无人车底盘及无人车的制作方法

本申请涉及无人车技术领域，尤其涉及一种无人车底盘及无人车。

背景技术：

大多数小型轮式无人车的轮子相对与车身水平布置，配合一定的缓冲机构，可以实现在不平路面上的稳定行驶，但是对于较高的障碍物比如路边石这样的台阶，普通轮式底盘已经不能实现越障；为了提高小型无人移动装置的越障性能，当前各发达国家都在致力于开发非结构化环境下高性能行走技术。而开发具有复合、变形功能的推进系统是当前的发展趋势与研究热点。

爬楼梯或或跨越台阶一直是对无人移动装置的推进系统的一个巨大考验，因此需要一种能适应多种路况的通用移动装置，以降低基础移动装置的使用和维修成本。

技术实现要素：

根据本申请实施例的第一方面，提供一种无人车底盘。

一种无人车底盘，包括底盘支架、与所述底盘支架配合的至少三组车轮组件以及驱动所述无人车底盘移动的驱动单元，还包括与所述底盘支架连接的支撑臂和控制所述支撑臂运动的驱动机构，所述三组车轮组件的至少一组车轮组件安装在所述支撑臂上，并通过所述支撑臂与所述底盘支架连接；所述驱动机构带动所述支撑臂转动控制安装在所述支撑臂上的至少一组车轮组件相对所述底盘支架调整角度。

进一步地，所述至少三组车轮组件包括前轮组件、中轮组件和后轮组件，所述前轮组件安装在所述支撑臂上。

进一步地，所述支撑臂为摇臂，所述摇臂包括自由端和固定端，所述前轮组件包括前轮及与所述前轮组装的前轮轴，所述前轮轴设置于所述自由端上，所述固定端包括与所述驱动机构连接的第一转轴。

进一步地，所述驱动机构设置在所述底盘支架上，其包括支撑臂电机和同步带；所述支撑臂电机驱动所述同步带，所述同步带驱动所述摇臂绕着所述固定端的第一转轴旋转。

进一步地，所述驱动机构设置在所述底盘支架上，所述驱动机构包括支撑臂电机、与所述支撑臂电机连接的第一同步带轮组及设置于所述第一同步带轮组上的传动带、与所述第一同步带轮组传动连接的第二同步带轮组及设置于所述第二同步带轮组上的同步带，所述支撑臂电机驱动第一同步带轮组转动，所述第一同步带轮组带动所述第二同步带轮组转动。

进一步地，所述前轮组件包括左前轮组件及右前轮组件，所述摇臂包括与所述左前轮组件连接的第一摇臂及与所述右前轮组件连接的第二摇臂，所述第一同步带轮组与所述第二同步带轮组通过传动轴转动连接。

进一步地，所述第一摇臂与所述第二摇臂通过所述传动轴转动连接，所述底盘支架上设有所述传动轴的安装支架。

进一步地，所述同步带驱动所述第一摇臂与所述第二摇臂绕着自身固定端的第一转轴同步旋转。

进一步地，所述前轮组件还包括组装于所述摇臂上的前轮支架，所述前轮支架上设有与所述前轮轴组装的第一组装部及与所述摇臂组装的第二组装部。

进一步地，所述第一转轴的一端与所述第二组装部组装，另一端通过转轴安装支架组装于所述底盘支架上。

进一步地，所述驱动单元分别驱动所述中轮组件转动或所述后轮组件转动或同时驱动所述中轮组件和所述后轮组件转动。

进一步地，所述至少三组车轮组件包括前轮组件、中轮组件和后轮组件，所述中轮组件和后轮组件安装在所述支撑臂上。

进一步地，所述支撑臂为摇臂，所述摇臂包括第一自由端、第二自由端及连接所述第一自由端、第二自由端的连接端，所述连接端上设有第二转轴，所述中轮组件包括中轮及与所述中轮组装的中轮轴，所述中轮轴设置在所述第一自由端上，所述后轮组件包括后轮及与所述后轮组装的后轮轴，所述后轮轴设置在所述第二自由端上，所述连接端与所述底盘支架连接，所述支撑臂可绕着所述连接端的第二转轴旋转。

进一步地，所述驱动机构设置在底盘支架上，其包括支撑臂电机和同步带，所述支撑臂电机驱动所述同步带，所述同步带驱动所述支撑臂绕着连接端的第二转轴旋转。

进一步地，所述驱动机构设置在底盘支架上，所述驱动机构包括支撑臂电机、与所述支撑臂电机连接的第一同步带轮组及设置于所述第一同步带轮组上的传动带、与所述第一同步带轮组传动连接的第二同步带轮组及设置于所述第二同步带轮组上的同步带，所述支撑臂电机驱动所述第一同步带轮组转动，所述第一同步带轮组带动所述第二同步带轮组转动。

进一步地，所述中轮组件包括左中轮组件及右中轮组件，所述后轮组件包括左后轮组件及右后轮组件，所述摇臂包括连接同侧所述左中轮组件及左后轮组件的第三摇臂及连接同侧所述右中轮组件及右后轮组件的第四摇臂，所述第一同步带轮组与所述第二同步带轮组通过传动轴转动连接。

进一步地，所述第三摇臂与所述第四摇臂通过所述传动轴转动连接，所述底盘支架上设有所述传动轴的安装支架。

进一步地，所述同步带驱动所述第三摇臂与所述第四摇臂绕着自身固定端的第二转轴同步旋转。

进一步地，所述驱动单元包括前驱动单元和后驱动单元，所述前驱动单元用于驱动前轮组件转动；所述后驱动单元用于驱动所述中轮组件和后轮组件转动。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种无人车。

一种无人车，包括车身；还包括如上所述的无人车底盘。

本申请与现有技术相比具有如下有益效果：通过在无人车底盘上的至少一组车轮组件上设置可旋转的支撑臂，在驱动机构的驱动下支撑臂被抬起或放下从而带动所述支撑臂上的车轮组件相对底盘角度发生变化，实现无人车的爬坡或越障功能，底盘结构简单，控制可靠。

附图说明

图1是本申请一示例性实施例无人车底盘的立体组装图。

图2是本申请一示例性实施例无人车底盘的仰视图。

图3是本申请一示例性实施例无人车底盘的俯视图。

图4是本申请一示例性实施例前轮与支撑臂分解示意图。

图5是本申请一示例性实施例无人车底盘的立体组装剖视图。

图6是本申请另一示例性实施例无人车底盘的立体组装图。

图7是本申请另一示例性实施例无人车底盘的仰视图。

附图标记

无人车底盘100

底盘支架1

驱动单元2 前驱动单元20 后驱动单元21

支撑臂3

第一摇臂30 自由端300 固定端301

第二摇臂31 第一转轴310 转轴安装支架3101

第三摇臂32 第一自由端320 第二自由端321

连接端322 第二转轴3220 第四摇臂33

驱动机构4

支撑臂电机40 第一同步带轮组41 传动带410

第二同步带轮组42 同步带420 传动轴43 安装支架430

前轮组件5

左前轮组件50 右前轮组件51 前轮500 前轮轴501

前轮支架52 第一组装部520 第二组装部521

中轮组件6

左中轮组件60 中轮600 中轮轴601 右中轮组件61 后轮组件7

左后轮组件70 后轮700 后轮轴701 右后轮组件71

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。本申请中所提到的“多个”均包括两个及两个以上。

下面结合附图，对本申请示例性实施例进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

请参照图1至图7所示，一种无人车，包括车身及无人车底盘100。所述无人车底盘100包括底盘支架1、与所述底盘支架1配合的至少三组车轮组件以及驱动所述无人车底盘移动的驱动单元2，还包括与所述底盘支架1连接的支撑臂3和控制所述支撑臂3运动的驱动机构4。所述三组车轮组件的至少一组车轮组件安装在所述支撑臂3上，并通过所述支撑臂3与所述底盘支架1连接。所述驱动机构4带动所述支撑臂3转动控制安装在所述支撑臂3上的至少一组车轮组件相对所述底盘支架1调整角度。

在一实施例中，所述至少三组车轮组件包括前轮组件5、中轮组件6和后轮组件7，所述前轮组件5安装在所述支撑臂3上。所述支撑臂3为摇臂，所述摇臂3包括自由端300和固定端301。

所述前轮组件5包括左前轮组件50及右前轮组件51。所述摇臂3包括与所述左前轮组件50连接的第一摇臂30及与所述右前轮组件51连接的第二摇臂31。

所述左前轮组件50及右前轮组件51具有相同的结构。在此仅以左前轮组件50为例说明前轮组件5的结构组成。所述前轮组件5包括前轮500及与所述前轮500组装的前轮轴501。所述前轮500包括组装在一起的轮毂5001和轮胎5002，所示前轮轴501组装于所述轮毂5001上。

所述前轮组件5还包括组装于所述摇臂3上的前轮支架52。

所述前轮支架52上设有与所述前轮轴501组装的第一组装部520及与所述摇臂3组装的第二组装部521。所述前轮轴501与所述第一组装部520之间设有轴承(未标号)，所述第一组装部520下方设有与所述摇臂3组装的组装孔(未标号)，通过螺钉将所述前轮支架52与所述摇臂3组装固定。

所述第一组装部520与所述自由端300位置相对，所述前轮轴501通过所述前轮支架52设置于所述摇臂3的自由端300上。所述固定端301包括与所述驱动机构4连接的第一转轴310。所述第二组装部521与所述固定端301通过螺钉组装固定。

所述第一转轴310可以是一体成型于所述摇臂3上，也可以是独立部件组装于所述固定端301上。所述第一转轴310的一端通过螺钉与所述第二组装部521组装，另一端通过转轴安装支架3101组装于所述底盘支架1上。

所述驱动机构4可驱动所述第一转轴310绕轴旋转从而带动所述摇臂3升起或下降以调整前轮500的角度实现越障目的。

所述驱动机构4设置在所述底盘支架1上，其包括支撑臂电机40和同步带420；所述支撑臂电机40驱动所述同步带420，所述同步带420驱动所述摇臂3绕着所述固定端301的第一转轴310旋转。

具体的，在一实施例中，所述驱动机构4设置在所述底盘支架1上。所述驱动机构4包括支撑臂电机40、与所述支撑臂电机40连接的第一同步带轮组41及设置于所述第一同步带轮组41上的传动带410、与所述第一同步带轮组41传动连接的第二同步带轮组42及设置于所述第二同步带轮组42上的同步带420。所述第一同步带轮组41与所述第二同步带轮组42通过传动轴43连接。所述底盘支架1上设有所述传动轴43的安装支架430。

所述第一摇臂30与所述第二摇臂31通过所述传动轴43转动连接。当所述无人车进行越障时，所述驱动机构4驱动所述第二同步带轮42带动所述第一摇臂30与所述第二摇臂31同步调整角度，因只需控制一组前轮调整与所述底盘支架的相对角度即可控制整个无人车越障前进，所需的能效少，控制也较为灵活便利。

所述支撑臂电机40的输出轴连接至所述第一同步带轮组41，以驱动所述第一同步带轮组41转动；所述传动轴43将所述第一同步带轮组41的输出动力传动至第二同步带轮组42，从而实现由所述第一同步带轮组41带动所述第二同步带轮组42转动。所述第一摇臂30固定端的第一转轴连接至位于所述左前轮组件50同侧的第二同步带轮组42；所述第二摇臂31固定端的第一转轴连接至位于所述右前轮组件51同侧的第二同步带轮组42。所述第二同步带轮组42带动同步带420运动，所述同步带420驱动所述第一摇臂30与所述第二摇臂31绕着自身固定端的第一转轴同步旋转，以确保前轮组件5运动的同步性。

在本示例性实施例中，所述驱动单元2包括前驱动单元20和后驱动单元21。所述前驱动单元20驱动所述中轮组件6转动；所述后驱动单元21驱动所述后轮组件7转动。所述中轮组件6包括左中轮组件60及右中轮组件61，所述左中轮组件60及右中轮组件61上分别设有一个前驱动单元20。所述后轮组件7包括左后轮组件70及右后轮组件71，所述左后轮组件70及右后轮组件71上分别设有一个后驱动单元21。在本示例性实施例中，所述前驱动单元20及后驱动单元21均为驱动电机，例如减速电机。

当遇到台阶障碍时，所述支撑臂电机40转动通过同步带420对应的第二同步带轮组42把动力分别传递到第一摇臂30及第二摇臂31上，所述第一摇臂30及第二摇臂31带动前轮抬起，此时后轮驱动底盘继续向前行走，当前轮完全压到台阶上时，支撑臂电机40反向转动，带动前轮向下运动，逐渐把车身抬起一定角度，此时后轮继续驱动底盘向前行走，直到中轮跨到台阶上，此时，支撑臂电机40驱动前轮抬起一定角度离开地面，依靠中轮和后轮的驱动力驱动后轮跃上台阶，整个跨越台阶过程完成。

同时在良好的路况行驶时如商场地面，抬起前轮可以显著减少摩擦阻力，方便底盘转向，增加无人车的运动灵活性。

在另一实施例中，所述至少三组车轮组件包括前轮组件5、中轮组件6和后轮组件7，所述中轮组件6和后轮组件7安装在所述支撑臂3上。在本实施例中，所述支撑臂3亦为摇臂。

所述中轮组件6包括左中轮组件60及右中轮组件61，所述后轮组件7包括左后轮组件70及右后轮组件71。所述摇臂包括连接同侧所述左中轮组件60及左后轮组件70的第三摇臂32及连接同侧所述右中轮组件61及右后轮组件71的第四摇臂33。所述第三摇臂32与所述第四摇臂33具有相同的结构，在此仅以所述第三摇臂32的结构进行说明。所述第三摇臂32包括第一自由端320、第二自由端321及连接所述第一自由端、第二自由端的连接端322。所述连接端322上设有第二转轴3220。诚然，当无人车底盘支架上设置三组以上车轮组件时，所述的前轮组件依然是位于无人车行进方向上最前端的一组，所述的后轮组件依然是位于无人车行进方向上最后端的一组，位于所述前轮组件与后轮组件之间的车轮组件为中轮组件。在具体实施方式中，当摇臂设置于所述中轮组件及后轮组件上时，对应的中轮组件可以是与所述后轮组件相邻的一组或者是多组，本申请中对此不做特别限定。

所述左中轮组件60及右中轮组件61具有相同的结构，在此以所述左中轮组件结构进行说明。所述左中轮组件60包括中轮600及与所述中轮600组装的中轮轴601，所述中轮轴601设置在所述第一自由端320上。

所述左后轮组件70及右后轮组件71具有相同的结构，在此以所述左后轮组件结构进行说明。所述左后轮组件70包括后轮700及与所述后轮组装的后轮轴701，所述后轮轴设置在所述第二自由端321上。所述连接端322与所述底盘支架1连接，所述支撑臂即摇臂3可绕着所述连接端322的第二转轴3220旋转。

所述驱动机构4设置在底盘支架1上，其包括支撑臂电机40和同步带420，所述支撑臂电机40驱动所述同步带420，所述同步带420驱动所述支撑臂3绕着连接端的第二转轴旋转。

具体的，在本示例性实施例中，所述驱动机构4设置在底盘支架1上，所述驱动机构4包括支撑臂电机40、与所述支撑臂电机40连接的第一同步带轮组41及设置于所述第一同步带轮组41上的传动带410、与所述第一同步带轮组41传动连接的第二同步带轮组42及设置于所述第二同步带轮组42上的同步带420，所述支撑臂电机40驱动所述第一同步带轮组41转动，所述第一同步带轮组41带动所述第二同步带轮组42转动。

所述第一同步带轮组41与所述第二同步带轮组42通过传动轴43转动连接。

所述第三摇臂32与所述第四摇臂33通过所述传动轴43转动连接，所述底盘支架1上设有所述传动轴43的安装支架430。

所述同步带420驱动所述第三摇臂32与所述第四摇臂33绕着自身固定端的第二转轴同步旋转。具体的动力传递方式与前述相同，此处不再赘述。所述驱动单元2包括前驱动单元20和后驱动单元21，所述前驱动单元20用于驱动前轮组件5转动；所述后驱动单元21用于驱动所述中轮组件6和后轮组件7转动。所述前轮组件5包括左前轮组件50及右前轮组件51，所述左前轮组件50及右前轮组件51上分别设有一个前驱动单元20。所述前驱动单元20及后驱动单元21均为驱动电机，例如减速电机。

当遇到台阶障碍时，首先支撑臂电机40转动带动摇臂顺时针转动，依靠中轮的驱动力和前轮的爬升力，底盘将相对水平面抬升一定的角度，此时继续驱动底盘向前行走直至前轮完全压到台阶上；随后支撑臂电机40反转，摇臂逆时针旋转，继续调整底盘与所述水平面的夹角，此时依靠后轮和前轮驱动底盘继续向前行走，直至中轮压到台阶上，此时支撑臂电机40又开始顺时针转动带动摇臂转动直至摇臂处于水平，同时驱动底盘继续向前行走，直至整个底盘都越到台阶上。整个越障过程完成。

以上所述仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请做任何形式上的限制，虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本申请技术方案的范围内。