一种车轮转向装置和自转向车轮

技术领域

本发明涉及车轮转向技术领域，具体的，涉及一种车轮转向装置。

背景技术

目前，随着国家经济的发展，不管是汽车自行车等等各种带轮子的交通工具越来越多，现有技术中的车轮转向装置对车轮上半部分空间占用多，影响其他装置安装，现有技术中的车轮转向往往是在车轮的轮轴上设置一个车叉，通过车叉带动轮轴转动实现车轮的变向，

设定车轮的行驶平面为基准面，车轮与基准面的接触点为基准点，车轮转向时，需要车轮上经过基准点的切线的方向与车轮当前行驶的方向不一致，设定车轮上经过基准点的切线的方向为第六方向，第六方向一定是一直位于基准面上的，车轮因为需要转向而需要绕一个转向轴摆动，设定这个转向轴的方向为第七方向，

当第六方向与车轮当前行驶方向一致时，车轮会一直保持向当前行驶方向运动而不能转向，此时，第七方向与第六方向一致，控制车轮转向的车叉的转轴方向就需要与基准面平行，因此车叉存在在这个问题，即在其保持车叉的转轴方向与基准面平行时不能控制车轮转向，这就大大限制了使用车轮的相关装置的结构和空间设计。

发明内容

本发明提出一种车轮转向装置，解决了现有技术中的车轮转向装置对车轮上半部分空间占用多影响其他装置安装的问题。

本发明的技术方案如下：

包括：

支架，

转向座，转动设置在所述支架上，所述转向座上用于安装车轮，所述转向座的转轴方向为第一方向，车轮的转轴方向为第二方向，

驱动装置，设置在所述支架上，用于驱动所述转向座转动。

作为进一步的技术方案，所述驱动装置包括，

驱动杆，一端设置在所述转向座上，摆动所述驱动杆后，所述转向座转动。

作为进一步的技术方案，所述驱动装置还包括，

转动架，一端转动设置在所述支架上，另一端用于转动设置在车架上，所述转动架的转轴方向为第三方向，所述驱动杆的另一端设置在所述转动架上，

所述转动架转动后，所述转动架带动所述驱动杆摆动。

作为进一步的技术方案，所述转动架包括，

第一杆，转动设置在所述支架上，

第二杆，一端转动设置在所述车架上，所述第一杆和所述第二杆的转轴方向均为第三方向，

第三杆，一端与所述第一杆连接，所述第三杆与所述第一杆呈角度设置，所述驱动杆的一端设置在所述第三杆上，所述驱动杆的另一端转动设置在所述转向座上，所述第三杆用于带动所述驱动杆摆动，所述驱动杆在转向座上的转轴方向为第四方向，

第四杆，其两端分别与所述第三杆的自由端和所述第二杆的自由端连接。

作为进一步的技术方案，所述驱动杆包括，

第一摆动杆，转动设置在所述转向座上，所述第一摆动杆的转轴方向为第四方向，

第二摆动杆，所述第二摆动杆的一端与所述第一摆动杆的一端连接，另一端球铰设置在所述第三杆上，所述第三杆用于带动所述第二摆动杆摆动，所述第二摆动杆沿第五方向设置。

作为进一步的技术方案，还包括，

套管，球铰设置在所述第三杆上，所述套管沿第五方向设置，所述第二摆动杆的一端转动且滑动设置在所述套管内，滑动的方向为沿第五方向，转动的方向为绕第五方向转动。

作为进一步的技术方案，

所述转向座的两侧均设置有所述支架，所述转向座两侧的所述支架上至少设置有一个所述转动架。

作为进一步的技术方案，

所述第一杆与所述第二杆共轴。

作为进一步的技术方案，

所述第一方向和所述第二方向垂直。

作为进一步的技术方案，

所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直。

作为进一步的技术方案，

所述第四方向与所述第一方向垂直。

作为进一步的技术方案，

所述第五方向与所述第四方向垂直。

还提出一种自转向车轮，包括，

轮体，所述轮体转动轴的中部具有安装空间位，

轴体，设置在安装空间位内，

第二轴套，转动且套设在所述轴体上，所述第二轴套用于与车架连接。

本发明的工作原理及有益效果为：

本发明中，转向座转动设置在支架上，转向座用来安装车轮，驱动装置设置在支架上，当需要转向时，通过驱动装置来驱动转向座转动，转向座就带着车轮转动，从而实现了转向的功能，十分方便。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明车轮转向装置结构示意图；

图2为本发明车轮转向装置结构示意图；

图3为本发明车轮转向装置左视结构示意图；

图4为本发明车轮转向装置俯视结构示意图；

图5为本发明车轮转向装置图4中A-A截面结构示意图；

图6为本发明车轮转向装置后视结构示意图；

图7为本发明自转向车轮结构示意图

图中：1-支架，2-转向座，21-轮轴，22-第一转轴，23-第一轴套，3-驱动装置，31-驱动杆，311-第一摆动杆，312-第二摆动杆，32-转动架，321-第一杆，322-第二杆，323-第三杆，324-第四杆，4-套管，5-轮体，6-轴体，7-第二轴套，8-车轮，9-车架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。

如图1-6所示，本发明提出一种车轮转向装置，包括：

支架1，

转向座2，转动设置在支架1上，转向座2上用于安装车轮8，转向座2的转轴方向为第一方向，车轮8的转轴方向为第二方向，

驱动装置3，设置在支架1上，用于驱动转向座2转动。

本实施例中，本方案采用了先设置一个转向座2，转向座2的转动轴方向，即第一方向，开始设置即不让第一方向和第六方向平行，第一方向相当于第七方向，因此只要驱动转向座2转动，就可以完成车轮的转向，比较灵活，

这样，驱动装置3不管安装在哪个位置，只要驱动转向座2转动，就能起到转向作用，相对于现有的车叉控制车轮转向更加灵活可控，因此对于空间的需求更加灵活，从而可以适应不同的车辆设计需求，提升了设计多样性和灵活性，便于推进新的设计产品使用，更加方便人们的生活，

进一步，驱动装置3为电机，电机的输出轴与转向座2的转轴连接。

本实施例中，驱动装置3可以采用一个电机，将电机设置在支架1与转向座2转轴处的轴套上，将电机的输出轴与转向座2的转轴连接，这样通过控制电机的正反转即可实现转向座2的正反转，从而仅仅通过一个控制电机正反转动的按钮就可以实现转向的作用，省去了机械结构实现车轮转向的空间需求。

进一步，驱动装置3还包括，

驱动杆31，一端设置在转向座2上，摆动驱动杆31后，转向座2转动。

本实施例中，驱动杆31的一端设置在转向座2上，当摆动驱动杆31时，就会带动转向座2转动，车轮8设置在转向座2上，所以就会驱动车轮转向。

进一步，驱动装置3还包括，

转动架32，一端转动设置在支架1上，另一端用于转动设置在车架9上，转动架32的转轴方向为第三方向，驱动杆31的另一端设置在转动架32上，

转动架32转动后，转动架32带动驱动杆31摆动。

本实施例中，转动架32的一端转动设置在支架1上，另一端用来转动设置在车架9上，驱动杆31的另一端设置在转动架32上，转动架32转动的同时会带动驱动杆31摆动，驱动杆31摆动就实现了带动转向座2转动，从而实现转向，在车架32上安装一个驱动转动架32转动的机构即可在车架上操作实现车轮转向。

进一步，转动架32包括，

第一杆321，转动设置在支架1上，

第二杆322，一端转动设置在车架9上，第一杆321和第二杆322的转轴方向均为第三方向，

第三杆323，一端与第一杆321连接，第三杆323与第一杆321呈角度设置，驱动杆31的一端设置在第三杆323上，驱动杆31的另一端转动设置在转向座2上，所述第三杆323用于带动所述驱动杆31摆动，驱动杆31在转向座2上的转轴方向为第四方向，

第四杆324，其两端分别与第三杆323的自由端和第二杆322的自由端连接。

本实施例中，第一杆321和第二杆322共轴设置，第三杆323一端相对于第一杆321呈角度倾斜设置，第四杆324的两端分别与第三杆323的自由端和第二杆322的自由端连接，在第一杆321转动时，第三杆323因为不与第一杆321共轴，所以位于第三杆323上的点会发生一定位移，驱动杆31的一端活动设置在第三杆323上，所以第一杆321转动，会带动第三杆323移动，第三杆323会带动驱动杆31摆动。

进一步，驱动杆31包括，

第一摆动杆311，转动设置在转向座2上，第一摆动杆311的转轴方向为第四方向，

第二摆动杆312，第二摆动杆312的一端与第一摆动杆311的一端连接，另一端球铰设置在第三杆323上，所述第三杆323用于带动所述第二摆动杆312摆动，第二摆动杆312沿第五方向设置。

本实施例中，第二摆动杆312摆动会驱动第一摆动杆311向一侧摆动，第一摆动杆311会施加给转向座2一个转动的力，实现转向座2的转动，第五方向为任意方向，优选的为沿平行与车轮轮面的方向。

进一步，还包括，

套管4，球铰设置在第三杆323上，套管4沿第五方向设置，第二摆动杆312的一端转动且滑动设置在套管4内，滑动的方向为沿第五方向，转动的方向为绕第五方向转动。

本实施例中，套管4采用球铰的方式铰接在第三杆323上，套管4沿第五方向设置，且第二摆动杆312的一端滑动在套管4内，并且第二摆动杆312位于套管4内的一端可以在套管4内转动，因为在第一杆321转动时，第三杆323转动会形成一个锥面，因此套管4沿着第五方向的话就要满足灵活转动的状态。

进一步，转向座2的两侧均设置有支架1，转向座2两侧的支架1上至少设置有一个转动架32。

本实施例中，转向座2两侧均设置有支架1，提高了整体的牢固性和安全性。

进一步，第一杆321与第二杆322共轴。

本实施例中，第一杆321与第二杆322共轴，第二杆322一端转动设置在车架9上，所以在转动第二杆322时，第一杆321不会发生在第二杆322轴向的浮动，因此转向时也就更加稳定。

进一步，第一方向和第二方向垂直。

本实施例中，第一方向和第二方向垂直，即转向座2的转动平面与车轮8的转动平面垂直，所以在转向座2转动时，可以最大效率的带动车轮8转向。

进一步，第一方向、第二方向和第三方向两两垂直。

本实施例中，第一方向、第二方向和第三方向两两垂直，从而可以使得转向座2的转动平面、车轮8的转动平面和转动架32的转动平面两两垂直，可以在最小程度转动转动架32时实现最大程度的带动车轮8转向。

进一步，第四方向与第一方向垂直。

本实施例中，第四方向与第一方向垂直，实现了驱动杆31在保持与第二反向垂直时，实现了最大程度带动转向座2转动的作用。

进一步，第五方向与第四方向垂直。

本实施例中，第五方向与第四方向垂直，即实现了第二摆动杆312与车轮8转动平面平行的状态，降低了第二摆动杆312由于相对于车轮8的转动平面倾斜设置导致的占用空间更大的缺陷。

进一步，第一杆321、第二杆322、第三杆323和第四杆324共面，且所在平面为第一平面，车轮8为直行状态时，第一平面与第二方向垂直，向一侧拐弯时，位于转向座2两侧的第三杆323相互平行且形成车轮8拐弯时的倾斜的容纳空间，在尽可能车轮8两侧的第三杆323距离较近时，车轮8不会碰到其两侧的第三杆323，实现了转动架32在驱动驱动杆31摆动的同时还能通过第三杆323之间的容纳空间保证转向的进行，使得车轮前进时的空间结构最为紧凑不向两侧伸出，转向也能得到保证。

进一步，转向座2包括，

轮轴21，轮轴21上用于设置车轮8，轮轴21的中部具有安装空间，

第一转轴22设置在轮轴21中部的安装空间内，第一转轴22为转向座2在支架1上的转动轴，

第一轴套23，转动且套设在第一转轴22外，第一轴套23设置在支架1上，轮轴21上具有允许支架1以第一转轴22为轴摆动的摆动空间。

本实施例中，转向座2相当于普通车轮的轮轴，转向座2转动实现了车轮转向，车轮用于设置在轮轴21上，车轮以轮轴21位轴转动，轮轴21直径相对平常的轮轴直径较大，在轮轴21中部具有安装空间，在安装空间内设置有第一转轴22，第一转轴22的两端固定设置在轮轴21的安装空间内壁上，第一轴套23转动设置在第一转轴22外，第一轴套23用来与车架连接，通过改变驱动第一转轴22转动就可以带动轮轴21向一侧摆动，轮轴21摆动实现了带动车轮转向。

如图7所示，还提出一种自转向车轮，包括，

轮体5，轮体5转动轴的中部具有安装空间位，

轴体6，设置在安装空间位内，

第二轴套7，转动且套设在轴体6上，第二轴套7用于与车架连接，

轴体6的轴向与轮体5转轴的方向垂直，且轴体6的轴向与轮体5的行驶平面不平行。

本实施例中，轮体5的转动轴直径比普通的车轮转轴直径大，轮体5转动轴的中部具有安装空间位，在安装空间位内设置有轴体6，轴体6的两端固定设置在安装空间位内，第二轴套7套设并且转动设置在轴体6上，第二轴套7用于与车架连接，在第二轴套7上设置有驱动机构用来驱动轴体6转动，轴体6转动可以实现带动轮体5的转轴摆动，从而实现轮体5摆动转向，降低了对于车体转向机构的设置，可以降低相应的空间需求，适应相应的车体设计。

进一步，第二轴套7上设置有用于驱动轴体6转动的驱动机构，驱动机构可以为电机。

本实施例中，第二轴套7上设置的驱动机构可以为电机，具体的，电机的机体设置在第二轴套7外壁上，在轴体6上设置齿轮，通过电机输出轴与齿轮啮合，实现带动轴体6转动的作用，可以通过电连接控制电机的转动，从而最终实现车轮转向。

转向装置整体方案实现如下：

如图2中所示，车架9保持静止，在向图的外侧转动第二杆322时，第三杆323因为与第一杆321和第二杆322不在一条直线上，所以第三杆323会向外侧移动，第三杆323会带动设置在其上的驱动杆31向外侧摆动，因为驱动杆31的另一端设置在转向座2上，所以转向座2会被驱动杆31带动的转动，车轮设置在转向座2上，因此转向座2带动车轮转动，车轮处于直行状态时，第三杆323与车轮轮面平行，转向时第三杆323向图2的外侧或里侧移动，车轮的后半部分同样向外侧和里侧移动，第三杆323不会与车轮接触。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。