CN220410285U - 一种底盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种底盘，包括：车架；多个行走模块；转向模块，安装于所述车架与所述行走模块上；控制结构，安装于所述车架，包括电机驱动器和用于控制电机驱动器工作的总控制器，所述电机驱动器的输出接口通过接口模块与所述转向模块的转向电机输入接口电连接和/或与所述行走模块的行走电机输入接口电连接。在底盘中，通过将电机驱动器与对应的行走模块和/或转向模块进行单独设置，而当某一模块不工作时，通过换接模块调整连接关系，以快速查错，进而可以快速更换电机驱动器或对应模块，可以使底盘快速进行工作。综上所述，该底盘能够有效地解决目前的底盘检修周期长的问题。

Description

一种底盘

技术领域

本实用新型涉及行走设备领域，更具体地说，涉及一种底盘。

背景技术

随着科技的进步，机器人越来越走进各行各业，越来越多的环境任务都由无人智能机器人来实施。但仿生机器人本身发展不够成熟，处在技术瓶颈期。常见的机器人一般都匹配麦克纳姆轮、全向轮、万向轮以及舵轮，存在负载能力不强，越野能力弱，重载转弯能力弱。当路面凹凸不平时，机器人的四个轮子无法全部接触地面，导致机器人动力不足，控制出现困难。

另外，当各个车轮处均设置有电机时，或各个转向模块均设置有电机时，在出现故障时，底盘维修时间一般都比较长，这导致实际应用效果不好，机器人使用成本非常高。

综上所述，如何能够有效地解决目前的底盘检修周期长的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种底盘，该底盘可以有效地解决目前的底盘检修周期长的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种底盘，包括：

车架；

多个行走模块；

转向模块，安装于所述行走模块与所述行走模块上；

控制结构，安装于所述车架，包括电机驱动器和用于控制电机驱动器工作的总控制器，所述电机驱动器的输出接口通过接口模块与所述转向模块的转向电机输入接口电连接和/或与所述行走模块的行走电机输入接口电连接。

在上述技术方案中，在使用人员使用上述底盘时，当出现行走模块或转向模块不运转的情况时，一般是行走模块或转向模块出现故障，或者对应的电机驱动器出现故障，可以通过行走模块或转向模块更换到不同的电机驱动器上，若此时行走模块或转向模块仍然不反应，则说明是行走模块或转向模块损坏，反之是电机驱动器损坏。在行走模块或转向模块损坏时，对应的更换行走模块或转向模块。而在电机驱动器损坏时，可以通过更换整个的控制结构或具体更换对应的电机驱动器，以可以尽快排出故障，以尽快使底盘开始工作，以避免底盘长期停机无法工作。而且整个过程使用人员操作简单方便，成本较低。在底盘中，通过将电机驱动器与对应的行走模块和/或转向模块进行单独设置，而当某一模块不工作时，通过换接模块调整连接关系，以快速查错，进而可以快速更换电机驱动器或对应模块，可以使底盘快速进行工作。综上所述，该底盘能够有效地解决目前的底盘检修周期长的问题。

优选地，所述行走模块为轮毂电机车轮，所述轮毂电机车轮与所述转向模块一一对应设置；所述转向模块还包括转向座、齿轮传动组和转向臂，所述转向电机安装于所述转向座，所述转向座安装于所述车架，所述轮毂电机车轮安装于所述转向臂，所述转向臂绕上下延伸的轴线转动连接于所述转向座，所述齿轮传动组包括多个传动啮合且均轴线竖直设置的直齿齿轮，所述齿轮传动组在所述转向电机的主轴和所述转向臂之间传动。

优选地，所述转向臂与所述转向座之间通过止推轴承在上下方向限位；且通过球轴承在径向限位。

优选地，所述转向模块和所述车架之间通过铰接四连杆结构连接以使所述转向模块能够相对所述车架在上下方向活动，所述铰接四连杆结构至少一组对角设置有阻止铰接四连杆结构活动的弹性装置。

优选地，所述弹性装置的两端与所述铰接四连杆结构上对应一组对角同轴铰接。

优选地，还包括电池，所述电池为所述行走模块、所述转向模块以及所述控制结构中的一个、多个或全部供电，所述电池设置于所述车架底部，且居中设置。

优选地，还包括总控制盒和两个驱动盒，所述总控制器安装于所述总控制盒内，所述电机驱动器安装于所述驱动盒内。

优选地，所述电池前后方向延伸以位于左右所述行走模块之间，所述总控制盒设置于车架上且左右方向延伸以位于前后所述行走模块之间；两个所述驱动盒分别设置于所述电池左右两侧，以分别安装有对应左右侧的所述电机驱动器。

优选地，所述车架包括与前后延伸的纵板部和设置所述纵板部左右两侧且短于所述纵板部设置的横板部，所述纵板部大小与所述电池相对应，所述总控制盒横跨所述纵板部中部设置且两端分别延伸至左右两侧的所述横板部上；左右两侧所述横板部下侧分别安装有所述驱动盒；各侧横板部的前后两端均设置有所述行走模块；所述行走模块通过转向模块安装于所述纵板部。

优选地，所述纵板部和所述横板部均为框架结构，所述框架结构下侧和/或上侧设置有安装板。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的底盘的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的底盘的俯视结构示意图；

图3为图1中的底盘的AA向剖面结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的底盘的底侧结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的车架的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的行走组件的剖面结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的行走组件的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的驱动盒的结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的电池的结构示意图。

附图中标记如下：

车架1、电池2、行走模块3、转向模块4、控制结构5、减震机构6；

横板部11、纵板部12、安装板13、立柱14；

电池仓21、仓盖22、连接板23；

轮毂电机车轮31；

转向座41、齿轮传动组42、转向臂43、转向电机44；

电机驱动器51、总控制器52、接口模块53、总控制盒54、驱动盒55；

第一连杆结构61、第二连杆结构62、弹性装置63、铰接四连杆结构64。

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种底盘，以有效地解决目前的底盘检修周期长的问题。

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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图9，图1为本实用新型实施例提供的底盘的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的底盘的俯视结构示意图；图3为图1中的底盘的AA向剖面结构示意图；图4为本实用新型实施例提供的底盘的底侧结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的车架的结构示意图；图6为本实用新型实施例提供的行走部分的剖面结构示意图；图7为本实用新型实施例提供的行走部分的结构示意图；图8为本实用新型实施例提供的驱动盒的结构示意图；图9为本实用新型实施例提供的电池的结构示意图。

在一些实施例中，提供了一种底盘，主要用于在狭窄路段更好地变道、转向、掉头等操作，其中底盘也可以是一种轮式家用机器人线控底盘。其中底盘包括车架1、行走组件和控制结构5。

在一些实施例中，其中行走组件可能还会涉及转向模块4，转向模块4用于控制行走组件中的行走模块3转向，以使整体行驶方向发生转向。为了方便说明，底盘在一般状态下，行驶方向为向前方向。

在一些实施例中，其中行走模块3的主要动力部件一般为电机，可以在控制结构5内设置有电机驱动器51和控制电机驱动器51工作的总控制器52，然后将电机驱动器51的输出接口通过接口模块53与行走模块3上的电机输入接口进行电连接。在实际使用时，当行走模块3无法行走时，总控制器52或电机驱动器51损坏的可能性比较大，因此可以将控制结构5进行更换，以提高检修效率。接口模块53是一种将两段导体接通的接口，一般为可拆接口，如插接接口模块。

在一些实施例中，同样的，其中转向模块4的主要动力部件一般为电机，可以将控制结构5中的电机驱动器51输出接口通过接口模块53与转向模块4的转向电机44输入接口电连接。

在一些实施例中，其中行走模块3一般为车轮模块，如可以采用轮毂电机车轮31。当然行走模块3在一些状态下，也可以是采用履带模块。而采用轮毂电机车轮31，可以更好的将车轮和行走电机整合在一起，可以更好的缩小体积。

在一些实施例中，即可以使电机驱动器51的输出接口通过接口模块53与所述转向模块4的转向电机44输入接口电连接和/或与所述轮毂电机车轮31的行走电机输入接口电连接。

在一些实施例中，在使用人员使用上述底盘时，当出现行走模块3不运转的情况时，一般是行走模块3或转向模块4出现故障，或者对应的电机驱动器51出现故障，可以通过行走模块3或转向模块4更换到不同的电机驱动器51上，若此时行走模块3或转向模块4仍然不反应，则说明是行走模块3或转向模块4损坏，反之是电机驱动器51损坏。在行走模块3或转向模块4损坏时，对应的更换行走模块3或转向模块4。而在电机驱动器51损坏时，可以通过更换整个的控制结构5或具体更换对应的电机驱动器51，以可以尽快排出故障，以尽快使底盘开始工作，以避免底盘长期停机无法工作。而且整个过程使用人员操作简单方便，成本较低。在底盘中，通过将电机驱动器51与对应的行走模块3和/或转向模块4进行单独设置，而当某一模块不工作时，通过换接模块调整连接关系，以快速查错，进而可以快速更换电机驱动器或对应模块，可以使底盘可以快速进行工作。综上所述，该底盘能够有效地解决目前的底盘检修周期长的问题。

在一些实施例中，至少具有两个电机驱动器51，且多个电机驱动器51的接口所连接的接口模块53相同，以在使用时，当局部行走模块3或转向模块4不工作时，可以先将该不工作模块中的电机连接到其他的电机驱动器51上，通过启动该电机驱动器51，若该工作模块仍然不工作，则说明是该工作模块出现故障，则可以对应的更换不同的工作模块。

在一些实施例中，行走模块3为轮毂电机车轮31，而轮毂电机车轮31与转向模块4一一对应设置，以方便单独驱动对应的轮毂电机车轮31转向。各个转向模块4均设置有驱动电机。

在一些实施例中，可以使各组对应设置的轮毂电机车轮31与转向模块4，其中行走电机和转向电机44共用一个电机驱动器51。

如存在四个轮毂电机车轮31呈四边形四角分布，那么对应的四个转向模块4对应设置，此时可以设置有四个电机驱动器51，各个电机驱动器51以分别对应四角的轮毂电机车轮31以及相对应的转向模块4，可以方便整个模块进行拆装更换。

在一些实施例中，可以使电机驱动器51仅对应一个或多个、甚至全部的转向电机44。也可以使，电机驱动器51仅对应一个或多个、甚至全部的行走电机。

在一些实施例中，当然也可以是一个转向模块4控制多个转向模块4，在转向时，一般两个前轮同时转向，此时转向模块4的转向电机44，通过传动机构，如铰接四连杆机构等，驱动两个前轮同时转向。

在一些实施例中，其中转向模块4的转向电机44驱动，进而带动行走模块3转动，实现行驶方向改变。其中为了避免车轮受到的竖直方向作用力直接传递至转向电机44，可以使其中的转向模块4还包括转向座41、齿轮传动组42和转向臂43，转向电机44安装于转向座41，而其中转向座41直接或间接地安装于车架1，轮毂电机车轮31安装于转向臂43。

其中转向臂43绕上下延伸的轴线转动连接于转向座41，齿轮传动组42包括多个传动啮合且均轴线竖直设置的直齿齿轮，齿轮传动组42在转向电机44的主轴和转向臂43之间传动。即转向电机44的主轴将动力水平方向传递至其中第一直齿齿轮，而由该第一个直齿齿轮传递至其中第二直齿齿轮，并有第二直齿齿轮传递至转向臂43，进而带动行走模块3转动。其中齿轮传动组42的多个直齿齿轮的轴线均是竖直设置，且均为直线齿轮，所以当行走模块3将竖直方向作用力传递至上述第二直齿齿轮时，因为第一直齿齿轮与第二直齿齿轮之间不传递轴向作用力，即不传递竖直方向作用力，所以可以避免转向电机44损坏。

在一些实施例中，可以使转向臂43与转向座41之间通过止推轴承在上下方向限位，以使得转向臂43可以更好的与转向座41传递竖直方向作用力，以起到更好的支撑效果。对应，还可以使转向座41和转向壁之间通过球轴承在径向限位。如可以设置有多组轴向并列设置的深沟球轴承进行径向限位。

在一些实施例中，还可以在车架1和行走模块3之间设置有减震机构6。在设置转向模块4时，此时减震机构6至少可以根据需要在下述两种安装方式中择一选择：一种是，减震机构6可以安装于车架1和车轮之间，而转向模块4安装于减震机构6和车架1之间；另一种是，减震机构6安装于车架1和转向模块4之间，而转向模块4安装于减震机构6和行走模块3之间。

在一些实施例中，其中减震机构6可以如一般的桥型减震机构，或上下方向伸缩减震机构。具体的也可以根据需要进行设置。

在一些实施例中，此处优选其中的减震机构6包括铰接四连杆结构64和弹性装置63，其中铰接四连杆结构64中的两个连杆部分可以分别集成在两侧安装对象上，以减震机构6安装于转向模块4和车架1之间为例，其中铰接四连杆结构64中的两个连杆部分可以分别集成在转向模块4的转向座41和车架1之间。

在一些实施例中，如可以使转向模块4和所述车架1之间通过铰接四连杆结构64连接以使转向模块4能够相对车架1在上下方向活动，具体的可以设置两根不共线设置的连杆结构，分别为第一连杆结构61和第二连杆结构62，其中连杆结构并不要求一定呈杆件，以能够在一定距离传力为准。其中第一连杆结构61和第二连杆结构62可以平行设置，也可以是不平行设置，如交叉设置，彼此倾斜设置；第一连杆结构61和第二连杆结构62可以等长设置，也可以是一长一短设置。

在安装于转向模块4和车架1之间时，其中第一连杆结构61的一端通过第一销轴与转向模块4铰接，另一端通过第二销轴与车架1转动连接，第一销轴和第二销轴上下设置。其中第二连杆结构62的一端通过第三销轴与转向模块4铰接，另一端通过第四销轴与车架1转动连接，第三销轴和第四销轴上下设置。其中第一销轴、第二销轴、第三销轴以及第四销轴平行设置。此时转向模块4、车架1、第一连杆结构61，第二连杆结构62构成铰接四连杆结构64。

其中弹性装置63用于阻止铰接四连杆结构64活动，具体的可以使铰接四连杆结构64至少一组对角设置有阻止铰接四连杆结构64活动的弹性装置63。

在一些实施例中，如可以使弹性装置63的两端与所述铰接四连杆结构64上对应一组对角同轴铰接。如在上述结构中，其中弹性装置63的两端分别与第二销轴、第三销轴转动配合，或弹性装置63的两端分别与第一销轴、第四销轴转动配合。

其中弹性装置63可以采用拉伸弹性件、拉伸弹簧、压缩弹簧或压缩弹性件，还可以是其他结构。

在一些实施例中，可以还设置有电池2，该电池2用于为行走模块3、转向模块4以及控制结构5中的一个、多个或全部供电。可以使其中电池2设置于车架1底部，且横向居中设置。将电池2在车架1底部，有利于降低重心，电池2的比重在底盘的各个组成部分中，属于较高的一部分，因此设置于车架1底部，有利于整体重心下降，提供行驶的稳定性。

在一些实施例中，为了方便安装上述控制结构5，可以还设置有控制盒，其中控制结构5可以设置于控制盒内。对应的控制盒表面设置有多个连接接口以及操作按钮，其中连接接口用于与外部结构建立电连接。其中操作按钮用于向总控制器52输入控制指令。

在一些实施例中，可以使其中的控制盒设置于车架1之上，以方便对控制盒进行更换，以及检修。

在一些实施例中，进一步的，为了使空间位置紧凑，可以使电池2前后方向延伸以位于左右行走模块3之间，所述控制盒左右方向延伸以位于前后所述行走模块3之间。

在一些实施例中，不设置上述控制盒，而是车架1上设置有总控制盒54和驱动盒55，其中总控制器52安装于上述总控制盒54，而电机驱动器51安装于驱动盒55。以通过分开设置，可以避免同时更换总控制器52，提高维修效率的同时，降低维修成本。

在一些实施例中，其中总控制盒54设置于车架1上侧，当然也可以是下侧；驱动盒55设置于车架1上侧或下侧。

在一些实施例中，可以使其中的电池2前后方向延伸以位于左右所述行走模块3之间。可以进一步的，两个驱动盒55设置于所述电池2左右两侧，以分别安装有对应左右侧的电机驱动器51。即左侧驱动盒55内的电机驱动器51用于驱动左侧内的转向电机44以及行走电机；右侧驱动盒55内的电机驱动器51用于驱动右侧内的转向电机44以及行走电机。

在一些实施例中，可以使总控制盒54设置于车架1上且左右方向延伸以位于前后所述行走模块3之间。以使得整体结构更为紧凑。

在一些实施例中，可以使车架1包括与前后延伸的纵板部12和设置纵板部12左右两侧且短于纵板部12设置的横板部11，其中纵板部12大小与电池2相对应，控制盒横跨纵板部12中部设置且两端分别延伸至左右两侧的所述横板部11上侧。而左右两侧横板部11下侧分别安装有驱动盒55。

各侧横板部11的前后两端均设置有上述行走模块3；所述行走模块3通过转向模块4安装于所述纵板部12，其中纵板部12上设置有立柱14，以方便连接减震机构6，或方便连接转向模块4。

在一些实施例中，可以使纵板部12和所述横板部11均为框架结构，所述框架结构下侧和/或上侧设置有安装板13。其中框架结构的框架可以通过杆件焊接成型，如通过方形空心钢管焊接成型，其中安装板13和框架之间也可以是焊接成型。当然纵板部12和横板部11也可以是钢板等结构或架型结构。其中安装板13可以作为与外部连接的主要部件，如通过安装板13与电池2、总控制盒54以及驱动盒55等连接。

在一些实施例中，电池2整体安装于车架1下部，可以根据需要进行设置。一般主要包括电池仓21、电池包、连接板23以及仓盖22组成，电池包安装在电池仓21内，连接板23安装在电池仓21顶部两侧，并固定安装在车架11上。仓盖22安装固定在电池仓21尾部，密封电池仓21；

在一些实施例中，可以使总控制盒54上设置有如下中的一个、多个或全部：急停按钮、开关、充电口、外用电源接口、通信接口等。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种底盘，其特征在于，包括：

车架(1)；

多个行走模块(3)；

转向模块(4)，安装于所述车架(1)与所述行走模块(3)上；

控制结构(5)，安装于所述车架(1)，包括电机驱动器(51)和用于控制电机驱动器(51)工作的总控制器(52)，所述电机驱动器(51)的输出接口通过接口模块(53)与所述转向模块(4)的转向电机(44)输入接口电连接和/或与所述行走模块(3)的行走电机输入接口电连接。

2.根据权利要求1所述的底盘，其特征在于，所述行走模块(3)为轮毂电机车轮(31)，所述轮毂电机车轮(31)与所述转向模块(4)一一对应设置；所述转向模块(4)还包括转向座(41)、齿轮传动组(42)和转向臂(43)，所述转向电机(44)安装于所述转向座(41)，所述转向座(41)安装于所述车架(1)，所述轮毂电机车轮(31)安装于所述转向臂(43)，所述转向臂(43)绕上下延伸的轴线转动连接于所述转向座(41)，所述齿轮传动组(42)包括多个传动啮合的直齿齿轮，且各个所述直齿齿轮的轴线均是竖直设置，所述齿轮传动组(42)在所述转向电机(44)的主轴和所述转向臂(43)之间传动。

3.根据权利要求2所述的底盘，其特征在于，所述转向臂(43)与所述转向座(41)之间通过止推轴承在上下方向限位；且通过球轴承在径向限位。

4.根据权利要求1所述的底盘，其特征在于，所述转向模块(4)和所述车架(1)之间通过铰接四连杆结构(64)连接以使所述转向模块(4)能够相对所述车架(1)在上下方向活动，所述铰接四连杆结构(64)至少一组对角设置有阻止铰接四连杆结构(64)活动的弹性装置(63)。

5.根据权利要求4所述的底盘，其特征在于，所述弹性装置(63)的两端与所述铰接四连杆结构(64)上对应一组对角同轴铰接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的底盘，其特征在于，还包括电池(2)，所述电池(2)为所述行走模块(3)、所述转向模块(4)以及所述控制结构(5)中的一个、多个或全部供电，所述电池(2)设置于所述车架(1)的底部，且居中设置。

7.根据权利要求6所述的底盘，其特征在于，还包括总控制盒(54)和两个驱动盒(55)，所述总控制器(52)安装于所述总控制盒(54)内，所述电机驱动器(51)安装于所述驱动盒(55)内。

8.根据权利要求7所述的底盘，其特征在于，所述电池(2)前后方向延伸以位于左右所述行走模块(3)之间，所述总控制盒(54)设置于车架(1)上且左右方向延伸以位于前后所述行走模块(3)之间；两个所述驱动盒(55)分别设置于所述电池(2)左右两侧，以分别安装有对应左右侧的所述电机驱动器(51)。

9.根据权利要求8所述的底盘，其特征在于，所述车架(1)包括与前后延伸的纵板部(12)和设置于所述纵板部(12)左右两侧且短于所述纵板部(12)设置的横板部(11)，所述纵板部(12)大小与所述电池(2)相对应，所述总控制盒(54)横跨所述纵板部(12)中部设置且两端分别延伸至左右两侧的所述横板部(11)上；左右两侧所述横板部(11)下侧分别安装有所述驱动盒(55)；各侧横板部(11)的前后两端均设置有所述行走模块(3)；所述行走模块(3)通过转向模块(4)安装于所述纵板部(12)。

10.根据权利要求9所述的底盘，其特征在于，所述纵板部(12)和所述横板部(11)均为框架结构，所述框架结构下侧和/或上侧设置有安装板。