CN110370875A - 无人配送机器人底盘总成和无人配送机器人 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种无人配送机器人底盘总成和无人配送机器人，该无人配送机器人底盘总成包括车架、前桥总成和后桥总成，所述前桥总成包括独立悬挂系统和转向系统，其中，所述独立悬挂系统的一端悬挂在所述车架上，另一端与前车轮可转动连接，使得所述前车轮相对于所述车架可在垂直地面方向发生位移，所述转向系统固定在所述车架上，所述转向系统的齿条通过可转动连杆和转向节与所述前车轮相连，用于通过驱动齿条的运动以驱动所述前车轮转向；以及所述后桥总成分别与后车轮、驱动部件和所述车架相连，所述驱动部件的驱动力经由所述后桥总成传递至所述后车轮。

Description

无人配送机器人底盘总成和无人配送机器人

技术领域

本公开涉及仓储物流领域，更具体地，涉及一种无人配送机器人底盘总成和无人配送机器人。

背景技术

无人配送机器人的底盘有两种，一种采用电动差速的方式，其没有独立的转向结构，通过控制左右轮的轮速差实现车辆的转向，另一种具有独立转向系统，其前后悬架均采用非独立悬架系统。

在实现本公开构思的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：对于电动差速的机器人底盘，由于没有独立转向系统，差速转向容易造成轮胎的磨损，并且，电动差速的机器人底盘在轮胎转向过程中，受到滑动摩擦的作用，比滚动摩擦消耗更多的能量。对于非独立悬架底盘，由于簧下质量大，不利于车辆的操控和稳定，并且，非独立悬架底盘在运动过程中，在路面单一高点情况下，会出现轮胎悬空的状态，底盘属于瞬时失控状态，不利于机器人的控制。

发明内容

有鉴于此，本公开提供了一种能避免轮胎发生滑动摩擦、不易出现悬空状态且操控性和稳定性好的无人配送机器人底盘总成和无人配送机器人。

本公开的一个方面提供了一种无人配送机器人底盘总成，包括车架、前桥总成和后桥总成，其中，所述前桥总成包括独立悬挂系统和转向系统，所述后桥总成分别与后车轮、驱动部件和所述车架相连，所述驱动部件的驱动力经由所述后桥总成传递至所述后车轮。具体地，所述独立悬挂系统的一端悬挂在所述车架上，另一端与前车轮可转动连接，使得所述前车轮相对于所述车架可在垂直地面方向发生位移，所述转向系统固定在所述车架上，所述转向系统的齿条通过可转动连杆和转向节与所述前车轮相连，用于通过驱动齿条的运动以驱动所述前车轮转向。这就实现了前车轮的独立悬挂，且转向系统与悬架进行解耦设计，减少转向拉杆对前束的影响，该独立悬挂方式可以降低底盘的重心，且至少部分的避免车轮悬空的情况发生，该转向系统与车轮的连接方式能在转向时减少车轮出现滑动摩擦的情况发生。

根据本公开的实施例，所述底盘总成还可以包括副车架，所述副车架固定在所述车架上，所述副车架包括固定连接的上副车架和下副车架，对于任意一个前车轮，所述独立悬挂系统可以包括两个U型摆臂和减震器，两个U型摆臂的开口端分别与所述上副车架和所述下副车架可转动连接，每个U型摆臂的另一端分别通过球头与固定在所述前车轮上的转向节相连，所述减震器的悬挂端可转动连接在所述车架上，所述减震器的固定端可转动连接在一个U型摆臂上。需要说明的是，两个前车轮对应的独立悬挂可以对称设置。独立悬挂系统使用双叉臂独立悬架和弹簧阻尼减振器通过球头和转向节连接与前车轮连接，可以实现前轮的三个旋转自由度的转动，前轮的内倾，后倾和转向。

根据本公开的实施例，所述独立悬挂系统还可以包括减震调节板，所述减震调节板固定在一个U型摆臂的双臂之间，所述减震调节板上设置数个插接孔，相应地，所述减震器的固定端可插拔地固定在任意一个所述插接孔中，这样使得可以通过选用不同的插接孔实现对减震效果的调整。

根据本公开的实施例，所述转向系统可以包括转向电机、转向机、可转动连杆、转向节和支座。其中，所述转向电机通过所述支座固定在所述车架上，所述转向电机的旋转轴与所述转向机相连，用于驱动所述转向机的齿条相对于所述旋转轴的径向运动，所述转向机的齿条通过球头与所述可转动连杆的一端相连，所述可转动连杆的另外一端通过球头与所述转向节的一端相连，所述转向节固定在所述前车轮上，以及，所述转向电机的控制端与电控系统电连接，且根据电控系统的控制信号驱动旋转轴旋转与所述控制信号相应的旋转角度以控制所述前车轮转向对应的角度。这样使得转向系统与悬架进行解耦设计，减少转向拉杆对前束的影响。

根据本公开的实施例，所述转向系统还可以包括：转向电机花键套和转向机花键套，相应地，所述转向电机的旋转轴的一端与所述转向电机花键套的轴接端相连，所述转向电机花键套的平面端与所述转向机花键套的平面端相连，所述转向机花键套的轴接端与所述转向机的旋转轴相连。这样便于对转向电机、转向机等进行安装、拆卸和维修。

根据本公开的实施例，所述转向电机为双轴电机，相应地，所述转向系统还可以包括：编码器、编码器连接法兰、转向电机连接法兰和编码器安装座，其中，所述编码器通过所述编码器安装座固定在所述车架上，所述编码器的输入端与所述编码器连接法兰的轴接端相连，以及，所述编码器连接法兰的平面端与所述转向电机连接法兰的平面端相连，所述转向电机连接法兰的轴接端与所述转向电机的旋转轴的另一端相连。这样可以通过编码器确定转向电机的旋转角度，有助于提升转向的准确度。

根据本公开的实施例，所述后桥总成可以包括后桥、驱动轴和拖拽臂，其中，所述驱动部件和所述驱动轴分别固定在所述后桥上，所述驱动轴的两端分别与两个后车轮相连，所述拖拽臂的一端与所述后桥相连，所述拖拽臂的另一端与所述车架相连，所述驱动部件的驱动力经由固定在所述驱动轴上的驱动齿轮传递至所述后车轮。

根据本公开的实施例，所述后桥总成还可以包括平衡组件，其中，所述平衡组件包括平衡杆和平衡杆衬套，其中，所述平衡杆的一端可转动连接在所述后桥上，所述平衡杆的另一端与所述车架相连。该平衡组件可以有效提升底盘的平衡性能。

根据本公开的实施例，所述后桥总成还可以包括后轮减震器，所述后轮减震器的一端与所述后桥可转动连接，所述后轮减震器的另一端与车架可转动连接。相应地，所述平衡杆的另一端通过衬套与所述车架相连，以及，所述拖拽臂的另一端通过衬套与所述车架相连。后桥使用拖曳臂非独立悬架和弹簧阻尼减振器，拖曳臂与后桥刚性连接，与车架利用橡胶衬套连接，橡胶衬套缓冲路面振动对车架的影响，弹簧阻尼减振器起主要的缓冲和振动功能，针对路面情况，轮胎可以适应性的上跳和下跳，有效提升了减震性能。

根据本公开的实施例，所述底盘总成还可以包括前防撞部件和/或后防撞部件。其中，所述前防撞部件固定在所述车架的前端，所述后防撞部件固定在所述车架的后端。这样可以提升机器人的安全性。

根据本公开的实施例，所述前防撞部件和/或所述后防撞部件为防撞开关，所述防撞开关与电控系统电连接，用于在被触发时给所述电控系统发送碰撞信号。这样在能提升防撞性能的同时，还可以提升智能度，例如，当接收到碰撞信号时可以控制机器人转向，提升了机器人的智能度。

本公开的另一个方面提供了一种无人配送机器人，包括如上所述的无人配送机器人底盘总成，以及前车轮、后车轮、电控系统、制动总成和动力总成。该无人配送机器人可以实现三个旋转自由度的转动，且能减少滑动摩擦的情形发生，也能至少部分避免前车轮悬空的情况发生，且由于前桥的簧下质量小，利于提升机器人的操控性和响应能力。

根据本公开的实施例，所述电控系统包括电控箱，所述电控箱可以设置在所述车架的底层，且所述电控箱的至少一面位于所述车架的一个侧面。这样的设置方式可以使得重心低，有利于稳定，而电控箱位于一侧便于取放电控箱及其内部零部件，便于拆卸、安装、维修等操作。

根据本公开的实施例，所述动力总成可以包括动力电池总成和动力电机，所述动力电池总成设置在车架底层靠近所述前车轮的一侧，所述动力电机设置在所述后桥总成上，所述电池总成和所述动力电机电连接。由于动力电池和动力电机的重量都比较大，如果设置不合适会导致机器人的重心不稳，通过将动力电池设置在底盘的靠前位置，将动力电机设置在底盘的靠后位置，使得重量平衡且重心低。

根据本公开的实施例，第一种实施方式中，所述制动总成可以包括电机电磁抱闸系统，第二种实施方式中，所述制动总成可以包括电机电磁抱闸系统和液压制动总成，电机电磁抱闸系统反应速度比液压制动总成快，液压制动总成可以为整车提供更大的制动力，制动减速度更大，还适合坡道停车等场景。具体地，所述电机电磁抱闸系统可以集成在动力电机中，用于对后轮进行制动。所述液压制动总成包括液压系统和制动轮缸，所述液压系统通过制动液管路与所述制动轮缸相连。其中，所述液压系统包括驱动电推杆、制动电机、推杆连接头、主缸推杆和制动主缸，所述制动主缸与所述制动液管路相连，至少一个制动轮缸分别固定在至少一个车轮的转向节上，所述制动轮缸与所述制动液管路相连，所述制动轮缸的卡钳与刹车片相邻，也就是说，当制动轮缸设置在前车轮和后车轮上的转向节上时，可以实现同时对前车轮和后车轮进行制动，制动效果更好。在制动过程中，所述制动电机与电控系统电连接，且根据所述电控系统发送的刹车信号将制动液从所述制动主缸压入所述制动轮缸中，以驱动卡钳夹紧所述刹车片。

根据本公开的实施例，所述液压系统设置在前车轮和后车轮之间，且位于所述车架底层与所述电控箱相对的一个侧面。这样使得机器人的左右两边的重量也尽可能相近：动力电池可以位于机器人的一侧，液压系统位于机器人的另一侧，使得重量分布的更加均衡。

根据本公开的实施例，所述电控系统可以包括一个或多个处理器，以及，存储装置。所述存储装置用于存储可执行指令，所述可执行指令在被所述处理器执行时：控制所述动力总成提供动力，并且/或者，控制所述制动总成进行制动，并且/或者，控制所述转向系统进行转向。

本公开的另一方面提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于控制所述动力总成提供动力，并且/或者，控制所述制动总成进行制动，并且/或者，控制所述转向系统进行转向。

本公开的另一方面提供了一种计算机程序，所述计算机程序包括计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于控制所述动力总成提供动力，并且/或者，控制所述制动总成进行制动，并且/或者，控制所述转向系统进行转向。

根据本公开的实施例，可以至少部分地避免的轮胎长时间的滑动摩擦，并因此可以实现延长轮胎寿命及节约能源的技术效果。

根据本公开的实施例，可以至少部分地避免出现轮胎悬空的状态，并因此可以实现提高可控性的技术效果。

根据本公开的实施例，独立悬架系统，可以减小的前桥的簧下质量，并因此可以有利于提升机器人的操控性和响应能力的技术效果。

根据本公开的实施例，前桥部分使用双叉臂独立悬架和弹簧阻尼减振器，两端为对称布置，悬架与轮胎通过球头和转向节连接，可以实现前轮的三个旋转自由度的转动，前轮的内倾，后倾和转向。同时转向系统与悬架进行解耦设计，减少转向拉杆对前束的影响

根据本公开的实施例，后桥使用拖曳臂非独立悬架和弹簧阻尼减振器，拖曳臂与后桥刚性连接，与车架利用橡胶衬套连接，橡胶衬套缓冲路面振动对车架的影响，弹簧阻尼减振器起主要的缓冲振动功能，针对路面情况，轮胎可以适应性的上跳和下跳，有助于提升减震效果。

附图说明

通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示意性示出了根据本公开实施例的无人配送机器人的应用场景；

图2示意性示出了根据本公开实施例的无人配送机器人底盘总成的立体图；

图3A示意性示出了根据本公开实施例的前桥总成的立体图；

图3B示意性示出了根据本公开实施例的转向系统的爆炸图；

图3C示意性示出了根据本公开实施例的后桥总成的立体图；

图4A示意性示出了根据本公开另一实施例的无人配送机器人底盘总成的立体图；

图4B示意性示出了根据本公开实施例的液压制动总成的示意图；

图4C示意性示出了根据本公开实施例的液压系统的示意图；以及

图5示意性示出了根据本公开实施例的电控系统的方框图。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。

本公开的实施例提供了一种无人配送机器人底盘总成和无人配送机器人。相比于现有的多轮分别驱动的机器人，该底盘总成具有独立悬挂系统和独立的转向系统，可以减小轮胎的磨损，减小因滑动摩擦导致的能量消耗，减少车轮悬空的可能性，以及提供更好的可操作性和稳定性。

图1示意性示出了根据本公开实施例的无人配送机器人的应用场景的示例性系统架构100。需要注意的是，图1所示仅为可以应用本公开实施例的系统架构的示例，以帮助本领域技术人员理解本公开的技术内容，但并不意味着本公开实施例不可以用于其他设备、系统、环境或场景。

如图1所示，根据该实施例的系统架构100可以包括终端设备101、102、103，网络104和服务器105。网络104用以在终端设备101、102、103和服务器105之间提供通信链路的介质。网络104可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。

终端设备101、102、103可以通过网络104与服务器105交互，以接收或发送消息等。终端设备101、102上可以安装有各种通讯客户端应用，例如购物类应用、网页浏览器应用、搜索类应用、即时通信工具、邮箱客户端、社交平台软件等(仅为示例)。

终端设备101、102可以是具有显示屏并且支持网页浏览的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和台式计算机等等。终端设备103可以为各种类型的无人配送机器人，用于配送各种货物。

服务器105可以是提供各种服务的服务器，例如对用户利用终端设备101、102所浏览的网站、对终端设备103自动配送货物提供支持的后台管理服务器(仅为示例)。后台管理服务器可以对接收到的用户请求等数据进行分析等处理，并将处理结果(例如根据用户请求获取或生成的网页、信息、或数据等)反馈给终端设备。例如，当终端设备101向服务器105提交订单及付款后，服务器105可以根据订单确定合适的无人配送机器人，并将送货地址发送给该无人配送机器人，待装货完成后，无人配送机器人可以根据送货地址和导航信息等行驶至送货地址以便于用户取货。又例如，服务器105根据待入库商品确定接收地址和入库地址，并控制无人配送机器人行驶至接收地址以装载该待入库商品，然后将待入库商品配送至该入库地址进行入库。

需要说明的是，本公开实施例所提供的无人配送机器人底盘总成一般可以设置在终端设备103中，以提升其货物配送能力。

应该理解，终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。

图2示意性示出了根据本公开实施例的无人配送机器人底盘总成的立体图。

如图2所示，该无人配送机器人底盘总成可以包括：车架10、前桥总成20和后桥总成30。

其中，所述前桥总成20包括独立悬挂系统和转向系统，所述后桥总成30分别与后车轮70(参考图3C所示)、驱动部件和所述车架10相连，所述驱动部件的驱动力经由所述后桥总成30传递至所述后车轮70。具体地，所述独立悬挂系统的一端悬挂在所述车架10上，另一端与前车轮40(参考图3A所示)可转动连接，使得所述前车轮40相对于所述车架10可在垂直地面方向发生位移，所述转向系统固定在所述车架10上，所述转向系统的齿条通过可转动连杆301(参考图3B所示)和转向节与所述前车轮40相连，用于通过驱动齿条的运动以驱动所述前车轮40转向。

具体地，上述驱动部件可以为各种电动机，如直流电机、交流电机等。上述独立悬挂系统可以为摆臂和减震器共同组成的悬挂系统，摆臂可以限制前轮的前后位移，减震器可以限制前轮的上下位移的范围，当采用可转动部件将前车轮40和转向系统连接时，还可以实现前车轮40的转向。上述转向系统通过齿条、可转动连杆301和转向节驱动两个前车轮40同时转向，可以尽量避免因转向导致至少一个前车轮40出现滑动摩擦的情形发生。

所述车架10可以根据送货需求等进行设计，例如，该车架10可以设计的较长，也可以设计的较短，可以设计的较宽，也可以设计的较窄，该车架10可以包括车厢的骨架，也可以不包括车厢的骨架，在此不做限定。摆臂和车架10等可以为金属件，还可以是其它强化材料的注塑件等，例如，采用轻质合金成型件或冷轧板材等。该车架10内可以用于设置存储货物的容纳空间和机器人的电器设备等。

本公开提供的无人配送机器人底盘总成实现了前车轮40的独立悬挂，且转向系统与悬架进行解耦设计，减少转向拉杆对前束的影响，该独立悬挂方式可以降低底盘的重心，且至少部分的避免车轮悬空的情况发生，该转向系统与车轮的连接方式能在转向时减少车轮出现滑动摩擦的情况发生。

图3A示意性示出了根据本公开实施例的前桥总成的立体图。

如图3A所示，所述底盘总成还可以包括副车架，所述副车架固定在所述车架10上，所述副车架包括下副车架11和上副车架12，所述下副车架11和所述上副车架12固定连接。对于任意一个前车轮40，所述独立悬挂系统可以包括双U型摆臂和减震器23，所述双U型摆臂包括上摆臂21和下摆臂22，具体地，所述双U型摆臂的开口端分别与所述下副车架11和所述上副车架12可转动连接，所述双U型摆臂的另一端分别通过球头与固定在所述前车轮40上的转向节相连，具体地，所述上摆臂21的另一端通过上摆臂球头25与固定在所述前车轮40上的转向节相连，所述下摆臂22的另一端通过下摆臂球头24与固定在所述前车轮40上的转向节相连，所述减震器23的悬挂端可转动连接在所述车架10上，所述减震器23的固定端可转动连接在所述双U型摆臂上。

需要说明的是，该U型摆臂的名称仅为摆臂形状的近似说明，根据需求，该U摆臂包括但不限于：V型摆臂、W型摆臂、∝型摆臂、∫型摆臂、∽型摆臂、▽型摆臂、◎型摆臂、]型摆臂或Ω型摆臂等。该减震器23可以为具有弹簧的减震器。上副车架12与下副车架11之间的距离可以根据转向节的结构进行设计，上下两个摆臂之间可以为平行关系，也可以具有一定的角度。下副车架11与上副车架12可以通过螺栓固定连接，减振器23与车架10可以通过螺栓连接。

在另一个实施例中，所述独立悬挂系统还可以包括减震调节板231。所述减震调节板231固定在一个U型摆臂的双臂之间，所述减震调节板231上可以设置数个插接孔，所述减震器23的固定端可插拔地固定在任意一个所述插接孔中。

其中，该减震调节板231可以为金属板或各种强度高且韧性好的板材制成，板材上的插接孔可以在板材上冲压形成，也可以是一次成型，在此不做限定。插接孔之间的距离可以为预先根据仿真模拟结果或经验设定，插接孔可以为直线设置，也可以呈曲线设置或多排设置，这样可以通过选用不同的插接孔实现对减震效果的调整，且可以作为减重孔。为了提升减震调节板231的机械强度，还可以在板的正面或背面设置加强筋，在此不做限定。

图3B示意性示出了根据本公开实施例的转向系统的爆炸图。

如图3B所示，所述转向系统包括转向电机27、转向机26、可转动连杆301、转向节和支座。

具体地，所述转向电机27通过所述支座固定在所述车架10上，所述转向电机27的旋转轴与所述转向机26相连，用于驱动所述转向机26的齿条相对于所述旋转轴的径向运动。所述转向机26的齿条通过球头302与所述可转动连杆301的一端相连，所述可转动连杆301的另外一端通过球头303与所述转向节的一端相连，所述转向节固定在所述前车轮40上。转向机26就是将纵向的旋转轴的转动转换为横向的齿条的横向运动。

在转向过程中，所述转向电机27的控制端与电控系统电连接，且根据电控系统的控制信号驱动旋转轴旋转与所述控制信号相应的旋转角度以控制所述前车轮40转向对应的角度。

在另一个实施例中，转向电机27可以通过花键套与转向机26连接。具体地，所述转向系统还可以包括：转向电机花键套271和转向机花键套261，所述转向电机27的旋转轴与所述转向电机花键套271的轴接端相连，所述转向电机花键套271的平面端与所述转向机花键套261的平面端相连，所述转向机花键套261的轴接端与所述转向机26的旋转轴相连。这样可以便于对转向电机27和转向机26进行安装、拆卸和维修。

在另一个实施例中，所述转向电机27为双轴电机。相应地，所述转向系统还包括：编码器28、编码器连接法兰282、转向电机连接法兰272和编码器安装座29。

其中，所述编码器28通过所述编码器安装座29固定在所述车架10上，所述编码器28的输入端与所述编码器连接法兰282的轴接端相连，其中，所述编码器28用于确定所述转向电机27的旋转角度，所述编码器连接法兰282的平面端与所述转向电机连接法兰272的平面端相连，所述转向电机连接法兰272的轴接端与所述转向电机27的旋转轴的另一端相连。

本公开提供的转向系统，根据前轮的主销点，通过阿克曼梯形，得到球头303的具体位置，据此设计转向系统。

其中，转向系统共有两条传动链，传动链1：控制转向电机27旋转所需要的角度，动力输出为花键形式，通过转向机花键套261，利用连接件(如螺栓)将动力传递到转向机花键套261，转向机花键套261与转向机26的旋转轴固定，旋转轴的齿轮与齿条齿接，齿条带动球头302横向运动，球头302与球头303通过可转动连杆301连接，进而推动球头303移动，进而通过转向节驱动前车轮40转向。转向机26的齿轮齿条结构能够实现往复运动。

传动链2：控制转向电机27旋转所需要的角度。转向电机27的旋转轴的另一端连接转向电机连接法兰272，使得旋转运动驱动所述编码器连接法兰282旋转(如通过螺栓固定连接两个法兰)，编码器连接法兰282与编码器28通过抱紧的方式联接(如过盈配合等方式)，进而编码器28(如转角编码器)测得转向电机27旋转的角度，还可以将该角度反馈给电控系统。

图3C示意性示出了根据本公开实施例的后桥总成的立体图。

如图3C所示，所述后桥总成30包括后桥31、驱动轴和拖拽臂32。

其中，所述驱动部件和所述驱动轴分别固定在所述后桥31上，所述驱动轴的两端分别与两个后车轮70相连，所述拖拽臂32的一端与所述后桥31相连，所述拖拽臂32的另一端与所述车架10相连，所述驱动部件的驱动力经由固定在所述驱动轴上的驱动齿轮传递至所述后车轮70。

在本实施例中，所述后桥31可以采用各种具有高强度且韧性好的材料，如金属材料、合金材料、复合材料等。该驱动轴上可以设置有驱动齿轮，该驱动齿轮可以和驱动部件的驱动齿轮齿接，这样可以将驱动部件的驱动力传递至驱动轴上。拖拽臂32可以作为车架10的一部分，也可以作为后桥31的一部分，用于将后桥31固定在车架10上。驱动部件可以固定设置在后桥31上。

为了提升机器人在行驶过程中的平衡性能，所述后桥总成30还包括平衡组件。具体地，所述平衡组件可以包括平衡杆33和平衡杆衬套34，其中，所述平衡杆33的一端可转动连接在所述后桥31上，所述平衡杆33的另一端与与所述车架10相连。这样可以实现提升机器人的平衡性能。

为了进一步提升机器人的抗震性能，所述后桥31可以悬挂在所述车架10上。在一个实施例中，所述后桥总成30还包括后轮减震器38，相应地，所述后轮减震器38的一端与所述后桥31可转动连接，所述后轮减震器38的另一端与车架10可转动连接。相应地，所述平衡杆33的另一端通过衬套36与所述车架10相连，以及，所述拖拽臂32的另一端通过衬套37与所述车架10相连。这样可以形成悬挂连接方式，利用后轮减震器38和拖拽臂32的组合使用实现了后桥31与车架10的悬挂连接方式。由于后桥总成30使用拖曳臂非独立悬架和弹簧阻尼减振器，拖曳臂32与后桥31刚性连接，与车架10可转动连接(如利用橡胶衬套连接)，橡胶衬套缓冲路面振动对车架10的影响，弹簧阻尼减振器起主要的缓冲和振动功能，针对路面情况，后车轮70可以适应性的上跳和下跳，这样有效加强了后桥总成30的减震性能。

本公开提供的无人配送机器人底盘总成，后桥总成30与车架10可以为悬挂方式连接，如连接点为拖曳臂连接点，弹簧阻尼减振器连接点，使得轮胎可以针对路面情况适应性的上跳和下跳。

在其它实施例中，所述的底盘总成还可以包括前防撞部件61和/或后防撞部件62(参考图4A所示)。所述前防撞部件61固定在所述车架10的前端，所述后防撞部件62固定在所述车架10的后端。具体可以采用现有技术中的防撞杆、防撞护栏等。

可选地，所述前防撞部件61和/或所述后防撞部件62为防撞开关，所述防撞开关与电控系统电连接，用于在被触发时给所述电控系统发送碰撞信号。该防撞开关可以为特制的防撞开关，例如，在防撞杆的前端和/或后端整合压力传感器、距离传感器等。也可以是采用现有的防撞部件，然后在防撞部件与车架10的连接处设置压力传感器、机械式开关等，在此不再一一列举。

相应地，本公开还提供了一种无人配送机器人。图4A示意性示出了根据本公开另一实施例的无人配送机器人底盘总成的立体图。

如图4A所示，该无人配送机器人可以包括如上所述的无人配送机器人底盘总成，以及前车轮40、后车轮70、电控系统、制动总成和动力总成。其中，前车轮40和后车轮70可以同现有技术，在此不再详述。

在一个实施例中，所述电控系统可以包括电控箱50，参考图2所示，所述电控箱50设置在所述车架10的底层，且所述电控箱50的至少一面位于所述车架10的一个侧面。例如，电控系统的控制器、电路板等部件设置在所述电控箱50中。

该电控箱50可以为金属材质，通过将所述电控箱50设置在所述车架10的底层可以有效降低重心，有利于稳定，当所述电控箱50的至少一面位于所述车架10的一个侧面时，便于取放电控箱50及电控箱50内的部件，便于拆卸、安装和维修等。

在另一个实施例中，所述动力总成可以包括动力电池总成80和动力电机，所述动力电池总成80设置在车架10底层靠近所述前车轮40的一侧，所述动力电机设置在所述后桥总成30上，所述电池总成和所述动力电机电连接。这样的设置方式是考虑到动力电池和动力电机的重量都比较大，通过将动力电池设置在底盘的靠前位置，将动力电机设置在底盘的靠后位置，使得重量平衡且重心低，并且中心较低。

在另一个实施例中，所述制动总成包括电机电磁抱闸系统，所述电机电磁抱闸系统用于对后轮进行制动。电机电磁抱闸系统的优点是反应速度快，具体地，所述电机电磁抱闸系统可以集成在动力电机中。

在另一个实施例中，所述制动总成可以包括电机电磁抱闸系统和液压制动总成，该液压制动总成可以为整车提供更大的制动力，制动减速度更大，还可以适合坡道停车等场景。本公开的实施例可以采用两种制动系统来保证机器人的制动性能。

图4B示意性示出了根据本公开实施例的液压制动总成的示意图。如图4B所示，所述液压制动总成包括液压系统70和制动轮缸76，所述液压系统70通过制动液管路与所述制动轮缸76相连。其中，制动轮缸76可以固定在转向节上，液压系统70可以包括制动主缸75及其驱动机构，可以安装在车架10上。

图4C示意性示出了根据本公开实施例的液压系统的示意图。

如图4C所示，所述液压系统70可以包括驱动电推杆71、制动电机72、推杆连接头73、主缸推杆74和制动主缸75，所述制动主缸75与所述制动液管路相连，至少一个制动轮缸76分别固定在至少一个车轮的转向节上，所述制动轮缸76与所述制动液管路相连，所述制动轮缸76的卡钳与刹车片相邻。

其中，所述制动电机72与电控系统电连接，且根据所述电控系统发送的刹车信号将制动液从所述制动主缸75压入所述制动轮缸76中，以驱动卡钳夹紧所述刹车片。例如，当电控系统接收到防撞开关发送的碰撞信号时，给所述制动电机72发送开启信号，所述制动电机72驱动所述驱动电推杆71将制动液从所述制动主缸75压入所述制动轮缸76中，以驱动卡钳夹紧所述刹车片。

可选地，所述液压系统70设置在前车轮40和后车轮70之间，且位于所述车架10底层与所述电控箱50相对的一个侧面(参考图4A所示)。由于液压系统70的质量较大，本公开为了使得机器人的重量分布更加均衡，将所述液压系统70设置在车架10底层，且与所述电控箱50相对的一个侧面。

需要说明的是，该无人配送机器人还可以进一步包括各种传感器和通讯系统，例如，位置传感器(GPS、北斗导航芯片等)、速度传感器、加速度传感器、无线网络通讯系统等。

本公开提供的无人配送机器人的主要运动分为行走、转向和制动，行走功能由驱动部件(如动力电机)驱动后桥31实现，转向功能由转向电机27驱动前桥的转向机26实现，制动可以由制动总成的制动电机72推动主缸建立制动压力，制动压力通过制动液传递到制动轮缸76，制动轮缸76抱紧制动盘片，实现无人配送机器人的制动。

图5示意性示出了根据本公开实施例的电控系统的方框图。图5示出的电控系统仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图5所示，根据本公开实施例的电控系统500可以包括多个电子控制器，如以单片机为主体的微型计算机系统，每个微型计算机系统可以包括处理器501，其可以根据存储在只读存储器(ROM)502中的程序或者从存储部分508加载到随机访问存储器(RAM)503中的程序而执行各种适当的动作和处理。处理器501例如可以包括通用微处理器(例如CPU)、指令集处理器和/或相关芯片组和/或专用微处理器(例如，专用集成电路(ASIC))，等等。处理器501还可以包括用于缓存用途的板载存储器。处理器501可以包括用于执行根据本公开实施例的行走、转向或制动等不同动作或电池管理的单一处理单元或者是多个处理单元。

在RAM 503中，存储有系统500操作所需的各种程序和数据。处理器501、ROM 502以及RAM 503通过总线504彼此相连。处理器501通过执行ROM 502和/或RAM 503中的程序来执行行走、转向或制动等各种操作。需要注意，所述程序也可以存储在除ROM 502和RAM 503以外的一个或多个存储器中。处理器501也可以通过执行存储在所述一个或多个存储器中的程序来执行根据本公开实施例的行走、转向或制动各种操作。

根据本公开的实施例，系统500还可以包括输入/输出(I/O)接口505，输入/输出(I/O)接口505也连接至总线504。系统500还可以包括连接至I/O接口505的以下部件中的一项或多项：包括键盘、鼠标等的输入部分506；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分507；包括硬盘等的存储部分508；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分509。通信部分509经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器610也根据需要连接至I/O接口505。可拆卸介质611，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器610上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分508。

根据本公开的实施例，机器人的行走、转向或制动等不同功能可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读存储介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行行走、转向或制动的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分509从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质611被安装。在该计算机程序被处理器501执行时，执行本公开实施例的系统中限定的行走、转向或制动等功能。

本公开还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的设备/装置/系统中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备/装置/系统中。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被执行时，实现根据本公开实施例的行走、转向或制动的功能。

根据本公开的实施例，计算机可读存储介质可以是非易失性的计算机可读存储介质，例如可以包括但不限于：便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。例如，根据本公开的实施例，计算机可读存储介质可以包括上文描述的ROM 502和/或RAM 503和/或ROM 502和RAM 503以外的一个或多个存储器。

本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。

以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本公开的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

Claims (19)

1.一种无人配送机器人底盘总成，包括：车架、前桥总成和后桥总成，其中：

所述前桥总成包括独立悬挂系统和转向系统，其中，

所述独立悬挂系统的一端悬挂在所述车架上，另一端与前车轮可转动连接，使得所述前车轮相对于所述车架可在垂直地面方向发生位移，

所述转向系统固定在所述车架上，所述转向系统的齿条通过可转动连杆和转向节与所述前车轮相连，用于通过驱动齿条的运动以驱动所述前车轮转向；以及

所述后桥总成分别与后车轮、驱动部件和所述车架相连，所述驱动部件的驱动力经由所述后桥总成传递至所述后车轮。

2.根据权利要求1所述的底盘总成，其中，所述底盘总成还包括副车架，所述副车架固定在所述车架上，所述副车架包括固定连接的上副车架和下副车架，对于一个前车轮：

所述独立悬挂系统包括双U型摆臂和减震器，所述双U型摆臂的开口端分别与所述上副车架和所述下副车架可转动连接，所述双U型摆臂的另一端分别通过球头与固定在所述前车轮上的转向节相连，所述减震器的悬挂端可转动连接在所述车架上，所述减震器的固定端可转动连接在所述双U型摆臂上。

3.根据权利要求2所述的底盘总成，其中，所述独立悬挂系统还包括减震调节板；

所述减震调节板固定在一个U型摆臂的双臂之间，所述减震调节板上设置数个插接孔，所述减震器的固定端可插拔地固定在任意一个所述插接孔中。

4.根据权利要求1所述的底盘总成，其中，所述转向系统包括转向电机、转向机、可转动连杆、转向节和支座；

所述转向电机通过所述支座固定在所述车架上，所述转向电机的旋转轴与所述转向机相连，用于驱动所述转向机的齿条相对于所述旋转轴的径向运动；

所述转向机的齿条通过球头与所述可转动连杆的一端相连，所述可转动连杆的另外一端通过球头与所述转向节的一端相连，所述转向节固定在所述前车轮上；以及

所述转向电机的控制端与电控系统电连接，且根据电控系统的控制信号驱动旋转轴旋转与所述控制信号相应的旋转角度，以控制所述前车轮转向对应的角度。

5.根据权利要求4所述的底盘总成，所述转向系统还包括：转向电机花键套和转向机花键套；

所述转向电机的旋转轴的一端与所述转向电机花键套的轴接端相连，所述转向电机花键套的平面端与所述转向机花键套的平面端相连，所述转向机花键套的轴接端与所述转向机的旋转轴的相连。

6.根据权利要求4所述的底盘总成，其中：

所述转向电机为双轴电机；

所述转向系统还包括：编码器、编码器连接法兰、转向电机连接法兰和编码器安装座，其中，

所述编码器通过所述编码器安装座固定在所述车架上，所述编码器的输入端与所述编码器连接法兰的轴接端相连；以及

所述编码器连接法兰的平面端与所述转向电机连接法兰的平面端相连，所述转向电机连接法兰的轴接端与所述转向电机的旋转轴的另一端相连。

7.根据权利要求1所述的底盘总成，其中，所述后桥总成包括后桥、驱动轴和拖拽臂；

所述驱动部件和所述驱动轴分别固定在所述后桥上，所述驱动轴的两端分别与两个后车轮相连，所述拖拽臂的一端与所述后桥相连，所述拖拽臂的另一端与所述车架相连；所述驱动部件的驱动力经由固定在所述驱动轴上的驱动齿轮传递至所述后车轮。

8.根据权利要求7所述的底盘总成，其中，所述后桥总成还包括平衡组件；

所述平衡组件包括平衡杆和平衡杆衬套，其中，所述平衡杆的一端可转动连接在所述后桥上，所述平衡杆的另一端与所述车架相连。

9.根据权利要求8所述的底盘总成，其中，所述后桥总成还包括后轮减震器；以及

所述后轮减震器的一端与所述后桥可转动连接，所述后轮减震器的另一端与车架可转动连接。

10.根据权利要求9所述的底盘总成，其中：

所述平衡杆的另一端通过衬套与所述车架相连；以及

所述拖拽臂的另一端通过衬套与所述车架相连。

11.根据权利要求1所述的底盘总成，还包括：前防撞部件和/或后防撞部件；

所述前防撞部件固定在所述车架的前端，所述后防撞部件固定在所述车架的后端。

12.根据权利要求11所述的底盘总成，其中，所述前防撞部件和/或所述后防撞部件为防撞开关，所述防撞开关与电控系统电连接，用于在被触发时给所述电控系统发送碰撞信号。

13.一种无人配送机器人，包括：如权利要求1至12任一项所述的无人配送机器人底盘总成，以及前车轮、后车轮、电控系统、制动总成和动力总成。

14.根据权利要求13所述的无人配送机器人，其中，所述电控系统包括电控箱，所述电控箱设置在所述车架的底层，且所述电控箱的至少一面位于所述车架的一个侧面。

15.根据权利要求14所述的无人配送机器人，其中：

所述动力总成包括动力电池总成和动力电机，所述动力电池总成设置在车架底层靠近所述前车轮的一侧，所述动力电机设置在所述后桥总成上，所述电池总成和所述动力电机电连接。

16.根据权利要求14所述的无人配送机器人，其中，所述制动总成包括电机电磁抱闸系统，所述电机电磁抱闸系统用于对后轮进行制动。

17.根据权利要求16所述的无人配送机器人，其中，所述制动总成还包括液压制动总成；

所述液压制动总成包括液压系统和制动轮缸，所述液压系统通过制动液管路与所述制动轮缸相连；

所述液压系统包括驱动电推杆、制动电机、推杆连接头、主缸推杆和制动主缸，所述制动主缸与所述制动液管路相连；

至少一个制动轮缸分别固定在至少一个车轮的转向节上，所述制动轮缸与所述制动液管路相连，所述制动轮缸的卡钳与刹车片相邻；

所述制动电机与电控系统电连接，且根据所述电控系统发送的刹车信号将制动液从所述制动主缸压入所述制动轮缸中，以驱动卡钳夹紧所述刹车片。

18.根据权利要求17所述的无人配送机器人，其中，所述液压系统设置在前车轮和后车轮之间，且位于所述车架底层与所述电控箱相对的一个侧面。

19.根据权利要求13所述的无人配送机器人，其中，所述电控系统包括：

一个或多个处理器；以及

存储装置，用于存储可执行指令，所述可执行指令在被所述处理器执行时：

控制所述动力总成提供动力；并且/或者

控制所述制动总成进行制动；并且/或者

控制所述转向系统进行转向。