CN108285107A - 剪刀叉式顶升机构及agv小车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种剪刀叉式顶升机构及AGV小车，剪刀叉式顶升机构包括底盘、回转机构和剪刀叉升降机构；剪刀叉升降机构安装在底盘上，剪刀叉升降机构的上方装有回转机构；剪刀叉升降机构包括顶升板、两组剪刀叉机构和丝杠升降机；两组剪刀叉机构平行安装在底盘上，且剪刀叉机构的运动平面垂直于底盘；丝杠升降机的丝杠顶端切有两个限位平面，顶升板上开有与限位平面匹配的限位孔；回转机构包括旋转减速机、旋转小齿轮和回转支承；回转支承具有外齿结构；旋转减速机输出轴穿过顶升板上的开孔与旋转小齿轮相连，旋转小齿轮与回转支承的外齿啮合实现旋转；回转支承的上表面安装盖板。本发明既可以平稳的顶升货物，也可实现货物相对车体旋转。
Description
技术领域
本发明涉及物流及仓储机器人领域，尤其涉及一种剪刀叉式顶升机构及AGV小车。
背景技术
AGV是(AutomatedGuidedVehicle)的缩写，即"自动导引运输车"，是指具有电磁或光学等自动导引装置，它能够沿规定的导引路径行驶，能够实现自动、安全移载的功能，有效代替人力，大幅提高了工作效率，现已得到广泛应用，尤其在物流、电商、食品、制造业等领域。
目前，在各类设备中，常用的升降机构：液压升降机构，丝杠升降机构、链条式升降机构、齿轮齿条升降机构。而AGV机器人通常体型较小，所用升降机构的体积和空间将会受到较多限制。所以，目前应用在AGV行业中的顶升机构主要有电动推杆机构、电液推杆机构，丝杠顶升机构和剪刀叉机构。虽然电动推杆机构结构相对简单、且能够实现顶杆直线上升，但自锁性和稳定性差；电液推杆机构容易出现漏液、对密封要求较高，自锁性能差、旋升后容易倾覆等问题。而丝杠顶升机构虽然解决了上述旋升机构的稳定性问题，但是对机加工的工艺和成本提出了较高要求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种剪刀叉式顶升机构及AGV小车。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种剪刀叉式顶升机构，包括底盘、回转机构和剪刀叉升降机构；所述剪刀叉升降机构安装在底盘上，剪刀叉升降机构的上方装有回转机构；
所述剪刀叉升降机构包括顶升板、两组剪刀叉机构和丝杠升降机；两组剪刀叉机构平行安装在底盘上，且剪刀叉机构的运动平面垂直于底盘；所述顶升板安装在两组剪刀叉机构上；丝杠升降机的丝杠顶端切有两个限位平面，顶升板上开有与限位平面匹配的限位孔，丝杠顶端的定位台肩面与顶升板下表面贴合；
所述回转机构包括旋转减速机、旋转小齿轮和回转支承；所述回转支承具有外齿结构，回转支承固定在顶升板上表面；旋转减速机输出轴穿过顶升板上的开孔与旋转小齿轮相连，旋转小齿轮与回转支承的外齿啮合实现旋转；回转支承的上表面安装盖板。
进一步地，所述剪刀叉机构包括第一支撑杆和第二支撑杆，第一支撑杆和第二支撑杆通过中心销轴铰接；
位于外侧的第一支撑杆下端与固定在底盘上的顶升机构安装座通过限位销铰接，上端通过销轴与轴承相连，轴承外径与顶升板下表面相切；
位于内侧的两个第二支撑杆通过两根平行的圆杆固定为一体，第二支撑杆上端与固定在顶升板上的顶升机构安装座通过限位销铰接，下端通过销轴与轴承相连；
所述底盘上还固定有呈回字形的限位块组，第二支撑杆下端所连轴承能够在限位块组的封闭轨道内滑动。
进一步地，所述盖板下方安装有旋转限位检测片，所述顶升板上安装旋转限位开关，旋转限位检测片与旋转限位开关的位置相对应，用于回转机构复位检测。
进一步地，所述顶升板下方安装有顶升限位检测片，顶升限位开关通过顶升限位开关支架固定在底盘上，顶升限位检测片与顶升限位开关的位置对应，用于确定剪刀叉升降机构的升降行程。
进一步地，所述底盘下方装有万向轮、定向轮或履带，用于顶升机构的场地转移。
一种AGV小车，包括剪刀叉式顶升机构，剪刀叉式顶升机构的底盘的左右两侧安装驱动单元，前后方向各装有两组万向轮，底盘还安装有电池，左右两侧驱动单元的驱动轮轴线与回转机构的中心线垂直且相交。
本发明的有益效果：本发明采用丝杠升降机作为动力源，既具备了丝杠顶升机构的优点，同时也兼备了剪刀叉机构原始高度低、结构紧凑，承载量大、结构刚度高、运行稳定的优点，同时加装了双光电开关，用于检测顶升上限位和下限位，保证停位可靠。限位块组的回字形封闭轨道，为整个顶升机构提供了上下死限位，能够有效防止其过行程运动，保证工作过程的安全。本发明剪刀叉式顶升机构及AGV小车既可以平稳的顶升货物，也可实现货物相对车体旋转。
附图说明
图1是具有剪刀叉式顶升机构的AGV小车的三维立体结构示意图；
图2是剪刀叉式顶升机构的三维立体结构图；
图3是回转机构的三维立体结构图；
图4是剪刀叉机构的三维立体结构图；
图5是丝杠升降机的丝杠三维立体结构图；
图中，1.底盘；2.万向轮；3.驱动单元；4.回转机构；5.剪刀叉升降机构；6.电池；7.顶升电机；8.顶升减速机；9.顶升减速机安装支架；10.联轴器；11.丝杠升降机；12.丝杠升降机安装支架；13.顶升限位开关支架；14.顶升限位开关；15.顶升机构安装座；16.剪刀叉机构；17.限位块组；18.轴承；19.顶升板；20.顶升限位检测片；21.旋转电机；22.旋转减速机；23.旋转小齿轮；24.回转支承；25.盖板；26.旋转限位检测片；27.旋转限位开关；28.第一支撑杆；29.中心销轴；30.销轴；31.限位销；32.第二支撑杆；33.圆杆。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1-4所示，本发明公开了一种剪刀叉式顶升机构，包括底盘1、回转机构4和剪刀叉升降机构5；所述剪刀叉升降机构5安装在底盘1的中心处，剪刀叉升降机构5的上方装有回转机构4；本发明既可以平稳的顶升货物，也可实现货物相对车体旋转。
所述剪刀叉升降机构5包括顶升板19、两组剪刀叉机构16、丝杠升降机11、顶升电机7、顶升减速机8、顶升减速机安装支架9和联轴器10；顶升电机7、顶升减速机8、联轴器10和丝杠升降机11构成剪刀叉升降机构5的动力单元；两组剪刀叉机构16平行安装在底盘1上，且剪刀叉机构16的运动平面垂直于底盘1；所述顶升减速机安装支架9固定在底盘1上，所述顶升减速机8安装在顶升减速机安装支架9上；所述顶升板19安装在两组剪刀叉机构16上；顶升电机7的输出轴连接顶升减速机8的输入端，顶升减速机8的输出轴与丝杠升降机11的输入轴通过联轴器10连接；如图5所示，丝杠升降机11的丝杠34顶端切有两个限位平面，顶升板19上开有与限位平面匹配的限位孔，丝杠34顶端的定位台肩面与顶升板19下表面贴合，丝杠升降机11底端通过丝杠升降机安装支架12固定在底盘1上；丝杠升降机11通过丝杠34作用在顶升板19上，通过剪刀叉机构16支撑其轴向运动，从而实现顶升运动。
所述剪刀叉机构16包括第一支撑杆28和第二支撑杆32，第一支撑杆28和第二支撑杆32通过中心销轴29铰接；位于外侧的第一支撑杆28下端与固定在底盘1上的顶升机构安装座15通过限位销31铰接，上端通过销轴30与轴承18相连，轴承18外径与顶升板19下表面相切；位于内侧的两个第二支撑杆32通过两根平行的圆杆33固定为一体，第二支撑杆32上端与固定在顶升板19上的顶升机构安装座15通过限位销31铰接，下端通过销轴30与轴承18相连；所述底盘1上还固定有呈回字形的限位块组17，第二支撑杆32下端所连轴承18能够在限位块组17的封闭轨道内滑动。同时，限位块组17的回字形封闭轨道，为整个剪刀叉机构提供了上下死限位，能够有效防止其过行程运动，保证工作过程的安全。
所述回转机构4包括旋转电机21、旋转减速机22、旋转小齿轮23和回转支承24，回转机构4采用回转支承24实现上下回转；所述回转支承24具有外齿结构，回转支承24固定在顶升板19上表面；旋转电机21与旋转减速机22相连，旋转减速机22安装在顶升板19下表面，旋转减速机22的输出轴穿过顶升板19上的开孔与旋转小齿轮23相连，旋转小齿轮23与顶升板19之间具有间隙，旋转小齿轮23与回转支承24的外齿啮合，实现旋转；回转支承24的上表面安装盖板25，用于负重。
所述盖板25下方安装有旋转限位检测片26，所述顶升板19上安装旋转限位开关27，旋转限位检测片26与旋转限位开关27的位置相对应，用于回转机构4复位检测。
所述顶升板19下方安装有顶升限位检测片20，顶升限位开关14通过顶升限位开关支架13固定在底盘1上，顶升限位检测片20与顶升限位开关14的位置对应，用于确定剪刀叉升降机构5的升降行程。
所述底盘1下方装有万向轮、定向轮或履带，用于顶升机构的场地转移。
本发明还公开了一种AGV小车，包括剪刀叉式顶升机构，剪刀叉式顶升机构的底盘1的左右两侧安装驱动单元3，前后方向还各装有两组万向轮2，底盘1还安装有电池6，左右两侧驱动单元3的驱动轮轴线与回转机构4的中心线垂直且相交。
本发明的原理及工作过程如下：
具有剪刀叉式顶升机构的AGV小车在实际工作时，电池6给整个AGV供电，通过车载控制器控制驱动单元3，驱动单元3提供整车的行驶动力，万向轮2随着驱动单元3运动到货架正下方；剪刀叉升降机构5在丝杠升降机11作用下向上举升顶升板19，剪刀叉机构16在顶升过程中主要起到支撑的作用；如需变换方向，位于底盘1两侧的驱动单元2通过差速运动实现旋转动作，同时旋转电机21驱动整个回转机构4旋转带动盖板25相对车身实现反方向旋转，从而实现货物原地不动，车身旋转，变换方向。
当顶升电机7转动，通过顶升减速机8、联轴器10，带动丝杠升降机11运动，其上方丝杠推动顶升板19向上运动，顶升板19带动剪刀叉机构16向上运动，第一支撑杆28与第二支撑杆32间与水平面所成的锐角夹角变大，下方的轴承18在限位块组17的回字形轨道内向内侧滑动，剪刀叉机构16起到支撑的作用。另外，通过顶升限位开关支架13加装双顶升限位开关14，用于检测升降上下限位，保证升降机构上下停位可靠。在整个升降过程回转机构4相对静止，不发生旋转。
回转机构4中旋转电机21通过旋转减速机22放大扭矩，驱动旋转小齿轮23旋转，通过啮合方式带动回转支承24和盖板25旋转。顶升板19下方装有旋转限位开关27，盖板25下方装有旋转限位检测片26，用于回转机构复位检测。其中回转支承24结构较为特殊，为转盘轴承结构。由于回转机构4与剪刀叉升降机构5的动力来源于不同的电机及其传动系统，所以可实现分别动作。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种剪刀叉式顶升机构，其特征在于，包括底盘(1)、回转机构(4)和剪刀叉升降机构(5)；所述剪刀叉升降机构(5)安装在底盘(1)上，剪刀叉升降机构(5)的上方装有回转机构(4)；
所述剪刀叉升降机构(5)包括顶升板(19)、两组剪刀叉机构(16)和丝杠升降机(11)；两组剪刀叉机构(16)平行安装在底盘(1)上，且剪刀叉机构(16)的运动平面垂直于底盘(1)；所述顶升板(19)安装在两组剪刀叉机构(16)上；丝杠升降机(11)的丝杠(34)顶端切有两个限位平面，顶升板(19)上开有与限位平面匹配的限位孔，丝杠(34)顶端的定位台肩面与顶升板(19)下表面贴合；
所述回转机构(4)包括旋转减速机(22)、旋转小齿轮(23)和回转支承(24)；所述回转支承(24)具有外齿结构，回转支承(24)固定在顶升板(19)上表面；旋转减速机(22)输出轴穿过顶升板(19)上的开孔与旋转小齿轮(23)相连，旋转小齿轮(23)与回转支承(24)的外齿啮合；回转支承(24)的上表面安装盖板(25)。
2.根据权利要求1所述的一种剪刀叉式顶升机构，其特征在于，所述剪刀叉机构(16)包括第一支撑杆(28)和第二支撑杆(32)，第一支撑杆(28)和第二支撑杆(32)通过中心销轴(29)铰接；
位于外侧的第一支撑杆(28)下端与固定在底盘(1)上的顶升机构安装座(15)通过限位销(31)铰接，上端通过销轴(30)与轴承(18)相连，轴承(18)外径与顶升板(19)下表面相切；
位于内侧的两个第二支撑杆(32)通过两根平行的圆杆(33)固定为一体，第二支撑杆(32)上端与固定在顶升板(19)上的顶升机构安装座(15)通过限位销(31)铰接，下端通过销轴(30)与轴承(18)相连；
所述底盘(1)上还固定有呈回字形的限位块组(17)，第二支撑杆(32)下端所连轴承(18)能够在限位块组(17)的封闭轨道内滑动。
3.根据权利要求1所述的一种剪刀叉式顶升机构，其特征在于，所述盖板(25)下方安装有旋转限位检测片(26)，所述顶升板(19)上安装旋转限位开关(27)，旋转限位检测片(26)与旋转限位开关(27)的位置相对应，用于回转机构(4)复位检测。
4.根据权利要求1所述的一种剪刀叉式顶升机构，其特征在于，所述顶升板(19)下方安装有顶升限位检测片(20)，顶升限位开关(14)通过顶升限位开关支架(13)固定在底盘(1)上，顶升限位检测片(20)与顶升限位开关(14)的位置对应，用于确定剪刀叉升降机构(5)的升降行程。
5.根据权利要求1所述的一种剪刀叉式顶升机构，其特征在于，所述底盘(1)下方装有万向轮、定向轮或履带，用于顶升机构的场地转移。
6.一种AGV小车，其特征在于，包括剪刀叉式顶升机构，剪刀叉式顶升机构的底盘(1)的左右两侧安装驱动单元(3)，前后方向各装有两组万向轮(2)，底盘(1)还安装有电池(6)，左右两侧驱动单元(3)的驱动轮轴线与回转机构(4)的中心线垂直且相交。
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