CN209366315U - 一种避障小车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种避障小车，包括底盘以及分别设置在底盘上的前轮驱动组件、摆动组件以及两个摆臂，两个摆臂分别分布在底盘的左右两侧，且两个摆臂上均设置有至少两个后轮，摆臂通过转动件与底盘连接，摆动组件用于同步带动两个摆臂绕转动件相对于底盘上下摆动。其能够使小车根据实际情况合理避开障碍物，以及避免小车的后轮悬空，提高小车在不同平整度行驶的适应性，减少小车的振动。

Description

一种避障小车

技术领域

本实用新型涉及机电产品领域，尤其涉及一种避障小车。

背景技术

具有避障功能的智能小车是一种可移动机器设备，通常是以单片机作为“大脑”，以检测模块作为“眼睛”，以电机作为“双足”，通过“大脑”区控制“眼睛”去看前方是否有障碍物，当“眼睛”看到障碍物后，由“大脑”来控制“双足”的行动，从而实现小车的自动避障的功能。其广泛应用于科学研发、抗震救灾、工业生产以及智能家居等领域中，特别是对于一些复杂、恶劣和危险的工作环境中。但是，现有的避障小车存在以下不足：1、当遇到障碍物时，通过调节后轮电机的转速，改变小车的行驶方向从侧面绕开障碍物，以达到避开障碍物的目的，此种驱动方式对小车的行驶路线形成较多的局限，在障碍物在行驶面上占据的面积较大的情况下，会很大程度上延长小车的形式路程：2、对形式面平整度的要求较高，且在形式的过程中会发生较大的振动。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种避障小车，其能合理避开障碍物，且行驶振动小。

为达到此目的，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种避障小车，包括底盘以及分别设置在所述底盘上的前轮驱动组件、摆动组件以及两个摆臂，两个所述摆臂分别分布在所述底盘的左右两侧，且两个所述摆臂上均设置有至少两个后轮，所述摆臂通过转动件与所述底盘连接，所述摆动组件用于同步带动两个所述摆臂绕所述转动件相对于所述底盘上下摆动。

作为所述的避障小车的一种优选的技术方案,所述摆动组件包括摆动电机以及传动杆，所述传动杆通过两组第一传动组件分别与两侧的转动件连接，所述摆动电机通过第二传动组件与所述传动杆连接。

作为所述的避障小车的一种优选的技术方案，所述第一传动组件包括第一转动轮、第二转动轮以及分别连接所述第一转动轮和所述第二转动轮的第一同步皮带，两个所述第一转动轮分别与所述传动杆连接，两个所述第二转动轮分别与两侧的所述摆臂连接；

和/或，

所述第二传动组件包括第三转动轮、第四转动轮以及分别连接所述第三转动轮和所述第四转动轮的第二同步皮带，所述第三转动轮与所述摆动电机连接，所述第四转动轮与所述传动杆连接。

作为所述的避障小车的一种优选的技术方案，每个所述摆臂上的各个所述后轮通过后轮电机驱动。

作为所述的避障小车的一种优选的技术方案，所述摆臂上设置有两个后轮，所述后轮电机通过两组第三传动组件分别与同侧的两个所述后轮连接。

作为所述的避障小车的一种优选的技术方案，所述第三传动组件包括第五转动轮、第六转动轮以及分别连接所述第五转动轮和第六转动轮的第三同步皮带，所述第五转动轮与所述后轮电机连接，所述第六转动轮与所述后轮连接。

作为所述的避障小车的一种优选的技术方案，所述摆臂内部具有用于安装所述第三传动组件的安装腔，所述后轮电机穿过所述摆臂与所述第五转动轮连接，各个所述后轮的一端分别穿过所述摆臂与所述第六转动轮连接。

作为所述的避障小车的一种优选的技术方案，所述后轮电机通过转动轴与第六转动轮连接，所述转动件套设在转动轴的周部，且所述转动轴可相对所述转动件转动。

作为所述的避障小车的一种优选的技术方案，所述转动件为转动轴承，所述转动轴承通过轴承座安装所述底盘上。

作为所述的避障小车的一种优选的技术方案，所述前轮驱动组件包括前轮以及用于驱动所述前轮转动的前轮电机。

本实用新型的有益效果为：当小车上的检测模块检测到小车的前进方向遇到障碍物时，小车上的处理器会通过控制所述前轮驱动组件调整小车的行驶方向，从而在行驶面上绕开障碍物。设置摆动组件驱动转动件转动，以带动摆臂绕转动件相对于底盘上下摆动，改变左右两侧的后轮相对于底板的高度将小车的前部顶起，从而小车前部能够从障碍物的上方通过，或者使小车在凹凸不平的行驶面上形式，或者使小车进行爬阶梯操作。

附图说明

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为实施例所述避障小车一角度的结构示意图。

图2为实施例所述避障小车另一角度的结构示意图。

图3为实施例所述避障小车另一角度的未示出摆臂时的结构示意图。

图4为图3中A处的放大图。

图5为实施例所述避障小车的部分剖视图。

图6为图B处的放大图。

图7为所述小车在台阶上爬行的过程示意图。

图中：

1、前轮驱动组件；10、前轮；11、前轮电机；12、第三电机安装座；13、前轮转轴；14、前轮安装座；

2、摆动组件；20、摆动电机；21、传动杆；22、第二电机安装座；23、传动杆安装座；

3、后轮驱动组件；30、摆臂；31、后轮；32、后轮电机；33、安装腔；34、第一电机安装座；35、后轮轴；36、转动轴；

4、底盘；40、安装板；41、底盘本体；42、轴承座；

5、第一传动组件；50、第一转动轮；51、第二转动轮；52、第一同步皮带；

6、第二传动组件；60、第三转动轮；61、第四转动轮；62、第二同步皮带；

7、第三传动组件；70、第五转动轮；71、第六转动轮；72、第三同步皮带；73、第一轴承；

8、第四传动组件；80、第一齿轮；81、第二齿轮；

9、转动件；90、第二轴承。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1至7所示，本实用新型提供一种避障小车，包括底盘4以及分别设置在所述底盘4上的前轮驱动组件1、摆动组件2以及两个摆臂30，两个所述摆臂30分别分布在所述底盘4的左右两侧，且两个所述摆臂30上均设置有至少两个后轮31，所述摆臂30通过转动件9与所述底盘4连接，所述摆动组件2用于同步带动两个所述摆臂30绕所述转动件9相对于所述底盘4上下摆动。

在本实用新型中，当小车上的检测模块检测到小车的前进方向遇到障碍物时，小车上的处理器会通过控制所述前轮驱动组件1调整小车的行驶方向，从而在行驶面上绕开障碍物。设置摆动组件2驱动转动件9转动，以带动摆臂30绕转动件9相对于底盘4上下摆动，改变左右两侧的后轮31相对于底板的高度将小车的前部顶起，从而小车使前轮驱动组件1能够从障碍物的上方通过，或者使小车在凹凸不平的行驶面上形式，或者使小车进行爬阶梯操作，增加小车的功能。通过此设计，能够使小车根据实际情况合理避开障碍物，以及避免小车的后轮31悬空，提高小车在不同平整度行驶的适应性，减少小车的振动。

其中，所述摆动组件2包括摆动电机20以及传动杆21，所述传动杆21通过两组第一传动组件5分别与两侧的转动件9连接，所述摆动电机20通过第二传动组件6与所述传动杆21连接。当驱动摆动电机20时，通过第一传动组件5和转动件9带动两侧摆臂30同时绕转动件9转动。将传动杆21通过第一传动组件5分别与左右两侧的摆臂30传动连接，使左右两侧的摆臂30摆动的动作相一致，保证小车的平衡性，避免在控制摆臂30转动的过程中由于左右两侧的相对的后轮31的高度不一致而发生小车发生侧翻的危险。

具体地，所述第一传动组件5包括第一转动轮50、第二转动轮51以及分别连接所述第一转动轮50和所述第二转动轮51的第一同步皮带52，两个所述第一转动轮50分别与所述传动杆21连接，两个所述第二转动轮51分别与两侧的所述摆臂30连接。

所述第二传动组件6包括第三转动轮60、第四转动轮61以及分别连接所述第三转动轮60和所述第四转动轮61的第二同步皮带62，所述第三转动轮60与所述摆动电机20连接，所述第四转动轮61与所述传动杆21连接。

当摆动电机20转动时，驱动第三转动轮60转动并分别通过第二同步皮带62轮带动第四转动轮61转动，进而带动传动杆21的转动。第一转动轮50、第二转动轮51以及第一同步皮带52的相互作用下，通过摆动绕转动件9转动改变同侧的两个后轮31的相当于底盘4的高度，以将小车的前部顶起从使小车能够从障碍物的上方通过，并使得小车的两侧的后轮31能够适应的不同平整度的行驶面，减少小车在行驶过程中的振动。

在本实施例中，每个所述摆臂30上的各个所述后轮31通过后轮电机32驱动。通过后轮电机32可对摆臂30上的后轮31进行驱动，与前轮驱动组件1通相互作用驱动小车行驶。左右两侧的后轮31分别通过不同的后轮电机31驱动，在实际使用中可分别通过其各自对应的后轮电机31调整不同侧的后轮31的转速而调整小车的行驶方向的目的。其中，所述后轮电机32、后轮31以及摆臂30组成小车的后轮驱动组件3。

优选地，每个摆臂30上的后轮31均通过同一个后轮电机32驱动，保证每个摆臂上30的各个后轮31均同步转动。但是在其他的实施例中，各个所述后轮31可以分别通过不同的后轮电机32进行驱动。

作为一种优选的技术方案，所述摆臂30上设置有两个后轮31，所述后轮电机32通过两组第三传动组件7分别与同侧的两个所述后轮31连接。通过后轮电机32将同侧的两个后轮31连接，当驱动后轮电机32时，通过分别两组第三传动组件7带动同侧的两个后轮31同步转动，保持小车的平稳行驶，避免由于同侧的两个后轮31转动不一致而影响小车的正常行驶。

优选地，两个所述后轮31分别设置在所述摆臂30的两端。当小车通过具有台阶的行驶面上行驶时(如图7所示)，可通过摆动机构控制摆臂30的绕转动件9转动，使位于摆臂30的两端的后轮31相对底盘4上下升降，利用后轮31顶起小车的前部，使得小车的前轮10被顶升至上一级台阶面，而两个后轮31则为小车提供支撑力，使得小车顺利地在具有台阶的行驶面上爬行。

作为另一种优选的技术方案，所述摆臂30包括至少两个摆臂本体，相邻的两个所述摆臂本体通过铰链铰接。此种结构的摆臂30可设置至少两个后轮31，通过调节相邻的两个摆臂本体之间的夹角使摆臂30上的后轮31处于不同的平面，当摆臂30进行摆动时，可通过多个后轮31对小车提供支撑力，比如可在摆臂30上设置的后轮31的数量为两个、三个、四个或五个等

为了对传动杆21的定位，所述底盘4上设置有用于安装传动杆21的传动杆安装座23，在本实施例中设置有两个所述传动杆安装座23，两个所述传动杆安装座23间隔分布，但是在实际设计中传动杆安装座23的数量根据需要灵活设置。

具体地，所述第三传动组件7包括第五转动轮70、第六转动轮71以及分别连接所述第五转动轮70和第六转动轮71的第三同步皮带72，所述第五转动轮70与所述后轮电机32连接，所述第六转动轮71与所述后轮31连接。

优选地，所述第六转动轮71通过后轮轴35与后轮31连接，所述后轮轴35位于所述第六转动轮71的两端间隔设置有第一轴承73。设置第一轴承73一方面减缓后轮轴35的磨损，另一方面可对第六转动轮71进行限位。

在本实施例中，所述摆臂30内部具有用于安装所述第三传动组件7的安装腔33，所述后轮电机32穿过所述摆臂30与所述第五转动轮70连接，各个所述后轮31的一端分别穿过所述摆臂30与所述第六转动轮71连接。通过此设计，能够使得第三传动组件7被隐藏于摆臂30的内部，提高小车的整体美观性。

两个所述第六转动轮71分别设置在所述摆臂30的两端，转动摆臂30时，可使同侧的两个后轮31处于不同的高度上。沿所述摆臂30的长度方向，所述转动件9与所述摆臂30的中部连接。但是在实际的设计中，转动件9设置在与摆臂30的具体的连接部位根据实际需要灵活设置，再此并不作具体的限制。

具体地，所述安装腔33朝向腔壁分别设置有用于安装第五转动轮70的第一安装位和第二安装位，以使第五转动轮70和第六转动轮71转动时不与安装腔33的腔壁接触，同时也方便第三传动组件7的安装。

更具体地，摆臂30远离所述底盘4的一侧开设有供用于连接后轮轴35通过的第一安装孔，所述摆臂30远离所述后轮31的一侧开设有供后轮电机32通过的第二安装孔。

在另一实施例中，所述后轮电机32通过转动轴36与第六转动轮71连接，所述转动件9套设在转动轴36的周部，且所述转动轴36可相对所述转动件9转动。转动轴36可相对转动件9转动，避免后轮电机32和摆动电机20相互影响，在控制摆臂30的同时也控制所述后轮31的转动。

优选地，所述转动件9为转动轴承，所述转动轴通过轴承座42安装所述底盘4上。通过设置轴承座42能够将转动件9定位在所述底盘4上。

为了避免转动轴36与转动件9的相互接触，所述转动轴36与转动件9之间设置有第二轴承90，所述第二轴承90套设在所述转动轴36的外周。

进一步地，所述轴承座42远离所述转动件9的一端设置有用于安装后轮电机32的第一电机安装座34，所述后轮电机32的驱动轴穿过所述轴承座42与所述第三传动组件7连接。在本实施例中，所述后轮电机32的一端设置安装在第一电机安装座34上，所述第一电机安装座34通过连接螺钉与底盘4连接。

在本实施例中，为了便于对摆动电机20的定位，所述底盘4上设置有用于安装摆动电机20的第二电机安装座22，所述第二电机安装座22通过连接螺钉与所述底盘4连接。

其中，所述前轮驱动组件1包括前轮10以及用于驱动所述前轮10转动的前轮电机11。

在本实施例中，所述前轮10设置有两个，前轮电机11的数量与前轮10的数量对应。通过两个电机分别控制前轮10的转动，方便调整小车的行驶方向。

具体地，所述前轮电机11通过第四传动组件8与所述前轮10连接。所述第四传动组件8包括第一齿轮80以及与所述第一齿轮80啮合连接的第二齿轮81，所述第一齿轮80与前轮电机11连接，所述第二齿轮81与前轮10的前轮转轴13连接。前轮电机11通过第三电机安装座12安装在所述底盘4上，所述第三电机安装座12通过连接螺钉与所述底盘4连接。

进一步地，所述底盘4上设置有用于定位前轮10的前轮安装座14，所述前轮安装座14通过连接螺钉与所述底盘4连接。其中，所述前轮安装座14的数量可根据实际需要灵活设置，在本实施例中，所述前轮安装座14设置两个。具体地，所述前轮安装座14与前轮转轴13连接。

优选地，两个所述前轮10组件沿所述底盘4的中心线对称设置，提高所述小车的平衡性。

在本实施例中，所述底盘4包括底盘本体41以及用于安装所述前轮驱动组件1、摆动组件2以及两组后轮驱动组件3的安装板40。其中，所述安装板40设置在底盘本体41的下表面，避免占用底盘本体41上表面的安装空间。但是，在其他的使用中也可以将所述前轮驱动组件1、摆动组件2以及后轮驱动组件3均安装在底盘本体41的上表面，具体的安装位置可根据实际的需求进行设置。

具体地，所述安装板40通过连接螺钉与所述底盘本体41可拆卸连接，方便对小车的维修，但是在另一实施例中，所述安装板40与底盘本体41固定连接。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚器件，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种避障小车，其特征在于,包括底盘以及分别设置在所述底盘上的前轮驱动组件、摆动组件以及两个摆臂，两个所述摆臂分别分布在所述底盘的左右两侧，且两个所述摆臂上均设置有至少两个后轮，所述摆臂通过转动件与所述底盘连接，所述摆动组件用于同步带动两个所述摆臂绕所述转动件相对于所述底盘上下摆动。

2.根据权利要求1所述的避障小车，其特征在于，所述摆动组件包括摆动电机以及传动杆，所述传动杆通过两组第一传动组件分别与两侧的转动件连接，所述摆动电机通过第二传动组件与所述传动杆连接。

3.根据权利要求2所述的避障小车，其特征在于，所述第一传动组件包括第一转动轮、第二转动轮以及分别连接所述第一转动轮和所述第二转动轮的第一同步皮带，两个所述第一转动轮分别与所述传动杆连接，两个所述第二转动轮分别与两侧的所述摆臂连接；

和/或，

所述第二传动组件包括第三转动轮、第四转动轮以及分别连接所述第三转动轮和所述第四转动轮的第二同步皮带，所述第三转动轮与所述摆动电机连接，所述第四转动轮与所述传动杆连接。

4.根据权利要求1所述的避障小车，其特征在于，每个所述摆臂上的各个所述后轮通过后轮电机驱动。

5.根据权利要求4所述的避障小车，其特征在于，所述摆臂上设置有两个后轮，所述后轮电机通过两组第三传动组件分别与同侧的两个所述后轮连接。

6.根据权利要求5所述的避障小车，其特征在于，所述第三传动组件包括第五转动轮、第六转动轮以及分别连接所述第五转动轮和第六转动轮的第三同步皮带，所述第五转动轮与所述后轮电机连接，所述第六转动轮与所述后轮连接。

7.根据权利要求6所述的避障小车，其特征在于，所述摆臂内部具有用于安装所述第三传动组件的安装腔，所述后轮电机穿过所述摆臂与所述第五转动轮连接，各个所述后轮的一端分别穿过所述摆臂与所述第六转动轮连接。

8.根据权利要求7所述的避障小车，其特征在于，所述后轮电机通过转动轴与第六转动轮连接，所述转动件套设在转动轴的周部，且所述转动轴可相对所述转动件转动。

9.根据权利要求1所述的避障小车，其特征在于，所述转动件为转动轴承，所述转动轴承通过轴承座安装所述底盘上。

10.根据权利要求1至9任一项所述的避障小车，其特征在于，所述前轮驱动组件包括前轮以及用于驱动所述前轮转动的前轮电机。