CN113771970B - 一种小型电动铰接式底盘及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型电动铰接式底盘及车辆，所述底盘包括行走系统和设于行走系统上的制动系统、转向系统、动力系统和驾驶室，所述动力系统用于驱动连接行走系统，所述转向系统用于控制底盘的转动方向，所述制动系统用于控制底盘制动，所述行走系统包括前车架、铰接架和后车架，所述驾驶室设于前车架上，所述铰接架分别与前车架和后车架连接，所述前车架能够相对后车架扭转。本发明提供一种小型电动铰接式电动底盘，能够解决现有底盘平台化、标准化、模块化不足和功能单一的问题，并优化了底盘空间布局，在实现同等功能的前提下，使底盘具有更小的外形尺寸和更小的转弯半径，以使装备该底盘的车辆动作更加灵活，从而满足多种场景需求。

Description

一种小型电动铰接式底盘及车辆

技术领域

本发明涉及一种小型电动铰接式底盘及车辆，属于环卫设备技术领域。

背景技术

随着城市环卫机械化程度的不断提高，除了在一般道路上设置相应的清扫设备外，在城市广场、商业步行街、人行道、窄巷等场所由于空间的限制，中大型的环卫设备无法覆盖这些区域。

此外，市面上现有环卫产品的底盘专用化严重，限制了后期对其功能的拓展空间，不利于产品平台化、标准化和模块化的发展；布局也不够紧凑，限制了其外形尺寸和灵活性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种小型电动铰接式底盘及车辆，能够解决现有底盘平台化、标准化和模块化不足的问题，同时，优化底盘空间布局，在实现同等功能的前提下，使底盘具有更小的外形尺寸和更小的转弯半径，以使底盘动作更加灵活，满足多种场景需求。

为解决上述技术问题，本发明是采用下述技术方案实现的：

一方面，本发明提供一种小型电动铰接式底盘，包括行走系统和设于行走系统上的制动系统、转向系统、动力系统和驾驶室，所述动力系统用于驱动连接行走系统，所述转向系统用于控制底盘的转动方向，所述制动系统用于控制底盘制动，所述行走系统还包括前车架、铰接架和后车架，所述驾驶室设于前车架上，所述铰接架分别与前车架和后车架连接，所述前车架能够相对后车架扭转。

作为一种优选实施方式，还包括支架总成，所述支架总成设于后车架上，所述支架总成上设有用于快速更换后功能的第一模块化接口。

作为一种优选实施方式，还包括举升架，所述举升架设于前车架上，所述举升架上设有用于快速更换前功能的第二模块化接口。

作为一种优选实施方式，还包括用于设于底盘上，用以实现无人驾驶的无人驾驶模块。

作为一种优选实施方式，所述铰接架与前车架的铰接处设有用于限制前车架相对铰接架旋转的限位橡胶，所述后车架的侧梁前部设有用于防止底盘转向过度导致的前车架与后车架碰撞的防撞缓冲橡胶。

作为一种优选实施方式，所述前车架下还可拆卸连接有前叉装架，和/或，所述后车架下还可拆卸连接有后叉装架。

作为一种优选实施方式，所述转向系统包括方向机总成和转向油缸，所述方向机总成设于驾驶室内，所述转向油缸的一端与铰接架铰接，所述转向油缸的另一端与后车架铰接。

作为一种优选实施方式，所述转向油缸包括左转向油缸和右转向油缸，所述左转向油缸和右转向油缸分别与后车架、铰接架铰接。

作为一种优选实施方式，还包括用于对底盘进行防护的覆盖件总成，所述覆盖件总成与底盘可拆卸连接。

另一方面，本发明还提供一种车辆，包括所述小型电动铰接式底盘。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

1、本发明提供一种小型电动铰接式底盘，包括行走系统、制动系统、转向系统、动力系统和驾驶室，所述动力系统用于驱动连接行走系统，所述动力系统用于驱动连接行走系统，所述转向系统用于控制底盘的转动方向，所述制动系统用于控制底盘制动，所述行走系统还包括前车架、铰接架和后车架，所述行走系统、制动系统、转向系统和动力系统设于底盘上，所述驾驶室设于前车架上，所述铰接架分别与前车架和后车架连接，所述前车架能够相对后车架扭转。本发明能够解决现有环卫产品底盘平台化、标准化和模块化不足的问题，并优化了底盘空间布局，在实现同等功能的前提下，使底盘具有更小的外形尺寸和更小的转弯半径，以使装备该底盘的车辆动作更加灵活，从而能够满足多种场景需求。

2、本发明提供一种小型电动铰接式底盘，所述铰接架与前车架的铰接处设有用于限位橡胶，所述限位橡胶用于限制前车架相对铰接架旋转，所述后车架的侧梁前部设有防撞缓冲橡胶，用于防止底盘转向过度导致的前车架与后车架碰撞。

3、本发明还提供一种车辆，采用上述小型电动铰接式底盘，所述车辆具备零排放、噪音小等特点，能够通过在底盘上安装不同的功能化模块，实现车辆的不同功能。此外，由于底盘布局紧凑，外形尺寸较小和灵活性高，使得所述车辆能够在城市广场、商业步行街、人行道、窄巷等场所不受空间限制，自由进出，完成多种作业模式。

附图说明

图1是本发明实施提供的一种小型电动铰接式底盘的结构示意图；

图2是本发明实施提供的一种小型电动铰接式底盘的正视图；

图3是本发明实施提供的一种小型电动铰接式底盘的行走系统的结构示意图；

图4是本发明实施提供的一种小型电动铰接式底盘的制动系统的结构示意图；

图5是本发明实施提供的一种小型电动铰接式底盘的转向系统的结构示意图；

图6是本发明实施提供的一种小型电动铰接式底盘的水箱总成的结构示意图；

图中：1、行走系统；11、前车架；111、举升架； 112、前叉装架；12、铰接架；121、限位橡胶；13、后车架；131、防撞缓冲橡胶； 132、后叉装架；14、前桥总成；15、后桥总成；16、轮胎总成；17、行走电机；18、行走电机控制器；

2、制动系统；21、脚刹组件、22、手制动；23、液压制动管路；

3、转向系统；31、方向机总成；32、转向油缸；321、左转向油缸；322、右转向油缸；

4、动力系统；

5、驾驶室；

6、空调系统；

7、水箱总成；71、清水箱；72、卡板；73、缓冲胶皮；74、堵头；75、进水口；

8、覆盖件总成；

9、支架总成。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、 “底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一：

本发明提供一种小型电动铰接式底盘，请参见图1、图2，包括行走系统1、制动系统2、转向系统3、动力系统4、驾驶室5，所述制动系统2、转向系统3和动力系统4设于行走系统1上。

本领域技术人员应当理解，所述行走系统1，包括前桥总成14、后桥总成15、车轮总成33、行走电机17和行走电机控制器18。所述前桥总成14通过螺栓组连接在前车架11，所述后桥总成15通过螺栓组连接在后车架13上，所述轮胎总成16分别设置在前桥总成14和后桥总成15上。

所述转向系统3包括方向机总成31和转向油缸32，请参见图5，所述方向机总成31设于驾驶室5内，所述转向油缸32的一端与铰接架12铰接，所述转向油缸32的另一端与后车架13铰接。具体地，所述转向油缸32包括左转向油缸321和右转向油缸322，所述左转向油缸321和右转向油缸322分别与后车架13、铰接架12铰接。所述转向系统3用于控制前车架11和后车架13的偏转，实现底盘的左右转向。

本实施例中，所述动力系统4设于后车架13内，本领域技术人员可知，作为现有技术，所述动力系统4包括动力电池、电池管理系统(BMS)模块、车载充电机、充电插座和充电枪等，所述动力系统4用于为整车提供能量来源。

本领域技术人员应当理解，所述底盘上还设有电气系统和液压系统。

作为现有技术，所述电气系统包括充电机、动力电池、油泵电机控制器、油泵电机、空调控制器、空调压缩机、高低压转换器、整车控制器、灯光信号系统等，所述液压系统，包括动力单元模块、转向系统模块、工作系统模块。所述电气系统和液压系统相互配合，用于实现对电动底盘逻辑控制和指令传输。

所述制动系统2包括脚刹组件21、手制动22和液压制动管路23，请参见图4，所述脚刹组件21和手制动22设于驾驶室5内，所述液压制动管路23与行走系统1连接，所述制动系统2用于将驾驶员的制动动作转化为车轮制动器的制动动作和驻车制动。

本领域技术人员应当理解，所述动力系统4用于驱动连接行走系统1，所述转向系统3用于控制行走系统1转向，所述制动系统2用于控制行走系统1制动。本实施例中，所述轮胎总成16通过定位螺栓组连接到前桥总成14和后桥总成15上，所述行走电机17通过螺栓组连接到后桥总成15上，所述行走电机17由行走电机控制器18控制，用于驱动底盘的前进或后退。

本实施例中，所述行走系统1还包括前车架11、铰接架12和后车架13，请参见图3，所述驾驶室5设于前车架11上，用于为驾驶员提供驾驶和操控设备的工作空间。所述铰接架12分别与前车架11和后车架13连接，具体地，所述铰接架12设于前车架11和后车架13之间，所述铰接架12通过一根纵向的销轴与前车架11铰接，所述铰接架12通过一根竖向销轴与后车架13铰接，所述前车架11能够相对后车架13扭转，以实现底盘的转向，即通过将前车架11和后车架13铰接为一个具有两个自由度的整体，可以使底盘实现折腰转向，以使前车架11和后车架13在一定范围内进行纵向扭转。

本领域技术人员应当理解，所述行走系统1采用将前车架11和后车架13铰接的方式，能够使得底盘的转弯半径更小、更加灵活，在城市广场、商业步行街、人行道、窄巷等场所能够不受空间限制，自由进出，以完成多种作业模式。

本实施例中，所述底盘上还设有支架总成9，所述支架总成9设于后车架13上，具体地，所述支架总成9设于后车架13的上方，通过螺栓组或焊接的方式固定到底盘上，本领域技术人员也可以采用其他方式，将支架总成9固定于后车架13上，本发明不限于以上实施方式。

需要说明的是，所述支架总成9上设有能够与后功能化模块快速更换的第一模块化接口，本领域技术人员可以在第一模块化接口上安装后功能化模块，通过安装不同功能化模块，实现不同功能。

在此情形下，所述底盘上设有举升架111，所述举升架111设于前车架11上，所述举升架111上设有第二模块化接口。优选地，所述举升架111设于前车架11的两侧，本领域技术人员可以在第二模块化接口上安装前功能化模块。

也就是说，本领域技术人员可以在第一模块化接口上安装清扫、扫雪除冰、洒水清洗等功能化模块，也可以在第二模块化接口上安装具有清扫、扫雪除冰、洒水清洗等功能化模块， 作为一种优选实施方式，本领域技术人员也可以同时在在第一模块化接口、第二模块化接口上安装功能化模块。

例如，本领域技术人员可以在第一模块化接口上，安装后集尘箱功能模块，在第二模块化接口安装前清扫刷盘模块，当需要进行清扫积尘时，底盘上的前清扫刷盘模块用于清扫灰尘，底盘上的后集尘箱功能模块用于收集积尘；本领域技术人员也可以同时在第一模块化接口、第二模块化接口上安装扫雪除冰功能模块，可以使底盘在冬季用于扫雪除冰；应当理解，本领域技术人员也可以仅在第一模块化接口或第二模块化接口安装洒水清洗功能模块，本发明在此不作限制。本发明采用模块化接口设计，可以使底盘与功能化模块进行快速更换，以实现多样化的功能需求，从而适应不同功能的转换。

作为一种优选实施方式，所述底盘上还设有无人驾驶模块，以使装备该电动底盘的车辆具备无人驾驶的能力。本领域技术人员可以在需要的时候，将无人驾驶模块安装于底盘上，也可以在不需要无人驾驶时，将无人驾驶模块拆下。

本实施例中，所述支架总成9和动力系统4设于后车架13的上方，所述支架总成9的竖梁与后车架13的横梁构成笼式结构，既能够为动力系统4提供防撞保护，还为动力系统4提供足够多的散热空间，延长动力系统4的使用寿命，使得底盘能够长时间作业。

优选地，所述动力系统4的后方还预留一定的拓展空间，本领域技术人员可以加装额外附件，实现底盘功能的进一步提升。

由于铰接式车架具有特殊的转向特性，所述前车架11和后车架13在接近极限扭转角时，为了防止前车架11、后车架13发生刚性碰撞，本领域技术人员可以在所述后车架13的侧梁前部布设防撞缓冲橡胶131，所述防撞缓冲橡胶131用于防止底盘转向过度导致的前车架11与后车架13碰撞，从而使底盘能够通过前车架11和后车架13间相对的扭转，实现转向。

需要说明的是，所述防撞缓冲橡胶131的数量、形状、大小可以根据实际需要进行设定，本发明在此不作限制。

本实施例中，所述铰接架12与前车架11的铰接处设有用于限制前车架11相对铰接架12旋转的限位橡胶124，也就是说，所述限位橡胶121能够限制前车架11沿连接销轴切向旋转，用于使前车架11和后车架13实现一定幅度的扭转，通过在铰接架12与前车架11的铰接处设置限位橡胶121，既增加底盘通过性，又可防止因底盘扭转幅度过大而导致的车辆失稳或倾覆。

作为一种优选实施方式，所述前车架11下还可拆卸连接有前叉装架112，所述后车架13下可拆卸连接有后叉装架132。具体地，所述前叉装架112设有两个，两前叉装架112设于前车架11的左右两侧，所述后叉装架132也设有两个，两后叉装架132设于后车架13的左右两侧，所述前叉装架112和后叉装架132的作用在于，当叉车搬运具有该底盘的车辆时，叉车的两支前叉臂从车辆的侧面分别插入车辆底盘的前叉装架112、后叉装架132的孔内，以方便叉车司机对前叉臂进行定位，同时，能够使得车辆在搬运过程中，避免因振动或颠簸导致车辆从前叉臂上掉落。此外，在前车架11上设置前叉装架112，在后车架13上设置后叉装架132，可以省去木质搬运托架，降低运输成本。

具体地，所述前叉装架112设于前桥总成14的后方，用于底盘在转运时为叉车作业提供工装。当采用上述小型电动铰接式底盘的车辆开始作业时，举升架111能够放下安装于其前部的前功能化模块，进行作业；当采用上述小型电动铰接式底盘的车辆作业完成或处于行驶状态时，举升架111能够提升安装于其前功能化模块，避免前功能化模块与地面接触。

为了对底盘进行防护，所述底盘上还设有覆盖件总成8，所述覆盖件总成8与底盘可拆卸连接。本领域技术人员应当理解，所述覆盖件总成8能够用于为底盘中关键装置提供防护，所述覆盖件总成8的形状可以与底盘相适配，方便对底盘内部进行检查和维修。为了使得底盘整体更加美观、整洁，所述覆盖件总成8的外形也可以设计成其他造型，并不局限于与底盘相适配。

本实施例中，所述底盘上还设有用于调节驾驶室5内温度的空调系统6，所述空调系统6设于驾驶室5内部和驾驶室5外部的后方，用于为驾驶员提供适宜的工作条件，提高工作效率。

所述底盘还包括水箱总成7，所述水箱总成7设于驾驶室5下方、前桥总成14的后方，请参见图6，所述水箱总成7包括清水箱71、卡板72、缓冲胶皮73、堵头74和进水口75，所述进水口75设于清水箱71上，所述卡板72设于清水箱71下部，用于连接清水箱71与前车架11，所述缓冲胶皮73设于卡板72与清水箱71之间，以起到减震缓冲的作用，所述堵头74设于清水箱71下部，用以防止清水箱71中的水洒出，所述水箱总成7用于为底盘提供储存清水的空间。需要说明的是，本领域技术人员可以将水箱总成7设计成不同造型。以使水箱总成7既能够具备盛装清水的功能，还可以作为整车的外观件，以便节省清水箱71所占底盘的空间，优化整体布局，提高底盘的美观度。

需要说明的是，本发明提供的小型电动铰接式底盘，在不经过特殊改装的前提下，还适用于无人驾驶型号的环卫设备。也就是说，通过将无人驾驶模块标准接口安装于底盘上，并将无人驾驶模块标准接口与相应的无人驾驶型号的环卫设备进行连接，能够使得底盘在无人驾驶的情况下，完成环卫清洁或其他相关工作。本领域技术人员可以根据实际需求，将无人驾驶型号的环卫设备用其他功能化模块进行替换，本发明不限于此。

通过布设模块化模块和标准化的模块化接口，可以快速进行功能化模块变更，以实现一个底盘多种用途，通过布设标准化的模块化接口和预留安装空间，可以方便的安装传感器系统和无人控制系统模块，用以实现从有人驾驶模式到无人驾驶模式的转换。

本发明提供的一种小型电动铰接式底盘，具备零排放、噪音小等特点，本发明所提供的底盘，采用铰接的方式将前车架11和后车架13进行铰接，以使底盘具有更小的转弯半径，通过安装不同的功能化模块，能够实现不同功能，从而改善现有环卫产品等产品的底盘专用化问题，避免后期对其功能的拓展空间的进行限制，有利于使产品向平台化、标准化和模块化的发展。此外，本发明布局紧凑，外形尺寸较小和灵活性高，在城市广场、商业步行街、人行道、窄巷等场所能够不受空间限制，自由进出。

实施例二：

本发明还提供一种车辆，采用实施例一所述的小型电动铰接式底盘。

所述车辆上的前车架11能够相对后车架13扭转，以使底盘具有更小的转弯半径，进而使底盘实现转向，即通过将前车架11和后车架13铰接为一个具有两个自由度的整体，可以使底盘实现折腰转向，以使前车架11和后车架13在一定范围内进行纵向扭转。

本发明提供的一种车辆，可以包括环卫车辆，具备零排放、噪音小等特点，能够通过在底盘安装不同的功能化模块，能够实现不同功能，避免后期对底盘功能的拓展空间的进行限制，有利于使环卫车辆产品向平台化、标准化和模块化的发展。

通过在底盘上布设模块化模块和标准化的模块化接口，可以快速进行功能化模块变更，以实现一个底盘多种用途，通过布设标准化的模块化接口和预留安装空间，可以方便的安装传感器系统和无人控制系统模块，用以实现从有人驾驶模式到无人驾驶模式的转换。

本发明提供的车辆，由于其底盘的转弯半径更小、更加灵活，在城市广场、商业步行街、人行道、窄巷等场所不受空间限制，自由进出，能够完成多种作业模式。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种小型电动铰接式底盘，包括行走系统、制动系统、转向系统、动力系统和驾驶室，所述制动系统、转向系统和动力系统设于行走系统上；

所述行走系统包括前桥总成、后桥总成、轮胎总成、行走电机和行走电机控制器；所述前桥总成通过螺栓组连接在前车架，所述后桥总成通过螺栓组连接在后车架上，所述轮胎总成通过定位螺栓组连接到前桥总成和后桥总成上，所述行走电机通过螺栓组连接到后桥总成上，所述行走电机由行走电机控制器控制，用于驱动底盘的前进或后退；所述行走系统还包括前车架、铰接架和后车架，所述驾驶室设于前车架上，用于为驾驶员提供驾驶和操控设备的工作空间；所述铰接架分别与前车架和后车架连接，所述铰接架设于前车架和后车架之间，所述铰接架通过一根纵向的销轴与前车架铰接，所述铰接架通过一根竖向销轴与后车架铰接，所述前车架能够相对后车架扭转，实现底盘的转向；所述后车架的侧梁前部布设防撞缓冲橡胶，用于防止底盘转向过度导致的前车架与后车架碰撞；所述铰接架与前车架的铰接处设有用于限制前车架相对铰接架旋转的限位橡胶；所述前车架下还可拆卸连接有前叉装架，所述后车架下可拆卸连接有后叉装架；所述前叉装架设有两个，两前叉装架设于前车架的左右两侧，所述后叉装架也设有两个，两后叉装架设于后车架的左右两侧；所述前叉装架设于前桥总成的后方；

所述转向系统包括方向机总成和转向油缸，所述方向机总成设于驾驶室内，所述转向油缸的一端与铰接架铰接，所述转向油缸的另一端与后车架铰接；所述转向油缸包括左转向油缸和右转向油缸，所述左转向油缸和右转向油缸分别与后车架、铰接架铰接；所述转向系统用于控制前车架和后车架的偏转，实现底盘的左右转向；

所述动力系统设于后车架内，所述动力系统包括动力电池、电池管理系统模块、车载充电机、充电插座和充电枪；

所述底盘设有电气系统、液压系统、支架总成、举升架、无人驾驶模块、覆盖件总成、空调系统和水箱总成，所述支架总成设于后车架的上方，通过螺栓组或焊接的方式固定到底盘上；所述支架总成上设有用于快速更换后功能的第一模块化接口；所述举升架设于前车架的两侧，所述举升架上设有第二模块化接口；所述第一模块化接口上安装有清扫、扫雪除冰、洒水清洗的模块，所述第二模块化接口上安装具有清扫、扫雪除冰、洒水清洗的功能化模块；所述支架总成的竖梁与后车架的横梁构成笼式结构；所述覆盖件总成与底盘可拆卸连接；所述空调系统设于驾驶室内部和驾驶室外部的后方；所述水箱总成设于驾驶室下方、前桥总成的后方，所述水箱总成包括清水箱、卡板、缓冲胶皮、堵头和进水口，所述进水口设于清水箱上，所述卡板设于清水箱下部，用于连接清水箱与前车架，所述缓冲胶皮设于卡板与清水箱之间；所述堵头设于清水箱下部，用以防止清水箱中的水洒出，所述水箱总成用于为底盘提供储存清水的空间；

所述制动系统包括脚刹组件、手制动和液压制动管路，所述脚刹组件和手制动设于驾驶室内，所述液压制动管路与行走系统连接，所述制动系统用于将驾驶员的制动动作转化为车轮制动器的制动动作和驻车制动。

2.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1所述小型电动铰接式底盘。

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