[发明专利]一种自由转动电驱动万向轮

说明书

本发明提供一种自由转动电驱动万向轮，包括轮桥，轮桥的两侧通过平衡机构安装有两个电动轮组成的轮组，轮桥顶部通过嵌设偏心的第一轴承转动连接有连杆外套，第一轴承的内部固定套接有和轮桥固定的连杆，连杆的外侧安装有通讯导电部和供电导电部，轮桥的内部安装设有电子陀螺仪。本发明连杆在外套内的转动配合，使电动轮组中心轴绕连杆轴线进行偏心转动，使得万向轮在使用过程中具备灵活的转向（被动转向）功能，其中万向轮内部的供电和通讯电线经中空的连杆内部通过，再和控制板连接，由于轮桥和连杆是随动的，而且万向轮的通讯导电部以及供电导电部可以选用环状电极或者次级线圈，所以不会有导线缠绕以及导线断裂的问题。

技术领域

本发明属于驱动轮技术领域，具体涉及一种自由转动电驱动万向轮。

背景技术

普通的医疗平车和电脑椅用的万向轮是利用支撑点偏移轮子轴心正上方，不锁定轮子的方向，拖动时，轮子会自动运动到支撑点之后（相对于运动方向），并且使轮子的指向和运动方向同向，从而顺应平车的主运动方向，达到既能提供轮子支撑，又能顺应车子运动方向的功能。但是要改变万向轮为电动轮，就非常困难，由于支撑点偏离轴心正上方，轮子本身由电机驱动就会造成轮子的转向力矩，如果不能精确控制转向力矩，就会造成轮子指向性转变，从而和主运动方向偏离，进而影响平车的运动，如果加装转向电机带动减速齿轮去控制电动万向轮的方向，一方面增加了成本和降低可靠性，另一方面在转向电机断电时，方向锁定力矩较大，很难实现被动万向轮的功能。

为了使得电动万向轮正常工作，需要使用导线来连接万向轮和车体，如果导线直接连接到车体，在万向轮自由转向时，将不可避免的出现导线缠绕问题，反复的发生缠绕，极易造成导线断裂，甚至引发短路。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自由转动电驱动万向轮，旨在解决现有电动驱动方式的万向轮在使用过程中存在供电导线发生缠绕以及轮组转动不稳定的问题，旨在生产一个能够像普通非电动万向轮一样灵活转向，又能够实现灵活并稳定的电动驱动，并且在使用过程中避免供电导线发生缠绕的电动万向轮，而且还能够在需要时、驱动故障时或电力不足时，不经过特殊转换就恢复被动万向的人力推动方式电驱动万向轮。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自由转动电驱动万向轮，包括轮桥，所述轮桥的两侧通过平衡机构安装有两个电动轮组成的轮组，所述轮桥顶部通过嵌设偏心的第一轴承转动连接有连杆外套，所述第一轴承的内部固定套接有连杆，所述连杆的外侧安装有通讯导电部和供电导电部，所述连杆的顶端安装有用于万向轮转动反馈的角度传感器，所述轮桥的内部安装有驱动控制板，所述驱动控制板集成有通讯模块、控制模块和电机驱动模块，所述轮桥的内部安装设有用于轮组行进感知轮组的旋转加速度和直线加速度的电子陀螺仪。

为了使得增加连杆外套与连杆连接的防水密封性，作为本发明一种优选方案：所述第一轴承与连杆外套的套接处安装有起到密封作用的密封圈。

为了使得对驱动控制板进行安装，作为本发明一种优选方案：所述轮桥的内部安装有控制板安装板，所述驱动控制板安装于控制板安装板的顶部，且驱动控制板的外部包覆有防水套。

为了使得通过第二轴承稳定的连接连杆和外套的，作为本发明一种优选方案：所述连杆外套的内部安装有第二轴承，所述第二轴承的内圈套设于连杆的外部，所述角度传感器的输入轴与连杆外套的顶部顶端固定连接，所述连杆外套的内部还固定设有与通讯导电部和供电导电部位置相对并适配的通讯导电电刷和供电导电电刷或初级线圈，所述通讯导电部和供电导电部可为套接在连杆外部的环状电极或次级线圈，所述连杆外套的外部还固定设有固定耳，所述固定耳的表面开设有多个安装孔。

为了使得对万向轮进行控制，作为本发明一种优选方案：所述通讯导电部通过导线穿过连杆与通讯模块电性连接，所述供电导电部通过导线与电机驱动模块、角度传感器和电子陀螺仪电性连接，所述电机驱动模块与轮组的电机电性连接，根据需要，控制板可控制两个无刷电机轮同步运动，也可控制两个无刷电机轮差速运动，从而实现万向轮的主动直线运行和主动转向运行。