CN105417434B - 一种带有举升装置的搬运小车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及物流用自主移动小车技术领域，尤其是涉及一种带有举升装置的搬运小车。该搬运小车包括：车架、位于车架底部的驱动系统以及位于车架中部的举升系统；驱动系统包括至少两个分别由驱动电机采用差速方式驱动的驱动轮，以及多个辅助支撑和转向的万向轮；举升系统包括举升电机、旋转齿轮副、升降传动副、旋转升降轴以及举升板；旋转升降轴与举升板固定连接，旋转齿轮副驱动旋转升降轴旋转，升降传动副驱动旋转升降轴升降；且旋转运动与升降运动同步进行或分别进行。本发明尺寸小巧，方便灵活，适合在较小空间内行走，并通过小车车体运动和举升装置升降运动的结合，实现了一种货到人的新型搬运、分拣模式。

Description

一种带有举升装置的搬运小车
技术领域
本发明涉及物流用自主移动小车(AGV)技术领域，尤其是涉及一种带有举升装置的搬运小车。
背景技术
随着物流系统的快速发展，采用自主移动小车(AGV)搬运来代替人工已经比较普遍，同时许多搬运小车已经可以实现在已知环境中通过自主寻线等技术搬运货物。AGV具有强大的自动化集成度和现场适应性，其体积小，运行灵活，节省空间，造价和维护成本低，将成为现代化生产的发展趋势。
但这些搬运小车运动不灵活，工作手段单一，有时还是需要人工或传送带的辅助，既消耗人力，又占用了比较大的仓储面积，而且不利于小型仓储企业的空间利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有举升装置的搬运小车，通过小车车体运动和举升装置升降运动的结合，实现了一种货到人的新型搬运、分拣模式。
本发明提供的带有举升装置的搬运小车，包括：车架、位于车架底部的驱动系统以及位于车架中部的举升系统；
所述驱动系统包括至少两个分别由驱动电机采用差速方式驱动的驱动轮，以及多个辅助支撑和转向的万向轮；
所述举升系统包括举升电机、旋转齿轮副、升降齿轮副、旋转升降装置以及举升板；所述旋转升降装置与举升板固定连接，所述旋转齿轮副驱动旋转升降装置旋转，所述升降齿轮副驱动旋转升降装置升降；且所述旋转运动与升降运动同步进行或分别进行。
进一步的，所述车架主体由顶部面板和前后挡板连接而成；
所述举升系统固定在所述面板的中部；
所述驱动系统为两组，对称固定在面板下表面的两侧；
所述前挡板或后挡板上设置一凹槽，用于安装电源及控制设备。
进一步的，所述举升系统还包括固定于所述面板上的安装板；
所述举升电机设置在安装板的下方，旋转齿轮副、升降齿轮副以及旋转升降装置均设置于安装板的上方。
进一步的，所述驱动系统包括驱动电机、由导套安装板、两个侧板和两个前后板围成的底部开放的框体以及安装在所述框体内的驱动轮、主动齿轮及从动齿轮；
所述驱动轮部分从所述框体的底部伸出；所述驱动轮通过驱动轮轴与从动齿轮连接，从动齿轮通过从动轮轴与轴承连接，轴承固定在所述侧板上；从动齿轮与主动齿轮啮合，主动齿轮通过驱动轮轴与驱动电机连接；
所述框体的导套安装板固接在所述面板的下表面；所述框体内的前后两端分别固装一个安装座，并在各安装座上分别固装一上端穿过导套安装板的导柱；弹簧位于安装座与导套安装板之间，并套装于导柱上；在导套安装板的上方固定轴承安装座，并安装套装在导柱上的直线轴承及限位板。
进一步的，所述两个侧板之间还设置定距板。
进一步的，所述万向轮为偶数个，每两个万向轮为一组，以同轴的方式分别设置在所述前后挡板的底面上。
进一步的，所述两组驱动系统的驱动轮同轴布置，且两个驱动电机分别设置编码器。
进一步的，所述举升系统还包括电磁离合器和导向装置；所述旋转升降装置包括升降组件、升降丝杠和升降螺母；
所述举升电机驱动旋转齿轮副旋转，或通过电磁离合器同时驱动旋转齿轮副与升降齿轮副旋转；
所述旋转齿轮副的从齿轮与升降组件固接，升降组件顶部与举升板固定连接，带动举升板旋转；
所述升降齿轮副的从齿轮与升降丝杠固定连接，升降螺母与升降丝杠螺纹连接，且导向装置限制升降螺母的转动，使升降丝杠转动时驱动升降螺母做直线运动，从而使升降螺母带动升降组件升降。
进一步的，所述升降组件的内壁固接升轴承和降轴承；所述升降螺母卡在所述升轴承与降轴承之间，通过升轴承与降轴承带动升降组件运动。
进一步的，所述电磁离合器、升降齿轮副的主齿轮以及旋转齿轮副的主齿轮依次安装在所述举升电机的输出轴上；
所述电磁离合器及旋转齿轮副的主齿轮与所述输出轴为固定连接，所述升降齿轮副的主齿轮通过轴承与所述输出轴连接；所述电磁离合器在通电时，电磁离合器通过吸力带动升降齿轮副的主齿轮一起转动。
本发明的有益效果为：
本发明整体尺寸小巧，方便灵活，很适合在较小空间内行走；同时优化了举升系统，利用丝杠原理对负载货物进行举升，制作简单，造价和维护成本低，可应用于物流仓储、生产制造等应用领域。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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他的附图。
图1为本发明实施例提供的搬运小车整体结构的第一角度轴侧图；
图2为本发明实施例提供的搬运小车整体结构的第二角度轴侧图；
图3为本发明实施例提供的搬运小车的驱动系统的轴侧图；
图4为本发明实施例提供的搬运小车的举升系统的轴侧图；
图5为图4所示的举升系统(不包括编码器和同步带)的剖视图。
附图标记：
1-车架；1011-前挡板；
1012-后挡板；102-面板；
1031、1032-导套安装板；
1041、1042、1043、1044-侧板；
1051、1052、1053、1054-前后板；
1061、1062-弹簧；
1071、1072、1073、1074-安装座；
1081、1082、1083、1084-万向轮；
109-凹槽；
2-驱动系统；2011、2012-驱动轮；
202-主动齿轮；203-从动齿轮；
204-主动轮轴；205-从动轮轴；
206-轴承挡板；207-定距板；
2081、2082-限位板；2091、2092-直线轴承；
2101、2102-轴承安装座；2111、2112-导柱；
212-轴承座；
3-举升系统；301-举升电机；
302-编码器；304-同步带；
3031、3032、3033、3034、3035、3036-定距套；
305-安装板；307-轴承座；
3061-升降齿轮副主齿轮；3062-旋转齿轮副主齿轮；
3063-旋转齿轮副从齿轮；3064-升降齿轮副从齿轮；
308-输出轴上轴承；309-举升板；
310-旋转主轴；3111-升降丝杠；
3112-升降螺母；3121-升轴承；
3122-降轴承；3131-导向柱；
3132-导向滑块；314-举升电机输出轴；
3151-电磁离合器铁芯；3152-衔铁；
316-输出轴下轴承。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为本发明实施例提供的搬运小车整体结构的第一角度轴侧图；图2为本发明实施例提供的搬运小车整体结构的第二角度轴侧图；图3为本发明实施例提供的搬运小车的驱动系统的轴侧图；图4为本发明实施例提供的搬运小车的举升系统的轴侧图；图5为图4所示的举升系统(不包括编码器和同步带)的剖视图。
参见图1和图2所示，车架1由面板102和前挡板1011、后挡板1012通过螺栓连接而成，分为上、中、下三层。举升系统3通过安装板305和螺栓固定在面板102的上层。驱动系统2通过导套安装板1031、1032固定在面板102的下层，并分布在车架1的左右两侧，呈对称分布。凹槽109设置在车架1的前挡板1011上，可以安装电源、工控机等控制设备。
举升系统3中的举升电机301通过螺栓和定距套3031、3032、3033、3034与安装板305连接，编码器302和同步带304通过带轮连接，并分布在车架1的内部下层。
万向轮1081、1082、1083、1084呈矩形分布在车体前挡板1011及后挡板1012的下方，并通过螺栓与前挡板1011或后挡板1012连接。万向轮1081与万向轮1082同轴，万向轮1083与万向轮1084同轴。
驱动轮2011、2012分别固定在小车两侧。以左侧的驱动系统2为例，驱动轮2011通过驱动轮轴与从动齿轮203连接，从动齿轮203通过从动轮轴205与轴承连接，轴承通过与轴承挡板206连接固定在侧板1042上，从动齿轮203与主动齿轮202啮合，主动齿轮202通过主动轮轴204与驱动电机连接。
定距板207通过螺栓与导套安装板1031连接。上述传动部分通过轴承座212固定在由导套安装板1031、侧板1041、1042和前后板1051、1052形成的箱形空间内。
驱动轮2011部分从所述箱形空间的底部伸出；导套安装板1031固接在面板102的下表面；前后板1051、1052附近分别固装一个安装座1071和1072，并在安装座1071和1072上分别固装一上端穿过导套安装板1031的导柱2111、2112；弹簧1061、1062位于安装座1071、1072与导套安装板1031之间，并套装与导柱2111、2112上；在导套安装板1031的上方固定轴承安装座2101、2102，并安装套装在导柱2111、2112上的直线轴承2091、2092及限位板2081、2082。
右侧的驱动系统包括由导套安装板1032、侧板1043、1044和前后板1053、1054形成的箱形空间内，并设置安装座1073、1074。且左右两侧的驱动轮2012和2011同轴。驱动轮2011、2012的驱动电机固连的编码器，自带编码反馈功能。
在小车的底盘结构中，本小车采用了独特的六轮结构，包括驱动轮2011、2012、万向轮1081、1082、1083、1084，驱动轮2011、2012采用差速驱动，万向轮1081、1082、1083、1084辅助支撑。通过驱动轮2011、2012的差速驱动，加以万向轮1081、1082、1083、1084的配合，可以实现小车的前进、后退、旋转等运动。以左侧驱动系统为例，弹簧1061、1062提供有一定的初始预紧力。当车体遇到陡坡和凹坑时，通过导柱2111、2112和直线轴承2091、2092的相对直线运动，由弹簧系统1061、1062提供抓地力，可以保证两驱动轮电控的一致性，确保行走精度。
举升系统3的举升电机输出轴314上依次连接有电磁离合器、升降齿轮副主齿轮3061以及旋转齿轮副主齿轮3062。其中，电磁离合器安装在安装板305上，包括电磁离合器铁芯3151以及衔铁3152。
升降齿轮副主齿轮3061通过输出轴下轴承316与举升电机输出轴314连接，且升降齿轮副主齿轮3061能够在电磁离合器通电时，在衔铁3152的吸力作用下，随着衔铁3152一起转动。
旋转齿轮副主齿轮3062设置在升降齿轮副主齿轮3061上方，与举升电机输出轴314固定连接。
举升电机输出轴314的上端设置输出轴上轴承308和轴承座307。其中，轴承座307通过定距套3035、3036固定于安装板305上。
升降齿轮副主齿轮3061与升降齿轮副从齿轮3064外啮合，并且升降齿轮副主齿轮3061的中心孔与输出轴下轴承316的外圈接触，下端面和衔铁3152接触。升降齿轮副从齿轮3064的上端面与升降丝杠3111接触并固定，下端面和固定轴承的内圈接触并固定。固定轴承的外圈固定在安装板305上。
旋转齿轮副主齿轮3062和旋转齿轮副从齿轮3063外啮合。旋转齿轮副从齿轮3063和旋转主轴310固定。
升降丝杠3111和升降螺母3112内啮合。升降丝杠3111固定在升降齿轮副从齿轮3064上。升降螺母3112两边的突缘和导向滑块3132固定，可一起在竖向的导向柱3131上做升降运动。并且升降螺母3112和升轴承3121的下端面及内圈接触，和降轴承3122的上端面及内圈接触。
旋转主轴310采用套筒式结构。升轴承3121的外圈和降轴承3122的外圈均和旋转主轴310的内壁接触。降轴承3122的下端面还与和旋转齿轮副从齿轮3063接触。在旋转主轴310的顶端固定安装举升板309。
当电磁离合器不通电时，举升电机301仅能驱动举升板309做旋转运动；当电磁离合器通电时，举升电机301将驱动举升板309同时做旋转运动与升降运动。
编码器302通过同步带304实时监测反馈举升电机301的转动情况。
在本实施例的另一个方案中，还可以不设置电磁离合器，升降齿轮副主齿轮及旋转齿轮副主齿轮均与举升电机输出轴固定连接，其他部分结构相同，举升电机将驱动举升板同时做旋转运动与升降运动。
在本实施例的另一个方案中，还可以不设置电磁离合器，升降齿轮副主齿轮及旋转齿轮副主齿轮均采用可拆卸的连接方式，根据需要仅设置升降齿轮副主齿轮，或者仅设置旋转齿轮副主齿轮，或者同事设置升降齿轮副主齿轮及旋转齿轮副主齿轮，实现举升板的单独升降、单独旋转以及同时升降及旋转的功能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种带有举升装置的搬运小车，其特征在于，包括：车架、位于车架底部的驱动系统以及位于车架中部的举升系统；
所述驱动系统包括至少两个分别由驱动电机采用差速方式驱动的驱动轮，以及多个辅助支撑和转向的万向轮；
所述举升系统包括举升电机、旋转齿轮副、升降齿轮副、旋转升降装置以及举升板；所述旋转升降装置与举升板固定连接，所述旋转齿轮副驱动旋转升降装置旋转，所述升降齿轮副驱动旋转升降装置升降；且旋转运动与升降运动同步进行或分别进行；
车架主体由顶部面板和前、后挡板连接而成；
所述举升系统固定在所述面板的中部；
所述驱动系统为两组，对称固定在面板下表面的两侧；
前挡板或后挡板上设置一凹槽，用于安装电源及控制设备；
所述驱动系统包括驱动电机、由导套安装板、两个侧板和两个前后板围成的底部开放的框体以及安装在所述框体内的驱动轮、主动齿轮及从动齿轮；
所述驱动轮部分从所述框体的底部伸出；所述驱动轮通过驱动轮轴与从动齿轮连接，从动齿轮通过从动轮轴与轴承连接，轴承固定在所述侧板上；从动齿轮与主动齿轮啮合，主动齿轮通过驱动轮轴与驱动电机连接；
所述框体的导套安装板固接在所述面板的下表面；所述框体内的前后两端分别固装一个安装座，并在各安装座上分别固装一上端穿过导套安装板的导柱；弹簧位于安装座与导套安装板之间，并套装于导柱上；在导套安装板的上方固定轴承安装座，并安装套装在导柱上的直线轴承及限位板。
2.根据权利要求1所述的带有举升装置的搬运小车，其特征在于，所述举升系统还包括固定于所述面板上的安装板；
所述举升电机设置在安装板的下方，旋转齿轮副、升降齿轮副以及旋转升降装置均设置于安装板的上方。
3.根据权利要求1所述的带有举升装置的搬运小车，其特征在于，所述两个侧板之间还设置定距板。
4.根据权利要求1所述的带有举升装置的搬运小车，其特征在于，所述万向轮为偶数个，每两个万向轮为一组，以同轴的方式分别设置在所述前、后挡板的底面上。
5.根据权利要求1所述的带有举升装置的搬运小车，其特征在于，两组所述驱动系统的驱动轮同轴布置，且两个驱动电机分别设置编码器。
6.根据权利要求1所述的带有举升装置的搬运小车，其特征在于，所述举升系统还包括电磁离合器和导向装置；所述旋转升降装置包括升降组件、升降丝杠和升降螺母；
所述举升电机驱动旋转齿轮副旋转，或通过电磁离合器同时驱动旋转齿轮副与升降齿轮副旋转；
所述旋转齿轮副的从齿轮与升降组件固接，升降组件顶部与举升板固定连接，带动举升板旋转；
所述升降齿轮副的从齿轮与升降丝杠固定连接，升降螺母与升降丝杠螺纹连接，且导向装置限制升降螺母的转动，使升降丝杠转动时驱动升降螺母做直线运动，从而使升降螺母带动升降组件升降。
7.根据权利要求6所述的带有举升装置的搬运小车，其特征在于，所述升降组件的内壁固接升轴承和降轴承；所述升降螺母卡在所述升轴承与降轴承之间，通过升轴承与降轴承带动升降组件运动。
8.根据权利要求6所述的带有举升装置的搬运小车，其特征在于，所述电磁离合器、升降齿轮副的主齿轮以及旋转齿轮副的主齿轮依次安装在所述举升电机的输出轴上；
所述电磁离合器及旋转齿轮副的主齿轮与所述输出轴为固定连接，所述升降齿轮副的主齿轮通过轴承与所述输出轴连接；所述电磁离合器在通电时，电磁离合器通过吸力带动升降齿轮副的主齿轮一起转动。
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