例中还特意增设了限位组件；限位组件包括可转动设于机架1的限位导向轮，限位导向轮同走行空间之间和/或导向板22之间具有预设间隙。
[0073]
本实施例中，限位组件有两组(第一限位轮组23和第二限位轮组24)，第一限位轮组23和第二限位轮组24均包括两个限位导向轮，且在具体安装时，第一组限位轮组位于第一组测距模块和第二组测距模块之间，第二组限位轮组位于第二组测距模块和第三组测距模块之间。
[0074]
在本实施例中，导向板22的设置方式有两种，一种为板状另一种为块状；请结合图4、图5，当导向板22为板状时，第一限位轮组23和第二限位轮组24中的两个限位导向轮之间均具有导向板22穿过的导向通道(图未视)，此时两个限位导向轮分别同导向板22两个侧壁接触；每组测距模块中的两个距离传感器之间均具有导向板22 穿过的活动通道(图未视)，两个距离传感器分别朝向导向板22，分别测得其与导向板22之间的距离。且导向通道和活动通道同轴线设置，保证导向板22能够依次穿过。
[0075]
当导向板22为块状时(图未视)，导向板22底部延期轴向开设有限位槽，第一限位轮组23和第二限位轮组24中的两个限位导向轮分别于限位槽的侧壁接触；并且每组测距模块中的两个距离传感器相互靠近，并且分别朝向导向槽侧壁方向设置，测量其与导向槽侧壁之间的距离。两种导向板22的设置方式，并不会影响测距模块和主控模块21的整体配合，整个测量的原理并没有发生任何改变。本实施例中采用的是导向板22为板状的形式，但是在具体使用过程中也可根据使用场景的不同采用不同的形式。这里不做赘述。
[0076]
进一步地，为了保证整个装置的安全性，本实施例中特意增设了紧急制动装置25，紧急制动装置25同主控模块21通信连接。当发生紧急情况时，能够通过主控模块21控制紧急制动装置25开启，从而实现整个装盒子的紧急制动。例如，当每组中的两个距离传感器测得其与导向板22之间距离的差距大于主控模块21中预设的最大值时，此时有可能发生脱轨事故，故当距离传感器将距离信息传送至主控模块21，主控模块21分析数据之后，立即做出反应，控制紧急制动装置25开启，紧急制动。
[0077]
本实施例中，紧急制动装置25采用常规现有技术中的刹车装置，此为本领域常规现有技术中的成熟技术，这里不做赘述。
[0078]
此外，为了使得整个装置更加的稳定，本实施例中，在机架1 底部还设有可转动地底部安全轮26，底部安全轮26为四个，且沿机架1的周向均匀分布。
[0079]
此外，请结合图7，本实施例还提供了一种驱动转向架，包括：连接架2000和上述驱动转向机构1000；两个驱动转向机构1000分别设于连接架2000两端。通过两个驱动转向机构1000的配合工作，以使整个转向架能够稳定的在两根轨道上正常运行。
[0080]
另外，本实施例还提供了一种转向机构的控制系统，包括：测距模块和主控模块21，利用测距模块测量其同走行空间的导向板22之间的距离，并将距离信息通过电信号输送至主控模块21；
[0081]
主控模块21根据距离信息，单独控制第一转轴2和第二转轴3 的转速，调整测距模块测量其同走行空间的导向板22之间的距离；
[0082]
测距模块测量调整后其与走行空间的导向板22之间的距离，并将距离信息通过电信号输送至主控模块21，主控模块21进一步修正第一转轴2和第二转轴3的转速。
[0083]
需要注意的是，本实施例中的控制系统基于上述驱动转向机构 1000实现，具体的测距模块和主控模块21均为驱动转向机构1000 中的结构。
[0084]
通过第一组测距模块检测两个距离传感器与导向板22之间的距离，将数据反馈给主控模块21，主控模块21对应调整第一转轴2和第二转轴3的转速后，利用第二组测距模块再次进行测量，确认整体位置是否调整正确，如果第二组测距模块中的两个测距传感器测得的数据相同，则表示转向机构同导向板22处于平行状态，如果数据不同，则反馈至主控模块21，主控模块21再次调整第一转轴2和第二转轴3的转速，调整完成后，再次利用第三组测距模块，再次进行检测，并反馈数据。
[0085]
综上所述，本实用新型实施例提供的一种驱动转向机构1000，其能够在保证驱动机构驱动力充足的前提下，在有限的走行空间中，充分的利用走行空间的体积，缩小驱动机构的尺寸，从而使得整个转向机构能够充分的利用走行空间的尺寸，获得最大的驱动力。一种驱动转向架，基于上述驱动转向机构1000实现，其与传统转向架相比，占用体积更小，能够有效的缩小整体体积，从而使得整个转向架更加的灵活。一种驱动转向架控制系统，基于上述驱动转向机构1000实现，其能够快速的检测出转向机构两侧与行走空间导向板22之间的间距，从而通过间距的大小，调整两侧走行轮的转速，从而有效的控制转向机构。
[0086]
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。