全文摘要
本实用新型公开了一种用于室外无人送货的电动车底盘，包括车架、电池及电池快换机构、转向机构、制动机构、悬挂机构、驱动机构、电气控制系统和安全防护系统；底盘采用承载式车架，存放货物的货厢放置在车架上方，电池及控制系统固定于车架内部，电气控制系统、电机均由电池提供电力；电气控制系统通过总线通讯对电机进行实时控制。本实用新型的电动车底盘具有越障和爬坡能力，能够适应城市道路和街区环境，并具有日常防水能力，满足市区货物自动配送的需要。
设计方案
1.一种用于室外无人送货的电动车底盘，其特征在于，包括车架(1)、转向机构(2)、制动机构(3)、驱动机构、悬挂机构、电池(7)、电池快换机构(8)、电气控制系统(4)和安全防护系统；所述转向机构(2)、制动机构(3)、驱动机构和安全防护系统均与电气控制系统(4)相连，电气控制系统(4)与电池(7)相连；
所述转向机构(2)位于前桥上部，包括转向电机(14)、减速器(15)、减速器支架(16)、第一球铰(17)、摆臂(18)、可调拉杆(19)、第二球铰(20)、羊角(21)和横拉杆(22)；转向电机(14)与减速器(15)连接，减速器(15)通过减速器支架(16)固定在前桥轴，摆臂(18)连接减速器(15)的输出轴和第一球铰(17)，可调拉杆(19)连接第一球铰(17)和第二球铰(20)，第二球铰(20)与羊角(21)相连，两侧车轮的羊角(21)通过横拉杆(22)相连；
所述制动机构(3)位于车体内部，包括制动电机(26)、L型支撑架(27)、直线推杆(23)、刹车连杆(28)和制动主缸(25)；制动电机(26)与直线推杆(23)固定，电机输出轴连接直线推杆(23)输入端，将转动变换为直线运动；直线推杆(23)和制动主缸(25)通过L型支撑架(27)固定在车架上，直线推杆输出轴通过刹车连杆(28)连接到制动主缸(25)的活塞；
所述电池(7)和电池快换机构(8)位于车架内部；电池快换机构(8)包括导轨，电池(7)放置于电池舱内部，电池舱通过导轨与车架固定；
所述安全防护系统由触边传感器(6)、保险杠、电磁制动器组成，保险杠与车架连接，分别位于车架前后；保险杠内部安装有触边传感器(6)；电磁制动器安装在主驱电机尾部，电磁制动器摩擦片通过键与电机轴连接；触边传感器(6)检测到碰撞后，电磁制动器制动；
所述电气控制系统(4)放置于电控箱内部，通过控制电机的转速和转角从而控制车辆的运动速度、刹车力量和转向方向；
所述车架(1)通过悬挂机构与前后桥相连。
2.根据权利要求1所述的用于室外无人送货的电动车底盘，其特征在于，所述转向电机(14)为交流伺服电机，搭配绝对值编码器。
3.根据权利要求1所述的用于室外无人送货的电动车底盘，其特征在于，悬挂机构采用非独立式悬挂。
4.根据权利要求1所述的用于室外无人送货的电动车底盘，其特征在于，电池快换机构(8)的导轨由锁紧机构和手柄组成，按下手柄打开锁紧机构，可抽出电池舱。
5.根据权利要求1所述的用于室外无人送货的电动车底盘，其特征在于，电控箱放置于车架中间一侧，通过螺钉与车架相连。
6.根据权利要求5所述的用于室外无人送货的电动车底盘，其特征在于，进出电控箱的电缆均通过防水连接器引出。
7.根据权利要求1所述的用于室外无人送货的电动车底盘，其特征在于，可调拉杆(19)的长度可调节，从而调整前轮的前束角。
8.根据权利要求1所述的用于室外无人送货的电动车底盘，其特征在于，安全防护系统还包括急停开关，用于紧急制动。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于无人配送电动车技术领域，具体涉及一种用于室外无人送货的电动车底盘。
背景技术
电子商务的迅猛发展对快递物流行业提出了更高的要求，其中市内和园区配送目前完全由人工完成，不仅效率较低，而且所需人工成本较高。为了解决配送领域“最后一公里”的问题，提出一种无人自动配送车辆底盘。
现有无人配送电动车底盘普遍是在传统汽车底盘的基础上改进而来，其采用方向机作为转向机构，并由直流有刷电机提供动力。方向机的齿隙大，造成转向传动误差较大，而且直流电机的控制精度较低，无法满足无人驾驶的精度要求；刹车系统采用步进电机模拟人脚运动带动刹车板转动，从而使控制卡钳刹车，其缺点是无法精确控制刹车力度，导致车辆的加速度无法动态调节。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于室外无人送货的电动车底盘，用以解决现有配送电动车转向运动精度低、制动性能不足的问题，并解决现有城区人工配送货物的不便。
实现本实用新型目的的技术方案为：一种用于室外无人送货的电动车底盘，所述电动车底盘包括车架、转向机构、制动机构、驱动机构、悬挂机构、电池、电池快换机构、电气控制系统和安全防护系统；所述转向机构、制动机构、驱动机构和安全防护系统均与电气控制系统相连，电气控制系统与电池相连；
所述转向机构位于前桥上部，包括转向电机、减速器、减速器支架、第一球铰、摆臂、可调拉杆、第二球铰、羊角和横拉杆；转向电机与减速器连接，减速器通过减速器支架固定在前桥轴，摆臂连接减速器的输出轴和第一球铰，可调拉杆连接第一球铰和第二球铰，第二球铰与羊角相连，两侧车轮的羊角通过横拉杆相连；
所述制动机构位于车体内部，包括制动电机、L型支撑架、直线推杆、刹车连杆和制动主缸；制动电机与直线推杆固定，电机输出轴连接直线推杆输入端，将转动变换为直线运动；直线推杆和制动主缸通过L型支撑架固定在车架上，直线推杆输出轴通过刹车连杆连接到制动主缸的活塞；
所述电池和电池快换机构位于车架内部；电池快换机构包括导轨，电池放置于电池舱内部，电池舱通过导轨与车架固定；
所述安全防护系统由触边传感器、保险杠、电磁制动器组成，保险杠与车架连接，分别位于车架前后；保险杠内部安装有触边传感器；电磁制动器安装在主驱电机尾部，电磁制动器摩擦片通过键与电机轴连接；触边传感器检测到碰撞后，控制系统控制电磁制动器制动；
所述电气控制系统放置于电控箱内部，通过控制电机的转速和转角从而控制车辆的运动速度、刹车力量和转向方向；
所述车架通过悬挂机构与前后桥相连。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：(1)本实用新型的电动车底盘采用伺服电机驱动转向机构和刹车机构，其精度高、控制可靠；(2)底盘重心低、结构强度高；(3)电气系统放置在防水的电控箱中，能达到日常生活防水等级。
附图说明
图1是无人配送电动车底盘前视时的平面立体图。
图2是无人配送电动车底盘前视时的立体图。
图3是无人配送电动车底盘左视图。
图4是无人配送电动车转向机构局部视图。
图5是无人配送电动车刹车机构局部视图。
具体实施方式
如图1所示，一种用于室外无人送货的电动车底盘，所述电动车底盘包括车架1、转向机构2、制动机构3、驱动机构、悬挂机构、电池7、电池快换机构8、电气控制系统4和安全防护系统；所述转向机构、制动机构、驱动机构和安全防护系统均与电气控制系统4相连，电气控制系统4与电池相连；驱动机构包括主驱电机和变速箱；
所述转向机构位于前桥上部，包括转向电机14、减速器15、减速器支架16、第一球铰17、摆臂18、可调拉杆19、第二球铰20、羊角21和横拉杆22；转向电机14与减速器15连接，减速器15通过减速器支架16固定在前桥轴，摆臂18连接减速器15的输出轴和第一球铰17，可调拉杆19连接第一球铰17和第二球铰20，第二球铰20与羊角21相连，两侧车轮的羊角通过横拉杆22相连；
所述制动机构位于车体内部，包括制动电机26、L型支撑架27、直线推杆23、刹车连杆28和制动主缸25；制动电机26与直线推杆23固定，电机输出轴连接直线推杆23输入端，将转动变换为直线运动；直线推杆23和制动主缸25通过L型支撑架27固定在车架上，直线推杆输出轴通过刹车连杆28连接到制动主缸25的活塞；
所述电池7和电池快换机构8位于车架内部；电池快换机构8包括导轨，电池7放置于电池舱内部，电池舱通过导轨与车架固定；导轨由锁紧机构和手柄组成，按下手柄打开锁紧机构，可抽出电池舱；将电池放置在电池舱中，推入到底部并松开手柄可锁紧电池舱。
所述安全防护系统由触边传感器6、保险杠、电磁制动器组成，保险杠与车架连接，分别位于车架前后；保险杠内部安装有触边传感器6；电磁制动器安装在主驱电机尾部，电磁制动器摩擦片通过键与电机轴连接；触边传感器检测到碰撞后，控制系统控制电磁制动器制动。
所述电气控制系统放置于电控箱内部，控制电机的转速和转角从而控制车辆的运动速度、刹车力量和转向方向，包括断路器、接触器、电压变换模块、继电器、VCU；所述VCU通过CAN总线与转向电机驱动器、制动电机驱动器及主驱电机驱动器9通信，实现速度或位置闭环控制。
所述车架通过悬挂机构与前后桥相连；
进一步的，所述转向电机14为交流伺服电机，搭配绝对值编码器。
进一步的，悬挂机构采用非独立式悬挂。
进一步的，电控箱放置于车架中间一侧，通过螺钉与车架相连。
进一步的，进出电控箱的电缆均通过防水连接器引出。
进一步的，可调拉杆19的长度可以调节，从而调整前轮的前束角。
进一步的，安全防护系统还包括急停开关，用于紧急制动。
进一步的，主驱电机装有抱闸，如果车辆在斜坡上行驶过程中出现故障导致失去动力，抱闸可以失电自动抱死，防止车辆溜坡。按下急停开关可以触发抱闸。此外，电池损坏无法供电时，抱闸也会自动工作，防止在下坡时失去控制。
下面结合实施例对本实用新型进行详细说明。
实施例
如图1、图2所示，一种无人配送电动车底盘，包括：车架1、转向机构2、刹车机构3、电控箱4、主驱电机5、保险杠6、电池7和电池快换机构8。所述电控箱4固定在车架1左侧，电控箱侧面设有箱门，能够从侧面打开，方便对内部电气元件检修更换。电控箱4与电池7、转向电机、刹车电机、主驱电机、触边传感器相连。
电池7放置在电池快换机构8上方，电池快换机构8固定在车架右侧。按压电池快换机构8可以将电池7经过快换机构内部的导轨拉出，进行更换。
如图3所示，转向及刹车电机驱动器10、接触器11、断路器12、VCU车载控制器 13固定在电控箱内部。电池7通过断路器12和接触器11给电机驱动器和VCU供电。
如图4所示，转向机构由转向电机14、减速器15、减速器支架16、球铰17、摆臂 18、可调拉杆19、球铰20、羊角21和横拉杆22组成。转向电机14与减速器15连接，减速器15通过支架16固定在前桥轴。摆臂18连接减速器15的输出轴和球铰17，可调拉杆19连接球铰17和球铰20。球铰20与羊角相连，两侧车轮的羊角通过横拉杆22 相连。可调拉杆19的长度可以调节，从而调整前轮的前束角。
如图5所示，刹车机构由推杆23、刹车主缸25、刹车电机26、L型支架27和连杆 28组成。刹车电机26固定在推杆23上，推杆23和刹车主缸25均固定在L型支架27 上，L型支架27固定在车架的主梁29上。推杆23的输出轴通过连杆28与刹车主缸25 的输入轴相连。刹车时，刹车主缸25中的活塞受到推杆23输出轴的挤压，将刹车油通过出油口24压缩到刹车前后轮上的刹车卡钳上，实现刹车。
急停开关、触边传感器6、保险杠、主驱电机抱闸构成了安全防护系统。底盘前后均装有保险杠、保险杠内部嵌入了触边传感器6。在车辆行驶过程中，如果碰到行人或其它障碍物，触边传感器6会受到挤压，从而产生触发信号，VCU根据这一开关量信号进行刹车以紧急制动。紧急情况下，按下车辆上的急停开关或者远程无线急停遥控，车辆也会采取紧急制动措施。主驱电机装有抱闸，如果车辆在斜坡上行驶过程中出现故障导致失去动力，抱闸可以失电自动抱死，防止车辆溜坡。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201822263733.0
申请日:2018-12-31
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:84(南京)
授权编号:CN209888922U
授权时间:20200103
主分类号:B62D5/04
专利分类号:B62D5/04;B60T13/66;B60R16/02
范畴分类:32B;27C;
申请人:江苏金陵智造研究院有限公司
第一申请人:江苏金陵智造研究院有限公司
申请人地址:210006 江苏省南京市秦淮区正学路1号
发明人:胡亚南;谷从文;顾亚飞;赵素素
第一发明人:胡亚南
当前权利人:江苏金陵智造研究院有限公司
代理人:陈鹏
代理机构:32203
代理机构编号:南京理工大学专利中心 32203
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
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