CN111003078A - 一种动力轮装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力轮装置，包括架体，还包括设置于架体下部的经由回转支承与架体间接相连的壳体；所述回转支承的内圈部分和外圈部分分别固定连接在架体上和壳体上，所述壳体上设置有驱使壳体行进的行走单元，所述架体上部设置有驱使壳体转向的转向驱动，所述回转支承的外圈部分与转向驱动啮合。与现有技术相比，该种动力轮结构在旋转时无需考虑电机位置，可以360度旋转而无干涉，且因电机安装在上部，使得整个轮子回转所需的空间变小，占用立体空间小，转动灵活，在可以实现较大的减速比的同时能够不受空间位置的束缚。

Description

一种动力轮装置

技术领域

本发明属于AGV小车领域，具体涉及一种动力轮装置。

背景技术

随着我国智能输送自动化设备等领域的蓬勃发展，对AGV(AutomatedGuidedVehicle，自动导引运输车)的需求也随之增长。AGV是装备有电磁或光电或其他等传感感应的自动导引装置，能够沿规定的导引路径自动行驶，是一种能够自动转向行走的能实现各种移载功能的搬运机器人。AGV具有自动化程度高、安全、灵活等特点，因而广泛应用于各种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。

但现有技术中的AGV小车因为使用舵轮驱动，在现有技术中舵轮结构中的电机多数是放置在舵轮侧边的，使得整个舵轮回转所需的空间变大，导致整个轮体整体结构累赘，占用空间体积大，且电机放侧边在回转时还需要考虑电机是否会与其他部件有干涉，某些情况下舵轮甚至无法360度旋转，且侧置的电机不方便更换等，现有技术中很难有既可以实现大的传动比又同时满足于可以实现较小的体积要求的动力轮。

发明内容

为了解决上述问题，所以有了本发明的一种动力轮装置。

本发明的技术方案为：

一种动力轮装置，包括架体，还包括设置于架体下部的经由回转支承与架体间接相连的壳体；所述回转支承的内圈部分和外圈部分分别固定连接在架体上和壳体上，所述壳体上设置有驱使壳体行进的行走单元，所述架体上部设置有驱使壳体转向的转向驱动，所述回转支承的外圈部分与转向驱动啮合。

本发明中，回转支承的内圈部分是固定连接部分，回转支承的外圈部分是转动部分。

作为优选，所述行走单元包括水平位置位于架体之上且安装于壳体上的行走驱动和与行走驱动啮合并传输行走驱动的动作的轮系结构。

本发明中，所述行走驱动是安装固定在壳体上，且行走驱动安装的高度位置是位于架体之上，即行走驱动的位置并不是内陷于壳体内的，而是行走驱动的安装位置位于架体之上，此处行走驱动并不与架体直接相连接，此处只表明行走驱动与架体之间的高低位置关系。

作为优选，所述轮系结构是安装在壳体内的。

作为优选，所述轮系结构在壳体内的部分是逐级啮合齿轮。

本发明中，逐级啮合齿轮时，后一级齿轮相比较前一级齿轮的速度逐步降低，输出的力矩逐步增大。

本发明中，行走驱动与轮系结构啮合，从而将行走驱动的输出力传递给轮系结构，轮系结构在壳体的位置是固定的。

作为优选，所述轮系结构的尾端是轴体结构，所述轴体结构的一端是齿轮，另一端安装轴承，所述轴承固定于壳体内。

作为优选，所述轴体结构的外圈套装有转动轮，所述转动轮与轴体结构固定套接。

本发明中，轴体结构上安装有转动轮且随轴体结构的转动而转动；当然，所述转动轮也可以做成是轴体结构的一部分。

作为优选，所述转向驱动的输出端是齿轮。

作为优选，所述回转支承的外圈部分是齿轮。

本发明中，所述转向驱动输出端的齿轮与回转支承外圈部分的齿轮相啮合。

本发明中，轮系结构是安装在整个架体的下部的壳体内的，轮系结构的动力输入端是行走驱动的电机，该电机位于架体的上部，从而行走驱动更方便安装布置和检修。

本发明中，轮系结构是采用逐级齿轮减速传动，所述轮系结构的输入端是行走驱动的电机，电机输出端采用出轴结构，当然也可以采用空芯轴电机结构，电机输出轴带动平放的大斜齿轮转动；大斜齿轮齿数较多，大斜齿轮与侧下部竖立放置的小齿轮啮合，实现第一级的减速；侧下部竖立放置的小齿轮的下部是齿数较少的小锥齿轮，小锥齿轮与轴体结构一端的大锥齿轮啮合，实现第二级的减速；大锥齿轮转动从而带动轴体结构转动，轴体结构转动从而带动轴体结构上的转动轮转动。

本发明中，轮系结构采用逐级齿轮减速传动，每级齿轮的主动轮的齿数比从动轮的齿数多。电机输出轴带动平放的大斜齿轮转动，因为该大斜齿轮是水平放置方式，且在水平方向无其他干涉，所以该大斜齿轮的齿数可以做的尽可能多，这就大大增大了减速比，本发明中使用的大斜齿轮是斜齿轮，当然齿面形状也可以是直齿轮或其他形状等，所述小锥齿轮的齿面形状也可以采用直齿轮或其他形状等，采用此种逐级齿轮减速传动的轮系结构可以实现较大的减速从而使得转动轮的速度小运行平稳同时在同样电机输入功率的情况下增大了扭矩，增大了整体结构的承载力，且同时不受空间位置的束缚和限制。

本发明中，因为转向驱动是布置在架体上的，所以转向驱动所驱动的壳体连同壳体内的轮系结构的回转角度是360度。

作为优选，所述转向驱动和行走驱动可以使用普通减速电机或伺服减速电机，当然也可以使用步进电机。

本发明中，安装在架体上部的转向驱动驱动转动轮和壳体整体转向，安装在壳体上部的行走驱动驱动转动轮转动，从而带动壳体和架体整体先进后退。

本发明中，安装在架体上的转向驱动启动，转向驱动的输出端是齿轮，该齿轮与回转支承的外圈部分外缘的齿轮啮合，从而带动回转支承的外圈部分转动，因外圈部分与壳体是固定连接，从而由回转支承的外圈部分转动带动整个壳体转动；又因轮系结构输出端轴体结构的一端是齿轮另一端是用轴承支撑连接于壳体上，轮系结构在壳体内的位置是固定的；因壳体转动所以带动壳体内的部件同时随壳体转动，又因所述输出端的轴体结构上安装有转动轮，所述转动轮安装固定在轴体结构上，此时转动轮连同壳体做整体转动，因转动轮与地面滑动接触；此时壳体和转动轮相对于静止的地面做整体转向动作。因转动轮的外表面与地面接触，整个壳体距离地面有一定的距离从而可以保护整个壳体不受地面摩擦损害。在此过程中因回转支承的内圈部分是与架体固定连接的，因为此时内圈部分既无转动也无移动，所以架体无位移亦无转向。

从此可知，安装在架体上的转向驱动转动从而驱动了转动轮及壳体的同时转动；此时因转动轮及壳体的整体转动从而可以在后继的动作中驱动架体的方向转动；此为动作其一。

本发明中，安装固定在壳体上的行走驱动启动，带动与行走驱动啮合传动的轮系结构在壳体内转动，所述轮系结构的输出端是轴体结构，转动轮是安装固定在轴体结构上且随轴体结构转动的；因轮系结构在壳体内转动时带动轴体结构和固定在轴体结构上的转动轮也在壳体内转动，此时转动轮沿轴体结构轴心的在壳体内的周向转动带动转动轮前进或后退，从而带动整个壳体做前进或后退，因回转支承的内圈部分同时与架体固定连接，从而整个壳体在做前进或后退的动作时带动整个架体同时做前进或后退的动作。

从此可知，安装在壳体上的行走驱动驱动轮系结构动作，从而带动轮系结构尾端的轴体结构、固定在轴体结构上的转动轮同时在壳体内沿轴体结构的轴心做相对壳体的转动，此一系列动作，从而驱动了转动轮在壳体内做前进或后退的动作时，带动整个架体同时的前进或后退。此为动作其二。

综上，安装在壳体上的行走驱动驱动转动轮在壳体内沿轴体结构的轴心转动，从而带动整个架体的前进或后退；安装在架体上的转向驱动转动从而带动壳体转动，从而驱动架体的方向转动。

当然，所述回转支承的内圈部分也可以与壳体相连，回转支承的外圈部分也可以与架体相连。

本发明中架体的下部可以按照此种安装方式安装多只本发明所述的动力轮装置，但是架体仅需要一只即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：本发明中的一种动力轮装置在旋转时无需考虑电机位置，可以360度旋转而无干涉，且因电机安装在上部，使得整个轮子回转所需的空间变小，占用立体空间小，转动灵活，在可以实现较大的同时却可以不受空间位置的束缚。

附图说明

图1是动力轮结构整体结构示意图；

图2是动力轮结构外观示意图；

图3是壳体剖视的结构示意图；

其中，1是转向驱动、2是行走驱动、3是回转支承、4是壳体、5是套筒、6是轴承、7是架体、8是转动轮、9是轮系结构、13是内圈部分、32是外圈部分、93是轴体结构、921是小斜齿轮、91是大斜齿轮、92是小齿轮、94是柱销、922是锥齿轮、931是斜齿轮

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

具体实施方式

本实施例的图1～图3中涉及相关部件的关系是：

1)、回转支承(3)是由内圈部分(31)和外圈部分(32)组成，内圈部分(31)和外圈部分(32)是回转支承(3)不可分割的部分；

2)、轮系结构(9)是由大斜齿轮(91)、小齿轮92和轴体结构(93)相互啮合组成；

3)、轮系结构(9)中的大斜齿轮(91)与小齿轮92啮合转动、小齿轮92和轴体结构(93)啮合转动；

4)、小齿轮92的尾端是锥齿轮(922)，锥齿轮(922)是小齿轮92的组成部分,小齿轮92的头部是小斜齿轮(921)，小斜齿轮(921)是用键槽套接固定在小齿轮92的轴体上共同组成小齿轮92；

5)、轴体结构(93)的头部是斜齿轮(931)，斜齿轮(931)是轴体结构(93)的组成部分；

6)、行走驱动(2)的输出端与大斜齿轮(91)是轴孔配合关系，行走驱动(2)的输出端与大斜齿轮(91)同步转动。

上述部件关系具体可见图1～图3。

一种动力轮装置，包括安装固定在壳体(4)上的行走驱动(2)、与行走驱动(2)啮合传动且安装固定在壳体(4)内的轮系结构(9)、套装且固定在轮系结构(9)尾端轴体结构(93)上的转动轮(8)、内圈部分(31)固定连接在架体(7)上外圈部分(32)固定连接在壳体(4)上且外圈部分(32)与架体(7)啮合连接的回转支承(3)；

所述回转支承(3)的外圈部分(32)的外缘为齿轮；

所述架体(7)安装有与回转支承(3)的外圈部分(32)的齿轮相啮合的转向驱动(1)。

所述轮系结构(9)的动力输入端是行走驱动(2)，所述轮系结构(9)的中间部分采用逐级齿轮减速传动，所述逐级齿轮减速传动的位置可以是水平放置也可以竖立放置，所述轮系结构(9)的输出端是轴体结构(93)，所述轴体结构(93)的一端是斜齿轮(931)，所述轴体结构(93)的另一端用轴承(6)支撑连接于壳体(4)上。

所述转向驱动(1)和行走驱动(2)可以使用普通减速电机或伺服减速电机，当然也可以使用步进电机。

所述轮系结构(9)的输出端的轴体结构(93)上安装有转动轮(8)，所述转动轮(8)安装固定在轴体结构(93)上，且随轴体结构转动。

在本实施例中，所述转动轮(8)用柱销94固定连接在轴体结构(93)上。

作为优选，所述转动轮(8)和轴体结构(93)也可以作为一个完整的部件，即转动轮(8)也可以做成是轴体结构(93)的一部分。

所述转动轮(8)与地面滚动接触或滑动接触。

作为优选，所述轮系结构(9)在本实施例中，行走驱动(2)驱动同轴的大斜齿轮(91)转动，大斜齿轮(91)与小齿轮(92)头部的小斜齿轮(921)啮合，大斜齿轮(91)驱动小齿轮(92)转动，锥齿轮(922)转动。锥齿轮(922)与轴体结构(93)左端的斜齿轮(931)啮合从而带动轴体结构(93)转动，轴体结构(93)用轴承(6)支撑连接于壳体(4)上。具体可见图3。

本实施例中，行走驱动(2)与套筒(5)通过螺栓或螺丝固定连接、套筒(5)在外部可以保护行走驱动(2)和大斜齿轮(91)；套筒(5)又与回转支承(3)的内圈部分(31)固定连接，内圈部分(31)又与架体(7)固定连接；所以在回转支承(3)的外圈部分(32)转动时，行走驱动(2)、套筒(5)、内圈部分(31)和架体(7)均是固定不动的。

本实施例中，安装在架体(7)上的转向驱动(1)转动，转动的转向驱动(1)与回转支承(3)的外圈部分(32)外缘的齿轮啮合，带动外圈部分(32)转动，因外圈部分(32)与壳体(4)是固定连接，从而因外圈部分(32)的转动带动壳体(4)转动；又因轮系结构(9)输出端的轴体结构(93)的一端是斜齿轮(931)另一端是用轴承(6)支撑连接于壳体(4)上；轮系结构(9)在壳体(4)内的位置是固定的；因壳体(4)转动所以带动壳体(4)内部的轮系结构(9)同时转动，此时回转支承(3)上的内圈部分(31)是不转动的。又因所述轮系结构(9)的轴体结构(93)上安装有转动轮(8)，转动轮(8)安装固定在轴体结构(93)上，所以转动轮(8)在壳体(4)内的位置是固定的；因壳体(4)转动，从而带动转动轮(8)连同壳体(4)做整体转动，从而转动轮(8)连同壳体(4)此时相对于静止的地面做整体转动动作。因转动轮(8)与地面滑动接触，整个壳体(4)距离地面有一定的距离从而可以保护整个壳体(4)不受地面摩擦损害。

从此可知，安装在架体(7)上的转向驱动(1)转动从而带动壳体(4)的转动，从而驱动了转动轮(8)及壳体(4)的整体转动；此时因转动轮(8)及壳体(4)的整体转动从而可以在后继的动作中驱动架体(7)的方向转动；此为动作其一。具体可见图1。

本实施例中，行走驱动(2)启动，带动与行走驱动(2)啮合传动的轮系结构(9)在壳体(4)内转动，所述轮系结构(9)的输出端是轴体结构(93)，转动轮(8)安装固定于轴体结构(93)上且随轴体结构(93)转动，因轮系结构(9)在壳体(4)内转动带动轴体结构(93)也绕轴体结构(93)的轴心方向在壳体(4)内转动，从而带动转动轮(8)也绕轴体结构(93)的轴心方向在壳体(4)内转动，此转动轮(8)在壳体(4)内的周相转动带动转动轮(8)前进或后退，从而带动整个壳体(4)前进或后退，因回转支承(3)的内圈部分(31)是套装在壳体(4)上的，且该回转支承(3)的内圈部分(31)同时与架体(7)固定连接，从而整个壳体(4)在做前进或后退的动作时带动整个架体(7)同时前进或后退。

从此可知，安装在壳体(4)上的行走驱动(2)驱动轮系结构(9)转动，从而带动转动轮(8)同时在壳体(4)内沿轴体结构(93)的轴心相对壳体(4)而转动，此一系列动作，从而驱动了转动轮(8)在壳体(4)内做前进或后退的动作时，带动壳体(4)移动，从而带动整个架体(7)的前进或后退。此为动作其二。具体可见图3

综上，安装在壳体(4)上的行走驱动(2)驱动转动轮(8)在壳体(4)内沿轴体结构(93)的轴心转动，从而带动整个架体(7)同时做前进或后退的移动；安装在架体(7)上的转向驱动2转动从而带动壳体(4)的方向转动，从而驱动架体(7)的方向转动。

安装在壳体(4)上的行走驱动(2)带动整个架体(7)做前进或后退的移动，安装在架体(7)上的转向驱动(1)带动架体(7)做转向的转动。

作为优选，所述轮系结构(9)的各部件在壳体(4)内的位置是固定不变的。具体可见图2。

作为优选，所述本实施例中的架体(7)是AGV小车的车架也可以称为动力轮安装架，该称谓可以因使用场合不同而名称不同，但所起作用相同，且本发明所述的车架并不限于本示例图所示的部分，在实际使用种车架或架体可以是方框型平面结构，且车架或架体上不限于安装一只本发明所述的动力轮装置，同一只车架或架体上可以安装多只本发明所述的动力轮装置。

作为优选，为了更好的控制架体(7)转向时转动的角度大小和前进后退时移动的距离长段，可以在架体(7)或壳体(4)的适当位置布置角度传感器和位移传感器方便做进一步的检测；当然也可以在驱动端的转向驱动(1)或行走驱动(2)选择带实时反馈动力装置，如行走驱动(2)和转向驱动(1)均可以采用伺服减速电机，在源头即可进行实时反馈控制。

Claims (8)

1.一种动力轮装置，包括架体，其特征在于还包括设置于架体下部的经由回转支承与架体间接相连的壳体；所述回转支承的内圈部分和外圈部分分别固定连接在架体上和壳体上，所述壳体上设置有驱使壳体行进的行走单元，所述架体上部设置有驱使壳体转向的转向驱动，所述回转支承的外圈部分与转向驱动啮合。

2.如权利要求1所述的一种动力轮装置，其特征在于，所述行走单元包括水平位置位于架体之上且安装于壳体上的行走驱动和与行走驱动啮合并传输行走驱动的动作的轮系结构。

3.如权利要求2所述的一种动力轮装置，其特征在于，所述轮系结构是安装在壳体内的。

4.如权利要求2或3所述的一种动力轮装置，其特征在于，所述轮系结构在壳体内的部分是逐级啮合齿轮。

5.如权利要求2～4任一所述的一种动力轮装置，其特征在于，所述轮系结构的尾端是轴体结构，所述轴体结构的一端是齿轮，另一端安装轴承，所述轴承固定于壳体内。

6.如权利要求2～5任一所述的一种动力轮装置，其特征在于，所述轴体结构的外圈套装有转动轮，所述转动轮与轴体结构固定套接。

7.如权利要求1所述的一种动力轮装置，其特征在于，所述转向驱动的输出端是齿轮。

8.如权利要求1所述的一种动力轮装置，其特征在于，所述回转支承的外圈部分是齿轮。

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