专利名称：原地转向及万向行走系统的制作方法
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。
图1是本发明的一种三轮结构的俯视2是本发明的一种三轮结构的侧视3是本发明的一种三轮结构的后视4是本发明的一种四轮结构示意5是一种全部车轮都使用本发明的结构示意例说明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
具体实施例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。
权利要求
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。
全文摘要
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。
文档编号B62D15/00GK102009691SQ20101054796
公开日2011年4月13日 申请日期2010年11月17日 优先权日2010年11月17日
发明者许伟琦 申请人:许伟琦