CN106185730B - 一种全方位移动的搬运小车 - Google Patents

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Abstract

一种全方位移动的搬运小车，包括：骨架、行走模块和搬运模块；行走模块包括4个麦克纳姆全向轮和控制模块，每个麦克纳姆全向轮配备一个用于驱动该车轮的直流电机，各直流电机根据控制模块发送的控制指令调整转速；搬运模块包括设置于骨架上表面的水平的载物台、滚珠丝杠驱动电机和推杆电机；载物台延中轴线均分为第一、第二载物台，第一、第二载物台之间形成一道滑轨，滑轨中嵌有滚珠丝杠，滚珠丝杠的滑动螺母上设有垂直于载物台的主电动推杆，主电动推杆由推杆电机驱动，活动杆顶部设有搬运叉。本发明结构简单、体积较小且能够全方位移动，搬运货物时可以将货物及搬运叉移动至小车上方，不占用过多的占地面积。

Description

一种全方位移动的搬运小车
技术领域
本发明涉及搬运机器人领域，尤其是一种全方位移动的搬运小车。
背景技术
目前各大工厂出货，取货运用了大量的搬运车或搬运机器人，但是目前的搬运车普遍体积比较大，大多使用复杂的机械手进行抓取、搬运货物，导致搬运车造价高，维修不易，结构复杂。同时由于搬运车大多采用传统的轮子，运动不灵活，限制了在一定空间内能容纳搬运车的数量。
发明内容
发明目的：为解决上述技术问题，提供一种结构简单、体积较小且能够全方位移动的搬运车，本发明提出一种全方位移动的搬运小车。
技术方案：为实现上述技术效果，本发明提供的技术方案为：
一种全方位移动的搬运小车，其特征在于包括：骨架1、行走模块和搬运模块；
所述行走模块包括4个麦克纳姆全向轮3和控制模块，每个麦克纳姆全向轮3配备一个用于驱动该车轮的直流电机5，各直流电机5的输入端分别与控制模块相连，根据控制模块发送的控制指令调整对应麦克纳姆全向轮3的转速；
所述搬运模块包括设置于骨架1上表面的水平的载物台2、滚珠丝杠驱动电机11和推杆电机；载物台2延中轴线均分为第一、第二载物台，第一、第二载物台之间形成一道滑轨，滑轨中嵌有滚珠丝杠9，滚珠丝杠9由滚珠丝杠驱动电机11驱动，使得滚珠丝杠9上的滑动螺母10沿滑轨移动；滑动螺母10上设有垂直于载物台2的主电动推杆12，主电动推杆12由推杆电机驱动，使得主电动推杆12的活动杆19沿主电动推杆12高度方向移动；活动杆19顶部设有搬运叉。
上述技术方案中的搬运小车骨架1的整体底盘结构通过铝型材和铝板搭建而成，以能够全方位移动的麦克纳姆全向轮3作为驱动轮，使用4个直流电机5进行驱动。直流电机5的转速由控制模块控制，控制模块由载有预先写好的驱动程序的单片机构成，利用控制模块输出不同的占空比的pwm波控制直流电机5，即可改变直流电机5的转速，从而实现小车前进、后退、左右转向、左右横移和原地旋转等动作。搬运模块采用滚珠丝杆9为搬运叉提供水平方向的自由度，通过滚珠丝杆9将滚珠丝杠驱动电机11的旋转运动转变为搬运叉的水平移动。采用主电动推杆12为搬运叉提供垂直方向的自由度，能够使搬运叉拥有较高的灵活性和适应性，可以减小搬运车的体积和占地面积。电动推杆为现有技术，是一种将电动机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动的电力驱动装置，只需在电动推杆引线两端加上电压，推杆就会伸长，改变电压正负极，推杆就会缩短。
进一步的，所述搬运叉包括设置在活动杆19顶部的固定杆17和两个辅助电动推杆电机，固定杆17两端分别设有固定臂13，固定臂13前端铰接取物架16；固定臂13上沿长度方向设有辅助电动推杆15，两个辅助电动推杆15分别由一个辅助电动推杆电机驱动，使辅助电动推杆15的活动杆沿固定臂13长度方向移动；固定臂13上沿辅助电动推杆15活动杆的移动方向设有滑道24；辅助电动推杆15的活动杆顶部通过连杆25与取物架16相连；辅助电动推杆15与连杆25的连接处与滑道24形成滑轨滑块结构；连杆25分别与辅助电动推杆15和取物架16形成转动副结构。该技术方案可以实现搬运叉自身的角度变化，可以使搬运小车根据不同货物的放置位置和角度进行调整，卸载货物时更加轻松。
搬运小车运行时，先快速运行至货架前，启动滚珠丝杠9，推出搬运叉至货物下方，再启动主电动推杆12，使搬运叉抬起货物，货物离开货架后，反向转动滚珠丝杠9，收回搬运叉及其上的货物至自身上方，减小占地面积，运行至目的地后，再放置货物至指定地点。
进一步的，所述搬运叉还包括一对相对设置的挡板14，两挡板14分别设置在两个固定臂13上，挡板14的长度方向垂直于固定臂13的长度方向。
进一步的，还包括联轴器4，各麦克纳姆全向轮3分别通过一个联轴器4与对应的直流电机5相连。
进一步的，每个麦克纳姆全向轮3上还设有减震底座7，减震底座7通过避震器8与骨架1相连。
进一步的，所述麦克纳姆全向轮3通过麦轮轴20和麦轮轴套盘21固定在骨架1上。
有益效果：与现有技术相比，本发明提供的搬运小车能够实现全向移动；搬运模块结构简单、灵活性高；搬运货物时可以将货物及搬运叉移动至小车上方，不占用过多的占地面积。同时实现搬运叉自身的角度变化，可以使搬运小车根据不同货物的放置位置和角度进行调整，卸载货物时更加轻松。由于该搬运小车体积小，灵活性高，稳定性好，有望在货物搬运中发挥巨大作用。
附图说明
图1为本发明实施例的立体图；
图2为实施例的主视图；
图3为实施例的左视图；
图4为实施例的俯视图；
图5为实施例中麦轮轴及麦轮轴套盘的立体结构图；
图6为实施例中搬运部分立体结构图。
图中：1、骨架，2、载物台，3、麦克纳姆全向轮，4、联轴器，5、直流电机，6、直流电机支座，7、减震底座，8、避震器，9、滚珠丝杠，10、滑动螺母，11、滚珠丝杠驱动电机，12、主电动推杆，13、固定臂，14、挡板，15、辅助电动推杆，16、取物架，17、固定杆，18、固定支座，19、活动杆，20、麦轮轴，21、麦轮轴套盘，22、辅助电动推杆电机支座，23、滑块，24、滑道，25、连杆，26、转轴。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1至6所示为本发明的一个实施例的结构图，包括：骨架1、载物台2、麦克纳姆全向轮3、联轴器4、直流电机5、直流电机支座6、减震底座7、避震器8、滚珠丝杠9、滑动螺母10、滚珠丝杠驱动电机11、主电动推杆12、固定臂13、挡板14、辅助电动推杆15、取物架16、固定杆17、固定支座18、活动杆19、麦轮轴20、麦轮轴套盘21、辅助电动推杆电机支座22、滑块23、滑道25、连杆25、转轴26。
骨架1由铝型材制成，铝型材上方铺上由两块铝板形成的载物台2，载物台2可放置一定电子元件；共有4个麦克纳姆全向轮3，麦克纳姆轮3通过麦轮轴20和麦轮轴套盘21固定，每个麦克纳姆轮3分别由一个直流电机5驱动，直流电机5的转速通过添加载有驱动程序的单片机控制，利用单片机输出不同的占空比的pwm波控制直流电机5，即可改变直流电机5的转速从而实现小车前进，后退，左右转向及左右横移和原地旋转等动作，每一个麦克纳姆全向轮3通过联轴器4与直流电机5相连，直流电机5固定于直流电机支座6上。麦克纳姆全向轮3与骨架之间设有减震底座7，减震底座7通过避震器8与骨架1连接，实现四轮独立避震，使小车更加稳定。两块铝板之间留下滚珠丝杠9的安装位置，通过滚珠丝杠9将滚珠丝杠驱动电机11的旋转运动变为滚珠丝杠上的滑动螺母10的直线运动，滚珠丝杠驱动电机11提供丝杠旋转的动力；主电动推杆12安装在滑动螺母10上，滑动螺母10移动带动主电动推杆12移动，搬运叉连接在主电动推杆12的活动杆19顶端，通过活动杆19的上下伸缩运动，带动搬运叉及货物上下运动；搬运叉上设有挡板14，用于防止货物移动。
搬运叉上安装有两个较小的辅助电动推杆15，可以实现搬运叉自身的角度变化，辅助电动推杆15通过螺栓固定在辅助电动推杆电机支座22上，辅助电动推杆电机支座22通过螺栓固定在搬运叉的固定臂13上，辅助电动推杆15的活动杆顶端与滑块23固定，通过辅助电动推杆15的伸缩可以带动滑块23沿滑道24移动；滑块23与取物架16通过连杆25相连，连杆25与滑块23和取物架16均为转动副形式连接，取物架16与搬固定臂13通过短转轴26相连，构成转动副；辅助电动推杆15通过伸缩带动滑块23移动，同时通过连杆25拉动取物架16绕短转轴26转动，即可实现搬运叉取物架自身角度的变化，可以使搬运小车根据不同货物的放置位置和角度进行调整，卸载货物时更加轻松。由于该搬运小车灵活性高，稳定性好，有望在货物搬运中发挥巨大作用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种全方位移动的搬运小车，其特征在于包括：骨架(1)、行走模块和搬运模块；
所述行走模块包括4个麦克纳姆全向轮(3)和控制模块，每个麦克纳姆全向轮(3)配备一个用于驱动该车轮的直流电机(5)，各直流电机(5)的输入端分别与控制模块相连，根据控制模块发送的控制指令调整对应麦克纳姆全向轮(3)的转速；
所述搬运模块包括设置于骨架(1)上表面的水平的载物台(2)、滚珠丝杠驱动电机(11)和推杆电机；载物台(2)延中轴线均分为第一、第二载物台，第一、第二载物台之间形成一道滑轨，滑轨中嵌有滚珠丝杠(9)，滚珠丝杠(9)由滚珠丝杠驱动电机(11)驱动，使得滚珠丝杠(9)上的滑动螺母(10)沿滑轨移动；滑动螺母(10)上设有垂直于载物台(2)的主电动推杆(12)，主电动推杆(12)由推杆电机驱动，使得主电动推杆(12)的活动杆(19)沿主电动推杆(12)高度方向移动；活动杆(19)顶部设有搬运叉。
2.根据权利要求1所述的一种全方位移动的搬运小车，其特征在于，所述搬运叉包括设置在活动杆(19)顶部的固定杆(17)和两个辅助电动推杆电机，固定杆(17)两端分别设有固定臂(13)，固定臂(13)前端铰接取物架(16)；固定臂(13)上沿长度方向设有辅助电动推杆(15)，两个辅助电动推杆(15)分别由一个辅助电动推杆电机驱动，使辅助电动推杆(15)的活动杆沿固定臂(13)长度方向移动；固定臂(13)上沿辅助电动推杆(15)活动杆的移动方向设有滑道(24)；辅助电动推杆(15)的活动杆顶部通过连杆(25)与取物架(16)相连；辅助电动推杆(15)与连杆(25)的连接处与滑道(24)形成滑轨滑块结构；连杆(25)分别与辅助电动推杆(15)和取物架(16)形成转动副结构。
3.根据权利要求2所述的一种全方位移动的搬运小车，其特征在于，所述搬运叉还包括一对挡板(14)，两挡板(14)分别设置在两个固定臂(13)上，挡板(14)的长度方向垂直于固定臂(13)的长度方向。
4.根据权利要求2所述的一种全方位移动的搬运小车，其特征在于，还包括联轴器(4)，各麦克纳姆全向轮(3)分别通过一个联轴器(4)与对应的直流电机(5)相连。
5.根据权利要求2所述的一种全方位移动的搬运小车，其特征在于，每个麦克纳姆全向轮(3)上还设有减震底座(7)，减震底座(7)通过避震器(8)与骨架(1)相连。
6.根据权利要求2所述的一种全方位移动的搬运小车，其特征在于，所述麦克纳姆全向轮(3)通过麦轮轴(20)和麦轮轴套盘(21)固定在骨架(1)上。
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