一种阿克曼底盘的制作方法

1.本技术属于机器人底盘技术领域，具体涉及一种阿克曼底盘。


背景技术：

2.近年来，随着无人驾驶领域的发展，无人驾驶领域的研发方向愈发受到重视，因此对于无人驾驶学习和科研平台的需求也日益提升。阿克曼底盘用于支撑整车部件，并可以控制小车的前进、后退、转向等行进方式，小车在室外工作时，要求阿克曼底盘具有很好的通过性和较强的越障能力。目前的阿克曼底盘功能较为单一，无法满足多种领域的需求。


技术实现要素：

3.本技术实施例通过提供一种阿克曼底盘，解决了现有技术中阿克曼底盘功能较为单一的问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种阿克曼底盘，包括车架、以及设置于所述车架上的控制系统、传感系统和驱动系统；
5.所述控制系统包括电池、控制器、以及电气组件；
6.所述驱动系统包括转向机构和驱动机构，所述转向机构驱动前轮转向，所述驱动机构驱动后轮转动，所述前轮和所述后轮上均设置有刹车机构；
7.所述传感系统包括双目视觉传感器、激光雷达传感器、超声波传感器、以及摄像头。
8.在一种可能的实现方式中，所述车架包括设备安装架、转向安装架、以及驱动安装架；
9.所述设备安装架为八棱柱结构，所述转向安装架设置于所述设备安装架的前端；所述驱动安装架设置于所述设备安装架的后端；所述前轮设置于所述转向安装架的两侧，所述后轮设置于所述驱动安装架的两侧；
10.所述设备安装架、所述转向安装架、以及所述驱动安装架的表面均设置有蒙皮；所述转向机构设置于所述转向安装架内，所述驱动机构设置于所述驱动安装架内。
11.在一种可能的实现方式中，所示双目视觉传感器、所述激光雷达传感器、所述超声波传感器均固定安装于所述车架上，所述摄像头通过云台安装于所述车架上。
12.在一种可能的实现方式中，还包括天线架，所述天线架安装于所述驱动安装架上，所述天线架包括结构相同的两个子架体，所述子架体为矩形环状结构，两个所述子架体平行且间隔设置。
13.在一种可能的实现方式中，所述车架的周向设置有防护栏，所述前轮和所述后轮的上方均设置有挡泥板，所述挡泥板安装于所述防护栏上。
14.在一种可能的实现方式中，所述设备安装架两侧的蒙皮上均安装有散热风扇，所述设备安装架一侧的蒙皮上设置有急停开关、充电插口、以及钥匙开关，所述散热风扇、所述急停开关、所述充电插口、以及所述钥匙开关均与所述控制器电性连接。
15.在一种可能的实现方式中，还包括前保险杠，所述前保险杠包括相连接的水平部和竖直部，所述水平部和所述竖直部形成截面为l型的结构，所述水平部的一侧连接于所述转向安装架上，所述前保险杠上设置有减重孔。
16.在一种可能的实现方式中，所述转向机构包括转向电机、转向器、万向连接轴、以及转动安装于所述前轮上的前转向节；
17.所述转向电机的输出轴与所述转向器的齿轮的转轴连接，所述转向器的齿条的两端分别连接于两个所述万向连接轴的一端，两个所述万向连接轴的另一端分别连接于两个所述前轮的前转向节的臂杆。
18.在一种可能的实现方式中，所述驱动机构包括驱动电机、差速器、球笼传动轴、以及转动安装于所述后轮上的后转向节；
19.所述驱动电机的输出轴与所述差速器的输入轴连接；所述差速器两侧的输出轴与所述球笼传动轴的一端连接；所述球笼传动轴的另一端穿过所述后转向节的中心孔后与所述后轮连接。
20.在一种可能的实现方式中，所述前轮和所述后轮处均设置有结构相同的减震机构。
21.本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
22.本实用新型实施例提供了一种阿克曼底盘，该底盘的双目视觉传感器、激光雷达传感器、超声波传感器、以及摄像头能够很好地监控小车周边环境和物体，以做出最佳的行驶计划。散热风扇可将设备安装架内的热空气及时导出，使其内的电子设备保持较好的运行环境。工作人员可通过急停开关对小车紧急制动。充电插口可对可设备安装架内的电池进行充电。工作人员可通过钥匙开关手动启动小车。前保险杠可吸收和减缓外界冲击力，避免车体被撞坏。挡泥板用于阻挡泥沙上溅。上悬臂、下悬臂能够提高悬架系统的结构稳定性，与弹簧减震器相配合后能够实现阿克曼底盘的减震。本实用新型的阿克曼底盘结构设置合理，功能齐全，实用性强，能够满足多种领域的需求。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例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是本技术中记载的一些实施例，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。
24.图1为本实用新型实施例提供的阿克曼底盘的结构示意图。
25.图2为本实用新型实施例提供的阿克曼底盘的内部结构示意图。
26.图3为本实用新型实施例提供的阿克曼底盘的底部结构示意图。
27.附图标记：1-车架；11-设备安装架；12-转向安装架；13-驱动安装架；2-驱动机构；21-驱动电机；22-后轮；23-差速器；24-球笼传动轴；25-后转向节；3-转向机构；31-转向电机；32-转向器；321-齿条；33-万向连接轴；34-前轮；35-前转向节；4-减震机构；41-上悬臂；42-下悬臂；43-弹簧减震器；5-控制系统；51-电池；52-控制器；53-电气组件；6-天线架；61-子架体；7-防护栏；8-挡泥板；9-散热风扇；10-前保险杠；101-减重孔。
具体实施方式
28.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，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，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。
29.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，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。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
30.如图1至图3所示，本实用新型实施例提供的阿克曼底盘，包括车架1、以及设置于车架1上的控制系统5、传感系统和驱动系统。
31.控制系统5包括电池51、控制器52、以及电气组件53。
32.驱动系统包括转向机构3和驱动机构2，转向机构3驱动前轮34转向，驱动机构2驱动后轮22转动，前轮34和后轮22上均设置有刹车机构。
33.传感系统包括双目视觉传感器、激光雷达传感器、超声波传感器、以及摄像头。
34.需要说明的是，双目视觉传感器能够获取物体的三维几何信息，通过从不同角度同时获得被测物的两幅数字图像，并基于视差原理恢复出物体的三维几何信息，重建物体三维轮廓及位置。激光雷达传感器能够向目标发射探测信号，然后将接收到的信号与发射信号进行比较，能够获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。超声波传感器的超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应，从而对周边物体进行检测。摄像头用于监控视频、图像画面。双目视觉传感器、激光雷达传感器、超声波传感器、以及摄像头能够很好地监控小车周边环境和物体，使小车具有较强的通过性和较强的越障能力，以做出最佳的行驶计划。
35.电气组件53包括稳压器、dc\dc模块等部件，稳压器和dc\dc模块可为整车提供稳定的电压。
36.本实施例中，车架1包括设备安装架11、转向安装架12、以及驱动安装架13。
37.设备安装架11为八棱柱结构，转向安装架12设置于设备安装架11的前端。驱动安装架13设置于设备安装架11的后端。前轮34设置于转向安装架12的两侧，后轮22设置于驱动安装架13的两侧。
38.设备安装架11、转向安装架12、以及驱动安装架13的表面均设置有蒙皮。转向机构3设置于转向安装架12内，驱动机构2设置于驱动安装架13内。
39.需要说明的是，设备安装架11、转向安装架12、以及驱动安装架13上设置有蒙皮。八棱柱结构的设备安装架11美观且稳定性高。前轮34和后轮22安装后能够充分利用空间，
避免了采用矩形的设备安装架11存在体积较小的问题。
40.本实施例中，所示双目视觉传感器、激光雷达传感器、超声波传感器均固定安装于车架1上，摄像头通过云台安装于车架1上。
41.需要说明的是，摄像头可通过云台调整其水平和俯仰的角度，以获得更大的拍摄范围。
42.本实施例中，还包括天线架6，天线架6安装于驱动安装架13上，天线架6包括结构相同的两个子架体61，子架体61为矩形环状结构，两个子架体61平行且间隔设置。
43.需要说明的是，两个子架体61结构强度高，同时又轻便，两个子架体61还可便于后期加装上述的传感系统、以及检测设备等。
44.本实施例中，车架1的周向设置有防护栏7，前轮34和后轮22的上方均设置有挡泥板8，挡泥板8安装于防护栏7上。
45.需要说明的是，防护栏7为可拆卸安装，车架1前端的防护栏7高于其两侧的防护栏7，天线架6本身能够起到一定的防护作用，因此该处未设置防护栏7。挡泥板8用于阻挡泥沙上溅。
46.本实施例中，设备安装架11两侧的蒙皮上均安装有散热风扇9，设备安装架11一侧的蒙皮上设置有急停开关、充电插口、以及钥匙开关，散热风扇9、急停开关、充电插口、以及钥匙开关均与控制器52电性连接。
47.需要说明的是，正常状态下，设备安装架11的侧壁设置有蒙皮，用于保护其内的部件，散热风扇9可将设备安装架11内的热空气及时导出，使其内的电子设备保持较好的运行环境。工作人员可通过急停开关对小车紧急制动。充电插口可对可设备安装架11内的电池51进行充电。工作人员可通过钥匙开关手动启动小车。
48.本实施例中，还包括前保险杠10，前保险杠10包括相连接的水平部和竖直部，水平部和竖直部形成截面为l型的结构，水平部的一侧连接于转向安装架12上，前保险杠10上设置有减重孔101。
49.需要说明的是，前保险杠10可吸收和减缓外界冲击力，避免车体被撞坏。l型结构的前保险杠10具有较好的缓冲能力。减重孔101可减轻前保险杠10的重量。
50.本实施例中，转向机构3包括转向电机31、转向器32、万向连接轴33、以及转动安装于前轮34上的前转向节35。
51.转向电机31的输出轴与转向器32的齿轮的转轴连接，转向器32的齿条321的两端分别连接于两个万向连接轴33的一端，两个万向连接轴33的另一端分别连接于两个前轮34的前转向节35的臂杆。
52.需要说明的是，转向电机31驱动齿轮旋转，齿轮带动齿条321左右移动，齿条321移动时通过万向连接轴33带动前转向节35转动，从而实现前轮34的转向。
53.本实施例中，驱动机构2包括驱动电机21、差速器23、球笼传动轴24、以及转动安装于后轮22上的后转向节25。
54.驱动电机21的输出轴与差速器23的输入轴连接。差速器23两侧的输出轴与球笼传动轴24的一端连接。球笼传动轴24的另一端穿过后转向节25的中心孔后与后轮22连接。
55.需要说明的是，驱动电机21通过联轴器带动差速器23运转，差速器23的输出轴旋转，差速器23的输出轴带动球笼传动轴24旋转，球笼传动轴24带动后轮22旋转，从而驱动车
辆前进或者后退。
56.本实施例中，前轮34和后轮22处均设置有结构相同的减震机构4。
57.需要说明的是，减震机构4能够缓冲由不平整的路面传给车架1的冲击力，衰减由此引起的震动，以保证小车平稳顺畅的行驶。
58.减震机构4包括上悬臂41、下悬臂42、以及弹簧减震器43。上悬臂41一端与转向安装架12、驱动安装架13的上方铰接，上悬臂41另一端与前转向节35或后转向节25上端连接。下悬臂42一端与转向安装架12、驱动安装架13的下方铰接，下悬臂42另一端与前转向节35或后转向节25下端连接。弹簧减震器43的一端与车架1上方铰接，弹簧减震器43的另一端与下悬臂42铰接。上悬臂41、下悬臂42能够提高悬架系统的结构稳定性，与弹簧减震器43相配合后能够实现阿克曼底盘的减震。
59.本实施例中，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。