CN111497931B - 引导车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种引导车，包括车轮系统、第一传动机构和第二传动机构。车轮系统包括第一轮组和第二轮组；第一传动机构包括转向电机、第一齿轮和第二齿轮，转向电机带动第一齿轮和第二齿轮沿相反的方向转动；第二传动机构机械连接在第一传动机构和车轮系统之间，第一齿轮通过第二传动机构带动第一轮组转动，第二齿轮通过第二传动机构带动第二轮组转动。本发明提供的引导车，通过转向电机带动第一齿轮和第二齿轮沿相反的方向转动，并分别带动第一轮组和第二轮组转动，实现了引导车的全向运动，并且引导车的越障爬坡能力强，对建筑工地的适应性强。

Description

引导车

技术领域

本发明涉及建筑机器技术领域，具体而言，涉及一种引导车。

背景技术

移动AGV(Automatic Guided Vehicle，自动引导运输车)作为运输性工具被应用在各大领域。现有的可全向运动的AGV小车大多采用全向轮或者麦克纳姆轮设计来实现全方位的移动和旋转满足工业需求，但是在实际使用中存在较大的局限性。麦克纳姆轮价格昂贵，加工难，相比于传统胶轮寿命短；全向轮轮子的结构设计决定了它不能使用在毛发，灰尘颗粒等杂物较多的地方，当轮子被头发缠住或者被颗粒物卡住，受力方向就会和理论受力方向出现偏差，导致AGV移动方向或者旋转异常，严重时会脱轨，因此装有这种全向轮的agv小车根本无法在建筑工地等实际地形上使用；两驱动力轮加两个万向轮，万向轮可作为支撑点，在车子旋转时和地面不会有太大摩擦，但是这种设计决定了车子的越障能力很差，作为从动轮的万向轮遇到较大障碍物时可能会导致驱动轮悬空，此时agv小车失去驱动力，无法越障前行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种引导车，以解决上述问题。本发明实施例通过以下技术方案来实现上述目的。

本发明提供一种引导车，包括车轮系统、第一传动机构和第二传动机构。车轮系统包括第一轮组和第二轮组；第一传动机构包括转向电机、第一齿轮和第二齿轮，转向电机带动第一齿轮和第二齿轮沿相反的方向转动；第二传动机构机械连接在第一传动机构和车轮系统之间，第一齿轮通过第二传动机构带动第一轮组转动，第二齿轮通过第二传动机构带动第二轮组转动。

相较于现有技术，本发明提供的引导车，通过转向电机带动第一齿轮和第二齿轮沿相反的方向转动，并分别带动第一轮组和第二轮组转动，实现了引导车的全向运动，并且引导车的越障爬坡能力强，对建筑工地的适应性强。

本发明的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明第一实施例提供的引导车在一种视角下的结构示意图。

图2是本发明第一实施例提供的引导车在一种状态下的结构示意图。

图3是本发明第一实施例提供的第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第一转向板和第二转向板在组装状态下的示意图。

图4是本发明第一实施例提供的引导车在另一种状态下的结构示意图。

图5是本发明第一实施例提供的引导车在另一种视角下的结构示意图。

图6是本发明第二实施例提供的引导车在一种视角下的结构示意图。

图7是本发明第二实施例提供的引导车(不包括安装板)在另一种视角下的结构示意图。

图8是本发明第二实施例提供的引导车(不包括安装板)在又一种视角下的结构示意图。

图9是本发明第一实施例提供的第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、转向电机、第一丝杆板和第二丝杆在组装状态下的示意图。

图10是本发明第三实施例提供的引导车(不包括安装板)的结构示意图。

图11是本发明第三实施例提供的第一齿轮、第二齿轮、第一转向板和第二转向板在组装状态下的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

引导车1(2、3)、车轮系统11、第一轮组112(212、312)、第一驱动轮1121(2121)、第三驱动轮1123(2123)、第二轮组114(214、314)、第二驱动轮1142(2142)、第四驱动轮1144(2144)、驱动电机116、第一传动机构12(32)、转向电机121(221)、转轴1211、第一齿轮123(223、323)、第二齿轮125(225、325)、第三齿轮127(227)、第二传动机构13(23)、支架131、摆动架132、第一支架1321、第二支架1322、第三支架1323、第一转向板133(333)、第二转向板134(334)、第一连杆组件135、第一转向杆1351、第三转向杆1353、第二连杆组件136、第二转向杆1362、第四转向杆1364、底盘14(24)、安装板142、连接板144、减震装置15、感应系统16、感应元件161、激光导航仪1612、视觉检测器1614、控制系统17、安装台26、导轨231、第一丝杆232、第二丝杆233、第一滑块234、第二滑块235、第一支撑块236、第二支撑块237、安装座240、第一侧板241、第二侧板243、底座245、安装槽2451

具体实施方式

为了便于理解本实施例，下面将参照相关附图对本实施例进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实施例中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

第一实施例

请参阅图1、图2和图3，本发明提供一种引导车1，包括车轮系统11、第一传动机构12和第二传动机构13。车轮系统11包括第一轮组112和第二轮组114；第一传动机构12包括转向电机121、第一齿轮123和第二齿轮125，转向电机121带动第一齿轮123和第二齿轮125沿相反的方向转动；第二传动机构13机械连接在第一传动机构12和车轮系统11之间，第一齿轮123通过第二传动机构13带动第一轮组112转动，第二齿轮125通过第二传动机构13带动第二轮组114转动。

请参阅图2和图4，在本实施例中，第一轮组112包括第一驱动轮1121和第三驱动轮1123；第二轮组114包括第二驱动轮1142和第四驱动轮1144。其中第一驱动轮1121和第二驱动轮1142为前轮，第三驱动轮1123和第四驱动轮1144为后轮。第一驱动轮1121和第四驱动轮1144位于一侧，第二驱动轮1142和第三驱动轮1123位于另外一侧。第一驱动轮1121、第二驱动轮1142、第三驱动轮1123和第四驱动轮1144均为差速轮，因此引导车1的爬坡和越障的综合能力强，具有优越的单边越障能力。

引导车1还包括多个驱动电机116，并用于驱动第一轮组112和第二轮组114转动。在本实施例中，驱动电机116的数量也为四个，每个驱动轮由一个驱动电机116单独驱动，驱动电机116可以控制各驱动轮的转速以及旋转方向，由于四个驱动电机116之间相互独立，因此可以实现引导车1的四差速驱动。

请参阅图1和图5，第二传动机构13包括支架131和摆动架132，其中摆动架132铰接于支架131和车轮系统11之间。摆动架132可以用于安装多个驱动电机116。支架131可以由第一传动机构12带动转动，支架131转动带动车轮系统11转动。支架131和摆动架132的数量均为四个，一个支架131和一个摆动架132对应一个驱动轮。

引导车1还包括底盘14和减震装置15，底盘14可以通过减震装置15安装于摆动架132。

底盘14可以用于装载建筑材料，以实现建筑材料的自动运输。底盘14还可以用于安装机械臂。底盘14包括安装板142和连接板144，其中安装板142可以用于安装感应系统16以及控制系统17等。连接板144大致为U形，安装于安装板142靠近地面的一侧，连接板144可以用于安装转向电机121。

在本实施例中，减震装置15为弹簧减震器。在其他实施方式中，减震装置15还可以为磁流变减震器、液压减震器或者其他类型的减震器。在本实施例中，减震装置15的数量也为四个，每个减震器对应于一个支架131，因此可以单独地对每一支架131进行自动减震，从而提升了引导车1的负载能力和地形适应能力以及越障能力。在本实施例中，减震装置15还与控制系统17信号连接，使控制系统17可以控制减震装置15的工作状态，例如控制减震装置15的压缩量，以适应不同的路面环境。

支架131可转动地安装于底盘14的安装板142，具体地，支架131大致为L型，其中L型支架131的水平部分可以与安装板142铰接，例如通过交叉滚子轴承铰接于安装板142，L型支架131的水平部分还可以通过减震装置15安装于摆动架132，L型支架131的竖直部分可以铰接于摆动架132。在本实施例中，L型支架131的数量为四个。在其他实施方式中，L型支架131还可以是三个、五个、六个或者更多个，具体可以根据实际情况设定。

摆动架132铰接于支架131和车轮系统11之间，可以用于各驱动轮的安装。摆动架132大致为U形结构，包括依次连接的第一支架1321、第二支架1322和第三支架1323，其中第一支架1321和第三支架1323相互平行，第二支架1322垂直连接于第一支架1321和第三支架1323之间，并且第二支架1322朝向引导车1的行进方向。第一支架1321可以用于安装减震装置15并且与支架131的竖直部分铰接。

请继续参阅图2、3和图4，第一传动机构12还包括第三齿轮127。在本实施例中，第一齿轮123、第二齿轮125及第三齿轮127均为锥齿轮，第三齿轮127啮合在第一齿轮123和第二齿轮125之间。

在本实施例中，第二传动机构13包括第一转向板133、第二转向板134、第一连杆组件135和第二连杆组件136。第一转向板133、第二转向板134、第一齿轮123和第二齿轮125同轴设置。转向电机121带动第二齿轮125和第二转向板134转动，进而带动第一齿轮123和第一转向板133转动。

第一齿轮123套设于转向电机121的转轴1211，因此转向电机121不会直接带动第一齿轮123转动，需要第二齿轮125带动第三齿轮127转动，第三齿轮127再带动第一齿轮123转动。第一齿轮123位于第二转向板134和第二齿轮125之间，且第一齿轮123的转动轴平行于转轴1211的轴线。第一齿轮123可以与第一转向板133固定连接，以带动第一转向板133转动。

第二齿轮125与转轴1211固定连接，第二齿轮125与第一齿轮123分别啮合于第三齿轮127的相对两端，第二齿轮125可以与转轴1211机械连接，以由转向电机121直接带动转动。第二齿轮125的转动轴平行于第一齿轮123的转动轴，且垂直于第三齿轮127的转动轴。本领域技术人员可以理解，由于第一齿轮123、第二齿轮125和第三齿轮127均为锥齿轮，且第三齿轮127啮合于第一齿轮123和第二齿轮125之间，因此第一齿轮123和第二齿轮125之间的转动方向相反。

第一转向板133与第一齿轮123传动连接，第一转向板133也位于第二齿轮125和第二转向板134之间，第一转向板133套设于转轴1211。

第二转向板134与第二齿轮125传动连接。具体地，在本实施例中，第二转向板134和第一转向板133相互平行且间隔，第二转向板134和第二齿轮125均与转轴1211固定连接。

第一连杆组件135连接于第一转向板133和第一轮组112之间，第一连杆组件135包括第一转向杆1351和第三转向杆1353，第一转向杆1351连接于第一转向板133和第一驱动轮1121之间，用于带动第一驱动轮1121转动；第三转向杆1353连接于第一转向板133和第三驱动轮1123之间，用于带动第三驱动轮1123转动。

第二连杆组件136连接于第二转向板134和第二轮组114之间，第二连杆组件136包括第二转向杆1362和第四转向杆1364，第二转向杆1362连接于第二转向板134和第二驱动轮1142之间，用于带动第二驱动轮1142转动；第四转向杆1364连接于第二转向板134和第四驱动轮1144之间，用于带动第四驱动轮1144转动。

在本实施例中，各转向连杆的结构相同，均大致为弯钩状。通过将各转向连杆设置为弯钩状，可以增加各驱动轮之间的间距，提高引导车1行走时的稳定性。在本实施例中，各转向连杆的弯折角度为钝角。在其他实施方式中，弯折角度可以是锐角或者直角。

本实施例提供的引导车1在第一传动结构12和第二传动结构13的配合作用下，可以具有横向移动、直行或者原地旋转运动等多个运动模式，实现了引导车1的全向移动。

当第一转向板133转至与第二转向板134位于同一直线上时，第一驱动轮1121和第二驱动轮1142相互平行，第二驱动轮1142和第三驱动轮1123也相互平行，即四个驱动轮大致围成一个矩形形状，如图4所示，当四个驱动轮同向转动时，引导车1大致沿着直线方向行驶；由于第一转向板133转至与第二转向板134位于同一直线上，因此第一驱动轮1121和第三驱动轮1123(第二驱动轮1142和第四驱动轮1144)之间的间距最小，使引导车1能够适应比较狭窄和矮小的廊道等空间。当第一驱动轮1121和第三驱动轮1123的转速相同和旋转方向相同，第二驱动轮1142和第四驱动轮1144的转速相同和旋转方向相同，且第一驱动轮1121和第二驱动轮1142的旋转方向相反时，引导车1原地旋转。当第一驱动轮1121和第三驱动轮1123的转速相同和旋转方向相反，第二驱动轮1142和第四驱动轮1144的转速相同和旋转方向相反，且第一驱动轮1121和第二驱动轮1142的旋转方向也相反时，引导车1横向移动。可以理解，当各驱动轮之间的转速不同时，还可以实现不同的运动模式。

如图2所示，当第一转向板133转至与第二转向板134之间具有其他夹角时，第一驱动轮1121和第三驱动轮1123(第二驱动轮1142和第四驱动轮1144)之间的间距增加，可以提升引导车1行走的稳定性，提升引导车1的抗倾覆性能。

本申请实施例采用的四差速驱动轮爬坡和越障的综合能力强，相比于现有的双驱动轮加万向轮的设计，单边越障不存在无法越过的问题。采用第一传动结构12和第二传动结构13配合实现引导车1的全向移动，避免卡入障碍物失效，使得四个驱动轮的耐磨能力强，且很好的适应建筑工地等实际复杂地形。并且第一传动结构12和第二传动结构13的结构简单可靠，节省了空间，而且车身设计比较小巧，可适应比较狭窄和矮小的廊道等空间。

请继续参阅图5，在本实施例中，引导车1还包括感应系统16和控制系统17，感应系统16包括多个感应元件161，用于感应路况信息和行驶信息，控制系统17可以控制转向电机121的工作状态，例如启动或者关闭。

感应元件161可以包括激光导航仪1612和视觉检测器1614，导航仪和视觉检测器1614都可以安装于底盘14，具体地，激光导航仪1612和视觉检测器1614分别安装于安装板142的相对两端。其中，激光导航仪1612可以用于导航，以使引导车1可以根据导航信息移动，从而控制引导车1的行驶路径。视觉检测器1614用于检测路况信息，作为一种示例，路况信息可以包括引导车1所在路面的平整度、坡度、距离障碍物的距离、周围障碍物的数量、路坑大小、弯道坡度以及弯道半径等。视觉检测器1614还可以用于检测引导车1所处的环境信息，其中，环境信息可以是天气状况，例如光照强度、湿度、温度以及风力、风向等。

在其他实施方式中，感应元件161还可以包括角速度传感器以及加速度传感器等，感应系统16的各传感器或检测器可以共同配合，以对引导车1所处的位置和环境信息进行综合判断。

控制系统17与感应系统16和转向电机121均信号连接，以根据引导车1所处的路况信息和行驶信息控制转向电机121的工作状态，从而提升引导车1适应复杂地形的能力。在本实施例中，控制系统17可以安装于安装板142。在其他实施方式中，控制系统17还可以安装于支架131等其他位置，满足与感应系统16和转向电机121信号连接的条件即可

综上，本发明提供的引导车1，通过转向电机121带动第一齿轮123和第二齿轮125沿相反的方向转动，第一齿轮123带动第一轮组112转动，第二齿轮125带动第二轮组114转动，实现了引导车1的全向运动，并且引导车1的越障爬坡能力强，对建筑工地的适应性强。

第二实施例

请参阅图6、图7和图8，与第一实施例不同的是，本申请提供的引导车2的第二传动机构23包括导轨231、第一丝杆232、第二丝杆233、第一滑块234、第二滑块235、第一支撑块236和第二支撑块237。第一轮组212包括第一驱动轮2121和第二驱动轮2123，第一轮组212可以为全向轮组。第二轮组214包括第三驱动轮2142和第四驱动轮2144。第二轮组214可以为差速驱动轮组，这样设置可以将引导车2的旋转中心设在第三驱动轮2142和第四驱动轮2144之间的连线上，使得纠偏过程中侧向力从滑动摩擦变为滚动摩擦，克服了侧向摩擦力对纠偏的负影响，提高引导车2的直线行走精度，使其具有高精度直线行走能力。

具体地，底盘24还包括安装座240，安装座240包括第一侧板241、第二侧板243以及底座245，其中第一侧板241和第二侧板243相互平行且安装于底座245的相对两侧，底座245与第一侧板241(第二侧板243)垂直相连，底座245的延伸方向平行于引导车2的直行方向，底座245设有安装槽2451，安装槽2451可以用于第一支撑块236和第二支撑块237的安装。第一侧板241和第二侧板243可以与安装板242固定连接。

导轨231的延伸方向平行于底座245的延伸方向，导轨231与底座245间隔设置，导轨231可以通过第一侧板241和第二侧板243可以安装于底盘24，导轨231可以用于安装第一滑块234和第二滑块235。

第一丝杆232的长度方向与导轨231的长度方向平行，第一丝杆232与第一齿轮223固定连接，以使第一齿轮223可以带动第一丝杆232转动。

第一支撑块236可滑动地安装于安装槽2451内，具体地，第一支撑块236可以套设于第一丝杆232并且与第一丝杆232螺纹连接，以在第一丝杆232转动时，被第一丝杆232带动在安装槽2451内移动。

第二丝杆233与第一丝杆232位于同一直线上，第二丝杆233与第二齿轮225固定连接，以使第二齿轮225可以带动第二丝杆233转动。由于第一齿轮223和第二齿轮225的旋转方向相反，因此第一丝杆232和第二丝杆233的转动方向也相反。

第二支撑块237可滑动地安装于安装槽2451内，具体地，第二支撑块237可以套设于第二丝杆233并且与第二丝杆233螺纹连接，以在第二丝杆233转动时，被第二丝杆233带动在安装槽2451内移动，并且第二支撑块237的移动方向与第一支撑块236移动方向相反。

第一滑块234与第一丝杆232配合并滑动安装于导轨231，具体地，第一滑块234可以与第一支撑块236固定连接，并由第一支撑块236支撑，以被第一支撑块236带动。第一滑块234与第一轮组212连接，以带动第一轮组212向靠近或远离第一传动结构22的方向运动。

第二滑块235与第一滑块234分别位于第一传动结构22的相对两侧，第二滑块235与第二丝杆233配合并滑动安装于导轨231，具体地，第二滑块235可以与第二支撑块237固定连接，并由第二支撑块237支撑，以被第二支撑块237带动。第二滑块235与第二轮组214连接，以带动第二轮组214向靠近或远离第一传动结构22的方向运动。

引导车2还包括安装台26，安装台26固定安装于安装槽2451内，安装台26可以用于收容第一齿轮223、第二齿轮225和第三齿轮227，转向电机221的转轴穿过安装台26与第三齿轮227连接。

请参阅图7和图9，在本实施例中，转向电机221与第三齿轮227机械连接，以驱动第三齿轮227转动，第三齿轮227再分别带动第一齿轮223和第二齿轮225转动，第一齿轮223带动第一丝杆232转动，第一丝杆232带动第一滑块234滑动，第一滑块234再带动第一轮组212转动；第二齿轮225带动第二丝杆233转动，第二丝杆233转动带动第二滑块235沿与第一滑块234相反的方向滑动，第二滑块235再带动第二轮组214转动。

综上，本实施例提供的引导车2同样实现了全向运动，并且引导车2的越障爬坡能力强，对建筑工地的适应性强。另外本实施例中的引导车2采用双差速驱动轮加双全向轮，将旋转中心设在第三驱动轮2142和第四驱动轮2144之间的连线上，使得纠偏过程中侧向力从滑动摩擦变为滚动摩擦，克服了侧向摩擦力对纠偏的负影响，提高引导车2的直线行走精度，使其具有高精度直线行走能力。

第三实施例

请参阅图10和图11，与第一实施例不同的是，本申请提供的引导车3的第一传动机构32不包括第三齿轮，并且第一齿轮323和第二齿轮325相互啮合，转向电机321与第一齿轮323机械连接，以带动第一齿轮323转动，进而带动第二齿轮325转动。

第一齿轮323和第二齿轮325相互啮合，第一齿轮323和第二齿轮325位于同一平面，即均位于第一转向板333和第二转向板334之间。第一转向板333与第一齿轮323固定连接，第二转向板334与第二齿轮325固定连接，本领域技术人员可以理解，相互啮合的两个齿轮的转动方向相反，因此第一转向板333和第二转向板334的转动方向也相反。

本发明提供的引导车3，通过转向电机321带动第一齿轮323和第二齿轮325沿相反的方向转动，第一齿轮323带动第一轮组312转动，第二齿轮325带动第二轮组314转动，实现了引导车3的全向运动，并且引导车3的越障爬坡能力强，对建筑工地的适应性强。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种引导车，其特征在于，包括：

车轮系统，包括第一轮组和第二轮组；

第一传动机构，包括转向电机、第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮，所述转向电机带动所述第一齿轮和所述第二齿轮沿相反的方向转动，所述第一齿轮、所述第二齿轮及所述第三齿轮均为锥齿轮，所述第三齿轮啮合在所述第一齿轮和所述第二齿轮之间，所述第一齿轮的转动轴平行于所述第二齿轮的转动轴且垂直于所述第三齿轮的转动轴；及

第二传动机构，机械连接在所述第一传动机构和所述车轮系统之间，所述第一齿轮通过所述第二传动机构带动所述第一轮组转动，所述第二齿轮通过所述第二传动机构带动所述第二轮组转动，所述第二传动机构包括第一转向板、第二转向板、第一连杆组件和第二连杆组件，所述第一转向板与所述第一齿轮固定连接，所述第二转向板与所述第二齿轮固定连接，所述第一连杆组件连接于所述第一转向板和所述第一轮组之间，所述第二连杆组件连接于所述第二转向板和所述第二轮组之间，所述第一齿轮、所述第二齿轮、所述第一转向板和所述第二转向板同轴设置，所述第一转向板和所述第二转向板平行，所述第一转向板和所述第一齿轮设置于所述第二齿轮和所述第二转向板之间，所述转向电机带动所述第二齿轮和所述第二转向板转动，进而带动所述第一齿轮和所述第一转向板转动。

2.根据权利要求1所述的引导车，其特征在于，所述第一齿轮和所述第二齿轮相互啮合，所述转向电机与所述第一齿轮机械连接，以带动所述第一齿轮转动，进而带动所述第二齿轮转动。

3.根据权利要求1所述的引导车，其特征在于，所述引导车还包括感应系统和控制系统，所述感应系统包括多个感应元件，用于感应路况信息和行驶信息，所述感应系统和所述转向电机均与所述控制系统信号连接，所述控制系统根据所述路况信息和所述行驶信息控制所述转向电机的工作状态。

4.根据权利要求3所述的引导车，其特征在于，所述第二传动机构还包括铰接于所述车轮系统的摆动架，所述引导车还包括底盘和减震装置，所述底盘通过所述减震装置安装于所述摆动架，所述控制系统还与所述减震装置信号连接，用于控制所述减震装置的工作状态。

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