CN108773793A - 一种无人搬运小车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无人搬运小车，属于物流自动化设备技术领域。一种无人搬运小车，包括车身，设于车身上端的顶升机构，以及设于车身底部的驱动机构；所述顶升机构包括固设于车身上端的固定座，固设于车身上端且与固定座相对设置的支撑座，两端分别转动设于固定座和支撑座的双头丝杆结构，驱动丝杆转动的动力结构，以及固设于车身上端且位于丝杆下侧的滑轨；所述双头丝杆机构的两个螺纹座均滑动设于滑轨，且每个螺纹座均铰接有一个连接件；还包括承重板；所述两个连接件的另一端分别铰接于承重板的两端。本无人搬运小车结构简单，尤其是在顶升物品时，驱动力矩小并且平稳。
Description
技术领域
本发明涉及一种无人搬运小车，属于物流自动化设备技术领域。
背景技术
目前，无人搬运小车上的顶升装置普遍采用旋转齿轮顶升，这种顶升方式占用了无人搬运小车上绝大部分的结构空间，并且由于结构的限制产生了诸如顶升不平稳、齿轮碰撞异响等问题。另外，无人搬运小车上普遍采用齿轮副驱动顶升盘转动以达到小车在转向时保持货架方向不变的目的。这种方式需要的驱动力矩较大，需要通过电机和减速机的方式实现，整个实现机构体积比较庞大，结构不紧凑，浪费了小车上宝贵的结构空间。另外，目前无人搬运小车的驱动装置，普遍采用弹簧来作为其适应性部件来平抑行走地面的起伏对小车的影响。当无人搬运小车的载荷较轻时，这种结构能够起到良好的平抑作用；但是当无人搬运小车载重较大时，就容易出现打滑现象，造成小车脱轨或发生事故。
发明内容
为了解决上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种结构简单，顶升物品时驱动力矩小并且平稳的无人搬运小车。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种无人搬运小车，包括车身，设于车身上端的顶升机构，以及设于车身底部的驱动机构；所述顶升机构包括固设于车身上端的固定座，固设于车身上端且与固定座相对设置的支撑座，两端分别转动设于固定座和支撑座的双头丝杆结构，驱动丝杆转动的动力结构，以及固设于车身上端且位于丝杆下侧的滑轨；所述双头丝杆机构的两个螺纹座均滑动设于滑轨，且每个螺纹座均铰接有一个连接件；还包括承重板；所述两个连接件的另一端分别铰接于承重板的两端。
进一步的，所述顶升机构为两个，且平行设于车身上端；所述动力结构包括固设于车身上端的顶升电机，与顶升电机的动力输出轴传动连接的减速机，以及中部与减速机的动力输出端传动连接的传动杆；所述的传动杆的两端均设有小伞齿；所述双头丝杆位于固定座的端部设有与小伞齿相匹配的大伞齿；还包括固设于承重板的旋转机构；所述的旋转机构包括固设于承重板的安装板，固设于安装板的旋转电机，与旋转电机的动力输出轴传动连接的联轴器，固设于安装板的轴承安装座，设于轴承安装座的轴承，一端与联轴器传动连接且另一端转动设于轴承的蜗杆，设于安装板的涡轮轴承，以及转动设于涡轮轴承且与蜗杆啮合的涡轮。
进一步的，所述驱动机构包括两组以车身中轴线对称设于车身底部中前侧的驱动单元，以及设于车身底部后侧的从动单元；所述驱动单元包括固设于车身底部的第一固定座，铰接于第一固定座的驱动轮摇臂，固设于驱动轮摇臂的减速机，固设于驱动轮摇臂且与减速机的输入端传动连接的驱动电机，与减速机的输出端传动连接的驱动轮，铰接于第一固定座的从动轮摇臂，以及设于从动轮摇臂移动端的前从动轮；所述的驱动轮摇臂和从动轮摇臂设有相互配合的限位结构，用以限定驱动轮摇臂和从动轮摇臂之间的旋转夹角不超过180°；所述的驱动轮和前从动轮的底端面位于同一水平面；所述从动单元包括包括固设于车身底部后侧的第二固定座，设于第二固定座且与铰接转轴垂直的转轴，转动连接于转轴的后从动轮支架，以及两个设于后从动轮支架两端端部的后从动轮；所述的后从动轮与驱动轮和前从动轮的底端面位于同一水平面。
进一步的，所述第一固定座设有一根铰接转轴；所述驱动轮摇臂和从动轮摇臂均铰接于该铰接转轴；所述驱动轮摇臂的铰接端设有与从动轮摇臂的铰接端的形状相匹配的第一缺口；所述从动轮摇臂的铰接端设有与驱动轮摇臂的铰接端的形状相匹配的第二缺口；所述限位结构由限位卡槽和限位卡勾组成；所述的限位卡槽设于第一缺口处；所述的限位卡勾设于第二缺口处；或，所述的限位卡槽设于第二缺口处；所述的限位卡勾设于第一缺口处。
进一步的，本发明还提供了另外一种结构的驱动机构，所述驱动机构包括两组以车身中轴线对称设于车身底部中间处的驱动单元，设于车身底部前侧的的从动单元，以及设于车身底部后侧的后从动单元。
进一步的，所述从动单元包括固设于车身底部前侧的前安装座，铰接于前安装座的转轴支架，中间处转动连接于转轴支架移动端的前从动轮支架，以及两个设于前从动轮支架两端端部的前从动轮；所述的转轴支架的前端上侧设有安装柱；所述的安装柱套设有弹簧；所述的弹簧上端抵触于承物平台，下端抵触于转轴支架。
进一步的，所述转轴支架呈V形；所述前安装座为两个；所述转轴支架的两端分别铰接于一个前安装座。
进一步的，所述转轴支架的移动端固设有转轴；所述安装柱固设于转轴上端；所述的转轴包括安装部，以及与安装部一体成形的转轴本体；所述安装部设有用于与转轴支架移动端固定连接的固定夹槽，以及用于与安装柱固定连接的固定槽。
进一步的，所述驱动单元包括固设于车身中间处的中安装座，固设于中安装座的减速机，固设于中安装座且与减速机的输入端传动连接的驱动电机，以及与减速机的输出端传动连接的驱动轮。
进一步的，所述后从动单元包括固设于车身底部后侧的后安装座，设于后安装座的转动轴，转动连接于转动轴的后从动轮支架，以及两个设于后从动轮支架两端端部的后从动轮；所述后从动轮与驱动轮和前从动轮的底端面位于同一水平面。
本发明的有益效果在于：在无人搬运小车上采用上述的顶升机构进行顶升时，顶升电机经过减速机后驱动小伞齿转动，小伞齿转动带动与小伞齿相互啮合的大伞齿转动，大伞齿带动丝杆旋转，丝杠旋转驱动丝杠上的两个螺母座相向滑动，再通过连接件将承重板顶起，完成顶升动作。整个顶升过程平稳，需要的力矩较小，而且整个结构简单紧凑，占用空间小；另外，旋转单元由旋转电机驱动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮旋转，从而将旋转电机的水平旋转运动转化为蜗轮的轴向旋转；这样就使得与涡轮轴承固定连接的顶盘跟着一起转动，整个结构紧凑；
另外，本发明提供了两种驱动机构。
当采用第一种驱动机构时，采用其具体结构的驱动单元，结构简单，尤其是驱动轮摇臂和从动轮摇臂均铰接于第一固定座，且驱动轮摇臂和从动轮摇臂设有相互配合的限位卡槽和限位卡勾；当在平滑地面上使用本驱动单元时，承载物的重量作用于第一固定座，在限位卡槽和限位卡勾的作用下，驱动轮摇臂和后动轮摇臂之间基本保持相对静止；当在不平滑的地面上使用本驱动单元时，驱动轮摇臂和从动轮摇臂之间又能够发生一些相对的转动，使得本驱动单元能够与地面更加贴紧，尤其是在重载的情况下，仍然能够保证驱动轮具有足够的抓地力和驱动力，不会发生打滑的现象。
当采用第二种驱动机构时，采用了其具体结构的从动单元，结构简单，尤其是转轴支架带动前从动轮支架可以绕前安装座相对于车身转动，从而调整前从动轮支架的高度。前从动轮可以绕转轴相对于车身旋转，这样使得前从动轮拥有垂直于车身和平行于车身的两个方向上的旋转自由度，可以很好的适应工作场地平面的小幅波动，并对车身形成良好支撑；另外，转轴支架的前端上侧设有安装柱，安装柱上还套设有弹簧，利用弹簧和转轴相结合的方式布置，提高了承物平台对场地地面条件的适应能力。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明一种无人搬运小车具体实施例1的结构示意图；
图2为本发明一种无人搬运小车具体实施例1中顶升机构和旋转机构组装好的结构示意图；
图3为本发明一种无人搬运小车具体实施例1中顶升机构的结构示意图；
图4为本发明一种无人搬运小车具体实施例1中旋转单元的结构示意图之一；
图5为本发明一种无人搬运小车具体实施例1中旋转单元的结构示意图之二(省略轴承安装座)；
图6为本发明一种无人搬运小车具体实施例1的仰视图；
图7为本发明一种无人搬运小车具体实施例1中驱动机构的驱动单元的结构示意图；
图8为本发明一种无人搬运小车具体实施例1中驱动机构的从动单元的结构示意图；
图9为本发明一种无人搬运小车具体实施例2的结构示意图；
图10为本发明一种无人搬运小车具体实施例2的仰视图；
图11为本发明一种无人搬运小车具体实施例2中驱动机构的从动单元的结构示意图；
图12为本发明一种无人搬运小车具体实施例2中驱动机构的从动单元的中转轴、安装柱、橡胶圈和弹簧的安装结构示意图；
图13为本发明一种无人搬运小车具体实施例2中驱动机构的驱动单元的结构示意图。
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
实施例1
如图1～图8所示，一种无人搬运小车，包括车身10，两个平行设于车身10上端的顶升机构20，以及设于车身10底部的驱动机构40a。
具体的，顶升机构20包括固设于安装底板10的固定座21，固设于安装底板10且与固定座21相对设置的支撑座22，两端分别转动设于固定座21和支撑座22的双头丝杆23，驱动丝杆231转动的动力结构28，以及固设于安装底板10且位于丝杆231下侧的滑轨24。双头丝杆23的两个螺纹座232均滑动设于滑轨24，且每个螺纹座232均铰接有一个连接件25；还包括承重板26；两个连接件25的另一端分别铰接于承重板26的两端。
具体的，螺纹座232设有贯穿其内部的转动轴；承重板26下端两侧固设有两个固定块27；每个固定块27均设有贯穿其内部的转轴。连接件25包括两块连接块，一块的两端分别铰接于转动轴和转轴的一侧，另一块的两端分别铰接于转动轴和转轴的另一侧。
具体的，动力结构28包括固设于安装底板10的顶升电机281，与顶升电机281的动力输出轴传动连接的减速机282，以及中部与减速机282的动力输出端传动连接的传动杆283；传动杆283的两端均设有小伞齿284；丝杆231位于固定座21的端部设有与小伞齿284相匹配的大伞齿285。
另外，还包括固设于承重板26的旋转机构30；旋转机构30包括固设于承重板26的安装板31，固设于安装板31的旋转电机32，与旋转电机32的动力输出轴传动连接的联轴器33，固设于安装板31的轴承安装座34，设于轴承安装座34的轴承，一端与联轴器33传动连接且另一端转动设于轴承的蜗杆35，设于安装板31的涡轮轴承37，以及转动设于涡轮轴承且与蜗杆35啮合的涡轮36。
具体的，驱动机构40a包括两组以车身10中轴线对称设于车身10底部中前侧的驱动单元41a，以及设于车身10底部后侧的从动单元42a。
更具体的，驱动单元41a，包括固设于承物平台下端面的第一固定座41a1，铰接于第一固定座41a1的驱动轮摇臂41a2，固设于驱动轮摇臂41a2的减速机41a3，固设于驱动轮摇臂41a2且与减速机41a3的输入端传动连接的驱动电机41a4，与减速机41a3的输出端传动连接的驱动轮41a5，铰接于第一固定座41a1的从动轮摇臂41a6，以及设于从动轮摇臂41a6移动端的前从动轮41a7；驱动轮摇臂41a2和从动轮摇臂41a6设有相互配合的限位结构41a8，用以限定驱动轮摇臂41a2和从动轮摇臂41a6之间的旋转夹角不超过180°。
具体的，第一固定座41a1设有一根铰接转轴；驱动轮摇臂41a2和从动轮摇臂41a6均铰接于该铰接转轴；驱动轮摇臂41a2的铰接端设有与从动轮摇臂41a6的铰接端的形状相匹配的第一缺口；从动轮摇臂41a6的铰接端设有与驱动轮摇臂41a2的铰接端的形状相匹配的第二缺口；
更具体的，限位结构41a8由限位卡槽41a81和限位卡41a82勾组成。限位卡槽41a81设于第一缺口处，限位卡勾41a82设于第二缺口处(当然，限位卡槽41a81还可以设于第二缺口处，限位卡勾41a82设于第一缺口处)。
具体的，从动单元42a包括固设于车身10底部后侧的第二固定座42a1，设于第二固定座42a1且与铰接转轴垂直的转轴，中间处转动连接于转轴的后从动轮支架42a2，以及两个设于后从动轮支架42a2两端端部的后从动轮42a3；转轴位于车身10的中轴线上。
驱动轮41a5、前从动轮41a7和后从动轮42a3的底端面位于同一水平面。
综上所述：在无人搬运小车上采用上述的顶升机构进行顶升时，顶升电机经过减速机后驱动小伞齿转动，小伞齿转动带动与小伞齿相互啮合的大伞齿转动，大伞齿带动丝杆旋转，丝杠旋转驱动丝杠上的两个螺母座相向滑动，再通过连接件将承重板顶起，完成顶升动作。整个顶升过程平稳，需要的力矩较小，而且整个结构简单紧凑，占用空间小；另外，旋转单元由旋转电机驱动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮旋转，从而将旋转电机的水平旋转运动转化为蜗轮的轴向旋转；这样就使得与涡轮轴承固定连接的顶盘50跟着一起转动，整个结构紧凑；
另外，上述的驱动机构，采用其具体结构的驱动单元，结构简单，尤其是驱动轮摇臂和从动轮摇臂均铰接于第一固定座，且驱动轮摇臂和从动轮摇臂设有相互配合的限位卡槽和限位卡勾；当在平滑地面上使用本驱动单元时，承载物的重量作用于第一固定座，在限位卡槽和限位卡勾的作用下，驱动轮摇臂和后动轮摇臂之间基本保持相对静止；当在不平滑的地面上使用本驱动单元时，驱动轮摇臂和从动轮摇臂之间又能够发生一些相对的转动，使得本驱动单元能够与地面更加贴紧，尤其是在重载的情况下，仍然能够保证驱动轮具有足够的抓地力和驱动力，不会发生打滑的现象。
实施例2
结合图2～图5和图8～图13所示，本实施例与实施例1相比，提供了另外一种驱动机构40b，其他结构同实施例1。
具体的，驱动机构40b两组以车身中轴线对称设于车身10底部中间处的驱动单元41b，设于车身10底部前侧的从动单元42b，以及设于车身10底部后侧的后从动单元43b。
从动单元42b，包括固设于承物平台下端面的前安装座42b1，铰接于前安装座42b1的转轴支架42b2，中间处转动连接于转轴支架42b2移动端的前从动轮支架42b3，以及两个设于前从动轮支架42b3两端端部的前从动轮42b4；转轴支架42b2的前端上侧设有安装柱42b5；安装柱42b5套设有弹簧42b6；弹簧42b6上端抵触于承物平台，下端抵触于转轴支架42b2。
具体的，转轴支架42b2呈V形；前安装座42b1为两个；转轴支架42b2的两端分别铰接于一个前安装座42b1。采用V形结构，使得整个转轴支架42b2与承物平台具有两个铰接点，从而使其受力更加均衡。
具体的，转轴支架42b2的移动端固设有转轴42b7；安装柱42b5固设于转轴42b7上端。
更具体的，转轴42b7包括安装部42b71，以及与安装部42b71一体成形的转轴本体42b72；安装部42b71设有用于与转轴支架42b2移动端固定连接的固定夹槽，以及用于与安装柱42b5固定连接的固定槽。采用本结构，大大方便了组装。
进一步的，在其他实施例中，安装柱42b5上还套设有橡胶垫42b8；弹簧42b6套设于该橡胶垫42b8；橡胶垫42b8的高度略高于安装柱42b5的高度；弹簧42b6完全压缩后的高度略低于橡胶垫42b8的高度。这样设置，便于弹簧42b6的安装，同时也延长了弹簧42b6的使用寿命。
具体的，驱动单元41b包括固设于车身10中间处的中安装座41b1，固设于中安装座41b1的减速机41b2，固设于中安装座41b1且与减速机41b2的输入端传动连接的驱动电机41b3，以及与减速机41b2的输出端传动连接的驱动轮41b4。
后从动单元43b与实施例1中的从动单元42a结构相同。
综上所述：上述的无人搬运小车，采用了上述的从动单元，结构简单，尤其是转轴支架带动前从动轮支架可以绕前安装座相对于车身转动，从而调整前从动轮支架的高度。前从动轮可以绕转轴相对于车身旋转，这样使得前从动轮拥有垂直于车身和平行于车身的两个方向上的旋转自由度，可以很好的适应工作场地平面的小幅波动，并对车身形成良好支撑；另外，转轴支架的前端上侧设有安装柱，安装柱上还套设有弹簧，利用弹簧和转轴相结合的方式布置，提高了承物平台对场地地面条件的适应能力。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种无人搬运小车，其特征在于：包括车身，设于车身上端的顶升机构，以及设于车身底部的驱动机构；所述顶升机构包括固设于车身上端的固定座，固设于车身上端且与固定座相对设置的支撑座，两端分别转动设于固定座和支撑座的双头丝杆结构，驱动丝杆转动的动力结构，以及固设于车身上端且位于丝杆下侧的滑轨；所述双头丝杆机构的两个螺纹座均滑动设于滑轨，且每个螺纹座均铰接有一个连接件；还包括承重板；所述两个连接件的另一端分别铰接于承重板的两端。
2.根据权利要求1所述的无人搬运小车，其特征在于：所述顶升机构为两个，且平行设于车身上端；所述动力结构包括固设于车身上端的顶升电机，与顶升电机的动力输出轴传动连接的减速机，以及中部与减速机的动力输出端传动连接的传动杆；所述的传动杆的两端均设有小伞齿；所述双头丝杆位于固定座的端部设有与小伞齿相匹配的大伞齿；还包括固设于承重板的旋转机构；所述的旋转机构包括固设于承重板的安装板，固设于安装板的旋转电机，与旋转电机的动力输出轴传动连接的联轴器，固设于安装板的轴承安装座，设于轴承安装座的轴承，一端与联轴器传动连接且另一端转动设于轴承的蜗杆，设于安装板的涡轮轴承，以及转动设于涡轮轴承且与蜗杆啮合的涡轮。
3.根据权利要求1或2所述的无人搬运小车，其特征在于：所述驱动机构包括两组以车身中轴线对称设于车身底部中前侧的驱动单元，以及设于车身底部后侧的从动单元；所述驱动单元包括固设于车身底部的第一固定座，铰接于第一固定座的驱动轮摇臂，固设于驱动轮摇臂的减速机，固设于驱动轮摇臂且与减速机的输入端传动连接的驱动电机，与减速机的输出端传动连接的驱动轮，铰接于第一固定座的从动轮摇臂，以及设于从动轮摇臂移动端的前从动轮；所述的驱动轮摇臂和从动轮摇臂设有相互配合的限位结构，用以限定驱动轮摇臂和从动轮摇臂之间的旋转夹角不超过180°；所述的驱动轮和前从动轮的底端面位于同一水平面；所述从动单元包括包括固设于车身底部后侧的第二固定座，设于第二固定座且与铰接转轴垂直的转轴，转动连接于转轴的后从动轮支架，以及两个设于后从动轮支架两端端部的后从动轮；所述的后从动轮与驱动轮和前从动轮的底端面位于同一水平面。
4.根据权利要求3所述的无人搬运小车，其特征在于：所述第一固定座设有一根铰接转轴；所述驱动轮摇臂和从动轮摇臂均铰接于该铰接转轴；所述驱动轮摇臂的铰接端设有与从动轮摇臂的铰接端的形状相匹配的第一缺口；所述从动轮摇臂的铰接端设有与驱动轮摇臂的铰接端的形状相匹配的第二缺口；所述限位结构由限位卡槽和限位卡勾组成；所述的限位卡槽设于第一缺口处；所述的限位卡勾设于第二缺口处；或，所述的限位卡槽设于第二缺口处；所述的限位卡勾设于第一缺口处。
5.根据权利要求1或2所述的无人搬运小车，其特征在于：所述驱动机构包括两组以车身中轴线对称设于车身底部中间处的驱动单元，设于车身底部前侧的的从动单元，以及设于车身底部后侧的后从动单元。
6.根据权利要求5所述的无人搬运小车，其特征在于：所述从动单元包括固设于车身底部前侧的前安装座，铰接于前安装座的转轴支架，中间处转动连接于转轴支架移动端的前从动轮支架，以及两个设于前从动轮支架两端端部的前从动轮；所述的转轴支架的前端上侧设有安装柱；所述的安装柱套设有弹簧；所述的弹簧上端抵触于承物平台，下端抵触于转轴支架。
7.根据权利要求6所述的无人搬运小车，其特征在于：所述转轴支架呈V形；所述前安装座为两个；所述转轴支架的两端分别铰接于一个前安装座。
8.根据权利要求6或7所述的无人搬运小车，其特征在于：所述转轴支架的移动端固设有转轴；所述安装柱固设于转轴上端；所述的转轴包括安装部，以及与安装部一体成形的转轴本体；所述安装部设有用于与转轴支架移动端固定连接的固定夹槽，以及用于与安装柱固定连接的固定槽。
9.根据权利要求5所述的无人搬运小车，其特征在于：所述驱动单元包括固设于车身中间处的中安装座，固设于中安装座的减速机，固设于中安装座且与减速机的输入端传动连接的驱动电机，以及与减速机的输出端传动连接的驱动轮。
10.根据权利要求5所述的无人搬运小车，其特征在于：所述后从动单元包括固设于车身底部后侧的后安装座，设于后安装座的转动轴，转动连接于转动轴的后从动轮支架，以及两个设于后从动轮支架两端端部的后从动轮；所述后从动轮与驱动轮和前从动轮的底端面位于同一水平面。
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