CN102749921B - 无人搬运车的定向和万向轮互变装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无人搬运车的定向和万向轮互变装置，包括安装在无人搬运车底盘底部前后两端的万向轮，所述万向轮的万向轴伸至底盘上方，万向轴的外周至少包括平面和圆弧面，底盘上还对应万向轮设置有顶针，顶针前后滑动设置在推板上、并一端指向所述万向轴外周，推板前后滑动设置在底盘上、并通过丝杆传动副与驱动电机的电机轴连接，驱动电机固定设置在底盘上，推板前后两侧设置有行程开关，行程开关与驱动电机电性连接。此款定向和万向轮互变装置依据万向轮自身具有的方向选择功能，利用电机正反转带动丝杆转动，通过顶针压紧万向轮的万向轴，使之万向变定向，实现AGV小车双向移动过程中的稳定性，且降低车身高度。
Description
技术领域
本发明涉及一种无人搬运车，具体涉及一种无人搬运车的定向和万向轮互变装置。
背景技术
目前，无人搬运车（AGV ）行走方式主要为单向行走和双向行走；单向行走的无人搬运车，主要是在车身前段安装万向轮，后段设置定向轮，车身中段含有一个灵活的差速驱动单元（即：一个主动轮机构），其优点是车身平衡、拐弯半径小等，但无法实现双向行走；而传统的双向行走无人搬运车，则通过在车身底部安装两个差速驱动单元（即：两个主动轮机构）, AGV 虽然能实现双向行走，但鉴于车身上应用了两个驱动单元，造成结构复杂、成本高，不利于产品的推广使用。
中国专利号：201020193722.0，公开了一种名称为“用于无人搬运车上的万向与定向轮自动切换装置”的发明专利，其授权公告日：2011年1 月12日，公告号：CN201707606U，其结构包括壳体，设置于壳体内的传动机构，与传动机构连接、位于壳体两侧的销轴，所述传动机构由齿轮及与齿轮啮合连接的第一、第二两根齿条构成，所述第一齿条的端部与一侧所述销轴连接，而所述第二齿条的端部与另一侧的所述销轴连接；所述传动机构的两侧分别设有一限位传感器，每一所述行程传感器的触点分别与对应侧的齿条相配合，所述行程传感器的输出端与所述电机的控制器连接；此款无人搬运车，通过改变电机的转向，使齿条带动销轴伸展与收缩，与万向轮上的销孔配合，实现万向与定向之间的自动切换，使AGV 车（无人搬运车）在一套动力系统下具有双向运动的功能，在一定程度上降低成本。
但是，采用上述万向与定向轮自动切换装置的无人搬运车，仍存在以下不足之处：( 1 ）万向与定向轮之间的切换，是通过齿条带动销轴作轴向伸展和收缩，与万向轮上的（轴向）销孔配合实现，AGV 车在使用时，万向轮往往要承受很大的载重量，然而，销轴的轴向承受力有限，采用上述结构的无人搬运车，给使用造成极大的制约；( 2 ）鉴于切换装置通过齿轮带动齿条使销轴作轴向伸展和收缩，因此，在使用时，齿轮与齿条的啮合会产生较大的噪音；再有，为满足精确控制的需要，齿条的质量要求较高，加工工艺复杂，而且齿条需要由步进电机带动（齿轮），步进电机的成本不但较高，而且耗电量大，不利于产品的推广使用；( 3 ) 若齿条改由直流电机带动，为达到精确控制的需要，必须使用闭环控制系统，但闭环控制系统的价格较高，若改由价格较低的开环控制系统，则无法满足精确控制的要求。
另外，针对上述结构的不足，本公司设计一种通过两端的定向轮提升装置实现定向变万向，但该结构复杂、成本较高、稳定性较差。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种结构简单、合理，成本低、稳定性强，还降低了AGV车身所占有的空间高度，增加AGV使用范围的无人搬运车的定向和万向轮互变装置。
本发明的目的是这样实现的。
无人搬运车的定向和万向轮互变装置，包括安装在无人搬运车底盘底部前后两端的万向轮，其特征是，所述万向轮的万向轴伸至底盘上方，万向轴的外周至少包括平面和圆弧面，底盘上还对应万向轮设置有顶针，顶针前后滑动设置在推板上、并一端指向所述万向轴外周，推板前后滑动设置在底盘上、并通过丝杆传动副与驱动电机的电机轴连接，驱动电机固定设置在底盘上，推板前后两侧设置有行程开关，行程开关与驱动电机电性连接。此款定向和万向轮互变装置依据万向轮自身具有的方向选择功能，利用电机正反转带动丝杆转动，通过顶针压紧万向轮的万向轴，使之万向变定向，实现AGV小车双向移动过程中的稳定性。
本发明的目的还可以采用以下技术措施解决。
作为更具体的一种方案，所述顶针指向所述万向轴外周的一端上设置有顶触头，顶触头的外端面为平面、并指向所述万向轴外周，顶触头的内端面与推板之间还设置有弹簧。
所述顶针通过法兰轴承与推板连接。
所述驱动电机通过电机支架固定设置在底盘上，电机轴依次通过减速机、联轴器与丝杆传动副的丝杆连接，丝杆传动副的螺母设置在推板上。
所述万向轮包括轮体、轮座、法兰盘、平面止推轴承、深沟轴承和所述万向轴，轮体转动设置在轮座中，轮座顶面与万向轴下端焊接，万向轴上端依次穿过平面止推轴承、法兰盘和深沟轴承，平面止推轴承和深沟轴承的外圈和内圈分别与法兰盘和万向轴固定连接，法兰盘还与底盘固定连接。
所述底盘上设置有前后指向的导向轴，导向轴承接在轴座上，轴座与底盘固定连接，推板与导向轴前后滑动配合。
所述底盘分为前底盘和后底盘，前、后底盘上均设置有所述导向轴，推板由连杆连接成一体的前推板和后推板构成，前、后推板分别与前、后底盘上的导向轴滑动连接，驱动电机与前推板传动连接，后推板上设置有与行程开关碰触的挡块，行程开关通过开关支架固定设置在后底盘上。
本发明的有益效果如下。
（1）此款定向和万向轮互变装置依据万向轮自身具有的方向选择功能，利用电机正反转带动丝杆转动，通过顶针压紧万向轮的万向轴，使之万向变定向，实现AGV小车双向移动过程中的稳定性。
（2）顶针通过推板带动，推板通过丝杆传动副与驱动电机传动连接，其控制精度高，噪音小。
（3）此款AGV小车无需通过提升装置来实现万向转定向，因此，车身高度可做得很矮，其所占空间高度较低，使兼有定向轮、万向轮互换功能的AGV使用场所更广，且有效降低制造成本。
附图说明
图1为本发明一实施例结构示意图。
图2为图1前半部分放大结构示意图。
图3为图2中A处放大结构示意图。
图4为万向轮主视结构示意图。
图5为图1后半部分放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
如图1至图5所示，本无人搬运车的定向和万向轮互变装置，包括安装在无人搬运车（AGV）底盘底部前后两端的万向轮9，所述万向轮9的万向轴91伸至底盘上方，万向轴91的外周至少包括平面912和圆弧面911，底盘上还对应万向轮9设置有顶针61，顶针61前后滑动设置在推板上、并一端指向所述万向轴91外周，推板前后滑动设置在底盘上、并通过丝杆传动副与驱动电机21的电机轴连接，驱动电机21固定设置在底盘上，推板前后两侧设置有行程开关8，行程开关8与驱动电机电性连接。
所述顶针61指向所述万向轴91外周的一端上设置有顶触头611，顶触头611的外端面为平面、并指向所述万向轴91外周，顶触头611的内端面与推板之间还设置有弹簧62。
所述顶针61通过法兰轴承63与推板连接。
所述驱动电机21通过电机支架3固定设置在底盘上，电机轴依次通过减速机22、联轴器23与丝杆传动副的丝杆24连接，丝杆传动副的螺母25设置在推板上。
所述万向轮9包括轮体92、轮座93、法兰盘95、平面止推轴承96、深沟轴承94和所述万向轴91，轮体92转动设置在轮座93中，轮座93顶面与万向轴91下端焊接，万向轴91上端依次穿过平面止推轴承96、法兰盘和深沟轴承94，平面止推轴承96和深沟轴承94的外圈和内圈分别与法兰盘95和万向轴91固定连接，法兰盘95还与底盘固定连接。上述万向轮设置有四个，分别是前端左右两侧各一个，后端左右两侧各一个。
所述底盘上设置有前后指向的导向轴71，导向轴71承接在轴座72上，轴座72与底盘固定连接，推板与导向轴71前后滑动配合。
所述底盘分为前底盘11和后底盘12，前、后底盘上均设置有所述导向轴71，推板由左右两根连杆5连接成一体的前推板41和后推板42构成，前、后推板分别与前、后底盘上的导向轴71滑动连接，驱动电机21与前推板41传动连接，后推板42上设置有与行程开关8碰触的挡块43，行程开关8通过开关支架10固定设置在后底盘12上。
其工作原理是：当AGV确认的行驶方向后，该装置将作出相对应的调整，启动电机的正（反）转，通过推板带动顶针移动、并通过顶针端部的顶触头顶住万向轴的平面，当挡块接触了行程开关之后，电机停止转动；如果万向轴外周的平面没有被顶触头顶正位置，由于顶针的顶触头背面与推板之间存在弹簧，顶针具有一定的浮动位移，当AGV启动的瞬间，万向轮的方向将发生改变，此时万向轴上的平面将对正顶触头的平面，使得万向轮定格成定向轮。
Claims (7)
1.无人搬运车的定向和万向轮互变装置，包括安装在无人搬运车底盘底部前后两端的万向轮（9），其特征是，所述万向轮（9）的万向轴（91）伸至底盘上方，万向轴（91）的外周至少包括平面（912）和圆弧面（911），底盘上还对应万向轮（9）设置有顶针（61），顶针（61）前后滑动设置在推板上、并一端指向所述万向轴（91）外周，推板前后滑动设置在底盘上、并通过丝杆传动副与驱动电机（21）的电机轴连接，驱动电机（21）固定设置在底盘上，推板前后两侧设置有行程开关（8），行程开关（8）与驱动电机电性连接。
2.根据权利要求1所述无人搬运车的定向和万向轮互变装置，其特征是，所述顶针（61）指向所述万向轴（91）外周的一端上设置有顶触头（611），顶触头（611）的外端面为平面、并指向所述万向轴（91）外周，顶触头（611）的内端面与推板之间还设置有弹簧（62）。
3.根据权利要求1所述无人搬运车的定向和万向轮互变装置，其特征是，所述顶针（61）通过法兰轴承（63）与推板连接。
4.根据权利要求1所述无人搬运车的定向和万向轮互变装置，其特征是，所述驱动电机（21）通过电机支架（3）固定设置在底盘上，电机轴依次通过减速机（22）、联轴器（23）与丝杆传动副的丝杆（24）连接，丝杆传动副的螺母（25）设置在推板上。
5.根据权利要求1所述无人搬运车的定向和万向轮互变装置，其特征是，所述万向轮（9）包括轮体（92）、轮座（93）、法兰盘（95）、平面止推轴承（96）、深沟轴承（94）和所述万向轴（91），轮体（92）转动设置在轮座（93）中，轮座（93）顶面与万向轴（91）下端焊接，万向轴（91）上端依次穿过平面止推轴承（96）、法兰盘和深沟轴承（94），平面止推轴承（96）和深沟轴承（94）的外圈和内圈分别与法兰盘（95）和万向轴（91）固定连接，法兰盘（95）还与底盘固定连接。
6.根据权利要求1所述无人搬运车的定向和万向轮互变装置，其特征是，所述底盘上设置有前后指向的导向轴（71），导向轴（71）承接在轴座（72）上，轴座（72）与底盘固定连接，推板与导向轴（71）前后滑动配合。
7.根据权利要求6所述无人搬运车的定向和万向轮互变装置，其特征是，所述底盘分为前底盘（11）和后底盘（12），前、后底盘上均设置有所述导向轴（71），推板由连杆（5）连接成一体的前推板（41）和后推板（42）构成，前、后推板分别与前、后底盘上的导向轴（71）滑动连接，驱动电机（21）与前推板（41）传动连接，后推板（42）上设置有与行程开关（8）碰触的挡块（43），行程开关（8）通过开关支架（10）固定设置在后底盘（12）上。
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