CN111320112B - 一种重载全向穿梭车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重载全向穿梭车，包括壳体、驱动转向机构、同步顶升机构、第一托盘和第二托盘，壳体的四角边下部均设置有驱动转向机构，同步顶升机构的设置于壳体的内部，第一托盘和第二托盘均分别连接在顶升机构的上部；驱动转向机构包括减震架、驱动轮、轮架、第一伺服电机、第一齿轮、第二齿轮和第一行星减速机，减震架的上部固定于壳体的下部，所述第一伺服电机安装在减震架的侧边。本发明有益效果：本发明驱动转向机构、同步顶升机构，实现四向行走，原地转向，运行平稳，可以进入提升机中，同步顶升机构用一个伺服电机作为动力源，保证其同步性，同时驱动左右两套升降机构对托盘和货物实行顶升，确保顶升的同步性。

Description

一种重载全向穿梭车

技术领域

本发明涉及穿梭车技术领域,尤其是一种重载全向穿梭车。

背景技术

现代物流技术中，自动化立体仓库可大大提高仓储密度，由于立体仓库中货盘上的货物有时重达数百公斤，货物存取必须依靠自动化机械设备完成，仓库存取设备决定了仓库的存储密度、吞吐速度和自动化水平。目前使用的存取设备主要包括巷道堆垛机和轨道穿梭车，巷道堆垛机需要在存货货架旁边配置专门的行驶巷道，并且每个行驶巷道上的堆垛机存取货物有限，而穿梭车无需行驶巷道，可大幅度提高存储密度，逐渐成为了新一代立体仓库自动存取设备发展方向。

因此，为了提高穿梭车的运行效率，取代巷道式堆垛机，需要研发一款载货重量为800KG级的四向穿梭车。

目前，在顶升领域有以下驱动方式：液压顶升机构、电动推杆顶升、电机驱动连杆机构顶升、电机驱动偏心轮机构顶升（类似于简易凸轮）、电机驱动丝杆螺旋升降机顶升、电机驱动齿轮齿条升降机构等；其中，液压机构需要配备随车的液压站，容易导致油液泄露；电动推杆顶升力与顶升速度难以兼顾，同时占空比较大，容易发热损坏；连杆机构尽管可靠性较高，但是机构设计复杂，不利于维护维修；丝杆螺旋升降机属于标准成熟产品，但是传动想效率低，同时发热严重，不适合重载工况下的频繁升降动作；现有技术中的顶升机构是分点顶升的很难保证顶升的同步性，如果同步性不好，在顶升过程中，会产生附加力矩，最终导致四个驱动组件上的减震装置受力不均匀，影响行走精度和转向精度。

现有技术中，目前采用的是立体货架+提升机+堆垛机，实现重载货物的智能化存储，但是，堆垛机成本高，特别是大型立体库中，采用堆垛机后，货架需要预留巷道，供堆垛机行走，导致立体库占地面积大，运行效率低

目前，国内仓储行业尽管有一些智能穿梭车，可以在轻载时，替代堆垛机，但是重载穿梭车还没有应用，因为重载穿梭车载荷大，如果不能实现前后左右四个方向的行走，穿梭机就无法进入不同的巷道，为了保证系统的运行效率，必须加大穿梭车的布置数量，系统成本较高。

因此，对于上述问题有必要提出一种重载全向穿梭车。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种重载全向穿梭车，以解决上述问题。

一种重载全向穿梭车，包括壳体、驱动转向机构、同步顶升机构、第一托盘和第二托盘，所述壳体的四角边下部均设置有驱动转向机构，所述同步顶升机构的设置于所述壳体的内部，所述第一托盘和第二托盘均分别连接在顶升机构的上部；所述驱动转向机构包括减震架、驱动轮、轮架、第一伺服电机、第一齿轮、第二齿轮和第一行星减速机，所述减震架的上部固定于所述壳体的下部，所述第一伺服电机安装在所述减震架的侧边，所述驱动轮通过轮架安装在所述减震架下，所述第一伺服电机的输出端通过第一行星减速机传动连接于所述第一齿轮，所述第一齿轮啮合于所述第二齿轮，所述第二齿轮中心轴转动连接于所述轮架。

优选地，所述轮架的其中三侧边分别设置有光电检测传感器，所述驱动轮采用轮毂电机。

采用优选地技术方案有益效果：光电检测传感器实现高精度的90度转向，为了防止减速齿轮副磨损后，转向精度失真，还在0度和正90以及负90度。

优选地，所述减震架包括上板、下板和多个减震弹簧，所述下板与所述上板的四角边之间均连接有所述减震弹簧。

采用优选地技术方案有益效果：减震弹簧起到减震作用。

优选地，所述上板的两侧边均连接有导轨，所述下板的两侧边均连接于所述导轨滑动连接的滑块。

采用优选地技术方案有益效果：滑块与导轨对减震架减震起到导向作用。

优选地，所述同步顶升机构包括第二伺服电机、第二行星减速机、第一转轴、第二转轴、第一升降机构和第二升降机构，所述第二伺服电机通过第二行星减速机分别连接在第一转轴和第二转轴，所述第一转轴和第二转轴分别传动连接于所述第一升降机构和第二升降机构，所述第一传动轴和第二传动轴均通过轴承座安装在所述壳体的内底部。

采用优选地技术方案有益效果：第二伺服电机通过第二行星减速机和第一转轴驱动第一升降机构升降，第二伺服电机通过第二行星减速机和第二转轴驱动第二升降机构升降。

优选地，所述第一升降机构包括第一直齿轮、第一齿条和第一导向轴承副，所述第一导向轴承副安装在壳体的上部，所述第一直齿轮和第一齿条均设置在所述第一导向轴承副内，所述第一直齿轮中心轴固定于所述第一转轴，所述第一直齿轮啮合于所述第一齿条，所述第一齿条的上部固定于所述第一托盘。

采用优选地技术方案有益效果：第一转轴带动第一直齿轮转动，进而通过第一齿条带动第一托盘顶升。

优选地，所述第二升降机构包括第二直齿轮、第二齿条和第二导向轴承副，所述第二导向轴承副安装在壳体的底部，所述第二直齿轮和第二齿条均设置在所述第二导向轴承副内，所述第二直齿轮中心轴固定于所述第二转轴，所述第二直齿轮啮合于所述第二齿条，所述第二齿条的上部固定于所述第二托盘。

采用优选地技术方案有益效果：第二转轴带动第二直齿轮转动，进而通过第二齿条带动第二托盘顶升。

优选地，所述第一托盘和第二托盘的下部两侧边均分别两组第一直线导轨副和两组第二直线导轨副，所述第一直线导轨副包括第一滑板和第一滑轨，所述第一滑板滑动连接于所述第一滑轨，所述第一滑板的上部固定于所述第一托盘，所述第一滑轨的下部固定于所述壳体的内底部。

优选地，所述第二直线导轨副包括第二滑板和第二滑轨，所述第二滑板滑动连接于所述第二滑轨，所述第二滑板的上部固定于所述第二托盘，所述第二滑轨的下部固定于所述壳体的内底部。

采用优选地技术方案有益效果：第一直线导轨副和第二直线导向副对同步顶升机构实现高精度的导向作用。

优选地，所述壳体的四角边下部均设置有导轮装置。

采用优选地技术方案有益效果：导向轮组件在穿梭车运行时，导向轮会辅助让车在巷道的轨道上实现高精度的直行行走。

与现有技术相比，本发明有益效果：本发明驱动转向机构、同步顶升机构，驱动转向机构设置有四组驱动轮和四组转向机构，可实现四向行走，原地转向，运行平稳，可以进入提升机中，利用提升机进入到不同层高的货架中，大大的提高系统效率，大幅减少穿梭车的布置数量；同步顶升机构用一个伺服电机作为动力源，保证其同步性，同时驱动左右两套升降机构对托盘和货物实行顶升，确保顶升的同步性。

附图说明

图1和图2是本发明提供的重载全向穿梭车结构图；图3是本发明的底部结构图；图4和图5是本发明的驱动转向机构结构图；图6是本发明的减震架结构图；图7和图8是本发明的同步顶升机构结构图；图9是本发明的第一直线导轨副结构图；图10是本发明的第二直线导轨副结构图；图中附图标记：1、壳体；2、驱动转向机构；3、同步顶升机构；4、第一托盘；5、第二托盘；6、导向轮组件；201、第一伺服电机；202、第一行星减速机；203、第一齿轮；204、第二齿轮；205、驱动轮；206、轮架；207、减震架；208、光电检测传感器；209、上板；210、下板；211、减震弹簧；212、导轨；213、滑块；301、第二伺服电机；302、第二行星减速机；304、第一转轴；305、第二转轴；306、轴承座；308、第一升降机构；309、第二升降机构；310、第一齿条；311、第二齿条；401、第一直线导轨副；402、第一滑板；403、第一滑轨；501、第二直线导轨副；502、第二滑板；503、第二滑轨。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中 的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横 向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水 平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附 图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不 是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和 操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二” 等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示 或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有 说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定， 术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接， 也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接； 可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连 通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本 发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1并结合图2至图10所示，一种重载全向穿梭车，包括壳体1、驱动转向机构2、同步顶升机构3、第一托盘4和第二托盘5，所述壳体1的四角边下部均设置有驱动转向机构2，所述同步顶升机构3的设置于所述壳体1的内部，所述第一托盘4和第二托盘5均分别连接在顶升机构3的上部；所述驱动转向机构2包括减震架207、驱动轮205、轮架206、第一伺服电机201、第一齿轮203、第二齿轮204和第一行星减速机202，所述减震架207的上部固定于所述壳体1的下部，所述第一伺服电机201安装在所述减震架207的侧边，所述驱动轮205通过轮架206安装在所述减震架207下，所述第一伺服电机201的输出端通过第一行星减速机202传动连接于所述第一齿轮203，所述第一齿轮203啮合于所述第二齿轮204，所述第二齿轮204中心轴转动连接于所述轮架206。

进一步的，所述轮架206的其中三侧边分别设置有光电检测传感器208，所述驱动轮205采用轮毂电机。

采用进一步的技术方案有益效果：光电检测传感器208实现高精度的90度转向，为了防止减速齿轮副磨损后，转向精度失真，还在0度和正90以及负90度。

进一步的，所述减震架207包括上板209、下板210和多个减震弹簧211，所述下板210与所述上板209的四角边之间均连接有所述减震弹簧211。

采用进一步的技术方案有益效果：减震弹簧211起到减震作用。

进一步的，所述上板209的两侧边均连接有导轨212，所述下板210的两侧边均连接于所述导轨212滑动连接的滑块213。

采用进一步的技术方案有益效果：滑块213与导轨212对减震架207减震起到导向作用。

进一步的，所述同步顶升机构3包括第二伺服电机301、第二行星减速机302、第一转轴304、第二转轴305、第一升降机构308和第二升降机构309，所述第二伺服电机301通过第二行星减速机302分别连接在第一转轴304和第二转轴305，所述第一转轴304和第二转轴305分别传动连接于所述第一升降机构308和第二升降机构309，所述第一转轴304和第二转轴305均通过轴承座306安装在所述壳体1的内底部。

采用进一步的技术方案有益效果：第二伺服电机301通过第二行星减速机302和第一转轴304驱动第一升降机构308升降，第二伺服电机301通过第二行星减速机302和第二转轴305驱动第二升降机构309升降。

进一步的，所述第一升降机构308包括第一直齿轮、第一齿条310和第一导向轴承副，所述第一导向轴承副安装在壳体1的上部，所述第一直齿轮和第一齿条310均设置在所述第一导向轴承副内，所述第一直齿轮中心轴固定于所述第一转轴304，所述第一直齿轮啮合于所述第一齿条310，所述第一齿条310的上部固定于所述第一托盘4。

采用进一步的技术方案有益效果：第一转轴304带动第一直齿轮转动，进而通过第一齿条310带动第一托盘4顶升。

进一步的，所述第二升降机构309包括第二直齿轮、第二齿条311和第二导向轴承副，所述第二导向轴承副安装在壳体的底部，所述第二直齿轮和第二齿条311均设置在所述第二导向轴承副内，所述第二直齿轮中心轴固定于所述第二转轴，所述第二直齿轮啮合于所述第二齿条311，所述第二齿条311的上部固定于所述第二托盘5。

采用进一步的技术方案有益效果：第二转轴304带动第二直齿轮转动，进而通过第二齿条311带动第二托盘5顶升。

进一步的，所述第一托盘4和第二托盘5的下部两侧边均分别两组第一直线导轨副401和两组第二直线导轨副501，所述第一直线导轨副401包括第一滑板402和第一滑轨403，所述第一滑板402滑动连接于所述第一滑轨403，所述第一滑板402的上部固定于所述第一托盘4，所述第一滑轨403的下部固定于所述壳体1的内底部。

进一步的，所述第二直线导轨副501包括第二滑板502和第二滑轨503，所述第二滑板502滑动连接于所述第二滑轨503，所述第二滑板502的上部固定于所述第二托盘5，所述第二滑轨503的下部固定于所述壳体1的内底部。

采用进一步的技术方案有益效果：第一直线导轨副401和第二直线导向副501对同步顶升机构3实现高精度的导向作用。

进一步的，所述壳体1的四角边下部均设置有导轮装置6。

采用进一步的技术方案有益效果：导向轮组件6在穿梭车运行时，导向轮会辅助让车在巷道的轨道上实现高精度的直行行走。

与现有技术相比，本发明有益效果：本发明驱动转向机构、同步顶升机构1，驱动转向机构2设置有四组驱动轮和四组转向机构，可实现四向行走，原地转向，运行平稳，可以进入提升机中，利用提升机进入到不同层高的货架中，大大的提高系统效率，大幅减少穿梭车的布置数量；同步顶升机构用一个伺服电机作为动力源，保证其同步性，同时驱动左右两套升降机构对托盘和货物实行顶升，确保顶升的同步性。

其中驱动轮和转向机构均是四组，。

其中第一伺服电机201和第二伺服电机301均带有带电磁刹车装置带绝对值编码器。

工作原理：在穿梭车的四角部均安装驱动轮和转向机构，驱动行走时，驱动轮的轮毂电机转动行走；转向时车停止，其中一对角线两个轮子同时90度转向，完成后，另外两个对角线轮子90度转向，这样的作用是两个对角线轮子转向，剩下两个轮子不动，以免车体歪斜，导致在立体货架中的导轨上行走时发生碰撞；对角线两个轮子转向时，一个轮子顺时针转90度转动，另外一个轮子逆时针90度转动，这样在实现90度转向时，地面对两个轮子的摩擦阻力刚好平衡抵消，进一步防止车体歪斜，从而保证穿梭车的运行平稳。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域， 均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种重载全向穿梭车，其特征在于：包括壳体（1）、驱动转向机构（2）、同步顶升机构（3）、第一托盘（4）和第二托盘（5），所述壳体（1）的四角边下部均设置有驱动转向机构（2），所述同步顶升机构（3）的设置于所述壳体（1）的内部，所述第一托盘（4）和第二托盘（5）均分别连接在顶升机构（3）的上部；所述驱动转向机构（2）包括减震架（207）、驱动轮（205）、轮架（206）、第一伺服电机（201）、第一齿轮（203）、第二齿轮（204）和第一行星减速机（202），所述减震架（207）的上部固定于所述壳体（1）的下部，所述第一伺服电机（201）安装在所述减震架（207）的侧边，所述驱动轮（205）通过轮架（206）安装在所述减震架（207）下，所述第一伺服电机（201）的输出端通过第一行星减速机（202）传动连接于所述第一齿轮（203），所述第一齿轮（203）啮合于所述第二齿轮（204），所述第二齿轮（204）中心轴转动连接于所述轮架（206）；

所述同步顶升机构（3）包括第二伺服电机（301）、第二行星减速机（302）、第一转轴（304）、第二转轴（305）、第一升降机构（308）和第二升降机构（309），所述第二伺服电机（301）通过第二行星减速机（302）分别连接在第一转轴（304）和第二转轴（305），所述第一转轴（304）和第二转轴（305）分别传动连接于所述第一升降机构（308）和第二升降机构（309），所述第一转轴（304）和第二转轴（305）均通过轴承座（306）安装在所述壳体（1的内底部；

所述第一升降机构（308）包括第一直齿轮、第一齿条（310）和第一导向轴承副，所述第一导向轴承副安装在壳体（1）的上部，所述第一直齿轮和第一齿条（310）均设置在所述第一导向轴承副内，所述第一直齿轮中心轴固定于所述第一转轴（304），所述第一直齿轮啮合于所述第一齿条（310），所述第一齿条（310）的上部固定于所述第一托盘（4）。

2.如权利要求1所述的一种重载全向穿梭车，其特征在于：所述轮架（206）的其中三侧边分别设置有光电检测传感器（208），所述驱动轮（205）采用轮毂电机。

3.如权利要求1所述的一种重载全向穿梭车，其特征在于：所述减震架（207）包括上板（209）、下板（210）和多个减震弹簧（211），所述下板（210）与所述上板（209）的四角边之间均连接有所述减震弹簧（211）。

4.如权利要求3所述的一种重载全向穿梭车，其特征在于：所述上板（209）的两侧边均连接有导轨（212），所述下板（210）的两侧边均连接于所述导轨（212）滑动连接的滑块（213）。

5.如权利要求1所述的一种重载全向穿梭车，其特征在于：所述第二升降机构（309）包括第二直齿轮、第二齿条（311）和第二导向轴承副，所述第二导向轴承副安装在壳体的底部，所述第二直齿轮和第二齿条（311）均设置在所述第二导向轴承副内，所述第二直齿轮中心轴固定于所述第二转轴，所述第二直齿轮啮合于所述第二齿条（311），所述第二齿条（311）的上部固定于所述第二托盘（5）。

6.如权利要求1所述的一种重载全向穿梭车，其特征在于：所述第一托盘（4）和第二托盘（5）的下部两侧边均分别两组第一直线导轨副（401）和两组第二直线导轨副（501），所述第一直线导轨副（401）包括第一滑板（402）和第一滑轨（403），所述第一滑板（402）滑动连接于所述第一滑轨（403），所述第一滑板（402）的上部固定于所述第一托盘（4），所述第一滑轨（403）的下部固定于所述壳体（1）的内底部。

7.如权利要求6所述的一种重载全向穿梭车，其特征在于：所述第二直线导轨副（501）包括第二滑板（502）和第二滑轨（503），所述第二滑板（502）滑动连接于所述第二滑轨（503），所述第二滑板（502）的上部固定于所述第二托盘（5），所述第二滑轨（503）的下部固定于所述壳体（1）的内底部。

8.如权利要求1所述的一种重载全向穿梭车，其特征在于：所述壳体（1）的四角边下部均设置有导轮装置（6）。