CN110790184B - 一种agv举升系统及举升式agv - Google Patents

Abstract

本发明提供一种AGV举升系统及举升式AGV，所述举升系统包括驱动装置、齿轮组、螺纹连杆和剪叉式举升架，所述驱动装置通过齿轮组连接螺纹连杆，所述螺纹连杆包括连杆部和螺纹部，所述螺纹部一端连接齿轮组，另一端垂直连接所述连杆部，所述连杆部两端连接剪叉式举升架底部，所述举升系统在收回状态下，位于AGV小车的内部，减少AGV小车的整体高度，适应更多的应用场合；齿轮加连杆设计，结构简单紧凑，剪叉式支撑架由连杆组成，连杆机械加工简单且成本低，同时，剪叉式支撑架的驱动系统简单，便于控制；机械式限位装置可以防止电机出现故障后，使剪叉式支撑架仍能够保持支撑的状态，保障AGV车体运行过程的安全以及机构的正常运行。

Description

一种AGV举升系统及举升式AGV

技术领域

本发明属于物料运输技术领域，具体涉及一种AGV举升系统及举升式AGV。

背景技术

近年来，智能制造的观念日益深入人心，人们对生产线高效运行、物流系统的柔性要求也越来越高。AGV（自动导引运输车）的技术也越来越成熟。AGV能够在调度系统的控制下，按着相关指令在特定的区域里行驶，从而达到指定的位置，相比于传统的运输设备，工作效率更高，工作强度降低，大大减少了人力和财力，自动化程度和智能化水平提高。

由于AGV具有高效、快捷、灵活的特点，其在仓储业、汽车制造业、港口、烟草、医药以及特种危险场所应用广泛。举升式AGV，由于承载台通过举升机构装配在AGV车体上，AGV运行时对举升机构的支撑稳定性有较高的要求。因此，举升机构不仅需要能够保证对承载台的稳定支撑，而且还应具有一定的自锁能力。现有的举升机构中，驱动系统大部分为液压驱动，液压油的泄露影响执行元件运动的准确性；也有一部分为电机驱动，驱动电机数量多，驱动结构复杂，不仅给AGV本体造成一定的重量负担，而且也增加了制造成本和控制的难度。因此，设计一种驱动单元简单的AGV举升平台不仅能保证AGV运行的稳定和安全性，也能减少AGV机构自身的重量以及控制的复杂度，这是AGV向更加智能化和实用化发展的一个趋势。

本发明将能够很好的解决举升机构特别是AGV上举升机构驱动系统结构复杂的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种AGV举升系统，所述举升系统包括驱动装置、齿轮组、螺纹连杆和剪叉式举升架，所述驱动装置通过齿轮组连接螺纹连杆，所述螺纹连杆包括连杆部和螺纹部，所述螺纹部一端连接齿轮组，另一端垂直连接所述连杆部，所述连杆部两端连接剪叉式举升架底部；

进一步地，所述螺纹连杆为两根，所述齿轮组包括一个大锥齿轮、两个小锥齿轮以及齿轮组保护壳，所述大锥齿轮连接驱动装置，所述两个小锥齿轮分别对称设置于大锥齿轮两侧，所述两个小锥齿轮分别连接两根螺纹连杆，两个小锥齿轮运动方向相反，所述齿轮组保护壳套设于啮合的大锥齿轮和小锥齿轮上；

进一步地，所述剪叉式举升架包括剪叉式支撑架、机械式限位装置、下支撑平台和上承载平台，所述剪叉式支撑架均包括第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，第一连杆和第二连杆的长度相等且通过螺栓对称交叉设置，第三连杆和第四连杆的长度相等且通过螺栓对称交叉设置，所述第一连杆和第二连杆一端连接下支撑平台，另一端通过第三连杆和第四连杆连接上承载平台，所述机械式限位装置设置在第一连杆或第二连杆的一侧；

进一步地，所述机械式限位装置包括第一限位孔、第二限位孔、限位滑杆和限位销，所述第一连杆或第二连杆的一侧设有长方形滑槽，所述长方形滑槽和第一限位孔的宽度相等，所述第一限位孔镶嵌在长方形滑槽内部，所述第二限位孔通过螺钉固定在第三连杆或第四连杆的一侧，所述第一限位孔和第二限位孔的轴线在同一条直线上，所述限位滑杆顶端固定连接第二限位孔，所述限位销用于固定限位滑杆的移动，所述第一限位孔和第二限位孔的底面厚度不等；

进一步地，所述举升系统还包括固定支座、滑块和滑动导轨，所述上承载平台通过固定支座连接滑块，所述滑块设置在滑动导轨上，所述滑动导轨固定连接剪叉式支撑架；

进一步地，所述驱动装置包括驱动电机、联轴器和驱动轴，所述驱动电机通过联轴器连接驱动轴，所述驱动轴连接大锥齿轮，所述联轴器包括法兰和减速器；

进一步地，一种举升式AGV，所述举升式AGV包括AGV车体、举升系统、控制系统、驱动系统和导航系统；

进一步地，所述举升系统位于AGV车体上方，所述举升系统在收回状态下，位于AGV车体的内部；

所述驱动系统用于驱动AGV车体在地面的运行以及举升系统的起停；

所述导航系统用于为AGV车体选择优化运行路线；

所述控制系统用于控制驱动系统和导航系统；

进一步地，所述举升系统位于AGV车体上方，所述举升系统在收回状态下，位于AGV车体的内部，所述下支撑平台和AGV车体上部连接；

进一步地，所述AGV车体还包括舵轮、万向轮、激光雷达、警示灯、安全触边、触摸屏和急停按钮，所述舵轮和万向轮用于控制AGV车体行进，所述舵轮和万向轮设置于AGV车体底部，所述舵轮和万向轮连接驱动系统；

进一步地，所述激光雷达用于对AGV车体进行障碍物扫描，所述激光雷达、触摸屏和急停按钮均连接控制系统；

本发明的有益效果如下：

1）、驱动装置采用齿轮加连杆设计，结构简单紧凑，剪叉式支撑架由连杆组成，连杆机械加工简单且成本低，同时，剪叉式支撑架的驱动系统简单，便于控制；

2）、机械式限位装置可以防止电机出现故障后，使剪叉式支撑架仍能够保持支撑的状态，保障AGV车体运行过程的安全以及机构的正常运行；

3）、机械式限位装置结构简单，安装方便，占用空间小，易于操作和使用；

4）、齿轮为标准件，零件标准化、系列化程度高，零件跟换方便，结构安装便利，剪叉式举升架带动举升平台向上运动，达到要求停止运动后，齿轮之间以及螺纹连接之间也能起到自锁的作用，保证运行过程的稳定和安全性。

附图说明

图1是本发明举升式AGV整体举升模型图；

图2是本发明举升式AGV整体收缩模型图；

图3是本发明AGV举升系统模型图；

图4是本发明AGV举升系统主视图；

图5是本发明AGV举升系统左视图；

图6是本发明AGV举升系统的限位装置；

图7是本发明AGV举升系统的齿轮组。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。下面为本发明的举出最佳实施例：

如图1-图7所示，本发明提供一种AGV举升系统及举升式AGV。图1所示为所述举升式AGV模型图，具体包括AGV车体1、举升系统2、控制系统、驱动系统和导航系统，所述驱动系统用于驱动AGV车体在地面的运行以及举升系统的起停；所述导航系统用于为AGV车体选择优化运行路线；所述控制系统用于控制驱动系统和导航系统；所述举升系统位于AGV车体上方，所述举升系统在收回状态下，位于AGV车体的内部，如图2所示。

所述AGV车体1包括舵轮、浮动支架、万向轮、激光雷达、控制器、警示灯、安全触边、触摸屏和急停按钮；所述舵轮和万向轮用于控制AGV车体行进，所述舵轮和万向轮设置于AGV车体底部，所述舵轮和万向轮连接驱动系统；所述激光雷达用于对AGV车体进行障碍物扫描，所述激光雷达、触摸屏和急停按钮均连接控制系统。

所述举升系统2如图3所示，其中举升系统2的支撑部分由两个相同的剪叉式支撑架、支撑架驱动系统、机械式限位装置3、下支撑平台201以及上承载平台220组成，图4为举升系统主视图，图5为举升系统左视图。

所述剪叉式支撑架的第一连杆213的长度和第二连杆214的长度相等，第三连杆215的长度和第四连杆216的长度相等，第一连杆213和第二连杆214的长度相等且通过螺栓对称交叉设置，第三连杆215和第四连杆216的长度相等且通过螺栓对称交叉设置，所述第一连杆213和第二连杆214一端连接下支撑平台201，另一端通过第三连杆215和第四连杆216连接上承载平台。

所述剪叉式支撑架的第一连杆213或者第二连杆214的一侧具有长方形滑槽217，长方形滑槽217的长度根据实际情况确定，长方形滑槽217的宽度和限位孔301的宽度相等。

所述剪叉式支撑架的连接螺栓的长度不同，两端的螺栓长度大于中间螺栓的长度（可以是圆柱销）。

所述机械式限位装置由限位孔301、限位滑杆302和限位销303组成，两个限位孔301的底面厚度不等，其中，一个限位孔301镶嵌在长方形滑槽217的内部，两个限位孔301的轴线在同一条直线上，如图6所示。

所述机械式限位装置3中，第一限位孔301安装在第一连杆213或者第二连杆214的长方形滑槽217内，第二限位孔301通过螺钉固定在第三连杆215或者第四连杆216的一侧，第一限位孔301和第二限位孔301的位置在一条直线上，限位滑杆302的顶端和第二限位孔301的一侧固定连接，圆柱销303用来固定限位滑杆302的移动。

所述支撑架驱动系统，包括下支撑平台201、上承载平台220、驱动电机211、减速器209、驱动轴221、大锥齿轮205、小锥齿轮204、齿轮组保护壳207、大齿轮支架219、小齿轮支架218、带螺纹的连接杆208、光滑的连杆206、滑块203、滑动导轨202、驱动电机垫块212和减速器支架210。

所述支撑架驱动系统中，驱动电机211通过法兰和减速器209连接固定，减速器209的输出轴通过键和驱动轴221连接，驱动轴221和大锥齿轮205连接，大锥齿轮205和小锥齿轮204啮合，两个小锥齿轮204对称分布于大锥齿轮205的两侧。为了保证驱动电机211、减速器209、驱动轴221以及大锥齿轮205在同一条直线上，在驱动电机211和减速器209的下部分别设有驱动电机垫块212和减速器支架210，对其位置进行固定。齿轮组保护壳207套在啮合的大锥齿轮205和小锥齿轮204上，对啮合的大锥齿轮205和小锥齿轮204进行保护，防治灰尘等对其进行污染，齿轮组保护壳207由钢板折弯而成，安装和拆卸方便。大齿轮支架219和小齿轮支架218通过螺钉分别固定在大锥齿轮205和小锥齿轮204的下部，防止小锥齿轮204和带螺纹的连杆208运动时，发生偏移，造成传动机构的损坏，保证运动的精确性，如图7所示。小锥齿轮204和具有螺纹的连杆208连接，具有螺纹的连杆208的另外一端固定在光滑的连杆206上，两个具有螺纹的连杆208和下支撑平台201平行，保证剪叉式支撑机构不会发生旋转，光滑的连杆206用来连接两个剪叉式支撑架，上承载平台220通过固定支座222、滑块203、滑动导轨202和剪叉式支撑架连接，剪叉式支撑架的另一端通过滑块203、滑动导轨202和上支撑平台连接，下支撑平台201和AGV车体1的车体上部连接。

所述剪叉式支撑架的第一连杆213和第二连杆214的下端是滑动的，第三连杆215和第四连杆216的上端，其中一个固定，另一个也为滑动。

所述滑动导轨202可以根据上承载平台220和下支撑平台201的尺寸以及两个剪叉式支架之间的距离来调整距离，适合不同尺寸的上承载平台220和下支撑平台201以及AGV的外形尺寸，模块化程度高，安装方便。

所述举升系统2在收回状态下，位于AGV车体1的内部，不会增加AGV车身的额外高度，适应更多的应用场合。

本发明在进行实际作业时，具体步骤如下：

1.AGV车体1到达运载货物位置后，AGV控制器给剪叉式支撑架的驱动器一个举升指令，驱动剪叉式支撑架的驱动电机211转动，驱动电机211通过与之相连的减速器209，带动与之相连的驱动轴221转动，驱动轴221的另一端和大锥齿轮205连接，大锥齿轮205也随之转动，由于两个小锥齿轮204对称分布于大锥齿轮205的两侧，因此两个小锥齿轮204的运动方向相反，两个小锥齿轮204分别带动与之相连的带有螺纹的连杆208运动，两个带有螺纹的连杆208将小锥齿轮204的旋转转动变为直线运动，两个带有螺纹的连杆208向相互靠近的方向运动，从而带动连接两个剪叉式支撑架的光滑连杆206也向相互靠近的方向运动，下支撑板201上的滑块203也向相互靠近的方向运动，最终，使剪叉式支撑架进行展开运动，剪叉式支撑架带动举升平台（上承载板220）向上运动，直到接触到目标并把目标物体举起到指定高度时停止运动，接着，将限位销303分别插入到两个剪叉式支撑架一侧的限位杆302的圆孔内，此时除了锥齿轮组以及螺纹连接之间能起到自锁的作用，还可以通过两个剪叉式举升架一侧的机械限位装置进行锁定，双重锁定保证了AGV车体1在运行过程的稳定和安全性；

2.AGV车体到达卸货位置后，首先，将剪叉式支撑架一侧的限位杆302上的限位销303去掉，使限位杆302可以随着剪叉式支撑架的收缩运动，在限位孔内进行滑动，接着，AGV控制器给剪叉式支撑架的驱动器一个收回的指令，驱动器驱动电机向相反的方向转动，此时，大锥齿轮205、小锥齿轮204、带螺纹的连接杆208以及剪叉式支撑架也向相反的方向运动，从而剪叉式支撑架进行收缩运动，剪叉式支撑架带动举升平台（上支撑板220）向下运动，直到剪叉式支撑架收缩到AGV车体1内部为止，机械限位装置3也随着剪叉式支撑架缩回到AGV车体1的车体内部；

3.AGV车体1驶出运载货物的底部，运行到等待位，等待下一次的搬运和举升任务。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种AGV举升系统，其特征在于，所述举升系统包括驱动装置、齿轮组、螺纹连杆和剪叉式举升架，所述驱动装置通过齿轮组连接螺纹连杆，所述螺纹连杆包括连杆部和螺纹部，所述螺纹部一端连接齿轮组，另一端垂直连接所述连杆部，所述连杆部两端连接剪叉式举升架底部，所述齿轮组包括一个大锥齿轮、两个小锥齿轮以及齿轮组保护壳，所述大锥齿轮连接驱动装置，所述两个小锥齿轮分别对称设置于大锥齿轮两侧，所述两个小锥齿轮分别连接两根螺纹连杆，两个小锥齿轮运动方向相反，所述齿轮组保护壳套设于啮合的大锥齿轮和小锥齿轮上，所述剪叉式举升架包括剪叉式支撑架、机械式限位装置、下支撑平台和上承载平台，所述剪叉式支撑架均包括第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，第一连杆和第二连杆的长度相等且通过螺栓对称交叉设置，第三连杆和第四连杆的长度相等且通过螺栓对称交叉设置，所述第一连杆和第二连杆一端连接下支撑平台，另一端通过第三连杆和第四连杆连接上承载平台，所述机械式限位装置设置在第一连杆或第二连杆的一侧，所述机械式限位装置包括第一限位孔、第二限位孔、限位滑杆和限位销，所述第一连杆或第二连杆的一侧设有长方形滑槽，所述长方形滑槽和第一限位孔的宽度相等，所述第一限位孔镶嵌在长方形滑槽内部，所述第二限位孔通过螺钉固定在第三连杆或第四连杆的一侧，所述第一限位孔和第二限位孔的轴线在同一条直线上，所述限位滑杆顶端固定连接第二限位孔，所述限位销用于固定限位滑杆的移动，所述第一限位孔和第二限位孔的底面厚度不等。

2.根据权利要求1所述的举升系统，其特征在于，所述举升系统还包括固定支座、滑块和滑动导轨，所述上承载平台通过滑块连接固定支座，滑动导轨固定连接在上承载平台上，剪叉式支撑架通过固定支座上的滑块与滑动导轨滑动连接，以实现承载平台通过剪叉机构实现升降。

3.根据权利要求1所述的举升系统，其特征在于，所述驱动装置包括驱动电机、联轴器和驱动轴，所述驱动电机通过联轴器连接驱动轴，所述驱动轴连接大锥齿轮，所述联轴器包括法兰和减速器。

4.一种举升式AGV，基于上述权利要求1-3之一所述的举升系统，其特征在于，所述举升式AGV包括AGV车体、举升系统、控制系统、驱动系统和导航系统；

所述驱动系统用于驱动AGV车体在地面的运行以及举升系统的起停；

所述导航系统用于为AGV车体选择优化运行路线；

所述控制系统用于控制驱动系统和导航系统。

5.根据权利要求4所述的举升式AGV，其特征在于，所述举升系统位于AGV车体上方，所述举升系统在收回状态下，位于AGV小车的内部，所述下支撑平台和AGV车体上部连接。

6.根据权利要求4所述的举升式AGV，其特征在于，所述AGV车体还包括舵轮、万向轮、激光雷达、警示灯、安全触边、触摸屏和急停按钮，所述舵轮和万向轮用于控制AGV车体行进，所述舵轮和万向轮设置于AGV车体底部，所述舵轮和万向轮连接驱动系统。

7.根据权利要求6所述的举升式AGV，其特征在于，所述激光雷达用于对AGV车体进行障碍物扫描，所述激光雷达、触摸屏和急停按钮均连接控制系统。

Images