CN108081895A - 一种舵轮独立悬挂系统 - Google Patents

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邵鹏翔
胡松
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G15/00—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type
    • B60G15/02—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type having mechanical spring
    • B60G15/06—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type having mechanical spring and fluid damper
    • B60G15/062—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type having mechanical spring and fluid damper the spring being arranged around the damper

Abstract

本发明公开了一种舵轮独立悬挂系统，包括舵轮机构和设在舵轮机构上用于与车体相连的主安装架，还包括阻尼减震器和连接臂，所述阻尼减震器和连接臂的下端均铰接在主安装架上，所述阻尼减震器和连接臂的上端均与车体相铰接。该舵轮独立悬挂系统结构设计合理，可提高舵轮的越障能力和动态调整能力，最大程度地发挥舵轮AGV强大的负载能力以及灵活的运动能力，系统稳定可靠震动小，延长了舵轮的使用寿命，降低了使用成本。

Description

一种舵轮独立悬挂系统
技术领域
本发明涉及AGV驱动技术领域，尤其是涉及一种舵轮独立悬挂系统。
背景技术
舵轮机构具有承载能力强、灵活性好和定位精度高等特点，是未来重载AGV驱动方式的重要发展方向之一。目前舵轮机构已在激光叉车、合装AGV和工业机器人等行业得到了成熟应用，其高可靠性以及运行过程中的稳定性在应用中得到了极好的体现。
目前常用舵轮AGV一般采用双舵轮对角分布的形式(如下图4所示)，即为两个舵轮a和两个承重轮b均对角设置，每侧均设有磁导航传感器c，实现全方向驱动的功能，即通过调整两个舵轮的角度以及速度，可使AGV在不转动车头的情况下实现变道，转向等动作，甚至可实现沿任意半径的转弯运动，具有极强的灵活性。但目前存在的双舵轮AGV普遍存在以下问题：1)越障能力差，对工作环境区域的地面状况要求高，使用受限；2)缺乏减震系统，导致负载平台动态性能较差，无法满足作为运载精密测量仪器的移动平台使用；3)安装形式复杂，对结构本体的加工要求较高；4)轮子磨损严重，使用寿命较短，全生命周期维护成本较高。
现有的AGV舵轮机构也有设置减震结构的；如中国专利CN106739903A公开的一种AGV舵轮驱动减震机构，包括浮动支架、定位轴、减震弹簧和安装板，浮动支架包括浮动板和设于所述浮动板的至少两个套筒，浮动板和安装板平行设置，安装板上设有可供舵轮穿过的通孔；定位轴的下端穿过套筒与安装板固定连接，减震弹套设于所述定位轴的外部，套筒的底部设有与减震弹簧的下端相抵靠的限位凸台，套筒底部与安装板设有间隙，减震弹簧的上端与定位轴相对固定。其仍存在以下不足之处：1)浮动板与车体刚性连接，越障过程中车身调整动态性能差，定位轴受弯曲应力，易变形和断裂；2)单一的弹簧结构减震，一方面运动过程中容易产生摇摆，也是噪音产生的重要因素之一，另一方面对弹簧匹配的要求也更高。
传统舵轮驱动减震机构通常单一地采用弹簧，但是这也注定了该机构存在以下问题：1.对低频震动过滤效果较好，却更容易产生共振；2.运动过程中容易发生摇摆，整个机构会产生让人头疼的噪音，同时可能会与限位的轴类内壁发生摩擦，从而缩短弹性元件的寿命。
目前AGV的运动速度普遍在1m/s左右，重载AGV的运行速度更在这个速度之下，因此舵轮跨越地面障碍物的是个较为缓慢的过程。在这个动态过程中，悬架与车体连接部分如果选择刚性地连接在车体上，当舵轮本身的姿态并不稳定时，会把则舵轮悬架的部分支撑型元件易发生弯扭变形，极端情况下甚至会发生断裂。
发明内容
针对现有技术不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种舵轮独立悬挂系统，以达到具体较好的越障能力和动态调整能力，并且稳定可靠的目的。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
该舵轮独立悬挂系统，包括舵轮机构和设在舵轮机构上用于与车体相连的主安装架，还包括阻尼减震器和连接臂，所述阻尼减震器和连接臂的下端均铰接在主安装架上，所述阻尼减震器和连接臂的上端均与车体相铰接。
进一步的，所述阻尼减震器和连接臂的上下两端铰接处均设有橡胶垫圈。
所述舵轮机构的上部与主安装架之间设有减震橡胶垫。
所述连接臂为叉臂，叉臂下部两端分别铰接在主安装架上，叉臂上部一端与设在车体上的叉臂车体安装架相铰接。
所述阻尼减震器为并排设置的两个或两个以上减震器。
所述阻尼减震器和连接臂相对设置。
所述舵轮机构的上部和减震橡胶垫以及主安装架上均设有相对应的连接孔，紧固件与连接孔配合定位。
所述主安装架为圆盘结构，所述主安装架上设有叉臂安装架，叉臂安装架的一侧设有支座耳，叉臂下部两端分别铰接在相对应的支座耳上。
所述并排设置的阻尼减震器为型号规格相同的减震器。
所述并排设置的阻尼减震器的上端与设在车体上的同一减震器车体安装架相铰接。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
该舵轮独立悬挂系统结构设计合理，可提高舵轮的越障能力和动态调整能力，最大程度地发挥舵轮AGV强大的负载能力以及灵活的运动能力，系统稳定可靠震动小，延长了舵轮的使用寿命，降低了使用成本。
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明结构示意图一。
图2为本发明结构示意图二。
图3为本发明爆炸示意图。
图4为现有舵轮总成示意图。
图中：
1.舵轮机构、2.主驱动电机、3.减震橡胶垫、4.叉臂安装架、5.叉臂车体安装架、6.叉臂、7.减震器车体安装架、8.销轴、9.阻尼减震器、10.主安装架。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
该舵轮独立悬挂系统，包括舵轮机构、阻尼减震器、连接臂、设在舵轮机构上用于与车体相连的主安装架；其中，阻尼减震器和连接臂的下端均铰接在主安装架上，阻尼减震器和连接臂的上端均与车体相铰接。
舵轮机构的上部与主安装架之间设有减震橡胶垫。阻尼减震器和连接臂的上下两端铰接处均设有橡胶垫圈。连接臂为叉臂，叉臂下部两端分别铰接在主安装架上，叉臂上部一端与设在车体上的叉臂车体安装架相铰接。阻尼减震器为并排设置的两个或两个以上减震器。
结构设计合理，可提高舵轮的越障能力和动态调整能力，最大程度地发挥舵轮AGV强大的负载能力以及灵活的运动能力，系统稳定可靠震动小，延长了舵轮的使用寿命，降低了使用成本。
下面结合图1至图3对本发明的具体实例进行详细说明；
该舵轮独立悬挂系统，包括舵轮机构1、主驱动电机2、减震橡胶垫3、叉臂安装架4、叉臂车体安装架5、叉臂6、减震器车体安装架7、销轴8、阻尼减震器9以及主安装架10。
主驱动电机2与带转向电机的一体式的舵轮机构1通过螺栓连接安装，为整个舵轮驱动机构提供前进动力。
舵轮机构1的上部与主安装架10之间通过减震橡胶垫3和紧固件相连，减震橡胶垫3位于舵轮机构的上部和主安装架之间；具体为，舵轮机构的上部和减震橡胶垫以及主安装架上均设有相对应的连接孔，紧固件与连接孔配合定位。减震橡胶垫3可以帮助上部悬架有效过滤舵轮传递过来的细小震动，减少上部悬架出现共振情况的可能。同时在极端状况下，通过挤压自身也能作为一种保护舵轮的方式。
主安装架10为圆盘结构，主安装架上固定有叉臂安装架4；优选的，主安装架上设有槽口，主安装架与叉臂安装架通过内嵌的槽口定位焊接，叉臂安装架4的一侧焊接有四个小支座耳，叉臂6下部两端分别通过销轴铰接在相对应的支座耳上。支座耳与叉臂的铰接处侧面有小型橡胶垫圈，减少摆动过程中相互撞击的幅度，降低噪音。叉臂的上部一端与叉臂车体安装架也通过销轴和橡胶垫圈铰接。铰接处横叉臂的存在可以有效地提升舵轮越障过程中的舵轮姿态稳定。
主安装架10上也焊接有四个凸出支座耳，凸出支座耳与阻尼减震器9通过销轴铰接相连，凸出支座耳与减震器的铰接处侧面同样设有小型橡胶垫圈，减少摆动过程中相互撞击的幅度，降低噪音。
阻尼减震器9和叉臂6相对设置。叉臂车体安装架5与叉臂通过销轴铰接，减震器车体安装架7与减震器上端铰接。叉臂车体安装架与减震器车体安装架都作为本悬挂与车体的末端连接部件，通过螺栓将整个悬挂机构连接到车体上。
并排设置的两个阻尼减震器9为型号规格相同的减震器。并排设置的阻尼减震器9的上端与设在车体上的同一减震器车体安装架7相铰接，结构稳定可靠。
舵轮机构1和车体之间连接更加柔性，并引入横向叉臂，可提高舵轮的越障能力和动态调整能力，增加了车体姿态横向的稳定性。
阻尼减震器9包括液压缸和设在液压缸外部的螺旋弹簧，增加了系统的可靠性；同时系统有融合了减震橡胶垫，减震橡胶垫3的加入可以有效过滤细小震动，极端情况下也可作为保护舵轮的方式。
阻尼减震器9和叉臂6的上下铰接处均安装有橡胶垫，减少摆动过程中零件之间的直接碰撞接触，降低噪音，提高零件寿命。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种舵轮独立悬挂系统，包括舵轮机构和设在舵轮机构上用于与车体相连的主安装架，其特征在于：还包括阻尼减震器和连接臂，所述阻尼减震器和连接臂的下端均铰接在主安装架上，所述阻尼减震器和连接臂的上端均与车体相铰接。
2.如权利要求1所述舵轮独立悬挂系统，其特征在于：所述阻尼减震器和连接臂的上下两端铰接处均设有橡胶垫圈。
3.如权利要求1所述舵轮独立悬挂系统，其特征在于：所述舵轮机构的上部与主安装架之间设有减震橡胶垫。
4.如权利要求1所述舵轮独立悬挂系统，其特征在于：所述连接臂为叉臂，叉臂下部两端分别铰接在主安装架上，叉臂上部一端与设在车体上的叉臂车体安装架相铰接。
5.如权利要求1所述舵轮独立悬挂系统，其特征在于：所述阻尼减震器为并排设置的两个或两个以上减震器。
6.如权利要求1所述舵轮独立悬挂系统，其特征在于：所述阻尼减震器和连接臂相对设置。
7.如权利要求3所述舵轮独立悬挂系统，其特征在于：所述舵轮机构的上部和减震橡胶垫以及主安装架上均设有相对应的连接孔，紧固件与连接孔配合定位。
8.如权利要求4所述舵轮独立悬挂系统，其特征在于：所述主安装架为圆盘结构，所述主安装架上设有叉臂安装架，叉臂安装架的一侧设有支座耳，叉臂下部两端分别铰接在相对应的支座耳上。
9.如权利要求5所述舵轮独立悬挂系统，其特征在于：所述并排设置的阻尼减震器为型号规格相同的减震器。
10.如权利要求5所述舵轮独立悬挂系统，其特征在于：所述并排设置的阻尼减震器的上端与设在车体上的同一减震器车体安装架相铰接。
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