具有轮子的驱动模块的制作方法

具有轮子的驱动模块
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2021年2月24日提交的韩国专利申请no.10-2021-0025051的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
3.本发明涉及一种具有轮子的驱动模块，更具体地说，涉及一种具有自由度增加的轮子的驱动模块。


背景技术：

4.技术范例正在从使用内燃机作为动力源的车辆转变为使用电机作为动力源的电动车辆。此外，对安装有自动驾驶功能的机动车辆的需求越来越大。因此，积极地对使用电机作为动力源的机动车辆进行了各种研究。
5.机动车辆可用于各个领域。例如，机动车辆不仅可用于运送人员，还可用于投递货物。然而，在现有技术中，根据机动车辆行驶的地面环境，在移动机动车辆方面存在限制，并且该限制是阻碍机动车辆发展的障碍。


技术实现要素：

6.本发明旨在提供一种具有新颖结构的驱动模块，与现有技术相比，该驱动模块可以具有多种自由度，从而应对外部因素(比如，地面环境)的变化。
7.在一个方面，本发明提供一种驱动模块，其可以包括：轮子、驱动部件以及传感器部件；所述驱动部件的一侧连接到轮子；所述传感器部件配置为检测驱动部件的运动，其中驱动部件可以包括：第一电机、第二电机以及第三电机，所述第一电机具有第一旋转轴并且配置为使轮子围绕第一旋转轴旋转；所述第二电机具有在轮子的径向方向r上与第一旋转轴间隔开的第二旋转轴，所述第二电机配置为使轮子围绕所述第二旋转轴旋转；所述第三电机具有在与第一旋转轴和第二旋转轴交叉的方向上延伸的第三旋转轴，所述第三电机配置为使轮子围绕第三旋转轴转向；其中传感器部件包括：第一传感器、第二传感器以及第三传感器，所述第一传感器配置为检测第一旋转轴的运动；所述第二传感器配置为检测第二旋转轴的运动；所述第三传感器配置为检测第三旋转轴的运动。
8.第一旋转轴可以布置在轮子的径向方向r上的中心处，第一电机可以使轮子围绕第一旋转轴自转运动。第二电机可以使轮子围绕第二旋转轴公转运动。第一旋转轴和第二旋转轴可以彼此平行地设置。第一旋转轴和第二旋转轴之间的距离可以小于轮子的半径。第三旋转轴可以设置为与第一旋转轴和第二旋转轴垂直。
9.当第二旋转轴具有预定的旋转角度时，第一旋转轴的延伸线和第三旋转轴的延伸线可以彼此正交。第二旋转轴的延伸线和第三旋转轴的延伸线可以彼此正交。
10.驱动模块可以进一步包括：第二旋转轴容纳构件、第三旋转轴容纳构件以及连接构件，所述第二旋转轴容纳构件设置在第二电机的第一侧并且配置为容纳第二旋转轴；所
述第三旋转轴容纳构件设置在第三电机的第一侧并且配置为容纳第三旋转轴；所述连接构件连接到第二旋转轴容纳构件的在轮子的宽度方向w上的第一侧并且设置在第二旋转轴容纳构件和第一电机之间。
11.第三旋转轴容纳构件可以设置为连接到第二旋转轴容纳构件的在轮子的宽度方向w上的第二侧。第三旋转轴可以固定地连接到第二旋转轴容纳构件。连接构件可以固定地连接到第一电机和第二旋转轴容纳构件。
12.驱动模块可以进一步包括：第二旋转轴容纳构件和第三旋转轴容纳构件，所述第二旋转轴容纳构件设置在第二电机的第一侧并且配置为容纳第二旋转轴；所述第三旋转轴容纳构件设置在第三电机的第一侧并且配置为容纳第三旋转轴；其中第三旋转轴容纳构件的在径向方向r上的第一侧面对第一电机，第三旋转轴容纳构件的在径向方向r上的第二侧面对第二旋转轴容纳构件。
13.第三旋转轴可以固定地连接到第一电机。第三旋转轴可以固定地连接到第二旋转轴容纳构件。第二传感器可以设置在与轮子间隔开的第二旋转轴容纳构件的在宽度方向w上的两个相反端部的第一端部处，第三传感器可以设置在第三旋转轴容纳构件的在径向方向r上的两个相反端部的第二端部或外端部处。
14.第二传感器可以设置在与轮子相邻的第二旋转轴容纳构件的在宽度方向w上的两个相反端部的第一端部处，第三传感器可以设置在与轮子间隔开的第三旋转轴容纳构件的在宽度w上的两个相反端部的第一端部处。第二传感器可以设置在与轮子间隔开的第二旋转轴容纳构件的在轮子的宽度方向w上的两个相反端部的第一端部处，第三传感器可以设置在第三旋转轴容纳构件的在径向方向r上的两个相反端部的第二端部或下端部处。
15.第二传感器可以设置在与轮子相邻的第二旋转轴容纳构件的在轮子的宽度方向w上的两个相反端部的第一端部处，第三传感器可以设置在与轮子间隔开的第三旋转轴容纳构件的在宽度方向w上的两个相反端部的第一端部处。
16.根据本发明，可以提供一种具有新颖结构的驱动模块，与现有技术相比，该驱动模块可以具有多种自由度，从而应对外部因素(比如，地面环境)的变化。
附图说明
17.图1是示出根据本发明第一实施方式的驱动模块结构的透视图。
18.图2是示出根据本发明第一实施方式的驱动模块结构的前视图。
19.图3是示意性地示出根据本发明第一实施方式的驱动模块结构的示例的侧示意图。
20.图4是示意性地示出根据本发明第一实施方式的驱动模块结构的另一示例的侧示意图。
21.图5是示意性地示出根据本发明第二实施方式的驱动模块结构的示例的侧示意图。
22.图6是示意性地示出根据本发明第二实施方式的驱动模块结构的另一示例的侧示意图。
23.图7是示出根据本发明的驱动模块的第一工作示例的透视图。
24.图8是示出根据本发明的驱动模块的第一工作示例的俯视图。
25.图9是示出根据本发明的驱动模块的第二工作示例的透视图。
26.图10是示出根据本发明的驱动模块的第二工作示例的俯视图。
27.图11是示出根据本发明的驱动模块的第三工作示例的透视图。
28.图12是示出根据本发明的驱动模块的第三工作示例的俯视图。
具体实施方式
29.应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(suv)、大客车、大货车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。
30.尽管将示例性实施方式描述为利用多个单元来执行示例性过程，但是应当理解，也可以由一个或多个模块来执行示例性过程。此外，应当理解，术语控制器/控制单元指的是包括存储器和处理器并具体被编程为执行本文所描述的过程的硬件装置。存储器配置为存储模块，处理器具体地配置为执行所述模块以完成下面进一步描述的一个或更多个过程。
31.本文中所使用的术语仅出于描述具体实施方式的目的并且并不旨在限制本发明。此处所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文清楚指明了另外的情况。应该进一步理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包括了”指明存在陈述的特征、数值、步骤、操作、元件、和/或组件，但不排除存在或增加一个或更多个其他特征、数值、步骤、操作、元件、组件、和/或其组合。此处所使用的术语“和/或”包括一个或更多个相关列举项目的任意和全部组合。
32.除非具体陈述或根据上下文是明显的，此处所使用的术语“大约”理解为在本领域的正常公差范围内，例如在2个平均标准偏差内。“大约”能够理解为在所述值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％内。除非根据上下文很清楚是另外的情况，此处所提供的所有数值由术语“大约”进行修改。
33.以下，将参考附图描述根据本发明的驱动模块。
34.驱动模块
35.图1是示出根据本发明第一实施方式的驱动模块结构的透视图，图2是示出根据本发明第一实施方式的驱动模块结构的前视图。图3是示意性地示出根据本发明第一实施方式的驱动模块结构的示例的侧示意图，图4是示意性地示出根据本发明第一实施方式的驱动模块结构的另一示例的侧示意图。此外，图5是示意性地示出根据本发明第二实施方式的驱动模块结构的示例的侧示意图，图6是示意性地示出根据本发明第二实施方式的驱动模块结构的另一示例的侧示意图。
36.参考图1至图6，根据本发明的驱动模块10可以包括轮子100和一侧连接到轮子100的驱动部件200。驱动部件200可以提供用于旋转轮子100的动力。此外，如下文所述，根据本发明，驱动部件200可提供动力以使驱动模块10具有各种姿态。
37.同时，根据本发明，驱动模块10可以包括执行不同功能的多个电机。具体地，驱动
部件200可以包括：第一电机210、第二电机220以及第三电机230，所述第一电机210具有第一旋转轴，并且配置为使轮子100围绕第一旋转轴旋转；所述第二电机220具有在轮子100的径向方向r上与第一旋转轴间隔开的第二旋转轴，并且配置为使轮子100围绕第二旋转轴旋转；所述第三电机230具有在与第一旋转轴和第二旋转轴交叉的方向上延伸的第三旋转轴，并且配置为使轮子100围绕第三旋转轴转向。由于第一旋转轴至第三旋转轴分别设置在第一电机至第三电机210、220和230的内部，因此图1至图3未清楚地示出第一旋转轴至第三旋转轴。
38.然而，附图示出作为从第一旋转轴延伸的假想延伸线的第一延伸线l1、作为从第二旋转轴延伸的假想延伸线的第二延伸线l2和作为从第三旋转轴延伸的假想延伸线的第三延伸线l3。以下，在本说明书中，将参考第一延伸线至第三延伸线l1、l2和l3来描述第一旋转轴至第三旋转轴。
39.同时，参考图1和图6，第一旋转轴可以布置在轮子100的径向方向r的中心处。因此，根据本发明，第一电机210可以使轮子100围绕第一旋转轴旋转。例如，第一电机210可以是布置在轮子100内侧的轮内电机。然而，或者，第一电机可以布置在轮子100的外部。
40.例如，参考图1和图2，轮子100可以包括：外部部分110、内部部分120以及连接部分130，所述外部部分110在轮子100的径向方向r上具有外周表面；所述内部部分120从外部部分110沿径向方向r向内设置；所述连接部分130布置在内部部分120和外部部分110之间，并且配置为连接外部部分110和内部部分120。具体地，第二电机220可以设置为面对连接部分130。此外，当第一电机210是轮内电机时，第一电机可以设置在内部部分120的内部空间中。同时，如图1和图2所示，连接部分130的面对第二电机220的部分可以具有从外部部分110和内部部分120向外凹陷的形状。
41.如上所述，第二旋转轴可以在轮子100的径向方向r上与第一旋转轴间隔开。因此，根据本发明，第二电机220可以通过操作第二旋转轴使轮子100围绕第二旋转轴旋转。因此，根据本发明的驱动模块10中设置的第二电机220可以通过改变轮子100相对于第二旋转轴的位置来改变驱动模块10的姿态。更具体地，第一旋转轴和第二旋转轴可以彼此平行地布置。图1和图2示出第一延伸线l1和第二延伸线l2彼此平行。此外，根据本发明，第一旋转轴和第二旋转轴之间的距离可以小于轮子100的半径。图1和图2示出第一延伸线l1和第二延伸线l2之间的距离小于轮子100的半径。然而，或者，第一旋转轴和第二旋转轴之间的距离可以大于轮子100的半径。
42.同时，如上所述，第三旋转轴可以与第一旋转轴和第二旋转轴交叉。更具体地，第三旋转轴可以垂直于第一旋转轴和第二旋转轴布置。图2和图3示出第三延伸线l3垂直于第一延伸线l1和第二延伸线l2。
43.此外，根据本发明，作为第二旋转轴的延伸线的第二延伸线l2可以与作为第三旋转轴的延伸线的第三延伸线l3正交。当第二旋转轴具有预定的旋转角度时，作为第一旋转轴的延伸线的第一延伸线l1可以与作为第三旋转轴的延伸线的第三延伸线l3正交。图1至图6示出在第二旋转轴旋转以将第二电机220定位在相对于轮子100的最下端的状态下，第一延伸线l1和第三延伸线l3彼此正交。类似地，根据本发明，即使在第二旋转轴旋转以将第二电机220定位在相对于轮子的最上端的状态下，第一延伸线l1和第三延伸线l3也可以彼此正交。
44.同时，参考图3至图6，根据本发明的驱动模块10还可以包括传感器部件300，其配置为检测驱动部件200的运动。更具体地说，传感器部件300可以配置为检测设置在驱动部件200中的电机的旋转轴的运动。传感器部件300可以包括：第一传感器310、第二传感器320以及第三传感器330，所述第一传感器310配置为检测设置在第一电机210中的第一旋转轴的运动；所述第二传感器320配置为检测设置在第二电机220中的第二旋转轴的运动；所述第三传感器330配置为检测设置在第三电机230中的第三旋转轴的运动。
45.此外，如图3和图4所示，根据本发明第一实施方式的驱动模块10还可以包括：第二旋转轴容纳构件400、第三旋转轴容纳构件500以及连接构件600，所述第二旋转轴容纳构件400设置在第二电机220的第一侧，并且配置为容纳第二旋转轴；所述第三旋转轴容纳构件500设置在第三电机230的第一侧，并且配置为容纳第三旋转轴；所述连接构件600连接到第二旋转轴容纳构件400的在轮子100的宽度方向w上的第一侧，并且设置在第二旋转轴容纳构件400和第一电机210之间。
46.具体地，根据本发明的第一实施方式，第三旋转轴容纳构件500可以连接到第二旋转轴容纳构件400的在轮子100的宽度方向w上的第二侧。因此，根据本发明的第一实施方式，第三旋转轴容纳构件500和连接构件600可以在宽度方向w上彼此间隔开。
47.此外，根据本发明的第一实施方式，连接构件600可以固定地连接到第一电机210和第二旋转轴容纳构件400。因此，根据本发明的第一实施方式，无论第一电机至第三电机210、220和230是否工作，连接构件600和第一电机210之间的相对位置关系以及连接构件600和第二旋转轴容纳构件400之间的位置关系都不改变。
48.同时，根据本发明的第一实施方式，设置在第三电机230中的第三旋转轴可以固定地连接到第二旋转轴容纳构件400。因此，当第三旋转轴旋转时，第二旋转轴容纳构件400可以与第三旋转轴一起旋转，从而使轮子100转向。更具体地，根据本发明的第一实施方式，第二旋转轴容纳构件400和连接构件600可以彼此固定地连接，并且连接构件600和第一电机210可以彼此固定地连接。具体地，当第三旋转轴、第二旋转轴容纳构件400、连接构件600和第一电机210可以整体旋转时，使轮子100转向。
49.相反，如图5和图6所示，根据本发明第二实施方式的驱动模块10可以不包括上述连接构件。换句话说，根据本发明第二实施方式的驱动模块10可以包括：第二旋转轴容纳构件400和第三旋转轴容纳构件500，所述第二旋转轴容纳构件400设置在第二电机220的第一侧，并且配置为容纳第二旋转轴；所述第三旋转轴容纳构件500设置在第三电机230的第一侧，并且配置为容纳第三旋转轴。此外，根据本发明的第二实施方式，第三旋转轴容纳构件500的在轮子100的径向方向r上的第一侧可以面对第一电机210，并且第三旋转轴容纳构件500的在轮子100的径向方向r上的第二侧可以面对第二旋转轴容纳构件400。
50.同时，根据本发明的第二实施方式，设置在第三电机230中的第三旋转轴可以固定地连接到第一电机210。具体地，由于即使当第三旋转轴通过第三电机230旋转时，第三旋转轴和第一电机210之间的相对位置关系也不改变，因此当第一电机210通过第三旋转轴的旋转而围绕第三旋转轴(或第三延伸线l3)旋转时，可以使轮子100转向。此外，第三旋转轴还可以固定地连接到第二旋转轴容纳构件400。相比之下，第三旋转轴可以设置为可相对于第三旋转轴容纳构件500旋转。因此，当第三旋转轴旋转时，第一电机210和第二旋转轴容纳构件400与第三旋转轴一起旋转，从而使轮子100转向。相比之下，第三旋转轴容纳构件500可
以被固定而不旋转。
51.在下文中，将参考图3至图6详细描述根据本发明的设置在驱动模块10中的传感器部件300。
52.例如，如图3至图6所示，第一传感器310可以设置在第一电机210的在径向方向r上的中心区域。此外，如图3所示，根据本发明第一实施方式的一个示例，第二传感器320可以布置在与轮子100间隔开的第二旋转轴容纳构件400的在宽度方向w上的两个相反端部的一个端部(基于图3的右端部或第一端部)处。此外，第三传感器330可以布置在第三旋转轴容纳构件500的在径向方向r上的两个相反端部的外端部(基于图3的下端或第二部分)处。
53.相比之下，如图4所示，根据本发明第一实施方式的另一示例，第二传感器320可以布置在与轮子100相邻的第二旋转轴容纳构件400的在宽度方向w上的两个相反端部的一个端部(基于图4的左端部或第一端部)处。此外，第三传感器330可以布置在与轮子100间隔开的第三旋转轴容纳构件500的在宽度方向w上的两个相反端部的一个端部(基于图4的右端或第一部分)处。
54.同时，如图5所示，根据本发明第二实施方式的一个示例，第二传感器320可以布置在与轮子100间隔开的第二旋转轴容纳构件400的在宽度方向w上的两个相反端部的一个端部(基于图5的右端部或第一端部)处。此外，第三传感器330可以布置在第三旋转轴容纳构件500的在径向方向r上的两个相反端部的外端部(基于图5的下端部或第二端部)处。
55.相比之下，如图6所示，根据本发明第二实施方式的另一示例，第二传感器320可以布置在第二旋转轴容纳构件400的在宽度方向w上的两个相反端部的一个端部(基于图6的左端部或第一端部)处，同时与轮子100相邻。此外，第三传感器330可以布置在与轮子100间隔开的第三旋转轴容纳构件500的在宽度方向w上的两个相反端部的一个端部(基于图6的右端部或第一端部)处。
56.同时，根据本发明的驱动模块10的传感器部件300中设置的第一传感器至第三传感器310、320和330可以各自是编码器。编码器可以是增量编码器或绝对编码器。增量编码器可以是配置为通过输出从编码器中的任何点开始的增量或减量来检测运动的编码器。相比之下，绝对编码器可以是配置为通过整体输出测量值来检测运动的编码器。然而，第一传感器至第三传感器310、320和330不限于编码器，并且可以使用各种类型的传感器。例如，第一传感器至第三传感器可各自为分解器。
57.图7是示出根据本发明的驱动模块的第一工作示例的透视图，图8是示出根据本发明的驱动模块的第一工作示例的俯视图。图9是示出根据本发明的驱动模块的第二工作示例的透视图，图10是示出根据本发明的驱动模块的第二工作示例的俯视图。此外，图11是示出根据本发明的驱动模块的第三工作示例的透视图，图12是示出根据本发明的驱动模块的第三工作示例的俯视图。
58.根据本发明，第一电机210可以配置为工作以使轮子100围绕轮子的轴线旋转，第二电机220和第三电机230可以配置为工作以使驱动模块10具有各种姿态。例如，参考图1至图6，当第二电机220工作使得第一旋转轴(或第一延伸线l1)和第二旋转轴(或第二延伸线l2)在水平方向上彼此平行，然后第三电机230工作使得轮子100远离第三电机230移动时，使轮子100转向，驱动模块10可以具有图7和图8所示的姿态。
59.此外，当第二电机220工作以将第一旋转轴(或第一延伸线l1)和第二旋转轴(或第
二延伸线l2)定位成在水平方向上彼此平行，然后第三电机230工作以使轮子100靠近第三电机230移动时，使轮子100转向，驱动模块10可以具有图9和图10所示的姿态。
60.当第二电机220工作以将第一旋转轴(或第一延伸线l1)和第二旋转轴(或第二延伸线l2)定位成在竖直方向上彼此平行，然后第三电机230工作时，使轮子100转向，驱动模块10可以具有图11和图12所示的姿态。
61.已经参考有限的实施方式和附图描述了本发明，但是本发明不限于此。本发明可由本发明所属领域的技术人员在本发明的技术精神和与所附权利要求相当的范围内以各种形式实施。