CN114572309A - 底盘装置及自移动设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种底盘装置及自移动设备，底盘装置安装于自移动设备上，底盘装置包括架体、与架体连接的轮组以及用以驱动轮组运动的驱动机构，轮组包括第一驱动轮、与第一驱动轮相对设置的第二驱动轮以及两个侧轮，两个侧轮分别相对设置在架体的两侧，两个侧轮的连线垂直于第一驱动轮和第二驱动轮的连线，且两个侧轮轴线的延长线具有交叉点，轴线穿过侧轮的轮面，既有较好的越障能力，同时又能兼顾转向灵活。

Description

底盘装置及自移动设备

技术领域

本发明涉及一种底盘装置及自移动设备。

背景技术

现有的自移动设备中的底盘一般由2驱或者4驱组成，其中轮子的布局方式有两种：一种是3个轮子的三角形布局，驱动轮设置在前轮或者后轮，两侧轮平行设置(请参见图1)，另一种方式为由4个轮子矩形或者类似矩形布局，驱动轮设置在前轮或者后轮，两个侧轮平行设置，当其中一个侧轮遇到障碍时，自移动设备容易发生侧翻，本申请意在解决上述问题，既有较好的越障能力，又不容易发生侧翻，能够适应各种复杂的地形。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既有较好的越障能力，同时又能兼顾转向灵活的底盘装置及自移动设备。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种底盘装置，所述底盘装置包括架体、与所述架体连接的轮组以及用以驱动所述轮组运动的驱动机构，所述轮组包括第一驱动轮、与所述第一驱动轮相对设置的第二驱动轮以及两个侧轮，两个所述侧轮分别相对设置在所述架体的两侧，两个所述侧轮的连线垂直所述第一驱动轮和所述第二驱动轮的连线，且两个所述侧轮轴线的延长线具有交叉点，所述轴线穿过所述侧轮的轮面。

进一步地，所述第一驱动轮和/或所述第二驱动轮的直径范围为大于等于80mm。

进一步地，两个所述侧轮为驱动轮或从动轮。

进一步地，所述第一驱动轮和第二驱动轮在所述驱动机构的驱动下同时且同步转向。

进一步地，所述第一驱动轮和第二驱动轮在所述驱动机构的驱动下同时且不同步转向。

进一步地，所述第一驱动轮和第二驱动轮在所述驱动机构的驱动下不同时且不同步转向。

进一步地，两个所述侧轮在所述驱动机构的驱动下差速转动。

进一步地，所述底盘装置还包括悬挂机构，所述悬挂机构包括第一悬挂件和第二悬挂件，所述第一悬挂件的一端与所述第一驱动轮连接，所述第一悬挂件的另一端与所述架体连接，所述第二悬挂件的一端与所述第二驱动轮连接，所述第二悬挂件的另一端与所述架体连接。

进一步地，两个所述侧轮的连线垂直等分所述第一驱动轮和所述第二驱动轮的连线。

一种自移动设备，包括机体及与所述机体连接的以上所述的底盘装置。

本发明的有益效果在于：通过将两个侧轮不平行设置，当自移动设备一边骑行在障碍物上时，自移动设备不容易侧翻。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为传统割草机侧轮骑行在障碍物上的后视图；

图2为本发明一实施例所示的割草机的侧视图；

图3为图2所示的割草机的俯视图；

图4为图2所示的割草机第一驱动轮越障示意图；

图5为图2所示的割草机两个侧轮越障示意图；

图6为图2所示的割草机第二驱动轮越障示意图；

图7为图2所示的割草机第一驱动轮又一越障示意图；

图8为图2所示的割草机两个侧轮又一越障示意图；

图9为图2所示的割草机第二驱动轮又一越障示意图；

图10为图2所示的割草机后退上坡示意图；

图11为图2所示的割草机侧轮骑行在障碍物上的后视图；

图12为图2所示的割草机转向示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

请参见图2及图12，本发明实施例所示的自移动设备包括机体(未图示)以及与机体连接的底盘装置10，机体与底盘装置10通过紧固件以实现固定连接。诚然，在其他实施例中，机体与底盘装置10的连接方式也可为其他，只要达到上述目的即可。该自移动设备可以为智能割草机、扫地机、探测工具的车辆、无线电控制检查车辆、自推进式无人机等，在本实施例中，自移动设备为智能割草机。

相应的，机体(未图示)包括机壳(未图示)、设置在机壳内的控制装置(未图示)、用以将目标物进行切割的切割装置4、及用以为底盘装置10和控制装置进行供电的供电装置(未图示)。其中，控制装置连接智能割草机的各个其他部件，从而控制智能割草机以全自动、无人值守的方式在预定边界范围内的草坪上行走割草。控制系统包括控制器(未图示)及存储器(未图示)，控制器用于接收其他部件及各个传感器传递的信号并发出相应的控制指令，存储器内预置有智能割草机的控制程序、参数及算法，供控制器调用于进行判断及作出决策。

切割装置4包括刀盘4及切割马达(未图示)，切割马达通过输出轴(未图示)直接与刀盘4连接并驱动刀盘4，诚然，也可以在切割马达和刀盘4之间设置有传动机构(未图示)，以通过传动机构将切割马达的动力传输至刀盘4上从而实现刀盘4的转动进而完成切割，该传动机构可以为皮带轮、减速齿轮等。刀盘4包括刀盘4本体及可枢转的安装在刀盘4本体上的多个刀片组成。诚然，切割装置4也可为其他形式，例如单独的条形刀片等。

供电装置可以为电池包(未图示)或电源线(未图示)，当供电装置为电池包时，机壳上设置有电池包安装部(未图示)，电池包安装部设置在机壳的一侧。电池包安装部内设置有与电池包电性连接的电池包连接器(未图示)，电池包(未图示)可拆卸地设置在电池包安装部内。这样设置的目的在于：电池包在没有电的时候可以拆下只对电池包进行充电，并更换新的电池包以使得智能割草机继续工作。并且，电池包的使用可以使得智能割草机的移动范围不受限制。当供电装置为电源线时，该电源线直接与市电进行连接以为智能割草机进行供电，电源线的设置使得智能割草机在工作时不受电量的限制。诚然，在其他实施例中，该供电装置也可为其他，例如太阳能板等，在此不做具体限定，根据实际情况而定。

请参见图3，底盘装置包括架体1、与架体1连接的轮组2以及用以驱动轮组2运动的驱动机构(未图示)，其中，切割装置4与架体1连接，且设置在架体1朝向地面设置的一面上。当底盘装置10与机体连接时，机壳与架体1固定连接。

请结合图11，轮组2包括第一驱动轮21、与第一驱动轮21相对设置的第二驱动轮22、以及设置在第一驱动轮21和第二驱动轮22之间的两个侧轮23(24)，两个侧轮23(24)分别相对设置在架体1的两侧。即，第一驱动轮21和第二驱动轮22的连线垂直于两个侧轮23(24)的连线。在本实施例中，第一驱动轮21、第二驱动轮22以及两个侧轮23(24)呈菱形布局，两个侧轮23(24)的连线垂直等分第一驱动轮21和第二驱动轮22的连线，这样设置的目的在于：使得第一驱动轮21和第二驱动轮22在智能割草机上的移动方向上始终保持一前一后的位置，无论该智能割草机上坡或下坡，请参见图9和图10，第一驱动轮21和第二驱动轮22与地面之间的附着力基本不变，因此该智能割草机在后退上坡时会减少打滑和下滑等现象。

请参见图4至图9，在智能割草机的行驶过程中，会遇到障碍物。为了使得当第一驱动轮21或第二驱动轮22遇到障碍物时能够顺利越障，第一驱动轮21和/或第二驱动轮22的直径范围为大于等于80mm。因为，轮子的直径越大越障能力越强。在本实施例中，第一驱动轮21和/或第二驱动轮22的直径范围为140-300mm。在该取值范围内，第一驱动轮21和/或第二驱动轮22不仅有较好的越障能力，还保证了智能割草机整体结构的紧凑性。

为了提升智能割草机整体的美观性且保障智能割草机在前进或后退方向上的越障能力，第一驱动轮21和第二驱动轮22的直径相同。诚然，在其他实施例中，第一驱动轮21或第二驱动轮22的直径取值可以为其他，根据实际情况来定，在此不做具体限定。请参见图1和图11，为了防止侧轮23(24)在翻越障碍物的时候发生侧翻的现象，在本实施例中，两个侧轮23(24)的相对位置固定设置，两个侧轮23(24)轴线的延长线具有交叉点，且该轴线穿过两个侧轮23(24)的轮面。其中于底盘装置10的高度方向上，交叉点可位于底盘装置10的上方，也可位于底盘装置10的下方，根据实际情况而定。在本实施例中，交叉点位于底盘装置10的上方，两个侧轮23(24)在底盘装置10的高度方向上呈不平行设置，并且两个侧轮23(24)靠近地面的一端之间的间距大于两个侧轮23(24)远离地面的一端之间的间距，具体的，每个侧轮23(24)的轴线与垂直地面的垂线之间的夹角范围为0.4-10度。在其他实施例中，每个侧轮23(24)的轴线与垂直地面的垂线之间的夹角范围还可以为其他，在此不作具体限定，根据实际情况而定。这样设置的目的在于：当智能割草机的一个侧轮23(24)翻越障碍物时骑行在障碍物上，另一边的侧轮23(24)回正与地面垂直，继而使得该侧轮23(24)与地面的接触面积增大，智能割草机不容易发生侧翻。

其中，两个侧轮23(24)可以设置为驱动轮，也可以设置为从动轮，根据实际情况而定，在此不做具体限定。值得注意的是，在本实施例中，在提高智能割草机整体美观性的同时，为了保障智能割草机的越障能力，两个侧轮23(24)的直径与第一驱动轮21和第二驱动轮22的直径相同。

驱动机构包括驱动电机(未图示)和转向电机(未图示)。当两个侧轮23(24)为从动轮时，驱动电机设置有至少一个。即，当驱动电机设置有一个时，一个驱动电机同时驱动第一驱动轮21和第二驱动轮22，此时，第一驱动轮21、第二驱动轮22和驱动电机之间还设置有传动件(未图示)，该传动件可以为带轮、齿轮等；当驱动电机设置有两个时，两个驱动电机分别驱动第一驱动轮21和第二驱动轮22，以保障第一驱动轮21和第二驱动轮22的越障能力。当两个侧轮23(24)为驱动轮时，驱动电机设置有至少两个，为了以示区分，用以驱动第一驱动轮21和第二驱动轮22的驱动电机称之为第一驱动电机，用以驱动两个侧轮23(24)的驱动电机称之为第二驱动电机。第一驱动电机控制第一驱动轮21、第二驱动轮22的驱动方式如上，第二驱动电机控制两个侧轮23(24)的控制方式如上，在此不做赘述。

同理，当两个侧轮23(24)为从动轮时，转向电机设置有至少一个。即，当转向电机设置有一个时，一个转向电机同时控制第一驱动轮21和第二驱动轮22转向，此时，第一驱动轮21、第二驱动轮22和转向电机之间还设置有传动件，该传动件可以为带轮、齿轮等；当转向电机设置有两个时，两个转向电机分别控制第一驱动轮21和第二驱动轮22转向。请参见图12，其中，第一驱动轮21和第二驱动轮22在转向电机的驱动下可同时且同步转向，或同时且不同步转向，或不同时且不同步转向。同时且同步转向，即：第一驱动轮21和第二驱动轮22的转动角度和转动时间一致，控制方式及结构简单；同时且不同步转向即：第一驱动轮21和第二驱动轮22的转动时间一致，但转动角度不一致，可以根据第一驱动轮21和第二驱动轮22的需要进行调节，从而实现智能割草机姿态的精确调整；不同时且不同步转向即：第一驱动轮21和第二驱动轮22的转动时间不一致，转动角度也不一致，可根据第一驱动轮21和第二驱动轮22的行驶情况进行调节，从而提高智能割草机的智能性。

当两个侧轮23(24)为驱动轮时，转向电机设置有至少两个，为了以示区分，用以驱动第一驱动轮21和第二驱动轮22的驱动电机称之为第一转向电机，用以驱动两个侧轮23(24)的驱动电机称之为第二转向电机。第一驱动电机控制第一驱动轮21、第二驱动轮22的驱动方式如上，在此不做赘述。值得注意的是，在本实施例中，两个侧轮23(24)差速转向。即，两个侧轮转速不同时，即使第二转向电机不驱动侧轮23(24)转动，机体也会旋转，以使得该智能割草机在转向时不容易发生侧翻等现象。

请参见图2，该底盘装置10还包括悬挂机构3，悬挂系统3包括第一悬挂件31和第二悬挂件32，第一悬挂件31、第二悬挂件32具有第一端和第二端，在本实施例中，第一悬挂件31的第一端与第一驱动轮21连接，第一悬挂件31的第二端与架体1连接，第二悬挂件32的第一端与第二驱动轮22连接，第二悬挂件32的第二端与架体1连接，在其他实施例中，第一悬挂件31、第二悬挂件32的第二端还可以连接在该底盘装置10的其他结构上，但仅限于两个悬挂件第一端的相反方向。设置悬挂系统3的目的在于：当智能割草机在遇到障碍时，第一驱动轮21、第二驱动轮22可上下浮动，越过障碍时，更加方便。

综上：通过将两个侧轮23(24)不平行设置，当自移动设备一边骑行在障碍物上时，自移动设备不容易侧翻；将两个侧轮23(24)的连线垂直等分第一驱动轮21和第二驱动轮22的连线，使得第一驱动轮21和第二驱动轮22在自移动设备的移动方向上始终保持一前一后的位置，无论自移动设备上坡或下坡，第一驱动轮21和第二驱动轮22与地面之间的附着力基本不变，自移动设备在后退上坡时会减少打滑和下滑等现象；将第一驱动轮21和第二驱动轮22的直径都设置为140-300mm，可以使自移动设备在前进或后退方向上的越障能力相同；将转向电机设置为两个，第一驱动轮21和第二驱动轮22在转向电机的驱动下可同时且同步转向，或同时且不同步转向，或不同时且不同步转向。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种底盘装置，其特征在于，所述底盘装置包括架体、与所述架体连接的轮组以及用以驱动所述轮组运动的驱动机构，所述轮组包括第一驱动轮、与所述第一驱动轮相对设置的第二驱动轮以及两个侧轮，两个所述侧轮分别相对设置在所述架体的两侧，两个所述侧轮的连线垂直于所述第一驱动轮和所述第二驱动轮的连线，且两个所述侧轮轴线的延长线具有交叉点，所述轴线穿过所述侧轮的轮面。

2.如权利要求1所述的底盘装置，其特征在于，所述第一驱动轮和/或所述第二驱动轮的直径范围为大于等于80mm。

3.如权利要求1所述的底盘装置，其特征在于，两个所述侧轮为驱动轮或从动轮。

4.如权利要求1所述的底盘装置，其特征在于，所述第一驱动轮和第二驱动轮在所述驱动机构的驱动下同时且同步转向。

5.如权利要求1所述的底盘装置，其特征在于，所述第一驱动轮和第二驱动轮在所述驱动机构的驱动下同时且不同步转向。

6.如权利要求1所述的底盘装置，其特征在于，所述第一驱动轮和第二驱动轮在所述驱动机构的驱动下不同时且不同步转向。

7.如权利要求1所述的底盘装置，其特征在于，两个所述侧轮在所述驱动机构的驱动下差速转动。

8.如权利要求1所述的底盘装置，其特征在于，所述底盘装置还包括悬挂机构，所述悬挂机构包括第一悬挂件和第二悬挂件，所述第一悬挂件的一端与所述第一驱动轮连接，所述第一悬挂件的另一端与所述架体连接，所述第二悬挂件的一端与所述第二驱动轮连接，所述第二悬挂件的另一端与所述架体连接。

9.如权利要求1所述的底盘装置，其特征在于，所述第一驱动轮、所述第二驱动轮以及两个所述侧轮呈菱形布局。

10.一种自移动设备，其特征在于，包括机体及与所述机体连接的如权利要求1-9中任一项所述的底盘装置。

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