CN114098547B - 一种底盘以及洗地设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种底盘以及洗地设备。本发明的底盘，包括底板、前轮机构、转向机构、第一检测机构、控制机构。其中，前轮机构位于底板下方。转向机构包括安装在底板上方的转向电机和位于底板下方的柔性传动组件，转向电机通过柔性传动组件与前轮机构传动连接，柔性传动组件包括固定安装在前轮机构上且与底板转动连接的第一传动轮、安装在转向电机输出轴的第二传动轮，以及传动连接第一传动轮和第二传动轮的柔性传动带，第一检测机构用于检测第一传动轮的第一转动角度，控制机构与转向电机和第一检测机构电连接。本发明的底盘具有转向精确且转向机构寿命长的特点。本发明中的洗地设备包括上述的底盘。

Description

一种底盘以及洗地设备

技术领域

本发明涉及洗地设备技术领域，特别是涉及一种底盘以及洗地设备。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，人们对于生活质量的要求越来越高，尤其是在高端小区和高端写字楼，近些年人力成本逐年上升，导致地库物业保洁的成本连年攀升，为了提高保洁质量，提升高端场所的科技感，扫洗一体洗地机器人越来越多的得到应用。其中无人驾驶驱动转向部分是地库扫洗一体机器人的核心部件。

现有洗地机都是有人驾驶，大多采用三轮前驱结构，需人工转动方向盘控制转向，利用脚踩的方式控制行车速度，而且在转向结构方面均是齿轮刚性传动，冲击力较大，影响转向效率。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种转向精确且转向机构寿命长的底盘以及洗地设备。

一种底盘，包括：

底板；

前轮机构，位于所述底板下方；

转向机构，包括安装在所述底板上方的转向电机和位于所述底板下方的柔性传动组件，所述转向电机通过柔性传动组件与所述前轮机构传动连接，所述柔性传动组件包括固定安装在所述前轮机构上且与所述底板转动连接的第一传动轮、安装在转向电机输出轴的第二传动轮，以及传动连接第一传动轮和第二传动轮的柔性传动带；

第一检测机构，所述第一检测机构用于检测所述第一传动轮的第一转动角度；

控制机构，所述控制机构与所述转向电机和所述第一检测机构电连接，所述控制机构根据接收的转向指令控制所述转向电机驱动所述前轮机构转动，并根据所述转向指令和所述第一转动角度，控制所述转向电机驱动所述前轮机构转动至所述转向指令设置的转向角度。

本发明的底盘在转向电机和前轮机构之间采用柔性传递组件，相对齿轮等刚性传动组件来说能大幅减少底盘在颠簸路面行走时向转向电机传递的冲击力，进而增加转向电机的寿命；第一检测机构通过检测安装在前轮机构上第一传动轮的转动角度，能准确的检测前轮机构的实际转动角度，从而保证控制机构能控制前轮机构的精确转向，以减少因柔性传动组件因存在传动间隙导致仅检测转向电机的转动角度不能准确反映前轮机构转向角的问题。

进一步优选地，所述第一检测机构包括：

转向编码器组件，所述转向编码器组件包括安装在所述底板上方的编码器支架，以及安装在所述编码器支架上的转向编码器；

感应组件，所述感应组件包括安装在所述第一传动轮中部的连接轴，所述连接轴经过开设于所述底板上的通孔伸入所述转向编码器内。

进一步优选地，所述柔性传动组件还包括法兰盘，所述法兰盘包括圆筒部、位于圆筒部一端外周缘的法兰部和位于圆筒部另一端内周缘的筒底部；

所述底板的通孔内设有轴承，所述轴承的外圈与所述底板固定连接，所述轴承的内圈与所述圆筒部过盈配合连接，所述法兰部止抵所述轴承内圈的端面，所述法兰盘通过筒底部与所述第一传动轮固定连接。

进一步优选地，所述感应组件还包括安装支座，所述安装支座位于所述圆筒部内，所述安装支座一端与所述筒底部连接，另一端与所述连接轴连接。

进一步优选地，所述第一传动轮的中部、所述法兰盘的筒底部以及所述安装支座上均设置有相互连通的中空部，且所述安装支座的侧壁上设置有侧孔，所述侧孔和所述中空部连通形成前轮机构控制线路的穿设通道。

进一步优选地，所述底板包括第一底板和第二底板，所述第二底板位于所述第一底板下方，所述第一底板中部开设第一通孔，所述第二底板中部开设有与所述第一通孔连通的第二通孔，所述第二底板的下端设有伸入第二通孔内的翻边部，所述翻边部与所述第一底板之间形成夹持固定所述轴承外圈的凹槽。

进一步优选地，所述第一传动轮为大链轮，所述第二传动轮为小链轮，所述柔性传动带为链条。

进一步优选地，所述前轮机构包括：

安装支架，所述安装支架与第一传动轮固定连接；

前轮，所述前轮可转动连接于所述安装支架上；

驱动电机，所述驱动电机设置于所述安装支架上，以驱动所述前轮转动。

进一步优选地，还包括操纵机构，所述操纵机构包括方向盘和第二检测机构，所述第二检测机构能检测方向盘的转动角度，所述第二检测机构与所述控制机构电连接，所述第二检测机构根据所述方向盘的转动角度向所述控制装置发送所述转向指令。

本发明还进一步提供了一种洗地设备，包括上述的底盘。

相对于现有技术，本发明的洗地设备，具有上述的底盘的特点，在此不再赘述。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1是本发明的底盘的结构示意图。

图2是本发明的底盘的剖视图(沿转向组件轴向)。

图3是本发明的底盘的转向编码组件结构示意图。

具体实施方式

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于其构造进行定义的，它们是相对的概念。因此，有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与本公开的一些方面相一致的实施方式的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

实施例一

请参照图1和2，本实施例公开了一种底盘，包括底板1、前轮机构2、转向机构3、第一检测机构4、控制机构。其中，前轮机构2位于底板1下方。当然本领域技术人员容易想到的是，还包括有后轮5，前轮机构2与后轮5分别设置于底板1下方的前后端。转向机构3包括安装在底板1上方的转向电机31和位于底板1下方的柔性传动组件32，转向电机31通过柔性传动组件32与前轮机构2传动连接，柔性传动组件32包括固定安装在前轮机构2上且与底板1转动连接的第一传动轮321、安装在转向电机31输出轴的第二传动轮322，以及传动连接第一传动轮321和第二传动轮322的柔性传动带，第一检测机构4用于检测第一传动轮321的第一转动角度。

控制机构与转向电机31和第一检测机构4电连接，控制机构根据接收的转向指令控制转向电机31驱动前轮机构2转动，并根据转向指令和第一转动角度，控制转向电机31驱动前轮机构2转动至转向指令设置的转向角度。

本实施例的底盘在转向电机31和前轮机构2之间采用柔性传递组件32，相对齿轮等刚性传动组件来说能大幅减少底盘在颠簸路面行走时向转向电机31传递的冲击力，进而增加转向电机31的寿命；第一检测机构4通过检测安装在前轮机构2上第一传动轮321的转动角度，能准确的检测前轮机构2的实际转动角度，从而保证控制机构能控制前轮机构2的精确转向，以减少因柔性传动组件32因存在传动间隙导致仅检测转向电机31的转动角度不能准确反映前轮机构2转向角的问题。

请参照图3，第一检测机构4包括转向编码器组件41以及感应组件42。其中，转向编码器组件41包括安装在底板1上方的编码器支架411以及安装在编码器支架411上的转向编码器412，感应组件42包括安装在第一传动轮321中部的连接轴421，连接轴421经过开设于底板1上的通孔伸入转向编码器412内。

具体地，在转向时，第一传动轮321转动的转角通过连接轴421传输给转向编码器412，转向编码器412从而检测到第一传动轮321的第一转动角度。

柔性传动组件32还包括法兰盘323，法兰盘323包括圆筒部3231、位于圆筒部3231一端外周缘的法兰部3232和位于圆筒部3231另一端内周缘的筒底部3233。

底板1的通孔内设有轴承11，轴承11的外圈与底板1固定连接，轴承11的内圈与圆筒部3231过盈配合连接，法兰部3232止抵轴承11内圈的端面，法兰盘323通过筒底部3233与第一传动轮321固定连接。转向时，第一传动轮321转动，法兰盘323在轴承11的作用下也随着转动，从而传动连接轴421转动，连接轴421转动信息传递给转向编码器412。本实施例中的第一传动轮321通过法兰盘323与底板1转动连接，法兰盘323的圆筒部3231直径大，所承受的扭矩也大，能减少底盘前后和左右方向的颠簸，而且由于法兰盘323中空，重量也轻，不会额外增加底盘的重量。

具体地，感应组件42还包括安装支座422，安装支座422位于圆筒部3231内，安装支座422一端与筒底部3233连接，另一端与连接轴421连接。

第一传动轮321的中部、法兰盘323的筒底部3233以及安装支座422上均设置有相互连通的中空部，且安装支座422的侧壁上设置有侧孔4221，侧孔4221和中空部连通形成前轮机构2控制线路的穿设通道。通过充分利用第一传动轮、法兰盘和安装座中部的空间，避免前轮在转向过程中其控制线路发送缠绕。

具体地，底板1包括第一底板12和第二底板13，第二底板13位于第一底板12下方，第一底板12中部开设第一通孔，第二底板13中部开设有与第一通孔连通的第二通孔，第二底板13的下端设有伸入第二通孔内的翻边部，翻边部与第一底板12之间形成夹持固定轴承外圈的凹槽。

本实施例中，第一传动轮321为大链轮，第二传动轮322为小链轮，柔性传动带为链条。

在本实施例中，前轮机构2包括安装支架21、前轮22以及驱动电机23。其中，安装支架21设置于第一传动轮321的底部，前轮22可转动连接于安装支架21上，驱动电机23设置于安装支架21上，以驱动前轮22转动。

在具体行走时，控制机构控制驱动电机23转动，从而使得前轮22转动，前轮22转动带动整个底盘结构运动。为了能够更加精确的控制运动速度，在驱动电机23上还配置有减速机。

前轮机构2还包括行走编码器24，行走编码器24设置于驱动电机23的输出轴上，用于检测前轮22的转速。

具体地，安装支架21包括有顶板211以及对称设置于顶板211两侧的侧面212，两个侧板212之间形成供前轮22安装的区域，驱动电机23、减速机以及行走编码器24均设置在侧板212上。

在本实施例中，转向电机31通过安装架安装在底板1上，转向电机31上也配置有减速机。

当洗地设备需要行走时，控制机构会向驱动电机23发出行走的指令，驱动电机23会根据指令转动，通过减速机让前轮22行走。而驱动轮2的实际转速，可通过行走编码器24实时监测，并将数据反馈至控制机构，形成闭环控制。

当洗地设备需要转向时，控制机构会向转向电机31发出转向的指令，转向电机31会根据指令转动，通过转向电机31上的减速机，将力矩传至柔性传动机构32，并实现一级减速(具体可以通过联轴器与轴的结合进行传递)，然后通过转向电机31上的减速机输出轴输出至小链轮、链条及大链轮，实现前轮机构2的转动，并实现二级减速。而前轮机构2的实际转向的角度，可通过连接轴42传递至转向编码器412，通过转向编码器412实时读取实际转动角度，并将数据反馈至控制机构，形成闭环控制。

当洗地设备在行走过程中需要转弯时，控制机构会同时向驱动电机23及转向电机31发出指令，实现同时驱动及转向，并通过行走编码器24及转向编码器412实现双闭环，并将实时信息反馈至控制机构，通过控制机构的运算，实现转弯的精准控制。

进一步优选地，第一传动轮321的顶部设置有法兰盘3211，底板1上通孔的内侧壁设置有轴承11，轴承11的内圈与法兰盘3211的外圈连接，连接轴42与法兰盘3211的中部传动连接。转向时，第一传动轮321转动，法兰盘3211在轴承11的作用下也随着转动，从而带动连接轴42转动，连接轴42转动信息传递给转向编码器412。由于整个洗地设备重量较大。本实施例中的第一传动轮通过法兰盘3211与底板转动连接，法兰盘的圆筒部直径大，所承受的扭矩也大，能减少底盘前后和左右方向的颠簸，而且由于法兰盘323中空，重量也轻，不会额外增加底盘的重量。

在本实施例中，转向电机31的安装架与底板1之间还设置有垫块311，垫块311优选为弹性块，可以降低装置在运行过程中的震动，提高运动的安全性。

需要说明的是，本实施例中的柔性传动机构32不仅可以使用链条链轮的传动方式，还可以使用皮带与皮带盘之间的配合方式。

此外，本实施例中的底盘还包括操纵机构，操纵机构包括方向盘和第二检测机构，第二检测机构能检测方向盘的转动角度，第二检测机构与控制机构电连接，第二检测机构根据方向盘的转动角度向控制装置发送转向指令。转向指令既可以来自于控制机构本身，也可以来自于操作人员通过方向盘的输入，使得洗地设备兼具手动驾驶和无人驾驶的功能。

实施例二

本实施例提供了一种洗地设备，包括上述的底盘。洗地设备包括安装在底盘上向地面喷水的洒水机构，位于底盘中部清洗洒水地面的盘刷机构，以及位于底盘后部的吸水扒机构，吸水扒结构能够吸收携带地面脏污的污水。

相对于现有技术，本发明的洗地设备，具有上述的底盘的特点，在此不再赘述。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种底盘，其特征在于：包括：

底板；

前轮机构，位于所述底板下方；

转向机构，包括安装在所述底板上方的转向电机和位于所述底板下方的柔性传动组件，所述转向电机通过柔性传动组件与所述前轮机构传动连接，所述柔性传动组件包括固定安装在所述前轮机构上且与所述底板转动连接的第一传动轮、安装在转向电机输出轴的第二传动轮，以及传动连接第一传动轮和第二传动轮的柔性传动带；

第一检测机构，所述第一检测机构用于检测所述第一传动轮的第一转动角度，所述第一检测机构包括转向编码器组件和感应组件，所述转向编码器组件包括安装在所述底板上方的编码器支架，以及安装在所述编码器支架上的转向编码器，所述感应组件包括安装在所述第一传动轮中部的连接轴，所述连接轴经过开设于所述底板上的通孔伸入所述转向编码器内；

控制机构，所述控制机构与所述转向电机和所述第一检测机构电连接，所述控制机构根据接收的转向指令控制所述转向电机驱动所述前轮机构转动，并根据所述转向指令和所述第一转动角度，控制所述转向电机驱动所述前轮机构转动至所述转向指令设置的转向角度。

2.根据权利要求1所述的底盘，其特征在于：所述柔性传动组件还包括法兰盘，所述法兰盘包括圆筒部、位于圆筒部一端外周缘的法兰部和位于圆筒部另一端内周缘的筒底部；

所述底板的通孔内设有轴承，所述轴承的外圈与所述底板固定连接，所述轴承的内圈与所述圆筒部过盈配合连接，所述法兰部止抵所述轴承内圈的端面，所述法兰盘通过筒底部与所述第一传动轮固定连接。

3.根据权利要求2所述的底盘，其特征在于：所述感应组件还包括安装支座，所述安装支座位于所述圆筒部内，所述安装支座一端与所述筒底部连接，另一端与所述连接轴连接。

4.根据权利要求3所述的底盘，其特征在于：所述第一传动轮的中部、所述法兰盘的筒底部以及所述安装支座上均设置有相互连通的中空部，且所述安装支座的侧壁上设置有侧孔，所述侧孔和所述中空部连通形成前轮机构控制线路的穿设通道。

5.根据权利要求2所述的底盘，其特征在于：所述底板包括第一底板和第二底板，所述第二底板位于所述第一底板下方，所述第一底板中部开设第一通孔，所述第二底板中部开设有与所述第一通孔连通的第二通孔，所述第二底板的下端设有伸入第二通孔内的翻边部，所述翻边部与所述第一底板之间形成夹持固定所述轴承外圈的凹槽。

6.根据权利要求1所述的底盘，其特征在于：所述第一传动轮为大链轮，所述第二传动轮为小链轮，所述柔性传动带为链条。

7.根据权利要求1所述的底盘，其特征在于：所述前轮机构包括：

安装支架，所述安装支架与第一传动轮固定连接；

前轮，所述前轮可转动连接于所述安装支架上；

驱动电机，所述驱动电机设置于所述安装支架上，以驱动所述前轮转动。

8.根据权利要求1-7任一项所述的底盘，其特征在于，还包括操纵机构，所述操纵机构包括方向盘和第二检测机构，所述第二检测机构能检测方向盘的转动角度，所述第二检测机构与所述控制机构电连接，所述第二检测机构根据所述方向盘的转动角度向所述控制机构 发送所述转向指令。

9.一种洗地设备，其特征在于，包括：权利要求1-8任一项所述的底盘。

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