一种采用小型底盘的小车的制作方法

本发明属于机器人技术领域，涉及一种小型底盘，具体地说，是一种采用小型底盘的小车。

背景技术：

业内人士都清楚，对于采用小型底盘的小车而言，当其底盘缩小到一定尺寸时，电机的整体设计布局往往会出现瓶颈，因此，两轮差动机器人底盘的驱动轮必须采用悬挂结构。

然而，当机器人的底盘缩小到一定尺寸时，底盘所剩余空间就非常狭小，根本无法安装结构较为复杂的悬挂机构。

因此，如何设计出结构合理的电机布局并能将其安装在空间狭小的机器人底盘上，同时确保机器人运行过程中遇有凹凸不平的地面时其底盘仍然能够顺利通过，就越发显得迫切而重要。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的不足或缺陷，提供一种采用小型底盘的小车。

为了进一步缩小底盘的尺寸，电机与驱动轮的轴线采用了平行错位布局设计，通过齿轮的啮合传动，实现了悬挂单元可相对于底板整体垂直升降的悬挂功能，从而科学合理地解决了电机布局的技术难题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种采用小型底盘的小车，包括底盘的底板，其特征在于，所述底板上水平设有一对与其间接活动相连的电机，两电机彼此间头尾交错且并排设置，两电机的轴线相互平行。

上述采用小型底盘的小车，其中，

所述底板上设有一对包括所述电机在内的悬挂单元，两悬挂单元相互交错且并排设置，并通过连接件与底板间活动相连；

所述悬挂单元包括与底板垂直固定相连的一对间隔设置的导向柱，两导向柱的下半段上活动套设有一悬挂支架，所述导向柱上位于悬挂支架的上方套设一弹簧，该弹簧由固设于导向柱上半段的弹簧固定块限位；

所述电机通过其输出轴与悬挂支架的内侧直接相连；所述悬挂支架的外侧设有一与其间接相连的驱动轮，该驱动轮的轴线相对于电机的轴线向位于两导向柱之间的悬挂支架左侧方向平移，电机与驱动轮之间通过齿轮啮合传动；

所述齿轮包括位于悬挂支架与驱动轮之间的电机端齿轮和轮子端齿轮；

所述悬挂单元可随着驱动轮的运动情况整体沿着两个导向柱的轴向上升或下降。

所述底板上的四角分别设有一圆孔，圆孔内活动设有一万向轮，万向轮的轮轴上端定位连接在固设在底板顶面的万向轮固定座上。

所述底板的顶、底两面垂直投影均呈“H”字造型或经90°旋转后呈“工”字造型。

所述万向轮固定座其与底板之间的连接孔对称分布于所述呈“H”字造型底板的左部与右部或呈“工”字造型底板的上部与下部板面上；同一部位底板上所设连接孔的中心连线与相邻二个万向轮活动孔的中心连线重合。

所述底板上，同侧版面相邻二对圆孔之间居中设有一可供驱动轮和轮子端齿轮在其中活动的开口槽，开口槽两侧的底板上对称设有一与导向柱固定相连的连接孔；所述开口槽其顶、底两面的垂直投影均呈底部开口的“凸”字造型。

所述悬挂支架上其左右两端分别垂直设有一导向柱安装孔；

所述悬挂支架上位于两导向柱安装孔之间的右侧部位水平设有与电机输出轴相配合的安装孔，所述电机输出轴从悬挂支架的内侧穿入，其轴端与电机端齿轮定位相连。

所述悬挂支架上位于两导向柱安装孔之间的左侧部位水平设有驱动轮轴的安装孔，所述驱动轮轴从悬挂支架的外侧穿入，其轴端与所述驱动轮定位相连；所述轮子端齿轮定位套设在位于悬挂支架与驱动轮之间的轮轴上。

所述悬挂支架上固设有一驱动轮轴的轴座，驱动轮轴与其轴座之间通过安装在轴座上的一对轴承实现相对旋转运动。

所述底板的外径为220mm或350mm或500mm。

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1、本发明涉及的采用小型底盘的小车其两个电机轴心和驱动轮轴心采用彼此相互平行但却错位设计的布局，使得两个电机的机体分开放置，不再相互干涉，从而满足了小型底盘的尺寸设计要求。

2、由于电机和驱动轮错位安装，电机和驱动轮之间采用齿轮啮合传动，两个悬挂单元沿着两个导向柱垂直上升或下降，遇到凹凸不平的地面时，底盘能够平稳而顺利地通过从而，满足了小型底盘的功能设计要求。

附图说明

通过以下实施例并结合其附图的描述，可以进一步理解其发明的目的、具体结构特征和优点。

附图中，

图1是本发明涉及的采用小型底盘的小车的总体装配立体结构示意图；

图2是图1中涉及的底板立体结构示意图；

图3是图1中涉及的其中一个悬挂单元立体结构示意图；

图4是图3中的A向局部剖视结构示意图；

图5是图3中的B向结构示意图；

图6是图3中涉及的悬挂支架的立体结构示意图；

图7是图3中的驱动轮尚未安装状态的结构示意图；

图8是沿图7中C-C线的剖视结构示意图；

图9是沿图4中D-D线的局部剖视结构示意图；

图10是图1中的小车经过凹陷的地面时其端面结构示意图；

图11是图1中的小车经过凸起的地面时其端面结构示意图。

图中：

101-万向轮；

102-底板；102a-底板上所设万向轮活动圆孔；102b-底板所设导向柱固定安装孔；102c-底板上所设开口槽；102d-底板上所设万向轮固定座的连接孔；

103-悬挂单元；104-万向轮固定座；

10-电机；10a-电机输出轴；11-弹簧固定块；12-弹簧；

13-悬挂支架；13a-导向柱安装孔；13b-电机输出轴安装孔；13c-驱动轮轴安装孔；

14-导向柱；15-驱动轮；16-轮子端齿轮；17-电机端齿轮；18-驱动轮轴；19-轴座；20-轴承。

具体实施方式

参见图1-5，本发明涉及的一种采用小型底盘的小车，包括底盘的底板102，底板102上水平设有一对与其间接活动相连的电机10，两电机10彼此间头尾交错且并排设置，两电机10的轴线相互平行。

底板102上设有一对包括所述电机10在内的悬挂单元103，两悬挂单元103相互交错且并排设置，并通过连接件与底板102间活动相连。

如图1、图2所示，底板102的顶、底两面垂直投影均呈“H”字造型或经90°旋转后呈“工”字造型。底板102上的四角分别设有一圆孔102a，圆孔102a内活动设有一万向轮101，万向轮101的轮轴上端定位连接在与底板102固定相连的万向轮固定座104上。

万向轮固定座104其与底板102之间的连接孔102d对称分布于呈“H”字造型底板的左部与右部或呈“工”字造型底板的上部与下部板面上；同一部位底板上所设连接孔102d的中心连线与相邻二个万向轮活动孔102a的中心连线重合。

底板102上同侧板面相邻二对圆孔102a之间居中设有一可供驱动轮15和轮子端齿轮16在其中活动的开口槽102c，开口槽102c两侧的底板102上对称设有一与导向柱14固定相连的连接孔102b。如图2所示，底板102上设置的开口槽102c呈底部开口的“凸”字造型。

如图3、4所示，悬挂单元103包括与底板102固定相连的一对间隔设置的导向柱14，两导向柱14的下半段上活动套设有一悬挂支架13，悬挂支架13的上方套设一弹簧12，该弹簧12由固设于导向柱14上半段的弹簧固定块11限位，利用该弹簧12的弹力可起到压紧悬挂支架13的作用。

如图5所示，悬挂支架13的内侧设有一与其直接相连的电机10，其外侧设有一与其间接相连的驱动轮15；该驱动轮15的轴线相对于电机10的轴线向位于两导向柱之间的悬挂支架13的左侧方向平移，电机10与驱动轮15之间通过齿轮啮合传动；齿轮包括位于悬挂支架13与驱动轮15之间的电机端齿轮17和轮子端齿轮16。

悬挂单元103可随着驱动轮15的运动情况整体沿着两个导向柱14的轴向上升或下降。

悬挂支架13上其长度方向的两端分别垂直设有导向柱14的安装孔13a；悬挂支架13上位于两导向柱安装孔13a之间的右侧部位水平设有与电机输出轴10a相配合的安装孔13b，电机输出轴穿过悬挂支架13的与电机端齿轮17定位相连，电机10通过螺钉固定在悬挂支架13上。

悬挂支架13上位于两导向柱安装孔13a之间的左侧部位水平设有驱动轮轴18的安装孔13c，驱动轮轴18穿过悬挂支架13的与驱动轮15定位相连；轮子端齿轮16定位套设在位于悬挂支架13与驱动轮15之间的驱动轮轴18上。

悬挂支架13上通过螺钉固设有一驱动轮轴18的轴座19，驱动轮轴18与其轴座19之间通过安装在轴座19上的一对轴承20实现相对旋转运动。

图7表达的是电机端齿轮17和轮子端齿轮16之间的啮合传动状态。

图8表达的是电机10、悬挂支架13和电机端齿轮17之间的装配关系。

底盘的功能是两轮差动并且有悬挂功能，用直连的方式安装时，两个电机10的机体会出现干涉。故电机10轴心和驱动轮15的轴心错位安装，使得两个电机10的机体分开放置，不再相互干涉。

由于电机10和驱动轮15错位安装，电机10和驱动轮15之间使用齿轮传动。

悬挂单元可整体沿着两个导向柱14上升或下降，遇到凹凸不平的地面时，底盘能顺利通过。

图9所示，驱动轮轴18的另一端定位穿设在轴承20的内圈里，驱动轮15便可相对于其轴座19做旋转运动。

本发明涉及的上述小型底盘为系列产品，其底板的外径为220mm或350mm或500mm。

本发明还涉及一种使用该底盘的小车，包括上文所述具有悬挂结构的小型底盘。

图10所示，小车经过凹陷的地面时，通过弹簧12的压力使得驱动轮15与地面保持足够的摩擦力，万向轮101行走在地面上，驱动轮15可以跨越12mm的凹坑。

图11所示，小车经过凸起的地面时，驱动轮15被顶起并压缩弹簧12，使得小车通过凸起地面，万向轮101行走在地面上，驱动轮15可以跨越5.6mm的凸起路面。

以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围采用，即凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。