Chassis底盘模块概述

目标

本文将实现以下目标：

1. 基本设计思路描述
2. 通用小车底盘-刚性结构
3. 通用小车底盘-带悬架系统

摘要

在制作无人小车、智能小车时，我们通常会外购现成的车架，目的是为了快速看到小车跑起来，或者只是为了验证电驱、电控模块，并不在意车身结构如何。 毕竟，这也超出了电子的专业范围，是机械设计的专业领域了。

这里我们也是适可而止，仅在开发者的个人能力范围，或者家庭范围内，进行有限的技术延伸。

实验小车底盘

如上图所示，此类小车底盘，可以在淘宝店上自行搜索后购买。

同类型的，例如平衡车的底盘，也可以自行搜索了解。

因为此类底盘是刚性的，所以这里不做讨论。

模型文件正在制作中，敬请期待。可自行 3D 打印

力学分析

虽然我们的目的不是造一辆能够在高速上跑的大电车，而是一辆小小的无人车（一米以内长度，或载重 500 公斤以内），但这不妨碍我们在相关的技术路线上进行研究。如上图所示，行驶中的汽车会受到的力如下：

• N：路面/坡面对小车的支撑力，值为 G* cosα
• F_牵：汽车电机产生的向前驱动力
• f ：路面与轮胎产生的摩擦力
• G：小车自身的重力
• θ/α：坡的角度；上图右图中为 α

我们无法测量地面的摩擦系数，也无法预知自身重量，故需要根据期望的速度，动态调整小车驱动力，以此来避免这些参数的监测和计算。

车轮选型

• 实验室场景：无过多要求，能跑起来，有一定摩擦力/抓地强即可；
• 户外露营：有一定承重能力；
• 室内物流：通常选用承重能力强的橡胶轮胎，低噪音；
• 施工搬运：通常选用万向轮/定向轮，刚性结构；
• 轻型 AGV：需要承重量大，耐磨；
• 重型 AGV：需要承重量大，耐磨耐损，通常很多个车轮成组使用；

看了上面的图，你便能知道，有的小车，只把电机停下来，是刹不住车的，需要借助外力施加到车轮上才能刹车。

底盘

无人机在飞行过程中，通过云台或抖动算法，可以实现画面的精准稳定，对于小车来说，也有此类的应用场景。

悬架设计

车身连接结构

电机固定

网络上买来的电机，通常会缺少具体的结构图纸，有的连中心轴的直径都没有提供。所以会遇到以下问题：

• 电机与轮胎要怎么连接？
• 之前的电机卖完了，新电机尺寸不一样，要怎么固定到原来的车架上？