CN110053439A - 带悬挂驱动轮及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种带悬挂驱动轮，包括齿轮轴承、液压悬挂装置、连接装置、驱动轮A和驱动轮B，液压悬挂装置竖直设置，液压悬挂装置一端通过齿轮轴承与车体固定连接，且另一端与连接装置轴连接，连接装置包括安装筒、延伸面A和延伸面B，安装筒一组相对面内壁设置有与液压悬挂装置相匹配的安装槽，与所述一组相对面垂直的另一组相对面中一个面沿水平方向延伸成延伸面A，且另一个面向相反方向延伸成延伸面B，驱动轮A设置在延伸面A所在平面，驱动轮B设置在延伸面B所在平面。使用液压悬挂装置向下作用于安装有驱动轮的连接装置，从而是使得驱动轮始终与地面接触，相对设置的两个驱动轮通过差速运动结合上部的齿轮轴承就能完成转向工作。

Description

带悬挂驱动轮及其工作方法

技术领域

本发明涉及AGV驱动轮领域，尤其涉及一种带悬挂驱动轮及其工作方法。

背景技术

现有技术中，驱动轮多为集成化设计，一般采用回转支承、驱动电机、转向电机、减速器及单轮组成，承载能力小，适用于三轮系或四轮系的电动转运车，并且此驱动轮对地面的平整度要求很高。当地面不平时易出现受力不均的现象，可能会造成驱动轮悬空打滑或受力过大的现象，造成搬运车无法行驶或驱动轮损坏，影响正常使用。另外，转向轮机构为了达到承载要求也需要设计，通常采用单轮并排结构，回转支承、转向电机驱动转向，这种单轮并排结构在转向时轮子与地面存在很大滑动摩擦力，对电机的功率要求较大，进而会影响整车的尺寸及续航能力。

鉴于现有驱动轮及转向轮存在上述问题，因此需要一种新型的可根据路况调节车身离地面距离的装置，并且始终保持轮体承受额定负载的驱动轮。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种带悬挂驱动轮，本发明公开的一个方面解决的一个技术问题是能使轮体与地面始终保持一定压力的接触，不存在打滑或者受力不均的情况，方便驱动和完成转向。

本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是：

一种带悬挂驱动轮，设置在车体下部，该驱动轮包括齿轮轴承、液压悬挂装置、连接装置、驱动轮A和驱动轮B，液压悬挂装置竖直设置，液压悬挂装置一端通过齿轮轴承与车体固定连接，且另一端与连接装置轴连接，连接装置包括安装筒、延伸面A和延伸面B，安装筒一组相对面内壁设置有与液压悬挂装置相匹配的安装槽，与所述一组相对面垂直的另一组相对面中一个面沿水平方向延伸成延伸面A，且另一个面向相反方向延伸成延伸面B，驱动轮A设置在延伸面A所在平面，驱动轮B设置在延伸面B所在平面。

使用液压悬挂装置主动调节车身离地面的距离，一方面可以调节车底距离地面的距离，以方便跨越一定高度的障碍物，另一方面是在承载重量不变的运输过程中，主动维持活塞中的压力不变，在压力减小或者增加的时候，主动做相对应的调整，即当压力减小的时候主动伸长，当压力增加的时候主动缩短，以维持活塞中的压力不变，如此主动伸缩以完成缓冲工作。

相对设置的驱动轮既可以完成驱动工作，还可以通过差速完成转向工作，同时因为两个驱动轮分别设置在液压悬挂装置与连接装置连接轴的两侧，也就是两个驱动轮可以以这个轴为支点，做类似跷跷板的摆动，意味着两个驱动轮可以不再同一平面工作，可以分别位于不同平面，加上油液压悬挂装置配合保证轮体与底面始终保持一定压力的接触，所以可以适应更复杂的地况，同时保证驱动和转向的有效性。

优选的，所述液压悬挂装置下部相对的两侧分别设置有向外突出的圆柱状突出轴，所述安装筒还包括封堵件，所述安装筒内壁的所述安装槽为向内壁凹陷的盲孔，且上端与外界连通，所述安装槽侧壁为燕尾槽状，所述封堵件形状所述安装槽形状相匹配，所述突出轴摆放在所述安装槽中后，所述封堵件安装在所述安装槽中。

这种方式安装液压悬挂装置，也就是在一定程度上隔离驱动轮和液压悬挂装置下部，因为驱动轮的转动带来很多灰尘飞扬，使用连接装置隔离，可以保护液压悬挂装置下部不会有灰尘进入，从而影响液压悬挂装置的寿命。通过连接固定装置将封堵件与安装筒固定连接，起到限位作用，限定突出轴在一定空间。

优选的，所述驱动轮A包括轮体A、传动A、驱动A，所述驱动轮B包括轮体B、传动B、驱动B，所述轮体A与所述连接装置轴连接，所述驱动A设置在所述连接装置侧面，且一端贯穿所述延伸面A，即所述轮体A和所述驱动A分别设置在所述延伸面A的两侧，所述传动A设置在所述轮体A一侧，且同时连接驱动A和轮体A；所述轮体B与所述连接装置轴连接，所述驱动B设置在所述连接装置侧面，且一端贯穿所述延伸面B，即所述轮体B和所述驱动B分别设置在所述延伸面B的两侧，所述传动B设置在所述轮体B一侧，且同时连接驱动B和轮体B；所述轮体A和所述轮体B相平行。

如此轴对称设置两个驱动轮，使得占用空间紧凑，同时对称设置，便于完成转向控制，使用这种传动的方式解决空间，也使得结构精简紧凑，同时维持俯视整体为方形，这样子保证旋转半径一致，便于控制和防护，明显优于长方形的状态，因为长方形的时候，旋转半径就是变化的，存在突出或者过度防护的情况，不利于工作。

优选的，所述齿轮轴承包括连接法兰、齿纹、凹槽、轴承，所述连接法兰一端为法兰盘，连接法兰另一端内侧设置轴承，且外侧靠近法兰盘一端设置有齿纹，齿轮下侧设置有至少一圈凹槽，所述轴承与所述液压悬挂装置固定连接，所述法兰盘与所述车体固定连接，所述轴承相对所述连接法兰旋转。

优选的，所述液压悬挂装置包括顶盘、液体通路、活塞、活塞筒、导向杆，所述活塞的一端与顶盘固定连接，且另一端设置在所述活塞筒内，且相对活塞筒上下移动，所述活塞与所述活塞筒密封连接，所述活塞中设置有所述液体通路，液体通路连通外界与所述活塞与所述活塞筒之间的空间，所述导向杆一端与顶盘固定连接，且另一端设置在所述活塞筒侧壁中。

使用齿轮轴承完成转向工作，优于利用活塞与活塞筒之间相对转动而实现转向，因为要是的液压悬挂装置即完成液压伸缩又完成转向工作的话，精度和密封度的要求就会呈几何倍的增加，使用导向杆将活塞和活塞筒相对固定，使得液压悬挂仅行使伸缩功能，用齿轮轴承完成转向工作，可以降低对液压悬挂装置的要求。

优选的，还包括限位开关，所述液压悬挂装置还包括限位开关支架，所述限位开关支架安装在所述顶盘侧壁，限位开关设置在所述限位开关支架上，且工作端设置在与所述齿轮轴承的凹槽中，所述凹槽有一段为向内凹陷，即所述限位开关与所述凹槽接触，且在在所属凹槽向内凹陷处与所述凹槽分离。

在齿轮轴承凹槽中设置凹槽，限位开关在凹槽中工作，当处于接触状态时，证明旋转角度没有超过预定范围，当因为凹槽的向内凹陷使得限位开关与凹槽不接触时，发出信号，即驱动轮相对车体旋转角度超过预定范围，从而启动纠正程序。

优选的，还包括角度测量装置，所述液压悬挂装置还包括角度测量装置支架，所述角度测量装置支架安装在所属顶盘侧壁，所述角度测量装置设置在所述角度测量装置支架上，且工作端的齿轮与所述齿轮轴承外侧的所述齿纹啮合。

利用齿轮啮合的角度测量装置，使得角度测量更为精准，控制两个驱动轮的差速运动，已达到所需要的转向角度。

一种移动小车，使用上述任意一项所述的带悬挂的重载驱动轮。

一种带悬挂驱动轮的工作方法，上述任意一项所述的带悬挂的重载驱动轮，当接收到升高命令时，控制液压悬挂装置伸长，即活塞伸出活塞筒使得车体升高，当接受到降低命令时，控制液压悬挂装置缩短，即活塞缩回活塞筒使得车体降低。

为了完成工作，主动控制液压悬挂装置伸长或者缩短，以使得车体升高或者降低。

一种带悬挂驱动轮的工作方法，上述任意一项所述的带悬挂的重载驱动轮，当接受到缓冲状态命令时，维持液压悬挂装置中液压的压力在设定压力值，即当液压悬挂装置中液压压力小于设定压力值时，主动提高液压压力，以维持液压悬挂装置中液压压力在设定压力值，当液压悬挂装置中液压压力大于设定压力值时，主动降低液压压力，以维持液压悬挂装置中液压压力在设定压力值。

也就是在承载货物运动的时候，维持液压悬挂装置中的压力值，以达到主动调节起到缓冲作用。

一种带悬挂驱动轮的工作方法，上述任意一项所述的带悬挂的重载驱动轮，当接收到维持高度命令时，利用距离传感器感应车底面距离地面的距离，改变液压悬挂装置中液压的压力以维持车底面距离地面的距离为设定距离，即当驱动轮承载负荷变大的情况下，主动降低液压压力，以维持车底面距离地面的距离为设定距离，当驱动轮承载负荷变小的情况下，主动提高液压压力，以维持车底面距离地面的距离为设定距离。

为了在装载货物或者卸载货物的时候，车体不会变高或者降低，而维持一定高度，方便转运货物。

由上述技术方案可知，本发明公开的一个方面带来的一个有益效果是，使用液压悬挂装置向下作用于安装有驱动轮的连接装置，从而是使得驱动轮始终与地面接触，相对设置的两个驱动轮通过差速运动结合上部的齿轮轴承就能完成转向工作，优于现有的利用弹簧作用的悬挂，液压悬挂行程长，能适应更复杂的地况，同时液压悬挂与连接装置连接轴与两个驱动轮所在轴线垂直，使得两个轮子之间可以在不同平面，以更好适应带有坡度的工作地面。

附图说明

附图1是根据本发明公开的一个实施例的带悬挂驱动轮的结构示意图。

附图2是根据本发明公开的一个实施例的带悬挂驱动轮连接装置结构示意图。

附图3是根据本发明公开的一个实施例的带悬挂驱动轮设置有驱动轮的连接装置俯视图。

附图4是根据本发明公开的一个实施例的带悬挂驱动轮的液压悬挂装置结构示意图。

附图5是根据本发明公开的一个实施例的带悬挂驱动轮的齿轮轴承结构示意图。

附图6是根据本发明公开的一个实施例的带悬挂驱动轮的齿轮轴承剖视图。

附图7是根据本发明公开的一个实施例的带悬挂驱动轮的齿轮轴承仰视图。

图中：齿轮轴承10、连接法兰11、齿纹12、凹槽13、轴承14、液压悬挂装置20、突出轴21、顶盘22、活塞24、活塞筒25、导向杆26、限位开关支架27、角度测量装置支架28、连接装置30、安装筒31、延伸面A32、延伸面B33、封堵件34、驱动轮A40、轮体A41、传动A42、驱动A43、驱动轮B50、轮体B51、传动B52、驱动B53、限位开关60、角度测量装置70。

具体实施方式

结合本发明的附图，对发明实施例的一个技术方案做进一步的详细阐述。

实施例1：

参照附图1所示，一种带悬挂驱动轮，设置在车体下部，包括齿轮轴承10、液压悬挂装置20、连接装置30、驱动轮A40、驱动轮B50、限位开关60、角度测量装置70。

液压悬挂装置20竖直设置，液压悬挂装置20一端通过齿轮轴承10与车体固定连接，且另一端与连接装置30轴连接。连接装置30包括安装筒31、延伸面A32、延伸面B33封堵件34。安装筒31一组相对面内壁设置有与液压悬挂装置20相匹配的安装槽，与所述一组相对面垂直的另一组相对面中一个面沿水平方向延伸成延伸面A32，且另一个面向相反方向延伸成延伸面B33，驱动轮A40设置在延伸面A32所在平面，驱动轮B50设置在延伸面B33所在平面。

齿轮轴承10包括连接法兰11、齿纹12、凹槽13、轴承14，所述连接法兰11一端为法兰盘，连接法兰11另一端内侧设置轴承14，且外侧靠近法兰盘一端设置有齿纹12，齿轮下侧设置有至少一圈凹槽13，所述轴承14与所述液压悬挂装置20固定连接，所述法兰盘与所述车体固定连接，所述轴承14相对所述连接法兰11旋转。

液压悬挂装置20包括顶盘22、液体通路、活塞24、活塞筒25、导向杆26、限位开关支架27、角度测量装置支架28，所述活塞24的一端与顶盘22固定连接，且另一端设置在所述活塞筒25内，且相对活塞筒25上下移动，所述活塞24与所述活塞筒25密封连接，所述活塞24中设置有所述液体通路，液体通路连通外界与所述活塞24与所述活塞筒25之间的空间，所述导向杆26一端与顶盘22固定连接，且另一端设置在所述活塞筒25侧壁中。

限位开关支架27安装在所述顶盘22侧壁，限位开关60设置在所述限位开关支架27上，且工作端设置在与所述齿轮轴承10的凹槽13中，所述凹槽13有一段为向内凹陷，即所述限位开关60与所述凹槽13接触，且在在所属凹槽13向内凹陷处与所述凹槽13分离。

角度测量装置支架28安装在所属顶盘22侧壁，所述角度测量装置70设置在所述角度测量装置支架28上，且工作端的齿轮与所述齿轮轴承10外侧的所述齿纹12啮合。

液压悬挂装置20还包括下部相对的两侧面上分别设置的向外突出的圆柱状突出轴21，所述安装筒31内壁的所述安装槽为向内壁凹陷的盲孔，且上端与外界连通，所述安装槽侧壁为燕尾槽状，所述封堵件34形状所述安装槽形状相匹配，所述突出轴21摆放在所述安装槽中后，所述封堵件34安装在所述安装槽中。

驱动轮A40包括轮体A41、传动A42、驱动A43，所述驱动轮B50包括轮体B51、传动B52、驱动B53，所述轮体A41与所述连接装置30轴连接，所述驱动A43设置在所述连接装置30侧面，且一端贯穿所述延伸面A32，即所述轮体A41和所述驱动A43分别设置在所述延伸面A32的两侧，所述传动A42设置在所述轮体A41一侧，且同时连接驱动A43和轮体A41；所述轮体B51与所述连接装置30轴连接，所述驱动B53设置在所述连接装置30侧面，且一端贯穿所述延伸面B33，即所述轮体B51和所述驱动B53分别设置在所述延伸面B33的两侧，所述传动B52设置在所述轮体B51一侧，且同时连接驱动B53和轮体B51；所述轮体A41和所述轮体B51相平行。

实施例2：

一种移动小车，安装有上述实施例1所述的带悬挂驱动轮。移动小车可以使用上述带悬挂驱动轮和别的轮体混用。但是最佳的是，移动小车的轮子都是上述带悬挂驱动轮，如此可以使得车体整体保持一致，而且能同一控制，减少非预期情况发生。

实施例3：

上述实施例1所述的带悬挂驱动轮，或者实施例2中的带悬挂驱动轮的工作方法。除了常规的驱动和转向工作，还有下述三种命令情况。

第一种，升高命令，遇到高于车体的障碍物时，主动控制带悬挂驱动轮液压悬挂装置伸长，以增加车体底面距离底面的距离，从而让车体跨过障碍物。降低命令，为了进入货架底部或者穿过矮小的通路，主动控制带悬挂驱动轮液压悬挂装置缩短，以降低车体高度从而完成任务。

第二种，缓冲状态命令，维持液压悬挂装置中液压的压力在设定压力值，即当液压悬挂装置中液压压力小于设定压力值时，主动提高液压压力，以维持液压悬挂装置中液压压力在设定压力值，当液压悬挂装置中液压压力大于设定压力值时，主动降低液压压力，以维持液压悬挂装置中液压压力在设定压力值。为了在运输货物或者空载移动的过程中起到主动缓冲作用，当驱动轮承载负荷不变的情况下或者驱动轮运动的情况下，执行该命令。

第三种，维持高度命令，利用距离传感器感应车底面距离地面的距离，改变液压悬挂装置中液压的压力以维持车底面距离地面的距离为设定距离，即当驱动轮承载负荷变大的情况下，主动降低液压压力，以维持车底面距离地面的距离为设定距离，当驱动轮承载负荷变小的情况下，主动提高液压压力，以维持车底面距离地面的距离为设定距离。为了便于装载或者卸货的时候维持车体高度，当驱动轮承载负荷变化的情况下或者驱动轮静止的情况下，执行该命令。

上述三种情况的各个命令可以根据需要或者运动状态设定优先级别，从而根据情况执行命令。

综上所述，通过液压悬挂装置20向下作用于安装有驱动轮的连接装置30，即使用液压悬挂装置20主动调节车身离地面的距离，一方面可以调节车底距离地面的距离，以方便跨越一定高度的障碍物，另一方面是在承载重量不变的运输过程中，主动维持活塞中的压力不变，在压力减小或者增加的时候，主动做相对应的调整，即当压力减小的时候主动伸长，当压力增加的时候主动缩短，以维持活塞中的压力不变，如此主动伸缩以完成缓冲工作。

这种使用液压主动缓冲的方式优于使用弹簧被动缓冲，一方面是提高了承载能力，另一方面液压悬挂的伸长行程远长于弹簧的行程，使用范围更广，利用液压调节的反应速度也优于弹簧，且缓冲效果好。

相对设置的驱动轮既可以完成驱动工作，还可以通过差速完成转向工作，同时因为两个驱动轮分别设置在液压悬挂装置与连接装置连接轴的两侧，也就是两个驱动轮可以以这个轴为支点，做类似跷跷板的摆动，意味着两个驱动轮可以不再同一平面工作，在有一定坡度的工作地面更能胜任工作，可以分别位于不同平面，加上油液压悬挂装置配合保证轮体与底面始终保持一定压力的接触，所以可以适应更复杂的地况，同时保证驱动和转向的有效性

有关液压悬挂装置20配合齿轮轴承10这块，是为了减少活塞的精度问题，利用活塞相对活塞筒25旋转的话对于液压装置的密封精度要求特别高，一般很难达到，如果应用在重载会经常出现问题，所以为了降低对于液压装置的要求设置了齿轮轴承10，利用导向杆26将活塞24与活塞筒25相对固定，两者之间只做伸缩运动，而转向利用轴承14实现，而重载轴承14十分普遍，两者结合效果更好，将旋转和伸缩分来实现，一方面结构更为稳固，从而实现重载，另一方面延长使用寿命，便于维修。

在侧面设置了限位开关60是防止轮体旋转过度影响内部电线的使用，还设置了角度测量装置，可以精度控制两个轮体的差速旋转角度，从而控制车体的方向。

综上，本方案提供了一种重载用的带悬挂驱动轮，易于制造的同时使用方便，实用性更强，尤其是复杂地况。

Claims (10)

1.一种带悬挂驱动轮，设置在车体下部，其特征在于：包括齿轮轴承、液压悬挂装置、连接装置、驱动轮A和驱动轮B，液压悬挂装置竖直设置，液压悬挂装置一端通过齿轮轴承与车体固定连接，且另一端与连接装置轴连接，连接装置包括安装筒、延伸面A和延伸面B，安装筒一组相对面内壁设置有与液压悬挂装置相匹配的安装槽，与所述一组相对面垂直的另一组相对面中一个面沿水平方向延伸成延伸面A，且另一个面向相反方向延伸成延伸面B，驱动轮A设置在延伸面A所在平面，驱动轮B设置在延伸面B所在平面。

2.根据权利要求1所述的带悬挂驱动轮，其特征在于：所述液压悬挂装置还包括下部相对的两侧面上分别设置的向外突出的圆柱状突出轴，所述安装筒还包括封堵件，所述安装筒内壁的所述安装槽为向内壁凹陷的盲孔，且上端与外界连通，所述安装槽侧壁为燕尾槽状，所述封堵件形状所述安装槽形状相匹配，所述突出轴摆放在所述安装槽中后，所述封堵件安装在所述安装槽中。

3.根据权利要求1所述的带悬挂驱动轮，其特征在于：所述驱动轮A包括轮体A、传动A、驱动A，所述驱动轮B包括轮体B、传动B、驱动B，所述轮体A与所述连接装置轴连接，所述驱动A设置在所述连接装置侧面，且一端贯穿所述延伸面A，即所述轮体A和所述驱动A分别设置在所述延伸面A的两侧，所述传动A设置在所述轮体A一侧，且同时连接驱动A和轮体A；所述轮体B与所述连接装置轴连接，所述驱动B设置在所述连接装置侧面，且一端贯穿所述延伸面B，即所述轮体B和所述驱动B分别设置在所述延伸面B的两侧，所述传动B设置在所述轮体B一侧，且同时连接驱动B和轮体B；所述轮体A和所述轮体B相平行。

4.根据权利要求1所述的带悬挂驱动轮，其特征在于：所述齿轮轴承包括连接法兰、齿纹、凹槽、轴承，所述连接法兰一端为法兰盘，连接法兰另一端内侧设置轴承，且外侧靠近法兰盘一端设置有齿纹，齿轮下侧设置有至少一圈凹槽，所述轴承与所述液压悬挂装置固定连接，所述法兰盘与所述车体固定连接，所述轴承相对所述连接法兰旋转。

5.根据权利要求4所述的带悬挂驱动轮，其特征在于：所述液压悬挂装置包括顶盘、液体通路、活塞、活塞筒、导向杆，所述活塞的一端与顶盘固定连接，且另一端设置在所述活塞筒内，且相对活塞筒上下移动，所述活塞与所述活塞筒密封连接，所述活塞中设置有所述液体通路，液体通路连通外界与所述活塞与所述活塞筒之间的空间，所述导向杆一端与顶盘固定连接，且另一端设置在所述活塞筒侧壁中。

6.根据权利要求5所述的带悬挂驱动轮，其特征在于：还包括限位开关，所述液压悬挂装置还包括限位开关支架，所述限位开关支架安装在所述顶盘侧壁，限位开关设置在所述限位开关支架上，且工作端设置在与所述齿轮轴承的凹槽中，所述凹槽有一段为向内凹陷，即所述限位开关与所述凹槽接触，且在在所属凹槽向内凹陷处与所述凹槽分离。

7.根据权利要求6所述的带悬挂驱动轮，其特征在于：还包括角度测量装置，所述液压悬挂装置还包括角度测量装置支架，所述角度测量装置支架安装在所属顶盘侧壁，所述角度测量装置设置在所述角度测量装置支架上，且工作端的齿轮与所述齿轮轴承外侧的所述齿纹啮合。

8.一种移动小车，其特征在于：使用上述权利要求1～7中任意一项所述的带悬挂的重载驱动轮。

9.一种带悬挂驱动轮的工作方法，其特征在于：上述权利要求1～7中任意一项所述的带悬挂的重载驱动轮，当接收到升高命令时，控制液压悬挂装置伸长，即活塞伸出活塞筒使得车体升高，当接受到降低命令时，控制液压悬挂装置缩短，即活塞缩回活塞筒使得车体降低。

10.根据权利要求9所述的带悬挂驱动轮的工作方法，其特征在于：当接受到缓冲状态命令时，维持液压悬挂装置中液压的压力在设定压力值，即当液压悬挂装置中液压压力小于设定压力值时，主动提高液压压力，以维持液压悬挂装置中液压压力在设定压力值，当液压悬挂装置中液压压力大于设定压力值时，主动降低液压压力，以维持液压悬挂装置中液压压力在设定压力值；当接收到维持高度命令时，利用距离传感器感应车底面距离地面的距离，改变液压悬挂装置中液压的压力以维持车底面距离地面的距离为设定距离，即当驱动轮承载负荷变大的情况下，主动降低液压压力，以维持车底面距离地面的距离为设定距离，当驱动轮承载负荷变小的情况下，主动提高液压压力，以维持车底面距离地面的距离为设定距离。