CN116787988A - 车辆底盘和包括该车辆底盘的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆底盘和包括该车辆底盘的车辆。所述车辆底盘包括：底盘本体；多个车轮，安装到所述底盘本体；多个姿态控制机构总成，分别设置在所述底盘本体与所述多个车轮之间，每个姿态控制机构总成包括姿态电机和传动部，所述姿态电机固定至所述底盘本体，所述传动部的第一端连接至所述姿态电机的输出端，所述传动部的第二端固定至所述车轮，所述传动部的第一端和第二端沿所述车轮的径向隔开预定距离，其中，所述姿态电机用于驱动所述传动部绕所述传动部的第二端转动，以带动所述底盘本体相对于所述传动部的第二端转动。根据本发明的车辆底盘可实现主动姿态调整，以提高行车安全性和/或稳定性。

Description

车辆底盘和包括该车辆底盘的车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆底盘和包括该车辆底盘的车辆。

背景技术

随着日常生活质量的不断提高，人们对车辆的安全性、舒适性和智能化水平提出了更高的要求。

现有车辆(尤其是小型车辆)在复杂路面上行进过程中，自身调整性能较差，使得车辆在行进过程中倾斜幅度过大或者底盘容易被复杂路面卡住，容易造成车辆侧翻或者车辆受损，从而影响行车安全，还会导致车内的零件受损。

例如，现有的小型电动车辆因优良的通过性，在小区得到广泛应用。为了适应小区狭窄路段，小型电动车辆的轴距设计得较小，这导致小型电动车辆的侧向稳定性差，转弯时容易侧翻，严重影响行车安全。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种可实现主动姿态调整的车辆底盘和包括该车辆底盘的车辆。

本发明的另一目的在于提供一种可对角度偏差和长度偏差进行补偿的车辆底盘和包括该车辆底盘的车辆。

本发明的另一目的在于提供一种具有缓冲减震功能的车辆底盘和包括该车辆底盘的车辆。

根据本发明的一方面，提供一种车辆底盘，所述车辆底盘包括：底盘本体；多个车轮，安装到所述底盘本体；多个姿态控制机构总成，分别设置在所述底盘本体与所述多个车轮之间，每个姿态控制机构总成包括姿态电机和传动部，所述姿态电机固定至所述底盘本体，所述传动部的第一端连接至所述姿态电机的输出端，所述传动部的第二端固定至所述车轮，所述传动部的第一端和第二端沿所述车轮的径向隔开预定距离，其中，所述姿态电机用于驱动所述传动部绕所述传动部的第二端转动，以带动所述底盘本体相对于所述传动部的第二端转动。

可选地，所述传动部包括传动轴和摇臂，所述传动轴的第一端作为所述传动部的第一端与所述姿态电机的输出端连接，所述传动轴的第二端与所述摇臂的第一端连接，所述摇臂的第二端作为所述传动部的第二端固定至所述车轮，所述摇臂的第一端和第二端沿所述车轮的径向隔开预定距离。

可选地，所述多个车轮中的每个车轮包括轮毂电机，所述摇臂的第二端固定至所述轮毂电机的定子轴。

可选地，所述传动轴包括万向节段和与万向节段连接的轴向滑移段，所述摇臂包括轴连接段、与所述轴连接段沿所述车轮的径向隔开预定距离的摇臂固定段以及连接所述轴连接段和所述摇臂固定段的径向分隔段，所述轴向滑移段插入所述轴连接段并能够在所述轴连接段内轴向滑移。

可选地，所述车辆底盘还包括多个摆臂机构，所述摆臂机构套设在所述传动部上并且与所述传动部围绕所述摆臂机构的轴向转动连接，所述摆臂机构固定至所述底盘本体或者与所述底盘本体围绕竖直方向转动连接。

可选地，所述摆臂机构包括摆臂支撑部和摆臂转动部，所述摆臂支撑部固定至所述底盘本体或者与所述底盘本体围绕竖直方向转动连接，所述摆臂转动部与所述摆臂支撑部围绕垂直于所述车轮的轴向的水平方向转动连接。

可选地，所述摆臂机构还包括弹性元件，所述弹性元件设置在所述摆臂支撑部与所述摆臂转动部之间并与所述摆臂支撑部和所述摆臂转动部中的至少一个连接。

可选地，所述摆臂支撑部包括沿垂直于所述摆臂机构的轴向的水平方向彼此分开的一对复合衬套，每个所述复合衬套包括外套、内套和设置在所述外套与所述内套之间的弹性套，所述摆臂机构还包括摆臂安装轴，所述摆臂安装轴将所述一对复合衬套与所述摆臂转动部转动连接。

可选地，所述摆臂机构包括摆臂轴承，所述摆臂轴承设置在所述摆臂转动部内，所述摆臂轴承的外圈固定至所述摆臂转动部，所述摆臂轴承的内圈固定至所述传动部。

可选地，所述多个车轮包括转向轮，与所述转向轮对应的摆臂机构和所述底盘本体围绕竖直方向转动连接，所述车辆底盘还包括与所述转向轮对应且固定至所述底盘本体的转向电机，所述转向电机分别用于驱动所述摆臂机构围绕竖直方向转动。

可选地，所述转向电机的输出端与所述摆臂机构进行齿轮传动。

可选地，所述多个车轮还包括非转向轮，与所述非转向轮对应的摆臂机构与所述底盘本体固定连接。

可选地，所述姿态电机配备有姿态电机减速器，所述姿态电机减速器的输出端与所述传动部的第一端连接。

可选地，所述传动部的第一端和第二端沿所述车轮的径向隔开的预定距离小于所述车轮的半径。

根据本发明的另一方面，提供一种车辆，所述车辆包括如上所述的车辆底盘。

可选地，当所述传动部的所述第一端和所述第二端沿竖直方向彼此隔开且所述传动部的所述第一端位于所述第二端下侧时，所述底盘本体的高度为初始高度，所述底盘本体的轴距为初始轴距。

可选地，所述车辆还包括转角传感器和速度传感器以及用于控制所述姿态电机的控制单元，所述转角传感器被配置为测量所述车轮的转向信息并将转向信息传输至控制单元，所述速度传感器被配置为测量所述车轮的行驶速度并将行驶速度传输至控制单元。当所述车轮的行驶速度大于第一预定速度且所述控制单元根据所述转向信息确定所述车轮向右转向时，所述控制单元控制所述姿态电机驱动所述传动部绕所述传动部的所述第二端转动，使得所述底盘本体左侧的高度高于所述底盘本体右侧的高度，所述底盘本体右侧的高度大于或等于所述初始高度。当所述车轮的行驶速度大于第一预定速度且所述控制单元根据所述转向信息确定所述车轮向左转向时，所述控制单元控制所述姿态电机驱动所述传动部绕所述传动部的所述第二端转动，使得所述底盘本体右侧的高度高于所述底盘本体左侧的高度，所述底盘本体左侧的高度大于或等于所述初始高度。

可选地，所述车辆还包括速度传感器以及用于控制所述姿态电机的控制单元，所述速度传感器被配置为测量所述车轮的行驶速度并将所述行驶速度传输至所述控制单元，当所述行驶速度大于第二预定速度时，所述控制单元控制所述姿态电机驱动所述传动部绕所述传动部的所述第二端转动，将整个所述底盘本体的高度降低到所述初始高度。

可选地，所述车辆还包括路况传感器以及用于控制所述姿态电机的控制单元，所述路况传感器被配置为测量所述车辆的行驶路况并将所述行驶路况传输至所述控制单元，当所述控制单元根据所述行驶路况确定所述车辆在恶劣路况行驶时，所述控制单元控制所述姿态电机驱动所述传动部绕所述传动部的第二端转动，将整个所述底盘本体的高度提高到高于所述初始高度。

可选地，所述车辆还包括路况传感器和转角传感器以及用于控制所述姿态电机的控制单元，所述路况传感器被配置为测量所述车辆的行驶路况并将所述行驶路况传输至所述控制单元，所述转角传感器被配置为测量所述车轮的转向信息并将所述转向信息传输至所述控制单元。当所述控制单元根据所述行驶路况和所述转向信息确定所述车辆在狭窄路段转弯时，所述控制单元控制所述姿态电机驱动所述传动部绕所述传动部的所述第二端转动，使得所述车辆的轴距小于所述初始轴距。当所述控制单元根据所述行驶路况确定所述车辆在宽敞路段行驶时，所述控制单元控制所述姿态电机驱动所述传动部绕所述传动部的所述第二端转动，使得所述车辆的轴距大于所述初始轴距。

可选地，所述车辆还包括路况传感器以及用于控制所述姿态电机的控制单元，所述路况传感器被配置为测量所述车辆的行驶路况并将所述行驶路况传输至所述控制单元。当所述控制单元根据所述行驶路况确定所述车辆朝上坡方向行驶时，所述控制单元控制与所述底盘本体后侧的车轮对应的姿态电机，驱动所述传动部绕所述传动部的所述第二端转动，使所述底盘本体的后侧高度高于所述初始高度。

根据本发明的车辆底盘可实现主动姿态调整，以提高行车安全性和/或稳定性。

根据本发明的车辆底盘，姿态控制机构总成结构简单、紧凑，有利于实现车辆的小型化。

根据本发明的车辆底盘可实现对角度偏差和长度偏差的补偿，提高车辆行驶稳定性。

根据本发明的车辆底盘可具有缓冲减震功能。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1是根据本发明的实施例的车辆底盘的示意图；

图2是根据本发明的实施例的转向型车轮组件的示意图；

图3是图2中的转向型车轮组件的分解示意图；

图4是根据本发明的实施例的非转向型车轮组件的示意图；

图5是图4中的非转向型车轮组件的分解示意图；

图6是图2中的车轮组件在去掉姿态电机、转向电机和传动轴的状态下的示意图；

图7是图6的分解示意图；

图8是根据本发明的实施例的车辆底盘的侧倾状态的示意图；

图9是根据本发明的实施例的车辆底盘的轴距最小状态的示意图；

图10是根据本发明的实施例的车辆底盘的轴距最大状态的示意图；

图11是根据本发明的实施例的车辆在转向时的示意图。

附图符号说明：

100 车辆底盘

110 底盘本体

120 车轮

120a 定子轴

121 转向轮

122 非转向轮

130 姿态控制机构总成

131 姿态电机

131a 姿态电机减速器

132 传动部

132a-1万向节段

132a-2轴向滑移段

132a 传动轴

132b 摇臂

132b-1轴连接段

132b-2摇臂固定段

132b-3径向分隔段

140 摆臂机构

141 摆臂支撑部

141a 复合衬套

141a-1外套

141a-2内套

141a-3弹性套

141b 支撑板

141c 凸缘

142 摆臂转动部

143 弹性元件

144 摆臂安装轴

145 摆臂轴承

150 转向电机

151 转向电机减速器

152 齿轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

另外，除非存在彼此矛盾的描述，否则下面描述的各个实施例之间也可彼此组合。

首先，参照图1至图7描述根据本发明的实施例的车辆底盘。图1是根据本发明的实施例的车辆底盘的示意图，图2是根据本发明的实施例的转向型车轮组件的示意图，图3是图2中的转向型车轮组件的分解示意图，图4是根据本发明的实施例的非转向型车轮组件的示意图，图5是图4中的非转向型车轮组件的分解示意图，图6是图2中的车轮组件在去掉姿态电机、转向电机和传动轴的状态下的示意图，图7是图6的分解示意图。

如图1至图7所示，根据本发明的实施例的车辆底盘可包括：底盘本体110；多个车轮120，安装到底盘本体110；多个姿态控制机构总成130，分别设置在底盘本体110与多个车轮120之间，每个姿态控制机构总成130包括姿态电机131和传动部132，姿态电机131固定至底盘本体110，传动部132的第一端连接至姿态电机131的输出端，传动部132的第二端固定至车轮120，传动部132的第一端和第二端沿车轮120的径向隔开预定距离，其中，姿态电机131用于驱动传动部132绕传动部132的第二端转动，以带动底盘本体110相对于传动部132的第二端转动。

根据本发明的实施例，由于传动部132的第一端和第二端沿车轮120的径向隔开预定距离，因此当姿态电机131驱动传动部132绕传动部132的第二端转动以带动底盘本体110相对于传动部132的第二端转动时，可调节底盘本体110相对于车轮120的位置，例如，可增大或减小车辆底盘100的轴距、提高或降低底盘本体110的高度、或者实现底盘本体110的侧倾。因此，根据本发明的实施例的车辆底盘100可实现姿态调整，以提高行车安全性和/或舒适性。以下，将对车辆底盘100的具体结构进行详细描述。

如图2和图3所示，车辆底盘100可包括设置在底盘本体110两侧的多个车轮120。根据底盘本体110的左右两侧来划分，多个车轮120可以划分为左侧车轮和右侧车轮，根据底盘本体110的前后来划分，多个车轮120可以划分为前侧车轮和后侧车轮。图1中示出了两个前侧车轮和两个后侧车轮(也就是两个左侧车轮和两个右侧车轮)。然而，底盘本体110的左侧车轮和右侧车轮的数量、前侧车轮和后侧车轮的数量不受具体限制。作为示例，车辆底盘100可包括两个前侧车轮和四个后侧车轮(也就是三个左侧车轮和三个右侧车轮)。作为示例，车辆底盘100可包括四个前侧车轮和四个后侧车轮(也就是四个左侧车轮和四个右侧车轮)。

根据本发明的实施例，车辆底盘100可包括多个姿态控制机构总成130。姿态控制机构总成130的数量可与车轮120的数量相同，也就是说，可分别为多个车轮120配置多个姿态控制机构总成130。如图2和图3所示，姿态控制机构总成130可包括姿态电机131和传动部132。姿态电机131可固定至底盘本体110。传动部132连接姿态电机131和车轮120。具体地，传动部132的第一端可与姿态电机131的输出端(例如，输出轴)连接，传动部132的第二端可固定至车轮120。姿态电机131可提供扭矩，驱动传动部132转动。由于传动部132的第二端固定至车轮120且与传动部132的第一端沿车轮120的径向隔开预定距离，因此姿态电机131可驱动传动部132转动，传动部132可带动底盘本体110相对于车轮120转动，从而可调节底盘本体110相对于车轮120的位置。传动部132的第一端和第二端沿车轮120的径向隔开的预定距离可小于车轮120的半径。

姿态电机131的具体结构不受限制，只要能够将足够的扭矩提供给传动部132即可。作为示例，姿态电机131可配备有姿态电机减速器131a，姿态电机减速器131a的输出端与传动部132的第一端连接。姿态电机减速器131a用于降低姿态电机131的输出转速并增大姿态电机131的输出扭矩。作为示例，姿态电机减速器131a还可同时实现姿态电机131的反向自锁，即，姿态电机131只能正转而无法反转，因此姿态电机131只能主动驱动传动部132带着姿态电机131和底盘本体110一起绕车轮120转动，在正常行驶过程中车轮120的转动无法通过传动部132传递到姿态电机131。作为示例，姿态电机131的反向自锁也可通过为姿态电机131配备离合器来实现。

根据本发明的实施例，如图3所示，传动部132可包括传动轴132a和摇臂132b。传动轴132a的第一端可以是传动部132的第一端，并且可与姿态电机131的输出端连接，传动轴132a的第二端与摇臂132b的第一端连接，摇臂132b的第二端可以是传动部132的第二端，并且可固定至车轮120，摇臂132b的第一端和第二端沿车轮120的径向隔开预定距离。作为示例，每个车轮120还可包括轮毂电机，摇臂132b的第二端可固定至轮毂电机的定子轴120a(例如，摇臂132b的第二端可与定子轴120a一体设计，或者二者为分体设计且固连在一起)。轮毂电机用于驱动车轮120正反转从而实现车辆的正常行驶。轮毂电机可以为内定子外转子结构，定子轴120a为车轮120的中心轴。摇臂132b的第一端和第二端沿车轮120的径向隔开的预定距离可小于车轮120的半径。

根据本发明的实施例，如图3所示，传动轴132a可包括万向节段132a-1和与万向节段132a-1连接的轴向滑移段132a-2。摇臂132b可包括轴连接段132b-1、与轴连接段132b-1沿车轮120的径向隔开预定距离的摇臂固定段132b-2以及连接轴连接段132b-1和摇臂固定段132b-2的径向分隔段132b-3。轴向滑移段132a-2插入轴连接段132b-1并能够在轴连接段132b-1内轴向滑移。

万向节段132a-1可具有万向节，作为示例，可包括两个万向节，然而本发明不限于此，可根据需要设置一个万向节、三个万向节，或者更多个万向节。通过设置万向节段132a-1，可使传动轴132a沿任意角度转动，从而可允许车轮120转向并调节行驶过程中车轮120的角度偏差(例如，颠簸震动等造成的角度偏差)。万向节的具体结构不受限制，只要能够实现车轮120转向并调节行驶过程中车轮120的角度偏差即可。

轴向滑移段132a-2与万向节段132a-1连接，轴向滑移段132a-2用于连接传动轴132a和摇臂132b。具体地，轴向滑移段132a-2插入摇臂132b的轴连接段132b-1内并能够在轴连接段132b-1内轴向滑移。作为示例，轴向滑移段132a-2的外周可设置有外花键(因此，轴向滑移段132a-2也可被称为花键段)，轴连接段132b-1的内周可设置有内花键，轴向滑移段132a-2的外花键与轴连接段132b-1的内花键配合，可实现轴向滑移段132a-2在轴连接段132b-1内的轴向滑移，车轮120姿态变化或转向时，花键连接部位产生滑移，从而可补偿长度偏差。也就是说，根据本发明的实施例的传动部132可实现对角度偏差和长度偏差的补偿，提高车辆行驶稳定性。

根据本发明的实施例，在摇臂132b绕摇臂132b的第二端转动的过程中，底盘本体110的高度和轴距会变化。当径向分隔段132b-3呈竖直状态且轴连接段132b-1位于摇臂固定段132b-2下侧(如图3所示，即传动部132的第一端和第二端沿竖直方向彼此隔开且传动部132的第一端位于第二端下侧)时，底盘本体110的高度为最低高度，并且可将该高度设为底盘本体110的初始高度，将处于初始高度时的底盘本体110的轴距设为初始轴距。当径向分隔段132b-3呈竖直状态且轴连接段132b-1位于摇臂固定段132b-2上侧(即传动部132的第一端和第二端沿竖直方向彼此隔开且传动部132的第一端位于第二端上侧)时，底盘本体110的高度为最高高度，处于最高高度时的轴距大小相当于初始轴距。当径向分隔段132b-3处于水平状态且轴连接段132b-1位于摇臂固定段132b-2前侧时，底盘本体110的高度位于最高高度与最低高度之间，此时底盘本体110的轴距为最大轴距。当径向分隔段132b-3处于水平状态且轴连接段132b-1位于摇臂固定段132b-2后侧时，底盘本体110的高度位于最高高度与最低高度之间，此时底盘本体110的轴距为最小轴距。根据控制策略，可对与前侧车轮、后侧车轮、左侧车轮和右侧车轮对应的姿态电机131执行不同的控制，从而实现底盘本体110的侧倾(例如，抬高底盘本体110的左侧或抬高底盘本体110的右侧)、底盘本体110的轴距调整(例如，增大底盘本体110的轴距或减小底盘本体110的轴距)或者底盘本体110的前倾(例如，抬高底盘本体110的后侧)。

根据本发明的实施例，车辆底盘100还可包括多个摆臂机构140，即，可设置与车轮120的数量对应数量的摆臂机构140。如图3所示，摆臂机构140可套设在传动部132上。根据本发明的实施例，摆臂机构140与传动部132围绕摆臂机构140的轴向转动连接(例如，可通过稍后将描述的摆臂轴承145实现摆臂机构140与传动部132的转动连接)。由于摆臂机构140与传动部132围绕摆臂机构140的轴向转动连接，因此在姿态电机131驱动传动部132转动时，传动部132的扭矩不会传递给摆臂机构140。

根据本发明的实施例，摆臂机构140与底盘本体110围绕竖直方向转动连接。车辆底盘100可包括固定至底盘本体110的转向电机150，转向电机150分别用于驱动摆臂机构140围绕竖直方向转动，从而可通过转向电机150和摆臂机构140实现车轮120的转向。

作为示例，如图3所示，摆臂机构140可包括摆臂支撑部141。摆臂支撑部141可包括支撑板141b和从支撑板141b的上下两侧朝底盘本体110延伸的一对凸缘141c，在一对凸缘141c的每个上设置有安装孔141c-1，安装孔141c-1可与底盘本体110转动连接(例如，球头连接或轴承连接)，连接上下两个安装孔141c-1形成一条虚拟的旋转轴线，车轮120可随摆臂机构140绕该旋转轴线旋转。作为示例，转向电机150可通过齿轮传动控制摆臂机构140旋转，实现转向。例如，转向电机150可配备有齿轮152，上部凸缘141c的朝向齿轮152的外侧设置有与齿轮152齿轮传动的齿。例如，转向电机150还可配备有转向电机减速器151，转向电机减速器151的输出端与齿轮152连接。转向电机减速器151用于降低转向电机150的输出转速并增大转向电机150的输出扭矩。作为示例，转向电机减速器151还可同时实现转向电机150的反向自锁，即，转向电机150只能正转而无法反转，因此转向电机150只能主动驱动摆臂机构140带着车轮120转动。在转向时，转向电机150驱动摆臂机构140绕连接上下两个安装孔141c-1的旋转轴线转动，从而带动车轮120转向。

根据本发明的实施例，如图3和图7所示，摆臂机构140还可包括摆臂转动部142。如图3所示，摆臂轴承145可设置在摆臂转动部142内，摆臂轴承145的外圈固定至摆臂转动部142，摆臂轴承145的内圈固定至传动部132。因此，可使摆臂机构140与传动部132围绕摆臂机构140的轴向转动连接。

根据本发明的实施例，如图3和图7所示，摆臂转动部142与摆臂支撑部141可围绕垂直于车轮120的轴向的水平方向转动连接。具体地，如图7所示，摆臂支撑部141可包括从支撑板141b的与车轮120相对的一侧伸出的一对复合衬套141a。一对复合衬套141a沿垂直于摆臂机构140的轴向的水平方向彼此分开。每个复合衬套141a包括外套(例如，外刚套)141a-1、内套(例如，内刚套)141a-2和设置在外套141a-1与内套141a-2之间的弹性套141a-3，弹性套141a-3可与外套141a-1和内套141a-2硫化在一起。摆臂机构140还可包括摆臂安装轴(一对摆臂安装轴)144，摆臂安装轴144将一对复合衬套141a与摆臂转动部142转动连接。

根据本发明的实施例，摆臂机构140还可包括弹性元件143，弹性元件143可设置在摆臂支撑部141与摆臂转动部142之间并与摆臂支撑部141和摆臂转动部142中的至少一个连接，例如，与支撑板141b和摆臂转动部142中的至少一个连接。图7中示出的弹性元件143为橡胶块，其一端连接至摆臂转动部142，另一端抵靠在摆臂支撑部141上。然而，本发明不限于此，弹性元件143还可以为弹簧。另外，弹性元件143的两端可分别连接至支撑板141b和摆臂转动部142。

在车辆行驶过程中，如果出现颠簸振动的情况，则车轮120可随摆臂转动部142绕一对复合衬套141a的轴线转动，弹性元件143压缩释放，起到缓冲减震的作用。

图2和图3中示出的转向型车轮组件能够通过转向电机150驱动摆臂机构140实现车轮120的转向作用，这种能够转向的车轮120可被称为转向轮121。当车辆为全轮转向车型时，车辆底盘100的前侧车轮和后侧车轮都可以为转向轮121。当车辆为前轮转向车型时，车辆底盘100的前侧车轮可以为转向轮121，后侧车轮可以为非转向轮，即通过前侧车轮实现转向，后侧车轮不进行转向。非转向轮组件除了不具有转向功能之外，可具有与转向轮组件相同的功能。

图4和图5示出了根据本发明的非转向型车轮组件的示意图。图4和图5中的非转向型车轮组件对应的车轮120不进行转向，被称为非转向轮122。以下，仅描述图4和图5中的非转向型车轮组件与图2和图3中的转向型车轮组件的区别。

对比图5和图3可知，在非转向型车轮组件中，没有设置转向电机150，并且由于摆臂支撑部141不需要与转向电机150转动连接，因此摆臂支撑部141不包括一对凸缘141c。摆臂支撑部141的支撑板141b可直接固定至底盘本体110，以使摆臂机构140与底盘本体110固定连接。图4和图5中的姿态控制机构总成130与图2和图3中的姿态控制机构总成130相同，在此不做详细描述。另外，图4和图5中的摆臂转动部142、弹性元件143和摆臂轴承145也与图2和图3中的相应部件的结构相同，在此不做详细描述。因此，图4和图5中的车轮120除了不能实现转向的功能之外，可实现与图2和图3中的车轮120相同的功能。

根据本发明的实施例，还可提供一种包括上述车辆底盘100的车辆。根据本发明的实施例的车辆类型不受具体限制，只要能够应用以上描述的车辆底盘100即可。根据用途，作为示例的车辆可以为物流车、轿车、玩具车、小型代步车等。根据动力来源，作为示例的车辆可以为燃油车辆、混合动力车辆、纯电动车辆等。根据本发明的实施例的车辆还可包括安装在底盘本体110上的车架。车架的具体结构不受限制，并且可根据车辆类型进行具体设计。

以下，参照图8至图10描述根据本发明的车辆的示例性控制策略。图8是根据本发明的实施例的车辆底盘的侧倾状态的示意图，图9是根据本发明的实施例的车辆底盘的轴距最小状态的示意图，图10是根据本发明的实施例的车辆底盘的轴距最大状态的示意图。

根据本发明的实施例的车辆还可包括用于控制姿态电机131的控制单元(未示出)。作为示例，控制单元可以为电子控制单元(ECU)。控制姿态电机131的控制单元可以与车辆的总控制单元集成或者可单独设置，而不受具体限制。

根据本发明的实施例的车辆可根据行驶环境通过控制单元来调整车辆的姿态，从而提高行车的安全性和舒适性。

根据本发明的实施例，车辆还可包括转角传感器(未示出)和速度传感器(未示出)。转角传感器可被配置为测量车轮120的转向信息并将转向信息传输至控制单元，速度传感器可被配置为测量车轮120的行驶速度并将行驶速度传输至控制单元。

根据本发明的实施例，当车轮120的行驶速度大于第一预定速度且控制单元根据转向信息确定车轮120向右转向时，控制单元可对姿态电机131执行控制，通过姿态电机131驱动传动部132和底盘本体110一起绕传动部132的第二端转动，使得底盘本体110左侧的高度低于底盘本体110右侧的高度(如图8所示，在图8中，指向纸面内的方向为行驶方向)。在本申请中，沿底盘本体110的尾部朝向头部的方向确定底盘本体110的左侧和右侧。通过上述控制策略，有利于抵抗在以较高速度右转弯时底盘本体110产生的较大侧向加速度，提高侧向稳定性，防止车辆侧翻。当车轮120的行驶速度大于第一预定速度且控制单元根据转向信息确定车轮120向左转向时，控制单元可对姿态电机131执行控制，通过姿态电机131驱动传动部132和底盘本体110一起绕传动部132的第二端转动，使得右侧底盘本体110的高度高于左侧底盘本体110的高度。通过上述控制策略，有利于抵抗在以较高速度左转弯时底盘本体110产生的较大侧向加速度，提高侧向稳定性，防止车辆侧翻。第一预定速度的具体数值不受限制，而是可根据车辆的实际试验来确定。

在本发明中，底盘本体110左侧的高度低于底盘本体110右侧的高度可包括各种情形，例如，底盘本体110左侧的高度为以上描述的最高高度，底盘本体110右侧的高度为以上描述的最低高度；底盘本体110左侧的高度为最高高度与最低高度之间的任意高度，底盘本体110右侧的高度为最低高度；底盘本体110左侧的高度为最高高度与最低高度之间的任意高度，底盘本体110右侧的高度为最高高度与最低高度之间的比底盘本体110左侧的高度低的高度。

根据本发明的实施例，当行驶速度大于第二预定速度时，控制单元可对所有车轮120的姿态电机131执行控制，通过姿态电机131驱动传动部132和底盘本体110一起绕传动部132的第二端转动，将整个底盘本体110的高度降低到最低高度(即，初始高度)。通过上述控制策略，可降低车辆重心，提高车辆的稳定性，提高行驶安全性。第二预定速度的具体数值可根据车辆的实际试验来确定。

根据本发明的实施例，车辆还可包括路况传感器，路况传感器被配置为测量车辆的行驶路况并将行驶路况传输至控制单元。行驶路况可以是车辆的行驶路面信息，包括但不限于行驶路面的平坦度、道路的宽窄度、行驶路面是否涉水等。

根据本发明的实施例，当控制单元根据行驶路况确定车辆朝上坡方向行驶时，控制单元可控制后侧车轮组件的姿态电机131，通过姿态电机131驱动传动部132和底盘本体110一起绕传动部132的第二端转动，将底盘本体110的后侧高度提高到高于最低高度(例如，提高到最高高度)。通过上述控制策略，可提高车辆在上坡时的通过性。

根据本发明的实施例，当控制单元根据行驶路况确定车辆在恶劣路况行驶时，控制单元可控制姿态电机131，通过姿态电机131驱动传动部132和底盘本体110一起绕传动部132的第二端转动，将整个底盘本体110的高度提高到高于最低高度(例如，提高到最高高度)。通过上述控制策略，可提高车辆在恶劣路况时的通过性。恶劣路况可以指路面有积水、积雪或路面坑洼。

根据本发明的实施例，当控制单元根据行驶路况确定车辆在宽敞路段行驶时，控制单元可控制姿态电机131，通过姿态电机131驱动传动部132和底盘本体110一起绕传动部132的第二端转动，将车辆的轴距增大到大于初始轴距(例如，增大到最大轴距，如图9所示)。通过上述控制策略，可加强车辆的稳定性并提高车辆的行驶舒适性。

根据本发明的实施例，当控制单元根据行驶路况和转向信息确定车辆在狭窄路段转弯时，控制单元可控制姿态电机131，通过姿态电机131驱动传动部132和底盘本体110一起绕传动部132的第二端转动，使得车辆的轴距小于初始轴距(例如，使车辆的轴距为最小轴距，如图10所示)。通过上述控制策略，可加强车辆的灵活性并有利于小巷转弯。

除了以上描述的传感器之外，根据本发明的实施例的车辆还可根据需要包括其它各种传感器，例如，还可包括底盘本体霍尔传感器、电流传感器等。

图11示出了根据本发明的实施例的车辆的转向示意图。图11中的车辆为前轮转向车型。如图11所示，当车辆转向时，控制单元可控制与两个前侧车轮(为转向轮)120对应的转向电机150。转向电机150可驱动摆臂机构140和车轮120绕竖直方向转动，实现两个前侧车轮120的转向，从而实现车辆的转向。当车辆为全转向车型时，控制单元可控制与所有车轮(例如，四个车轮)120对应的转向电机150，驱动所有车轮120转向，从而实现车辆的转向。

根据以上描述的车辆底盘和包括该车辆底盘的车辆可取得不限于以下描述的有益技术效果。

根据本发明的实施例的车辆底盘可实现主动姿态调整，以提高行车安全性和/或稳定性。

根据本发明的实施例的车辆底盘，姿态控制机构总成结构简单、紧凑，有利于实现车辆的小型化。

根据本发明的实施例的车辆底盘可实现对角度偏差和长度偏差的补偿，提高车辆行驶稳定性。

根据本发明的实施例的车辆底盘可具有缓冲减震功能。

尽管已经参照其示例性实施例具体描述了本发明的示例性实施例，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (21)

1.一种车辆底盘，其特征在于，所述车辆底盘(100)包括：

底盘本体(110)；

多个车轮(120)，安装到所述底盘本体(110)；

多个姿态控制机构总成(130)，分别设置在所述底盘本体(110)与所述多个车轮(120)之间，每个姿态控制机构总成(130)包括姿态电机(131)和传动部(132)，所述姿态电机(131)固定至所述底盘本体(110)，所述传动部(132)的第一端连接至所述姿态电机(131)的输出端，所述传动部(132)的第二端固定至所述车轮(120)，所述传动部(132)的第一端和第二端沿所述车轮(120)的径向隔开预定距离，

其中，所述姿态电机(131)用于驱动所述传动部(132)绕所述传动部(132)的第二端转动，以带动所述底盘本体(110)相对于所述传动部(132)的第二端转动。

2.根据权利要求1所述的车辆底盘，其特征在于，所述传动部(132)包括传动轴(132a)和摇臂(132b)，所述传动轴(132a)的第一端作为所述传动部(132)的第一端与所述姿态电机(131)的输出端连接，所述传动轴(132a)的第二端与所述摇臂(132b)的第一端连接，所述摇臂(132b)的第二端作为所述传动部(132)的第二端固定至所述车轮(120)，所述摇臂(132b)的第一端和第二端沿所述车轮(120)的径向隔开预定距离。

3.根据权利要求2所述的车辆底盘，其特征在于，所述多个车轮(120)中的每个车轮(120)包括轮毂电机，所述摇臂(132b)的第二端固定至所述轮毂电机的定子轴(120a)。

4.根据权利要求2所述的车辆底盘，其特征在于，所述传动轴(132a)包括万向节段(132a-1)和与万向节段(132a-1)连接的轴向滑移段(132a-2)，所述摇臂(132b)包括轴连接段(132b-1)、与所述轴连接段(132b-1)沿所述车轮(120)的径向隔开预定距离的摇臂固定段(132b-2)以及连接所述轴连接段(132b-1)和所述摇臂固定段(132b-2)的径向分隔段(132b-3)，所述轴向滑移段(132a-2)插入所述轴连接段(132b-1)并能够在所述轴连接段(132b-1)内轴向滑移。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆底盘，其特征在于，所述车辆底盘(100)还包括多个摆臂机构(140)，所述摆臂机构(140)套设在所述传动部(132)上并且与所述传动部(132)围绕所述摆臂机构(140)的轴向转动连接，所述摆臂机构(140)固定至所述底盘本体(110)或者与所述底盘本体(110)围绕竖直方向转动连接。

6.根据权利要求5所述的车辆底盘，其特征在于，所述摆臂机构(140)包括摆臂支撑部(141)和摆臂转动部(142)，所述摆臂支撑部(141)固定至所述底盘本体(110)或者与所述底盘本体(110)围绕竖直方向转动连接，所述摆臂转动部(142)与所述摆臂支撑部(141)围绕垂直于所述车轮(120)的轴向的水平方向转动连接。

7.根据权利要求6所述的车辆底盘，其特征在于，所述摆臂机构(140)还包括弹性元件(143)，所述弹性元件(143)设置在所述摆臂支撑部(141)与所述摆臂转动部(142)之间并与所述摆臂支撑部(141)和所述摆臂转动部(142)中的至少一个连接。

8.根据权利要求6所述的车辆底盘，其特征在于，所述摆臂支撑部(141)包括沿垂直于所述摆臂机构(140)的轴向的水平方向彼此分开的一对复合衬套(141a)，每个所述复合衬套(141a)包括外套(141a-1)、内套(141a-2)和设置在所述外套(141a-1)与所述内套(141a-2)之间的弹性套(141a-3)，所述摆臂机构(140)还包括摆臂安装轴(144)，所述摆臂安装轴(144)将所述一对复合衬套(141a)与所述摆臂转动部(142)转动连接。

9.根据权利要求6所述的车辆底盘，其特征在于，所述摆臂机构(140)包括摆臂轴承(145)，所述摆臂轴承(145)设置在所述摆臂转动部(142)内，所述摆臂轴承(145)的外圈固定至所述摆臂转动部(142)，所述摆臂轴承(145)的内圈固定至所述传动部(132)。

10.根据权利要求5所述的车辆底盘，其特征在于，所述多个车轮(120)包括转向轮(121)，与所述转向轮(121)对应的摆臂机构(140)和所述底盘本体(110)围绕竖直方向转动连接，

所述车辆底盘(100)还包括与所述转向轮(121)对应且固定至所述底盘本体(110)的转向电机(150)，所述转向电机(150)分别用于驱动所述摆臂机构(140)围绕竖直方向转动。

11.根据权利要求10所述的车辆底盘，其特征在于，所述转向电机(150)的输出端与所述摆臂机构(140)进行齿轮传动。

12.根据权利要求10所述的车辆底盘，其特征在于，所述多个车轮(120)还包括非转向轮(122)，与所述非转向轮(122)对应的摆臂机构(140)与所述底盘本体(110)固定连接。

13.根据权利要求1所述的车辆底盘，其特征在于，所述姿态电机(131)配备有姿态电机减速器(131a)，所述姿态电机减速器(131a)的输出端与所述传动部(132)的第一端连接。

14.根据权利要求1所述的车辆底盘，其特征在于，所述传动部(132)的第一端和第二端沿所述车轮(120)的径向隔开的预定距离小于所述车轮(120)的半径。

15.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括根据权利要求1至14中任一项所述的车辆底盘(100)。

16.根据权利要求15所述的车辆，其特征在于，当所述传动部(132)的所述第一端和所述第二端沿竖直方向彼此隔开且所述传动部(132)的所述第一端位于所述第二端下侧时，所述底盘本体(110)的高度为初始高度，所述底盘本体(110)的轴距为初始轴距。

17.根据权利要求16所述的车辆，其特征在于，所述车辆还包括转角传感器和速度传感器以及用于控制所述姿态电机(131)的控制单元，所述转角传感器被配置为测量所述车轮(120)的转向信息并将转向信息传输至控制单元，所述速度传感器被配置为测量所述车轮(120)的行驶速度并将行驶速度传输至控制单元，

当所述车轮(120)的行驶速度大于第一预定速度且所述控制单元根据所述转向信息确定所述车轮(120)向右转向时，所述控制单元控制所述姿态电机(131)驱动所述传动部(132)绕所述传动部(132)的所述第二端转动，使得所述底盘本体(110)左侧的高度高于所述底盘本体(110)右侧的高度，所述底盘本体(110)右侧的高度大于或等于所述初始高度，

当所述车轮(120)的行驶速度大于第一预定速度且所述控制单元根据所述转向信息确定所述车轮(120)向左转向时，所述控制单元控制所述姿态电机(131)驱动所述传动部(132)绕所述传动部(132)的所述第二端转动，使得所述底盘本体(110)右侧的高度高于所述底盘本体(110)左侧的高度，所述底盘本体(110)左侧的高度大于或等于所述初始高度。

18.根据权利要求16所述的车辆，其特征在于，所述车辆还包括速度传感器以及用于控制所述姿态电机(131)的控制单元，所述速度传感器被配置为测量所述车轮(120)的行驶速度并将所述行驶速度传输至所述控制单元，

当所述行驶速度大于第二预定速度时，所述控制单元控制所述姿态电机(131)驱动所述传动部(132)绕所述传动部(132)的所述第二端转动，将整个所述底盘本体(110)的高度降低到所述初始高度。

19.根据权利要求16所述的车辆，其特征在于，所述车辆还包括路况传感器以及用于控制所述姿态电机(131)的控制单元，所述路况传感器被配置为测量所述车辆的行驶路况并将所述行驶路况传输至所述控制单元，

当所述控制单元根据所述行驶路况确定所述车辆在恶劣路况行驶时，所述控制单元控制所述姿态电机(131)驱动所述传动部(132)绕所述传动部(132)的所述第二端转动，将整个所述底盘本体(110)的高度提高到高于所述初始高度。

20.根据权利要求16所述的车辆，其特征在于，所述车辆还包括路况传感器和转角传感器以及用于控制所述姿态电机(131)的控制单元，所述路况传感器被配置为测量所述车辆的行驶路况并将所述行驶路况传输至所述控制单元，所述转角传感器被配置为测量所述车轮(120)的转向信息并将所述转向信息传输至所述控制单元，

当所述控制单元根据所述行驶路况和所述转向信息确定所述车辆在狭窄路段转弯时，所述控制单元控制所述姿态电机(131)驱动所述传动部(132)绕所述传动部(132)的第二端转动，使得所述车辆的轴距小于所述初始轴距，

当所述控制单元根据所述行驶路况确定所述车辆在宽敞路段行驶时，所述控制单元控制所述姿态电机(131)驱动所述传动部(132)绕所述传动部(132)的所述第二端转动，使得所述车辆的轴距大于所述初始轴距。

21.根据权利要求16所述的车辆，其特征在于，所述车辆还包括路况传感器以及用于控制所述姿态电机(131)的控制单元，所述路况传感器被配置为测量所述车辆的行驶路况并将所述行驶路况传输至所述控制单元，

当所述控制单元根据所述行驶路况确定所述车辆朝上坡方向行驶时，所述控制单元控制与所述底盘本体(110)后侧的车轮(120)对应的姿态电机(131)，驱动所述传动部(132)绕所述传动部(132)的所述第二端转动，使所述底盘本体(110)的后侧高度高于所述初始高度。