一种自动行驶装置的驱动系统及自动行驶装置的制作方法

本实用新型涉及自动行驶领域，具体涉及一种自动行驶装置的驱动系统及自动行驶装置。

背景技术：

近年来，越来越多种类的机器人帮助人类完成多种工作，以清洁机器人为例，如扫地机器人、擦窗机器人等，能凭借一定的人工智能，自动完成对地面、窗户等的清理工作，减少了人为清洁工作，为家庭生活带来便捷，因为，机器人越来越受到人们的欢迎。

清洁类机器人通常包括以下组成部分：

传感系统：感知障碍物或高度落差，用于防撞、防跌落等；灰尘识别，用于选择清洁模式。

控制系统：用于操控机器人，有机身按键操作、遥控器操作、手机操作等方式。

驱动系统：用于为清洁机器人提供动力。

清洁系统：一般由扫、吸刷、擦、拖、抹等步骤构成。

电源系统：为清洁机器人提供动力。

其中，现有的大型室外清洁机器人主要以清洁车为主，其负载大，负重多，清洁环境恶劣(包括凹坑、爬坡路段等)，因此需要具有较好的驱动力以及爬坡越障功能。现有的大型室外清洁机器人主要包括三种类型的驱动系统。类型1：依靠前、左、右轮三个伺服电机控制车辆的速度及转向，这种结构优点是控制灵活，但整车成本较高，控制软件复杂且需要与车辆进行反复的调试匹配；类型2：后轮无动力，依靠前轮作为驱动电机兼具转向功能，这种结构特点是成本低、控制简单，但爬坡、过减速带等越障能力弱；类型3：前轮采用万向轮不带动力及主动转向功能，后轮采用左、右两个伺服电机为整车提供动力，其缺点是整车带载能力弱，尤其是当前轮负载过重时整车转向不灵活，容易失控。

技术实现要素：

针对背景技术中的技术问题，本实用新型提供了一种成本低、控制简单的自动行驶装置的驱动系统及自动行驶装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种自动行驶装置的驱动系统，包括控制器组件、驱动器组件、后轮驱动电机、前轮转向电机、左后轮、右后轮和前轮；所述后轮驱动电机用于驱动所述左后轮和所述右后轮转动；所述前轮转向电机用于驱动所述前轮转向；所述控制器组件的输出端连接所述驱动器组件的输入端；所述驱动器组件的第一输出端连接所述后轮驱动电机的输入端；所述驱动器组件的第二输出端连接所述前轮转向电机的输入端。

进一步地，为了便于驱动控制和维修，所述驱动器组件包括第一驱动器和第二驱动器；所述第一驱动器的输出端连接所述后轮驱动电机的输入端；所述第二驱动器的输出端连接所述前轮转向电机的输入端。

进一步地，为了将后轮驱动电机的功率按需传递至左后轮和右后轮，所述后轮驱动电机用于传递功率至后桥差速器；所述后桥差速器用于分配功率，并将分配后的功率分别传递至所述左后轮和所述右后轮。

进一步地，为了便于实现控制和维修，所述控制器组件包括通信连接的第一控制器和第二控制器，所述第二控制器的输出端连接所述第一驱动器的输入端和所述第二驱动器的输入端。

进一步地，为了能够感应周围环境信息以及便于加密等，所述第一控制器包括导航设备接口、激光设备接口、加密狗接口、雷达接口和至少一个集线器接口。

进一步地，为了增强接口通用性，所述加密狗接口、所述雷达接口和至少一个所述集线器接口均为usb接口。

进一步地，为了与外界通信、获取外部图像以及感知周围环境等，所述第二控制器包括信息交互接口、图像获取接口、传感器接口、电池调试接口和至少一个编码器接口。

进一步地，为了便于输入指令，所述第二驱动器内设有转向编码器接口。

进一步地，为了更好的实现清洁功能，所述第一驱动器的输出端还连接吸风电机、举升电机、主刷电机、边刷电机和箱门电机。

本实用新型还公开了一种自动行驶装置，应用了上述任一所述的自动行驶装置的驱动系统。

采用上述技术方案，本实用新型提供的自动行驶装置的驱动系统具有如下有益效果：本实用新型涉及的驱动系统通过将控制器组件的输出端连接驱动器组件的输入端，由控制器组件下发驱动指令到驱动器组件；通过将驱动器组件的第一输出端连接后轮驱动电机的输入端；驱动器组件接收到行走指令时，发送行走指令至后轮驱动电机，后轮驱动电机开始工作，并将功率传递至左后轮和右后轮；通过将驱动器组件的第二输出端连接前轮转向电机的输入端，驱动器组件接收到转向指令时，发送转向指令至前轮转向电机，前轮转向电机开始工作，并带动前轮转向。本实用新型中左后轮和右后轮负责提供动力，而前轮不带动力，只负责控制转向。本实用新型成本低，控制简单。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，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它附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种自动行驶装置的驱动系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种自动行驶装置的驱动系统中将功率传递至左后轮和右后轮的结构示意图；

图3为图1中驱动器组件的结构示意图；

图4为图1中控制器组件的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种自动行驶装置的驱动系统的功能拓展后的结构示意图。

图中：1-控制器组件、2-驱动器组件、3-后轮驱动电机、4-前轮转向电机、5-左后轮、6-右后轮、7-前轮、8-后桥差速器、9-吸风电机、10-举升电机、13-主刷电机、14-边刷电机、15-箱门电机、11-第一控制器、12-第二控制器、21-第一驱动器、22-第二驱动器、111-导航设备接口、112-激光设备接口、113-加密狗接口、114雷达接口、115-集线器接口、121-信息交互接口、122-图像获取接口、123-传感器接口、124-电池调试接口、125-编码器接口。

具体实施方式

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作出创造性劳动的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。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”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。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种自动行驶装置的驱动系统，包括控制器组件1、驱动器组件2、后轮驱动电机3、前轮转向电机4、左后轮5、右后轮6和前轮7；所述后轮驱动电机3用于驱动所述左后轮5和所述右后轮6转动；所述前轮转向电机4用于驱动所述前轮7转向；所述控制器组件1的输出端连接所述驱动器组件2的输入端；所述驱动器组件2的第一输出端连接所述后轮驱动电机3的输入端；所述驱动器组件2的第二输出端连接所述前轮转向电机4的输入端。通过将控制器组件1的输出端连接驱动器组件2的输入端，由控制器组件1下发驱动指令到驱动器组件2；通过将驱动器组件2的第一输出端连接后轮驱动电机3的输入端；驱动器组件2接收到行走指令时，发送行走指令至后轮驱动电机3，后轮驱动电机3开始工作，并将功率传递至左后轮5和右后轮6。通过将驱动器组件2的第二输出端连接前轮转向电机4的输入端，驱动器组件2接收到转向指令时，发送转向指令至前轮转向电机4，前轮转向电机4开始工作，并带动前轮7转向。本实用新型中左后轮5和右后轮6负责提供动力，而前轮7不带动力，只负责控制转向。本实用新型成本低，控制简单。

如图2所示，本实用新型另一实施例中，后轮驱动电机3用于传递功率至后桥差速器8；后桥差速器8用于分配功率，并将分配后的功率分别传递至所述左后轮5和所述右后轮6。具体地，后轮驱动电机3可以通过内部齿轮将功率传递至后桥差速器8，后桥差速器8根据行驶阻力对接收到功率进行分别并将可以通过皮带将分配后的功率分别传递至所述左后轮5和所述右后轮6，所述左后轮5和所述右后轮6为机器人的行走提供动力。其中，后轮驱动电机3的正反转可以分别对应整车的前进和后退，当前轮7正对前方时，左后轮5和右后轮6受到的的阻力相等，此时车处于直行状态；当前轮7转向一定角度时，左后轮5和右后轮6受到的阻力不等，差速器51会分别调节左后轮5和右后轮6的转速以达到转速与阻力的平衡状态，从而实现了转向的转向控制。

如图3所示，本实用新型另一实施例中，所述驱动器组件2可以包括第一驱动器21和第二驱动器22；第一驱动器21的输出端连接所述后轮驱动电机3的输入端，由第一驱动器21接收控制器组件1的行走指令并将其发送给后轮驱动电机3；第二驱动器22的输出端连接所述前轮转向电机4的输入端，所述第二驱动器22内设有转向编码器接口。

如图4所示，本实用新型另一实施例中，控制器组件1包括通信连接的第一控制器11和第二控制器12，具体地，第一控制器11和第二控制器12可以通过网线连接；其中，第二控制器12的输出端连接第一驱动器21的输入端和第二驱动器22的输入端，此外，所述第二控制器12还包括信息交互接口121、图像获取接口122、传感器接口123(用于探测周围环境)、电池调试接口124和至少一个编码器接口125。第一控制器11包括导航设备接口111、激光设备接口112、加密狗接口113、雷达接口114和至少一个集线器接口115，其中，所述加密狗接口113、所述雷达接口114和至少一个所述集线器接口115可以为usb接口。第一控制器11能够通过连接于激光设备接口112的激光设备、连接于雷达接口114的雷达设备等器件传来的信息感知周围环境并确定自身位置，第二控制器12能够通过连接于图像获取接口122(可以分别保护前置摄像头和后置摄像头)的图像获取设备获取周围环境信息；控制器组件1将以上信息与接收到的工作指令进行对比后，规划出最佳工作路径(包括行走路径和转向路径)，并在路径确定后将工作指令发送至相应的驱动器(第一驱动器21或第二驱动器22)，再由相应的驱动器发送相应的工作指令，即由第一驱动器21发送行走指令至后轮驱动电机3；由第二驱动器22发送转向指令至前轮转向电机4。

如图5所示，在本实用新型另一实施例中，第一驱动器21的输出端还能够连接吸风电机9、举升电机10、主刷电机13、边刷电机14和箱门电机15等，能够进一步为自动行驶装置赋予多种功能。

本实用新型实施例还公开了一种自动行驶装置，应用了上述的自动行驶装置的驱动系统。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。