CN110255027A - 升降装置和自动导引运输车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种升降装置和自动导引运输车。该升降装置包括动力机构、第一传动机构和升降机构，所述升降机构包括可转动连接的上连杆和下连杆，所述上连杆的顶端用于连接承载台；所述第一传动机构位置可调地连接于所述下连杆，且所述第一传动机构与所述动力机构连接，所述第一传动机构用于将所述动力机构的动力传递至所述下连杆。第一传动机构可连接于下连杆的不同位置，可改变承载台的升降速度及升降幅度，能够满足不同的升降要求，使得上述升降装置具备多种工作模式。

Description

升降装置和自动导引运输车

技术领域

本发明涉及自动导引运输机器人技术领域，特别是涉及一种升降装置和自动导引运输车。

背景技术

AGV是自动导引运输车(Automated Guided Vehicle)的英文缩写，是一种现已广泛用于现代化工厂部件、成品转运领域的自动化物流设备。AGV可以充分地体现其自动性和柔性，实现高效、经济、灵活的无人化生产，所以人们形象地把它称作是现代物流系统的动脉。

物的运输过程需要实现将货物顶升到一定的高度后进行货物的存取，货物的升降是通过自动导引运输车的升降机构实现的，传统自动导引运输车升降机构通常包括驱动电机、齿轮组件、梯形螺母和丝杠组成，驱动电机驱动齿轮组件转动，齿轮组件带动螺母旋转，使得丝杆上下移动，承载货物的托盘放置在丝杠上，从而实现货物的提升。传统的升降机构需要改变升降速度时，只能通过改变驱动电机的转速，从而改变丝杆的升降速度。

传统的升降机构通过驱动电机的启停，带动丝杆上下移动，实现货物的提升，工作模式单一，不能满足多样化的升降要求。

发明内容

基于此，有必要针对工作模式单一的问题，提供一种升降装置和自动导引运输车，该升降装置具备多种工作模式，通过调节第一传动机构和下连杆之间的连接位置，输出不同的升级速度和升降幅度，满足不同的升降要求。

一种升降装置，应用于自动导引运输车，包括：动力机构、第一传动机构和升降机构，所述升降机构包括可转动连接的上连杆和下连杆，所述上连杆的顶端用于连接承载台；所述第一传动机构位置可调地连接于所述下连杆，且所述第一传动机构与所述动力机构连接，所述第一传动机构用于将所述动力机构的动力传递至所述下连杆，以带动所述下连杆转动。

上述升降装置中，由于上连杆和下连杆上下设置，且相互可转动连接，所以基于连杆传动原理，第一传动机构将动力机构的动力传递至升降机构时，第一传动机构驱动下连杆转动，则转动的下连杆可带动上连杆相应转动，实现上连杆的顶端在竖直方向上升降移动，从而实现承载台的升降。其中，第一传动机构可连接于下连杆的不同位置，可改变承载台的升降速度及升降幅度，能够满足不同的升降要求，使得上述升降装置具备多种工作模式。

在其中一个实施例中，所述动力机构还包括旋转动力源和与所述旋转动力源的输出轴连接的转轴，所述转轴与所述第一传动机构连接。

在其中一个实施例中，所述第一传动机构包括第一中心轮和第一行星轮，所述第一中心轮套接于所述转轴，所述第一行星轮与所述第一中心轮啮合，所述第一行星轮与所述下连杆固定连接。

在其中一个实施例中，所述第一中心轮通过第一离合器与所述转轴连接。

在其中一个实施例中，所述第一中心轮设有供所述转轴穿过的第一穿孔，所述第一离合器为第一电磁离合器，所述第一电磁离合器包括被配置为可电磁吸附的第一静摩擦盘和第一动摩擦盘，所述第一静摩擦盘固定连接于所述第一中心轮，所述第一动摩擦盘固定连接于所述转轴。

在其中一个实施例中，所述第一中心轮为端面齿轮，所述第一行星轮为与所述端面齿轮啮合配合的圆锥直齿轮。

在其中一个实施例中，所述升降装置还包括底座，所述底座设有支撑板，所述圆锥直齿轮连接有第一连接杆，所述第一连接杆可转动地穿过所述支撑板后与所述下连杆固定连接。

在其中一个实施例中，所述支撑板的顶部设有轴承安装座，所述轴承安装座内设有轴承，所述第一连接杆套接于所述轴承内。

在其中一个实施例中，所述第一行星轮为两个以上，两个以上所述第一行星轮沿所述第一中心轮的周向分布，所述升降机构的数量与所述第一行星轮的数量相应，所述升降机构与所述第一行星轮一一对应连接。

在其中一个实施例中，所述下连杆沿所述下连杆的杆长方向设有两个以上安装位，所述第一传动机构连接于其中一个所述安装位。

一种自动导引运输车，所述的自动导引运输车包括承载台和上述升降装置，所述上连杆的顶端与所述承载台可转动连接，以使所述上连杆随所述下连杆转动时，所述上连杆带动所述承载台上下移动。

上述自动导引运输车中，升降装置具备多种工作模式，满足不同的升降要求。

附图说明

图1为本发明一实施例中自动导引运输车的结构示意图；

图2为图1中所述自动导引运输车的另一视角图；

图3为图1中所述自动导引运输车的内部结构图；

图4为图3所述自动导引运输车中动力机构、第一传动机构和第二传动机构的装配图；

图5为图4中所述动力机构、第一传动机构和第二传动机构的连接示意图；

图6为图4中所述第一传动机构的第一中心轮的结构示意图；

图7为图4中所述第二传动机构的第二中心轮的结构示意图；

图8为图2中升降机构和承载台的装配示意图；

图9为图8的A处放大图。

100、动力机构，110、旋转动力源，120、转轴，130、联轴器，200、第一传动机构，210、第一电磁离合器，211、第一静摩擦盘，212、第一动摩擦盘，220、第一中心轮，221、第一穿孔，222、第一限位凸环，223、第一连接孔，230、第一行星轮，240、第一紧固件，250、第一连接杆，300、升降机构，310、上连杆，311、通孔，312、限位件，320、下连杆，321、安装位，330、销轴，400、承载台，410、第二连接杆，500、底座，510、支撑板，520、轴承安装座，530、轴承，600、第二传动机构，610、第二离合器，611、第二静摩擦盘，612、第二动摩擦盘，620、第二中心轮，621、第二穿孔，622、第二限位凸环，623、第二连接孔，630、第二行星轮，640、第二紧固件，700、推力轴承，800、驱动轮，900、保护罩。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

图1显示一种自动导引运输车的结构示意图。图2为图1中所述自动导引运输车的另一视角图。图3为图1中所述自动导引运输车的内部结构图。

结合图1至图3，该自动导引运输车包括承载台400和升降装置。可选地，承载台400为顶板。

结合图3至图5，一种升降装置包括动力机构100、第一传动机构200和升降机构300。其中，动力机构100包括电机。升降机构300包括可转动连接的上连杆310和下连杆320，上连杆310的顶端用于连接承载台400。具体地，上连杆310与承载台400之间可转动连接。第一传动机构200位置可调地连接于下连杆320，且第一传动机构200与动力机构100连接，第一传动机构200用于将动力机构100的动力传递至下连杆320，以带动下连杆320转动。

上述升降装置中，由于上连杆310和下连杆320上下设置，且相互可转动连接，所以基于连杆传动原理，第一传动机构200将动力机构100的动力传递至升降机构300时，第一传动机构200驱动下连杆320转动，则转动的下连杆320可带动上连杆310相应转动，实现上连杆310的顶端在竖直方向上升降移动，从而实现承载台400的升降。

其中，假设下连杆320分别与第一传动机构200和上连杆310的连接位置之间的距离为L，若下连杆320的转动角度为α，则下连杆320与上连杆310连接处的转速为L*α。因此，第一传动机构200与下连杆320的连接位置可调，即距离L可调，则承载台400的升降幅度可调。相应地，下连杆320与上连杆310连接处的转速(L*α)可调，则承载台400的升降速度可调。如此，第一传动机构200连接于下连杆320的不同位置，实现改变承载台400的升降速度及升降幅度，能够满足不同的升降要求，使得上述升降装置具备多种工作模式。

具体地，上述升降装置至少具备省力模式和高效模式。上述升降装置选择为省力模式时，第一传动机构200连接于下连杆320的中部或上部，从而缩短距离L，进而满足动力机构100的输出力矩小、承载台400的升降速度慢这一升降要求。上述升降装置选择为高效模式时，第一传动机构200连接于下连杆320的下部，根据连杆机构具有行程放大的特点，上连杆310和下连杆320相配合实现行程放大，从而实现动力机构100的输出力矩大、承载台400升降速度快。实际使用时，工作人员可根据承载货物的不同，以及AGV不同作业需求而自由调节，选用升降装置的不同工作模式。需要说明的是，第一传动机构200可选择连接在下连杆320的多个位置(不仅限于两个安装位置)，从而承载台400的升降速度及升降幅度可有多种选择，使得上述升降装置具备多种工作模式。

其中，结合图8，上连杆310和下连杆320之间插设有销轴330，从而上连杆310和下连杆320之间实现可转动连接。

具体地，由于连杆机构的行程放大特点与连杆的杆长有关，根据不同的应用需求，可通过对升降机构300的上连杆310和下连杆320的尺寸长度及比例进行修改，实现升降距离和升降速度(动力机构100输出不变的情况下，比如电机的转速不变情况下)的调节，以及省力模式和高效模式的转换。

其中，第一传动机构200位置可调地连接于下连杆320的方式很多。

具体地，结合图8，下连杆320沿下连杆320的杆长方向设有两个以上安装位321，第一传动机构200连接于其中一个安装位321。如此，第一传动机构200连接于不同的安装位321时，在下连杆320绕转动点转动角度不变的情况下，则下连杆320的顶端行程发生改变，实现调节升降距离和升降速度。

可以理解，在其他实施例中，第一传动机构200可滑动设置于下连杆320上，从而实现第一传动机构200位置可调地连接于下连杆320。比如，第一传动机构通过滑块实现在下连杆上滑动，当第一传动机构滑动至所需位置时，可将滑块固定。又比如，下连杆的外表面设有螺纹部，第一传动机构通过螺母实现套接在下连杆上。工作人员可转动螺母，从而实现第一传动机构位置可调地连接于下连杆。

传统自动导引运输车的顶升机构通过丝杠螺纹副来实现电机转动和垂直运动的转换。在该顶升机构中，电机转动很多圈只能顶升很少部分的距离，升降速度慢，速度调节完全依赖驱动电机，顶升效率十分低。而本发明中的升降装置，动力机构100只需转动一个较小的角度，便可实现对承载台400大幅度地、快速地垂直升降。

具体地，结合图3至图5，动力机构100还包括旋转动力源110和与旋转动力源110连接的转轴120。转轴120与第一传动机构200连接。可选地，旋转动力源110通过联轴器130与转轴120连接。旋转动力源110可选为电机、旋转气缸和旋转油缸。电机可选为伺服电机时，升降装置的控制更加精准便捷，升降承载台400的效率更高。旋转动力源110正转或反转，则相应地可实现承载台400上升或下降。

具体地，请参阅图3和图4，第一传动机构200包括第一中心轮220和第一行星轮230，第一中心轮220套接于转轴120，第一行星轮230与第一中心轮220啮合，第一行星轮230与下连杆320固定连接。借助于齿轮传动方式，实现动力稳定地传递，保证升降过程高效可靠。

进一步地，结合图4和图5，第一中心轮220通过第一离合器(图未示)与转轴120连接。如此，在旋转动力源110启动的情况下，根据第一离合器的开关状态，第一中心轮220转动或停止，即可选择地驱动或停止驱动升降机构300，使用时更加灵活方便。

其中，旋转动力源110可持续输出动力，当需要进行升降承载台400时，第一离合器闭合；当不需要升降承载台400时，第一离合器断开，从而快速操控升降机构300，提高升降效率，而无需反复启动旋转动力源110，造成动力传递延迟。可选地，第一离合器可选用电磁离合器、磁粉离合器、摩擦式离合器和液力离合器中的一种。

进一步地，参见图5，第一中心轮220设有供转轴120穿过的第一穿孔221，第一离合器为第一电磁离合器210，第一电磁离合器210包括被配置为可电磁吸附的第一静摩擦盘211和第一动摩擦盘212，第一静摩擦盘211固定连接于第一中心轮220，第一动摩擦盘212固定连接于转轴120。可选地，第一动摩擦盘212与转轴120之间通过销连接。第一中心轮220设有第一连接孔223。连接于第一静摩擦盘211的第一紧固件240穿设在第一连接孔223内。

第一电磁离合器210通电后，第一静摩擦盘211与第一动摩擦盘212吸附，固定连接为一体。旋转动力源110的动力经过联轴器130带动第一中心轮220转动，与第一中心轮220相啮合的第一行星轮230也随之转动，带动升降机构300转动，进而驱动承载台400做升降运动。第一电磁离合器210通过通断电快速切换状态，实现快速地控制升降机构300运动，且大大降低了控制升降机构300运动的成本和难度。

具体地，参见图2，第一中心轮220为端面齿轮，第一行星轮230为圆锥直齿轮。端面齿轮与圆锥直齿轮啮合配合，实现将水平平面的旋转快速地转换成竖直平面上的旋转，即可快速地直接驱动升降机构300升降运动。

进一步地，参见图3，上述升降装置还包括底座500。可选地，底座500为底板。底座500设有支撑板510，圆锥直齿轮连接有第一连接杆250。支撑板510支撑于第一连接杆250的中部。第一连接杆250可转动地穿过支撑板510后与下连杆320固定连接。

其中，第一连接杆250可转动地设置在支撑板510上的方式很多。支撑板510的顶部设有轴承530安装座520。轴承530安装座520内设有轴承530。第一连接杆250套接于轴承530内。

具体地，参见图1至图3，第一行星轮230为两个以上，两个以上第一行星轮230沿第一中心轮220的周向分布。承载台400位于第一中心轮220的正上方。升降机构300的数量与第一行星轮230的数量相应，升降机构300与第一行星轮230一一对应连接。两个以上升降机构300能够平稳地支撑及提升承载台400。

在前述实施例的基础上，结合图8和图9，在自动导引运输车中，上连杆310的顶端与承载台400可转动连接，以使上连杆310随下连杆320转动时，上连杆310带动承载台400上下移动。具体地，承载台400的底部设有第二连接杆410，上连杆310的顶端设有通孔311，第二连接杆410的一端可转动地穿设于通孔311内。

进一步地，第二连接杆410和上连杆310之间设有限位件312。比如，第二连接杆410的端部穿过通孔311后套接有卡簧。限位件312对第二连接杆410起到限位作用，防止第二连接杆410脱落，使得第二连接杆410与上连杆310之间可靠地转动连接。

请返回参阅图1至图3，该自动导引运输车还包括驱动轮800、第二传动机构600和保护罩900。第二传动机构600分别与动力机构100和驱动轮800连接，第二传动机构600用于将动力机构100的动力传递至驱动轮800。

可选地，第二传动机构600通过第二离合器(图未示)与动力机构100的转轴120连接。动力机构100安装于底座500。参见表1，同一个旋转动力源110与第一离合器和第二离合器相配合，实现动力的合理分配，既可以驱动及控制驱动轮800的运动状态，又可以驱动及控制升降机构300的升降运动，满足所有的动力输出，大大减少驱动件的数量，从而精简了自动导引运输车的结构。

表1

具体地，结合图3至图5，第二传动机构600包括第二中心轮620和若干个第二行星轮630。第二中心轮620设有供转轴120穿过的第二穿孔621(参见图7)，第二中心轮620与第二离合器连接，第二行星轮630与第二中心轮620相啮合，第二行星轮630的个数与驱动轮800的个数对应，第二行星轮630与驱动轮800连接。

其中，结合图5，第二离合器为第二电磁离合器610。第二电磁离合器610包括被配置为可电磁吸附的第二静摩擦盘611和第二动摩擦盘612，第二静摩擦盘611固定连接于第二中心轮620，第二动摩擦盘612固定连接于转轴120。可选地，第二动摩擦盘612与转轴120之间通过销连接。第二电磁离合器610通电后，第二静摩擦盘611与第二动摩擦盘612吸附，固定连接为一体。

具体地，请参阅图5和图7，第二中心轮620设有第二连接孔623。第二传动机构600还包括第二紧固件640。第二紧固件640连接于第二静摩擦盘611上且插设于第二连接孔623内。其中，驱动轮800可选为与第二行星轮630间接连接。比如，第二行星轮630和驱动轮800之间依次设置有蜗杆、蜗轮和驱动行星轮。第二行星轮630带动通过螺钉固定的蜗杆自转，驱动与该蜗杆配合的蜗轮及与蜗轮固连一起的驱动行星轮转动，最终驱动轮800带动小车运动。

具体地，结合图2、图4和图5，自动导引运输车还包括推力轴承700，推力轴承700的一侧抵触第一中心轮220，另一侧抵触第二中心轮620。请一并参阅图6和图7，第一中心轮220靠近推力轴承700的一侧设有第一限位凸环222。第一限位凸环222套设推力轴承700。第二中心轮620靠近推力轴承700的一侧设有第二限位凸环622，第二限位凸环622套设推力轴承700。

具体地，结合图1，保护罩900设置在底座500上。第一传动机构200和第二传动机构600位于该保护罩900内。该保护罩900为透明罩。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种升降装置，应用于自动导引运输车，其特征在于，所述的升降装置包括：动力机构、第一传动机构和升降机构，所述升降机构包括可转动连接的上连杆和下连杆，所述上连杆的顶端用于连接承载台；所述第一传动机构位置可调地连接于所述下连杆，且所述第一传动机构与所述动力机构连接，所述第一传动机构用于将所述动力机构的动力传递至所述下连杆，以带动所述下连杆转动。

2.根据权利要求1所述的升降装置，其特征在于，所述动力机构还包括旋转动力源和与所述旋转动力源的输出轴连接的转轴，所述转轴与所述第一传动机构连接。

3.根据权利要求2所述的升降装置，其特征在于，所述第一传动机构包括第一中心轮和第一行星轮，所述第一中心轮套接于所述转轴，所述第一行星轮与所述第一中心轮啮合，所述第一行星轮与所述下连杆固定连接。

4.根据权利要求3所述的升降装置，其特征在于，所述第一中心轮通过第一离合器与所述转轴连接。

5.根据权利要求4所述的升降装置，其特征在于，所述第一中心轮设有供所述转轴穿过的第一穿孔，所述第一离合器为第一电磁离合器，所述第一电磁离合器包括被配置为可电磁吸附的第一静摩擦盘和第一动摩擦盘，所述第一静摩擦盘固定连接于所述第一中心轮，所述第一动摩擦盘固定连接于所述转轴。

6.根据权利要求3所述的升降装置，其特征在于，所述第一中心轮为端面齿轮，所述第一行星轮为与所述端面齿轮啮合配合的圆锥直齿轮。

7.根据权利要求6所述的升降装置，其特征在于，所述升降装置还包括底座，所述底座设有支撑板，所述圆锥直齿轮连接有第一连接杆，所述第一连接杆可转动地穿过所述支撑板后与所述下连杆固定连接。

8.根据权利要求7所述的升降装置，其特征在于，所述支撑板的顶部设有轴承安装座，所述轴承安装座内设有轴承，所述第一连接杆套接于所述轴承内。

9.根据权利要求3所述的升降装置，其特征在于，所述第一行星轮为两个以上，两个以上所述第一行星轮沿所述第一中心轮的周向分布，所述升降机构的数量与所述第一行星轮的数量相应，所述升降机构与所述第一行星轮一一对应连接。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的升降装置，其特征在于，所述下连杆沿所述下连杆的杆长方向设有两个以上安装位，所述第一传动机构连接于其中一个所述安装位。

11.一种自动导引运输车，其特征在于，所述的自动导引运输车包括承载台和如权利要求1至10任意一项所述的升降装置，所述上连杆的顶端与所述承载台可转动连接，以使所述上连杆随所述下连杆转动时，所述上连杆带动所述承载台上下移动。