驱动轮组件及智能自移动设备的制作方法

本实用新型涉及一种，尤其涉及一种驱动轮组件及智能自移动设备。

背景技术：

自移动装置对于移动的平稳性和越障能力均有着较高要求，这就要求其驱动轮结构除了要满足装置移动的需求，还要求驱动轮有一定的自主调节高度的能力，以保证机器在运动过程中能在表面不平整的地面平稳运行，并且有一定高度的越障能力。然而，目前的自移动装置的驱动轮结构在这些方面表现不够好，且目前大部分的驱动轮结构装配较为复杂、高度空间占用也较大。

因此，需要提供一种驱动轮组件及智能自移动设备，以至少部分地解决上面提到的问题。

技术实现要素：

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本实用新型的第一方面公开了一种驱动轮组件，其包括：

轮子；

壳体，所述轮子通过传动轴安装在所述壳体上，并且能在所述传动轴的带动下转动；

驱动轮支架，所述驱动轮支架的顶面位于至少部分所述壳体之上，且所述壳体与所述驱动轮支架枢转地连接；

弹性件，所述弹性件设置在所述驱动轮支架的顶面和所述壳体的顶面之间，用于调节所述壳体和所述驱动轮支架之间的相对位置，并且所述弹性件在所述壳体和所述驱动轮支架之间的相对位置变化时保持一端与所述驱动轮支架的顶面接触，另一端与所述壳体的顶面接触；

其中，所述壳体能在外力作用下相对所述驱动轮支架向上转动以使所述壳体和所述驱动轮支架相互靠近，从而减小所述驱动轮组件的高度；

所述弹性件能向所述壳体施加作用力，以在所述外力减小或消失时使所述壳体相对所述驱动轮支架向下转动，从而使所述壳体和所述驱动轮支架相互远离而增大所述驱动轮组件的高度。

在本实用新型一个实施例中，在所述壳体的顶面设置有弹性件安装部，所述弹性件套设在所述弹性件安装部上。

在本实用新型一个实施例中，在所述壳体的顶面还设置有围绕所述弹性件安装部的限位部，用于对所述弹性件进行限位。

在本实用新型一个实施例中，所述限位部呈圆形状。

在本实用新型一个实施例中，所述弹性件为压簧。

在本实用新型一个实施例中，还包括驱动机构和传动机构，所述驱动机构、所述传动机构和所述传动轴依次传动连接。

在本实用新型一个实施例中，所述壳体包括驱动机构安装部和传动机构安装部。

在本实用新型一个实施例中，所述弹性件设置在所述驱动机构安装部的上表面和所述驱动轮支架的顶面之间。

在本实用新型一个实施例中，所述壳体包括用于罩住部分所述轮子的轮罩部，所述弹性件设置在所述轮罩部的上表面和所述驱动轮支架的顶面之间。

根据本实用新型的驱动轮组件，简化了驱动轮后期组装的工序，提高装配效率，降低装配成本；并且，驱动轮组件的自主调节高度功能是通过弹性件来实现，该弹性件具有高可靠性、高寿命的特点，确保了驱动轮组件的整体可靠性，同时弹性件的力度和尺寸精确可调也能保证驱动轮自主调节高度的力度和精确度；最后，本实用新型的驱动轮组件的转动轴靠近驱动轮租金的中心设置，因此可适当降低整个组件在高度方向所占用的空间。

本实用新型的第二方面公开了一种智能自移动设备，其包括根据本实用新型的第一方面的驱动轮组件。

根据本实用新型的智能自移动设备，因为具有上述驱动轮组件，因此具有类似的优点。

附图说明

本实用新型实施方式的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施方式及其描述，用来解释本实用新型的原理。在附图中，

图1示出根据本实用新型一实施方式的驱动轮组件示意性立体结构图；

图2示出图1所示的驱动轮组件的分解图；

图3示出图1所示的驱动轮组件局部立体结构示意图；

图4示出根据本实用新型另一实施方式的驱动轮组件的分解图；

图5示出了根据本实用新型实施方式的驱动轮组件处于第一状态时的示意图，其中所述弹性件处于未压缩状态；

图6示根据本实用新型实施方式的驱动轮组件处于第二状态时的示意图，其中所述弹性件处于最大压缩状态；

图7示出了根据本实用新型实施方式的驱动轮组件的转动轴位置的示意图。

具体实施方式

为了使得本实用新型的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本实用新型的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是本实用新型的全部实施例，应理解，本实用新型不受这里描述的示例实施例的限制。基于本实用新型中描述的本实用新型实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本实用新型的保护范围之内。

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本实用新型能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本实用新型的范围完全地传递给本领域技术人员。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本实用新型的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本实用新型提出的技术方案。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

本实用新型一实施例提供了一种驱动轮组件100，下面结合图1至图7对根据本实用新型实施例的驱动轮组件100进行详细说明。

首先，如图1所示，本实施例提供的驱动轮组件100包括轮子1、壳体2、驱动轮支架3和支架盖4，轮子1安装在壳体2上，壳体2与驱动轮支架3枢转地连接，支架盖4与驱动轮支架3共同构成容纳部分壳体2的空间，并且与壳体2一起对轮子1起到一定限位作用。在壳体2的顶面和驱动轮支架3的顶面之间设置有弹性件5(见图2和图4)，用于调节壳体2和驱动轮支架3的相对位置，从而调节驱动轮组件100的高度。

此外，本实施例提供的驱动轮组件100还包括设置在所述壳体2内的驱动机构6(见图2-图4)和传动机构(未示出)，驱动机构6和传动机构以及轮子1依次传动连接，从而通过驱动机构6的驱动带动轮子1转动。

下面结合图2至图4对本实施例提供的驱动轮组件100的各部件的结构和连接关系进行详细描述。

请参考图2至图4，轮子1呈圆形，其可以由轮胎和轮毂等构成。轮子1安装在壳体2上后实现与驱动机构6和传动机构的传动连接，从而在驱动机构6和传动机构的驱动下转动。

壳体2包括用于安装驱动驱动机构6的驱动机构安装部21、用于安装传动机构的传动机构安装部22、用于罩住部分轮子1的轮罩部23、用于防尘的防尘罩24和用于安装转动轴7的转动轴安装部25以及用于与轮子1传动连接的传动轴26。驱动机构安装部21和轮罩部23连接，且并排设置于传动机构安装部22的同一侧。驱动机构安装部21和轮罩部23可以如图2和图3所示一体成型，也可以如图4所示，分别成型并固定连接。防尘罩24设置在传动机构安装部22上，并与驱动机构安装部21和轮罩部23位于传动机构安装部22的同一侧，且位于所述轮罩部23之下。转动轴安装部25设置在驱动机构安装部21之上，且位于远离轮子1的一侧。

示例性地，驱动机构安装部21呈圆筒状。诸如各种电动机或马达的驱动机构6安装在驱动机构安装部21内。应当理解，驱动机构安装部21也可以采用其它合适的形状，本实施例的圆筒状仅是作为示例给出。

传动机构安装部22大致为两端呈半圆形的长方盒状，诸如齿轮组的传动机构安装在传动机构安装部22内。传动机构可以为各种齿轮组，例如减速齿轮组。作为示例，所述齿轮组可以包括输入齿轮、输出齿轮和中间齿轮，输入齿轮与驱动机构6(例如电机)的主轴同轴固接；输出齿轮与轮子1同轴固接；中间齿轮包括同轴且相互固定的多个齿轮，其中，齿轮组可将驱动机构主轴的转速减速传递至输出齿轮。上述齿轮组的结构仅是作为示例，对于其他适合的齿轮组的结构也可同样使用于本实用新型。

轮罩部23呈相对驱动机构安装部21向上凸起的弧形状。当轮子1安装在壳体2上时，其位于所述轮罩部23之下。通过轮罩部23可以防止轮子1转动过程中带起的灰尘等杂物进入驱动轮组件100所安装的设备(例如扫地机)内。

防尘罩24设置在轮子1和传动机构安装部22之间。通过防尘罩24可以防止轮子1转动过程带起的灰尘等杂物进入传动机构安装部22内。防尘罩24为圆形状，示例性地，其具有朝向轮子1所在方向延伸的边，相应地，轮子1内可设置有用于嵌入所述防尘罩24的凹槽(未示出)，从而实现更好的防尘效果。

转动轴安装部25用于安装转动轴7，转动轴安装部25形成有与传动轴26或轮子1的转轴平行的通孔。转动轴7穿过所述通过安装在所述转动轴安装部25上，壳体2通过转动轴7实现与驱动轮支架3的枢转/可转动连接。即，壳体2与驱动轮支架3之间可以围绕转动轴7发生相对转动。在本实施例中，所述转动轴安装部25设置在所述驱动机构安装部21远离所述轮子1的一侧，且靠近所述驱动机构安装部21的中心设置，所述靠近所述驱动机构安装部21的中心设置指的是所述转动轴安装部25与所述驱动机构安装部21的中心的竖直距离较小，例如所述转动轴安装部25与所述驱动机构安装部21的竖直距离小于所述驱动机构安装部21的半径(参见图5至图7)。作为示例，转动轴安装部25设置在壳体2的三分之一高度或三分之一高度以上，其中较佳地，所述转动轴安装部25设置在所述壳体2的二分之一高度处或者二分之一高度以上，更具体地，所述转动轴安装部25设置在驱动机构安装部21的侧壁的三分之一高度或三分之一高度以上，所述转动轴安装部25在驱动机构安装部21的侧壁的二分之一高度处或者二分之一高度以上，这样设置在转动轴安装部25中的转动轴7的位置相对比较高，从而使得转动轴7的位置向驱动轮组件100的中心(轮子1和驱动机构6中心所在直线)移动，从而可以适当降低整个组件在高度方所占用的空间。

传动轴26可以是任意适合的用于转动轴的轴体，例如所述传动轴26可以为金属轴，或者也可以为其他的橡胶轴等。在本实施例中，传动轴26穿过防尘罩24的中心与传动机构安装部22内的传动机构传动连接，轮子1通过传动轴26安装在壳体2上，并与传动机构安装部22内的传动机构传动连接。

所述驱动轮支架3大致呈长方体形状，其还具有自其顶面向外延伸的凸出部，所述凸出部位于所述轮子的上方，该驱动轮支架3底部开口，也即其没有底面。驱动轮支架3内设置有用于与转动轴安装部25连接的连接部30，通过该连接部30以及转动轴安装部25和转动轴7可以实现驱动轮支架3与壳体2的枢转连接。作为示例，如图4所示，连接部30包括相对设置的限位部31和设置在限位部31上的安装孔32，限位部31之间的距离与转动轴安装部25的长度对应，当转动轴安装部25设置在限位部31之间时其左右移动距离很小或无法左右移动。作为示例，实现驱动轮支架3与壳体2的安装过程为首先转动轴安装部25安装在连接部30对应的位置，然后将转动轴7依次穿过所述转动轴安装部25上的通孔和安装孔32之后便可以实现驱动轮支架3与壳体2的安装，当转动轴7插入和/或穿过所述转动轴安装部25上的通孔和安装孔32之后还可以通过紧固件进行固定。作为另一示例，安装孔32可以不是通孔，转动轴7具有移动弹性，其安装过程为先插入转动轴安装部25后的通过，然后将一端掺入其中一个安装孔32中，然后再将另一端卡入另一个安装孔32来实现上述实现驱动轮支架3与壳体2的安装。

支架盖4设置于所述驱动轮支架3的下方，并与部分所述驱动轮支架3相配合安装，用于形成容纳部分壳体2的空间，示例性地，在本实施例中，驱动机构6以及驱动机构安装部21以及部分传动机构和传动机构安装部22位于该空间内。应当理解，当支架盖4安装在驱动轮支架3之上后，其底面会高于轮子1的底面，以不影响轮子1的转动，至于支架盖4的底面与轮子1的底面之间的距离可以根据驱动轮组件100自调节高度的需求进行设置。示例性地，支架盖4包括一个平板形状的底座，在该底座上连接由大致呈长方体形状的支架盖本体，该支架盖本体的顶部具有开口，也即支架盖4本体没有顶面，该支架盖本体面向所述壳体2的侧壁具有缺口。

在一个示例中，所述驱动轮支架3和所述支架盖4盖合连接，例如，驱动轮支架3和支架盖4通过凹凸止口相互配合连接，这种装配方式易组装，可以节省工序，提高装配效率，或者，也可以通过其他适合的连接方式连接，例如通过设置在安装孔和相应的紧固件进行连接。

弹性件5可以为各种具有形变恢复能力的弹性元件，其可以与壳体2和驱动轮支架3产生相互作用力。示例性地，在本实施例中，弹性件5为压簧，当弹性件5被压缩时，其可以对壳体2产生大体向下的作用力，对驱动轮支架3产生大体向上的作用力。弹性件5设置在壳体2的顶面和驱动轮支架3的顶面之间，用于调节壳体2和驱动轮支架3的相对位置，从而调节驱动轮组件100的高度，并且弹性件5在所述壳体2和所述驱动轮支架3之间的相对位置变化时保持一端与所述驱动轮支架3的顶面接触，另一端与所述壳体2的顶面接触，以在所述壳体2和所述驱动轮支架3之间的相对位置变化时向壳体2施加作用力。

在本实施例中，在壳体2的顶面上设置有弹性件安装部50和围绕所述弹性件安装部50设置的限位部51。弹性件5通过套设在所述弹性件安装部50上而安装在壳体2的顶面上。作为示例，弹性件安装部50可以为两个呈十字交叉布置的矩形条，也即所述弹性件安装部50的截面呈十字形。作为另一示例，弹性件安装部50可以为圆柱形，也即所述弹性件安装部50的截面呈圆形。限位部51用于对弹性件5起限位作用，以使其更好地安装在弹性件安装部50上。作为示例，限位部51呈圆形状。

进一步地，作为一个示例，如图2和图3所示，弹性件安装部50设置在驱动机构安装部21的上表面上，也即弹性件5设置在驱动机构安装部21的上表面和驱动轮支架3的顶面之间。

作为另一示例，如图4所示，弹性件安装部50设置在轮罩部23的上表面上，也即弹性件5设置在轮罩部23的上表面和驱动轮支架3的顶面之间。

本实施例提供的驱动轮组件100的装配过程为首先将驱动机构6和传动机构安装在壳体2内对应的安装部上，然后轮子1通过传动轴26与传动机构进行固定装配，接着弹性件5通过壳体2上的弹性件安装部50与壳体2直接组装在一起，此时驱动轮组件准成品组装完成，如图3所示；随后驱动轮组件准成品通过转动轴7与驱动轮支架3组装在一起，最后再整体与支架盖4组装，到此整个驱动轮组件100组装完成。由此可见，弹性件5可以很简便的跟壳体2组装在一起，简化驱动轮后期组装的工序，提高装配效率，降低装配成本。

本实施例提供的驱动轮组件100自主调节高度的原理为：由于壳体2与所述驱动轮支架3枢转地连接，且在在所述驱动轮支架3的顶面和所述壳体2的顶面之间设置有弹性件5，因此，所述壳体2能在外力作用下相对所述驱动轮支架3向上转动以使所述壳体2和所述驱动轮支架3相互靠近，从而减小所述驱动轮组件100的高度；所述弹性件5能向所述壳体2施加作用力(例如与所述外力相反的作用力)，以在所述外力减小或消失时使所述壳体2相对所述驱动轮支架3向下转动，从而使所述壳体2和所述驱动轮支架3相互远离而增大所述驱动轮组件100的高度。图4示出了没有外力作用时，在弹性件5的作用下，轮子1(也即壳体2)相对驱动轮支架3向下转动使得驱动轮组件100的高度达到最大高度H1时的状态示意图。图5示出了受到外力作用，轮子1(也即壳体2)相对驱动轮支架3向上转动使得弹性件5处于最大压缩状态，驱动轮组件100的高度达到最小高度H2时的状态示意图。随着驱动轮组件100所受外力的变化，驱动轮组件100的高度可以在图4和图5所示的高度H1和H2之间自动调节，其中H1、H2以及自动调节的精度和力度可以通过弹性件5的尺寸、精度和力度进行设置。

根据本实用新型的驱动轮组件，简化了驱动轮后期组装的工序，提高装配效率，降低装配成本；并且，驱动轮组件的自主调节高度功能是通过弹性件来实现，该弹性件具有高可靠性、高寿命的特点，确保了驱动轮组件的整体可靠性，同时弹性件的力度和尺寸精确可调也能保证驱动轮自主调节高度的力度和精确度；最后，本实用新型的驱动轮组件的转动轴靠近驱动轮租金的中心设置，因此可适当降低整个组件在高度方向所占用的空间。

在另一个实施例中，本实用新型还提供一种包括前述实施例中的驱动轮组件的智能自移动设备，其中，该智能自移动设备可以是任意的需要安装有驱动轮组件的装置，包括但不限于扫地机器人、智能机器人等。智能自移动设备还可以包括一个、两个或者两个以上所述驱动轮组件，由于本实用新型的智能自移动设备包括前述的驱动轮组件，因此其同样具有驱动轮组件的上述优点。

在将本实用新型的驱动轮组件100应用于智能自移动设备时，如图6所示，在智能自移动设备的主机放在地面上时，受重力作用(也即轮体受到压力作用)使轮子1大部分缩入机身内，此时弹性件5被压缩，转动轴7的轴心和轮子1的轴心之间的连线的延长线与驱动轮支架3的顶面之间的夹角为A，该夹角反应轮子1露出机身外的尺寸(也即能够反应轮子1自主调节后的高度)，该夹角越大，高度越大；在智能自移动设备运动过程中遇到地面表面不平整时，例如遇到凹坑时，相当于外力减小或消失此时弹性件5对壳体施加大体向下的压力，使壳体2绕转动轴7向下转动，从而使安装在壳体2上的轮子1在弹性件5的作用下自机身内向外/向下运动，自动调节了轮子1的高度，如图5所示的弹性件5回复原状，轮子1位于机身外的尺寸达到最大，转动轴7的轴心和轮子1的轴心之间的连线的延长线与驱动轮支架3的顶面之间的夹角为B，该夹角B的角度大于夹角A的角度，智能自移动设备在移动过程中，夹角处于在A和B之间变化，即使遇到地面不平整的情况驱动轮组件置能够自主调节高度，保证平稳运行，并且具有一定高度的越障能力。

并且，本实用新型驱动轮结构的转动轴7的位置往组件中心移动(也即往上移动)，例如，转动轴7的位置位于整个壳体2高度的中部或者中部以上，这种设置方式相比转轴位置位于底部的情况，壳体2带着轮子1向下移动出智能自移动设备的机身或者向上压入机身时，由于转动轴7的位置高，因此可适当降低整个驱动轮组件在高度方向所占用的空间，更进一地，可以是包括该驱动轮组件的智能自移动设备的机身在高度方向所占用的空间更小。

应当理解，为了精简本实用新型并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本实用新型的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其实用新型点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。