本发明涉及移动智能车领域，尤其涉及一种用于可变姿态多栖智能车的角模块。
背景技术：
1、随着智能化、自动化理念深入人心，智能汽车技术得到了突飞猛进的发展，智能汽车水平也逐渐成为了当代衡量科技水平好坏的标尺之一。汽车不再仅仅是一种交通工具，而变成了能够感知、理解、决策并行驶的智能实体。而除了用于交通出行的汽车以外，各种“缩小版”的移动智能车也开始应用于各种工业领域、服务领域，人们通常称这类移动智能车为“机器人小车”。许多机器人被设计用来执行3d任务，即危险(danger)、肮脏(dirty)、乏味(dull)的任务。为了自主移动完成指令，人们通常会在机器人上设置一种可在多种场景应用的移动装置，这种移动装置与可更换的特殊功能模块组装为一体，便成为了可适应各种用途的特种机器人。
2、目前，移动智能车从运动方式来说主要分为足式、轮式、履带式。足式环境适应性强，能够实现全方位移动，但机械构造和控制非常复杂；轮式机械构造和控制简单，在规整地面移动时效率较高，但环境适应性差，在非规整地面移动时易出现故障且通过性差；履带式负载性、通过性稍强，但移动效率低且功率消耗过大。此外，传统移动智能车仅能完成非常有限的特定功能，功能扩展性较差。因此传统运动模式小车仍存在短板与不足，如何创造出综合性能强的新型移动智能车已经成为了本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本发明采用角驱动的概念，将车身与车轮部分解耦研发，提供了一种将偏心部分、转向部分、驱动部分、姿态转换部分集成一体的角模块方案，可应用至各种不同规格的智能车。此外，传统移动智能车仅能在陆地使用，应用场景受限。本发明的实施方式采用多栖一体的思路，在角模块的驱动轮基础上添加驱动桨片，通过驱动部分的变速器调整桨片旋转速度，可以使其在水中具有行驶能力；通过姿态转换部分，还可以将桨片姿态旋转成飞行器的多旋翼，即调整为飞行模式。
2、根据本发明的实施方式提供了一种采用角驱动概念将偏心部分、转向部分、驱动部分、姿态转换部分集成一体的角模块方案，使各个角模块能够独立实现驱动、转向、偏心和姿态转换的功能，从而具有多种自由度、多种运动模态，并且当角模块应用于整车时使得整车具有崎岖路面通过性好的优点，还具有水中航行能力与空中飞行能力。
3、根据本发明的一个实施方式提供了一种用于可变姿态多栖智能车的角模块，其特征在于，该角模块为角驱动方式且包括：依次连接的轮毂驱动电机总成、偏心电机总成、转向电机总成和姿态转换电机总成，其中，
4、所述轮毂驱动电机总成包括：轮圈、轮毂、桨片、轮毂驱动电机和偏心盘，其中，轮毂驱动电机安装在轮毂的轴心处且提供对轮毂的驱动，轮圈安装在轮毂的外周，桨片在轮毂的外侧安装至轮毂驱动电机且由其驱动，偏心盘包括径向并列的大圆环部和小圆环部，该大圆环部固定安装至轮毂驱动电机的内侧，该轮毂驱动电机总成以轮毂驱动电机的转子的轴线为旋转轴线；
5、所述偏心电机总成包括：偏心旋转平台、偏心电机和偏心电机壳，其中，偏心旋转平台的内侧为输入端且外侧为输出端，该偏心旋转平台的输入端安装至所述偏心电机的转子且由其驱动，该偏心旋转平台的输出端与所述偏心盘的小圆环部连接，偏心电机壳安装至偏心电机的与偏心旋转平台相反的一侧，偏心电机的转子的轴线为偏心盘被偏心电机驱动旋转的旋转轴线；
6、所述转向电机总成包括：转向旋转平台、转向电机和转向电机壳，其中，转向旋转平台包括输入端和输出端，该输入端安装至转向电机的转子且由其驱动，该输出端与所述偏心电机壳固定连接，转向电机壳安装至转向电机的与该转向旋转平台相反的一侧，该转向电机总成以转向电机的转子的轴线为旋转轴线；
7、所述姿态调整电机总成包括：姿态调整旋转平台和姿态调整电机，其中姿态调整旋转平台包括的输入端和输出端，该输入端安装至姿态调整电机的转子并由其驱动，该输出端与所述转向电机壳固定连接，该姿态调整电机总成以姿态调整电机的转子的轴线为旋转轴线。
8、在可选的实施方式中，所述轮毂驱动电机总成的旋转轴线与所述偏心电机总成的旋转轴线平行；所述轮毂驱动电机总成的旋转轴线，与所述转向电机总成的旋转轴线、所述姿态调整电机总成的旋转轴线为在三维空间中两两彼此垂直的关系。
9、在可选的实施方式中，所述轮毂驱动电机总成还包括：变速器，其集成在所述轮毂驱动电机中，所述轮毂驱动电机经由该变速器驱动轮毂；轮毂驱动电机底壳，其安装在轮毂驱动电机的内侧，用于保护轮毂驱动电机。
10、在可选的实施方式中，所述变速器为行星齿轮变速器，包括：行星架、太阳轮、齿圈和制动器；其中，所述轮毂驱动电机连接行星架，所述桨片连接太阳轮，轮毂连接齿圈；在驱动所述轮毂的状态下，制动器制动太阳轮；在驱动所述桨片的状态下，制动器制动齿圈，从而实现不同转速的两种旋转模式的切换。
11、在可选的实施方式中，所述偏心电机总成还包括：减速器，其设置在所述偏心旋转平台内，经由该减速器将偏心电机对偏心盘的小圆环部的驱动进行减速，实现传递动力与转速调节的功能。
12、在可选的实施方式中，所述转向电机总成还包括：减速器，其设置在所述转向旋转平台内，经由该减速器将转向电机对转向旋转平台的驱动进行减速，从而实现传递动力、改变动力传输方向与转速调节的功能。
13、在可选的实施方式中，所述姿态调整电机总成还包括：减速器，其设置在所述姿态调整旋转平台内，经由该减速器将姿态调整电机对姿态调整旋转平台的驱动进行减速，从而实现传递动力、改变动力传输方向与转速调节的功能。
14、根据本发明的另一个实施方式提供了一种采用角驱动概念将偏心部分、转向部分、驱动部分、姿态转换部分集成一体的角模块，包括：轮毂驱动电机总成、偏心电机总成、转向电机总成、姿态转换电机总成。轮毂驱动电机总成为带有轮毂驱动电机的轮组，其偏心盘一端与偏心电机总成的偏心旋转平台的输出端连接，并经由偏心旋转平台的驱动而旋转；偏心电机总成为带有偏心电机的旋转平台机构，其偏心电机壳体与转向电机总成的旋转平台输出端使用螺栓固连；转向电机总成为带有转向电机的旋转平台机构，其转向电机壳体与姿态转换电机总成的旋转平台输出端使用螺栓固连；姿态转换电机总成为带有姿态转换电机的旋转平台机构。
15、该角模块替代了常规智能车中的悬架总成，有效减轻角模块质量与体积；通过包括偏心机构使角模块的轮组可实现360°绕轴转动，当角模块应用于整车时使得整车具有在崎岖路面通过性好的优点；通过使用3个不同的电机分别完成驱动、偏心运动和转向的功能，通过旋转平台实现动力方向的改变与传递；以及通过使用第4个姿态转换电机完成姿态的调节。四个总成部分结构紧凑，集成度高。
16、进一步的，轮毂驱动电机总成包括轮圈、轮毂、桨片、轮毂驱动电机、轮毂驱动电机底壳、偏心盘、螺栓。轮毂内均布扇形槽，减轻质量；轮毂轴心周围有螺栓预留孔，用螺栓与轮毂驱动电机转子固连。轮辋具有螺旋槽，边缘为缩口设计，与轮圈卡紧固连。轮毂驱动电机为驱动电机和变速器的集成装置，当轮毂驱动电机输出动力时，转子直接带动桨片进行旋转，以达到切换水中行驶与陆地行驶这两种模式；同时转子通过变速器带动轮毂、轮圈组成的整个轮子绕轮心轴转动。轮毂驱动电机底壳与轮毂驱动电机用螺栓固连。偏心盘分为两圆端，并在两端挖圆形槽减轻质量，大圆环一端与轮毂驱动电机用螺栓固连，小圆环一端与旋转平台输出端用螺栓固连。
17、进一步的，偏心电机总成包括旋转平台、偏心电机、偏心电机壳、螺栓。旋转平台内置1：10减速器，可实现传递动力与减速器的功能。偏心电机转子与旋转平台输入端固连，偏心电机与偏心电机壳用螺栓在预留孔处固连。当偏心电机输出动力时，动力经过旋转平台输出至偏心盘小圆一端，带动轮毂驱动电机总成绕偏心盘小圆一端的圆心轴线转动。
18、进一步的，转向电机总成包括旋转平台、转向电机、转向电机壳、螺栓。旋转平台内置1：10减速器，可实现传递动力、改变动力传输方向与减速器的功能，输入端与转向电机转子用螺栓固连，输出端用螺栓与偏心电机壳固连。当转向电机输出动力时，动力经过旋转平台改变动力传输方向，输出至偏心电机壳，带动偏心电机总成与轮毂驱动电机总成共同转向。
19、进一步的，姿态调整电机总成包括旋转平台、姿态调整电机、姿态调整电机壳、螺栓。旋转平台内置1：10减速器，可实现传递动力、改变动力传输方向与减速器的功能，输入端与姿态调整电机转子用螺栓固连，输出端用螺栓与转向电机壳固连。当姿态调整电机输出动力时，动力经过旋转平台改变动力传输方向，输出至转向电机壳，带动转向电机总成、偏心电机总成与轮毂驱动电机总成共同旋转，以达到切换空中飞行和陆地行驶这两种模式的目的。
20、根据本发明的实施方式提供的一种用于可变姿态多栖智能车的角模块，相对于现有技术至少具有以下优点。
21、1.本发明的实施方式提供的角模块包括轮毂驱动电机总成，采用轮毂驱动电机驱动车轮，集成度高、结构紧凑，当角模块应用于整车时具有优良的灵活度和动力性能。
22、2.本发明的实施方式提供的角模块通过包括桨片与变速器，可以将角模块的桨片设置为与轮毂驱动电机同转速的直接挡，提供水中航行和空中飞行的动力；且将车轮由轮毂驱动电机驱动的转动可设置为通过变速器调节，提供陆地行驶的动力；从而当将角模块应用于智能车的整车时，能够在水中航行、空中飞行和陆地行驶三种模式之间进行转换。
23、3.本发明的实施方式提供的角模块包括姿态调整电机，当该角模块应用于智能车的整车时，可通过姿态调整电机切换成为空中飞行模式，这时桨片作为螺旋桨使用为空中飞行提供动力。
24、4.本发明的实施方式提供的角模块包括偏心电机总成，采用旋转平台配合偏心盘机构实现360°偏心运动，当角模块应用于智能车的整车，在陆地行驶时，能够实现智能车各车轮分别或同时的高度与轴距的调节，在崎岖路面行驶时具有优良的通过性和姿态稳定性。
25、5.本发明的实施方式提供的角模块包括转向总成，采用旋转平台配合转向臂实现大幅度转向，具有多种运动姿态，提升自由度，当角模块应用于整车陆地行驶时能够实现原地转向、斜向形式、横向行驶、四轮转向等动作，具有优良的灵活性及避障性能。
26、6.本发明的实施方式提供的角模块采用模块化设计，能够装配至多种类型和尺寸的智能车，易于更换与维修，具有良好的功能扩展性。
1.一种用于可变姿态多栖智能车的角模块，其特征在于，该角模块为角驱动方式且包括：依次连接的轮毂驱动电机总成(1)、偏心电机总成(2)、转向电机总成(3)和姿态转换电机总成(4)，其中，
2.根据权利要求1所述的用于可变姿态多栖智能车的角模块，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的用于可变姿态多栖智能车的角模块，其特征在于，所述轮毂驱动电机总成(1)还包括：
4.根据权利要求3所述的用于可变姿态多栖智能车的角模块，其特征在于，所述变速器为行星齿轮变速器，包括：行星架、太阳轮、齿圈和制动器；其中
5.根据权利要求1所述的用于可变姿态多栖智能车的角模块，其特征在于，所述偏心电机总成(2)还包括：
6.根据权利要求1所述的用于可变姿态多栖智能车的角模块，其特征在于，所述转向电机总成(3)还包括：
7.根据权利要求1所述的用于可变姿态多栖智能车的角模块，其特征在于，所述姿态调整电机总成(4)还包括：
