CN111301517A - Agv用舵轮及agv - Google Patents

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Abstract

本发明涉及AGV用舵轮及AGV。AGV用舵轮包括:转向大齿轮;舵轮安装板;驱动轮,安装在舵轮安装板上;转向电机,用于驱动所述驱动轮转向;驱动电机,用于驱动所述驱动轮行走;还包括舵轮控制单元,用于控制转向电机、驱动电机动作;导电滑环,设置在所述转向大齿轮的内孔中;导电滑环的定子用于与车体上的电源导电连接;导电滑环的转子固定在所述舵轮安装板上,并与转向电机、驱动电机、舵轮控制单元导电连接;无线发射器和无线接收器,无线发射器用于接收车辆控制单元的控制信号,无线接收器与舵轮控制单元连接。在舵轮安装板旋转过程舵轮不需要人为转向电机使驱动轮往复转动,解决了由于驱动轮转向过程过度磨损造成舵轮使用寿面短的问题。

Description

AGV用舵轮及AGV
技术领域
本发明涉及AGV用舵轮及AGV。
背景技术
AGV(自动导引运输车)能沿规定的路径行驶,如申请公布号为CN107738592A的发明专利申请中公开的AGV,AGV包括车体和设置在车体底侧的舵轮和行走轮,通过舵轮实现AGV的转向。其中,舵轮包括驱动轮、驱动电机、转向电机和绝对值编码器等,转向电机、驱动轮、绝对值编码器和驱动电机均固定在舵轮安装板(对比文件中的转向自由端)上,绝对值编码器的小齿轮与舵轮的转向大齿轮啮合传动以监控驱动轮的旋转角度,舵轮通过转向固定端固定在车体的底侧。通常在车体上设置用于控制驱动电机、转向电机的舵轮控制单元以及与舵轮控制单元信号连接的车辆控制单元,通过车辆控制单元、舵轮控制单元控制驱动轮转向或行走。
现有技术中在AGV行驶过程中需要进行转向时,一般是根据较近的角度进行旋转,这样就不可避免的形成舵轮一直往一个方向旋转,而现在的舵轮一般都是通过电源线实现舵轮与车体电源的电连接、通过信号信实现舵轮与车体控制模块的信号连接,在AGV转向时就会造成作为电源线或信号线的线缆拧成麻花状,对线缆造成损伤,更严重的会扭断线缆,造成故障。如果采用人为干预,设定舵轮在一个方向转向不能超过多少,然后自动旋转回来,这样造成的是转向电机的多余动作和舵轮轮子的磨损,缩短了舵轮的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种AGV用舵轮,以解决舵轮旋转过程中线缆损坏、舵轮使用寿命短的问题;本发明的目的还在于提供一种解决上述问题的AGV。
本发明的AGV用舵轮采用如下技术方案:
AGV用舵轮,包括:
转向大齿轮;
舵轮安装板,所述转向大齿轮转动装配在舵轮安装板上方;
驱动轮,安装在舵轮安装板上;
转向电机,安装在舵轮安装板上,用于驱动所述驱动轮转向;
驱动电机,安装在舵轮安装板上,用于驱动所述驱动轮行走;
还包括:
舵轮控制单元,设置在所述舵轮安装板上,用于控制转向电机、驱动电机动作;
导电滑环,设置在所述转向大齿轮的内孔中;导电滑环的定子用于与车体的底侧固定连接,并用于与车体上的电源导电连接;导电滑环的转子固定在所述舵轮安装板上,并与转向电机、驱动电机、舵轮控制单元导电连接;
无线发射器和无线接收器,无线发射器用于接收车辆控制单元的控制信号,无线接收器与舵轮控制单元连接。
本发明的有益效果是:舵轮控制单元、驱动轮、转向电机及驱动电机均设置在舵轮安装板上,导电滑环的定子与车体的电源导电连接,导电滑环的转子与舵轮控制单元、驱动电机和转向电机导电连接,转子能绕定子随意转动任意角度,通过导电滑环实现舵轮与车体的电源导电连接,解决了舵轮安装板旋转过程电源线拧成麻花状或扭断的问题;车辆控制单元与舵轮控制单元通过无线发射器和无线接收器信号连接,在舵轮安装板旋转过程不存在信号线旋拧的问题,解决了舵轮旋转过程中线缆损坏的问题,此外,在舵轮安装板旋转过程不需要人为转向电机使驱动轮往复转动,解决了由于驱动轮转向过程过度磨损造成舵轮使用寿面短的问题。
作为优选的技术方案,所述无线发射器为红外发射器,无线接收器为红外接收器,导电滑环的定子和转子上设有相贯通的光线通道,光线通道供所述红外发射器发射的红外信号通过并传递至红外接收器。
有益效果:车辆控制单元的信号通过红外发射器、红外接收器传递至舵轮控制单元,红外发射器的信号通过光线通道传递至红外接收器,红外发射器、红外接收器为点对点的控制方式,使信号传递更精确,从而实现对舵轮的精确控制。
作为优选的技术方案,所述导电滑环的定子和转子沿导电滑环的轴向布置,定子和转子其中一个包括同轴设置的内导电环和外导电环,另一个包括与内导电环、外导电环对应的两组电刷,各组电刷均包括固定部和至少两个悬伸部,固定部和悬伸部呈L形布置,各悬伸部的一端与固定部固定,另一端向相应的导电环延伸并与导电环导电接触。
有益效果:电刷结构简单,且方便电刷与驱动电机、转向电机及舵轮控制单元的导电连接。
作为优选的技术方案,悬伸部向相应导电环延伸的一端夹持在相应导电环的外周面上,以实现与导电环的导电接触。
有益效果:电刷夹持在相应导电环的外周面实现电刷和相应导电环之间的导电连接,这样,即使定子和转子在轴向存在一定的装配误差,也可保证电刷和导电环之间的导电连接,允许定子和转子在轴向上存在一定的装配误差,降低了导电滑环的装配精度要求,方便导电滑环在舵轮上的装配。
作为优选的技术方案,两组电刷在导电滑环的轴向上错开布置。
有益效果:能有效避免两组电刷之间相互干涉,造成短路。
作为优选的技术方案,各组电刷通过绝缘体夹持固定。
有益效果:电刷通过绝缘体夹持固定,方便电刷从绝缘体上拆下,进而方便电刷的维护、更换。
作为优选的技术方案,各层绝缘体通过螺栓固定连接。
有益效果:方便绝缘体的固定和拆卸。
作为优选的技术方案,所述舵轮安装板为圆形板。
有益效果:舵轮安装板设为圆形板,有利于增加驱动电机、转向电机及舵轮控制单元的安装空间,方便驱动电机、转向电机及舵轮控制单元在舵轮安装板上的布局、安装。
本发明的AGV采用如下技术方案:
AGV,包括车体和固定在车体的底侧的舵轮;
所述车体上设有车辆控制单元;
所述舵轮,包括:
转向大齿轮;
舵轮安装板,所述转向大齿轮转动装配在舵轮安装板上方;
驱动轮,安装在舵轮安装板上;
转向电机,安装在舵轮安装板上,用于驱动所述驱动轮转向;
驱动电机,安装在舵轮安装板上,用于驱动所述驱动轮行走;
还包括:
舵轮控制单元,设置在所述舵轮安装板上,用于控制转向电机、驱动电机动作;
导电滑环,设置在所述转向大齿轮的内孔中;导电滑环的定子用于与车体的底侧固定连接,并用于与车体上的电源导电连接;导电滑环的转子固定在所述舵轮安装板上,并与转向电机、驱动电机、舵轮控制单元导电连接;
无线发射器和无线接收器,无线发射器用于接收车辆控制单元的控制信号,无线接收器与舵轮控制单元连接。
本发明的有益效果是:舵轮控制单元、驱动轮、转向电机及驱动电机均设置在舵轮安装板上,导电滑环的定子与车体的电源导电连接,导电滑环的转子与舵轮控制单元、驱动电机和转向电机导电连接,转子能绕定子随意转动任意角度,通过导电滑环实现舵轮与车体的电源导电连接,解决了舵轮安装板旋转过程电源线拧成麻花状或扭断的问题;车辆控制单元与舵轮控制单元通过无线发射器和无线接收器信号连接,在舵轮安装板旋转过程不存在信号线旋拧的问题,解决了舵轮旋转过程中线缆损坏的问题,此外,在舵轮安装板旋转过程不需要人为转向电机使驱动轮往复转动,解决了由于驱动轮转向过程过度磨损造成舵轮使用寿面短的问题。
作为优选的技术方案,所述无线发射器为红外发射器,无线接收器为红外接收器,导电滑环的定子和转子上设有相贯通的光线通道,光线通道供所述红外发射器发射的红外信号通过并传递至红外接收器。
有益效果:车辆控制单元的信号通过红外发射器、红外接收器传递至舵轮控制单元,红外发射器的信号通过光线通道传递至红外接收器,红外发射器、红外接收器为点对点的控制方式,使信号传递更精确,从而实现对舵轮的精确控制。
作为优选的技术方案,所述导电滑环的定子和转子沿导电滑环的轴向布置,定子和转子其中一个包括同轴设置的内导电环和外导电环,另一个包括与内导电环、外导电环对应的两组电刷,各组电刷均包括固定部和至少两个悬伸部,固定部和悬伸部呈L形布置,各悬伸部的一端与固定部固定,另一端向相应的导电环延伸并与导电环导电接触。
有益效果:电刷结构简单,且方便电刷与驱动电机、转向电机及舵轮控制单元的导电连接。
作为优选的技术方案,悬伸部向相应导电环延伸的一端夹持在相应导电环的外周面上,以实现与导电环的导电接触。
有益效果:电刷夹持在相应导电环的外周面实现电刷和相应导电环之间的导电连接,这样,即使定子和转子在轴向存在一定的装配误差,也可保证电刷和导电环之间的导电连接,允许定子和转子在轴向上存在一定的装配误差,降低了导电滑环的装配精度要求,方便导电滑环在舵轮上的装配。
作为优选的技术方案,两组电刷在导电滑环的轴向上错开布置。
有益效果:能有效避免两组电刷之间相互干涉,造成短路。
作为优选的技术方案,各组电刷通过绝缘体夹持固定。
有益效果:电刷通过绝缘体夹持固定,方便电刷从绝缘体上拆下,进而方便电刷的维护、更换。
作为优选的技术方案,各层绝缘体通过螺栓固定连接。
有益效果:方便绝缘体的固定和拆卸。
作为优选的技术方案,所述舵轮安装板为圆形板。
有益效果:舵轮安装板设为圆形板,有利于增加驱动电机、转向电机及舵轮控制单元的安装空间,方便驱动电机、转向电机及舵轮控制单元在舵轮安装板上的布局、安装。
附图说明
图1为本发明的AGV用舵轮的具体实施例的结构示意图(未示出导电滑环的定子);
图2为图1俯视图;
图3为图1的后视图;
图4为本发明的AGV用舵轮的具体实施例的使用状态图、同时也是本发明的AGV的具体实施例的局部结构示意图;
图5为图4中定子的主视图的剖视图;
图6为图4中转子的主视图的剖视图;
图7为图6的俯视图;
图8为图6中电刷的结构示意图;
图9为图6中第一绝缘体的结构示意图;
图10为图6中第二绝缘体的结构示意图;
图11为图6中第三绝缘体的结构示意图;
图中:1-转向大齿轮;2-舵轮安装板;3-驱动轮;4-转向电机;5-驱动电机;6-舵轮控制单元;7-绝对值编码器;8-定子;9-转子;10-车体安装板;11-红外发射器;12-红外接收器;81-绝缘盖板;82-内导电环;83-外导电环;91-第一绝缘体;92-第二绝缘体;93-第三绝缘体;94-螺栓;95-第一电刷;96-第二电刷;811-盖板孔;812-连接孔;901-固定部;902-悬伸部;903-安装槽;904-电刷凸起;911-凹槽;912-第一螺纹孔;913-第一容纳槽;921-第二螺纹孔;922-第二容纳槽;931-第三螺纹孔;932-第三容纳槽;941-螺栓孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的AGV用舵轮的具体实施例,如图1至图3所示,AGV用舵轮包括转向大齿轮1和舵轮安装板2,转向大齿轮1转动装配在舵轮安装板2上方。AGV用舵轮还包括驱动轮3、转向电机4、舵轮控制单元6和绝对值编码器7,舵轮安装板2为圆形板,驱动轮3、转向电机4、舵轮控制单元6和绝对值编码器7均安装在舵轮安装板2下方,转向电机4用于驱动驱动轮3转向,驱动电机5用于驱动驱动轮3行走,绝对值编码器7的小齿轮与转向大齿轮1啮合,以监控驱动轮3的旋转角度。
如图4所示,AGV用舵轮还包括导电滑环,导电滑环设置在转向大齿轮1的内孔中,导电滑环包括定子8和转子9,转子9和定子8沿导电滑环的轴向布置,且转子9能绕定子8转动。导电滑环安装在AGV上时,定子8与车体底侧的车体安装板10固定连接,且定子8与车体上的电源导电连接;转子9固定在舵轮安装板2上,转子9与转向电机4、驱动电机5、舵轮控制单元6和绝对值编码器7导电连接,实现对转向电机4、驱动电机5、舵轮控制单元6和绝对值编码器7的供电。
如图4所示,AGV用舵轮还包括红红外发射器11和外接收器12,红外发射器11构成所述的无线发射器,红外接收器12构成所述的无线接收器。使用时,红外发射器11与车体的车辆控制单元连接,红外接收器12与舵轮控制单元6连接,以将车辆控制单元的控制信号传递至舵轮控制单元6,并通过舵轮控制单元6控制转向电机4、驱动电机5动作。导电滑环的定子8和转子9上设有相贯通的光线通道,红外发射器11发射的红外信号通过光线通道传递至红外接收器12。
如图4和图5所示,定子8包括绝缘盖板81和固定在绝缘盖板81上的两个导电环,绝缘盖板81的中心设有盖板孔811,盖板孔811构成定子8上的光线通道。两个导电环为同轴设置的内导电环82和外导电环83。使用时,从内导电环82引出的导线与车体的电源的正极导电连接,从外导电环83引出的导线与车体的电源的负极导电连接。具体制造定子8时,绝缘盖板81采用环氧树脂浇注而成,内导电环82、外导电环83以及从相应导电环引出的导线浇注固定在环氧树脂内。绝缘盖板81上还设有连接孔812,定子8与车体安装板10通过穿过连接孔812的螺栓固定连接。上述车体安装板10可由车体的底侧构成,也可另外设置并将车体安装板10与车体的底侧固定。
如图4、图6和图7所示,转子9包括两组电刷和上下层叠布置的三层绝缘体,三层绝缘体由上至下依次为第一绝缘体91、第二绝缘体92和第三绝缘体93,第一绝缘体91、第二绝缘体92和第三绝缘体93的中心分别设有第一螺纹孔912、第二螺纹孔921和第三螺纹孔931,三层绝缘体通过穿过上述三个螺纹孔的螺栓94螺纹连接,螺栓94为中心设有螺栓孔941的空心螺栓,螺栓孔941构成转子9上的光线通道。
如图4、图6和图7所示,两组电刷均包括一个电刷,分别为第一电刷95和第二电刷96,第一电刷95夹装固定在第一绝缘体91和第二绝缘体92之间,用于与外导电环83导电接触;第二电刷96夹装固定在第二绝缘体92和第三绝缘体93之间,用于与内导电环82导电接触。如图8所示,各电刷均包括一个固定部901和两个悬伸部902,且固定部901和悬伸部902呈L形布置,各电刷整体呈U形。固定部901的中部设有安装槽903,绝缘体夹持在固定部901上。
如图4、图6、图7和图8所示,电刷的各悬伸部902的一端与固定部901固定连接,另一端朝向相应的导电环延伸,悬伸部902远离固定部901的端部内侧设有电刷凸起904,电刷通过各悬伸部902夹持在相应导电环的外周面上,并通过电刷凸起904与相应导电环的外周面导电接触。如图9所示,第一绝缘体91的上表面设有凹槽911,如图4所示,凹槽911用于容纳螺栓94的螺帽,第一绝缘体91的下表面中间具有凸起的第一容纳槽913,如图10所示,第二绝缘体92的上表面上设有中间具有凸起的第二容纳槽922,第二容纳槽922与第一容纳槽913围成与第一电刷95的固定部901适配的容纳空间,且两容纳槽的凸起处于第一电刷95的凹槽911内。如图11所示,第三绝缘体93的上表面设有中间具有凸起的第三容纳槽932,第二绝缘体92的下表面中间具有凸起的第四容纳槽(图中未显示),第三容纳槽932与第四容纳槽围成与第二电刷96的固定部901适配的容纳空间,且两容纳槽的凸起处于处于第二电刷96的凹槽911内。
上述AGV用舵轮通过导电滑环实现对转向电机4、驱动电机5、舵轮控制单元6和绝对值编码器7的供电,避免电源线旋拧或折断。此外,车体的车辆控制单元发出控制信号后,传递至红外发射器11,并通过红外接收器12传递给舵轮控制单元6,由舵轮控制单元6下达指令使驱动电机5或转向电机4进行动作,车体与AGV用舵轮之间不需要信号线传递信号,避免信号线旋拧或折断。转向时转向电机4可以沿同一方向旋转任一角度,不会增加AGV用舵轮的驱动轮的磨损,从而延长AGV用舵轮的使用寿命。
在其他实施例中,无线发射器和无线接收器也可以是其他形式,例如采用激光或方式实现点对点的信号传递,无线发射器和无线接收器也可以采用无线路由器和接收器。
在其他实施例中,也可将转子的两组电刷的电刷凸起设置在转子的上端面处,电刷和相应的导电环通过定子和转子的上下压紧实现导电接触。当然,在其他实施例中,电刷和导电环也可互换位置,即将电刷设置在定子上、导电环设置在转子上。
在其他实施例中,电刷也可通过紧固件或浇注方式固定在绝缘体上。
在其他实施例中,转子的各层绝缘体之间也可通过粘接或卡接的方式固定连接。
在其他实施例中,两组电刷的固定部也可处于同一高度,此时需要通过合理的设置转子的绝缘体保证两组电刷之间不会发生短路。
在其他实施例中,每组电刷也可由两个以上的电刷组成;各电刷的悬伸部也可设置三个以上。
在其他实施例中,内导电环、外导电环也可均固定在定子的下端面上,且电刷的悬伸部的上端面直接与相应导电环的下端面导电接触。
在其他实施例中,舵轮安装板的形状也可根据需要设置,例如设为矩形、六边形或三角形等其他形状。
本发明的AGV的具体实施例,如图4所示,AGV包括车体和固定在车体的底侧的舵轮,所述舵轮与上述AGV用舵轮的的具体实施例中所述的AGV用舵轮的结构相同,不再赘述。

Claims (9)

1.AGV用舵轮,包括:
转向大齿轮;
舵轮安装板,所述转向大齿轮转动装配在舵轮安装板上方;
驱动轮,安装在舵轮安装板上;
转向电机,安装在舵轮安装板上,用于驱动所述驱动轮转向;
驱动电机,安装在舵轮安装板上,用于驱动所述驱动轮行走;
其特征是,还包括:
舵轮控制单元,设置在所述舵轮安装板上,用于控制转向电机、驱动电机动作;
导电滑环,设置在所述转向大齿轮的内孔中;导电滑环的定子用于与车体的底侧固定连接,并用于与车体上的电源导电连接;导电滑环的转子固定在所述舵轮安装板上,并与转向电机、驱动电机、舵轮控制单元导电连接;
无线发射器和无线接收器,无线发射器用于接收车辆控制单元的控制信号,无线接收器与舵轮控制单元连接。
2.根据权利要求1所述的AGV用舵轮,其特征是,所述无线发射器为红外发射器,无线接收器为红外接收器,导电滑环的定子和转子上设有相贯通的光线通道,光线通道供所述红外发射器发射的红外信号通过并传递至红外接收器。
3.根据权利要求1或2所述的AGV用舵轮,其特征是,所述导电滑环的定子和转子沿导电滑环的轴向布置,定子和转子其中一个包括同轴设置的内导电环和外导电环,另一个包括与内导电环、外导电环对应的两组电刷,各组电刷均包括固定部和至少两个悬伸部,固定部和悬伸部呈L形布置,各悬伸部的一端与固定部固定,另一端向相应的导电环延伸并与导电环导电接触。
4.根据权利要求3所述的AGV用舵轮,其特征是,悬伸部向相应导电环延伸的一端夹持在相应导电环的外周面上,以实现与导电环的导电接触。
5.根据权利要求3所述的AGV用舵轮,其特征是,两组电刷在导电滑环的轴向上错开布置。
6.根据权利要求3所述的AGV用舵轮,其特征是,各组电刷通过绝缘体夹持固定。
7.根据权利要求6所述的AGV用舵轮,其特征是,各绝缘体通过螺栓固定连接。
8.根据权利要求1或2所述的AGV用舵轮,其特征是,所述舵轮安装板为圆形板。
9.AGV,包括车体和固定在车体的底侧的舵轮;
所述车体上设有车辆控制单元;
其特征是,所述舵轮为权利要求1-8任一项所述的AGV用舵轮。
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