CN110228772A - 一种agv小车及其行走机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种AGV小车及其行走机构，包括一活动外接AGV小车的支撑横梁、以及活动设置在支撑横梁两端的车轮架；所述车轮架与支撑横梁相互交错设置；所述车轮架上沿其轴向、且相间隔地设置有两个轮组。通过多层摆杆结构的组合，确保各个轮组可靠着地，承担一定比例的负载。从而加强了AGV小车对实际地面凹凸不平的适应性，可保持AGV整体运动的顺畅。

Description

一种AGV小车及其行走机构

技术领域

本发明属于AGV自动导引运输车的技术领域，具体涉及一种AGV小车及其行走机构。

背景技术

AGV车，即“自动导引运输车”，是指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。随着电子和控制技术的发展，AGV的技术也在不断地进步，正在朝着性能更优越、更廉价、自由度更高的方向发展。

现有的AGV较多采用卧式舵轮实现驱动和转弯，虽然具有较高的转向控制精度；但是，卧式舵轮的结构复杂、安装复杂、成本高，体型较大。一旦损坏维修和拆装非常不便利。并且，AGV车的工作环境难以保证地面的水平度，仍会存在一定凸起、凹陷的倾斜路段；现有的AGV车的车轮及其驱动机构是固定安装到车体上的，且没有配置相应的车轮减震平衡机构，AGV小车在运动过程中会因为路面的不平，使得行走机构不能同时着地，造成负载后的车体容易震动和跑偏，严重的会导致运动失控。为此，对AGV车的行走机构具有较大的要求，而卧式舵轮并没有缓冲和调节功能，需要额外增设如防震、调节装置等。

为此，卧式舵轮整体上，并不适配于小型的AGV车，难以满足小型AGV车的功能需求。

发明内容

本发明的目的是要解决现有的车轮结构复杂，难以满足AGV小车的需求的技术问题，提供一种AGV小车及其行走机构，其具有很好的减震平衡性能，可靠完成运输工作。

为了解决上述问题，本发明按以下技术方案予以实现的：

本发明所述一种AGV小车的行走机构，包括一活动外接AGV小车的支撑横梁、以及活动设置在支撑横梁两端的车轮架；

所述车轮架与支撑横梁相互交错设置；所述车轮架上沿其轴向、且相间隔地设置有两个轮组。

进一步地，所述车轮架可沿支撑横梁的轴向自由转动，且两车轮架之间的转动互不干扰。

进一步地，两个所述轮组分为驱动轮组和万向从动轮组。

进一步地，所述驱动轮组仅包含一驱动轮，所述驱动轮为包胶轮、轮组电机和车轮架构成的一体化电动轮组。

进一步地，所述包胶轮和轮组电机分别设置在车轮架的两侧；所述轮组电机的输出轴贯穿车轮架和包胶轮，且该输出轴与包胶轮驱动连接。

进一步地，所述包胶轮内置有套接轮组电机的输出轴的行星齿轮组。

进一步地，所述万向从动轮组并列设置有至少一个万向从动轮。

一种AGV小车，包括上述行走机构，还包括：

车体，其底部设置前轮组及后轮组，所述后轮组为所述行走机构；所述前轮组为两个万向从动轮；

其中，所述车体与所述支撑横梁活动连接，支撑横梁可沿连接处转动。

进一步地，所述驱动轮设置在行走机构的万向从动轮与车体的前轮组之间。

进一步地，还包括嵌入式设置在车体上的升降旋转系统；所述升降旋转系统包括安装座、以及设置在安装座上的，

回转支承，其设置在安装座的顶部外表面上；所述回转支撑具有可独立活动的第一功能圈和第二功能圈；

升降组件，其传动连接第一功能圈并受其驱动而动作；所述升降组件的动作带动安装座相对于车体在竖直方向上位移；

转盘，其与所述第二功能圈固定连接；

第一致动组件，其驱动连接所述第一功能圈；

第二致动组件，其用于驱动所述转盘转动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、行走机构的支撑横梁活动外接车体可实现摆动，且车轮架与支撑横梁活动连接。每一车轮架相间隔的设置有两个轮组，合理的分布在AGV底盘，即可在不增加轮子直径，不增加AGV高度的前提下，提高了AGV的承载能力。

2、通过多层摆杆结构的组合，确保各个轮组可靠着地，承担一定比例的负载。从而加强了AGV小车对实际地面凹凸不平的适应性，可保持AGV整体运动的顺畅。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明的一种AGV小车及其行走机构的立体结构示意图；

图2是本发明的一种AGV小车及其行走机构的行走机构的立体示意图；

图3是本发明的一种AGV小车及其行走机构的包胶轮结构示意图；

图4是本发明的一种AGV小车及其行走机构的实施例3的立体示意图；

图5是本发明的一种AGV小车及其行走机构的实施例3的升降旋转系统爆炸示意图；

图6是本发明的一种AGV小车及其行走机构的实施例3的部分结构立体图；

图7是本发明的一种AGV小车及其行走机构的实施例3的部分结构切面图；

图8是本发明的一种AGV小车及其行走机构的升降旋转系统的俯视、侧视和仰视图；

图9是本发明的一种AGV小车及其行走机构的升降旋转系统的回转支承结构示意图；

图中：1-车体、11-前轮组、12-后轮组、2-支撑横梁、21-石墨轴承、3-车轮架、4-驱动轮、41-包胶轮、42-轮组电机、5-万向从动轮、6-升降旋转系统、61-安装座、611-圆环、62-回转支承、621-第一功能圈、622-第二功能圈、623-安装圈、63-升降组件、631-丝杠、632-丝杠套、64-转盘、65-第一致动组件、66-第二致动组件。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本发明所述的一种AGV小车及其行走机构。所述AGV小车包括车体1，以及设置在车体1上的升降旋转系统和行走机构。升降旋转系统用于抬高货物以进行运输，同时具备旋转货物至合适工位。升降旋转系统能够实现高效、准确、灵活地完成物料的搬运任务。

如图1～图2所示，所述行走机构包括一支撑横梁2、分别设置在支撑横梁2两端的车轮架3和设置在车轮架3上的轮组。其中，所述支撑横梁2活动连接车体1的底部。所述车轮架3活动连接支撑横梁2的端部，以提供车体1平衡的功能，减少车体1因路况的振动。

如图1所示，车体1的底部设置有容置行走机构的底槽，底槽的中部设置有凸起的、带通孔的连接块。所述通孔的轴向与支撑横梁2的轴向相互垂直，支撑横梁2可绕通孔的轴向自由转动，以实现支撑横梁2两侧的车轮架3动态调整平衡。具体地，所述支撑横梁2设置有与匹配套接所述通孔的短轴。优选地，所述短轴上套接有石墨轴承21，以更好的提供转动支撑。

其中，所述支撑横梁2的两端沿轴向分别设置有两个向外延伸的轴体，车轮架3活动套接在轴体上，车轮架3可沿支撑横梁2的轴向自由转动。优选地，所述车轮架3上设置有套接所述轴体的石墨轴承21，以更好地提供转动支撑。本实施例1所述的支撑横梁2的具体结构可参照图2所示，本领域的技术人员可根据上述支撑横梁2的说明进行选型设计，亦可根据AGV小车的实际条件进行改进，为此不作详细说明。具有上述支撑横梁2功能的结构件均在本发明的保护范围内。

如图2所示，两个所述车轮架3与支撑横梁2组成一工字型。本实施例1车轮架3的轴向与支撑横梁2的轴向相互垂直设置。但本发明并不限定车轮架3与支撑横梁2的设置，车轮架3与支撑横梁2并非平行状态的相互交错即可。如两个车轮架3呈八字型的分别连接在支撑横梁2的两端。

所述车轮架3的两个端部设置有两个轮组，两个轮组相间隔一段距离设置。其中的一轮组为驱动轮4组，另一轮组为万向从动轮5组。所述驱动轮4组仅包含一个定向的驱动轮4，驱动轮4的步进方向与车体1的轴向一直。万向从动轮5组可由多个万向从动轮5并列设置组成，本实施例1所述的行走机构仅由一个万向从动轮5构成。优选地，车轮架3的轴向应与水平面相平行。本实施例1所述的车轮架3的具体结构可参照图2所示，本领域的技术人员可根据实际轮组和车体1状况进行选型设计，为此不作详细说明。

优选地，所述车体1上设置有限位支撑横梁2转动、以及限位车轮架3转动的限位组件。防止支撑横梁2和车轮架3过位，导致车轮架3或其他结构件碰撞车体1。

具体地，如图1所示，所述车体1包括前轮组11和后轮组12，所述后轮组12为上述的行走机构，所述前轮组11为成对设置的万向从动轮。所述驱动轮4设置在行走机构的万向从动轮5与车体1的前轮组11之间。

本发明所述的一种AGV小车及其行走机构的工作原理是：

本发明所采用的行走机构，其包括支撑横梁、车轮架以及相间隔的设置在车轮架上的两个轮组。本发明的行走机构采用差速驱动装置实现驱动和转弯，主要是利用轮组中的驱动轮，两个驱动轮的转速的差速比实现转弯，其结构简单，工作可靠。同时，行走机构包括支撑横梁和车轮架。支撑横梁可绕车体的连接处摆动，车轮架可沿支撑横梁的轴向自由转动。为此，行走机构能够很好的适应地面状况，并且每个车轮架相间隔的设置有两个轮组，以应对崎岖不平的路面可通过支撑横梁的摆动、以及车轮架的转动，使得轮组均能够同时着地，保证了AGV小车的平稳运行。减少AGV小车在运行过程中遇到颠簸，以减少车体的震动幅度。

与现有技术先比，本发明的行走机构省略了减震缓冲装置，行走机构可代替卧式舵轮的使用，行走机构的结构简单、装卸维护容易，同时与车体的组合紧凑，能够推广应用于小型的AGV小车中。

本实施例1所述一种AGV小车及其行走机构的其它结构参见现有技术。

实施例2

本实施例2所述的一种AGV小车及其行走机构，其结构与实施例1的相同，本实施例2是所述驱动轮4的优选实施例。

其中，所述驱动轮4包括包胶轮41、轮组电机42和车轮架3构成的一体化电动轮组。所述轮组电机42和制动器分别横卧设置于车轮架3的两侧，轮组电机42固定在车轮架3上。所述包胶轮41夹设在轮组电机42和制动器之间；所述轮组电机42的输出轴贯穿车轮架3和包胶轮41，并与制动器连接，且该输出轴与包胶轮41驱动连接；所述包胶轮41内置有套接输出轴的行星齿轮组。

如图3所示，驱动轮4的包胶轮41内具有减速机作用的传动行星齿轮组，传动齿轮通过中空齿轮驱动第一级与第二级行星齿轮组太阳行星齿轮，驱动第三组固定的三个行星齿轮，实现外齿圈转动，获得可以在轮子内部实现减速机与行走轮一体化，节省空间。并获得较大的扭矩及较大齿轮刚性。速比大。多齿咬合，承受扭矩大。

优选地，所述轮组电机42采用低压伺服DM系列的伺服电机。将传动行星齿轮组与车轮集成于一体，将具有良好减速传递功能的行星减速传动机构设置在车轮的内部空间，再通过与轮组电机42的工作配合，达到可取消设置减速箱的目的。此外，本发明的包胶轮41通过传动行星齿轮组实现了稳定柔和地减速制动，减小了轮组电机42的制动扭矩，从而使得驱动轮4更加容易制动，有效提高了AGV小车制动的安全性以及制动性能。

本实施例2所采用的的驱动轮具有很好的驱动能力，同时利用轮组电机与包胶轮实现差速驱动装置实现驱动和转弯，主要是利用轮组中的驱动轮，两个驱动轮的转速的差速比实现转弯，其结构简单，工作可靠。包胶轮外层裹覆有防滑、减震和耐磨的胶层，同时内部的行星齿轮组以减少驱动轮轮出现打滑的状况，确保转向的准确性以提高AGV小车运行的稳定性。

实施例3

本实施例3所述的一种AGV小车及其行走机构，其结构与实施例3的相同，本实施例3所述的AGV小车还包括升降旋转系统6，其设置在车体1上的升降旋转系统6和行走机构。所述升降旋转系统6用于抬高货物以进行运输，同时具备旋转货物至合适工位。升降旋转系统6能够实现高效、准确、灵活地完成物料的搬运任务。

如图4～图9所示，本发明所述的升降旋转系统6，其包括安装座61、以及设置在安装座61上的回转支撑、升降组件63、转盘64、第一致动组件65和第二致动组件66。所述升降组件63与车体1连接，同时升降组件63连接第一功能圈621并受其驱动而动作，进而带动安装座61在车体1上进行升降。所述转盘64与回转支承62连接。所述第一致动组件65用于驱动第一功能圈621转动，第二致动组件66用于驱动转盘64转动。

如图8所示，所述安装座61优选为圆柱状的金属安装座61，圆柱状结构便于加工和提高安装座61的刚性结构，且与车体1适配度高。所述安装座61设计有若干安装槽体、安装孔等，用于隐藏式地安装第一致动组件65、第二致动组件66和升降组件63等，使升降旋转系统6的整体结构紧凑，减小安装座61在车体1的占用空间。

所述回转支承62为双回转支承62，具有第一功能圈621、第二功能圈622和安装圈623。所述第一功能圈621、第二功能圈622两者能够相互独立的转动，两者之间互不干扰。所述安装圈623设有若干通孔(丝孔或光孔)，通过螺钉固定在安装座61的顶部，且回转支承62与安装座61同轴心设置。

具体地，本实施例3优选地，以一种综合载荷能力优越的升降旋转系统6进行说明，便于理解本发明的技术原理。如图9所示，所述回转支承62由内自外依次设置安装圈623、第二功能圈622和第一功能圈621。所述第一功能圈621、第二功能圈622和安装圈623的滚动体可根据实际应用进行选型设计，本发明简略说明。为此，第一功能圈621设置有凸齿，其为外齿圈。所述第二功能圈622为旋转中圈。外齿圈和旋转中圈之间的转动互不干扰。需要说明的是，本实施例3并不限定第一功能圈621、第二功能圈622和安装圈623的位置关系。上述技术方案仅为优选地的技术方案，任何具有第一功能圈621、第二功能圈622的升降旋转系统6均在本发明的保护范围内。

如图7所示，所述升降装置有若干丝杠631、丝杠套632、齿轮、轴承和限位件组成。丝杠套632与丝杠631相互螺合套接。通过丝杠631与丝杠套632的组合可将回转运动转化为直线运动，进而实现丝杠631带动安装座61的升降。

其中，所述车体1的中部开设用供于安装座61升降的槽体，槽体的上方设有开口。所述丝杠套632的轴线垂直于水平面，其竖直固定安装在槽体内的固定件上；进而使滚珠丝杠631的轴线与水平面垂直。所述丝杠631具有两段杆体，其底部杆体为匹配丝杠套632的螺纹段，顶部杆体为光滑的阶梯状的安装轴体。所述安装座61上开设有匹配丝杠631的安装轴体的阶梯安装孔，通过轴承和限位件将丝杠631固定在安装座61上，同时轴承给丝杠631提供转动支撑。丝杠631的底部杆体与丝杠套632的螺合，且底部杆体的末端悬空设置，以实现丝杠631的旋入和旋出，完成升降动作。

具体地，本实施例3优选地采用三组丝杠631，其等角度的环设在安装座61上，并将安装座61悬空架设在车体1中。所述丝杠631的顶部轴体其贯穿安装座61，且顶部轴体套设有丝杠631齿轮，该丝杠631齿轮与第一功能圈621(外齿圈)啮合传动，第一功能圈621(外齿圈)的旋转以带动三组丝杠631同步转动，并转化为直线运动，实现安装座61的升降。

所述第一致动组件65包括伺服电机组和编码器组；所述伺服电机组包括减速电机和传动齿轮组成。所述减速电机置于安装座61的内部，其输出轴贯穿安装座61的顶部并与传动齿轮连接。所述传动齿轮与第一功能圈621(外齿圈)驱动连接。所述编码器组包括编码器和编码齿轮，所述编码器设置在安装座61的内部，且编码器与编码器齿轮传动连接；所述编码齿轮与第一功能圈621(外齿圈)啮合传动。

本发明的升降旋转系统6的升降动作由第一功能圈621、升降装置和第一致动组件65协同完成。其工作原理如下：减速电机驱动第一功能圈621(外齿圈)转动，进而第一功能圈621(外齿圈)分别带动丝杠631齿轮、传动齿轮转动。三组丝杠631同步转动，实现安装座61的升降。而编码器输出信号以识别安装座61升降的高度，以实现智能控制。

本实施例3的安装座61上还设置有一可活动的圆环611，所述圆环611的内壁设置有连续的凸齿以形成一齿圈。所述圆环611与回转支承62同轴心的设置在安装座61的顶部，所述圆环611的安装高度与第二功能圈622一致。所述转盘64分别与圆环611和第二功能圈622连接。具体地，所述圆盘为一扁平的圆环611金属板，以刚性连接圆环611和第二功能圈622。

所述第二致动组件66包括伺服电机组和传动齿轮。所述伺服电机组包括减速电机和传动齿轮组成。所述减速电机置于安装座61的内部，其输出轴贯穿安装座61的顶部并与传动齿轮连接。所述传动齿轮与圆环611啮合传动。

本发明的升降旋转系统的旋转动作由第二功能圈、转盘和圆环协同完成的。其工作原理如下：转盘上可安装其他承载构件。减速电机驱动圆环转动，进而圆环和转盘协同转动第二功能圈，进而转动转盘上的承载构件。

其中，回转支撑的结构设置、以及圆环和第二功能圈的组合设计，目的在于提供一种综合载荷性能优越的升降旋转机构。通过圆环和第二功能圈提高转动和刚性支撑性能。圆环与双回转支承组合实现旋转功能，内部回转支承的第一功能圈实现丝杠的同步旋转。相比现有的旋转升降结构，本发明的结构简单紧凑，多齿咬合，具有大扭矩及较大的齿轮刚性。承受扭矩大，升降旋转的运行可靠。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明的升降装置与旋转装置两者协同一回转支承实现，与现有的AGV小车的独立升降装置和独立旋转装置相比，本发明的结构简单，工作可靠。同时，升降动作和旋转动作是相互独立，互不干涉影响。这样对于AGV小车的控制会变得更加简单方便灵活，对于整体AGV系统的工作效率也会有较大的提升。

此外，此结构因采用独特的回转支撑，无需高精度和强度的共用组件，相对现有技术和传统结构，本发明极大的降低生产成本和生产周期，降低了AGV小车整体的加工和制造成本。并且各功能部件之间通过啮合传动；多齿咬合，具有大扭矩及较大的齿轮刚性。承受扭矩大，载车升降、旋转运行可靠。本发明的车轮运载车适用性强，可应用于各领域的无人操控载物中，可广泛推广使用。

本实施例3所述一种AGV小车及行走机构的其它结构参见现有技术。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种AGV小车的行走机构，其特征在于，包括一活动外接AGV小车的支撑横梁、以及活动设置在支撑横梁两端的车轮架；

所述车轮架与支撑横梁相互交错设置；所述车轮架上沿其轴向、且相间隔地设置有两个轮组。

2.根据权利要求1所述的AGV小车的行走机构，其特征在于：

所述车轮架可沿支撑横梁的轴向自由转动，且两车轮架之间的转动互不干扰。

3.根据权利要求1或2所述的AGV小车的行走机构，其特征在于：

两个所述轮组分为驱动轮组和万向从动轮组。

4.根据权利要求3所述的AGV小车的行走机构，其特征在于：

所述驱动轮组仅包含一驱动轮，所述驱动轮为包胶轮、轮组电机和制动器构成的一体化电动轮组。

5.根据权利要求4所述的AGV小车的行走机构，其特征在于：

所述包胶轮和轮组电机分别设置在车轮架的两侧；所述轮组电机的输出轴贯穿车轮架和包胶轮，且该输出轴与包胶轮驱动连接。

6.根据权利要求5所述的AGV小车的行走机构，其特征在于：

所述包胶轮内置有套接轮组电机的输出轴的行星齿轮组。

7.根据权利要求3所述的AGV小车的行走机构，其特征在于：

所述万向从动轮组并列设置有至少一个万向从动轮。

8.一种AGV小车，其特征在于，包括上述权利要求4至7任意一项所述的行走机构，还包括：

车体，其底部设置前轮组及后轮组，所述后轮组为所述行走机构；所述前轮组为两个万向从动轮；

其中，所述车体与所述支撑横梁活动连接，支撑横梁可沿连接处转动。

9.根据权利要求8所述的AGV小车，其特征在于：

所述驱动轮设置在行走机构的万向从动轮与车体的前轮组之间。

10.根据权利要求8所述的AGV小车，其特征在于，还包括嵌入式设置在车体上的升降旋转系统；所述升降旋转系统包括安装座、以及设置在安装座上的，

回转支承，其设置在安装座的顶部外表面上；所述回转支撑具有可独立活动的第一功能圈和第二功能圈；

升降组件，其传动连接第一功能圈并受其驱动而动作；所述升降组件的动作带动安装座相对于车体在竖直方向上位移；

转盘，其与所述第二功能圈固定连接；

第一致动组件，其驱动连接所述第一功能圈；

第二致动组件，其用于驱动所述转盘转动。