CN109733125B - 一种自动引导小车的轮独立驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动引导小车的轮独立驱动装置及实现方法，包括车体底座，车体底座的前、后端均活动连接有翻盖，车体底座的前、后侧面均设置有第一弧面，翻盖的内侧面均设置有第二弧面，第一弧面和对应的第二弧面均能够形成半圆容纳腔，半圆容纳腔的两端均设置有车轮，车轮的内侧中央均连接有旋转轴，第一弧面的底端均固定连接有支撑架，且支撑架的两侧均固定安装有驱动电机，驱动电机的输出端均连接有驱动轴，且驱动轴均通过调控连接件与对应的旋转轴连接，该装置能够避免自动引导小车在刹车时，对驱动设备造成损害，有利于延长小车使用寿命，同时能够在保证小车各个车轮独立驱动的前提下，减小小车体积，有利于货物运输，且便于修理。

Description

一种自动引导小车的轮独立驱动装置

技术领域

本发明涉及智能物料搬运领域，具体为一种自动引导小车的轮独立驱动装置及实现方法。

背景技术

自动引导小车，又称AGV，是指具有磁条，轨道或者激光等自动导引设备，沿规划好的路径行驶，以电池为动力，并且装备安全保护以及各种辅助机构（例如移载，装配机构）的无人驾驶的自动化车辆。通常多台AGV与控制计算机（控制台），导航设备，充电设备以及周边附属设备组成AGV系统，其主要工作原理表现为在控制计算机的监控及任务调度下，AGV可以准确的按照规定的路径行走，到达任务指定位置后，完成一系列的作业任务，控制计算机可根据AGV自身电量决定是否到充电区进行自动充电。

AGV已经形成系列化产品，该产品的主要特点为：自动化程度高，系统运行稳定可靠；运行灵活，可更改路径；高速无线通讯及高精度导航系统；完善的自诊断系统；快速自动充电系统；与上级信息管理系统衔接。根据导航方式的不同，目前新松AGV产品可分为磁导航AGV和激光导航AGV（又称LGV），根据工作方式的不同，新松AGV可分为汽车底盘合装线装配型AGV，柴油发动机装配型AGV，变速箱装配型AGV，叉车式运输型AGV，搬运型AGV，重载AGV，智能巡检AGV，特种AGV，以及简易AGV（又称AGC）。

自动引导小车有车轮同步驱动的，也有车轮独立驱动的，车轮独立驱动的小车承载力更强，抓地更稳，常用于货物运输，现有的自动引导小车的轮独立驱动装置及实现方法通常是在小车的两个或四个车轮上均安装驱动机构，且驱动机构由控制系统统一控制，使得小车的各个车轮能够独立驱动。

但是，现有的自动引导小车的轮独立驱动装置及实现方法存在以下缺陷：

（1）现有的轮独立驱动装置中，车轮大多与驱动设备的输出轴直接连接，当小车在刹车时，驱动设备的输出轴会同时受到两个相反方向的扭转力，对驱动设备的损害很大，影响小车的使用寿命；

（2）自动引导小车常用于运输货物，因此大多设计的比较低矮，而将小车的车轮全部设置为独立驱动，会增大小车的体积，不利于货物的运输，且很难对小车进行维护修理。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种自动引导小车的轮独立驱动装置及实现方法，该装置能够避免自动引导小车在刹车时，对驱动设备造成损害，有利于延长小车的使用寿命，同时，能够在保证小车各个车轮独立驱动的前提下，减小小车的体积，有利于货物的运输，且便于修理，能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种自动引导小车的轮独立驱动装置，包括车体底座，所述车体底座的前、后端均活动连接有翻盖，且车体底座的前、后侧面均设置有第一弧面，所述翻盖的内侧面均设置有第二弧面，且第一弧面和对应的第二弧面均能够形成半圆容纳腔；

所述半圆容纳腔的两端均设置有车轮，且车轮的内侧中央均连接有旋转轴，所述第一弧面的底端均固定连接有支撑架，且支撑架的两侧均固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出端均连接有驱动轴，且驱动轴均通过调控连接件与对应的旋转轴连接。

进一步地，所述第一弧面的两侧均连接有支撑板，且支撑板的侧面均设置有贯穿的通孔，所述旋转轴分别穿过对应的通孔，且旋转轴与通孔的连接处均设置有第一旋转轴承。

进一步地，所述调控连接件包括套设在旋转轴和驱动轴端部外侧的调节套管，且调节套管的内壁外侧设置有若干个卡条，所述旋转轴的端部表面均设置有与卡条匹配的卡槽。

进一步地，所述调节套管的内部均设置有挡板，且挡板的内侧面均设置有若干个呈环状排列的连接槽，所述驱动轴的端面均设置有若干个呈环状排列的连接块，且连接块与连接槽匹配。

进一步地，所述调节套管的内侧均设置有调节板，且调节板的侧面均设置有供驱动轴穿过的贯穿孔，所述调节套管的内端均通过第二旋转轴承与调节板连接，所述调节板的内侧均设置有与第一弧面固定连接的安装架，且安装架上均固定安装有刹车马达，所述刹车马达的输出端均通过伸缩轴对应的调节板连接，所述调节套管的外端均设置有环状刹车片，所述支撑板的内侧均连接有与环状刹车片对应的刹车件。

进一步地，所述支撑板的侧面均固定连接有支撑杆，且支撑杆的端部均设置有支撑块，所述第二弧面上均设置有与支撑块匹配的支撑槽。

进一步地，所述驱动电机与支撑架的连接处均设置有减震垫，所述车体底座的中央设置有控制箱，且控制箱与驱动电机、刹车马达电连接。

另外，本发明还提供了一种自动引导小车的轮独立驱动装置实现方法，包括如下步骤：

S100、将带动车轮转动的旋转轴与驱动机构的驱动轴分开，并能通过调控连接件连接；

S200、调控连接件由调控机构驱动，并能沿着驱动轴、旋转轴移动；

S300、当小车行驶时，驱动轴和旋转轴通过调控连接件连接，使得小车能够正常行驶；

S400、当小车刹车时，调控连接件在调控机构的带动下沿着旋转轴移动，使得调控连接件与驱动轴分离，驱动轴的惯性不再对车轮的制动产生影响。

进一步地，在步骤S100中，调控连接件通过卡合结构与驱动轴、旋转轴连接。

进一步地，在步骤S400中，调控连接件在调控机构的带动下沿着旋转轴移动时，能够与车轮的刹车结构接触，并完成车轮的制动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明能够避免自动引导小车在刹车时，输出轴同时受到两个相反方向的扭转力，避免对驱动设备造成损害，有利于延长小车的使用寿命；

（2）本发明能够在保证小车各个车轮独立驱动的前提下，减小小车的体积，有利于货物的运输，同时能够便于小车的维修护理。

附图说明

图1为本发明的整体侧视结构示意图；

图2为本发明的剖面结构示意图；

图3为本发明的车体底座截面结构示意图；

图4为本发明的调节套管侧视结构示意图；

图5位本发明的整体流程示意图。

图中标号：

1-车体底座；2-翻盖；3-半圆容纳腔；4-车轮；5-旋转轴；6-调控连接件；7-支撑杆；8-支撑块；

101-第一弧面；102-支撑架；103-驱动电机；104-驱动轴；105-支撑板；106-通孔；107-第一旋转轴承；108-减震垫；109-控制箱；

201-第二弧面；202-支撑槽；

601-调节套管；602-卡条；603-卡槽；604-挡板；605-连接槽；606-连接块；607-调节板；608-贯穿孔；609-第二旋转轴承；610-安装架；611-刹车马达；612-伸缩轴；613-环状刹车片；614-刹车件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图4所示，本发明提供了一种自动引导小车的轮独立驱动装置，包括车体底座1，车体底座1的前、后端均活动连接有翻盖2，翻盖2能够自由掀开，车体底座1的前、后侧面均设置有第一弧面101，翻盖2的内侧面均设置有第二弧面201，且第一弧面101和对应的第二弧面201均能够形成半圆容纳腔3，半圆容纳腔3内用于放置车轮的驱动装置，可以减小小车的整体体积，同时，由于翻盖2能够打开，可以方便对驱动装置进行维修处理。

半圆容纳腔3的两端均设置有车轮4，且车轮4的内侧中央均连接有旋转轴5，第一弧面101的底端均固定连接有支撑架102，且支撑架102的两侧均固定安装有驱动电机103，驱动电机103与支撑架102的连接处均设置有减震垫108。

驱动电机103的输出端均连接有驱动轴104，且驱动轴104均通过调控连接件6与对应的旋转轴5连接，当驱动电机103工作时，能够使对应的车轮4在驱动轴104、旋转轴5以及调控连接件6的作用下旋转，从而实现各个车轮的独立驱动。

第一弧面101的两侧均连接有支撑板105，且支撑板105的侧面均设置有贯穿的通孔106，旋转轴5分别穿过对应的通孔106，且旋转轴5与通孔106的连接处均设置有第一旋转轴承107，通过设置支撑板105，能够便于车轮4的支撑和固定，通过设置第一旋转轴承107，能够避免支撑板105对旋转轴5的旋转产生影响。

支撑板105的侧面均固定连接有支撑杆7，且支撑杆7的端部均设置有支撑块8，第二弧面201上均设置有与支撑块8匹配的支撑槽202，当翻盖2盖上时，支撑块8能够刚好卡在支撑槽202内，使得翻盖2能够固定，使得翻盖2的顶端也能够支撑货物。

调控连接件6包括套设在旋转轴5和驱动轴104端部外侧的调节套管601，且调节套管601的内壁外侧设置有若干个卡条602，旋转轴5的端部表面均设置有与卡条602匹配的卡槽603，使得调节套管601能够沿着卡槽603在旋转轴5上移动，且由于卡槽603和卡条602的限制，当调节套管601旋转时，旋转轴5也能够跟着旋转。

调节套管601的内部均设置有挡板604，且挡板604的内侧面均设置有若干个呈环状排列的连接槽605，驱动轴104的端面均设置有若干个呈环状排列的连接块606，且连接块606与连接槽605匹配。

当驱动轴104插入调节套管601内且与挡板604接触时，连接块606能够与对应的连接处605卡合，使得驱动轴104在驱动电机103的带动下旋转时，调节套管601能够跟着旋转，从而使旋转轴5能够旋转。

调节套管601的内侧均设置有调节板607，且调节板607的侧面均设置有供驱动轴104穿过的贯穿孔608，调节套管601的内端均通过第二旋转轴承609与调节板607连接，通过设置第二旋转轴承609，使得调节板607不会影响调节套管601的旋转。

调节板607的内侧均设置有与第一弧面101固定连接的安装架610，且安装架610上均固定安装有刹车马达611，刹车马达611的输出端均通过伸缩轴612对应的调节板607连接。

刹车马达611为直线马达，当刹车马达611工作时，伸缩轴612能够左右移动，从而使调节板607能够左右移动，最终导致调节套管601能够沿着旋转轴5滑动，由于旋转轴5与驱动轴104之间有一定间隔，当调节套管601滑动到与驱动轴104不接触时，驱动轴104的旋转便不会对旋转轴5产生影响，同时，当调节套管601回到原位，且驱动轴104在旋转的过程中，重新使连接块606、连接槽605卡合时，驱动轴104的旋转能够重新对旋转轴5产生影响。

调节套管601的外端均设置有环状刹车片613，支撑板105的内侧均连接有与环状刹车片613对应的刹车件614，当调节套管601在移动的过程中与刹车件614接触时，环状刹车片613与刹车件614的接触摩擦能够使调节套管601不再旋转，使得旋转轴5和车轮4也不再旋转，从而完成刹车过程。

当自动导引小车需要刹车时，启动刹车马达611，使得调节套管601能够脱离驱动轴104，同时调节套管601在接触刹车件614后能够完成刹车过程，而由于驱动轴104在完成刹车时，不会受到相反的扭转力，从而能够减小驱动电机103的损伤，有利于提高小车的使用寿命，当小车重新启动时，刹车马达611带动调节套管601回到原位，且驱动轴104在旋转的过程中，能够使连接块606、连接槽605重新卡合，使得驱动电机103能够重新控制小车移动。

车体底座1的中央设置有控制箱109，且控制箱109与驱动电机103、刹车马达611电连接，控制箱109内设有控制系统，用于控制各个驱动电机103和刹车马达611，使得小车的移动速度、转向、减速、刹车等均能够控制。

另外，如图5所示，本发明还提供了一种自动引导小车的轮独立驱动装置实现方法，包括如下步骤：

步骤S100、将带动车轮转动的旋转轴与驱动机构的驱动轴分开，并能通过调控连接件连接。

现有的车轮驱动装置中，驱动轴和旋转轴大多是固定连接的，当驱动轴在驱动机构的带动下旋转时，能够使旋转轴跟着旋转，从而完成车轮的驱动，而本方案通过将驱动轴与旋转轴分离，并且使驱动轴和旋转轴能够通过调控连接件连接，使得装置能够在不影响车轮驱动的前提下便于车轮的制动。

在步骤S100中，调控连接件通过卡合结构与驱动轴、旋转轴连接，通过设置卡合结构，能够使驱动轴旋转时，调控连接件跟着转动，从而使旋转轴跟着转动。

步骤S200、调控连接件由调控机构驱动，并能沿着驱动轴、旋转轴移动，当调控机构启动时，能够使调控连接件移动，从而可以实现驱动轴、旋转轴的连接和分离。

步骤S300、当小车行驶时，驱动轴和旋转轴通过调控连接件连接，使得小车能够正常行驶。

步骤S400、当小车刹车时，调控连接件在调控机构的带动下沿着旋转轴移动，使得调控连接件与驱动轴分离，驱动轴的惯性不再对车轮的制动产生影响。

由于小车在制动时，驱动轴会在惯性的作用下旋转，而车轮会在刹车组件的作用下制动，使驱动轴会受到两个方向的扭转力，容易造成驱动机构的损坏，且不利于刹车的进行。本方案通过在刹车时，将驱动轴、旋转轴分离，既能够消除驱动轴惯性对刹车的影响，还能够避免对驱动机构造成损害，能够延长设备的使用寿命，当然，在小车重新启动时，调控连接件能够在调控机构的带动下回到原位，使驱动轴和旋转轴能够重新连接。

在步骤S400中，调控连接件在调控机构的带动下沿着旋转轴移动时，能够与车轮的刹车结构接触，并完成车轮的制动，由于在刹车时，调控连接件会沿着旋转轴移动，而通过在调控连接件的侧方设置刹车结构，能够使调控连接件移动的过程中完成刹车，而不必设置额外的刹车组件，使得装置的使用效果更好。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种自动引导小车的轮独立驱动装置，包括车体底座(1)，其特征在于：所述车体底座(1)的前、后端均活动连接有翻盖(2)，且车体底座(1)的前、后侧面均设置有第一弧面(101)，所述翻盖(2)的内侧面均设置有第二弧面(201)，且第一弧面(101)和对应的第二弧面(201)均能够形成半圆容纳腔(3)；

所述半圆容纳腔(3)的两端均设置有车轮(4)，且车轮(4)的内侧中央均连接有旋转轴(5)，所述第一弧面(101)的底端均固定连接有支撑架(102)，且支撑架(102)的两侧均固定安装有驱动电机(103)，所述驱动电机(103)的输出端均连接有驱动轴(104)，且驱动轴(104)均通过调控连接件(6)与对应的旋转轴(5)连接；

所述调控连接件(6)包括套设在旋转轴(5)和驱动轴(104)端部外侧的调节套管(601)，且调节套管(601)的内壁外侧设置有若干个卡条(602)，所述旋转轴(5)的端部表面均设置有与卡条(602)匹配的卡槽(603)，所述调节套管(601)的内部均设置有挡板(604)，且挡板(604)的内侧面均设置有若干个呈环状排列的连接槽(605)，所述驱动轴(104)的端面均设置有若干个呈环状排列的连接块(606)，且连接块(606)与连接槽(605)匹配。

2.根据权利要求1所述的一种自动引导小车的轮独立驱动装置，其特征在于：所述第一弧面(101)的两侧均连接有支撑板(105)，且支撑板(105)的侧面均设置有贯穿的通孔(106)，所述旋转轴(5)分别穿过对应的通孔(106)，且旋转轴(5)与通孔(106)的连接处均设置有第一旋转轴承(107)。

3.根据权利要求2所述的一种自动引导小车的轮独立驱动装置，其特征在于：所述调节套管(601)的内侧均设置有调节板(607)，且调节板(607)的侧面均设置有供驱动轴(104)穿过的贯穿孔(608)，所述调节套管(601)的内端均通过第二旋转轴承(609)与调节板(607)连接，所述调节板(607)的内侧均设置有与第一弧面(101)固定连接的安装架(610)，且安装架(610)上均固定安装有刹车马达(611)，所述刹车马达(611)的输出端均通过伸缩轴(612)对应的调节板(607)连接，所述调节套管(601)的外端均设置有环状刹车片(613)，所述支撑板(105)的内侧均连接有与环状刹车片(613)对应的刹车件(614)。

4.根据权利要求2所述的一种自动引导小车的轮独立驱动装置，其特征在于：所述支撑板(105)的侧面均固定连接有支撑杆(7)，且支撑杆(7)的端部均设置有支撑块(8)，所述第二弧面(201)上均设置有与支撑块(8)匹配的支撑槽(202)。

5.根据权利要求1所述的一种自动引导小车的轮独立驱动装置，其特征在于：所述驱动电机(103)与支撑架(102)的连接处均设置有减震垫(108)，所述车体底座(1)的中央设置有控制箱(109)，且控制箱(109)与驱动电机(103)、刹车马达(611)电连接。

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