CN110332285A - 一种大速比大力矩的agv驱动轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大速比大力矩的AGV驱动轮，包括驱动轮本体及行星减速传动机构，所述驱动轮本体通过行星减速传动机构实现减速自转；所述行星减速传动机构包括一级行星齿轮组件、二级行星齿轮组件、三级行星齿轮组件和传动齿轮轴，所述一级行星齿轮组件、二级行星齿轮组件和三级行星齿轮组件依次并排设置；所述传动齿轮轴依次穿设于一级行星齿轮组件、二级行星齿轮组件和三级行星齿轮组件的中心轴线，以使一级行星齿轮组件、二级行星齿轮组件和三级行星齿轮组件同轴旋转。采用多级行星齿轮减速器以实现大减速比和大力矩的目的，该多级行星齿轮减速器的结构紧凑简单，缩小驱动轮横向面积，进一步使驱动轮变得更加超薄。

Description

一种大速比大力矩的AGV驱动轮

技术领域

本发明涉及AGV驱动轮技术领域，具体涉及为一种大速比大力矩的AGV驱动轮。

背景技术

AGV小车是一种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，由于其具有自动化程度高、安全、灵活等特点，因而广泛应用于汽车制造、机械加工等自动化生产和仓储系统，它是柔性制造生产线和自动化立体仓库等现代化物流仓储系统的关键设备之一。

AGV小车有采用差速转向驱动装置实现转向行驶，其利用两个电机的差速比实现转向功能，但差速转向驱动装置转向效果差、转向稳定性差，容易发生故障，致使维护繁琐和成本高。因此，AGV小车常采用AGV舵轮驱动装置，其为集成了驱动电机、转向电机和减速器等一体化的机械结构，其可实现AGV小车高效的直行和转向运动。

AGV舵轮驱动装置通常采用设有减速器的驱动电机来实现驱动轮的直行驱动，但外置在驱动轮的减速器增大了舵轮驱动装置的占用空间及总体尺寸，限制AGV驱动装置的使用范围。因此在驱动轮内部安装有一级行星齿轮减速器，其可极大地减小减速器的占用空间，使AGV驱动舵轮装置使用更为广泛。

但一级行星齿轮减速器的传动比低，当需要较大的减速比时，这就需要增大驱动电机的驱动力，但此时驱动电机内部产生的热量也随着增大，电机容易因高温过载而烧毁内部组件，使电机的使用寿命大大降低。因此需对现有的AGV驱动轮进行改造升级，以满足AGV舵轮驱动装置中驱动轮的大减速比和大扭矩的需求。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明提供一种大速比大力矩的AGV驱动轮，驱动轮内部采用多级行星齿轮减速器以实现大减速比和大力矩的目的，该多级行星齿轮减速器的结构紧凑简单，缩小驱动轮横向面积，进一步使驱动轮变得更加超薄。

为了解决上述问题，本发明按以下技术方案予以实现的：

本发明所述一种大速比大力矩的AGV驱动轮，包括驱动轮本体及行星减速传动机构，所述驱动轮本体通过行星减速传动机构实现减速自转；

所述行星减速传动机构包括一级行星齿轮组件、二级行星齿轮组件、三级行星齿轮组件和传动齿轮轴，所述一级行星齿轮组件、二级行星齿轮组件和三级行星齿轮组件依次并排设置；

所述传动齿轮轴依次穿设于一级行星齿轮组件、二级行星齿轮组件和三级行星齿轮组件的中心轴线，以使一级行星齿轮组件、二级行星齿轮组件和三级行星齿轮组件同轴旋转。

进一步地，所述一级行星齿轮组件包括一级太阳齿轮、若干个一级行星小齿轮和一级行星架，所述一级太阳齿轮的齿数小于一级行星小齿轮的齿数；

所述一级太阳齿轮与传动齿轮轴固定连接，且所述一级太阳齿轮与传动齿轮轴一体式设置；

所述一级行星架沿圆周均匀分布有枢接一级行星小齿轮的一级行星齿轮轴，所述一级行星齿轮轴与一级行星小齿轮一一对应；

所述一级太阳齿轮设置在一级行星架的中部，且一级太阳齿轮与各一级行星小齿轮啮合。

进一步地，所述二级行星齿轮组件包括二级太阳齿轮、若干个二级行星小齿轮和二级行星架，所述二级太阳齿轮的齿数小于二级行星小齿轮的齿数；

所述二级太阳齿轮套设在传动齿轮轴上，所述二级太阳齿轮与一级行星架通过平键同轴传动配合；

所述二级行星架沿圆周均匀分布有枢接二级行星小齿轮的二级行星齿轮轴，所述二级行星齿轮轴与二级行星小齿轮一一对应；

所述二级太阳齿轮设置在二级行星架的中部，且二级太阳齿轮与各二级行星小齿轮啮合。

进一步地，所述三级行星齿轮组件包括三级太阳齿轮和若干个三级行星小齿轮，所述三级太阳齿轮的齿数小于三级行星小齿轮的齿数；

所述三级太阳齿轮套设在传动齿轮轴上，所述三级太阳齿轮与二级行星架通过平键同轴传动配合；

各所述三级行星小齿轮环绕三级太阳齿轮，并与三级太阳齿轮啮合。

进一步地，所述行星减速传动机构还包括第一内齿圈和旋转主轴；

所述第一内齿圈套设在一级行星齿轮组件和二级行星齿轮组件的外围，且所述第一内齿圈的内齿均与各一级行星小齿轮和各二级行星小齿轮啮合；

所述旋转主轴内部中空，所述旋转主轴的一端固定连接第一内齿圈，所述旋转主轴套设在三级行星齿轮组件的外围。

进一步地，所述旋转主轴的曲面开设有若干个槽孔，所述槽孔与三级行星小齿轮一一对应；

所述三级行星小齿轮可转动地嵌装在槽孔中，且三级行星小齿轮的部分轮齿露出旋转主轴的外表面。

进一步地，所述行星减速传动机构还包括第二内齿圈，该第二内齿圈套接在所述旋转主轴在远离第一内齿圈的一端；

所述第二内齿圈的内齿与各三级行星小齿轮啮合，所述驱动轮本体套设在第二内齿圈的外表面。

进一步地，所述旋转主轴与第二内齿圈之间设有若干个深沟球轴承。

进一步地，所述传动齿轮轴靠近一级行星齿轮组件的一端通过平键传动配合有制动组件，该制动组件包括制动器和测速编码器；

所述传动齿轮轴穿设制动器的内部，所述传动齿轮轴的末端与测速编码器的旋转轴驱动连接。

进一步地，所述制动器与一级行星齿轮组件之间设置有端盖，所述端盖中央设有配合传动齿轮轴伸出的通孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：驱动轮通过多级的行星减速传动机构实现大减速比和大力矩的驱动运行，克服了传统AGV小车采用差速转向装置实现转向行驶中存在转向效果差、转向稳定性差、变更速度过程繁琐、容易发生故障等缺陷，同时相比现有采用一级行星齿轮减速器的驱动轮，其具有明显的减速效率快，可传动更大扭矩的优点，结构紧凑轻盈，可适用在各种环境实现AGV小车的直行或转向，可在现代化物流仓储系统中广泛应用。

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AGV驱动轮的立体结构示意图；

图2是对图1的半剖后的截面示意图；

图3是对图1拆分后的结构示意图；

图4是本发明对第一内齿圈、旋转主轴和第二内齿圈半剖后的装配图；

图5是本发明的一级行星齿轮组件、二级行星齿轮组件和三级行星齿轮组件的装配图；

图6是本发明对第一内齿圈半剖后的一级行星齿轮组件和二级行星齿轮组件的装配图；

图7是本发明对一级行星架半剖后的一级行星齿轮组件和二级行星齿轮组件的装配图；

图中：1-驱动轮本体；

2-一级行星齿轮组件；21-一级太阳齿轮；22-一级行星小齿轮；23-一级行星架；231-轮架外壳；2311-前端壁；2312-后端壁；

3-二级行星齿轮组件；31-二级太阳齿轮；32-二级行星小齿轮；33-二级行星架；

4-三级行星齿轮组件；41-三级太阳齿轮；42-三级行星小齿轮；

5-传动齿轮轴；

6-第一内齿圈；

7-旋转主轴；71-槽孔；

8-第二内齿圈；

9-制动组件；91-制动器；92-测速编码器；

10-端盖。

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。

如图1～图7所示，其为本发明所述的一种大速比大力矩的AGV驱动轮的优选结构。

其中，所述AGV驱动轮包括驱动轮本体1及行星减速传动机构，所述驱动轮本体1通过行星减速传动机构可实现大减速比大力矩的减速自转。

具体地，所述行星减速传动机构由相互并排设置的一级行星齿轮组件2、二级行星齿轮组件3和三级行星齿轮组件4组成，行星减速传动机构还包括有传动齿轮轴5，该所述传动齿轮轴5依次穿设于一级行星齿轮组件2、二级行星齿轮组件3和三级行星齿轮组件4的中心轴线，以使一级行星齿轮组件2、二级行星齿轮组件3和三级行星齿轮组件4同轴旋转。

所述一级行星齿轮组件2包括一级太阳齿轮21、若干个一级行星小齿轮22和一级行星架23，所述一级太阳齿轮21的齿数小于一级行星小齿轮22的齿数。所述二级行星齿轮组件3包括二级太阳齿轮31、若干个二级行星小齿轮32和二级行星架33，所述二级太阳齿轮31的齿数小于二级行星小齿轮的齿数32。所述三级行星齿轮组件4包括三级太阳齿轮41和若干个三级行星小齿轮42，所述三级太阳齿轮41的齿数小于三级行星小齿轮42的齿数。需要说明的是，根据现有行星齿轮减速器的一般结构，上述的太阳齿轮和行星小齿轮均为外齿式的直齿轮，太阳齿轮与行星小齿轮的啮合均为外齿式啮合传动。作为优选地，所述一级行星小齿轮22、二级行星小齿轮32和三级行星小齿轮42的数量各优选为3个，该数量结构的行星小齿轮绕太阳齿轮的旋转式最为稳定、传递的力矩更为均匀，在AGV驱动轮体积较小的情况下，各行星小齿轮旋转不易产生干扰。

由于一级行星齿轮组件2与二级行星齿轮组件3的传动结构和二级行星齿轮组件3与三级行星齿轮组件4的传动结构相似，因此以一级行星齿轮组件2与二级行星齿轮组件3的传动结构为例进行介绍。

如图6～图7所示，所述一级行星架23是由中空的轮架外壳231和固定于轮架外壳沿圆周均匀分布的三个一级行星齿轮轴构成，所述轮架外壳231包括环筒状的周壁和固连于周壁前后端面的前端壁2311、后端壁2312，前端壁2311开设有供传动输入轴插配的中心孔，后端壁2312开设有中心孔并在中心孔内设有与二级太阳齿轮31通过平键传动配合的内平键套。所述二级太阳齿轮31设有与一级行星架23平键连接的外平键套。所述一级行星齿轮轴的前后两端分别插配于轮架外壳231前端壁2311、后端壁2312上对应开设的安装孔并通过卡簧固定，各个一级行星小齿轮22枢接于对应的一级行星齿轮轴，以使各一级行星小齿轮22在一级行星架23上自转。

所述一级太阳齿轮21与传动齿轮轴5固定连接，且所述一级太阳齿轮21与传动齿轮轴5通过机械加工工艺形成一体式构件。所述一级太阳齿轮21设置在一级行星架23的中部，且一级太阳齿轮21与各一级行星小齿轮22啮合。工作时，驱动电机通过联轴器与传动齿轮轴5驱动连接，以驱动一级太阳齿轮21旋转，一级太阳齿轮21驱动各一级行星小齿轮22公转，带动一级行星架23绕一级太阳齿轮21的轴线转动，从而驱动二级太阳齿轮31旋转，进而驱动二级行星齿轮组件3和三级行星齿轮组件4的转动。

进一步的，所述行星减速传动机构还包括第一内齿圈6和旋转主轴7；所述第一内齿圈6套设在一级行星齿轮组件2和二级行星齿轮组件3的外围，所述第一内齿圈6内部设有连续的直齿，所述第一内齿圈6的内齿均与各一级行星小齿轮22和各二级行星小齿轮32啮合。一级行星齿轮组件2与二级行星齿轮组件3之间形成减速的原理：所述第一内齿圈6固定连接AGV舵轮支架，使第一内齿圈6在驱动轮工作时不转动，一级太阳齿轮21通过传动齿轮轴5主动旋转，齿数最少的一级太阳齿轮21带动齿数最多的一级行星小齿轮22旋转，进而使得一级行星架23减速地从动旋转，又因为一级行星小齿轮22与第一内齿圈6是内啮合，从而形成同向减速状态。使得与一级行星架23平键连接的二级太阳齿轮31减速旋转。

因为二级行星齿轮组件3与三级行星齿轮组件4的传动结构和一级行星齿轮组件2与二级行星齿轮组件3的传动结构相似，本领域技术人员易知二级太阳齿轮31驱动二级行星架33进一步作减速的从动旋转，同时带动三级太阳齿轮41作减速旋转，进而带动三级行星小齿轮42减速旋转。

进一步的，所述旋转主轴7内部中空，所述旋转主轴7的一端固定连接第一内齿圈6，所述旋转主轴7套设在三级行星齿轮组件4的外围。所述旋转主轴7的曲面开设有若干个槽孔71，所述槽孔71与三级行星小齿轮42一一对应；所述三级行星小齿轮42可转动地嵌装在槽孔71中，槽孔71用于固定三级行星小齿轮42仅做自转运动。且三级行星小齿轮42的部分轮齿露出旋转主轴7的外表面。

所述行星减速传动机构还包括第二内齿圈8，该第二内齿圈8套接在所述旋转主轴7在远离第一内齿圈6的一端；所述第二内齿圈8的内齿与各三级行星小齿轮42啮合，三级行星小齿轮42带动第二内齿圈8减速地从动旋转。旋转主轴7用于固定支撑第二内齿圈8在行星减速传动机构的位置不变。

所述驱动轮本体1套设在第二内齿圈8的外表面，作为优选地，所述旋转主轴7与第二内齿圈8之间设有若干个深沟球轴承，利用轴承的滚动摩擦以减小摩擦产生的热量。

进一步的，所述AGV驱动轮还包括有制动组件9，所述包括制动器91和测速编码器92。所述制动器91的内部通过平键传动配合在传动齿轮轴5靠近一级行星齿轮组件2的一端，所述传动齿轮轴5的末端与测速编码器92的旋转轴通过联轴器来驱动连接。所述制动器91和测速编码器92电性连接AGV小车的控制器，当制动器91接收到制动停车的信号时，控制内部的摩擦片对传动齿轮轴5进行抱紧刹车；所述测速编码器92用于统计传动齿轮轴5的转速以计算AGV驱动轮的行驶速度，反馈至AGV小车的控制器后监控速度以发出制动信号。

作为优选地，所述制动器91与一级行星齿轮组件2之间设置有端盖10，该端盖10中央设有配合传动齿轮轴5伸出的通孔，所述传动齿轮轴5穿过该通孔与制动器91实现平键传动配合。所述端盖10用于防止AGV驱动轮运行时灰尘进入行星减速传动机构。

本发明所述的大速比大力矩的AGV驱动轮的工作原理是：驱动电机通过联轴器与传动齿轮轴驱动连接，使得与传动齿轮轴固定连接的一级太阳齿轮主动旋转，第一内齿圈固定连接AGV舵轮支架不动，齿数最少的一级太阳齿轮带动齿数最多的一级行星小齿轮旋转，进而使一级行星架减速地从动旋转；一级行星齿轮架通过平键与二级太阳齿轮同轴传动配合，使得二级太阳齿轮也做减速旋转，齿数最少的二级太阳齿轮带动齿数最多的二级行星小齿轮旋转，进而使二级行星架进一步的减速从动旋转；二级行星齿轮架通过平键与三级太阳齿轮同轴传动配合，使得三级太阳齿轮也做减速旋转，从而带动三级行星小齿轮在第二内齿圈中作进一步的减速自转，进而带动第二内齿圈作减速旋转。通过一级行星齿轮组件与二级行星齿轮组件的一级减速、二级行星齿轮组件与三级行星齿轮组件的二级减速、三级行星齿轮组件输出的三级减速，对AGV驱动轮进行多级减速，以实现AGV驱动轮的大减速比和大力矩的驱动运行。

本实施例所述大速比大力矩的AGV驱动轮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)

1.一种大速比大力矩的AGV驱动轮，其特征在于：包括驱动轮本体(1)及行星减速传动机构，所述驱动轮本体(1)通过行星减速传动机构实现减速自转；

所述行星减速传动机构包括一级行星齿轮组件(2)、二级行星齿轮组件(3)、三级行星齿轮组件(4)和传动齿轮轴(5)，所述一级行星齿轮组件(2)、二级行星齿轮组件(3)和三级行星齿轮组件(4)依次并排设置；

所述传动齿轮轴(5)依次穿设于一级行星齿轮组件(2)、二级行星齿轮组件(3)和三级行星齿轮组件(4)的中心轴线，以使一级行星齿轮组件(2)、二级行星齿轮组件(3)和三级行星齿轮组件(4)同轴旋转。

2.根据权利要求1所述的大速比大力矩的AGV驱动轮，其特征在于：所述一级行星齿轮组件(2)包括一级太阳齿轮(21)、若干个一级行星小齿轮(22)和一级行星架(23)，所述一级太阳齿轮(21)的齿数小于一级行星小齿轮(22)的齿数；

所述一级太阳齿轮(21)与传动齿轮轴(5)固定连接，且所述一级太阳齿轮(21)与传动齿轮轴(5)一体式设置；

所述一级行星架(23)沿圆周均匀分布有枢接一级行星小齿轮(22)的一级行星齿轮轴，所述一级行星齿轮轴与一级行星小齿轮(22)一一对应；

所述一级太阳齿轮(21)设置在一级行星架(23)的中部，且一级太阳齿轮(21)与各一级行星小齿轮(22)啮合。

3.根据权利要求2所述的大速比大力矩的AGV驱动轮，其特征在于：所述二级行星齿轮组件(3)包括二级太阳齿轮(31)、若干个二级行星小齿轮(32)和二级行星架(33)，所述二级太阳齿轮(31)的齿数小于二级行星小齿轮(32)的齿数；

所述二级太阳齿轮(31)套设在传动齿轮轴(5)上，所述二级太阳齿轮(31)与一级行星架(23)通过平键同轴传动配合；

所述二级行星架(33)沿圆周均匀分布有枢接二级行星小齿轮(32)的二级行星齿轮轴，所述二级行星齿轮轴与二级行星小齿轮(32)一一对应；

所述二级太阳齿轮(31)设置在二级行星架(33)的中部，且二级太阳齿轮(31)与各二级行星小齿轮(32)啮合。

4.根据权利要求3所述的大速比大力矩的AGV驱动轮，其特征在于：所述三级行星齿轮组件(4)包括三级太阳齿轮(41)和若干个三级行星小齿轮(42)，所述三级太阳齿轮(41)的齿数小于三级行星小齿轮(42)的齿数；

所述三级太阳齿轮(41)套设在传动齿轮轴(5)上，所述三级太阳齿轮(41)与二级行星架(33)通过平键同轴传动配合；

各所述三级行星小齿轮(42)环绕三级太阳齿轮(41)，并与三级太阳齿轮(41)啮合。

5.根据权利要求4所述的大速比大力矩的AGV驱动轮，其特征在于：所述行星减速传动机构还包括第一内齿圈(6)和旋转主轴(7)；

所述第一内齿圈(6)套设在一级行星齿轮组件(2)和二级行星齿轮组件(3)的外围，且所述第一内齿圈(6)的内齿均与各一级行星小齿轮(22)和各二级行星小齿轮(32)啮合；

所述旋转主轴(7)内部中空，所述旋转主轴(7)的一端固定连接第一内齿圈(6)，所述旋转主轴(7)套设在三级行星齿轮组件(4)的外围。

6.根据权利要求5所述的大速比大力矩的AGV驱动轮，其特征在于：所述旋转主轴(7)的曲面开设有若干个槽孔(71)，所述槽孔(71)与三级行星小齿轮(42)一一对应；

所述三级行星小齿轮(42)可转动地嵌装在槽孔(71)中，且三级行星小齿轮(42)的部分轮齿露出旋转主轴(7)的外表面。

7.根据权利要求6所述的大速比大力矩的AGV驱动轮，其特征在于：所述行星减速传动机构还包括第二内齿圈(8)，该第二内齿圈(8)套接在所述旋转主轴(7)在远离第一内齿圈(6)的一端；

所述第二内齿圈(8)的内齿与各三级行星小齿轮(42)啮合，所述驱动轮本体(1)套设在第二内齿圈(8)的外表面。

8.根据权利要求7所述的大速比大力矩的AGV驱动轮，其特征在于：所述旋转主轴(7)与第二内齿圈(8)之间设有若干个深沟球轴承。

9.根据权利要求1～8任一项所述的大速比大力矩的AGV驱动轮，其特征在于：所述传动齿轮轴(5)靠近一级行星齿轮组件(2)的一端通过平键传动配合有制动组件(9)，该制动组件(9)包括制动器(91)和测速编码器(92)；

所述传动齿轮轴(5)穿设制动器(91)的内部，所述传动齿轮轴(5)的末端与测速编码器(92)的旋转轴驱动连接。

10.根据权利要求9所述的大速比大力矩的AGV驱动轮，其特征在于：所述制动器(91)与一级行星齿轮组件(2)之间设置有端盖(10)，所述端盖(10)中央设有配合传动齿轮轴(5)伸出的通孔。