CN117401059A - 一种非对称式小车底盘 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非对称式小车底盘，包括底盘座以及设置在所述底盘座上的第一车轮和第二车轮，两个所述第一车轮的轮轴平行设置于所述底盘座的一侧，所述第二车轮的轮轴平行于所述第一车轮的轮轴设置在两个所述第一车轮之间，所述底盘座上还设置有被电机驱动旋转的第一传动机构和第二传动机构，所述电机与控制器连接，所述第一传动机构用于驱动两个所述第一车轮旋转，所述第二传动机构用于驱动所述第二车轮旋转，本发明通过非对称设置的第一车轮和第二车轮，并分别为第一车轮和第二车轮配置单独的传动结构，从而使得第一车轮与第二车轮在转弯时能够通过差速缩小转弯半径，减小车轮与地面的摩擦，提高车辆稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及物流运输设备技术领域，具体涉及一种非对称式小车底盘。
背景技术
目前，UGV车辆已广泛应用于工业生产和军事领域。例如，可以应用于汽车生产线上的零部件搬运、物流配送中的货物运输、仓库管理中的货架搬运等场景，以此降低人工成本。传统的UGV小车通常由底盘、导航系统、控制系统和载荷系统等部分组成。
然而，UGV小车在运输货物时，不同的运输状态下车身的稳定性也不同。例如，当UGV小车转向时，也就是转弯或者原地转向时，车轮的会与地面出现明显的相对滑动，当车轮相对与地面相对滑动时，会向车身中部施加挤压力，使得车轮与车身之间的悬挂结构受到压缩，从而导致车身高度上升，导致车身稳定性下降。由此可见，UGV小车在转弯和原地转向时，存在车身稳定性差的问题。
发明内容
为此，本发明提供一种非对称式小车底盘，以解决现有技术中的上述缺陷。
一种非对称式小车底盘，包括底盘座以及设置在所述底盘座上的第一车轮和第二车轮，两个所述第一车轮的轮轴平行设置于所述底盘座的一侧，所述第二车轮的轮轴平行于所述第一车轮的轮轴设置在两个所述第一车轮之间，所述底盘座上还设置有被电机驱动旋转的第一传动机构和第二传动机构，所述电机与控制器连接，所述第一传动机构用于驱动两个所述第一车轮旋转，所述第二传动机构用于驱动所述第二车轮旋转。
优选的，所述第二车轮的轮轴与两个所述第一车轮的轮轴间距相等。
优选的，所述底盘座上还设置有两个第三车轮，两个所述第三车轮分别设置于所述第二车轮的前后两侧，并且所述第三车轮和第二车轮的轮轴平行设置。
优选的，两个所述第三车轮的轴距小于两个所述第一车轮的轴距。
优选的，两个所述第三车轮亦通过所述第二传动机构驱动旋转。
优选的，所述底盘座上转动设置有平行于若干轮轴设置的转动轴，所述电机通过差速器与所述传动轴传动连接。
优选的，所述差速器设置有差速锁，所述差速锁为电控锁，所述控制器与所述差速锁电连接。
优选的，所述底盘座上安装有与所述控制器连接的转向结构，所述转向结构用于控制与其连接的所述第一车轮的方向。
优选的，所述底盘座上安装有与所述控制器连接的轮距调节结构，所述轮距调节结构用于调节底盘座上左右两侧车轮的轮距。
优选的，还包括与所述控制器连接的雷达。
本发明具有如下优点：
本发明通过设置非对称设置的第一车轮和第二车轮，并分别为第一车轮和第二车轮配置单独的传动结构，从而使得第一车轮与第二车轮在转弯时能够通过差速缩小转弯半径，减小车轮与地面的摩擦，提高车辆稳定性；并且通过第一车轮与第二车轮的轴距设置，能够减小车辆原地转向时的第二车轮的摩擦，使车辆一侧始终保持稳定，提高了车辆的稳定性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图中：
1-第一车轮；2-传动轴；3-电动机；4-差速器；5-第三车轮；6-第二车轮；7-第一传动机构；8-第二传动机构；10-底盘座。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1所示，本发明提供了一种非对称式小车底盘，包括底盘座10以及设置在所述底盘座10上的第一车轮1和第二车轮6，两个所述第一车轮1的轮轴平行设置于所述底盘座10的一侧，所述第二车轮6的轮轴平行于所述第一车轮1的轮轴设置在两个所述第一车轮1之间。
所述第二车轮6的轮轴与两个所述第一车轮1的轮轴间距相等。
因此，在车辆原地转向时，第二车轮6的车轴轴线始终与车辆的转动中心重合，因此第二车轮6的方向始终与第二车轮6的移动轨迹相切，能够有效减小第二车轮6与地面的摩擦。从而减小了底盘座10在原地转向时与地面的相对摩擦，使底盘座10一侧始终保持稳定，提高了车辆原地转向的稳定性。
所述底盘座10上还设置有被电机3驱动旋转的第一传动机构7和第二传动机构8，所述电机3与控制器(图中未示出)连接，所述控制器可以采用PLC或者单片机。
所述第一传动机构7用于驱动两个所述第一车轮1旋转，所述第二传动机构8用于驱动所述第二车轮6旋转。
使得第一车轮1与第二车轮6的转速可以不同，因此在进行转弯时，可以使位于外圈的车轮转速大于位于内圈的车轮的转速，从而减小车轮在转弯时与地面的相对摩擦，并且能够缩小转弯半径，提高车辆的稳定性。
本发明的所述底盘座10上还设置有两个第三车轮5，两个所述第三车轮5分别设置于所述第二车轮6的前后两侧，并且所述第三车轮5和第二车轮6的轮轴平行设置。
两个所述第三车轮5的轴距小于两个所述第一车轮1的轴距。即两个第一车轮1的轴距大于另外三个车轮的最大轴距。
两个所述第三车轮5亦通过所述第二传动机构8驱动旋转，使得第二车轮6与第三车轮5的转动方向保持同步，并且无需为第三车轮5设置单独的一套传动结构，简化底盘的结构。
设置两个第三车轮5能够提高第二车轮6一侧的承载能力，确保车辆的承载能力不会降低。并且两个第三车轮5与第二车轮6相邻设置，使得第二车轮6的轮轴与第三车轮5靠近，在进行原地转向时，第三车轮5的轮轴轴线靠近车辆的转动中心。因此，第三车轮5的位置使得第三车轮5在原地转向时与地面的摩擦力小，从而降低第三车轮5对车辆原地转向时稳定性的影响。在第二车轮6的两侧各设置一个第三车轮5，当第二车轮6与任意一个第三车轮5之间卡入障碍物时，另外的一个第三车轮5都能够从同一侧提供动力，使第二车轮6能够顺利地跨阔障碍物，从而将车辆向前推动，使得车轮与卡入的障碍物分离，避免车轮卡死。
五个车轮的车轴相互平行且不重合，能够为底盘在前后方向上提供多个支撑点，提高底盘各个位置的承载能力。
本发明实施例中，所述底盘座10上转动设置有平行于若干轮轴设置的转动轴2，所述电机3通过差速器4与所述传动轴2传动连接。
采用两个单独的传动轴2来向底盘两侧传递动力，两个单独的传动轴2能够确保底盘两侧的车轮动力的独立性。第一传动机构7和第二传动机构8中的所述传动轴2与车轮的车轴可以通过皮带或者齿轮传动。如所述电机3可以采用同轴不同径的皮带轮分别为底盘座10两侧的车轮提供动力。
设置差速器4后，差速器4能够根据两个传动轴2实际工作阻力自动为两个传动轴2分配动力。例如在转向时，位于内侧的车轮受到的阻力大，而位于外侧的车轮受到的阻力小，因此差速器4能够为外侧提供更多的动力，使得外侧车轮转速更高，减小车辆的转弯半径。差速器4使得车辆转动更平稳，从而提高车辆转向时的稳定性。
具体的：在差速器4的作用下，底盘座10两侧的传动轴2的转速可以不同，因此在转弯或者原地转向时，可以使得底盘座10两侧的车轮的转速不同，差速器4可以使位于外侧的车轮提供更大的转速，为内侧的车轮提供更低的转速，从而减小车轮相对于地面的摩擦，提高车辆转向时的稳定性。
所述差速器4设置有差速锁。设置差速锁能够确保底盘两侧的车轮能够完全保持同速转动，确保车辆能够两侧都具有相同的动力，同时确保车辆能够保持直线移动。
当车辆需要直线运动时，则采用差速锁锁定差速器4，使两根传动轴2以相同的速度转动，从而使底盘座10两侧的车轮与电机3的传动比相同，确保底盘座10两侧车轮的转速相同，从而使车辆能够保持直线移动。所述差速锁为电控锁，所述控制器与所述差速锁电连接。通过电信号控制差速锁的锁闭和开启。
所述底盘座10上安装有与所述控制器连接的转向结构(图中未示出)，所述转向结构用于控制与其连接的所述第一车轮1的方向。
转向结构能够在转弯或者原地转向时调节第一车轮1的方向，从而减小转弯半径，减小第一车轮1在转向时与地面的摩擦，减小第一车轮1转向时给予车轴的作用力，提高车辆的稳定性。具体的：
在需要转向时，所述第一车轮1的方向会发生偏转，从而减小底盘座10的转弯半径。例如，在需要原地转向时，位于前方的第一车轮1朝向车辆中部的方向偏转，而位于后方的第一车轮1朝向远离车辆的一侧偏转，从而使得两个第一车轮1的朝向位于同一个圆的切线上，达到降低车轮与地面摩擦的目的，从而减小第一车轮1给予车轴的压力。然后第一车轮1朝同一方向转动，第二车轮6和第三车轮5的转动方向均与第一车轮1的转动方向相反，从而使底盘座10两侧的车轮反向转动，实现车辆的原地转动。在车辆原地转向时，因为第一车轮1的方向偏转，因此降低了第一车轮1给予车轴轴向上的作用力，而第二车轮6的轴线与转动中心重合，不会对车轴产生轴向上的作用力，而第三车轮5与第二车轮6相邻设置，因此第三车轮5的轮轴靠近车辆的转动中心，对车轴产生的轴向作用力也很小。因此，通过第一车轮1的转向结构、第二车轮6和第三车轮5的位置布置，能够有效减小车轴在车辆原地转向时受到的轴向作用力，避免车辆底盘座10在原地转向时车轴的轴向作用力推动悬挂结构，从而避免悬挂结构将底盘座10的高度抬高，从而提高了车辆原地转向时的稳定性。
所述底盘座10上安装有与所述控制器连接的轮距调节结构(图中未示出)，所述轮距调节结构用于调节底盘座10上左右两侧车轮的轮距。调节轮距能够使车辆适应不同的工况和道路，同时能够通过调节轮距改变车辆的移动路径，从而达到避开障碍物的的效果。
本发明装置还包括与所述控制器连接的雷达(图中未示出)。通过雷达检测路况信号，控制器受到雷达的信号后，根据雷达的信号控制电机3、差速锁、转向结构和轮距调节结构的工作状态。提高了小车的自动化程度，使得小车在转向或者遇到障碍物时能够自动调节控制，从而提高车辆运行时的稳定性。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种非对称式小车底盘，其特征在于：包括底盘座(10)以及设置在所述底盘座(10)上的第一车轮(1)和第二车轮(6)，两个所述第一车轮(1)的轮轴平行设置于所述底盘座(10)的一侧，所述第二车轮(6)的轮轴平行于所述第一车轮(1)的轮轴设置在两个所述第一车轮(1)之间，所述底盘座(10)上还设置有被电机(3)驱动旋转的第一传动机构(7)和第二传动机构(8)，所述电机(3)与控制器连接，所述第一传动机构(7)用于驱动两个所述第一车轮(1)旋转，所述第二传动机构(8)用于驱动所述第二车轮(6)旋转。
2.根据权利要求1所述的一种非对称式小车底盘，其特征在于：所述第二车轮(6)的轮轴与两个所述第一车轮(1)的轮轴间距相等。
3.根据权利要求1所述的一种非对称式小车底盘，其特征在于：所述底盘座(10)上还设置有两个第三车轮(5)，两个所述第三车轮(5)分别设置于所述第二车轮(6)的前后两侧，并且所述第三车轮(5)和第二车轮(6)的轮轴平行设置。
4.根据权利要求3所述的一种非对称式小车底盘，其特征在于：两个所述第三车轮(5)的轴距小于两个所述第一车轮(1)的轴距。
5.根据权利要求3所述的一种非对称式小车底盘，其特征在于：两个所述第三车轮(5)亦通过所述第二传动机构(8)驱动旋转。
6.根据权利要求1所述的一种非对称式小车底盘，其特征在于：所述底盘座(10)上转动设置有平行于若干轮轴设置的转动轴(2)，所述电机(3)通过差速器(4)与所述传动轴(2)传动连接。
7.根据权利要求6所述的一种非对称式小车底盘，其特征在于：所述差速器(4)设置有差速锁，所述差速锁为电控锁，所述控制器与所述差速锁电连接。
8.根据权利要求1所述的一种非对称式小车底盘，其特征在于：所述底盘座(10)上安装有与所述控制器连接的转向结构，所述转向结构用于控制与其连接的所述第一车轮(1)的方向。
9.根据权利要求1所述的一种非对称式小车底盘，其特征在于：所述底盘座(10)上安装有与所述控制器连接的轮距调节结构，所述轮距调节结构用于调节底盘座(10)上左右两侧车轮的轮距。
10.根据权利要求1所述的一种非对称式小车底盘，其特征在于：还包括与所述控制器连接的雷达。
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