CN110821241A - 用于梳齿式无人搬运车的谐波减速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及搬运车技术领域，具体公开了用于梳齿式无人搬运车的谐波减速器，包括底盘和转向机构，转向机构包括回转支承轴承、固定座、第一驱动电机、第一谐波减速器、副转向齿轮、移动轮部和控制模块；回转支承轴承包括内圈和外圈；内圈与底盘固定连接；固定座与外圈固定连接；移动轮部固定在固定座的下方；副转向齿轮和第一谐波减速器分别位于固定座的两侧，副转向齿轮与回转支承轴承的外圈啮合；第一谐波减速器包括输出轴和输入轴，第一驱动电机包括驱动轴；第一谐波减速器的输出轴与副转向齿轮固定连接，第一驱动电机位于第一谐波减速器下方，第一驱动电机的驱动轴与第一谐波减速器的输入轴固定连接。采用本发明的技术方案能实现灵活的转向。

Description

用于梳齿式无人搬运车的谐波减速器

技术领域

本发明涉及搬运车技术领域，特别涉及用于梳齿式无人搬运车的谐波减速器。

背景技术

随着社会的进步和人民生活水平的提高，汽车迅速普及，停车位的需求越来越大，传统的停车库逐渐向智能机械化立体停车方式发展。

智能立体停车设备中，智能立体停车库主要有平面移动类，巷道堆垛类，垂直升降类。它们的工作原理简单来说就是，有一台或多台搬运设备，可以从汽车底部把汽车抬升起来搬运，然后一起移动到升降机上，升降机再把搬运设备连同汽车运往不同的停车层，再由搬运设备把汽车送入指定的停车位。现有汽车搬运设备多需要铺设行走轨道及连接供电电缆，且搬运设备只能实现前进或后退行走，这就造成了搬运效率极低，难以实现车库的高效率存取车。

在中国专利公开号为CN101424133B的文献中公开了一种立体车库停车层用转运小车；停车板放置在车架上，车架上设置有行走结构、转向结构、顶升结构和动力系统，所述行走结构分别与动力系统和转向结构相配合，所述动力系统与智能控制系统电学联接，所述顶升结构位于停车板的下方，顶升结构能够与停车板相配合。该方案具有结构简单，存取车快捷安全的特点。

但是上述转运小车由于转向结构和传统汽车的转向结构类似，在转向时需要较大的转向半径，在空间较小的停车库中，会造成难以转向或者转向花费的时间较长的问题，会影响搬运的效率。

为此，需要一种转向灵活的无人搬运车。

发明内容

本发明的目的在于提供用于梳齿式无人搬运车的谐波减速器，以实现灵活的转向。

为解决上述技术问题，本发明技术方案如下：

用于梳齿式无人搬运车的谐波减速器，包括底盘和转向机构，转向机构包括回转支承轴承、固定座、第一驱动电机、第一谐波减速器、副转向齿轮、移动轮部和控制模块；

回转支承轴承和固定座均平行于底盘；回转支承轴承位于底盘下方，回转支承轴承包括内圈和外圈；内圈与底盘固定连接；固定座位于回转支承轴承下方，固定座与外圈固定连接；移动轮部固定在固定座的下方；

副转向齿轮和第一谐波减速器分别位于固定座的两侧，副转向齿轮与回转支承轴承的外圈啮合；

第一谐波减速器包括输出轴和输入轴，第一驱动电机包括驱动轴；第一谐波减速器的输出轴与副转向齿轮固定连接，第一驱动电机位于第一谐波减速器下方，第一驱动电机的驱动轴与第一谐波减速器的输入轴固定连接；

控制模块与第一驱动电机信号连接，控制模块用于根据控制指令控制第一驱动电机转动。

基础方案原理及有益效果如下：

需要转向时，第一驱动电机启动，驱动第一谐波减速器，第一谐波减速器进行减速，同时第一谐波减速器带动副转向轮转动，由于回转支承轴承内圈与底盘固定连接，副转向轮转动时，带动回转支承轴承外圈转动，外圈带动整个固定座转动，达到转向的目的。与传统的转向机构相比，本方案中，可以实现360°的转向，转向更灵活。本方案中采用第一谐波减速器，与普通的单级或多级齿轮减速器来说，实现同等减速比和大扭矩输出的情况下，体积更小，精度更高。

进一步，所述移动轮部包括移动轮、转轴、夹持片、第二谐波减速器、第二驱动电机和底板；夹持片的数量为二，两夹持片的上端均与固定座固定连接，移动轮位于两夹持片之间，转轴穿过移动轮的轴心和两夹持片，转轴与移动轮固定连接，转轴与两夹持片转动连接；底板位于其中一夹持片远离移动轮的一侧，底板上端与固定座固定连接；第二谐波减速器位于夹持片与底板之间且固定在底板上，第二驱动电机固定在底板远离第二谐波减速器的一侧；第二谐波减速器包括输出轴和输入轴，第二驱动电机包括驱动轴；第二谐波减速器的输出轴与转轴固定连接，第二驱动电机的驱动轴与第二谐波减速器的输入轴固定连接。

需要移动时，第二驱动电机启动，第二谐波减速器进行减速，同时第二谐波减速器带动移动轮转动；与普通的单级或多级齿轮减速器来说，通过第二谐波减速器，能在实现同等减速比和大扭矩输出的情况下，减小体积以及提高移动精度。

进一步，所述转向机构的数量为4个。

通过每个转向机构的第一驱动电机和第二驱动电机的配合，整个底盘不仅能实现360°的原地转向，还能实现前后方向和左右方向的水平移动，使得整个搬运车的移动更为灵活。

进一步，第一谐波减速器包括减速器外壳，第一驱动电机包括电机外壳；减速器外壳的上表面与固定座的下表面固定连接，电机外壳的上表面与减速器外壳的下表面固定连接。

第一谐波减速器与第一驱动电机之间直接连接，结构更为紧凑。

进一步，所述回转支承轴承外圈与副转向齿轮的齿轮比大于1。

能进一步实现减速，能达到精确控制转向角度的目的。

进一步，所述第一驱动电机的驱动轴通过联轴器与第一谐波减速器的输入轴固定连接。

通过联轴器连接与直接焊接相比，便于维修时的拆卸。

进一步，所述联轴器为刚性联轴器。

通过刚性联轴器，能避免第一驱动电机的驱动轴与第一谐波减速器的输入轴之间出现相对移动。

进一步，还包括测量部，测量部包括测量齿轮、和旋转编码器；测量齿轮和旋转编码器分别位于固定座的两侧，测量齿轮与回转支承轴承外圈啮合，旋转编码器包括测量转轴，测量转轴与旋转编码器固定连接；旋转编码器用于测量回转支承轴承的转动角度。

通过测量部，便于准确测量转向角度。转向角度可以反馈回第一驱动电机，实现闭环的反馈调节。

进一步，所述回转支承轴承外圈与测量齿轮的齿轮比大于1。

测量齿轮的转速大于回转支承轴承的转速，能放大转动过程，便于转向角传感器进行更准确的测量。

进一步，所述第一驱动电机和第二驱动电机为伺服电机。

附图说明

图1为用于梳齿式无人搬运车的谐波减速器实施例一正视的立体图；

图2为用于梳齿式无人搬运车的谐波减速器实施例一后视的立体图；

图3为用于梳齿式无人搬运车的谐波减速器实施例一仰视的立体图；

图4为用于梳齿式无人搬运车的谐波减速器实施例二俯视的立体图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：

回转支承轴承1、固定座2、第一驱动电机3、第一谐波减速器4、副转向齿轮5、移动轮6、夹持片7、第二谐波减速器8、第二驱动电机9、底板10、测量齿轮11、编码器外壳12。

实施例一

用于梳齿式无人搬运车的谐波减速器，包括底盘和转向机构。转向机构的数量为4个，换句话说，底盘的4个轮子的位置都有一个独立的转向机构。

如图1-图4所示，转向机构包括回转支承轴承1、固定座2、第一驱动电机3、第一谐波减速器4、副转向齿轮5、移动轮部、测量部和控制模块。

回转支承轴承1和固定座2的上表面均平行于底盘的底面；回转支承轴承1位于底盘下方，回转支承轴承1与底盘通过螺钉固定连接；固定座2位于回转支承轴承1下方，固定座2与回转支承轴承1转动连接；本实施例中，回转支承轴承1包括内圈和外圈，固定座2与外圈通过螺钉固定连接,底盘与内圈通过螺钉固定连接。

固定座2通过螺钉与转盘固定连接。

副转向齿轮5和第一谐波减速器4分别位于固定座2的上、下两侧，副转向齿轮5与回转支承轴承1外圈啮合；回转支承轴承1外圈与副转向齿轮5的齿轮比大于1。第一谐波减速器4包括减速器外壳、输出轴和输入轴；第一驱动电机3包括电机外壳和驱动轴；减速器外壳的上表面与固定座2的下表面通过螺钉固定连接，第一驱动电机3位于第一谐波减速器4下方，电机外壳的上表面与减速器外壳的下表面通过螺钉固定连接。

第一谐波减速器4的输出轴与副转向齿轮5固定连接，具体的，输出轴的末端一体成型有圆盘，固定座2上开设有容纳圆盘的输出孔，圆盘位于输出孔内，圆盘与副转向齿轮5通过螺钉固定连接。第一驱动电机3的驱动轴通过联轴器与第一谐波减速器4的输入轴固定连接。本实施例中，联轴器为刚性联轴器。

移动轮部固定在固定座2的下方。移动轮部包括移动轮6、转轴、夹持片7、第二谐波减速器8、第二驱动电机9和底板10；夹持片7的数量为二，两夹持片7的上端均与固定座2焊接，移动轮6位于两夹持片7之间，转轴穿过移动轮6的轴心和两夹持片7，转轴与移动轮6焊接，转轴与两夹持片7转动连接。两夹持片7均开设有供转轴穿过的转轴孔，转轴孔与转轴之间还设置有轴承，此处的设置均为现有技术，这里不再赘述。底板10位于其中一夹持片7远离移动轮6的一侧，以图2为例，本实施例中，底板10具体位于左侧夹持片7的左侧。

底板10上端与固定座2焊接；第二谐波减速器8同样包括减速器外壳、输出轴和输入轴；第二驱动电机9同样包括电机外壳和驱动轴；

第二谐波减速器8位于夹持片7与底板10之间且第二谐波减速器8的减速器外壳通过螺钉固定在底板10上，第二驱动电机9的电机外壳通过螺钉固定在底板10远离第二谐波减速器8的一侧；第二谐波减速器8的输出轴与转轴通过联轴器固定连接，第二驱动电机9的驱动轴与第二谐波减速器8的输入轴通过联轴器固定连接。

测量部包括测量齿轮11和旋转编码器；测量齿轮11和旋转编码器分别位于固定座2的两侧，测量齿轮11与回转支承轴承1外圈啮合，回转支承轴承1外圈与测量齿轮11的齿轮比大于1。旋转编码器包括测量转轴和编码器外壳12，编码器外壳12通过螺钉固定在固定座2的下表面上，测量转轴与测量齿轮11焊接连接；旋转编码器用于测量回转支承轴承1的转动角度。

控制模块分别与编码器、第一驱动电机3和第二驱动电机9信号连接，控制模块用于根据控制指令控制第一驱动电机3和第二驱动电机9转动。本实施例中，第一驱动电机3和第二驱动电机9均采用伺服电机，控制模块包括PLC控制器和伺服驱动器；具体的，PLC控制器向伺服驱动器发送控制指令，伺服驱动器基于控制指令向伺服电机发送脉冲信号。控制指令的获取可以是来着外部的，例如来自外部的遥控器，通过远程遥控控制搬运车；控制指令的获取还可以是预存的，也就是预先设定了搬运车运行路线，搬运车根据预先设定的路线行驶。

实施例二

用于梳齿式无人搬运车的谐波减速器，与实施例一的区别在于，控制模块还用于获取转动角度指令；控制模块还用于根据转动角度指令计算实际转动角度，控制模块还用于将实际转动角度划分为三个阶段，本实施例中，具体为第一阶段、第二阶段和第三阶段，每一阶段对应一定的时长。

控制模块还用于在第一阶段控制第一驱动电机3加速转动，在第二阶段控制第一驱动电机3匀速转动，在第三阶段控制第一驱动电机3减速转动。

其中，控制模块将实际转动角度划分为三个阶段时；判断转动的角度是否大于阈值，如果大于阈值，控制模块设置第一阶段的时长小于第三阶段的时长；如果小于阈值，控制模块设置第一阶段的时长大于第三阶段的时长。如果等于阈值，控制模块设置第一阶段的时长等于第三阶段的时长。本实施例中，阈值为45度，当转动的角度大于45度时，第一阶段的时长小于第三阶段的时长，也就是说加速的时长小于减速的时长；这样就能快速的加速到一个最大的转动速度，再维持一段时间后进行减速；与现有的匀加速匀减速的转动相比，转动的速度更快，能实现搬运车的快速转向；而且，由于转动的角度较大，进行一个较长时间的减速，能保证转动的平稳性。当转动的角度小于45度时，第一阶段的时长大于第三阶段的时长，也就是说加速的时长大于减速的时长。由于转动的角度较小，进行一个较短时间的减速，对搬运车的影响较小，进行一个较长时间的加速，能有效减少搬运车的转向时间。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.用于梳齿式无人搬运车的谐波减速器，包括底盘和转向机构，其特征在于，转向机构包括回转支承轴承、固定座、第一驱动电机、第一谐波减速器、副转向齿轮、移动轮部和控制模块；

回转支承轴承和固定座均平行于底盘；回转支承轴承位于底盘下方，回转支承轴承包括内圈和外圈；内圈与底盘固定连接；固定座位于回转支承轴承下方，固定座与外圈固定连接；移动轮部固定在固定座的下方；

副转向齿轮和第一谐波减速器分别位于固定座的两侧，副转向齿轮与回转支承轴承的外圈啮合；

第一谐波减速器包括输出轴和输入轴，第一驱动电机包括驱动轴；第一谐波减速器的输出轴与副转向齿轮固定连接，第一驱动电机位于第一谐波减速器下方，第一驱动电机的驱动轴与第一谐波减速器的输入轴固定连接；

控制模块与第一驱动电机信号连接，控制模块用于根据控制指令控制第一驱动电机转动。

2.根据权利要求1所述的用于梳齿式无人搬运车的谐波减速器，其特征在于：所述移动轮部包括移动轮、转轴、夹持片、第二谐波减速器、第二驱动电机和底板；夹持片的数量为二，两夹持片的上端均与固定座固定连接，移动轮位于两夹持片之间，转轴穿过移动轮的轴心和两夹持片，转轴与移动轮固定连接，转轴与两夹持片转动连接；底板位于其中一夹持片远离移动轮的一侧，底板上端与固定座固定连接；第二谐波减速器位于夹持片与底板之间且固定在底板上，第二驱动电机固定在底板远离第二谐波减速器的一侧；第二谐波减速器包括输出轴和输入轴，第二驱动电机包括驱动轴；第二谐波减速器的输出轴与转轴固定连接，第二驱动电机的驱动轴与第二谐波减速器的输入轴固定连接。

3.根据权利要求1所述的用于梳齿式无人搬运车的谐波减速器，其特征在于：所述转向机构的数量为4个。

4.根据权利要求2所述的用于梳齿式无人搬运车的谐波减速器，其特征在于：第一谐波减速器包括减速器外壳，第一驱动电机包括电机外壳；减速器外壳的上表面与固定座的下表面固定连接，电机外壳的上表面与减速器外壳的下表面固定连接。

5.根据权利要求4所述的用于梳齿式无人搬运车的谐波减速器，其特征在于：所述回转支承轴承外圈与副转向齿轮的齿轮比大于1。

6.根据权利要求1所述的用于梳齿式无人搬运车的谐波减速器，其特征在于：所述第一驱动电机的驱动轴通过联轴器与第一谐波减速器的输入轴固定连接。

7.根据权利要求6所述的用于梳齿式无人搬运车的谐波减速器，其特征在于：所述联轴器为刚性联轴器。

8.根据权利要求1所述的用于梳齿式无人搬运车的谐波减速器，其特征在于：还包括测量部，测量部包括测量齿轮、和旋转编码器；测量齿轮和旋转编码器分别位于固定座的两侧，测量齿轮与回转支承轴承外圈啮合，旋转编码器包括测量转轴，测量转轴与旋转编码器固定连接；旋转编码器用于测量回转支承轴承的转动角度。

9.根据权利要求8所述的用于梳齿式无人搬运车的谐波减速器，其特征在于：所述回转支承轴承外圈与测量齿轮的齿轮比大于1。

10.根据权利要求2所述的用于梳齿式无人搬运车的谐波减速器，其特征在于：所述第一驱动电机和第二驱动电机为伺服电机。

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