CN111115491A - 无人搬运车及举升机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种举升机构和无人搬运车。举升机构包括主动链轮、从动链轮、驱动机构、滚珠丝杆组件、底板和支撑板。滚珠丝杆组件的上端与从动链轮连接并固定在支撑板上，滚珠丝杆组件的下端与底板固定连接。驱动机构与主动链轮连接并用于驱动该链轮转动。主动链轮与从动链轮通过链条连接。本发明的举升机构无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率高，传递功率大，过载能力强，相同工况下的传动尺寸小，所需张紧力小，作用于轴上的压力小，能在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境中工作。

Description

无人搬运车及举升机构

技术领域

本发明涉及机械传动领域，具体涉及一种无人搬运车及举升机构。

背景技术

现有的举升机构的传动系统多采用带传动或齿轮传动的方式。然而，本发明的发明人发现，带传动容易发生弹性滑动和打滑现象，传动比不准确，工作可靠度不高等缺陷。齿轮传动则制造和安装精度要求高，中心距较大时其传动结构非常辅助(笨重)，轴间距离适应范围小。

发明内容

本发明的目的是提供一种举升机构和无人搬运车，以解决上述现有技术中存在的至少一个问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种举升机构，所述举升机构包括主动链轮、从动链轮、驱动机构、滚珠丝杆组件、底板和支撑板，所述滚珠丝杆组件的上端与所述从动链轮连接并固定在所述支撑板上，所述滚珠丝杆组件的下端与所述底板固定连接，所述驱动机构与所述主动链轮连接并用于驱动该链轮转动，所述主动链轮与所述从动链轮通过链条连接。

在一实施例中，所述举升机构包括一个主动链轮和多个从动链轮，所述一个主动链轮与所述多个从动链轮在所述支撑板上间隔布置；

在一实施例中，所述多个从动链轮在所述支撑板上均匀间隔布置；

在一实施例中，所述举升机构包括三个从动链轮；

在一实施例中，所述三个从动链轮在所述支撑板上成等腰三角形布置；

在一实施例中，所述主动链轮设置于两个从动链轮的连线的中垂线上；

在一实施例中，所述主动链轮靠近所述支撑板的边缘布置；

在一实施例中，所述驱动机构是安装于所述支撑板的底表面上的电机，所述主动链轮与所述电机连接并由所述电机驱动。

在一实施例中，所述举升机构还包括张紧轮组件，所述张紧轮组件设置在所述支撑板上并位于所述链条的外周；

在一实施例中，所述支撑板的上表面还设置有用于支撑托盘的支柱；

在一实施例中，所述支柱设置有连接托盘的连接孔。

在一实施例中，所述支撑板的中部设置有支撑板开孔，所述主动链轮、从动链轮和张紧轮组件环绕支撑板开孔布置，以及所述底板的中部设有底板开孔，所述底板开孔与所述支撑板开孔面对面布置。

在一实施例中，所述滚珠丝杆组件包括轴承固定座、轴承、丝杆、丝杆螺母以及丝杆副安装底座，丝杆副安装底座固定安装于底板上，丝杆与丝杆螺母组合并安装于丝杆副安装底座上，轴承与丝杆同轴并通过轴承固定座固定安装于支撑板上。

根据本发明的另一方面，提供了一种无人搬运车，包括车身平台，所述车身平台的底部设有车轮，所述无人搬运车还包括举升机构和托盘，所述举升机构包括主动链轮、从动链轮、驱动机构、滚珠丝杆组件和支撑板，所述滚珠丝杆组件的上端与所述从动链轮连接并固定在所述支撑板上，所述滚珠丝杆组件的下端与所述车身平台固定连接，所述驱动机构与所述主动链轮连接并用于驱动该主动链轮转动，所述主动链轮与所述从动链轮通过链条连接，其中所述支撑板的上表面设置有支柱，所述托盘通过所述支柱支撑于所述支撑板上。

在一实施例中，所述支柱设有连接孔，所述支撑板通过所述连接孔与所述托盘连接。

在一实施例中，所述无人搬运车还包括摄像头组件，以及所述支撑板的中部设置有支撑板开孔，所述主动链轮、从动链轮和张紧轮组件环绕所述支撑板开孔布置，其中，所述车身平台的中部设有平台开孔，所述托盘的中部设有托盘开孔，所述平台开孔、支撑板开孔以及托盘开孔同轴面对面布置，所述摄像头组件设置于车身平台上并位于所述平台开孔的上方。

在一实施例中，所述摄像头组件包括安装支架、上摄像头和下摄像头，所述安装支架横跨所述平台开孔安装，所述上摄像头和下摄像头安装于所述安装支架上。

在一实施例中，所述无人搬运车还包括避障模块，所述避障模块设置于所述车身平台的前部。

在一实施例中，所述无人搬运车还包括旋转机构，所述旋转机构连接在所述托盘的下方。

在一实施例中，所述举升机构包括一个主动链轮和多个从动链轮，所述一个主动链轮与所述多个从动链轮在所述支撑板上间隔布置；

在一实施例中，所述多个从动链轮在所述支撑板上均匀间隔布置；

在一实施例中，所述举升机构包括三个从动链轮；

在一实施例中，所述三个从动链轮在所述支撑板上成等腰三角形布置；

在一实施例中，所述主动链轮设置于两个从动链轮的连线的中垂线上；

在一实施例中，所述主动链轮靠近所述支撑板的边缘布置；

在一实施例中，所述驱动机构是安装于所述支撑板的底表面上的电机，所述主动链轮与所述电机连接并由所述电机驱动。

在一实施例中，所述举升机构还包括张紧轮组件，所述张紧轮组件设置在所述支撑板上并位于所述链条的外周；

在一实施例中，所述支撑板的上表面还设置有用于支撑托盘的支柱；

在一实施例中，所述支柱设置有连接托盘的连接孔。

在一实施例中，所述支撑板的中部设置有支撑板开孔，所述主动链轮、从动链轮和张紧轮组件环绕支撑板开孔布置，以及所述底板的中部设有底板开孔，所述底板开孔与所述支撑板开孔面对面布置。

在一实施例中，所述滚珠丝杆组件包括轴承固定座、轴承、丝杆、丝杆螺母以及丝杆副安装底座，丝杆副安装底座固定安装于底板上，丝杆与丝杆螺母组合并安装于丝杆副安装底座上，轴承与丝杆同轴并通过轴承固定座固定安装于支撑板上。

本发明的举升机构和无人搬运车的传动系统使用链传动来实现，从而具有许多优点。与带传动的举升机构和无人搬运车相比，本发明的举升机构无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率高，传递功率大，过载能力强，相同工况下的传动尺寸小，所需张紧力小，作用于轴上的压力小，能在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境中工作。而与齿轮传动相比，本发明的链传动制造和安装精度要求较低，中心距较大时其传动结构简单，轴间距离适应范围较大，在实现基本相同的效果的情况下成本大幅降低。

附图说明

图1是本发明的举升机构100的立体图；

图2是图1的举升机构的主视图；

图3是图1的举升机构的俯视图；

图4是图1的举升机构的侧视图；

图5是滚珠丝杆组件的立体图；

图6是滚珠丝杆组件的局部剖视图；

图7是本发明的无人搬运车的立体图；

图8是图7的无人搬运车的主视图；

图9是图7的无人搬运车的俯视图；

图10是图7的无人搬运车移除托盘后的立体图；

图11是图10的无人搬运车的主视图；

图12是图10的无人搬运车的俯视图；以及

图13是本发明无人搬运车中的摄像头组件的示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的各实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况下来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。

在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。

在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。

本发明的举升机构由一个电机驱动一个链轮实现主动链轮旋转。由主动链轮旋转带动链条运动，通过链条运动带动多个随动链轮旋转。多套同尺寸的滚珠丝杆分别与多个随动链轮中的每一个随动链轮同轴刚性连接(例如键连接)，通过随动链轮旋转带动滚珠丝杆直线上下运动。多个随动链轮为同尺寸链轮，可实现多个随动链轮同步旋转。通过主动链轮与随动链轮齿数调整可实现不同速比，同时实现滚珠丝杆直线运动速度的调整。

链传动有许多优点，与带传动相比，无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率高；传递功率大，过载能力强，相同工况下的传动尺寸小；所需张紧力小，作用于轴上的压力小；能在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境中工作。与齿轮传动相比，链传动制造和安装精度要求较低，中心距较大时其传动结构简单，轴间距离适应范围较大。

结合以上链传动优点，本技术中链轮与滚珠丝杆组合的举升机构可以解决同步带轮与丝杆组合的举升机构中出现的由于带传动的打滑引起的各丝杆间直线运动不同步现象，同时工作效率更高，过载能力更强。下面结合附图对本发明举升机构的具体实施方式进行详细说明。

图1是本发明的举升机构100的立体图，图2是图1的举升机构的主视图，图3是图1的举升机构的俯视图，图4是图1的举升机构的侧视图。如图1-4所示，举升机构100包括主动链轮11、从动链轮12、电机14(即驱动机构)、滚珠丝杆组件13、底板15和支撑板16。滚珠丝杆组件13的上端与从动链轮12连接并固定在支撑板16上，滚珠丝杆组件13的下端与底板15固定连接。电机14(驱动机构)与主动链轮11连接并用于驱动主动链轮11转动，主动链轮11与从动链轮12通过链条17连接。

图5是滚珠丝杆组件13的立体图，图6是滚珠丝杆组件13的局部剖视图。如图5和6所示，滚珠丝杆组件13包括轴承固定座131、轴承132、弹性挡圈133、丝杆134、丝杆螺母135以及丝杆副安装底座136，丝杆副安装底座136固定安装于底板15上，丝杆134与丝杆螺母135组合并安装于丝杆副安装底座136上，轴承132与丝杆134同轴并通过轴承固定座131固定安装于支撑板16上。

返回参照图1-4，电机14固定连接于支撑板16上并与主动链轮11连接，从而在电机14运行时驱动主动链轮11转动，主动链轮11通过链条17带动从动链轮12转动。由于从动链轮12与丝杆134固定连接，因此从动链轮12的转动将带动丝杆134一起转动，从而使得支撑板16上升或下降。

如图1所示，在本实施例中，举升机构100包括三套丝杆组件13，相应地，举升机构100包括一个主动链轮11和三个从动链轮12，并且该一个主动链轮11与三个从动链轮12在支撑板16上均匀间隔布置，例如，作为一种实施方式，三个从动链轮12在支撑板16上成等腰三角形布置，主动链轮11设置于两个从动链轮12的连线的中垂线上，并且靠近支撑板16的边缘布置。在另一个实施例中，丝杆组件13的数量可以为两个、四个、五个或其他数量，举升机构100包括相应数量的从动链轮12，并且各从动链轮12可以根据外壳形状成四边形、五边形或其他不规则形状布置。

如图1和3所示，在本实施例中，举升机构100还包括张紧轮组件18，该张紧轮组件18设置在支撑板16上并位于链条17的外周，通过张紧轮组件18可以调节链条17的松紧程度，使得链条17能够更平稳地带动从动链轮12转动。

支撑板16的上表面还设置有用于支撑托盘(图未示)的支柱161，在支柱161设置有连接托盘的连接孔(例如螺纹孔)，从而可以例如通过螺钉等将托盘连接到支撑板16上。在支撑板16的中部还设置有支撑板开孔19，主动链轮11、从动链轮12和张紧轮组件18环绕开孔19布置。以及在底板15的中部设置有底板开孔151，底板开孔151与支撑板开孔19互相面对，都位于支撑机构的中心轴线上。通过设置支撑板开孔19和底板开孔151，可以在举升机构上安装摄像头组件，参见下文关于无人搬运车300的相关描述。然而，本领域的技术人员可以理解，虽然在本实施例中，支撑板16的中部设置有支撑板开孔19，以及底板15的中部设有底板开孔151，在另一实施例中，底板15和支撑板16的中部也可以不设置底板开孔和支撑板开孔。

下面参照图7-13对本发明的无人搬运车300进行详细描述。其中，图7是本发明的无人搬运车300的立体图，图8是图7的无人搬运车300的主视图，图9是图7的无人搬运车300的俯视图，图10是图7的无人搬运车移除托盘后的立体图，图11是图10的无人搬运车的主视图，图12是图10的无人搬运车的俯视图，图13是本发明无人搬运车中的摄像头组件的示意图。

如图7-13所示，无人搬运车300包括托盘301和车身平台302，在车身平台302的底部设有驱动轮303和万向轮304，在车身平台302上还设置有举升机构，该举升机构与上文参照图1-6描述的举升机构100完全相同，唯一的区别之处在于举升机构100中，丝杆组件13的下端是固定在底板15上，而在本实施例的无人搬运车300中，丝杆组件13的下端是固定在车身平台302上。因此，本实施例不再对举升机构进行详细描述，请参照上文描述的举升机构100。

在车身平台302上还设置有避障模块305和摄像头组件307，避障模块305安装于车头位置，含有激光雷达、超声波雷达等，当前方出现障碍时，实现紧急停车。摄像头组件307安装于车身平台302的中心位置，具体地，参照图13，摄像头组件307包括安装支架3071、上摄像头3072和下摄像头3073，安装支架3071包括立柱3074和横梁3075，上摄像头3072和下摄像头3073分别安装于横梁3075的上方和下方。

参见图8-9以及图11-12所示，在车身平台302的中部设有平台开孔309，在托盘301上设有托盘开孔306，托盘开孔306、平台开孔309与支撑板开孔19相对，摄像头组件307横跨平台开孔309安装，下摄像头3073通过读取铺设于地面上的二维码实现无人搬运车(AGV)的自我定位和自由移动，上摄像头3072通过读取安装于货架底部的二维码确认货架位置，可以实现自动寻找确认货架并准确搬运。

如图8所示，无人搬运车300还包括旋转机构308，旋转机构308与托盘301相连，将AGV的旋转运动和货架的旋转运动分离开来，实现AGV旋转过程中，保持货架相对地面不动，或者在AGV原地不动的时候，带动货架旋转，简化AGV运动过程，提高搬运货架的效率和可靠性。

图10-12是图7-9所示的无人搬运车300移除上端的托盘301后的视图。如图10-12所示，在支撑板16上设置有立柱161，立柱161用于支撑托盘301。立柱161的顶部设置有诸如螺纹孔的连接孔，从而通过螺钉等可以将托盘301固定到支撑板16上。

运行时，电机14驱动主动链轮11转动，由于主动链轮11与从动链轮12通过链条17连接，从动链轮12与丝杆134固定连接，因此电机运转时可以驱动各丝杆同步转动，从而将托盘301升起或降下。

本发明的举升机构和无人搬运车的传动系统使用链传动来实现，从而具有许多优点。与带传动的举升机构和无人搬运车相比，本发明的举升机构和无人搬运车无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率高，传递功率大，过载能力强，相同工况下的传动尺寸小，所需张紧力小，作用于轴上的压力小，能在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境中工作。而与齿轮传动相比，本发明的链传动制造和安装精度要求较低，中心距较大时其传动结构简单，轴间距离适应范围较大，在实现基本相同的效果的情况下成本大幅降低。

综上，本发明的链轮与滚珠丝杆组合的举升机构可以解决同步带轮与丝杆组合的举升机构中出现的由于带传动的打滑引起的各丝杆间直线运动不同步现象，同时工作效率更高，过载能力更强。而且与齿轮传动相比易于制造，成本显著降低。

以上已详细描述了本发明的各实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种举升机构，其特征在于，所述举升机构包括主动链轮、从动链轮、驱动机构、滚珠丝杆组件、底板和支撑板，所述滚珠丝杆组件的上端与所述从动链轮连接并固定在所述支撑板上，所述滚珠丝杆组件的下端与所述底板固定连接，所述驱动机构与所述主动链轮连接并用于驱动该主动链轮转动，所述主动链轮与所述从动链轮通过链条连接。

2.根据权利要求1所述的举升机构，其特征在于，所述举升机构包括一个主动链轮和多个从动链轮，所述一个主动链轮与所述多个从动链轮在所述支撑板上间隔布置；

在一实施例中，所述多个从动链轮在所述支撑板上均匀间隔布置；

在一实施例中，所述举升机构包括三个从动链轮；

在一实施例中，所述三个从动链轮在所述支撑板上成等腰三角形布置；

在一实施例中，所述主动链轮设置于两个从动链轮的连线的中垂线上；

在一实施例中，所述主动链轮靠近所述支撑板的边缘布置；

在一实施例中，所述驱动机构是安装于所述支撑板的底表面上的电机，所述主动链轮与所述电机连接并由所述电机驱动。

3.根据权利要求1所述的举升机构，其特征在于，所述举升机构还包括张紧轮组件，所述张紧轮组件设置在所述支撑板上并位于所述链条的外周；

在一实施例中，所述支撑板的上表面还设置有用于支撑托盘的支柱；

在一实施例中，所述支柱设置有连接托盘的连接孔。

4.根据权利要求1所述的举升机构，其特征在于，所述支撑板的中部设置有支撑板开孔，所述主动链轮、从动链轮和张紧轮组件环绕所述支撑板开孔布置，以及所述底板的中部设有底板开孔，所述底板开孔与所述支撑板开孔面对面布置；

在一实施例中，所述滚珠丝杆组件包括轴承固定座、轴承、丝杆、丝杆螺母以及丝杆副安装底座，丝杆副安装底座固定安装于底板上，丝杆与丝杆螺母组合并安装于丝杆副安装底座上，轴承与丝杆同轴并通过轴承固定座固定安装于支撑板上。

5.一种无人搬运车，包括车身平台，所述车身平台的底部设有车轮，其特征在于，所述无人搬运车还包括举升机构和托盘，所述举升机构包括主动链轮、从动链轮、驱动机构、滚珠丝杆组件和支撑板，所述滚珠丝杆组件的上端与所述从动链轮连接并固定在所述支撑板上，所述滚珠丝杆组件的下端与所述车身平台固定连接，所述驱动机构与所述主动链轮连接并用于驱动该主动链轮转动，所述主动链轮与所述从动链轮通过链条连接，其中所述支撑板的上表面设置有支柱，所述托盘通过所述支柱支撑于所述支撑板上；

在一实施例中，所述支柱设有连接孔，所述支撑板通过所述连接孔与所述托盘连接。

6.根据权利要求5所述的无人搬运车，其特征在于，所述无人搬运车还包括摄像头组件，以及所述支撑板的中部设置有支撑板开孔，所述主动链轮、从动链轮和张紧轮组件环绕所述支撑板开孔布置，其中，所述车身平台的中部设有平台开孔，所述托盘的中部设有托盘开孔，所述平台开孔、支撑板开孔以及托盘开孔同轴面对面布置，所述摄像头组件设置于车身平台上并位于所述平台开孔的上方。

7.根据权利要求6所述的无人搬运车，其特征在于，所述摄像头组件包括安装支架、上摄像头和下摄像头，所述安装支架横跨所述平台开孔安装，所述上摄像头和下摄像头安装于所述安装支架上。

8.根据权利要求5所述的无人搬运车，其特征在于，所述无人搬运车还包括避障模块，所述避障模块设置于所述车身平台的前部。

9.根据权利要求5所述的无人搬运车，其特征在于，所述无人搬运车还包括旋转机构，所述旋转机构连接在所述托盘的下方。

10.根据权利要求5所述的无人搬运车，其特征在于，所述举升机构包括一个主动链轮和多个从动链轮，所述一个主动链轮与所述多个从动链轮在所述支撑板上间隔布置；

在一实施例中，所述多个从动链轮在所述支撑板上均匀间隔布置；

在一实施例中，所述举升机构包括三个从动链轮；

在一实施例中，所述三个从动链轮在所述支撑板上成等腰三角形布置；

在一实施例中，所述主动链轮设置于两个从动链轮的连线的中垂线上；

在一实施例中，所述主动链轮靠近所述支撑板的边缘布置；

在一实施例中，所述驱动机构是安装于所述支撑板的底表面上的电机，所述主动链轮与所述电机连接并由所述电机驱动；

在一实施例中，所述举升机构还包括张紧轮组件，所述张紧轮组件设置在所述支撑板上并位于所述链条的外周；

在一实施例中，所述支撑板的上表面还设置有用于支撑托盘的支柱；

在一实施例中，所述支柱设置有连接托盘的连接孔；

在一实施例中，所述支撑板的中部设置有支撑板开孔，所述主动链轮、从动链轮和张紧轮组件环绕所述支撑板开孔布置，以及所述底板的中部设有底板开孔，所述底板开孔与所述支撑板开孔面对面布置；

在一实施例中，所述滚珠丝杆组件包括轴承固定座、轴承、丝杆、丝杆螺母以及丝杆副安装底座，丝杆副安装底座固定安装于底板上，丝杆与丝杆螺母组合并安装于丝杆副安装底座上，轴承与丝杆同轴并通过轴承固定座固定安装于支撑板上。

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