本發明屬于機械傳動技術領域，具體地來說，是一種同步轉向車體。

背景技術：

在現代生產生活中，車輛是必不可少的運輸工具。車輛具有悠久的發展歷史，隨著現代技術的發展，近百年來有了巨大的進步，給人們的生活帶來很大的便利。

目前的車輛在轉向過程中，由于結構所限，內外側的車輪存在著助手轉速差。為了使車輛在轉向過程中保持平衡，必須采用差速器及相應的機械結構，以調整內外輪的轉速差。這種結構造成車輛的機械結構復雜，零件眾多，不利于車輛的應用與生產制造。

技術實現要素：

為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種同步轉向車體，無需差速器即可直接實現車輪與駕駛室的同步轉向。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

一種同步轉向車體，包括車輪、駕駛室及驅動所述車輪與所述駕駛室同步轉向的轉向機構，所述車輪的轉向中心軸與所述車輪的自轉中心軸垂直，所述車輪與所述駕駛室的轉向運動保持同步。

作為上述技術方案的改進，所述轉向機構包括轉向驅動裝置、多個旋轉執行機構及連接所述轉向驅動裝置與多個所述旋轉執行機構的分動裝置：

所述轉向驅動裝置用于驅動多個所述旋轉執行機構旋轉；

所述分動裝置的輸入端與所述轉向驅動裝置的輸出軸連接，所述分動裝置的輸出端分別與多個所述旋轉執行機構連接，所述駕駛室與所述分動裝置的輸入端或輸出端連接；

所述旋轉執行機構包括與車輪連接的轉向輸出軸，所述轉向輸出軸的旋轉中心軸與所述車輪的中心軸垂直，多個所述旋轉執行機構的所述轉向輸出軸的旋轉方向一致。

作為上述技術方案的進一步改進，所述分動裝置包括分動系主動齒輪與多個分動系從動齒輪：

所述分動系主動齒輪連接于所述轉向驅動裝置的輸出端，多個所述分動系從動齒輪嚙合于同一所述分動系主動齒輪，所述分動系從動齒輪分別與所述旋轉執行機構的輸入端連接，所述分動系主動齒輪的旋轉軸與所述駕駛室連接。

作為上述技術方案的進一步改進，所述旋轉執行機構包括所述轉向輸出軸與驅動所述轉向輸出軸旋轉的輸出齒輪：

所述轉向輸出軸與所述車輪連接，所述輸出齒輪通過齒輪傳動關系與所述分動系從動齒輪連接。

作為上述技術方案的進一步改進，所述分動裝置包括多排鏈輪，所述多排鏈輪通過鏈傳動關系分別與多個所述旋轉執行機構的輸入端連接，所述多排鏈輪的旋轉軸與所述駕駛室連接。

作為上述技術方案的進一步改進，所述旋轉執行機構包括轉向輸出軸與驅動所述轉向輸出軸旋轉的輸出鏈輪：

所述轉向輸出軸與所述車輪連接，所述輸出鏈輪通過鏈傳動關系與所述多排鏈輪連接。

作為上述技術方案的進一步改進，所述分動裝置包括多槽帶輪：

所述多槽帶輪通過帶傳動關系分別與多個所述旋轉執行機構的輸入端連接，所述多槽帶輪的旋轉軸與所述駕駛室連接。

作為上述技術方案的進一步改進，所述分動裝置為行星齒輪傳動系，其包括太陽輪、多個行星輪與行星架：

所述太陽輪的旋轉由所述轉向驅動裝置驅動，所述行星輪的輸出端與所述旋轉執行機構的輸入端連接。

作為上述技術方案的進一步改進，所述轉向驅動裝置包括驅動電機和/或驅動轉盤：

所述驅動電機和/或驅動轉盤的輸出端通過減速齒輪與所述分動裝置的輸入端連接。

作為上述技術方案的進一步改進，所述轉向機構包括車輪轉向電機與駕駛室轉向電機：

所述車輪轉向電機與所述車輪一一對應地連接，用于驅動所述車輪轉向；

所述駕駛室轉向電機與所述駕駛室連接，用于驅動所述駕駛室轉向；

所述車輪轉向電機與所述駕駛室轉向電機具有相同的旋轉運動特性，可實現同步旋轉。

本發明的有益效果是：通過在同步轉向車體上設置車輪與可旋轉的駕駛室，使駕駛室與車輪同步旋轉，車體重心保持平穩同步，無需差速器即可實現車輪的轉向，提供了一種可直接實現同步轉向的車體。

為使本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1是本發明實施例1提供的同步轉向車體的主視示意圖；

圖2是本發明實施例1提供的同步轉向車體的轉向結構的俯視軸測示意圖；

圖3是本發明實施例1提供的同步轉向車體的轉向結構的仰視軸測示意圖；

圖4是本發明實施例1提供的同步轉向車體的轉向結構的主視示意圖；

圖5是本發明實施例2提供的同步轉向車體的主視示意圖；

圖6是本發明實施例2提供的同步轉向車體的轉向結構的俯視軸測示意圖；

圖7是本發明實施例2提供的同步轉向車體的轉向結構的仰視軸測示意圖；

圖8是本發明實施例2提供的同步轉向車體的轉向結構的主視示意圖；

圖9是本發明實施例3提供的同步轉向車體的主視示意圖。主要元件符號說明：

1000-同步轉向車體，0100-轉向驅動裝置，0110-驅動電機，0200-分動裝置，0210-分動主軸，0220-分動系主動齒輪，0230-分動系從動齒輪，0240-過渡齒輪組，0250-多排鏈輪，0260-鏈條，0300-旋轉執行機構，0310-轉向輸出軸，0320-輸出齒輪，0330-輸出鏈輪，0400-車輪，0500-減速齒輪組，0510-主動輪，0520-從動輪，0600-駕駛室，0700-車輪轉向電機，0800-駕駛室轉向電機。

具體實施方式

為了便于理解本發明，下面將參照相關附圖對同步轉向車體進行更全面的描述。附圖中給出了同步轉向車體的優選實施例。但是，同步轉向車體可以通過許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對同步轉向車體的公開內容更加透徹全面。

需要說明的是，當元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。相反，當元件被稱作“直接在”另一元件“上”時，不存在中間元件。本文所使用的術語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在同步轉向車體的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在限制本發明。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

實施例1

請參閱圖1，同步轉向車體1000包括車輪0400、駕駛室0600及驅動車輪0400與駕駛室0600同步轉向的轉向機構，車輪0400的轉向中心軸與車輪0400的自轉中心軸垂直，車輪0400與駕駛室0600的轉向運動保持同步。

具體而言，駕駛室0600可隨車輪0400的轉向而同步轉向。換言之，當同步轉向車體1000轉向時，駕駛室0600隨之同步旋轉，使駕駛員的方向始終與同步轉向車體1000的運動方向保持同步。

其中，車輪0400與駕駛室0600的轉向運動保持同步，主要是指車輪0400與駕駛室0600的轉向速度、方向及靈敏度均保持一致。車輪0400的數量可為多個，依實際需要而決定。進而，多個車輪0400與駕駛室0600的轉向運動保持同步。

在轉向過程中，同步轉向車體1000始終沿直線運動，避免了傳統車體過彎時的圓周運動。由此，同步轉向車體1000的重心始終保持平穩，不會發生傳統車輛轉向過程的離心現象，保證各車輪0400不發生轉速差，進一步改善同步轉向的平穩性。

優選地，駕駛室0600的旋轉軸與分動裝置0200的分動主軸0210連接，使駕駛室0600位于同步轉向車體1000的重心位置，保證駕駛員的駕駛體驗與安全。

請結合參閱圖2、圖3與圖4，轉向機構包括轉向驅動裝置0100、多個旋轉執行機構0300及連接轉向驅動裝置0100與多個旋轉執行機構0300的分動裝置0200：

轉向驅動裝置0100用于驅動多個旋轉執行機構0300旋轉；

分動裝置0200的輸入端與轉向驅動裝置0100的輸出軸連接，分動裝置0200的輸出端分別與多個旋轉執行機構0300連接，駕駛室0600的旋轉軸與分動裝置0200的輸入端或輸出端連接；

旋轉執行機構0300包括與車輪0400連接的轉向輸出軸0310，轉向輸出軸0310的旋轉中心軸與車輪0400的中心軸垂直，多個旋轉執行機構0300的轉向輸出軸0310的旋轉方向一致。

轉向時，轉向驅動裝置0100輸出動力至分動裝置0200，分動裝置0200將動力分配至各個旋轉執行機構0300。旋轉執行機構0300通過轉向輸出軸0310將動力輸出至車輪0400，實現各個車輪0400的同步轉動。

同時，分動裝置0200驅動駕駛室0600同步旋轉，保證了車輪0400與駕駛室0600的轉向同步。

由于各轉向輸出軸0310的旋轉方向一致，各車輪0400的轉動方向亦保持一致。同時由于分動裝置0200的作用，各車輪0400的轉動速度亦保持一致，保證各車輪0400的轉向同步及時，不存在速度差，使轉向平衡穩定。由此，無需差速器即可實現各個車輪0400的同步轉向，結構簡單、易于實現，且節約成本。

優選地，多個旋轉執行機構0300沿分動裝置0200的輸出端的旋轉圓周均勻分布，使各旋轉執行機構0300的受力更趨均勻，運動更趨同步。

優選地，轉向驅動裝置0100包括驅動電機0110和/或驅動轉盤，驅動電機0110和/或驅動轉盤的輸出端通過減速齒輪與分動裝置0200的輸入端連接。

就本實施例而言，轉向驅動裝置0100采用驅動電機0110的結構形式。驅動電機0110通過減速齒輪組0500而與分動裝置0200連接，減速齒輪組0500包括相互嚙合的主動輪0510與從動輪0520，主動輪0510設于驅動電機0110的輸出軸端，從動輪0520設于分動裝置0200的輸入軸端。

由此，驅動電機0110輸出動力，并通過編碼器控制驅動電機0110的旋轉角度，從而控制旋轉執行機構0300與車輪0400的轉動角度，使車輪0400的轉向精準可控。

在另一個實施例中，轉向驅動裝置0100亦可采用驅動轉盤，亦即方向盤的形式。用戶通過轉動方向盤而控制旋轉執行機構0300與車輪0400的轉動角度，亦可達到精確轉向的效果。

優選地，分動裝置0200包括分動系主動齒輪0220與多個分動系從動齒輪0230：

分動系主動齒輪0220連接于轉向驅動裝置0100的輸出端，多個分動系從動齒輪0230嚙合于同一分動系主動齒輪0220上，分動系從動齒輪0230分別與旋轉執行機構0300的輸入端連接，分動系主動齒輪0220的旋轉軸與駕駛室0600連接。

具體而言，分動系主動齒輪0220設于分動主軸0210上，分動主軸0210的輸入端設有從動輪0520，以接受源自轉向驅動裝置0100的驅動力。同時，分動主軸0210與駕駛室0600連接，保證駕駛室0600的旋轉運動與分動主軸0210始終同步。

在一個分動系主動齒輪0220的周側，分布著多個分動系從動齒輪0230。各分動系從動齒輪0230均與分動系主動齒輪0220保持嚙合，換言之，各分動系從動齒輪0230均由同一分動系主動齒輪0220驅動。

進而，每一分動系從動齒輪0230連接于一旋轉執行機構0300的輸入端，使各旋轉執行機構0300均由同一分動系主動齒輪0220驅動，從而使各轉向輸出軸0310的運動要素保持一致。

優選地，分動系主動齒輪0220與分動系從動齒輪0230可以是圓柱齒輪、錐形齒輪等各種齒輪結構形式。

優選地，旋轉執行機構0300包括轉向輸出軸0310與驅動轉向輸出軸0310旋轉的輸出齒輪0320：

轉向輸出軸0310與車輪0400連接，輸出齒輪0320通過齒輪傳動關系與分動系從動齒輪0230連接。

具體而言，分動系從動齒輪0230分別驅動輸出齒輪0320，實現各旋轉執行機構0300的同步轉向運動。

優選地，輸出齒輪0320與分動系從動齒輪0230之間設有過渡齒輪組0240，用以傳遞動力。

優選地，車輪0400上設有用于驅動車輪0400自轉的輪轂電機。

具體而言，每一車輪0400上均設有一輪轂電機。車輪0400可在輪轂電機的驅動下，繞車輪0400的幾何心軸旋轉。由此，各車輪0400具有其自轉運動的獨立性，在其運動與轉向過程中，其速度易于控制調整，進一步改善運動的平穩性與適應性。

進一步優選，車輪0400具有剎車功能，可以采用電子剎車、盤式剎車或者鼓式剎車等形式。

進一步優選，車輪0400上設有磁粉制動器，具有響應速度快、結構簡單、無污染、無噪音、無沖擊振動、節約能源等優點。

進一步優選，車輪0400上設有集電環，避免電動元器件的供電導線在旋轉過程中造成扭傷。

實施例2

請參閱圖5，同步轉向車體1000包括車輪0400、駕駛室0600及驅動車輪0400與駕駛室0600同步轉向的轉向機構，車輪0400的轉向中心軸與車輪0400的自轉中心軸垂直，車輪0400與駕駛室0600的轉向運動保持同步。

請結合參閱圖6、圖7與圖8，轉向機構包括轉向驅動裝置0100、多個旋轉執行機構0300及連接轉向驅動裝置0100與多個旋轉執行機構0300的分動裝置0200。

轉向驅動裝置0100用于驅動多個旋轉執行機構0300旋轉；

分動裝置0200的輸入端與轉向驅動裝置0100的輸出軸連接，分動裝置0200的輸出端分別與多個旋轉執行機構0300連接；

旋轉執行機構0300包括與車輪0400連接的轉向輸出軸0310，轉向輸出軸0310的旋轉中心軸與車輪0400的中心軸垂直，多個旋轉執行機構0300的轉向輸出軸0310的旋轉方向一致。

優選地，分動裝置0200包括多排鏈輪0250，多排鏈輪0250通過鏈傳動關系分別與多個旋轉執行機構0300的輸入端連接，多排鏈輪0250的旋轉軸與駕駛室0600連接。

具體而言，多排鏈輪0250設于分動主軸0210上，沿多排鏈輪0250的軸向具有多排輪齒，可同時嚙合多個鏈條0260。換言之，多排鏈輪0250可實現多相同步輸出。

同時，多排鏈輪0250的旋轉軸，亦即分動主軸0210與駕駛室0600連接，保證了多排鏈輪0250、駕駛室0600與車輪0400的旋轉同步，實現同步轉向。

優選地，旋轉執行機構0300包括轉向輸出軸0310與驅動轉向輸出軸0310旋轉的輸出鏈輪0330：

轉向輸出軸0310與車輪0400連接，輸出鏈輪0330通過鏈傳動關系與多排鏈輪0250連接。

具體而言，鏈條0260兩端分別與多排鏈輪0250、輸出鏈輪0330嚙合。多排鏈輪0250通過鏈傳動而驅動輸出鏈輪0330旋轉，輸出鏈輪0330帶動轉向輸出軸0310及連接于轉向輸出軸0310上的車輪0400轉動，使車輪0400實現轉向。

由于多排鏈輪0250同時與各旋轉執行機構0300的輸出鏈輪0330形成鏈傳動關系，當多排鏈輪0250旋轉時，各輸出鏈輪0330同步旋轉，保證了轉向輸出軸0310與車輪0400的同步轉動，實現各車輪0400的直驅同步轉向。

在另一個實施例中，分動裝置0200包括多槽帶輪，多槽帶輪通過帶傳動關系分別與多個旋轉執行機構0300的輸入端連接，多槽帶輪的旋轉軸與駕駛室0600連接。

進而，旋轉執行機構0300包括轉向輸出軸0310與驅動轉向輸出軸0310旋轉的輸出帶輪。轉向輸出軸0310與車輪0400連接，輸出帶輪通過帶傳動關系與多槽帶輪連接。

具體而言，多槽帶輪沿其軸向具有多排帶槽，可同時與多個傳動帶形成帶傳動配合，同時多槽帶輪的旋轉軸與駕駛室0600連接，保證了駕駛室0600與車輪0400的轉向運動同步。

更進一步，多槽帶輪為同步帶輪，傳動帶為同步帶，多槽帶輪與傳動帶之間以同步帶傳動關系連接，防止多槽帶輪與傳動帶之間發生相對滑動，保證嚴格的傳動比。

在多槽帶輪的驅動下，各輸出帶輪同步旋轉，進而通過轉向輸出軸0310驅動車輪0400轉向，實現各車輪0400的直驅同步轉向。

在又一個實施例中，分動裝置0200為行星齒輪傳動系，其包括太陽輪、多個行星輪與行星架，太陽輪的旋轉由轉向驅動裝置0100驅動，行星輪的輸出端與旋轉執行機構0300的輸入端連接。

進而，旋轉執行機構0300包括轉向輸出軸0310與驅動轉向輸出軸0310旋轉的輸出齒輪0320，轉向輸出軸0310與車輪0400連接。同時，每一行星輪的輸出軸端設有配合齒輪，配合齒輪與輸出齒輪0320保持嚙合。

優選地，太陽輪的旋轉軸與駕駛室0600連接，使駕駛室0600的旋轉與分動裝置0200同步，進而保證駕駛室0600與車輪0400的轉向運動同步。

由此，轉向驅動裝置0100驅動太陽輪旋轉，太陽輪帶動各個行星輪旋轉，并通過配合齒輪與輸出齒輪0320的配合關系，驅動轉向輸出軸0310及車輪0400轉動，實現各車輪0400的直驅同步轉向。

簡潔起見，其余已在實施例1中詳述之特征，此處不再一一贅述。應當理解，相關特征與實施例2契合之處，亦應毫無疑義地適用。

實施例3

請參閱圖9，同步轉向車體1000包括車輪0400、駕駛室0600及驅動車輪0400與駕駛室0600同步轉向的轉向機構，車輪0400的轉向中心軸與車輪0400的自轉中心軸垂直，車輪0400與駕駛室0600的轉向運動保持同步。

轉向機構包括車輪轉向電機0700與駕駛室轉向電機0800：

車輪轉向電機0700與車輪0400一一對應地連接，用于驅動車輪0400轉向；

駕駛室轉向電機0800與駕駛室0600連接，用于驅動駕駛室0600轉向；

車輪轉向電機0700與駕駛室轉向電機0800具有相同的旋轉運動特性，可實現同步旋轉。

具體而言，每個車輪0400上均設有車輪轉向電機0700，使各個車輪0400可獨立轉向。同時，各個車輪轉向電機0700均具有相同的電機運動特性，亦即可同時以相同轉速驅動各個車輪0400同步轉向。

進而，各個車輪轉向電機0700與駕駛室轉向電機0800亦具有相同的電機運動特性，可同時以相同轉速驅動各個車輪0400與駕駛室0600同步轉向。

進一步優選，車輪轉向電機0700與駕駛室轉向電機0800為步進電機或伺服電機。或者，車輪轉向電機0700與駕駛室轉向電機0800亦可設有位置傳感器或編碼器，實現對車輪轉向電機0700與駕駛室轉向電機0800的反饋控制，使旋轉同步性得以保證。

在這里示出和描述的所有示例中，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制，因此，示例性實施例的其他示例可以具有不同的值。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明的保護范圍應以所附權利要求為準。