CN105730504B - Agv机器人移动平台及其车轮驱动机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种AGV机器人移动平台及其车轮驱动机构，其包括用以驱动车体移动的万向轮及设置在车体上驱动万向轮转动的转向机构，所述万向轮卡持设置在转向机构下方；所述转向机构包括驱动电机、螺杆、刹车装置及驱动圆盘，所述螺杆一端与驱动电机连接，所述驱动电机带动螺杆进行旋转，所述螺杆另一端与刹车装置连接，所述螺杆上设置有矩形牙，所述驱动圆盘与螺杆配合设置，所述驱动圆盘下方两侧分别固定有连接块，所述万向轮夹持在两连接块之间。本发明AGV机器人移动平台及其车轮驱动机构通过螺杆转动带动驱动圆盘转动，进而带动万向轮整体进行旋转来调整车体的行进方向，结构巧妙、设计科学合理，能平稳运行，同时节省电机功率，节约成本。

Description

AGV机器人移动平台及其车轮驱动机构
技术领域
本发明涉及运输车技术领域，尤其是涉及一种AGV机器人移动平台及其车轮驱动机构。
背景技术
(Automated Guided Vehicle，简称AGV)，通常也称为AGV小车，指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，工业应用中不需驾驶员的搬运车，以可充电之蓄电池为其动力来源。一般可通过电脑来控制其行进路线以及行为，或利用电磁轨道(electromagnetic path-following system)来设立其行进路线，电磁轨道黏贴於地板上，无人搬运车则依靠电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作。
目前，AGV小车的行走方式主要为单向行走和双向行走两种。单向行走的AGV小车，在车身前端两头安装有两个万向轮，后端安装有两个定向轮，车身中部下方设置有一个驱动装置，这种单向AGV的优点是车身稳定、转弯半径小等。双向行走的AGV小车，传统的工艺是在车身底部安装两个驱动单元，这种AGV小车虽然能实现双向行走，但是鉴于车身上设置了两个驱动单元，结构复杂，制造成本高；另外一种单驱双向行走的AGV是在车身底部安装一个不可旋转的驱动单元，在车身前后端底部安装四个万向轮，当AGV小车行走时，驱动轮带动四个万向轮一起运动，小车在行走过程中会呈蛇形路线行进，车身不能平衡且不能平稳直行，在同样载重的情况下与单向AGV相比所消耗的电机功率较大，且现有技术中的这种单驱双向型AGV的驱动单元相对于车身是固定的，当AGV小车转弯时，驱动单元需带动整个车身一起转弯，使所需的转矩偏大，从而使电机功率消耗偏大，成本增加。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术的不足，提供一种AGV机器人移动平台及其车轮驱动机构，结构巧妙、设计科学合理，能平稳运行，同时节省电机功率，节约成本。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种AGV机器人移动平台，其包括车体、设置在车体底部的车轮驱动机构、设置在车体上的控制系统及油压缸机构，所述车轮驱动机构与控制系统连接，所述车体上表面设有支撑板，所述油压缸机构与支撑板固定连接，所述油压缸机构用于将支撑板进行上下移位；所述车轮驱动机构分别设置在车体的四角，所述车轮驱动机构包括用以驱动车体移动的万向轮及设置在车体上驱动万向轮转动的转向机构，所述万向轮卡持设置在转向机构下方；所述转向机构包括驱动电机、螺杆、刹车装置及驱动圆盘，所述螺杆一端与驱动电机连接，所述驱动电机带动螺杆进行旋转，所述螺杆另一端与刹车装置连接，所述螺杆上设置有矩形牙，所述驱动圆盘与螺杆配合设置，所述驱动圆盘下方两侧分别固定有连接块，所述万向轮夹持在两连接块之间。
在其中一个实施例中，所述驱动圆盘包括相互配合并安装于同一转轴上的第一圆盘被动轮和第二圆盘被动轮，所述第一圆盘被动轮和第二圆盘被动轮分别设置有相对应的第一滚子和第二滚子，所述螺杆通过矩形牙镶嵌于所述第一圆盘被动轮的第一滚子与第二圆盘被动轮的第二滚子之间。
在其中一个实施例中，所述万向轮包括轮体，所述轮体内侧壁均匀开设有被动齿轮，所述轮体内部卡持设置有轴芯，所述轴芯两端分别固定在连接块之间，所述轴芯上固定设置有驱动齿轮，所述驱动齿轮与被动齿轮之间间隔卡置有至少一减速齿轮，所述减速齿轮为POM材质构造。
在其中一个实施例中，所述轮体为鼓形轮构造。
在其中一个实施例中，所述车体四侧分别设置有防撞报警面板及充电面板，所述防撞报警面板及充电面板分别与控制系统电性连接。
在其中一个实施例中，所述刹车装置为电磁制动器构造，所述刹车装置设置有刹车片，所述刹车片与螺杆固定连接。
在其中一个实施例中，所述油压缸机构包括油压缸及油压泵，所述油压缸与支撑板固定连接，所述油压泵与油压缸通过管道进行连通，所述管道靠近油压缸处设置有节流阀。
一种车轮驱动机构，其包括用以驱动车体移动的万向轮及设置在车体上驱动万向轮转动的转向机构，所述万向轮卡持设置在转向机构下方；所述转向机构包括驱动电机、螺杆、刹车装置及驱动圆盘，所述螺杆一端与驱动电机连接，所述驱动电机带动螺杆进行旋转，所述螺杆另一端与刹车装置连接，所述螺杆上设置有矩形牙，所述驱动圆盘与螺杆配合设置，所述驱动圆盘下方两侧分别固定有连接块，所述万向轮夹持在两连接块之间。
在其中一个实施例中，所述驱动圆盘包括相互配合并安装于同一转轴上的第一圆盘被动轮和第二圆盘被动轮，所述第一圆盘被动轮和第二圆盘被动轮分别设置有相对应的第一滚子和第二滚子，所述螺杆通过矩形牙镶嵌于所述第一圆盘被动轮的第一滚子与第二圆盘被动轮的第二滚子之间。
在其中一个实施例中，所述万向轮包括轮体，所述轮体内侧壁均匀开设有被动齿轮，所述轮体内部卡持设置有轴芯，所述轴芯两端分别固定在连接块之间，所述轴芯上固定设置有驱动齿轮，所述驱动齿轮与被动齿轮之间间隔卡置有至少一减速齿轮，所述减速齿轮为POM材质构造
综上所述，本发明AGV机器人移动平台及其车轮驱动机构通过螺杆转动带动驱动圆盘转动，进而带动万向轮整体进行旋转来调整车体的行进方向，结构巧妙、设计科学合理，能平稳运行，同时节省电机功率，节约成本；同时，在轮体内部的驱动齿轮和被动齿轮之间设置减速齿轮，利用减速齿轮的POM材质构造来减少润滑油的使用，降低噪音干扰。
附图说明
图1为本发明AGV机器人移动平台的结构示意图；
图2为本发明AGV机器人移动平台隐藏支撑板后的结构示意图；
图3为本发明车轮驱动机构的结构示意图；
图4为本发明转向机构的结构示意图；
图5为本发明万向轮的结构示意图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
如图1至图5所示，本发明AGV机器人移动平台包括车体100、设置在车体100底部的车轮驱动机构200、设置在车体100上的控制系统300及油压缸机构400，所述控制系统300设置在所述车体100的中部，所述车轮驱动机构200与控制系统300连接，所述车体100上表面设有支撑板500，用以搭载货物，所述油压缸机构400与支撑板500固定连接，所述油压缸机构400用以将支撑板500进行上下移位，来对货物进行转运；具体地，所述油压缸机构400包括油压缸410及油压泵420，所述油压缸410与支撑板500固定连接，所述油压泵420与油压缸410通过管道进行连通，用以提供油压缸410动力，所述管道靠近油压缸410处设置有节流阀(图未示)，所述节流阀用以保证每个油压缸410的升降速度一致，使得支撑板500在升降过程中尽量保证平衡。
所述车体100为长方体状构造，所述油压缸410分别安设在车体100四侧，所述车轮驱动机构200分别设置在车体100的四角，所述车轮驱动机构200包括用以驱动车体100移动的万向轮210及设置在车体100上驱动万向轮210转动的转向机构220，所述万向轮210卡持设置在转向机构220下方，所述转向机构220带动万向轮210转动来调节车体100的行进方向，所述万向轮210自行滚动来保证车体100向前移动。
所述转向机构220包括驱动电机221、螺杆222、刹车装置223及驱动圆盘224，所述螺杆222呈水平方向设置，所述螺杆222一端与驱动电机221连接，所述驱动电机221带动螺杆222进行旋转，所述螺杆222另一端与刹车装置223连接，所述螺杆222上设置有不等距的矩形牙2221，所述刹车装置223为电磁制动器构造，所述刹车装置223设置有刹车片2231，所述刹车片2231与螺杆222固定连接，通过刹车片2231的止动作用来阻止螺杆222旋转进而瞬间停止转向机构220运作，以保证转向机构220的正常运转；所述驱动圆盘224与螺杆222配合设置，所述驱动圆盘224包括相互配合并安装于同一转轴2243上的第一圆盘被动轮2241和第二圆盘被动轮2242，其中，第二圆盘被动轮2242以可调整的装配方式安装于所述转轴2243上，且该第一圆盘被动轮2241和第二圆盘被动轮2242分别设置有相对应的第一滚子2244和第二滚子2245；所述驱动圆盘224下方两侧分别固定有连接块2246，所述万向轮210夹持在两连接块2246之间，所述驱动圆盘224转动带动连接块2246转动，进而带动万向轮210转动来保证车体100的运行方向。
所述螺杆222通过矩形牙2221镶嵌于所述第一圆盘被动轮2241的第一滚子2244与第二圆盘被动轮2242的第二滚子2245之间，以与驱动圆盘224形成稳定的配合，其中，由于第二圆盘被动轮2242能够调整相对于第一圆盘被动轮2241的位置，令第一滚子2244和第二滚子2245始终与螺杆222的矩形牙2221牙面进行贴合，即可使螺杆222与驱动圆盘224之间始终形成无背隙传动，进而驱动万向轮210随驱动圆盘224进行转动来完成车体100转向；同时，由于螺杆222的矩形牙2221构造，只能通过驱动电机221驱动螺杆222来带动驱动圆盘224进行转动，当车体100在行进过程中遇到颠簸路面时，矩形牙2221会阻碍驱动圆盘224逆向转动，则保证了万向轮210在颠簸路面即使对驱动圆盘224施加作用力仍无法将驱动圆盘224逆向转动，进而使得车体100在行进过程中更加平稳，保证了货物运输过程中的安全性。
所述万向轮210包括轮体211，所述轮体211为鼓形轮构造，以降低万向轮210在转弯过程中的摩擦阻力，提升万向轮210整体的灵活性；所述轮体211内侧壁均匀开设有被动齿轮212，所述轮体211内部卡持设置有轴芯213，所述轴芯213两端分别固定在连接块2246之间，所述轴芯213上固定设置有驱动齿轮214，所述驱动齿轮214与被动齿轮212之间间隔卡置有至少一减速齿轮215，以将驱动齿轮214与被动齿轮212进行传动；所述减速齿轮215为POMpolyformaldehyde，聚甲醛热塑性结晶聚合物材质构造，使得减速齿轮215与驱动齿轮214及被动齿轮212啮合处减少润滑油的使用，大大降低了齿轮间转动时的产生的噪音。
在其中一个实施例中，所述车体100四侧分别设置有防撞报警面板110及充电面板120，所述防撞报警面板110及充电面板120分别与控制系统300电性连接，所述防撞报警面板110用以检测周边障碍物来保证车体100不会与外界物体进行碰撞，所述充电面板120用以与外部充电桩进行对接来对车体100进行充电，所述控制系统300提供车体100运作控制指令及驱动电源，具体地，所述控制系统300分别控制驱动电机221、轴芯213及刹车装置223运作，进而控制车体100正常进行运行。
本发明具体使用时，控制系统300控制驱动电机221进行转动，进而带动驱动圆盘224转动，来调节万向轮210的行进方向；同时，控制系统300控制轴芯213进行转动，则驱动齿轮214在减速齿轮215的传动下带动被动齿轮212进行转动，进而轮体211开始滚动，车体100开始向前行进；当车体100不需要进行转向时，控制系统300控制驱动电机221及刹车装置223进行工作，刹车装置223阻止螺杆222继续转动，使得万向轮210无法转动，变成定向轮，平稳了车体100行进的方向；当车体100在行进过程中遇到颠簸路面时，矩形牙2221会阻碍驱动圆盘224逆向转动，则保证了万向轮210在颠簸路面即使对驱动圆盘224施加作用力仍无法将驱动圆盘224逆向转动，进而使得车体100在行进过程中更加平稳，保证了货物运输过程中的安全性。
综上所述，本发明AGV机器人移动平台及其车轮驱动机构通过螺杆222转动带动驱动圆盘224转动，进而带动万向轮210整体进行旋转来调整车体100的行进方向，结构巧妙、设计科学合理，能平稳运行，同时节省电机功率，节约成本；同时，在轮体211内部的驱动齿轮214和被动齿轮212之间设置减速齿轮215，利用减速齿轮215的POM材质构造来减少润滑油的使用，降低噪音干扰。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种AGV机器人移动平台，其特征在于：包括车体(100)、设置在车体(100)底部的车轮驱动机构(200)、设置在车体(100)上的控制系统(300)及油压缸机构(400)，所述车轮驱动机构(200)与控制系统(300)连接，所述车体(100)上表面设有支撑板(500)，所述油压缸机构(400)与支撑板(500)固定连接，所述油压缸机构(400)用于将支撑板(500)进行上下移位；所述车轮驱动机构(200)分别设置在车体(100)的四角，所述车轮驱动机构(200)包括用以驱动车体(100)移动的万向轮(210)及设置在车体(100)上驱动万向轮(210)转动的转向机构(220)，所述万向轮(210)卡持设置在转向机构(220)下方；所述转向机构(220)包括驱动电机(221)、螺杆(222)、刹车装置(223)及驱动圆盘(224)，所述螺杆(222)一端与驱动电机(221)连接，所述驱动电机(221)带动螺杆(222)进行旋转，所述螺杆(222)另一端与刹车装置(223)连接，所述螺杆(222)上设置有矩形牙(2221)，所述驱动圆盘(224)与螺杆(222)配合设置，所述驱动圆盘(224)下方两侧分别固定有连接块(2246)，所述万向轮(210)夹持在两连接块(2246)之间；所述万向轮(210)包括轮体(211)，所述轮体(211)内侧壁均匀开设有被动齿轮(212)，所述轮体(211)内部卡持设置有轴芯(213)，所述轴芯(213)两端分别固定在连接块(2246)之间，所述轴芯(213)上固定设置有驱动齿轮(214)，所述驱动齿轮(214)与被动齿轮(212)之间间隔卡置有至少一减速齿轮(215)，所述减速齿轮(215)为POM材质构造。
2.根据权利要求1所述的AGV机器人移动平台，其特征在于：所述驱动圆盘(224)包括相互配合并安装于同一转轴(2243)上的第一圆盘被动轮(2241)和第二圆盘被动轮(2242)，所述第一圆盘被动轮(2241)和第二圆盘被动轮(2242)分别设置有相对应的第一滚子(2244)和第二滚子(2245)，所述螺杆(222)通过矩形牙(2221)镶嵌于所述第一圆盘被动轮(2241)的第一滚子(2244)与第二圆盘被动轮(2242)的第二滚子(2245)之间。
3.根据权利要求1所述的AGV机器人移动平台，其特征在于：所述轮体(211)为鼓形轮构造。
4.根据权利要求1所述的AGV机器人移动平台，其特征在于：所述车体(100)四侧分别设置有防撞报警面板(110)及充电面板(120)，所述防撞报警面板(110)及充电面板(120)分别与控制系统(300)电性连接。
5.根据权利要求1所述的AGV机器人移动平台，其特征在于：所述刹车装置(223)为电磁制动器构造，所述刹车装置(223)设置有刹车片(2231)，所述刹车片(2231)与螺杆(222)固定连接。
6.根据权利要求1所述的AGV机器人移动平台，其特征在于：所述油压缸机构(400)包括油压缸(410)及油压泵(420)，所述油压缸(410)与支撑板(500)固定连接，所述油压泵(420)与油压缸(410)通过管道进行连通，所述管道靠近油压缸(410)处设置有节流阀。
7.一种车轮驱动机构，其特征在于：包括用以驱动车体(100)移动的万向轮(210)及设置在车体(100)上驱动万向轮(210)转动的转向机构(220)，所述万向轮(210)卡持设置在转向机构(220)下方；所述转向机构(220)包括驱动电机(221)、螺杆(222)、刹车装置(223)及驱动圆盘(224)，所述螺杆(222)一端与驱动电机(221)连接，所述驱动电机(221)带动螺杆(222)进行旋转，所述螺杆(222)另一端与刹车装置(223)连接，所述螺杆(222)上设置有矩形牙(2221)，所述驱动圆盘(224)与螺杆(222)配合设置，所述驱动圆盘(224)下方两侧分别固定有连接块(2246)，所述万向轮(210)夹持在两连接块(2246)之间；所述万向轮(210)包括轮体(211)，所述轮体(211)内侧壁均匀开设有被动齿轮(212)，所述轮体(211)内部卡持设置有轴芯(213)，所述轴芯(213)两端分别固定在连接块(2246)之间，所述轴芯(213)上固定设置有驱动齿轮(214)，所述驱动齿轮(214)与被动齿轮(212)之间间隔卡置有至少一减速齿轮(215)，所述减速齿轮(215)为POM材质构造。
8.根据权利要求7所述的车轮驱动机构，其特征在于：所述驱动圆盘(224)包括相互配合并安装于同一转轴(2243)上的第一圆盘被动轮(2241)和第二圆盘被动轮(2242)，所述第一圆盘被动轮(2241)和第二圆盘被动轮(2242)分别设置有相对应的第一滚子(2244)和第二滚子(2245)，所述螺杆(222)通过矩形牙(2221)镶嵌于所述第一圆盘被动轮(2241)的第一滚子(2244)与第二圆盘被动轮(2242)的第二滚子(2245)之间。
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