CN106185146B - 一种水平行走驱动机构 - Google Patents

Abstract

一种水平行走驱动机构，包括配合在轨道上的驱动轮；轨道上设有胀紧轮装置，胀紧轮装置的一端抵在轨道上，胀紧轮装置的另一端带动驱动轮压紧在轨道上。按上述技术方案，在给定环境、轮轨材质及理想条件下较传统机构，很大程度上提高了足够的预期启动加速度，有效实现设备的快速响应与高效率化。

Description

一种水平行走驱动机构

技术领域

本发明涉及仓储物流技术领域，具体涉及有轨巷道堆垛机、RGV、移动台车的行走驱动机构。

背景技术

随着立体仓储物流系统的迅速发展，其核心设备有轨巷道堆垛机、RGV、移动台车等越来越趋于快速响应、高效率化发展方向，其中相当一部分设备具有载荷轻、自重轻、高速运行等特点，但由于环境、空间等因素的影响，在短行程内要实现高速运行就必须要有较大的水平加速度，要实现此目的，首先想到的是选择一台具有较大扭矩的减速电机。

如图1，单电机单驱动移动机构，在驱动轮相对轨道刚刚开始发生滑动的时候，加速度最大，即产生加速度的牵引力F最大，忽略其余较小阻力，此时F＝μmgL2/(L1+L2)，如果质心在驱动轮正上方，即L1＝0，等式可简化为F＝μmg，由此可以得到产生加速度的附着力F与机构质量m成正比。

但是，由于设备具有载荷轻、自重轻的特点，如选择较大扭矩的减速电机，在减速电机扭矩值增加到一定的值时，设备水平驱动轮与轨道势必会发生打滑现象，从而导致设备的水平加速度不会超过理想条件下的最大值，此值可表示为：a1＝umg L2/m(L1+L2)＝μg。

若在此基础上，水平驱动机构更改为单电机双驱动，则水平加速度在理想条件下的最大值可表示为：a2＝[umg L2/(L1+L2)+umg L1/(L1+L2)]/m＝μg。

可见，在给定环境、轮轨材质的条件下，单电机双驱动水平驱动机构较传统机构在理想条件下的最大加速度值有所提升，但还是无法逾越一个常数μg。

发明内容

本发明所解决的技术问题：如何实现有轨巷道堆垛机、RGV、移动台车的快速响应与高效率化。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种水平行走驱动机构，包括配合在轨道上的驱动轮；轨道上设有胀紧轮装置，胀紧轮装置的一端抵在轨道上，胀紧轮装置的另一端带动驱动轮压紧在轨道上。

按上述技术方案，调节胀紧轮装置，胀紧轮装置的两端相向移动，其中一端带动驱动轮压紧在轨道上。此时，水平加速度在理想条件下的最大值可表示为：a＝umg L2/m(L1+L2)+uN/m＝μg+uN/m(质心在驱动轮正上方，即L1＝0)；其中，N为驱动轮对轨道的压力。显然，本发明在给定环境、轮轨材质及理想条件下较传统机构，其最大加速度值不但逾越了常数μg，并在理论基础上有了无限的提升空间。

所述轨道为H型钢轨道或类H型钢轨道，轨道两侧的凹槽内设有第一导向轮，第一导向轮、驱动轮和胀紧轮装置均安装在机架上，驱动轮配合在轨道的顶平面上，胀紧轮装置的一端通过胀紧轮抵在轨道凹槽的侧壁上。所述第一导向轮的轴心线垂直于驱动轮的轴心线，胀紧轮的轴心线平行于驱动轮的轴心线。所述胀紧轮位于H型钢轨道或类H型钢轨道的凹槽内，胀紧轮的径向顶端抵在凹槽的顶壁上。

所述驱动轮包括前驱动轮和后驱动轮，前驱动轮和前同步带轮安装在减速电机的输出轴上，后驱动轮和后同步带轮同轴设置，前同步带轮和后同步带轮通过同步带连接。所述轨道并不限于单根轨道，所述前驱动轮并不限于单个驱动轮，所述后驱动轮也并不限于单个驱动轮；所述轨道可以为两根以上，配套的，前驱动轮和后驱动轮的数量分别可以为两个以上。例如，一根轨道、一个前驱动轮和一个后驱动轮，构成单电机双驱动水平驱动机构；两根轨道、两个前驱动轮和两个后驱动轮，构成单电机四驱动水平驱动机构。以单电机双驱动为例，水平加速度在理想条件下的最大值可表示为：a＝[umg L2/(L1+L2)+umg L1/(L1+L2)]/m+(uN1+uN2)/m＝μg+u(N1+N2)/m；其中，N1为在胀紧轮装置的作用下，前驱动轮对轨道增加的压力，N2为为在胀紧轮装置的作用下，后驱动轮对轨道增加的压力。根据以上公式可以得知：传统机构中减速电机必须直接驱动水平距离靠质心近的驱动轮，否则无法驱动设备运行；而在单电机双驱动水平驱动机构中，则不需要考虑减速电机安装位置所带来的性能差异。

在单电机双驱动的情况下，前驱动轮处和后驱动轮处分别设胀紧轮装置；设置在前驱动轮处的胀紧轮装置可以为一对，分列在前驱动轮的两侧；同样的，设置在后驱动轮处的胀紧轮装置可以为一对，分列在后驱动轮的两侧。

所述胀紧轮装置包括上下贯穿机架的胀紧轴，胀紧轴可相对机架作升降运动，胀紧轴的上半部分套设有弹簧，胀紧轴的顶端螺接有胀紧螺母，弹簧的两端分别抵在胀紧螺母和胀紧调节板上，胀紧调节板安装在机架上；胀紧轴的底端安装有胀紧轮，胀紧轮装置的一端通过胀紧轮抵在轨道上。所述弹簧可以为蝶型弹簧或圆柱螺旋弹簧；调节胀紧螺母，在弹簧的作用下，机架上升或下降预定距离，机架带动驱动轮上升或下降预定距离，而胀紧轮始终抵在H型钢轨道或类H型钢轨道凹槽的顶壁上，进而，驱动轮对轨道的压力发生变化，所述压力为正压力。

所述胀紧调节板中央处开设通孔，通孔设有第一止动面，所述胀紧轴活动插设在通孔内，胀紧轴的侧壁上设有与第一止动面配合的第二止动面；所述胀紧调节板上开设弧形槽，胀紧调节板通过插设在弧形槽内的螺纹紧固件安装在机架上。所述第一止动面和第二止动面为轴向平面，第一止动面与第二止动面的配合，可限制胀紧轴在通孔内旋转；例如，胀紧轴的横截面为六边形，则胀紧轴的侧壁上设有六个第二止动面。由于弧形槽的存在，松动螺纹紧固件，胀紧调节板可进行一定幅度的旋转，由于第一止动面和第二止动面的存在，旋转的胀紧调节板带动胀紧轴旋转，胀紧轴带动胀紧轮旋转，进而，胀紧轮的方向得到调整。

本发明所述水平行走驱动机构中，所有与轨道接触的轮体均采用包胶轮。

本发明主要用于以H型钢或类H型钢型材作为轨道，具有载荷轻、自重轻、高速运行等特点的运行机构，较传统机构有有以下区别和优势：

第一，在单轨道中用单电机驱动前后两驱动轮，不用考虑减速电机的安装位置，即不需要考虑质心位置，免除了部分繁琐的理论计算，在减速电机扭矩足够大的情况下，运行性能上启动加速度也有所提升；在双轨道中也可用单电机驱动前后四行走轮，实现单电机四驱效果。

第二，胀紧轮装置配合单电机双驱或单电机四驱运行机构，在很大程度上提高了足够的预期启动加速度，再配合包胶轮，能在低震动低噪音的环境下有效实现设备的快速响应与高效率化。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为现有技术中单电机单驱动移动机构的结构简图；

图2为本发明一种水平行走驱动机构的主视图；

图3为图2的仰视图；

图4为本发明一种水平行走驱动机构的立体图；

图5为本发明一种水平行走驱动机构另一视角的立体图；

图6为图4中A处放大图；

图7为图5中B处放大图；

图8为本发明一种水平行走驱动机构的结构简图。

图中符号说明：

m、机构质量；a、机构的质心；L1、前驱动轮与机构质心的距离；L2、后驱动轮与机构质心的距离；F1为位于前驱动轮两侧的胀紧轮装置对机构施加的压力；F2为位于后驱动轮两侧的胀紧轮装置对机构施加的压力；

1、H型钢轨道；2、第一导向轮；3、前驱动轮；4、同步带；5、第二导向轮；50、导向轮调整机构；51、调整块；510、竖向条形槽；52、固定块；53、调整螺杆；54、紧固螺栓；6、前同步带轮；60、后同步带轮；7、后驱动轮；8、胀紧轮装置；9、减速电机；10、胀紧螺母；11、弹簧；12、胀紧调节板；120、弧形槽；13、胀紧轴；14、胀紧轮；15、机架；16、螺纹紧固件。

具体实施方式

结合图2至图5，一种水平行走驱动机构，包括配合在轨道1上的驱动轮，轨道上设有胀紧轮装置8，胀紧轮装置的一端抵在轨道上，胀紧轮装置的另一端带动驱动轮压紧在轨道上。

所述轨道1为H型钢轨道或类H型钢轨道，轨道两侧的凹槽内设有第一导向轮2，第一导向轮、驱动轮和胀紧轮装置8均安装在机架15上，驱动轮配合在轨道的顶平面上，胀紧轮装置的一端通过胀紧轮14抵在轨道凹槽的侧壁上。

所述驱动轮包括前驱动轮3和后驱动轮7，前驱动轮和前同步带轮6安装在减速电机9的输出轴上，后驱动轮7和后同步带轮60同轴设置，前同步带轮和后同步带轮通过同步带4连接。

关于上述同步带4，如图6，所述机架15上设有用于胀紧同步带4的第二导向轮5，第二导向轮通过导向轮调整机构50安装在机架上。所述导向轮调整机构50包括安装第二导向轮5的调整块51、固定在机架15上的固定块52、螺接在固定块52上且底端与调整块枢接的调整螺杆53；所述调整块51上开设竖向条形槽510，竖向条形槽内插设有将调整块51固定在机架上的紧固螺栓54。调整第二导向轮5时，松动紧固螺栓54，之后，动作调整螺杆53，以升降调整块51，至合理位置后，拧紧紧固螺栓54，调整块51得到固定，第二导向轮5调整后的位置得到固定。

所述胀紧轮装置8包括位于前驱动轮3左右两侧的第一组胀紧轮装置和位于后驱动轮7左右两侧的第二组胀紧轮装置。如图7，任一胀紧轮装置包括上下贯穿机架15的胀紧轴13，胀紧轴的上半部分套设有弹簧11，胀紧轴的顶端螺接有胀紧螺母10，弹簧的两端分别抵在胀紧螺母和胀紧调节板12上，胀紧调节板安装在机架15上；胀紧轴的底端安装有胀紧轮14，胀紧轮装置的一端通过胀紧轮抵在轨道1上。

上述胀紧轮装置8中，所述胀紧调节板12中央处开设通孔，通孔设有第一止动面，所述胀紧轴13活动插设在通孔内，胀紧轴的侧壁上设有与第一止动面配合的第二止动面；所述胀紧调节板上开设弧形槽120，胀紧调节板通过插设在弧形槽内的螺纹紧固件16安装在机架15上。

参考图8，本发明所述一种水平行走驱动机构，由减速电机9直接驱动前驱动轮3和位于前驱动轮3左侧的前同步带轮6，再通过已由第二导向轮5预紧的同步带4驱动位于后驱动轮7左侧的后同步带轮60，进而驱动后驱动轮7运行，最后实现双驱动水平移动。夹持在轨道1两侧的第一导向轮2保证了整体运行的平稳性。

另外，通过调节分布于机构前后两侧的胀紧轮装置8中的胀紧螺母10来预紧弹簧11以间接给予前驱动轮3和后驱动轮7预期的压力，最终得到足够的预期启动加速度。

以上内容仅为本发明的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (1)

1.一种水平行走驱动机构，包括配合在轨道(1)上的驱动轮；其特征在于：轨道上设有胀紧轮装置(8)，胀紧轮装置的一端抵在轨道上，胀紧轮装置的另一端带动驱动轮压紧在轨道上；

所述胀紧轮装置(8)包括上下贯穿机架(15)的胀紧轴(13)，胀紧轴的上半部分套设有弹簧(11)，胀紧轴的顶端螺接有胀紧螺母(10)，弹簧的两端分别抵在胀紧螺母和胀紧调节板(12)上，胀紧调节板安装在机架(15)上；胀紧轴的底端安装有胀紧轮(14)，胀紧轮装置的一端通过胀紧轮抵在轨道(1)上；

所述胀紧调节板(12)中央处开设通孔，通孔设有第一止动面，所述胀紧轴(13)活动插设在通孔内，胀紧轴的侧壁上设有与第一止动面配合的第二止动面；所述胀紧调节板上开设弧形槽(120)，胀紧调节板通过插设在弧形槽内的螺纹紧固件(16)安装在机架(15)上；

所述轨道(1)为H型钢轨道或类H型钢轨道，轨道两侧的凹槽内设有第一导向轮(2)，第一导向轮、驱动轮和胀紧轮装置(8)均安装在机架(15)上，驱动轮配合在轨道的顶平面上，胀紧轮装置的一端通过胀紧轮(14)抵在轨道凹槽的侧壁上；

所述驱动轮包括前驱动轮(3)和后驱动轮(7)，前驱动轮和前同步带轮(6)安装在减速电机(9)的输出轴上，后驱动轮(7)和后同步带轮(60)同轴设置，前同步带轮和后同步带轮通过同步带(4)连接；

所述驱动轮、第一导向轮(2)、胀紧轮(14)均为包胶轮。