一种集成驱动系统、制动系统、转向系统的电驱动轮总成的制作方法

本实用新型涉及电驱动轮总成技术领域，具体是一种集成驱动系统、制动系统、转向系统的电驱动轮总成。

背景技术：

电驱动轮总成系统是将电机集成到轮毂上，用于驱动轮式底盘或轮式车辆，为分布式驱动的一种底盘或车辆形式的主要驱动部件，其极大简化了轮式底盘结构。现有的电驱动轮总成多为只将驱动电机集成于轮毂内，其驱动电机控制单元依然置于轮毂外部，同时需要另外安装制动系统及转向系统，机械传动连接件较多，且安装、调试及检修依然复杂。

当前，智能驾驶及无人驾驶车辆对于底盘的需求日益增加，现有轮式底盘，即使是现有安装传统电驱动轮总成的轮式底盘，也依然无法满足智能驾驶车辆对于底盘全面电气化，简易化，模块化的需求。过多的分散式机械结构件布置，繁杂的控制单元与执行单元之间的线束连接，均阻碍了智能驾驶及无人驾驶车辆的发展。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种集成驱动系统、制动系统、转向系统的电驱动轮总成，以解决上述背景技术中提出的现有的电驱动轮总成多为只将驱动电机集成于轮毂内，其驱动电机控制单元依然置于轮毂外部，同时需要另外安装制动系统及转向系统，机械传动连接件较多，且安装、调试及检修依然复杂问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种集成驱动系统、制动系统、转向系统的电驱动轮总成，包括轮毂组件、驱动组件、制动组件和转向组件；

所述轮毂组件包括轮毂轴承、轮毂轴承外圈和轮毂轴承内圈，所述轮毂轴承内圈通过轮毂轴承转动连接在轮毂轴承外圈的内侧；

所述驱动组件包括定子、转子，所述转子相对定子转动，所述定子固定连接在轮毂轴承外圈上，所述转子固定连接在轮毂轴承内圈上；

所述制动组件包括制动盘和制动毂，所述制动毂与轮毂轴承内圈固定连接，所述制动盘固定在轮毂轴承外圈上，所述制动盘上设置有制动蹄片，所述制动盘上固定连接有用于控制制动蹄片相对制动毂动作的制动电磁铁；

所述转向组件包括固定连接在轮毂轴承外圈的转向电机和固定连接在车身悬架上的第一齿轮，所述转向电机的输出轴上固定连接有第二齿轮，所述第二齿轮与第一齿轮相啮合，所述第二齿轮和第一齿轮之间的中心距为定值。

当转子相对定子转动时，由于转子固定连接在轮毂轴承内圈上，因此在转子转动的过程中实现轮毂轴承内圈转动。

制动电磁铁工作实现制动蹄片相对制动毂移动，在制动蹄片贴在制动毂上时，由于制动毂与轮毂轴承内圈固定连接，从而实现达到制动轮毂轴承内圈的目的，当轮毂轴承内圈出现制动的情况，当不需要通过制动电磁铁制动轮毂轴承内圈时，制动蹄片远离制动毂移动，在制动蹄片脱离制动毂上时，即没有轮毂轴承内圈，因此可以轮毂轴承内圈转动作用。

转向电机工作实现带动第二齿轮转动，由于第一齿轮固定连接在车身悬架上，因此第二齿轮在转动的过程中实现第二齿轮相对第一齿轮转动，从而实现转向的作用。

作为本实用新型进一步的方案：还包括定子支架，所述定子固定连接在定子支架上；

所述转子上固定连接有转子外壳，所述转子外壳的右端设置有传递输出转矩的卡槽，所述转子外壳的左端固定连接有导风叶片，卡槽的设置便于实现转子外壳在转子转动的情况下实现转矩输出至轮胎，导风叶片便于实现对散热器的散热作用。

作为本实用新型进一步的方案：所述定子支架与转子外壳的左右两端之间均设置有支撑轴承，所述转子外壳通过支撑轴承相对于定子支架转动，通过支撑轴承的设置便于实现转子外壳相对定子支架转动；

所述定子支架与转子外壳的左右两端之间还设置有密封件，所述转子外壳通过密封件与定子支架形成密封腔体，密封件为密封圈或油封，密封圈或油封设置实现了在定子支架和转子外壳左右两端的密封作用。

作为本实用新型进一步的方案：还包括用于控制驱动组件的控制器以及在控制器上固定连接的散热器，所述散热器固定连接在定子支架上，所述散热器上还固定连接有散热叶片，控制器的结构和工作原理均为现有技术，控制器用于对功率器进行控制，从而控制驱动组件实现将电能转化为机械能，散热器为风冷式散热器，通过空气的流动来实现热量交换。

作为本实用新型进一步的方案：所述轮毂轴承内圈通过法兰连接有轮辋，所述轮辋上安装有轮胎，通过法兰实现轮毂轴承内圈与轮辋之间的连接，在轮毂轴承内圈转动时便于通过法兰带动轮辋的转动，进而通过轮辋实现轮胎的转动。

作为本实用新型进一步的方案：所述轮毂轴承外圈上固定连接有支撑件，所述支撑件固定连接在轮毂轴承外圈，所述转向电机的固定端固定连接在支撑件上，所述转向电机的转动轴活动穿过支撑件并与第二齿轮固定连接，支撑件活动连接在第一齿轮的下方。

作为本实用新型进一步的方案：所述支撑件包括轮毂轴承外圈上的固定板，所述固定板的侧壁上固定连接有连接板和圆筒，所述转向电机的转动轴活动穿过连接板并与第二齿轮固定连接，第一齿轮的下表面固定连接有活动轴，活动轴活动连接在圆筒内，转向电机工作实现带动第二齿轮转动，由于第一齿轮固定连接在车身悬架上，同时由于第一齿轮下表面固定连接的活动轴转动连接在圆筒内，由于固定板、连接板和圆筒的作用实现了第二齿轮和第一齿轮之间的中心距为定值，因此第二齿轮在转动的过程中实现第二齿轮相对第一齿轮转动，从而通过车身悬架带动轮胎转动，实现轮胎转向的作用。

作为本实用新型进一步的方案：该电驱动轮总成工作方法的具体步骤为：

转子相对定子转动，在转子转动的过程中实现轮毂轴承内圈转动，进而通过法兰驱动轮辋，从而驱动轮胎；

制动电磁铁工作实现制动蹄片相对制动毂移动，在制动蹄片贴在制动毂上时，由于制动毂与轮毂轴承内圈固定连接，从而制动轮毂轴承内圈，当轮毂轴承内圈出现制动时进而制动轮胎；

转向电机工作实现带动第二齿轮转动，第二齿轮在转动的过程中实现第二齿轮相对第一齿轮转动，从而通过车身悬架带动轮胎转动，实现轮胎转向的作用。

当转子相对定子转动时，由于转子固定连接在轮毂轴承内圈上，因此在转子转动的过程中实现轮毂轴承内圈转动，进而通过法兰驱动轮辋，从而达到驱动轮胎的作用。

制动电磁铁工作实现制动蹄片相对制动毂移动，在制动蹄片贴在制动毂上时，由于制动毂与轮毂轴承内圈固定连接，从而实现达到制动轮毂轴承内圈的目的，当轮毂轴承内圈出现制动的情况，从而达到制动轮胎的目的，当不需要通过制动电磁铁制动轮胎时，制动蹄片远离制动毂移动，在制动蹄片脱离制动毂上时，即没有制动轮胎，因此可以实现轮胎在转子工作时的转动作用。

转向电机工作实现带动第二齿轮转动，由于第一齿轮固定连接在车身悬架上，同时由于第一齿轮下表面固定连接的活动轴转动连接在圆筒内，由于固定板、连接板和圆筒的作用实现了第二齿轮和第一齿轮之间的中心距为定值，因此第二齿轮在转动的过程中实现第二齿轮相对第一齿轮转动，从而通过车身悬架带动轮胎转动，实现轮胎转向的作用。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

一、轮毂轴承内圈通过轮毂轴承转动连接在轮毂轴承外圈的内侧，便于实现轮毂轴承内圈相对轮毂轴承外圈转动，当转子相对定子转动时，由于转子固定连接在轮毂轴承内圈上，因此在转子转动的过程中实现轮毂轴承内圈转动，进而通过法兰驱动轮辋，从而达到驱动轮胎的作用。

二、通过制动盘上固定连接有用于控制制动蹄片相对制动毂动作的制动电磁铁，因此可以通过制动蹄片来制动轮胎的目的，制动电磁铁工作实现制动蹄片相对制动毂移动，在制动蹄片贴在制动毂上时，由于制动毂与轮毂轴承内圈固定连接，从而实现达到制动轮毂轴承内圈的目的，当轮毂轴承内圈出现制动的情况，从而达到制动轮胎的目的，当不需要通过制动电磁铁制动轮胎时，制动蹄片远离制动毂移动，在制动蹄片脱离制动毂上时，即没有制动轮胎，因此可以实现轮胎在转子工作时的转动作用。

三、通过转向组件包括固定连接在轮毂轴承外圈的转向电机和固定连接在车身悬架上的第一齿轮，转向电机的输出轴上固定连接有第二齿轮，便于实现轮胎转向的作用，转向电机工作实现带动第二齿轮转动，由于第一齿轮固定连接在车身悬架上，同时由于第一齿轮下表面固定连接的活动轴转动连接在圆筒内，由于固定板、连接板和圆筒的作用实现了第二齿轮和第一齿轮之间的中心距为定值，因此第二齿轮在转动的过程中实现第二齿轮相对第一齿轮转动，从而通过车身悬架带动轮胎转动，实现轮胎转向的作用。

这种集成驱动系统、制动系统、转向系统的电驱动轮总成集成了驱动、制动和转向的功能。

附图说明

图1为一种集成驱动系统、制动系统、转向系统的电驱动轮总成示意图；

图2为一种集成驱动系统、制动系统、转向系统的电驱动轮总成中转向电机和轮胎的连接示意图；

图3为一种集成驱动系统、制动系统、转向系统的电驱动轮中支撑件的示意图；

图中：1、轮毂轴承；2、轮毂轴承外圈；3、轮毂轴承内圈；4、定子；5、转子；6、制动盘；7、制动毂；8、制动电磁铁；9、制动蹄片；10、转向电机；11、第一齿轮；12、第二齿轮；13、定子支架；14、转子外壳；15、卡槽；16、导风叶片；17、支撑轴承；18、密封件；19、控制器；20、散热器；21、散热叶片；22、法兰；23、轮辋；24、轮胎；25、支撑件；26、固定板；27、连接板；28、圆筒；29、活动轴。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

请参阅图1-3，本实用新型实施例中，一种集成驱动系统、制动系统、转向系统的电驱动轮总成，包括轮毂组件、驱动组件、制动组件和转向组件；

轮毂组件包括轮毂轴承1、轮毂轴承外圈2和轮毂轴承内圈3，轮毂轴承内圈3通过轮毂轴承1转动连接在轮毂轴承外圈2的内侧；

驱动组件包括定子4、转子5，转子5相对定子4转动，定子4固定连接在轮毂轴承外圈2上，转子5固定连接在轮毂轴承内圈3上；

制动组件包括制动盘6和制动毂7，制动毂7与轮毂轴承内圈3固定连接，制动盘6固定在轮毂轴承外圈2上，制动盘6上设置有制动蹄片9，制动盘6上固定连接有用于控制制动蹄片9相对制动毂7动作的制动电磁铁8；

转向组件包括固定连接在轮毂轴承外圈2的转向电机10和固定连接在车身悬架上的第一齿轮11，转向电机10的输出轴上固定连接有第二齿轮12，第二齿轮12与第一齿轮11相啮合，第二齿轮12和第一齿轮11之间的中心距为定值。

总控制器接收相关外部信号，总控制器协调控制驱动电机控制器控制驱动组件，总控制器协调控制制动组件控制器控制制动组件，总控制器协调转向组件控制器控制转向组件，最终通过驱动组件、制动组件和转向组件实现有效的驱动、制动及转向执行动作。

当转子5相对定子4转动时，由于转子5固定连接在轮毂轴承内圈3上，因此在转子5转动的过程中实现轮毂轴承内圈3转动。

制动电磁铁8工作实现制动蹄片9相对制动毂7移动，在制动蹄片9贴在制动毂7上时，由于制动毂7与轮毂轴承内圈3固定连接，从而实现达到制动轮毂轴承内圈3的目的，当轮毂轴承内圈3出现制动的情况，当不需要通过制动电磁铁8制动轮毂轴承内圈3时，制动蹄片9远离制动毂7移动，在制动蹄片9脱离制动毂7上时，即没有轮毂轴承内圈3，因此可以轮毂轴承内圈3转动作用。

转向电机10工作实现带动第二齿轮12转动，由于第一齿轮11固定连接在车身悬架上，因此第二齿轮12在转动的过程中实现第二齿轮12相对第一齿轮11转动，从而实现转向的作用。

还包括定子支架13，定子4固定连接在定子支架13上；

转子5上固定连接有转子外壳14，转子外壳14的右端设置有传递输出转矩的卡槽15，转子外壳14的左端固定连接有导风叶片16，卡槽15的设置便于实现转子外壳14在转子5转动的情况下实现转矩输出至轮胎，导风叶片16便于实现对散热器的散热作用。

定子支架13与转子外壳14的左右两端之间均设置有支撑轴承17，转子外壳14通过支撑轴承17相对于定子支架13转动，通过支撑轴承17的设置便于实现转子外壳14相对定子支架13转动；

定子支架13与转子外壳14的左右两端之间还设置有密封件18，转子外壳14通过密封件18与定子支架13形成密封腔体，密封件18为密封圈或油封，密封圈或油封设置实现了在定子支架13和转子外壳14左右两端的密封作用。

还包括用于控制驱动组件的控制器19以及在控制器19上固定连接的散热器20，散热器20固定连接在定子支架13上，散热器20上还固定连接有散热叶片21，控制器19固定连接在轮毂轴承外圈2上，控制器19的结构和工作原理均为现有技术，控制器19用于对功率器进行控制，从而控制驱动组件实现将电能转化为机械能，散热器20为风冷式散热器，通过空气的流动来实现热量交换。

轮毂轴承内圈3通过法兰22连接有轮辋23，轮辋23上安装有轮胎24，通过法兰22实现轮毂轴承内圈3与轮辋23之间的连接，在轮毂轴承内圈3转动时便于通过法兰22带动轮辋23的转动，进而通过轮辋23实现轮胎24的转动。

轮毂轴承外圈2上固定连接有支撑件25，支撑件25固定连接在轮毂轴承外圈2上，转向电机10的固定端固定连接在轮毂轴承外圈2上，转向电机10的转动轴活动穿过支撑件25并与第二齿轮12固定连接，支撑件25活动连接在第一齿轮11的下方。

支撑件25包括轮毂轴承外圈2上的固定板26，固定板26固定在轮毂轴承外圈2上，固定板26的侧壁上固定连接有连接板27和圆筒28，转向电机10的转动轴活动穿过连接板27并与第二齿轮12固定连接，第一齿轮11的下表面固定连接有活动轴29，活动轴29活动连接在圆筒28内，转向电机10工作实现带动第二齿轮12转动，由于第一齿轮11固定连接在车身悬架上，同时由于第一齿轮11下表面固定连接的活动轴29转动连接在圆筒28内，由于固定板26、连接板27和圆筒28的作用实现了第二齿轮12和第一齿轮11之间的中心距为定值，因此第二齿轮12在转动的过程中实现第二齿轮12相对第一齿轮11转动，从而通过车身悬架带动轮胎24转动，实现轮胎24转向的作用。

该电驱动轮总成工作方法的具体步骤为：

转子5相对定子4转动，在转子5转动的过程中实现轮毂轴承内圈3转动，进而通过法兰22驱动轮辋23，从而驱动轮胎24；

制动电磁铁8工作实现制动蹄片9相对制动毂7移动，在制动蹄片9贴在制动毂7上时，由于制动毂7与轮毂轴承内圈3固定连接，从而制动轮毂轴承内圈3，当轮毂轴承内圈3出现制动时进而制动轮胎24；

转向电机10工作实现带动第二齿轮12转动，第二齿轮12在转动的过程中实现第二齿轮12相对第一齿轮11转动，从而通过车身悬架带动轮胎24转动，实现轮胎24转向的作用。

本实用新型在使用时，当转子5相对定子4转动时，由于转子5固定连接在轮毂轴承内圈3上，因此在转子5转动的过程中实现轮毂轴承内圈3转动，进而通过法兰22驱动轮辋23，从而达到驱动轮胎24的作用。

制动电磁铁8工作实现制动蹄片9相对制动毂7移动，在制动蹄片9贴在制动毂7上时，由于制动毂7与轮毂轴承内圈3固定连接，从而实现达到制动轮毂轴承内圈3的目的，当轮毂轴承内圈3出现制动的情况，从而达到制动轮胎24的目的，当不需要通过制动电磁铁8制动轮胎24时，制动蹄片9远离制动毂7移动，在制动蹄片9脱离制动毂7上时，即没有制动轮胎24，因此可以实现轮胎24在转子5工作时的转动作用。

转向电机10工作实现带动第二齿轮12转动，由于第一齿轮11固定连接在车身悬架上，同时由于第一齿轮11下表面固定连接的活动轴29转动连接在圆筒28内，由于固定板26、连接板27和圆筒28的作用实现了第二齿轮12和第一齿轮11之间的中心距为定值，因此第二齿轮12在转动的过程中实现第二齿轮12相对第一齿轮11转动，从而通过车身悬架带动轮胎24转动，实现轮胎24转向的作用。

在本实用新型中所描述的“固定连接”表示相互连接的两部件之间是固定在一起，一般是通过焊接、螺钉或胶粘等方式固定在一起；“转动连接”是指两部件连接在一起并能相对运动。

虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。