CN107972735A - 一种车辆底盘及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆底盘，所述底盘包括底盘框架和车轮，其中：所述底盘框架包括底板和侧板，底板上设有第一隔离板，第一隔离板在底板上与侧板包围形成一个或多个隔离区域，所述底板在隔离区域内设有窗口，车轮设置在所述隔离区域内，并通过底板的窗口伸出。此外，本发明还公开了相应的车辆。本发明所述的车辆底盘中，隔离区域能够防止车轮扬起的灰尘等异物进入到车内底盘空间，进而防止灰尘等异物进入车辆内部，使得车辆能达到基本的防尘要求。本发明可用于机器人小车，保证机器人小车电器元件的使用性能和寿命不受灰尘影响。

Description

一种车辆底盘及车辆

技术领域

本发明涉及一种机器人小车结构，尤其涉及一种可用于机器人小车的车辆底盘。

背景技术

机器人小车(智能小车)可以按照预先设定的模式在某些环境中自动运行，例如，在火灾、地震、核污染、生化污染、战场及其他自然灾害等危险环境现场代替人类从事侦察、排险、救援等危险工作的移动机器人小车，这些环境中，通常会遇到情况不明、人员无法接近的高度危险区域，机器人小车可以替代人类查明现场、取回样本、处理高度危险事件，从而避免操作人员直接暴露在危险环境中，大大减少人员伤亡，提高保障能力和工作效率。

机器人小车的核心是控制系统、避障系统和移动系统，特定的移动机构能够使机器人小车实现越过沙石、泥泞地面等复杂地形，其中移动系统可以是轮式、步行式、履带式等，轮式移动机构具有结构简单、速度快等优点，在平面运动机器人中应用广泛，轮式移动机构包括单轮式、两轮式、三轮式、四轮式乃至更多轮式的类型。

机器人小车的运动速度比较高，运行环境比较恶劣，车体贴近地面，路面灰尘容易进入车体，而机器人小车的内部有很多电器元件，进入的灰尘会影响其使用性能和寿命。因此需要设计一种能够防止灰尘等异物进入机器人小车内部的结构，使得机器人小车能达到基本的防尘要求。

发明内容

针对机器人小车目前存在的问题，本发明提供了一种车辆底盘，其能防止灰尘等异物进入车辆内部，使得车辆能达到基本的防尘要求，同时本发明还提供了一种包括所述车辆底盘的车辆。

本发明第一个方面提供了一种车辆底盘，所述底盘包括底盘框架和车轮，其中：

所述底盘框架包括底板，底板上设有第一隔离板，第一隔离板在底板上包围形成一个或多个隔离区域，所述底板在隔离区域内设有窗口，车轮设置在所述隔离区域内，并通过底板的窗口伸出。

本发明所述的车辆底盘中，所述第一隔离板形成隔离区域，将所述车轮与其他区域隔离开，从而防止车轮扬起的灰尘等异物进入到底盘其他区域，进而防止灰尘等异物进入车辆内部。

本发明所述的车辆底盘可用于、但不限于机器人小车，如无人驾驶测试小车。

进一步地，本发明所述的车辆底盘中，所述底盘框架还包括包围在底板侧边的侧板，所述第一隔离板与侧壁连接包围形成所述隔离区域，或者在另一种优选实施例中，所述第一隔离板也可以不与侧板连接，而是单独由第一隔离板围成一个或多个所述隔离区域。

在一种优选实施例中，所述车辆底盘还包括驱动单元，所述驱动单元包括驱动装置和传动件，所述车轮包括驱动轮，所述驱动装置与所述驱动轮之间通过传动件连接。

在本发明中，所述车轮可以均为驱动轮，或者部分为受驱动装置驱动的驱动轮。例如，部分隔离区域内的车辆为驱动轮，部分隔离区域内的车辆为非驱动轮。

在设置驱动轮的隔离区域的外部设有第二隔离板第二隔离板围成第二隔离区域，所述第二隔离板位于所述驱动装置与所述驱动轮之间，所述第二隔离板与所述第一隔离板之间形成缓冲空间，所述传动件位于该缓冲空间内。

上述方案中，所述缓冲空间可以加强隔离效果。

更进一步地，上述车辆底盘中，所述传动件包括摆臂和固定架，固定架的位置固定，摆臂一端与固定架可旋转连接，另一端设有转轴，所述驱动轮连接到所述转轴上，并可绕所述转轴转动。

上述方案中，通常所述第一隔离板上对应所述摆臂的所述另一端与所述驱动轮连接的位置相应地具有用于通过该连接的缺口，该缺口的形状与该连接在所述摆臂摆动过程中形成的轨迹相适配，例如为上下延伸的弧形。

更进一步地，所述车辆底盘设有悬挂装置，所述悬挂装置包括悬挂支架和设于该悬挂支架上的弹性装置，所述悬挂支架与所述摆臂的设有第二转轴的一端端部连接。

在一种更优选实施例中，所述悬挂装置与摆臂中的一个或多个位于所述缓冲空间内，更优选为所述悬挂装置与摆臂均位于所述缓冲空间内。

上述方案中，通常所述弹性装置包括弹簧、并有优选为弹簧。

进一步的，所述悬挂支架上设有弹簧杆，所述弹性装置为弹簧，弹簧套置在弹簧杆上，弹簧顶部设有紧固件，紧固件连接到弹簧杆顶部。

更进一步地，上述车辆底盘中，所述摆臂上设有通过同步带传动的同步轮组，用于将驱动装置动力传送给驱动轮。

更进一步地，上述车辆底盘中，所述同步轮组包括根据减速比需求确定大小比例的小同步轮和大同步轮。

上述方案中，基于传动原理根据减速比需求设置小同步轮和大同步轮的外径的比值。

更优选地，所述驱动装置包括支架，驱动装置固定于所述支架上，所述驱动装置包括第一转轴和第二转轴，第一转轴受驱动装置驱动，所述摆臂的一端连接在第一转轴并可绕第一转轴转动，另一端连接在第二转轴并可绕第二转轴转动，第一转轴为所述同步带传动的同步轮组提供驱动力。

其中，第一转轴和第二转轴可以是同轴设置或不同轴设置，并优选为不同轴设置。

更进一步地，上述车辆底盘中，所述第一隔离板与所述底盘保护壳之间焊接连接。

上述方案中，所述第一隔离板与所述底盘保护壳通常为钣金制作。

更进一步地，上述车辆底盘中，所述车轮还包括从动轮。

上述方案中，所述从动轮通常为万向轮。

更进一步地，上述车辆底盘中，在所述摆臂的靠近第二转轴侧的下方设有尼龙挡板。

本发明的第二个方面是提供一种车辆，其包括上述任一方案所述的车辆底盘。

本发明提供的所述车辆，能防止灰尘等异物进入车辆内部，使得车辆能达到基本的防尘要求。

进一步地，本发明所述车辆为机器人小车，如无人驾驶测试小车。

本发明所述的车辆底盘，其具有以下优点和有益效果：

1)有效分隔车辆内部环境和外部环境，能防止灰尘等异物进入车辆内部，使得车辆能达到基本的防尘要求。

2)可用于无人驾驶测试小车，使得测试小车能达到基本的防尘要求，保证电器元件的使用性能和寿命不受灰尘影响。

3)悬挂结构采用摆臂结构，使得电机和驱动轮之间有效分割。

本发明所述的车辆，其同样具有上述优点和有益效果。

附图说明

图1为本发明所述的车辆底盘在一种实施方式下的立体结构示意图。

图2为图1所示车辆底盘的俯视图。

图3为图1所示车辆底盘的仰视图。

图4为图1所示车辆底盘中的底盘框架的立体结构示意图。

图5为图4所示底盘框架中的底盘保护壳和隔板的立体结构示意图。

图6为图1所示车辆底盘中的驱动单元结构示意图。

图7为图6所示驱动单元的俯视剖面结构示意图。

图8为图6所示驱动单元的正视结构示意图。

图9为图1所示车辆底盘的正视局部剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图及实施例进一步说明本发明所述的技术方案。

图1-图3分别从立体、俯视和仰视视角示意了本发明所述的车辆底盘在一种实施方式下的结构，图4示意了图1所示车辆底盘中底盘框架的立体结构，图5示意了图4所示底盘框架中的底盘保护壳和隔板的立体结构，图6示意了图1所示车辆底盘中的驱动单元结构，图7示意了图6所示驱动单元的俯视剖面结构，图8示意了图6所示驱动单元的正视结构，图9示意了图1所示车辆底盘的正视局部剖面结构。

实施例1

如图1-图3所示，结合参考图4-图9：

本实施例的车辆底盘包括底盘框架1和车轮，其中车轮包括两个驱动轮21以及一个作为从动轮的万向轮模块22，其中：

底盘框架1上设有三组第一隔板3，该三组隔板3将底盘框架1分隔为第一底盘空间A和三个第二底盘空间B(即第一隔离区域)，第二底盘空间B容置所述车轮。车轮通过第二底盘空间B中底板的窗口伸出。

该三个第二底盘空间B中，有两个第二底盘空间B用于容置驱动轮21，这两个第二底盘空间B分别位于同一侧边的两个夹角，另一个第二底盘空间B用于容置万向轮模块22，所述另一个第二底盘空间B位于相对侧边的中部。

底盘框架1包括侧板11和底板12，第一隔板3与侧板11和底板12连接，第一隔板3与其相邻侧板之间包围形成第二底盘空间B。第一隔板3与底板12为钣金制作，焊接连接。

本发明附图中，驱动轮21和万向轮模块22分别占据一个第二底盘空间B，但是本发明并不限于附图给出的这种结构设置。

此外，在设置驱动轮21的第二底盘空间B外，设有作为所述驱动装置的驱动电机4，两个驱动电机4与其所对应的驱动轮21各自通过传动件41传动连接。

驱动电机4与驱动轮21之间设有第二隔板51和电机支架52，第二隔板51包围形成第二隔离区域，第二隔板51和电机支架52一起与第一隔板3之间形成一个缓冲空间C，传动件41位于该缓冲空间C内。

参照图6，传动件41包括摆臂411，电机支架52固定在底板12上，驱动电机4驱动第一转轴，第一转轴外部同轴设置轴承422，轴承422不受驱动电机4的驱动，可自由转动，摆臂411一端连接在轴承422上，可绕第一转轴旋转。

该摆臂411另一端设有第二转轴211，驱动轮2连接在第二转轴211上，并可绕第二转轴211转动。

第一隔板3上对应摆臂411的另一端与驱动轮21连接的位置相应地具有用于通过该连接的缺口D，该缺口D的形状与该连接在摆臂411摆动过程中形成的轨迹相适配，例如驱动轮21受到颠簸，推动摆臂411绕轴承422转动时，所述另一端形成弧形运动轨迹，缺口D即为相应的弧形形状。

如图6-图8所示，该驱动单元包括驱动电机4、电机支架52、传动件41、悬挂支架413、驱动轮21，摆臂411上设有通过同步带4171和同步带4172传动的同步轮组，该同步轮组包括根据减速比需求确定大小比例的小同步轮418和大同步轮419。该驱动单元安装在底盘框架1上，通过螺钉紧固。尼龙挡板421(见图7)紧贴在摆臂411的靠近第二转轴211侧的下方，防止扬尘进入第一底盘空间A。摆臂411上设置有三个孔，其分别用于穿插支撑小同步轮418的第一转轴、支撑大同步轮419的第三转轴以及支撑驱动轮21的第二转轴211。在其它实施方式中，摆臂411上设置的孔数可以不止三个，同步轮的数量也可以扩展。

如图9所示，悬挂装置412位于摆臂的设有第二转轴211的一端端部，包括悬挂支架413和设于该悬挂支架413上的弹性装置，该弹性装置包括弹簧414、位于弹簧414两端的弹簧压盖415以及螺母416，悬挂支架413与摆臂411的设有第二转轴211的一端端部连接。弹簧414和弹簧压盖415穿在弹簧拉杆420上，并用螺母416固定。

当驱动轮21受到颠簸时，推动摆臂411运动，弹簧414可以起到缓冲效果，以维持机器人小车的平稳移动，同时弹簧414也可以在外力消失时使得驱动轮21复位。

实施例2

如图1-图3所示，结合参考图4-图9(与实施例1相比部分器件的位置和/或结构有所变化)：

本实施例的车辆底盘包括底盘框架1和车轮，其中车轮包括驱动轮21以及一个作为从动轮的万向轮模块22，该驱动轮21为一个，并且不是位于底盘框架1的两侧，而是位于底盘框架1的中部，其中：

底盘框架1上设有二组第一隔板3，该二组第一隔板3将底盘框架1分隔为第一底盘空间A和第二底盘空间B，第二底盘空间B容置所述车轮。即形成两个第二底盘空间B，其中一个第二底盘空间B容置驱动轮21，另一个第二底盘空间B容置万向轮模块22。两个第二底盘空间B的设置应确保机器人小车稳定站立或前行。

此外，底盘还包括一个位于第一底盘空间A的作为所述驱动装置的驱动电机4，该驱动电机4与驱动轮21之间通过传动件41传动连接。

驱动电机4与驱动轮21之间设有第二隔板51和电机支架52，类似于实施例1，第二隔板51和电机支架52与第一隔板3之间形成一个缓冲空间C，传动件41位于该缓冲空间C内。

传动件41包括摆臂411，该摆臂411一端与驱动电机4可转动连接，另一端与驱动轮21可转动连接，并与悬挂装置412连接。

隔板3上对应摆臂411的另一端与驱动轮21连接的位置相应地具有用于通过该连接的缺口D，该缺口D的形状与该连接在摆臂411摆动过程中形成的轨迹相适配。

如图6-图8所示，该驱动单元包括驱动电机4、电机支架52、传动件41、轴承422、悬挂支架413、驱动轮21，摆臂411上设有通过同步带4171和同步带4172传动的同步轮组，该同步轮组包括根据减速比需求确定大小比例的小同步轮418和大同步轮419。该驱动单元安装在底盘框架1上，通过螺钉紧固。尼龙挡板421(见图7)紧贴在摆臂411的靠近第二转轴211侧的下方，防止扬尘进入第一底盘空间A。摆臂411上设置有三个孔，其分别用于穿插支撑小同步轮418的第一转轴、支撑大同步轮419的第三转轴以及支撑驱动轮21的第二转轴211。在其它实施方式中，摆臂411上设置的孔数可以不止三个，同步轮的数量也可以扩展。如图9所示，悬挂装置412包括悬挂支架413和设于该悬挂支架413上的弹性装置，该弹性装置包括弹簧414、位于弹簧414两端的弹簧压盖415以及螺母416，悬挂支架413与摆臂411的另一端连接。弹簧414和弹簧压盖415穿在弹簧拉杆420上，并用螺母416固定。

实施例3

如图1-图3所示，结合参考图4-图9(与实施例1相比部分器件的位置和/或结构有所变化)：

本实施例的车辆底盘包括底盘框架1和车轮，其中车轮包括驱动轮21以及一个作为从动轮的万向轮模块22，该驱动轮21为两个，万向轮模块也为两个，除了图中位于底盘框架1的两侧的一个之外，还有一个位于底盘框架1的中部，其中：

底盘框架1上设有四组第一隔板3，该四组第一隔板3将底盘框架1分隔为第一底盘空间A和四个第二底盘空间B。

其中，两个第二底盘空间B容置驱动轮21，另外两个第二底盘空间B容置万向轮模块22。

此外，底盘还包括两个位于车内底盘空间A的作为所述驱动装置的驱动电机4，该两个驱动电机4分别与所驱动的驱动轮21之间通过传动件41传动连接。

参照实施例1，驱动电机4与驱动轮21之间设有第二隔板51和电机支架52，第二隔板51和电机支架52与第一隔板3之间形成一个缓冲空间C，传动件41位于该缓冲空间C内。

传动件41包括摆臂411，该摆臂411一端与驱动电机4可转动连接，另一端与驱动轮21可转动连接，并与悬挂装置412连接。

隔板3上对应摆臂411的另一端与驱动轮21连接的位置相应地具有用于通过该连接的缺口D，该缺口D的形状与该连接在摆臂411摆动过程中形成的轨迹相适配。

如图6-图8所示，该驱动单元包括驱动电机4、电机支架52、传动件41、轴承422、悬挂支架413、驱动轮21，摆臂411上设有通过同步带4171和同步带4172传动的同步轮组，该同步轮组包括根据减速比需求确定大小比例的小同步轮418和大同步轮419。该驱动单元安装在底盘框架1上，通过螺钉紧固。尼龙挡板421(见图7)紧贴在摆臂411的靠近第二转轴211侧的下方，防止扬尘进入第一底盘空间A。摆臂411上设置有三个孔，其分别用于穿插支撑小同步轮418的第一转轴、支撑大同步轮419的第三转轴以及支撑驱动轮21的第二转轴211。在其它实施方式中，摆臂411上设置的孔数可以不止三个，同步轮的数量也可以扩展。。

如图9所示，悬挂装置412包括悬挂支架413和设于该悬挂支架413上的弹性装置，该弹性装置包括弹簧414、位于弹簧414两端的弹簧压盖415以及螺母416，悬挂支架413与摆臂411的另一端连接。弹簧414和弹簧压盖415穿在弹簧拉杆420上，并用螺母416固定。

上述各实施例的车辆底盘可用于组装无人驾驶车测试小车。该无人驾驶车测试小车工作时，驱动电机4启动之后带动小同步轮418转动，小同步轮418通过同步带4171带动大同步轮419转动，大同步轮419通过同步带4172带动驱动轮21转动。摆臂411通过轴承422绕驱动电机4的轴心转动，就可以起到让驱动轮21上下浮动的作用。弹簧414压在悬挂支架413上，在车辆底盘受到足够压力时驱动轮21通过悬挂支架413压缩弹簧414，以达到减震效果。

需要说明的是，本发明的保护范围中现有技术部分并不局限于本申请文件所给出的实施例，所有不与本发明的方案相矛盾的现有技术，包括但不局限于在先专利文献、在先公开出版物，在先公开使用等等，都可纳入本发明的保护范围。

另外，还需要说明的是，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案所记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆底盘，其特征在于：所述车辆底盘包括底盘框架和车轮，其中，

所述底盘框架包括底板和侧板，底板上设有第一隔离板，第一隔离板在底板上与侧板包围形成一个或多个隔离区域，所述底板在隔离区域内设有窗口，车轮设置在所述隔离区域内，并通过底板的窗口伸出。

2.如权利要求1所述的车辆底盘，其特征在于，所述车辆底盘还包括驱动单元，所述驱动单元包括驱动装置和传动件，所述车轮包括驱动轮，所述驱动装置与所述驱动轮之间通过传动件连接。

3.如权利要求2所述的车辆底盘，其特征在于，在设置驱动轮的隔离区域的外部设有第二隔离板，所述第二隔离板位于所述驱动装置与所述驱动轮之间，所述第二隔离板与所述第一隔离板之间形成缓冲空间，所述传动件位于该缓冲空间内。

4.如权利要求3所述的车辆底盘，其特征在于，所述传动件包括摆臂和固定架，固定架的位置固定，摆臂一端与固定架可旋转连接，另一端设有第二转轴，所述驱动轮连接到所述第二转轴上，并可绕所述第二转轴转动。

5.如权利要求4所述的车辆底盘，其特征在于，所述车辆底盘设有悬挂装置，所述悬挂装置包括悬挂支架和设于该悬挂支架上的弹性装置，所述悬挂支架与所述摆臂的设有第二转轴的一端端部连接。

6.如权利要求5所述的车辆底盘，其特征在于，所述悬挂支架上设有弹簧杆，所述弹性装置为弹簧，弹簧套置在弹簧杆上，弹簧顶部设有紧固件，紧固件连接到弹簧杆顶部。

7.如权利要求4所述的车辆底盘，其特征在于，所述摆臂上设有通过同步带传动的同步轮组，用于将驱动装置动力传送给驱动轮。

8.如权利要求4所述的车辆底盘，其特征在于，在所述摆臂的靠近第二转轴侧的下方设有尼龙挡板。

9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1-8中任意一项权利要求所述的底盘。

10.如权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述车辆为机器人小车。