1.本专利总体涉及驱动系统。
2.特别地，本专利涉及可以与载具相关联的驱动系统，载具诸如为汽车、机器人系统、自动化集成系统、自动化材料运载载具、用于在危险环境中进行勘探和工作的系统、用于在太空领域中进行勘探和工作的系统、用于救援和运载残疾人的系统、用于运载重型材料的操作员控制载具、远程控制系统。
背景技术：
3.现有技术包括既用于运输人员又用于运载材料的载具，诸如汽车、卡车等，轮式系统包括由吸热式发动机或电动马达驱动旋转的至少两个轮。
4.为了允许载具速度的改变，现有技术包括齿轮系统或变速箱，其具有改变轮和发动机之间的传动比的功能，以使在改变载具速度时发动机能够以最佳转速工作。
5.此外，为了使载具能够转向，差速系统用于在各轮之间分配旋转，使各轮能够在转向期间以不同速度旋转。
6.其他机构也被用于完整化使载具能够正常运行的传动和机动化系统，诸如离合器、万向节、传动轴、锥齿轮等。
技术实现要素：
7.新发明的目的是提出一种新的驱动系统作为已知系统的替代方案。
8.此外，本发明的另一个目的是提出一种新的驱动系统，其可用于各种运载领域，诸如汽车、机器人系统、自动化集成系统、自动化材料运载载具、用于在危险环境中进行勘探和工作的系统、用于在太空领域中进行勘探和工作的系统、用于救援和运载残疾人的系统、用于运载重型材料的操作员控制载具、远程控制系统。
9.这些和其他直接和相互补充的目的通过新的驱动系统实现，所述驱动系统包括第一驱动轮和第二驱动轮，第一驱动轮和第二驱动轮与支撑结构相关联并且适于被旋转以使所述系统在支撑表面上向前或向后移动，其中所述第一驱动轮由至少一个球形部构成并且所述第二驱动轮由至少一个球形部构成，所述第一驱动轮围绕第一旋转轴线被旋转并且所述第二驱动轮围绕第二旋转轴线被旋转移动，其中所述系统包括倾斜装置，所述倾斜装置适于改变所述第一驱动轮的所述第一旋转轴线和/或所述第二驱动轮的所述第二旋转轴线的倾斜度，使得由与支撑表面的接触点形成的旋转圆周的直径改变。
10.本发明的特别有利之处在于，通过倾斜度的改变、以及随之而来的由与地面的接触点(p)构成的旋转圆周的直径的改变，失速扭矩发生变化。
11.根据优选实施例，倾斜装置将第一旋转轴线和第二旋转轴线设置为相对于支撑表面具有相同的倾斜度，以使得系统能够沿直线方向向前或向后移动。
12.优选地，倾斜装置将所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线的倾斜同时改变相同的角度，从而在所述第一驱动轮和所述第二驱动轮的旋转速度相同的情况下引起所述系统
的移动速度的改变。
13.在优选实施例中，倾斜装置将第一旋转轴线和第二旋转轴线设置为相对于所述支撑表面具有不同的倾斜度，以允许所述系统沿曲线轨迹向前或向后移动。
14.根据优选实施例，第一驱动轮和/或第二驱动轮借助于电动或液压驱动装置被旋转。
15.优选地，电动驱动装置直接安装在对应的第一驱动轮和/或第二驱动轮上。
16.在优选实施例中，倾斜装置包括配置为铰接平行四边形的系统。
17.根据优选实施例，支撑结构对应于载具框架的至少一部分。
18.从另一个角度来看，本发明涉及一种用于控制上述类型系统的轨迹和/或移动速度的方法，包括以下步骤：
[0019]-将所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线设置为相对于所述支撑表面具有相同的倾斜度，以使所述系统能够以给定速度沿直线方向向前或向后移动，或者以相同的量改变所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线相对于所述支撑表面的所述相同的倾斜度，以使所述系统沿直线方向向前或向后移动的速度改变；或者
[0020]-将所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线设置为相对于所述支撑表面具有不同的倾斜度，以使所述系统能够沿曲线轨迹向前或向后移动。
[0021]
从又一个观点来看，本发明涉及一种包括驱动系统的载具，所述驱动系统具有至少两个驱动轮，其中驱动系统如上所述地实现。
[0022]
优选地，载具的类型诸如为汽车、机器人系统、自动化集成系统、用于运载材料的自动化载具、用于在危险环境中进行勘探和工作的系统、用于在太空领域中进行勘探和工作的系统、用于救援和运载残疾人的系统、用于运载重型材料的人员控制载具、远程控制系统。
[0023]
从又一个观点来看，本发明涉及一种用于控制上述类型系统的轨迹和/或移位速度的方法，其中所述方法包括：
[0024]-将所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线设置为相对于所述支撑表面具有相同的倾斜度，以使所述系统能够以给定速度沿直线方向向前或向后移动，或者以相同的量改变所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线相对于所述支撑表面的所述相同的倾斜度，以使所述系统沿直线方向向前或向后移动的速度改变；或者
[0025]-将所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线设置为相对于所述支撑表面具有不同的倾斜度，以使所述系统能够沿曲线轨迹向前或向后移动。
附图说明
[0026]
本发明的特征将通过以下参考以非限制性示例的方式所附的附图的描述得到更好的阐明，其中：
[0027]-图1示出了配备有根据本发明优选实施例的驱动系统的载具的示意性俯视图；
[0028]-图2示出了根据本发明的优选实施例的驱动系统的示意图，驱动系统处于用于以第一移动速度沿直线方向移动所述系统的第一操作位置；
[0029]-图2a示出了图2的第一细节；
[0030]-图2b示出了图2的第二细节；
[0031]-图3示出了图2的驱动系统处于用于以第二移动速度沿直线方向移动所述系统的第二操作位置；图3a示出了图3的第一细节；
[0032]-图3b示出了图3的第二细节；
[0033]-图4示出了图2的驱动系统处于用于沿曲线轨迹移动所述系统的第三操作位置；
[0034]-图4a示出了图4的第一细节；
[0035]-图4b示出了图4的第二细节；
[0036]-图5示出了根据本发明的优选实施例的用于本发明的驱动系统的轮的倾斜装置在第一操作位置的示意图；
[0037]-图6示出了图5的倾斜装置处于第二操作位置；
[0038]-图7示出了图5的倾斜装置在第一操作位置的实施例；
[0039]-图8示出了图7的倾斜装置处于第二操作位置；
[0040]-图9示出了装配有根据本发明的驱动系统的另一载具的示意图；
[0041]-图10从另一个角度示出了图9的载具的细节；
[0042]-图11示出了装配有根据本发明的驱动系统的另一载具的示意图；
[0043]-图12从另一个角度示出了图11的载具的细节。
[0044]
在替代实施例中，特征和/或对应或等效的组成部件由相同的附图标记标识。
具体实施方式
[0045]
图1示意性地示出了安装在载具v上的根据本发明的优选实施例的驱动系统10。
[0046]
图2、3和4示出了在载具v的对应不同操作模式下的不同操作条件下的驱动系统10。
[0047]
根据图1所示的优选实施例的载具v基本上代表客用汽车，更具体地，图1示出了这种汽车v的底盘，其配备有两个前轮a1、a2、用于转向的方向盘b和用于改变速度的手动控制器m。然而，在替代实施例中，根据本发明的驱动系统10可以装配于其他类型的载具，诸如卡车、机器人系统、自动化集成系统、自动化材料运载载具、用于在危险环境中进行勘探和工作的系统、用于在太空领域中进行勘探和工作的系统、用于救援和运载残疾人的系统、用于运载重型材料的操作员控制载具、远程控制系统。
[0048]
根据本发明的驱动系统在其他类型载具中的应用例如在图9至图12中示出，如下文更好地描述的。
[0049]
在图中所示的实施例中，驱动系统10优选地与载具v的后轴相关联，以限定后轮驱动系统，如下文更好地描述的。在替代实施例中，驱动系统10可以相关联于与其装配的载具的前轴，从而限定前轮驱动系统，或驱动系统也可能相关联于前轴和后轴两者，以用于四轮驱动系统。
[0050]
驱动系统10包括与支撑结构16相关联的第一驱动轮12和第二驱动轮14。在所示实施例中，该支撑结构16对应于载具v的底盘的一部分。
[0051]
为了驱动系统10以及因此载具v在例如道路上的支撑表面s上的向前或向后移动，驱动轮12、14被适当地顺时针或逆时针旋转。
[0052]
驱动轮12、14的旋转优选地借助于直接安装在轮12、14上的电动机动化装置来实现，例如安装在第一驱动轮12上的第一电动马达和安装在第二驱动轮14上的第二电动马
达。在替代实施例中，驱动轮12、14的旋转可以借助于液压机动化装置来获得，例如安装在每个驱动轮12、14中的液压马达，或者驱动轮12、14的旋转可以借助于单个马达以及由所述单个马达移动的半轴和等速万向节来获得。
[0053]
第一驱动轮12围绕第一旋转轴线x12被旋转，第二驱动轮围绕第二旋转轴线x14被旋转。
[0054]
根据本发明的一个有利方面，第一驱动轮12由至少一个球形部构成，并且第二驱动轮14也由至少一个球形部构成。
[0055]
在所示实施例中，驱动轮12、14基本上是半球形的。
[0056]
根据本发明的另一个有利方面，驱动系统10包括通常用20表示的倾斜装置，所述倾斜装置适于改变驱动轮12、14的第一旋转轴线x12和/或第二旋转轴线x14的倾斜度。
[0057]
在图2所示的操作位置，倾斜装置20将第一旋转轴线x12和第二旋转轴线x14设置为相对于支撑表面s具有相同的倾斜度。
[0058]
在该操作条件下，在轮12、14通过相应驱动装置以相同角速度被旋转的情况下，驱动系统10和相关联的载具v以预定速度沿直线方向向前或向后移动。在该操作条件下，具体地，支撑表面s与轮12、14的接触点在轮12、14上限定具有第一直径d1的旋转圆周c1，如图2a和2b的细节所示。
[0059]
根据本发明的第一有利方面，倾斜装置20以相同的角度同时改变第一旋转轴线x12和第二旋转轴线x14的倾斜度，如图3所示。
[0060]
在所示情况下，倾斜度的角度增加。设置成新配置的驱动轮12、14相对于图2的先前配置具有相同的角速度，且引起驱动系统10和相关联的载具v的移动速度的改变，这种改变总是沿直线方向发生。
[0061]
在该操作条件下，具体地，支撑表面s与轮12、14的接触点在轮12、14上限定具有第二直径d2的旋转圆周c2，如图3a和3b的细节所示。
[0062]
该第二直径d2小于先前配置的直径d1，因此，在轮12、14的角速度相同的情况下，驱动系统10和载具v的前进速度减小。
[0063]
显然，在旋转轴线x12、x14的倾斜度减小而不是增加的相反情况下，驱动系统10和载具v的速度将增加。
[0064]
在如图1所示的优选实施例中，通过与倾斜装置20接合的手动速度控制器m借助于合适的液压传动系统22来实现由倾斜装置20同时改变轮12、14的旋转轴线x12、x14的倾斜度的角度。
[0065]
显然，在替代实施例中，速度控制器可以是不同类型的，例如电控制器。
[0066]
根据本发明的另一有利方面，驱动系统10的倾斜装置20将驱动轮12、14的第一旋转轴线x12和第二旋转轴线x14设置为相对于支撑表面s具有不同的倾斜度，如图4所示。
[0067]
在该操作条件下，随着轮12、14通过相应的驱动装置被以相同的角速度旋转，驱动系统10和相关联的载具v沿曲线轨迹移动。
[0068]
在该操作条件下，具体地，支撑表面s与左轮12的接触点在轮12本身上限定具有第一直径d1的旋转圆周c1，如图4a的细节所示，而支撑表面s与右轮14的接触点在轮14上限定具有第二直径d2的旋转圆周c2，如图4b所示。
[0069]
右轮14的第二直径d2小于左轮12的第一直径d1，因此，在轮12、14的角速度相同的
情况下，驱动系统10和载具v向右d
x
转向，如图1所示。
[0070]
显然，在左轮12的倾斜度大于右轮14的倾斜度的相反情况下，驱动系统10和载具v向左s
x
转向，如图1所示。
[0071]
在如图1所示的优选实施例中，通过方向盘v实现通过倾斜装置20以不同的角度同时改变轮12、14的旋转轴线x12、x14的倾斜角度以进行转向，方向盘v借助于合适的机械传动系统24将指令传送到倾斜装置20。
[0072]
显然，在替代实施例中，转向控制器可以是不同类型的，例如电控制器。
[0073]
图5和6示出了与倾斜装置20相关的系统50的第一可能实施例，该倾斜装置20根据上述方法使驱动轮12、14的旋转轴线x12、x14倾斜。
[0074]
前述图示出了驱动轮12、14、其旋转轴线x12、x14和直接安装在轮本身12、14上的电动驱动装置40，优选地是电动马达。系统50由包括四个边52a、52b、52c、52d的铰接平行四边形52限定，其中铰接平行四边形52的短边52c与轮12、14成一体。铰接平行四边形52的变形导致短边52c的移动/倾斜且因此轮本身12、14的轴线x12、x14的倾斜，如可以通过比较图5和图6推断出的。
[0075]
更具体地，系统50包括支撑结构60，例如，载具框架的一部分，在支撑结构上设置滑轨62以用于滑块64，滑块64用于移动铰接平行四边形52。滑块64与铰接平行四边形52的顶点53a成一体，而铰接平行四边形52的短边52a相反于与轮12、14成一体的平行四边形52的一边且借助于铰接臂66固定到支撑结构60。
[0076]
滑块64在滑轨上方的右/左移动决定轮12、14的旋转轴线x12、x14的倾斜度，以及轮12、14自身在支撑表面s上方的右/左移位。
[0077]
因此，在如前所述的根据本发明的驱动系统10中，用于改变速度的控制器或用于转向的控制器将适当地致动滑块64以使其移动所需的量，从而获得轮12、14的旋转轴线x12、x14的期望倾斜度。
[0078]
图7和图8示出了与倾斜装置20相关的系统150的第二可能实施例，该倾斜装置20根据上述方法使驱动轮12、14的旋转轴线x12、x14倾斜。
[0079]
前述附图示出了驱动轮12、14、其旋转轴线x12、x14和直接安装在轮12、14上的电动驱动装置40，优选地是电动马达。
[0080]
系统150也是由包括四个边152a、152b、152c、152d的铰接平行四边形152限定，其中铰接平行四边形的短边152c与轮12、14成一体。铰接平行四边形152的变形导致短边152c的移动/倾斜且因此轮本身12、14的轴线x12、x14的倾斜，如可以通过比较图7和图8推断出的。
[0081]
特别地，系统150包括支撑结构160，例如载具框架的一部分，在支撑结构上有铰接平行四边形的锚定销162，位于铰接平行四边形的顶点之一153a处。控制杆164被连接到铰接平行四边形152的相邻顶点153b。
[0082]
控制杆164的右/左移动决定铰接平行四边形152的变形和轮12、14的旋转轴线x12、x14的倾斜度。在这种情况下，有利地，没有轮12、14相对于支撑表面s的右/左移位并且轮通过围绕铰接平行四边形152的顶点153d旋转而倾斜，同时保持相对于框架的相同距离。
[0083]
因此，在如前所述的根据本发明的驱动系统10中，用于改变速度的控制器或用于转向的控制器将适当地致动滑块164以使其移动所需的量，从而获得轮12、14的旋转轴线
x12、x14的期望倾斜度。
[0084]
参考图9和图10，示出了根据本发明的驱动系统10'装配于载具v'，载具v'由用于运载材料的自动化载具/平台组成。
[0085]
平台v'包括支撑结构、至少两个空转滑动轮r1、r2和根据本发明的具有至少两个驱动轮12、14的驱动系统10'。
[0086]
支撑结构t'具有上支撑表面sa，待运载的材料可以被定位在该上支撑表面上。
[0087]
优选地，根据所示实施例的驱动系统10'可以借助于合适的系统(例如，操纵杆)被远程控制，该系统能够将速度或转向改变命令发送到驱动系统10'的倾斜装置20'。
[0088]
参考图11和图12，示出了装配于载具v”的根据本发明的驱动系统10”，该载具由用于运载材料的自动化载具/平台组成。
[0089]
该载具v”与先前参照图9和图10描述的载具v'的不同之处在于它还包括主动悬架系统am。
[0090]
因此，参考前面的描述和附图，提出以下权利要求。
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