CN109204454A - 双轮驱动全方位行走系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双轮驱动全方位行走系统，其包括轮架，第一驱动电机，第一减速机，第一驱动轮，第二驱动电机，第二减速机，第二驱动轮；第一减速机和第二减速机通过螺栓固定于轮架上；第一减速机的输入轴和输出轴分别连接第一驱动电机和第一驱动轮；第二减速机的输入轴和输出轴分别连接第二驱动电机和第二驱动轮；且第一驱动轮与第二驱动轮分布于轮架的两侧。本发明能够实现车体的360°自由转向、并在AGV车经过不平整路面及重载/轻载等不同工况下对驱动轮提供足够附着力、防止绕线、测量轮组角度等多项功能。
Description
技术领域
本发明属于自动导引运输车领域技术领域，具体来说涉及一种双轮驱动全方位行走系统。
背景技术
随着技术的进步，AGV(Automated Guilded Vehicle)车作为一种具有安全保护和移栽功能的搬运车，因为其高度自动化的特性，被广泛应用于机械立体停车库领域中。在AGV车技术领域，AGV驱动轮对地面的附着性能直接决定了AGV车前进的动力是否充足，同时也影响着其运动轨迹控制性能。在地面环境良好时，只需要AGV车的驱动轮对地面具有稳定的压紧力即可。但在地面不平时，需要AGV的驱动轮具有足够的附着力来保证装载重物的平稳运输。现有的AGV车结构一方面在进行转向或角度控制时不能很好的完成转向角度的调整。此外，在地面存在凸起或凹陷障碍等复杂地面环境时，无法对驱动轮提供足够的附着力。此外，现有的AGV车结构还存在无法测量轮组角度，无法在重载和轻载等不同工况时对驱动轮提供足够附着力，驱动机构在旋转平台上时容易产生绕线现象、等诸多问题。因此，如何开发出一种新型的双轮驱动全方位行走系统，能够克服上述各个问题，是本领域技术人员需要研究的方向。
发明内容
本发明的目的是提供一种双轮驱动全方位行走系统，能够实现车体的360°自由转向，并具有在经过不平整路面或重载/轻载等不同工况下对驱动轮提供足够附着力、防止绕线、测量轮组角度等多项功能。
其采用的技术方案如下：
一种双轮驱动全方位行走系统，其包括轮架，第一驱动电机，第一减速机，第一驱动轮，第二驱动电机，第二减速机，第二驱动轮；所述第一减速机和第二减速机通过螺栓固定于轮架上；所述第一减速机的输入轴和输出轴分别连接第一驱动电机和第一驱动轮；所述第二减速机的输入轴和输出轴分别连接第二驱动电机和第二驱动轮；且所述第一驱动轮与第二驱动轮分布于轮架的两侧。
通过采用这种技术方案：通过两组驱动电机和减速机的驱动机构分别调整位于轮架两侧的驱动轮的转动速度和方向。通过控制驱动电机的输出转速，使驱动轮获得转速差，精准的调控AGV车的转向角度。其中，选择驱动电机作为驱动的执行机构、提高了双驱动全方位行走系统的精度，且驱动电机具有输出扭矩大、工作稳定的特点。
优选的是，上述双轮驱动全方位行走系统中：还包括悬挂缓冲系统，所述悬挂缓冲系统固定于轮架上，其包括下筒，上筒，弹簧，碟簧和推力轴承；所述下筒上设有环形槽；所述弹簧、碟簧和推力轴承分别位于环形槽内，且所述推力轴承位于环形槽底部；所述碟簧连接推力轴承上侧，所述弹簧连接碟簧上侧；所述上筒包括顶面和侧筒壁；所述侧筒壁伸入环形槽中且位于碟簧上侧；所述顶面边沿外侧设有环形凸沿、所述环形凸沿半径大于环形槽半径、用于限位上筒对下筒的下行运动；所述侧筒壁内壁上设有环形挡边、所述环形挡边位于弹簧上侧。
通过采用这种技术方案：上筒用于固定在负重支架上，下筒用于固定在旋转平台上。当负重支架上未负载重物时，侧筒壁伸入环形槽部分不与碟簧相接触且环形挡边压于弹簧上、此时弹簧处于弯曲压缩状态，由弹簧支撑负重支架的重量。而当负重支架上放置有重物时，弹簧处于极限压缩状态。此时侧筒壁在压力作用下朝环形槽底部运动、其底边与碟簧接触，主要通过碟簧来承受增加的重量。由此，满足了在重载和轻载的不同工况下为驱动轮提供足够附着力的效果。此外，采用这种机构使AGV车在不平整地面行驶时，上筒和下筒在颠簸时产生间距，此时碟簧压缩的力首先释放，接着弹簧的力释放。通过碟簧和弹簧两层缓冲避免地面颠簸传递至负重支架，保证了AGV车在颠簸路况行驶时，其负重的稳定性。
优选的是，上述双轮驱动全方位行走系统中：如权利要求所述双轮驱动全方位行走系统，其特征在于：还包括编码器系统，所述编码器系统包括编码器定子和编码器磁钢；所述编码器定子与上筒相固定；所述编码器磁钢与下筒相固定。
通过采用这种技术方案：在AGV车做转向移动的过程中，下筒随轮架一起转动，相对于上筒产生转向运动。编码器磁钢随之相对编码器定子旋转，由此实现对驱动轮绕悬挂缓冲系统转动角度的测量。实践中，编码器磁钢的长度由检测长度和上下筒分离的距离共同决定。
更优选的是，上述双轮驱动全方位行走系统中：所述下筒上设有第一导通孔；所述第一导通孔与环形槽为同心圆结构、其孔径小于环形槽半径；所述顶面上设有第二导通孔。
通过采用这种技术方案：为旋转平台上的驱动机构进行供电的电缆依次穿过第一导通孔和第二导通孔，由此克服了AGV车转向时电线容易产生绕线现象的问题。
更优选的是，上述双轮驱动全方位行走系统中：还包括轴套，所述轴套固定于环形槽内、将上筒与下筒隔开。
通过采用这种技术方案：设置轴套将上筒与下筒隔开、用来减少上筒和下筒之间的磨损，起到润滑作用。
进一步优选的是，上述双轮驱动全方位行走系统中：还包括上碟簧垫，所述上碟簧垫设于碟簧上侧、将弹簧与碟簧以及侧筒壁与碟簧隔开。
通过采用这种技术方案：以上碟簧垫对碟簧实现保护，防止碟簧在受力过程中被弹簧造成刮伤，同时使上筒传递至碟簧的压力变得均匀。
更进一步优选的是，上述双轮驱动全方位行走系统中：还包括下碟簧垫，所述下碟簧垫设于碟簧下侧、将碟簧与推力轴承隔开。
通过采用这种技术方案：以下碟簧垫对推力轴承实现保护，防止碟簧在受力至释放的过程中对推力轴承造成刮伤。
更进一步优选的是，上述双轮驱动全方位行走系统中：所述第一减速机和第二减速机采用平行轴减速机。
通过采用这种技术方案：平行轴减速机与其他同类产品比较，具有效率高，噪声小，维护成本低，安装简单，安装和调试简单。
更进一步优选的是，上述双轮驱动全方位行走系统中：所述第一驱动轮和第二驱动轮由聚氨酯和铝合金制成。
通过采用这种技术方案：其具有噪声小，承载能力大，重量轻，耐磨性好，地面摩擦系数小的优势。
更进一步优选的是，上述双轮驱动全方位行走系统中：还包括滚动球轴承，所述滚动球轴承固定于下筒的轴上、安装于轮架中。
通过采用这种技术方案：当第一驱动轮和第二驱动轮不在一个水平面时，轮架以滚动球轴承的轴线为中心，调整轮架的角度，从而保证驱动轮始终与地面接触。
更进一步优选的是，上述双轮驱动全方位行走系统中：还包括轴承端盖，所述的轴承端盖连接滚动球轴承。
通过采用这种技术方案：以轴承端盖来限制悬挂缓冲系统的轴向移动，当AGV车需要急刹车时，由轴承端盖把悬挂缓冲系统的惯性力传递给轮架。
与现有技术相比，本发明结构简单，易于制备。能够实现车体的360°自由转向，并具有在经过不平整路面以及重载/轻载等不同工况下对驱动轮提供足够附着力、防止绕线、测量轮组角度等多项功能。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为实施例1的结构示意图；
图2为图1的俯视示意图；
图3为图1中悬挂缓冲系统及轴承、轴承端盖的结构示意图；
图4为图3中悬挂缓冲系统的第一工作状态示意图；
图5为图3中悬挂缓冲系统的第二工作状态示意图；
图6为图4和图5中下筒的结构示意图；
图7为图4和图5中上筒的结构示意图；
图8为图1的爆炸结构示意图。
各附图标记与部件名称对应关系如下：
1、轮架；21、第一驱动电机；22、第一减速机；23、第一驱动轮；31、第二驱动电机；32、第二减速机；33、第二驱动轮；4、悬挂缓冲系统；6、轴套；71、上碟簧垫；72、下碟簧垫；8、滚动球轴承；9、轴承端盖；41、下筒；42、上筒；43、弹簧；44、碟簧；45、推力轴承；51、编码器定子；52、编码器磁钢；411、第一导通孔；412、环形槽；421、顶面；422、侧筒壁；423、环形凸沿；424、环形挡边；4211、第二导通孔。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将结合各个实施例作进一步描述。
如图1-8所示为实施例1：
一种双轮驱动全方位行走系统，其包括轮架1，第一驱动电机21，第一减速机22，第一驱动轮23，第二驱动电机31，第二减速机32，第二驱动轮33,悬挂缓冲系统4,编码器系统，轴套6,上碟簧垫71，下碟簧垫72，滚动球轴承8和轴承端盖9。
其中，所述第一减速机22和第二减速机32通过螺栓固定于轮架1上；所述第一减速机22的输入轴和输出轴分别连接第一驱动电机21和第一驱动轮23；所述第二减速机32的输入轴和输出轴分别连接第二驱动电机31和第二驱动轮33；且所述第一驱动轮23与第二驱动轮33分布于轮架1的两侧。
所述悬挂缓冲系统4固定于轮架1上，其包括下筒41，上筒42，弹簧43，碟簧44和推力轴承45；所述下筒41上设有环形槽412；所述弹簧43、碟簧44和推力轴承45分别位于环形槽412内，且所述推力轴承45位于环形槽412底部；所述碟簧44连接推力轴承45上侧，所述弹簧43连接碟簧44上侧；所述上筒42包括顶面421和侧筒壁422；所述侧筒壁422伸入环形槽412中且位于碟簧44上侧；所述顶面421边沿外侧设有环形凸沿423、所述环形凸沿423半径大于环形槽412半径、用于限位上筒42对下筒41的下行运动；所述侧筒壁422内壁上设有环形挡边424、所述环形挡边424位于弹簧43上侧。
所述编码器系统包括编码器定子51和编码器磁钢52；所述编码器定子51与上筒42相固定；所述编码器磁钢52与下筒41相固定。所述下筒41上设有第一导通孔411；所述第一导通孔411与环形槽412为同心圆结构、其孔径小于环形槽412半径；所述顶面421上设有第二导通孔4211。所述轴套6固定于环形槽12内、将上筒2与下筒1隔开。所述上碟簧垫71设于碟簧44上侧、将弹簧43与碟簧44以及侧筒壁422与碟簧44隔开。所述下碟簧垫72设于碟簧44下侧、将碟簧44与推力轴承45隔开。所述第一减速机22和第二减速机32采用平行轴减速机。所述第一驱动轮23和第二驱动轮33由聚氨酯和铝合金制成。所述滚动球轴承8固定于下筒41的轴上、安装于轮架1中。所述的轴承端盖9连接滚动球轴承8。
实践中，其工作过程如下：通过第一驱动电机21和第一减速机22调整位于轮架1一侧的第一驱动轮23的转动速度。同时通过第二驱动电机31和第二减速机32调整位于轮架1另一侧的第二驱动轮33的转动速度。通过在两个驱动轮之间制造转速差，实现精准调控AGV车在360°范围内的转角。AGV车在行驶过程中，当负重支架上未负载重物时，侧筒壁22伸入环形槽412部分不与碟簧相接触且环形挡边424压于弹簧43上。此时弹簧43处于弯曲压缩状态，由弹簧43支撑负重支架的重量。而当负重支架上放置有重物时，弹簧43处于极限压缩状态。此时侧筒壁422在压力作用下朝环形槽412底部运动、其底边与碟簧32接触，主要通过碟簧32来承受增加的重量。由此，满足了在重载和轻载的不同工况下为第一驱动轮23和第二驱动轮33提供足够附着力的效果。此外，当采用这种机构的AGV车在不平整地面行驶时，上筒42和下筒41在颠簸时产生间距，此时碟簧32压缩的力首先释放，接着弹簧43压缩的力释放。通过碟簧44和弹簧43的双重缓冲，消除了地面颠簸的震动，防止其传递至负重支架，从而保证了AGV车负重的稳定性。而当AGV车做转向移动时，编码器磁钢52环绕编码器定子51旋转，用来测量旋转平台转动的角度。当第一驱动轮和第二驱动轮不在一个水平面是，轮架会以滚动球轴承8的轴线为中心，调整轮架的角度，保证驱动轮始终与地面接触。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种双轮驱动全方位行走系统，其特征在于：包括轮架(1)，第一驱动电机(21)，第一减速机(22)，第一驱动轮(23)，第二驱动电机(31)，第二减速机(32)，第二驱动轮(33)；所述第一减速机(22)和第二减速机(32)通过螺栓固定于轮架(1)上；所述第一减速机(22)的输入轴和输出轴分别连接第一驱动电机(21)和第一驱动轮(23)；所述第二减速机(32)的输入轴和输出轴分别连接第二驱动电机(31)和第二驱动轮(33)；且所述第一驱动轮(23)与第二驱动轮(33)分布于轮架(1)的两侧。
2.如权利要求1所述双轮驱动全方位行走系统，其特征在于：还包括悬挂缓冲系统(4)，所述悬挂缓冲系统(4)固定于轮架(1)上，其包括下筒(41)，上筒(42)，弹簧(43)，碟簧(44)和推力轴承(45)；所述下筒(41)上设有环形槽(412)；所述弹簧(43)、碟簧(44)和推力轴承(45)分别位于环形槽(412)内，且所述推力轴承(45)位于环形槽(412)底部；所述碟簧(44)连接推力轴承(45)上侧，所述弹簧(43)连接碟簧(44)上侧；所述上筒(42)包括顶面(421)和侧筒壁(422)；所述侧筒壁(422)伸入环形槽(412)中且位于碟簧(44)上侧；所述顶面(421)边沿外侧设有环形凸沿(423)、所述环形凸沿(423)半径大于环形槽(412)半径、用于限位上筒(42)对下筒(41)的下行运动；所述侧筒壁(422)内壁上设有环形挡边(424)、所述环形挡边(424)位于弹簧(43)上侧。
3.如权利要求2所述双轮驱动全方位行走系统，其特征在于：所述下筒(41)上设有第一导通孔(411)；所述第一导通孔(411)与环形槽(412)为同心圆结构、其孔径小于环形槽(412)半径；所述顶面(21)上设有第二导通孔(211)。
4.如权利要求1所述双轮驱动全方位行走系统，其特征在于：还包括轴套(6)，所述轴套(6)固定于环形槽(12)内、将上筒(2)与下筒(1)隔开。
5.如权利要求1所述双轮驱动全方位行走系统，其特征在于：所述第一减速机(22)和第二减速机(32)采用平行轴减速机。
6.如权利要求1所述双轮驱动全方位行走系统，其特征在于：所述第一驱动轮(23)和第二驱动轮(33)由聚氨酯和铝合金制成。
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Effective date of registration: 20220831 Address after: Room C181, 13th Floor, Building 1, Dongfangmao Commercial Center, Gongshu District, Hangzhou City, Zhejiang Province 310000 Applicant after: Zhejiang Xinbo Technology Co.,Ltd. Address before: 223700 No. 3001, greenbelt a, Huaihai Road, Zhongxing Street, Siyang County, Suqian City, Jiangsu Province Applicant before: Siyang Pengjin Technology Co.,Ltd. |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20190115 |