CN111169241A - 一种车轮独立驱动的小车底盘 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车轮独立驱动的小车底盘，包括车身骨架和车桥，所车桥包括悬架安装面板、车桥骨架和至少一组独立悬架，独立悬架的轮毂上安装有车轮，轮毂与轮毂轴承的输出轴的一端相连，轮毂轴承的输出轴的另一端与驱动减速器连接，驱动减速器与驱动电机连接，左下摆臂的两端分别与轮毂轴承的一侧和下摆臂支撑轴铰接，右下摆臂的两端分别与轮毂轴承的另一侧和下摆臂支撑轴铰接，左下摆臂和右下摆臂通过摆臂连接件连接成整体，上摆臂球头设置在轮毂轴承上，上摆臂球头通过摆臂拉杆与上摆臂的一端相连，上摆臂的另一端与上摆臂支撑轴铰接，上摆臂支撑轴和下摆臂支撑轴固定在悬架安装面板上。本发明底盘采用模块化设计结构，功能完善且结构简单。

Description

一种车轮独立驱动的小车底盘
技术领域
本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种车轮独立驱动的小车底盘。
背景技术
在目前的物流快递领域，无人技术在虽然目前尚未完全推广开来，但其应用前景广阔，能够显著降低快递物流行业的成本支出，采用无人车、无人机等技术代替传统人工，还能实现高效低成本快速的物流派送，并有效提升快递物流行业安全等级。物流无人化是市场需求与技术升级共同发力的结果。随着电商、传统零售向新零售转型，以及制造业智能制造的升级发展，物流体系与零售体系、智能制造深度融合，物流的重要性进一步凸显，物流无人化技术需求将从电商、物流巨头逐渐拓展到更多行业。
而针对物流无人化，无人小车成为了主流技术方向，为了搭载无人驾驶技术并能实现自动化派送，要求无人小车的底盘必须结构简单、生产制造成本低，而且能够具备高机动性，能适应各类地形，采用四轮驱动并且通过轮间差速方式实现转向，并且具备原地掉头功能的底盘，在小型化的物流派送无人车领域独具优势。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单可靠，成本低，运动性能好的车轮独立驱动的小车底盘。
上述目的是通过如下技术方案实现：一种车轮独立驱动的小车底盘，包括车身骨架和车桥，所述车桥固定在所述车身骨架上，所述车桥包括悬架安装面板、车桥骨架和至少一组独立悬架，所述独立悬架包括轮毂、驱动电机、上摆臂支撑轴、上摆臂、摆臂拉杆、上摆臂球头、驱动减速器、下摆臂支撑轴、左下摆臂、摆臂连接件、右下摆臂和轮毂轴承，每组独立悬架的轮毂上均安装有车轮，所述轮毂与轮毂轴承的输出轴的一端相连，所述轮毂轴承的输出轴的另一端与所述驱动减速器连接，所述驱动减速器与所述驱动电机连接，所述左下摆臂的两端分别与所述轮毂轴承的一侧和下摆臂支撑轴铰接并可沿绞点自由转动，所述右下摆臂的两端分别与所述轮毂轴承的另一侧和下摆臂支撑轴铰接并可沿绞点自由转动，所述左下摆臂和右下摆臂通过摆臂连接件连接成整体，所述上摆臂球头设置在所述轮毂轴承上，所述上摆臂球头通过所述摆臂拉杆与所述上摆臂的一端相连，所述上摆臂的另一端与所述上摆臂支撑轴铰接并可沿绞点自由转动，所述上摆臂支撑轴和下摆臂支撑轴固定在所述悬架安装面板上。
本发明的驱动电机输出轴的动力经过减速后传递至车轮为小车提供动力，通过电机和减速器驱动车轮进行运动，上下摆臂组成的独立悬架结构使得各车轮独立驱动，轮毂轴承能够绕下摆臂支撑轴进行转动，并且能够在上摆臂球头的约束下自动适应摆动角度，独立悬架与驱动系统能够同时工作互不干涉，不仅能够实现轮间差速运动转向和原地掉头，而且独立悬架结构能够使得车辆在路面有更好的接触性能，同时底盘采用模块化设计结构，车桥整体结构对称一致，功能完善且结构简单。
进一步的技术方案是，所述独立悬架还包括减震器，所述左下摆臂和右下摆臂靠近所述轮毂轴承的一侧分别设有减震器下支撑，所述车桥骨架上设有减震器上支撑，所述减震器的两端分别通过轴销与所述减震器下支撑和减震器上支撑相连。在车轮带动悬架下摆臂旋转的时候能够压缩减震器从而产生减震效果。
进一步的技术方案是，所述车桥包括前桥和后桥，两组车桥固定至所述车身骨架内部组成四轮小车结构，每组车桥的车桥骨架的两侧均分别设有独立悬架，每组独立悬架均安装有车轮。
进一步的技术方案是，所述悬架安装面板与所述车桥骨架连接固定成T型结构。
进一步的技术方案是，所述车桥还包括电机驱动器，所述电机驱动器设置在所述车桥骨架的内部空腔体内。
进一步的技术方案是，所述车身骨架的头部设有防撞条。防撞条安装在车身骨架头部用于实现车轮的防撞功能
进一步的技术方案是，所述车身骨架内部设有锂电池组、电源系统和控制系统，所述锂电池组与电源系统、控制系统、电机驱动器和驱动电机电连，所述控制系统与所述电机驱动器和驱动电机信号连接。锂电池组用于整车的供电，电源系统用于将锂电池组的电压转换成车载电器对应的电压等级，而控制系统用于实现整车的控制。
进一步的技术方案是，所述锂电池组固定在所述车身骨架中部，所述电源系统和控制系统分别安装在所述车身骨架中部的左右两侧。
本发明的车桥由两组对称的独立悬架及驱动模块组成，通过驱动电机和减速器实现车辆的驱动，通过上下摆臂和减震器来实现车辆的减震。本专利所设计的四轮独立驱动差速小车底盘，解决了差速运动驱动与独立悬架之间的机构布置问题，独立悬架与驱动系统能够同时工作互不干涉，并且驱动系统和独立悬架均为模块化设计，从而使得整车结构简单可靠，成本较低，运动性能较好。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明一种实施方式所涉及的车轮独立驱动的小车底盘的整体示意图；
图2根据本发明一种实施方式所涉及的车轮独立驱动的小车底盘的车身骨架内部示意图；
图3是本发明一种实施方式所涉及的车轮独立驱动的小车底盘的车桥结构示意图；
图4和图5分别是本发明一种实施方式所涉及的车轮独立驱动的小车底盘的独立悬架不同视角的结构示意图；
附图标记说明
1：车身骨架； 2：车桥；
3：防撞条； 4：锂电池组；
5：电源系统； 6：控制系统；
7：悬架安装面板； 8：电机驱动器；
9：车桥骨架； 10：独立悬架；
11：车轮 12：减震器上支撑；
13：轮毂； 14：减震器；
15：驱动电机； 16：上摆臂支撑轴；
17：上摆臂； 18：摆臂拉杆；
19：上摆臂球头； 20：驱动减速器；
21：下摆臂支撑轴； 22:左下摆臂；
23：摆臂连接件； 24：右下摆臂；
25：减震器下支撑 26：轮毂轴承
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。
本发明实施例如下，如图1～5，一种车轮11独立驱动的小车底盘，包括车身骨架1和车桥2，所述车桥2固定在所述车身骨架1上，所述车桥2包括悬架安装面板7、车桥骨架9和至少一组独立悬架10，所述独立悬架10包括轮毂13、驱动电机15、上摆臂支撑轴16、上摆臂17、摆臂拉杆18、上摆臂球头19、驱动减速器20、下摆臂支撑轴21、左下摆臂22、摆臂连接件23、右下摆臂24和轮毂轴承26，每组独立悬架10的轮毂13上均安装有车轮11，所述轮毂13与轮毂轴承26的输出轴的一端相连，所述轮毂轴承26的输出轴的另一端与所述驱动减速器20连接，所述驱动减速器20与所述驱动电机15连接，所述左下摆臂22的两端分别与所述轮毂轴承26的一侧和下摆臂支撑轴21铰接并可沿绞点自由转动，所述右下摆臂24的两端分别与所述轮毂轴承26的另一侧和下摆臂支撑轴21铰接并可沿绞点自由转动，所述左下摆臂22和右下摆臂24通过摆臂连接件23连接成整体，所述上摆臂球头19设置在所述轮毂轴承26上，所述上摆臂球头19通过所述摆臂拉杆18与所述上摆臂17的一端相连，所述上摆臂17的另一端与所述上摆臂支撑轴16铰接并可沿绞点自由转动，所述上摆臂支撑轴16和下摆臂支撑轴21固定在所述悬架安装面板7上。
本发明的驱动电机15输出轴的动力经过减速后传递至车轮11为小车提供动力，通过电机和减速器驱动车轮11进行运动，上下摆臂组成的独立悬架10结构使得各车轮11独立驱动，轮毂轴承26能够绕下摆臂支撑轴21进行转动，并且能够在上摆臂球头19的约束下自动适应摆动角度，独立悬架10与驱动系统能够同时工作互不干涉，不仅能够实现轮间差速运动转向和原地掉头，而且独立悬架10结构能够使得车辆在路面有更好的接触性能，同时底盘采用模块化设计结构，车桥2整体结构对称一致，功能完善且结构简单。
上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1～5，所述独立悬架10还包括减震器14，所述左下摆臂22和右下摆臂24靠近所述轮毂轴承26的一侧分别有减震器下支撑25，所述车桥骨架9上设有减震器上支撑12，所述减震器14的两端分别通过轴销与所述减震器下支撑25和减震器上支撑12相连。在车轮11带动悬架下摆臂旋转的时候能够压缩减震器14从而产生减震效果。
上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图3，所述车桥2包括前桥和后桥，两组车桥2固定至所述车身骨架1内部组成四轮小车结构，每组车桥2的车桥骨架9的两侧均分别设有独立悬架10，每组独立悬架10均安装有车轮11。
上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1和图5，所述悬架安装面板7与所述车桥骨架9连接固定成T型结构。
上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1和图5，所述车桥2还包括电机驱动器8，所述电机驱动器8设置在所述车桥骨架9的内部空腔体内。
上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1，所述车身骨架1的头部设有防撞条3。防撞条3安装在车身骨架1头部用于实现车轮11的防撞功能
上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图2，所述车身骨架1内部设有锂电池组4、电源系统5和控制系统6，所述锂电池组4与电源系统5、控制系统6、电机驱动器8和驱动电机15电连，所述控制系统6与所述电机驱动器8和驱动电机15信号连接。锂电池组4用于整车的供电，电源系统5用于将锂电池组4的电压转换成车载电器对应的电压等级，而控制系统6用于实现整车的控制。
上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图2，所述锂电池组4固定在所述车身骨架1中部，所述电源系统5和控制系统6分别安装在所述车身骨架1中部的左右两侧。
对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种车轮独立驱动的小车底盘，包括车身骨架和车桥，所述车桥固定在所述车身骨架上，其特征在于，所述车桥包括悬架安装面板、车桥骨架和至少一组独立悬架，所述独立悬架包括轮毂、驱动电机、上摆臂支撑轴、上摆臂、摆臂拉杆、上摆臂球头、驱动减速器、下摆臂支撑轴、左下摆臂、摆臂连接件、右下摆臂和轮毂轴承，每组独立悬架的轮毂上均安装有车轮，所述轮毂与轮毂轴承的输出轴的一端相连，所述轮毂轴承的输出轴的另一端与所述驱动减速器连接，所述驱动减速器与所述驱动电机连接，所述左下摆臂的两端分别与所述轮毂轴承的一侧和下摆臂支撑轴铰接并可沿绞点自由转动，所述右下摆臂的两端分别与所述轮毂轴承的另一侧和下摆臂支撑轴铰接并可沿绞点自由转动，所述左下摆臂和右下摆臂通过摆臂连接件连接成整体，所述上摆臂球头设置在所述轮毂轴承上，所述上摆臂球头通过所述摆臂拉杆与所述上摆臂的一端相连，所述上摆臂的另一端与所述上摆臂支撑轴铰接并可沿绞点自由转动，所述上摆臂支撑轴和下摆臂支撑轴固定在所述悬架安装面板上。
2.根据权利要求1所述的车轮独立驱动的小车底盘，其特征在于，所述独立悬架还包括减震器，所述左下摆臂和右下摆臂靠近所述轮毂轴承的一侧分别设有减震器下支撑，所述车桥骨架上设有减震器上支撑，所述减震器的两端分别通过轴销与所述减震器下支撑和减震器上支撑相连。
3.根据权利要求1所述的车轮独立驱动的小车底盘，其特征在于，所述车桥包括前桥和后桥，两组车桥固定至所述车身骨架内部组成四轮小车结构，每组车桥的车桥骨架的两侧均分别设有独立悬架，每组独立悬架均安装有车轮。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的车轮独立驱动的小车底盘，其特征在于，所述悬架安装面板与所述车桥骨架连接固定成T型结构。
5.根据权利要求4所述的车轮独立驱动的小车底盘，其特征在于，所述车桥还包括电机驱动器，所述电机驱动器设置在所述车桥骨架的内部空腔体内。
6.根据权利要求5所述的车轮独立驱动的小车底盘，其特征在于，所述车身骨架的头部设有防撞条。
7.根据权利要求6所述的车轮独立驱动的小车底盘，其特征在于，所述车身骨架内部设有锂电池组、电源系统和控制系统，所述锂电池组与电源系统、控制系统、电机驱动器和驱动电机电连，所述控制系统与所述电机驱动器和驱动电机信号连接。
8.根据权利要求7所述的车轮独立驱动的小车底盘，其特征在于，所述锂电池组固定在所述车身骨架中部，所述电源系统和控制系统分别安装在所述车身骨架中部的左右两侧。
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