CN111517046A - 运输车及其车轮组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种运输车及其车轮组件。车轮组件包括：安装座(11)；与所述安装座(11)转动连接的旋转筒(12)，所述旋转筒(12)能绕其轴线转动；轮架(13)，包括传动箱(131)，所述传动箱(131)包括连接于所述旋转筒(12)的端部的第一端以及与所述第一端相对的第二端；设置在所述第二端上的主动轮(14)；旋转轴(15)，其贯穿所述旋转筒(12)且与所述旋转筒(12)同轴设置；设置在所述传动箱(131)内的传动机构(18)，分别与所述旋转轴(15)和所述主动轮(14)传动连接。运输车安装该车轮组件后能实现沿竖直轨道行驶和转向。

Description

运输车及其车轮组件

技术领域

本发明总体来说涉及一种车轮技术，具体而言，涉及一种运输车及其车轮组件。

背景技术

随着工业4.0时代的到来，运用于物流运输领域的自动引导运输车得到了持续快速的发展。一种较为常见的应用是自动引导运输车沿着导轨按照预定的路径穿梭行驶并对目的位置进行储货的存取，在此场景中，车轮的合理性设计起着至关重要的作用，尤其是对铺设在立体货架上的导轨，因可能存在小车垂直爬升和高空水平行驶等复杂环境。

现有的自动引导运输车仅能沿水平设置的导轨来回行驶，不能进行主动转向。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明所要解决的一个技术问题为运输车如何在水平和竖直的导轨上都可以运行并在水平和竖直的导轨之间进行转向行驶。为解决上述技术问题，本发明提供一种车轮组件，其包括：安装座；与所述安装座转动连接的旋转筒，所述旋转筒能绕其轴线转动；轮架，包括传动箱，所述传动箱包括连接于所述旋转筒的端部的第一端以及与所述第一端相对的第二端；设置在所述第二端上的主动轮；旋转轴，其贯穿所述旋转筒且与所述旋转筒同轴设置；设置在所述传动箱内的传动机构，分别与所述旋转轴和所述主动轮传动连接。

根据本发明的一个实施例，所述主动轮上设置有第一转轴，所述第一转轴与所述传动箱转动连接；

所述传动机构包括

套装在所述旋转轴上的第一锥齿轮；

与所述传动箱转动连接且平行于所述第一转轴的第二转轴；

套装在所述第二转轴上的第二锥齿轮，与所述第一锥齿轮相啮合；

其中，所述第二转轴与所述第一转轴传动连接。

根据本发明的一个实施例，所述传动机构还包括

套装在所述第一转轴上的第一圆柱齿轮；

套装在所述第二转轴上的第二圆柱齿轮；

安装在所述传动箱的内壁上且与所述第一转轴平行的心轴；

套装在所述心轴上且能绕所述心轴转动的第三圆柱齿轮，所述第三圆柱齿轮分别与所述第一圆柱齿轮、所述第二圆柱齿轮相啮合。

根据本发明的一个实施例，所述心轴设置在所述第一转轴和所述第二转轴之间，且所述第一转轴、所述第二转轴和所述心轴的轴线共平面。

根据本发明的一个实施例，所述第二转轴的中部与所述传动箱转动连接，所述第二锥齿轮和所述第二圆柱齿轮分别设置在所述第二转轴的两端，所述第一锥齿轮位于所述第二锥齿轮和所述第二圆柱齿轮之间。

根据本发明的一个实施例，所述安装座包括底板以及分别设置在所述底板两端上的两块竖板；

两块竖板相互平行，均设置有安装孔，两个所述安装孔同轴设置；

所述车轮组件还包括两个分别设置在所述安装孔内的回转轴承，两个所述回转轴承套装在所述旋转筒的两端。

根据本发明的一个实施例，所述旋转筒包括一端连接于所述传动箱的筒体以及从筒体与所述传动箱相连接的一端上径向向外伸出的凸缘；

两个所述回转轴承套装在所述筒体的两端；

所述车轮组件还包括与所述筒体同轴的推力轴承，所述推力轴承夹在所述凸缘与所述安装座的外壁之间。

根据本发明的一个实施例，所述轮架还包括安装架，设置在所述传动箱靠近所述主动轮的一端；

所述车轮组件还包括安装在所述安装架上的导向轮，所述导向轮的轴线平行于所述旋转筒的轴线；

其中，所述主动轮的轴线垂直于所述旋转筒的轴线。

根据本发明的一个实施例，所述安装架设置有两个，两个所述安装架分别设置在所述传动箱的相对两侧；

所述导向轮设置有两个，两个所述导向轮分别设置在两个所述安装架上。

根据本发明的一个实施例，所述主动轮为车轮、齿轮、链轮或同步轮。

本发明还提出了一种运输车，其包括如上所述的车轮组件。

由上述技术方案可知，本发明的车轮组件的优点和积极效果在于：

将多个车轮组件安装在运输车的车体上，两侧的车轮组件的主动轮分别与设置在车体两侧的导轨相抵，从旋转轴输入转矩，主动轮与导轨之间的摩擦力能带动车体行走，以使得车体能平稳地在导轨上行走。当导轨竖直设置时，主动轮与导轨之间的摩擦力还能支撑起车体，使得车体能沿竖直设置的导轨爬行。

主动轮安装在车架上，车架安装在旋转筒上，驱动旋转筒能改变主动轮的行进方向。由于旋转轴与旋转筒同轴设置，旋转筒驱动主动轮转向与旋转轴驱动主动轮滚动之间不会相互干涉。同时，旋转轴可以延伸到车体内部，被设置在车体内部的驱动装置驱动旋转进而带动主动轮滚动，而不必将驱动装置设置在轮架上，这就使得整个运输车的结构更加紧凑。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种运输车的立体示意图；

图2是根据一示例性实施方式示出的一种车轮组件的主视示意图；

图3是根据一示例性实施方式示出的一种车轮组件的全剖示意图；

图4是根据一示例性实施方式示出的一种车轮组件的拆解示意图；

图5是根据一示例性实施方式示出的一种车轮组件的左视示意图；

图6是根据一示例性实施方式示出的一种槽形导轨的俯视示意图；

图7是根据一示例性实施方式示出的一种槽形导轨的横截面示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

如图1所示，图1显示了本实施例中的一种运输车100。这种运输车100优选为自动导引运输车(Automated Guided Vehicle)。

该运输车100包括车体20和行走机构10。行走机构10安装在车体20上。行走机构10用于带动车体20沿导轨行走。车体20可以设置成大致的矩形结构。车体20包括前端以及与前端相对的后端。前端可以是车体20的前端，后端可以是车体20的后端。

行走机构10包括多个车轮组件1。多个车轮组件1分别设置在车体20相对的两侧。位于车体20两侧的车轮组件1分别与设置在运输车100两侧的两导轨相配合能抬起车体20，并沿导轨行走。在本实施例中，车轮组件1设置四个，两个车轮组件1分别设置在车体20的前端的相对两侧，另外两个车轮组件1分别设置在车体20的后端的相对两侧。四个车轮组件1从靠近车体20的四个角的位置支撑起车体20，更加平稳可靠。

参照图2和图3，每个车轮组件1均包括轮架13、主动轮14、传动机构18、旋转轴15、旋转筒12和安装座11。

安装座11为车轮组件1的基座。安装座11用于与车体20固定连接。在本实施例中，安装座11包括底板111以及两块侧板112。两块侧板112位于底部的同一侧，且均垂直于底板111。两块侧板112相互平行。两块侧板112上均设置有安装孔113，安装孔113为圆形的通孔。两个安装孔113相互对齐，即两个安装孔113同轴设置。

旋转筒12包括筒体121。筒体121为圆筒形。筒体121的直径小于安装孔113的直径。筒体121设置在安装孔113内。筒体121与安装座11之间形成转动连接。在本实施例中，车轮组件1还包括两个回转轴承22，两个回转轴承22的内圈分别套装在筒体121两端上。回转轴承22可以是向心轴186承，也可以是深沟球轴承。两个回转轴承22的外圈安装到安装孔113内，并与安装孔113之间形成固定连接。回转轴承22的外圈与安装孔113之间可以是过盈配合。这样，旋转筒12通过回转轴承22与安装座11之间形成转动连接。可以理解地，也可以不设置回转轴承22，安装孔113与旋转筒12之间通过间隙配合也可以实现旋转筒12与安装座11之间的转动连接。

参照图4，轮架13包括传动箱131。传动箱131可以是由金属材料制成。传动箱131内设置有内腔。传动箱131的外形可以构造为大致的六面体结构。传动箱131可以构造为直条形。传动箱131包括第一端以及与第一端相对的第二端。传动箱131的第一端固定连接在旋转筒12的端部上。传动箱131的第一端的端部与旋转筒12的端部之间可以是相互焊接、螺钉连接或螺栓连接。这样，轮架13就安装到了旋转筒12上，并且旋转筒12能带动轮架13绕旋转筒12的轴线旋转。

在本实施例中，主动轮为车轮。主动轮14包括滚轮本体142和第一转轴141。滚轮本体142为圆形，中部设置有通孔。第一转轴141为圆柱形。第一转轴141与滚轮本体142同轴设置。主动轮14套装在第一转轴141上，并与第一转轴141之间形成固定连接。主动轮14与第一转轴141之间可以是过盈配合。第一转轴141转动连接在传动箱131的第二端上。第一转轴141的延伸方向与传动箱131的延伸方向相互垂直。在本实施例中，传动箱131的第二端内设置有两个轴承19，这两个轴承19的内圈分别套装在第一转轴141的两端。传动箱131的两侧内壁上分别设置有两个轴承19安装孔113，两个轴承19的外圈分别设置在这两个轴承19安装孔113内，并与安装孔113之间形成固定连接。这样设置后，主动轮14与传动箱131之间形成转动连接。滚轮本体142的一部分容纳于传动箱131内，一部分从传动箱131的第二端伸出来。

旋转轴15为直条形。旋转轴15与旋转筒12同轴设置。旋转轴15的直径小于旋转轴15的内孔直径。旋转轴15贯穿旋转筒12，并从传动箱131的第一端伸入到传动箱131内。旋转轴15能相对于传动箱131转动，其转动方式为绕自身轴线转动。在本实施例中，车轮组件1还包括设置在旋转轴15与旋转筒12之间的轴承21。轴承21设置在旋转筒12内，轴承21的内圈套装在旋转轴15上，轴承21的外圈与旋转筒12的内壁相抵。轴承21可以设置两个，两个轴承21分别设置在旋转筒12的两端。旋转轴15的轴线优选为过主动轮14的中心。旋转轴15可以是花键轴。

传动机构18设置在传动箱131内。传动机构18分别传动连接于旋转轴15和主动轮14，用于将旋转轴15输送的转矩传递主动轮14上以驱动主动轮14滚动。传动机构18包括第一锥齿轮181、第二转轴182和第二锥齿轮183。第二转轴182与第一转轴141平行。第二转轴182设置在传动箱131的第一端。第二锥齿轮183套装在第二转轴182上，并与第二转轴182之间形成固定连接。第二转轴182插入到传动箱131内的一个轴孔内，并与该轴孔之间间隙配合，第二转轴182能在该轴孔内绕自身轴线转动。第一锥齿轮181套装在旋转轴15伸入到传动箱131内的一端上，并与第二锥齿轮183相啮合，两轴之间的交角等于90°。第一锥齿轮181与第二锥齿轮183相配合能使得输入的转矩改变方向。

第二转轴182与第一转轴141之间传动连接。第二转轴182与第一转轴141之间可以是带传动、链条传动或齿轮传动。在本实施例中，第二转轴182与第一转轴141之间采用齿轮传动，传动机构18还包括第一圆柱齿轮184、第二圆柱齿轮185、第三圆柱齿轮187和心轴186。第一圆柱齿轮184套装在第一转轴141上，并与第一转轴141之间固定连接。第二圆柱齿轮185套装在第二转轴182上，并与第二转轴182固定连接。心轴186设置在第一转轴141和第二转轴182之间，并且平行于第一转轴141。第三圆柱齿轮187套在心轴186上，第三圆柱齿轮187能绕心轴186的轴线转动。心轴186固定在传动箱131的内壁上，第三圆柱齿轮187与心轴186之间间隙配合，第三圆柱齿轮187能绕心轴186转动。第一圆柱齿轮184与第三圆柱齿轮187相啮合，第三圆柱齿轮187与第二圆柱齿轮185相啮合。

在本实施例中，旋转轴15在外力驱动下绕自身轴线转动后，旋转轴15带动第一锥齿轮181转动，第一锥齿轮181带动第二转轴182转动，第二转轴182带动第二圆柱齿轮185转动，第二圆柱齿轮185带动第三圆柱齿轮187转动，第三圆柱齿轮187带动第一圆柱齿轮184转动，第一圆柱齿轮184则驱动主动轮14滚动。由此，从旋转轴15输入的转矩能驱动主动轮14滚动。

主动轮14安装在车架上，车架安装在旋转筒12上，驱动旋转筒12能改变主动轮14的行进方向。由于旋转轴15与旋转筒12同轴设置，旋转筒12驱动主动轮14转向与旋转轴15驱动主动轮14滚动之间不会相互干涉。同时，旋转轴15可以延伸到车体20内部，被设置在车体20内部的驱动装置驱动旋转进而带动主动轮14滚动，而不必将驱动装置设置在轮架13上，这就使得整个运输车100的结构更加紧凑。

将多个车轮组件1安装在运输车100的车体20上，两侧的车轮组件1的主动轮14分别与设置在车体两侧的导轨相抵，再从旋转轴15输入转矩，主动轮14与导轨之间的摩擦力能带动车体行走，以使得车体20能平稳地在导轨上行走。当导轨竖直设置时，主动轮14与导轨之间的摩擦力还能支撑起车体20，使得车体20能沿竖直设置的导轨爬行。

进一步地，心轴186设置在所述第一转轴141和所述第二转轴182之间，且第一转轴141、第二转轴182和心轴186的轴线共平面。这样，第一圆柱齿轮184、第二圆柱齿轮185、第三圆柱齿轮187沿直线依次排布，这样就使得传动箱131的体积更小。

可以理解的，第一转轴141、第二转轴182和心轴186的轴线也可以不共平面，仅需要这三者的轴线相互平行即可，第一转轴141、第二转轴182和心轴186的轴线共平面只是一个最优的实施方式。

进一步地，第二转轴182的中部与传动箱131转动连接。第二锥齿轮183和第二圆柱齿轮185分别设置在第二转轴182的两端，第一锥齿轮181位于第二锥齿轮183和第二圆柱齿轮185之间。这样设置后，能使得传动机构18更加紧凑，体积更小，同时，第二转轴182的受力更加合理。

可以理解的，第一锥齿轮181也可以不位于第二锥齿轮183和第二圆柱齿轮185之间，只要能实现第一锥齿轮181与第二锥齿轮183相啮合的方式都可以，第一锥齿轮181也可以位于第二锥齿轮183和第二圆柱齿轮185之间是一个最优的实施方式。

进一步地，旋转筒12还包括凸缘122。凸缘122设置在筒体121连接传动箱131的一端，凸缘122从筒体121的端部径向向外伸出。凸缘122为圆环形。凸缘122的外径大于安装孔113的内径。车轮组件1还包括推力轴承16。推力轴承16与筒体121同轴设置。推力轴承16夹在凸缘122与安装座11的外壁之间。这样，推力轴承16就能承载从轮架13传递而来的轴向载荷而避免回转轴承22承载过大的轴向载荷。更进一步地，凸缘122的外缘靠近安装座11的一侧向内凹陷形成环形缺口，推力轴承16安装在环形缺口内。这样就对推力轴承16进行了限位，避免推力轴承16随意移动。

进一步地，轮架13还包括安装架132。安装架132可以设置成三角形。安装架132设置在传动箱131的第二端的侧面上。安装架132位于主动轮14的径向方向上。车轮组件还包括导向轮17。导向轮17设置在安装架132上，导向轮17能绕自身的轴线滚动。导向轮17的轴线与旋转筒12的轴线相互垂直，主动轮14的轴线与旋转筒12的轴线相互平行。

参照图6、7，这种车轮组件1特别适合在槽形导轨3中行驶。槽形导轨3上设置有条槽31，条槽31可以是直条槽31。导向轮17和主动轮14均能伸入到条槽31内，并且主动轮14始终紧抵条槽31的底壁311。当条槽31沿着水平方向延伸时，导向轮17挂在条槽31的侧壁312上并承载车体20，主动轮14在条槽31的底壁311上滚动带动车体20沿条槽31行走，这样运输车100就能沿着水平的条槽31平稳行走。当条槽31竖直设置时，主动轮14与条槽31的底壁311之间的摩擦力承载车体20的重量，同时，导向轮17与条槽31的侧壁312相互作用以引导主动轮14沿条槽31运动，避免主动轮14与条槽31的侧壁312摩擦，运输车100就能沿着竖直的条槽31平稳行驶。

当然，主动轮14还可以是链轮。条槽31的内部固定安装有沿条槽31延伸的链条后，主动轮14与该链条相啮合，主动轮14转动后与链条相互作用而沿着链条滚动。

主动轮14还可以是齿轮，条槽31的内部固定安装有沿条槽31的延伸方向延伸的齿条，或者在条槽31的底壁上设置沿条槽31延伸方向并排排列的多个齿。这样，当主动轮14与齿条相啮合，或者与条槽31底部的齿相啮合后主动轮14能沿着条槽31行走。

主动轮14还可以是同步轮，条槽31的内部固定安装有同步带，同步带沿条槽31延伸方向延伸。同步带与主动轮14相啮合后，主动轮14相啮合后能主动轮14能沿同步带行走。

当主动轮14为齿轮、链轮或同步轮轮时，与条槽31内对应的结构相啮合，主动轮14不会在条槽31内打滑，主动轮14能承载更大的载荷。

进一步地，安装架132设置有两个，两个安装架132分别设置在传动箱131的第二端的相对两侧。参照图5，导向轮17设置有两个。两个导向轮17分别设置在两个安装架132上。两个导向轮17分别位于主动轮14的前方和后方。

将主动轮14设置在两个导向轮17之间，能完全避免主动轮14与条槽31的侧壁312相互摩擦；同时，两个导向轮17挂在条槽31的侧壁312上时，两个导向轮17施加给轮架13的偏转力矩相互抵消，轮架13受力更加合理。

尽管已经参照某些实施例公开了本发明，但是在不背离本发明的范围和范畴的前提下，可以对所述的实施例进行多种变型和修改。因此，应该理解本发明并不局限于所阐述的实施例，其保护范围应当由所附权利要求的内容及其等价的结构和方案限定。

Claims (12)

1.一种车轮组件，其特征在于，包括：

安装座(11)；

与所述安装座(11)转动连接的旋转筒(12)，所述旋转筒(12)能绕其轴线转动；

轮架(13)，包括传动箱(131)，所述传动箱(131)包括连接于所述旋转筒(12)的端部的第一端以及与所述第一端相对的第二端；

设置在所述第二端上的主动轮(14)；

旋转轴(15)，其贯穿所述旋转筒(12)且与所述旋转筒(12)同轴设置；设置在所述传动箱(131)内的传动机构(18)，分别与所述旋转轴(15)和所述主动轮(14)传动连接。

2.如权利要求1所述的车轮组件，其特征在于，所述主动轮(14)上设置有第一转轴(141)，所述第一转轴(141)与所述传动箱(131)转动连接；

所述传动机构(18)包括

套装在所述旋转轴(15)上的第一锥齿轮(181)；

与所述传动箱(131)转动连接且平行于所述第一转轴(141)的第二转轴(182)；

套装在所述第二转轴(182)上的第二锥齿轮(183)，与所述第一锥齿轮(181)相啮合；

其中，所述第二转轴(182)与所述第一转轴(141)传动连接。

3.如权利要求2所述的车轮组件，其特征在于，所述传动机构(18)还包括

套装在所述第一转轴(141)上的第一圆柱齿轮(184)；

套装在所述第二转轴(182)上的第二圆柱齿轮(185)；

安装在所述传动箱(131)的内壁上且与所述第一转轴(141)平行的心轴(186)；

套装在所述心轴(186)上且能绕所述心轴(186)转动的第三圆柱齿轮(187)，所述第三圆柱齿轮(187)分别与所述第一圆柱齿轮(184)、所述第二圆柱齿轮(185)相啮合。

4.如权利要求3所述的车轮组件，其特征在于，所述心轴(186)设置在所述第一转轴(141)和所述第二转轴(182)之间，且所述第一转轴(141)、所述第二转轴(182)和所述心轴(186)的轴线共平面。

5.如权利要求3或4所述的车轮组件，其特征在于，所述第二转轴(182)的中部与所述传动箱(131)转动连接，所述第二锥齿轮(183)和所述第二圆柱齿轮(185)分别设置在所述第二转轴(182)的两端，所述第一锥齿轮(181)位于所述第二锥齿轮(183)和所述第二圆柱齿轮(185)之间。

6.如权利要求1至4中任一项所述的车轮组件，其特征在于，所述安装座(11)包括底板(111)以及分别设置在所述底板(111)两端上的两块竖板(112)；

两块竖板(112)相互平行，均设置有安装孔(113)，两个所述安装孔(113)同轴设置；

所述车轮组件(1)还包括两个分别设置在所述安装孔(113)内的回转轴承(22)，两个所述回转轴承(22)套装在所述旋转筒(12)的两端。

7.如权利要求6所述的车轮组件，其特征在于，所述旋转筒(12)包括一端连接于所述传动箱(131)的筒体(121)以及从筒体(121)与所述传动箱(131)相连接的一端上径向向外伸出的凸缘(122)；

两个所述回转轴承(22)套装在所述筒体(121)的两端；

所述车轮组件(1)还包括与所述筒体(121)同轴的推力轴承(16)，所述推力轴承(16)夹在所述凸缘(122)与所述安装座(11)的外壁之间。

8.如权利要求1至4中任一项所述的车轮组件，其特征在于，所述轮架(13)还包括安装架(132)，设置在所述传动箱(131)靠近所述主动轮(14)的一端；

所述车轮组件(1)还包括安装在所述安装架(132)上的导向轮(17)，所述导向轮(17)的轴线平行于所述旋转筒(12)的轴线；

其中，所述主动轮(14)的轴线垂直于所述旋转筒(12)的轴线。

9.如权利要求8所述的车轮组件，其特征在于，所述安装架(132)设置有两个，两个所述安装架(132)分别设置在所述传动箱(131)的相对两侧；

所述导向轮(17)设置有两个，两个所述导向轮(17)分别设置在两个所述安装架(132)上。

10.如权利要求1至4中任一项所述的车轮组件，其特征在于，所述车轮组件(1)还包括轴承(21)，轴承(21)的外圈抵接于所述旋转筒(12)的内壁，所述轴承(21)的内圈套装在所述旋转轴(15)上。

11.如权利要求1至4中任一项所述的车轮组件，其特征在于，所述主动轮(14)为车轮、齿轮、链轮或同步轮。

12.一种运输车，其特征在于，包括如权利要求1至11中任意项所述的车轮组件(1)。

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