CN110001821A - 一种采用低压伺服电机驱动的高精密舵轮结构 - Google Patents

一种采用低压伺服电机驱动的高精密舵轮结构 Download PDF

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张慧明
吴俊峰
张振兴
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Abstract

本发明提供了一种采用低压伺服电机驱动的高精密舵轮结构，其不仅提高了舵轮的使用寿命，而且大大提高了舵轮的控制精度，拓宽了舵轮使用的环境适应性。其包括舵轮机构、舵轮支撑机构，所述舵轮机构的驱动端连接有行走电机，行走电机上设置有行走编码器，舵轮机构的安装部分定位于所述舵轮支撑机构的定位结构上，舵轮机构的舵轮最低端低于所述舵轮支撑机构的最低处，舵轮的底部支承于运行面设置，舵轮支撑机构的上端面设置有方向调节齿轮盘，所述方向调节齿轮盘的外齿圈啮合连接方向调节输入齿圈，所述方向调节输入齿圈固定于所述方向调节行星减速机，所述方向调节行星减速机通过止口定位贯穿连接固定板，方向调节齿轮盘即为回转支承外圈。

Description

一种采用低压伺服电机驱动的高精密舵轮结构
技术领域
本发明涉及舵轮结构的技术领域，具体为一种采用低压伺服电机驱动的高精密舵轮结构。
背景技术
AGV(Automated Guided Vehicle)自动引导车，是自动化物流运输系统和柔性制造系统的关键设备。随着我国科学技术的快速发展，在机械加工、汽车制造、电子产品装配、物流等行业已开始大量应用AGV。驱动转向一体化舵轮装置是AGV的核心部件。传统的AGV使用直流有刷电机作为行走和角度调节动力源，两级平行轴式齿轮机构作为行走减速方式，其舵轮的使用寿命短，且控制精度差，限制了舵轮使用的环境适应性。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种采用低压伺服电机驱动的高精密舵轮结构，其不仅提高了舵轮的使用寿命，而且大大提高了舵轮的控制精度，拓宽了舵轮使用的环境适应性。
一种采用低压伺服电机驱动的高精密舵轮结构，其特征在于：其包括舵轮机构、舵轮支撑机构，所述舵轮机构的驱动端连接有行走电机，所述行走电机上设置有行走编码器，所述舵轮机构的安装部分定位于所述舵轮支撑机构的定位结构上，所述舵轮机构的舵轮最低端低于所述舵轮支撑机构的最低处，所述舵轮的底部支承于运行面设置，所述舵轮支撑机构的上端面设置有方向调节齿轮盘，所述方向调节齿轮盘的外齿圈啮合连接方向调节输入齿圈，所述方向调节输入齿圈外接有方向调节电机，所述方向调节齿轮盘即为回转支承外圈，所述回转支承外圈内环设置有回转支承内圈，所述回转支承轴承的内圈下端面固接于所述舵轮支撑机构的上端面，所述回转支承内圈上固套安装有所述连接固定板，所述方向调节齿轮盘的上端面固接有回转连接环，所述回转连接环用于固接上部的车体，所述转向输入轴的输入端连接有方向调节电机，所述方向调节电机上布置有方向调节编码器，所述方向调节电机、行走电机均为低压伺服电机。
其进一步特征在于：所述回转连接环的中心轴垂直于所述舵轮的转动中心轴、且在同一平面布置，确保方向调节的准确可靠；
所述舵轮机构的转动轴的远离所述行走电机的一端布置有失电电磁制动器，确保制动的可靠性；
所述行走电机通过行走行星减速机连接所述舵轮；
所述方向调节电机通过方向调节行星减速机连接所述方向调节输入齿圈，所述方向调节输入齿圈固定于所述方向调节行星减速机的输出轴上，所述方向调节行星减速机通过止口定位贯穿连接固定板，所述方向调节行星减速机的输入端连接有所述方向调节电机；
所述连接固定板的对应位置还设置有方向调节角度传感器，所述方向调节角度传感器的输入端为角度输入齿轮，所述角度输入齿轮啮合连接所述方向调节齿轮盘的对应外齿，确保对于角度的精确控制。
采用本发明的结构后，行走电机、方向调节电机采用低压伺服电机，代替了普通使用的直流有刷电机，解决了电机寿命短、维护困难、电磁干扰大、不能在有粉尘及易燃易爆等不安全因素存在的环境使用等难题；其不仅提高了舵轮的使用寿命，而且大大提高了舵轮的控制精度，拓宽了舵轮使用的环境适应性。
附图说明
图1为本发明的立体图结构示意图；
图2为本发明的主视图结构示意图；
图3为本发明的俯视图结构示意图；
图4为本发明的主视图局部剖视结构示意图；
图中序号所对应的名称如下：
舵轮机构1、舵轮支撑机构2、行走电机3、行走编码器4、舵轮5、方向调节齿轮盘6、方向调节输入齿圈7、连接固定板8、回转支承内圈9、方向调节角度传感器10、回转连接环11、角度输入齿轮12、方向调节电机13、方向调节编码器14、失电电磁制动器15、行走行星减速机16、方向调节行星减速机17。
具体实施方式
一种采用低压伺服电机驱动的高精密舵轮结构，见图1-图4：其包括舵轮机构1、舵轮支撑机构2，舵轮机构1的驱动端连接有行走电机3，行走电机3上设置有行走编码器4，舵轮机构1的安装部分定位于舵轮支撑机构2的定位结构上，舵轮机构1的舵轮5最低端低于舵轮支撑机构2的最低处，舵轮5的底部支承于运行面设置，舵轮支撑机构2的上端面设置有方向调节齿轮盘6，方向调节齿轮盘6的外齿圈啮合连接方向调节输入齿圈7，方向调节输入齿圈7固定于方向调节行星减速机17的输出轴上，方向调节行星减速机17通过止口定位贯穿连接固定板8，方向调节行星减速机17的输入端连接有方向调节电机13，方向调节齿轮盘6即为回转支承外圈，回转支承外圈内环设置有回转支承内圈9，回转支承内圈9下端面固接于舵轮支撑机构2的上端面，回转支承内圈9上固套安装有连接固定板8，方向调节齿轮盘6的上端面固接有回转连接环11，回转连接环11用于固接上部的车体，方向调节电机13上布置有方向调节编码器14，方向调节电机13、行走电机3均为低压伺服电机。
回转连接环11的中心轴垂直于舵轮5的转动中心轴、且在同一平面布置，确保方向调节的准确可靠；
舵轮机构1的转动轴的远离行走电机3的一端布置有失电电磁制动器15，确保制动的可靠性；
行走电机3通过行走行星减速机16连接舵轮5；
方向调节电机13通过方向调节行星减速机17的输出轴对方向调节输入齿圈7传递动力；
连接固定板8的对应位置还设置有方向调节角度传感器10，方向调节角度传感器10的输入端为角度输入齿轮12，角度输入齿轮12啮合连接方向调节齿轮盘6的对应外齿，确保对于角度的精确控制。
行走电机、方向调节电机采用低压伺服电机，代替了普通使用的直流有刷电机，解决了电机寿命短、维护困难、电磁干扰大、不能在有粉尘及易燃易爆等不安全因素存在的环境使用等难题。低压交流伺服电机对比直流有刷电机具有以下优点：
1、结构优势：没有碳刷滑环这一故障点，也免去碳刷滑环的定期维护，提高了电机的可靠性；同时也没有碳刷带来的粉尘和火花，有利于车间的无尘、防爆环境要求；超强矫顽力，稀土永磁材料，抗去磁能力强，性能稳定，效率高。
2、性能优势：
1)低压伺服电机可以达到更高的功率密度，转子体积更小，可以提高电机的响应速度，进而提高整车的响应速度；2)电机转动惯量低，运行更平稳，噪音更低。
3、控制优势：低压伺服电机采用编码器进行矢量控制策略，可对位置进行闭环精准控制，具有更高的控制精度。
行走减速部分采用精密行星减速结构，与传统的两级平行轴式齿轮减速结构相比，传动精度高、效率高、动力损耗小、运转平稳。在保证总的系统性能指标的情况下，可降低对电机的性能的要求，有利于降低系统制造成本。
带手动释放功能的失电电磁制动装置，既能满足AGV紧急制动的要求，又能保证在安装调试或非正常缺电时AGV小车的移动。
以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种采用低压伺服电机驱动的高精密舵轮结构，其特征在于：其包括舵轮机构、舵轮支撑机构，所述舵轮机构的驱动端连接有行走电机，所述行走电机上设置有行走编码器，所述舵轮机构的安装部分定位于所述舵轮支撑机构的定位结构上，所述舵轮机构的舵轮最低端低于所述舵轮支撑机构的最低处，所述舵轮的底部支承于运行面设置，所述舵轮支撑机构的上端面设置有方向调节齿轮盘，所述方向调节齿轮盘的外齿圈啮合连接方向调节输入齿圈，所述方向调节输入齿圈外接有方向调节电机，所述方向调节齿轮盘即为回转支承外圈，所述回转支承外圈内环设置有回转支承内圈，所述回转支承轴承的内圈下端面固接于所述舵轮支撑机构的上端面，所述回转支承内圈上固套安装有所述连接固定板，所述方向调节齿轮盘的上端面固接有回转连接环，所述回转连接环用于固接上部的车体，所述转向输入轴的输入端连接有方向调节电机，所述方向调节电机上布置有方向调节编码器，所述方向调节电机、行走电机均为低压伺服电机。
2.如权利要求1所述的一种采用低压伺服电机驱动的高精密舵轮结构，其特征在于：所述回转连接环的中心轴垂直于所述舵轮的转动中心轴、且在同一平面布置。
3.如权利要求1所述的一种采用低压伺服电机驱动的高精密舵轮结构，其特征在于：所述舵轮机构的转动轴的远离所述行走电机的一端布置有失电电磁制动器。
4.如权利要求1所述的一种采用低压伺服电机驱动的高精密舵轮结构，其特征在于：所述行走电机通过行走行星减速机连接所述舵轮。
5.如权利要求1所述的一种采用低压伺服电机驱动的高精密舵轮结构，其特征在于：所述方向调节电机通过方向调节行星减速机连接所述方向调节输入齿圈，所述方向调节输入齿圈固定于所述方向调节行星减速机的输出轴上，所述方向调节行星减速机通过止口定位贯穿连接固定板，所述方向调节行星减速机的输入端连接有所述方向调节电机。
6.如权利要求1所述的一种采用低压伺服电机驱动的高精密舵轮结构，其特征在于：所述连接固定板的对应位置还设置有方向调节角度传感器，所述方向调节角度传感器的输入端为角度输入齿轮，所述角度输入齿轮啮合连接所述方向调节齿轮盘的对应外齿。
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