CN219600895U - 适用于巡检机器人的底盘总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人领域，并提供了一种适用于巡检机器人的底盘总成，底盘总成是由底盘架、驱动部件、车轮部件、电池部件和无线充电部件等组成。驱动部件被安装在靠近车轮部件的前后箱段内，而电池部件则位于中箱段内，这样既充分利用了空间，实现了底盘总成的小型化，也优化了零部件的布局，降低了生产成本。此外，还采用了减振装置来保护驱动部件，延长了使用寿命。活动连接件和万向轴的设置使得车轮部件能够在底盘架上下移动，并实现灵活的转向。另外，还引入了第一控制器，使得底盘总成可以在各个方向上灵活移动，满足不同需求。总之，该技术方案在小型化、布局优化、保护和控制等方面具有重要优势，适用于巡检机器人轮式底盘的应用。

Description

适用于巡检机器人的底盘总成

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，具体而言，涉及一种适用于巡检机器人的底盘总成。

背景技术

随着人工智能技术的飞速发展，移动机器人已经逐渐成为人们日常生活和工作中的重要助手。移动机器人能够执行各种任务，包括巡检、清洁、物流配送等，为人们提供了更高效、便捷的服务。而在移动机器人的构成中，底盘总成是其中关键的部分之一。

传统移动机器人使用的底盘通常采用轮式底盘。轮式底盘具有控制方便、成本低、运动效率高等优点，因此在许多应用场景中被广泛采用。然而，现有技术中的轮式底盘总成存在一些问题。首先，这些底盘总成的零部件繁杂，需要大量的零部件进行组装，增加了生产成本和复杂度。其次，由于零部件较多，导致底盘总成体积较大，限制了其在一些狭小空间内的应用。这些问题给移动机器人的设计和制造带来了一定的挑战。

针对现有技术中巡检车辆底盘总成体积大的问题，本实用新型旨在通过优化底盘的设计和布局，合理的布置驱动部件和电池部件以实现底盘总成的小型化设计。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种适用于巡检机器人的底盘总成，以解决现有技术中巡检机器人的底盘体积大的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种适用于巡检机器人的底盘总成，包括：底盘架，其设计为包括前箱段、中箱段以及后箱段的箱体；驱动部件，分布于前箱段与后箱段内，包括驱动电机、减速器以及控制驱动电机的驱动器；车轮部件，配置在箱体的两侧，并且与驱动部件一一对应，通过驱动部件的减速器的输出轴进行驱动；电池部件，置于中箱段内并为驱动部件供电；无线充电部件，位于箱体的前端或后端，电连接至电池部件；第一控制器，与各驱动部件的驱动器电连接。

在一个实施方式中，驱动电机与减速器叠置设置。

在一个实施方式中，无线充电部件通过导线与电池部件连接，同一箱段内的两个驱动电机之间设计有过线空间以避让导线。

在一个实施方式中，底盘总成还包括：传动件，以一一对应的方式与驱动部件连接，其中减速器的输出轴通过传动件驱动车轮部件。前后布置的传动件之间存在容纳空间，用于装置中箱段的部分，驱动器位于该部分内。

在一个实施方式中，中箱段包括由左至右依次布置的左中箱段、中心箱段以及右中箱段，左中箱段和右中箱段延伸至容纳空间中，两个驱动器分别驱动箱体两侧的驱动电机，且设置于左中箱段和右中箱段内，电池部件位于中心箱段内。

在一个实施方式中，底盘总成还包括：万向轴，设有多个，通过箱体的侧壁上的通孔与车轮部件驱动连接；活动连接件，使车轮部件能相对于底盘架上下移动；减振装置，位于活动连接件与底盘架之间，以缓解机器人行驶时的冲击。

在一个实施方式中，活动连接件包括第一摇臂和第二摇臂，它们平行且上下间隔布置，并且与箱体和车轮部件进行可旋转连接。万向轴位于对应的活动连接件的第一摇臂与第二摇臂之间。

在一个实施方式中，车轮部件包括车轮本体和设于车轮本体中部的轮毂减速器，万向轴的一端与轮毂减速器的输出轴进行驱动连接。

在一个实施方式中，轮毂减速器包括减速器本体和设于减速器本体内侧的安装板，第一摇臂和第二摇臂的第二端与安装板可旋转连接；底盘总成还包括传动轴，穿设于安装板上，一端驱动连接至轮毂减速器，另一端驱动连接至万向轴。

本实用新型的主要目的在于解决现有技术中巡检车辆底盘总成体积大的问题，针对移动机器人领域中轮式底盘总成的繁杂零部件和高生产成本的困扰，提出了一种车辆底盘总成及巡检车辆的创新解决方案。在本实用新型中，提出了一种创新的技术方案来实现车辆底盘总成的小型化设计，从而降低生产成本并提高效率。该方案主要包括以下几个关键特点：

在底盘总成的前箱段和后箱段靠近车轮部件的位置设置驱动部件，以便于方便控制和实现高效运动。同时，在体积较大的中箱段内安置电池部件，以优化零部件的布局并最大限度地减少空间占用。

通过充分利用车轮部件之间的空间，实现底盘总成的小型化设计。同时，在箱体内部合理安置驱动部件和电池部件，从而实现对它们的保护，延长底盘总成的使用寿命。

采用减振装置来降低底盘总成的震动和冲击，提高其稳定性和耐用性。驱动部件设置在经过减振处理的底盘架内部，有效保护驱动部件免受外部损坏。

引入万向轴和活动连接件的设计，使车轮部件能够相对于底盘架进行上下移动。这种设计不仅使底盘总成更加灵活适应不同地形，还进一步减小了整体底盘总成的高度，实现了更好的小型化效果。

引入第一控制器，实现对各个驱动部件的独立控制。通过发送不同的速度信号，底盘总成可以直行或转弯，灵活适应各种移动需求。

基于上述技术方案，本实用新型的车辆底盘总成具有体积小、驱动力大、使用寿命长和生产成本低的优点。因此，基于该底盘总成设计的巡检车辆也能够充分发挥这些优势，提供高效的移动机器人运动。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的底盘总成的实施例的立体结构示意图；

图2示出了图1的底盘总成的剖视示意图；

图3示出了图1的底盘总成的部分结构的立体结构示意图；

图4示出了图3的底盘总成的部分结构的俯视示意图；

图5示出了图4的箱体的结构简化图，其中图5示出了箱体的箱段分布；

图6示出了根据本实用新型的巡检车辆的实施例的立体结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、底盘架；11、箱体；111、第二安装位；112、通孔；113、前箱段；114、中箱段；115、后箱段；116、左中箱段；117、中心箱段；118、右中箱段；20、驱动部件；21、驱动电机；22、减速器；23、驱动器；30、车轮部件；31、车轮本体；32、轮毂减速器；321、减速器本体；322、安装板；40、万向轴；50、活动连接件；51、第一摇臂；511、第一安装位；52、第二摇臂；60、减振装置；70、传动轴；80、底盘总成；100、雷达；110、摄像头；120、电池部件；130、无线充电部件；140、导线。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图1、图3至图5所示，在本实施例中，适用于巡检机器人的底盘总成由多个组件构成，包括底盘架10、驱动部件20、车轮部件30、电池部件120和无线充电部件130。底盘架10由前箱段113、中箱段114和后箱段115组成。驱动部件20由驱动电机21、减速器22和驱动器23组成，前箱段113和后箱段115都装有驱动部件20。车轮部件30安装在箱体11的两侧，并与驱动部件20的减速器22的输出轴相连。电池部件120安装在中箱段114内。无线充电部件130安装在箱体11的前端或后端，并与电池部件120相连。这种设计方案在前箱段113和后箱段115靠近车轮部件30的位置设置了驱动部件20，中箱段114较大的空间则用于安装电池部件120。这样既能充分利用两侧车轮部件30之间的空间，使底盘总成更小巧，也优化了零部件的布局，尽量减少了体积，从而降低了生产成本。此外，该方案还具有以下两个优点：一是将驱动部件20和电池部件120安装在箱体11内，可同时保护它们，延长底盘总成的使用寿命；二是驱动部件20不安装在车轮部件30内，而是安装在较大的箱体之间，因此对驱动部件20的尺寸限制较小，确保底盘总成具有足够的驱动力。

如图2所示，驱动电机21与减速器22上下叠置安装。这种结构充分利用了车轮部件30在上下方向上的空间，减少了箱体11在左右方向上的长度，实现了底盘总成的小型化。

如图4所示，在本实施例中，无线充电部件130通过导线140与电池部件120相连，位于同一箱段内的两个驱动电机21之间设有过线空间，以避免导线140的干扰。这种结构在一定程度上减少了导线140的长度，使得箱体11内部的零件布局更整洁。

如图4和图5所示，在本实施例中，底盘总成还包括传动件，每个传动件与一个驱动部件20相对应。减速器22的输出轴通过传动件与车轮部件30相连。相邻两个前后布置的传动件之间有容纳空间，其中部分中箱段114延伸至容纳空间内，驱动器23安装在中箱段114的容纳空间中。这种结构充分利用了同侧传动件之间的空间，减少了箱体11在左右方向上的长度，实现了底盘总成的小型化。

如图4和图5所示，在本实施例中，中箱段114由左中箱段116、中心箱段117和右中箱段118依次组成，左中箱段116和右中箱段118延伸至容纳空间中，两个驱动器23分别安装在左中箱段116和右中箱段118内，电池部件120安装在中心箱段117内。具体来说，左侧的驱动器23驱动左侧的多个驱动电机21，右侧的驱动器23驱动右侧的多个驱动电机21。这种结构既充分利用了同侧传动件之间的空间，减少了箱体11在左右方向上的长度，实现了底盘总成的小型化，同时还简化了结构。

如图1、图2和图4所示，在本实施例中，底盘总成还包括万向轴40（作为传动件），有多个，箱体11的侧壁上设有多个通孔112，每个万向轴40穿过对应的通孔112，每个车轮部件30通过万向轴40与对应的驱动部件20相连；活动连接件50有多个，每个车轮部件30通过活动连接件50与箱体11的侧壁连接，使得车轮部件30能在底盘架10上下移动；减振装置60有多个，每个减振装置60安装在活动连接件50和底盘架10之间。通过减振装置60，在底盘架10与车轮部件30之间减震，将驱动部件20安装在减震的底盘架10内，保护驱动部件20，延长使用寿命。

如图1、图2和图4所示，在本实施例中，活动连接件50包括相互平行且上下间隔布置的第一摇臂51和第二摇臂52，第一摇臂51和第二摇臂52的第一端与箱体11的外侧壁可枢转连接，第一摇臂51和第二摇臂52的第二端与对应的车轮部件30可枢转连接，万向轴40位于第一摇臂51和第二摇臂52之间的上下方向上。具体地，相对于万向轴40位于活动连接件50上方的方案，本方案使得箱体11相对于地面的高度较高，防止底盘总成在颠簸路段刮底；相对于万向轴40位于活动连接件50下方的方案，本方案使得箱体11相对于地面的高度较低，充分利用空间，降低整体底盘总成的高度，实现小型化设计。此外，该结构使得在颠簸路段行驶时，减振装置60不会与万向轴40发生干涉，确保底盘总成的顺畅行驶。

如图1至图3所示，在本实施例中，第一摇臂51上设有第一安装位511，箱体11的外侧壁上设有第二安装位111，第二安装位111位于活动连接件50的安装位上方，减振装置60的第一端安装在第一安装位511处，减振装置60的第二端安装在第二安装位111处。这种结构简单，易于安装。

如图1和图2所示，在本实施例中，车轮部件30由车轮本体31和轮毂减速器32组成，轮毂减速器32安装在车轮本体31的中部，万向轴40的第一端与轮毂减速器32的输出轴相连，万向轴40的第二端与减速器相连。轮毂减速器32既满足了减速比的要求，又可以将车轮本体31与底盘架10连接起来，实现了部件的多功能性，简化了底盘总成的结构，减少了零部件数量，降低了成本。

如图1和图2所示，在本实施例中，轮毂减速器32由减速器本体321和安装板322组成，第一摇臂51和第二摇臂52的第二端与相应车轮部件30的安装板322可枢转连接。底盘总成还包括传动轴70，传动轴70穿过安装板322，传动轴70的第一端与轮毂减速器32相连，传动轴70的第二端与万向轴40的第一端相连。这种结构简单，易于安装。

在本实施例中，底盘总成还包括与各驱动部件20的驱动器23相连的第一控制器。第一控制器可以独立地控制各个驱动部件20进行各种动作，实现底盘总成沿各种方向移动的要求。具体而言，当底盘总成直行时，第一控制器发送相同的速度指令给两侧的驱动部件20的驱动电机21；当底盘总成需要转弯时，第一控制器给两侧的驱动部件20的驱动电机21发送不同的速度指令，采用差速控制方式实现转弯。

本实用新型的技术方案，底盘总成是由底盘架、驱动部件、车轮部件、电池部件和无线充电部件等组成。在该技术方案中，驱动部件被安装在靠近车轮部件的前后箱段内，而电池部件则位于中箱段内，这样既充分利用了空间，实现了底盘总成的小型化，也优化了零部件的布局，降低了生产成本。此外，还采用了减振装置来保护驱动部件，延长了使用寿命。活动连接件和万向轴的设置使得车轮部件能够在底盘架上下移动，并实现灵活的转向。整体结构简化，安装方便。另外，还引入了第一控制器，使得底盘总成可以在各个方向上灵活移动，满足不同需求。总之，该设计方案在小型化、布局优化、保护和控制等方面具有重要优势，适用于巡检机器人轮式底盘的应用。

上述的底盘总成可以适用于巡检车辆，如图6所示，巡检车辆包括底盘总成80，底盘总成80为上述的底盘总成。巡检车辆还包括第二控制装置以及与第二控制装置电连接的雷达100以及摄像头110，第一控制装置与第二控制装置电性连接。其中，雷达100为激光雷达，激光雷达可以扫描周边环境，最终实现导航的功能。摄像头110能够进行视觉识别，实现看仪表的功能。使第一控制装置与第二控制装置电连接，使得车辆更加智能化。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种适用于巡检机器人的底盘总成，其特征在于，包括：

底盘架（10），其设计为包括前箱段（113）、中箱段（114）以及后箱段（115）的箱体（11）；

驱动部件（20），分布于前箱段（113）与后箱段（115）内，包括驱动电机（21）、减速器（22）以及控制驱动电机的驱动器（23）；

车轮部件（30），配置在箱体（11）的两侧，并且与驱动部件（20）一一对应，通过驱动部件（20）的减速器（22）的输出轴进行驱动；

电池部件（120），置于所述中箱段（114）内并为所述驱动部件（20）供电；

无线充电部件（130），位于箱体（11）的前端或后端，电连接至电池部件（120）；

第一控制器，与各驱动部件（20）的驱动器（23）电连接。

2.根据权利要求1所述的底盘总成，其特征在于，所述驱动电机（21）与所述减速器（22）叠置设置。

3.根据权利要求2所述的底盘总成，其特征在于，所述无线充电部件（130）通过导线（140）与所述电池部件（120）连接，同一箱段内的两个所述驱动电机（21）之间设计有过线空间以避让所述导线（140）。

4.根据权利要求1所述的底盘总成，其特征在于，所述底盘总成还包括：

传动件，以一一对应的方式与所述驱动部件（20）连接，其中所述减速器（22）的输出轴通过传动件驱动所述车轮部件（30），前后布置的所述传动件之间存在容纳空间，用于容纳所述中箱段（114）的部分，所述驱动器（23）位于该部分内。

5.根据权利要求4所述的底盘总成，其特征在于，所述中箱段（114）包括由左至右依次布置的左中箱段（116）、中心箱段（117）以及右中箱段（118），所述左中箱段（116）和所述右中箱段（118）延伸至所述容纳空间中，两个所述驱动器（23）分别驱动所述箱体（11）两侧的所述驱动电机（21），且设置于所述左中箱段（116）和所述右中箱段（118）内，所述电池部件（120）位于所述中心箱段（117）内。

6.根据权利要求1所述的底盘总成，其特征在于，所述底盘总成还包括：

万向轴（40），设有多个，通过箱体（11）的侧壁上的通孔（112）与车轮部件（30）驱动连接；

活动连接件（50），使车轮部件（30）能相对于底盘架（10）上下移动；

减振装置（60），位于活动连接件（50）与底盘架（10）之间，以缓解机器人行驶时的冲击。

7.根据权利要求6所述的底盘总成，其特征在于，所述活动连接件（50）包括第一摇臂（51）和第二摇臂（52），它们平行且上下间隔布置，并且与箱体（11）和车轮部件（30）进行可旋转连接，所述万向轴（40）位于对应的所述活动连接件（50）的第一摇臂（51）与第二摇臂（52）之间。

8.根据权利要求7所述的底盘总成，其特征在于，所述车轮部件（30）包括车轮本体（31）和设于车轮本体（31）中部的轮毂减速器（32），万向轴（40）的一端与轮毂减速器（32）的输出轴进行驱动连接。

9.根据权利要求8所述的底盘总成，其特征在于，轮毂减速器（32）包括减速器本体（321）和设于减速器本体（321）内侧的安装板（322），第一摇臂（51）和第二摇臂（52）的端部与安装板（322）可旋转连接，底盘总成还包括传动轴（70），穿设于安装板（322）上，一端驱动连接至轮毂减速器（32），另一端驱动连接至万向轴（40）。