CN112590970A - 一种小型自动导引车结构 - Google Patents

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Abstract

本发明属于自动导引车制造技术领域，尤其涉及一种结构紧凑的小型自动导引车结构。所述小型自动导引车结构的舵机阿克曼转向机构安装在U型底盘框架的前部，后置双驱动组件安装在在U型底盘框架的后部，动力单元设置在呈U型的底盘框架的中间；车轮分别与舵机阿克曼转向机构和后置双驱动组件连接，减震单元设置在U型底盘框架和车轮之间。本发明采用前轮阿克曼转向，后置两电机独立控制，两电机并排向背放置，使小车整体宽度减少了85mm，极大减少了车身整体宽度，减小了车辆最小转弯道宽度，使车身比例更加协调。安装了微型可伸缩联轴器，联轴器卡槽，使小车达到等速联轴器条件，实现小车两后置独立悬挂，使小车运动更平稳。

Description

一种小型自动导引车结构
技术领域
本发明属于自动导引车制造技术领域，尤其涉及一种结构紧凑的小型自动导引车结构。
背景技术
目前，目前小型自动导引车主要分为三轮系、四轮系和六轮系式。对于室内四轮系小型底盘的小车而言，当小车的底盘要求缩小到一定尺寸时，如果要保证小车的宽度，受到移动机器人小车整体尺寸、电机尺寸、电池、控制板等安装空间的限制，电机的整体设计布局往往会出现瓶颈，底盘所剩的空间就非常狭小，在有限的空间下根本无法安装较为复杂的悬挂，可伸缩联轴器等结构；
同时，对于四轮自动导引车，在转弯时，理论上由于左、右转向轮的转向半径不同造成左、右转向轮转角不同。举例说明，右转弯时，右转向轮转角大于左转向轮转角。两轮转角的差值会随着车体转向角度增大而增大。阿克曼转向机构(Ackermann steering)要求四个轮子路径的圆心大致交会于后轴延长线上瞬时转向中心，这时小车在转弯时将没有轮胎滑转，转向力最小，从而使车辆可以顺畅的转弯。
目前各类转向系统均适用于汽车行业，在小型自动导引车上使用效果不佳。因小型自动导引车空间小，现有各类转向系统的空间利用率低。并且涡轮蜗杆转向机、循环球转向机、齿轮齿条式转向机等因其输出端运动单一，所以只能得到阿克曼转向机构的一个近似的结果，或者只能在某一点时满足阿克曼转向机构，无法全程满足阿克曼理论。
发明内容
本发明公开了一种小型自动导引车结构，以解决现有技术的上述技术问题以及其他潜在问题中的任一问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种小型自动导引车结构，所述小型自动导引车结构包括：U型底盘框架、舵机阿克曼转向机构、后置双驱动组件、减震单元、供电单元、控制板和车轮，
其中，所述舵机阿克曼转向机构安装在所述U型底盘框架的前部，所述后置双驱动组件安装在在所述U型底盘框架的后部，所述供电单元和控制板设置在呈U型的所述底盘框架的中间；
所述车轮分别与所述舵机阿克曼转向机构和后置双驱动组件连接，所述减震单元设置在所述U型底盘框架和车轮之间；
所述供电单元为所述舵机阿克曼转向机构、后置双驱动组件和控制板供电。
进一步，所述舵机阿克曼转向机构包括舵机、舵机摆臂、转向臂、横摆加长臂、横摆、左转向臂、右转向臂、舵机安装座、左转向杯和右转向杯，
所述舵机安装座安装在所述U型底盘框架的前部，所述舵机嵌入到所述舵机安装座内，所述舵机摆臂的一端与所述舵机连接，所述舵机摆臂的另一端与所述转向臂的一端固接，所述转向臂的另一端与所述横摆加长臂固接，所述横摆加长臂与所述横摆的中心位置固接，所述横摆的两端分别与所述左转向臂和右转向臂的一端连接，所述左转向臂和右转向臂的另一端分别与所述左转向杯和右转向杯活动连接，所述左转向杯和右转向杯分别车轮连接；
所述横摆上设有左滑槽和右滑槽，所述左滑槽和右滑槽内均设有凸肩螺栓，所述凸肩螺栓与所述舵机安装座固定连接。
进一步，所述后置双驱动组件包括第一电机、第二电机、电机支架、第一联轴器槽、第二联轴器槽、第一可伸缩联轴器、第二可伸缩联轴器、第一后转向杯、第二转向杯和六角联轴器；
其中，所述电机支架安装在所述U型底盘框架的后部，所述第一电机和第二电机并列安装在所述电机支架上，且所述第一电机和第二电机的输出位于所述U型底盘框架的两侧；
所述第一电机的输出轴与所述第一联轴器槽的一端固接，所述第一联轴器槽的另一端与所述第一可伸缩联轴器的一端固接，所述第一可伸缩联轴器的另一端穿过所述第一后转向杯与所述六角联轴器固接；
所述第二电机的输出轴与所述第二联轴器槽的一端固接，所述第二联轴器槽的另一端与所述第二可伸缩联轴器的一端固接，所述第二可伸缩联轴器的另一端穿过所述第二后转向杯与所述六角联轴器固接；
所述六角联轴器分别与所述车轮传动连接。
进一步，所述可伸缩联轴器为狗骨十字联轴器，所述第一电机和第二电机为代码盘直流有刷电机。
进一步，所述后置双驱动组件还包括隔离板，所述隔离板设置在所述第一电机和第二电机之间，所述隔离板的厚度为3-5mm。
进一步，所述减震单元包括前摆臂、后摆臂、左转向支架、右转向支架，前避震器和后避震器，
其中，2个所述前摆臂的一端通过销轴与所述舵机安装座两端活动连接，另一端通过销轴分别与左转向支架和右转向支架连接，2个所述前避震器设置在所述前摆臂的前端，且一端均与所述舵机安装座的上端活动连接，另一端与2个所述前摆臂与左转向支架和右转向支架连接处的下端连接；
2个所述后摆臂的一端通过销轴与所述电机支架的两端活动连接，另一端通过销轴分别与左转向支架和右转向支架连接，2个所述后避震器设置在所述后摆臂的后端，且一端与所述舵机安装座的上端活动连接，另一端分别与2个所述后摆臂与左转向支架和右转向支架连接处的下端连接。
进一步，所述前摆臂包括上前摆臂和下前摆臂，
其中，2个所述上前摆臂的一端通过销轴与所述舵机安装座的两侧的上端连接，另一端分别通过销轴与所述左转向支架和右转向支架上端连接，
2个所述下前摆臂的一端通过销轴与所述舵机安装座的两侧的下端连接，另一端分别通过销轴与所述左转向支架和右转向支架下端连接。
进一步，所述后摆臂包括上后摆臂和下后摆臂，
所述前摆臂包括上前摆臂和下前摆臂，
其中，2个所述上后摆臂的一端通过销轴与所述电机支架的两侧的上端连接，另一端分别通过销轴与所述左转向支架和右转向支架上端连接，
2个所述下后摆臂的一端通过销轴与所述电机支架的两侧的下端连接，另一端分别通过销轴与所述左转向支架和右转向支架下端连接。
进一步，所述前避震器和后避震器为阻尼减震器。
进一步，所述车轮为大脚防滑轮。
本发明的有益效果是：由于采用上述技术方案，本发明后置双电机驱动，前轮阿克曼转向，两电机独立控制，车身美观可靠、结构简单、安装方便；两电机并排向背放置，使小车整体宽度减少了85mm，极大减少了车身整体宽度，减小了车辆最小转弯道宽度，使车身比例更加协调。电机和轮胎之间安装了微型可伸缩联轴器，联轴器卡槽，使小车达到等速联轴器条件，实现小车两后置独立悬挂，使小车运动更平稳。
附图说明
图1为本发明一种小型自动导引车结构的结构示意图。
图2为本发明一种小型自动导引车结构的舵机阿克曼转向机构的结构示意图。
图3为本发明一种小型自动导引车结构的舵机的部分结构示意图。
图4为本发明一种小型自动导引车结构的横摆的部分结构示意图。
图5为本发明一种小型自动导引车结构的后置双驱动组件的结构示意图。
图6为本发明一种小型自动导引车结构的后置双驱动组件的结构示意图。
图中：
1.U型底盘框架,2.舵机阿克曼转向机构,2-1.舵机,2-2舵机摆臂,2-3转向臂,2-4.横摆加长臂,2-5.横摆,2-51.左滑槽,2-52.右滑槽,2-6.左转向臂,2-7.右转向臂,2-8.舵机安装座,2-81.凸肩螺栓,2-9.左转向杯,2-10.右转向杯,3.后置双驱动组件,3-1.第一电机,3-2.第二电机,3-3.电机支架,3-4.第一联轴器槽,3-5.第二联轴器槽,、3-6.第一可伸缩联轴器,3-7.第二可伸缩联轴器,3-8.第一后转向杯,3-9.第二转向杯,3-10.六角联轴器,3-11.隔离板,4,减震单元,4-1.前避震器,4-2.后避震器,4-3.前摆臂，4-31.上前摆臂,4-32.下前摆臂,4-4.后摆臂,4-41.上后摆臂,4-42.下后摆臂,4-5.左转向支架,4-6.右转向支架,5.供电单元,6.车轮,7控制板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
如图1所示，本发明一种小型自动导引车结构，所述小型自动导引车结构包括：U型底盘框架1、舵机阿克曼转向机构2、后置双驱动组件3、减震单元4、供电单元5、车轮6和控制板7，
其中，所述舵机阿克曼转向机构2安装在所述U型底盘框架1的前部，所述后置双驱动组件3安装在在所述U型底盘框架1的后部，所述供电单元5和控制板7设置在呈U型的所述底盘框架1的中间；
所述车轮6分别与所述舵机阿克曼转向机构2和后置双驱动组件3连接，所述减震单元4设置在所述U型底盘框架1和车轮6之间；
所述供电单元5为所述舵机阿克曼转向机构2、后置双驱动组件3和控制板7供电。
如图2所示，所述舵机阿克曼转向机构2包括舵机2-1、舵机摆臂2-2、转向臂2-3、横摆加长臂2-4、横摆2-5、左转向臂2-6、右转向臂2-7、舵机安装座2-8、左转向杯2-9和右转向杯2-10，
所述舵机安装座2-8安装在所述U型底盘框架1的前部，所述舵机2-1嵌入到所述舵机安装座2-8内，所述舵机摆臂2-2的一端与所述舵机2-1连接，所述舵机摆臂2-2的另一端与所述转向臂2-3的一端固接，所述转向臂2-3的另一端与所述横摆加长臂2-4固接，所述横摆加长臂2-4与所述横摆2-5的中心位置固接，所述横摆2-5的两端分别与所述左转向臂2-6和右转向臂2-7的一端连接，所述左转向臂2-6和右转向臂2-7的另一端分别与所述左转向杯2-9和右转向杯2-10活动连接，所述左转向杯2-9和右转向杯2-10分别车轮6连接，如图3所示；
所述横摆2-5上设有左滑槽2-51和右滑槽2-52，所述左滑槽2-51和右滑槽2-52内均设有凸肩螺栓2-81，所述凸肩螺栓2-81与所述舵机安装座2-8固定连接，如图4所示。
如图5所示，所述后置双驱动组件3包括第一电机3-1、第二电机3-2、电机支架3-3、第一联轴器槽3-4、第二联轴器槽3-5、第一可伸缩联轴器3-6、第二可伸缩联轴器3-7、第一后转向杯3-8、第二转向杯3-9和六角联轴器3-10；
其中，所述电机支架3-3安装在所述U型底盘框架1的后部，所述第一电机3-1和第二电机3-2并列安装在所述电机支架3-3上，且所述第一电机3-1和第二电机3-2的输出位于所述U型底盘框架1的两侧；
所述第一电机3-1的输出轴与所述第一联轴器槽3-4的一端固接，所述第一联轴器槽3-4的另一端与所述第一可伸缩联轴器3-6的一端固接，所述第一可伸缩联轴器3-6的另一端穿过所述第一后转向杯3-8与所述六角联轴器3-10固接；
所述第二电机3-2的输出轴与所述第二联轴器槽3-5的一端固接，所述第二联轴器槽3-5的另一端与所述第二可伸缩联轴器3-7的一端固接，所述第二可伸缩联轴器3-7的另一端穿过所述第二后转向杯3-9与所述六角联轴器3-10固接；
所述六角联轴器3-10均与所述车轮6传动连接。
所述第一可伸缩联轴器3-6、第二可伸缩联轴器3-7均为狗骨十字联轴器，所述第一电机3-1和第二电机3-2为代码盘直流有刷电机。
所述后置双驱动组件3还包括隔离板3-11，所述隔离板3-11设置在所述第一电机3-1和第二电机3-2之间，所述隔离板的厚度为3-5mm。
所述减震单元4包括前摆臂4-3、后摆臂4-4、前避震器,4-1、后避震器4-2、左转向支架4-5和右转向支架4-6，
其中，2个所述前摆臂4-3与所述舵机安装座2-8两端连接，另一端通过销轴分别与左转向支架4-5和右转向支架4-6连接，2个所述前避震器4-1设置在所述前摆臂4-3的前端，且一端均与所述舵机安装座2-8的上端活动连接，另一端与2个所述前摆臂4-3与左转向支架4-5和右转向支架4-6连接处的下端连接；
2个所述后摆臂4-4的一端与所述电机支架3-3的两端连接，另一端分别与左转向支架4-5和右转向支架4-6连接，2个所述后避震器4-2设置在所述后摆臂4-2的后端，且一端与所述电机支架3-3的上端活动连接，另一端分别与2个所述后摆臂4-4与左转向支架4-5和右转向支架4-6连接处的下端连接。
所述前摆臂4-2包括上前摆臂4-31和下前摆臂4-32，
其中，2个所述上前摆臂4-31的一端通过销轴与所述舵机安装座2-8的两侧的上端连接，另一端分别通过销轴与所述左转向支架4-5和右转向支架4-6上端连接，
2个所述下前摆臂4-32的一端通过销轴与所述舵机安装座2-8的两侧的下端连接，另一端分别通过销轴与所述左转向支架4-5和右转向支架4-6下端连接。
所述后摆臂4-4包括上后摆臂4-41和下后摆臂4-42，
其中，2个所述上后摆臂4-41的一端通过销轴与所述电机支架3-3的两侧的上端连接，另一端分别通过销轴与所述左转向支架4-5和右转向支架4-6上端连接，
2个所述下后摆臂4-42的一端通过销轴与所述电机支架3-3的两侧的下端连接，另一端分别通过销轴与所述左转向支架4-5和右转向支架4-6下端连接，如图6所示。
所述前避震器4-1和后避震器4-2均为阻尼减震器。
所述车轮6为大脚防滑轮。
实施例：
一种小型自动导引车结构，第一电机3-1和电机3-2并排相背放置，通过电机支架3-8安装在底盘框架1尾部，电机支架3-8上有环形的6个螺纹孔，与第一电机3-1和电机3-2正好相对应使之固定。两点之间中间相隔5mm的间隙，并放有3mm厚的隔离板3-11，放置两电机运转时相互干扰。电机轴与联轴器槽11相连接，微型可伸缩联轴器12是一种狗骨十字联轴器，狗骨十字联轴器一端卡在联轴器槽11的槽之间，另一端的轴穿过小车后转向杯13与车轮相连，车轮卡在六角联轴器14上，用螺母与狗骨十字联轴器的轴端配合，固定轮胎。电机9和电机10的旋转轴轴心相距20mm，狗骨十字联轴器满足两电机等速旋转的条件，并将车轮旋转轴线统一在一条直线上，这样小车轮胎就能正常稳定旋转。两电机并排向背放置，使小车整体宽度减少了85mm，有效的减少了小车的整体宽度。
避震器12通过销钉安装在后置两摆臂之间，对两个后置独立减震，避震器器12下端与后置下摆臂16相连，上端与上摆臂6相连，小车空载避震器压缩量为5mm。
转向时舵机2-1开始转向输入时带动舵机摆臂2-2沿舵机2-1出轴做圆周运动；舵机摆臂2-2带动转向臂2-3一端做圆周运动，同时转向臂2-3整体产生位移运动；转向臂2-3另一端与通过横摆加长臂2-4与横摆2-5连接，横摆2-5因有限位槽只能产生左右位移，所以转向臂2-3整体产生位移运动和旋转运动；横摆2-5接收到转向臂2-3的输入后只做左右直线位移运动；左转向臂2-6和右转向臂2-7跟随横摆2-5做左右位移运动，带动左转向杯2-9和右转向杯2-10的一端左右滑动；左转向杯2-9和右转向杯2-10另一端与前轴摆臂4-2连接，在一端左右滑动时会形成转向角度；车轮6会跟随左转向杯2-9和右转向杯2-10完成转向运动。
在车辆直行时，车轮6之间相互平行，纯滚动前进。转向时(左转向)，舵机2-1驱动舵机摆臂2-2，使舵机摆臂2-2绕舵机2-1驱动轴转动，带动转向臂2-3的一端转动，转向臂2-3另一端与通过横摆加长臂2-4与横摆2-5连接，横摆2-5因有限位槽只能产生滑动，左转向臂2-6和右转向臂2-7跟随横摆2-5做左右位移滑动，带动左转向杯2-9和右转向杯2-10的一端左右滑动，左转向杯2-9和右转向杯2-10的另一端开始转动形成转向角度，并使得左转向杯2-9的转向角度大于右转向杯2-10，车轮6会跟随左转向杯2-9和右转向杯2-10完成转向运动，从而实现阿克曼转向。
以上对本申请实施例所提供的一种小型自动导引车结构进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求书的保护范围内。

Claims (10)

1.一种小型自动导引车结构，其特征在于，所述小型自动导引车结构包括：U型底盘框架、舵机阿克曼转向机构、后置双驱动组件、减震单元、供电单元、控制板和车轮，
其中，所述舵机阿克曼转向机构安装在所述U型底盘框架的前部，所述后置双驱动组件安装在在所述U型底盘框架的后部，所述供电单元和控制板设置在所述U型的所述底盘框架的中间；
所述车轮分别与所述舵机阿克曼转向机构和后置双驱动组件连接，所述减震单元设置在所述U型底盘框架和车轮之间；
所述供电单元为所述舵机阿克曼转向机构、后置双驱动组件和控制板供电。
2.根据权利要求1所述的小型自动导引车结构，其特征在于，所述舵机阿克曼转向机构包括舵机、舵机摆臂、转向臂、横摆加长臂、横摆、左转向臂、右转向臂、舵机安装座、左转向杯和右转向杯，
所述舵机安装座安装在所述U型底盘框架的前部，所述舵机嵌入到所述舵机安装座内，所述舵机摆臂的一端与所述舵机连接，所述舵机摆臂的另一端与所述转向臂的一端固接，所述转向臂的另一端与所述横摆加长臂固接，所述横摆加长臂与所述横摆的中心位置固接，所述横摆的两端分别与所述左转向臂和右转向臂的一端连接，所述左转向臂和右转向臂的另一端分别与所述左转向杯和右转向杯活动连接，所述左转向杯和右转向杯分别车轮连接；
所述横摆上设有左滑槽和右滑槽，所述左滑槽和右滑槽内均设有凸肩螺栓，所述凸肩螺栓与所述舵机安装座固定连接。
3.根据权利要求2所述的小型自动导引车结构，其特征在于，所述后置双驱动组件包括第一电机、第二电机、电机支架、第一联轴器槽、第二联轴器槽、第一可伸缩联轴器、第二可伸缩联轴器、第一后转向杯、第二转向杯和六角联轴器；
其中，所述电机支架安装在所述U型底盘框架的后部，所述第一电机和第二电机并列安装在所述电机支架上，且所述第一电机和第二电机的输出位于所述U型底盘框架的两侧；
所述第一电机的输出轴与所述第一联轴器槽的一端固接，所述第一联轴器槽的另一端与所述第一可伸缩联轴器的一端固接，所述第一可伸缩联轴器的另一端穿过所述第一后转向杯与所述六角联轴器固接；
所述第二电机的输出轴与所述第二联轴器槽的一端固接，所述第二联轴器槽的另一端与所述第二可伸缩联轴器的一端固接，所述第二可伸缩联轴器的另一端穿过所述第二后转向杯与所述六角联轴器固接；
所述六角联轴器分别与所述车轮传动连接。
4.根据权利要求3所述的小型自动导引车结构，其特征在于，所述可伸缩联轴器为狗骨十字联轴器，所述第一电机和第二电机为代码盘直流有刷电机。
5.根据权利要求3所述的小型自动导引车结构，其特征在于，所述后置双驱动组件还包括隔离板，所述隔离板设置在所述第一电机和第二电机之间，所述隔离板的厚度为3-5mm。
6.根据权利要求4所述的小型自动导引车结构，其特征在于，所述减震单元包括前摆臂、后摆臂、左转向支架、右转向支架，前避震器和后避震器，
其中，2个所述前摆臂的一端与所述舵机安装座两端连接，另一端分别与左转向支架和右转向支架连接，2个所述前避震器设置在所述前摆臂的前端，且一端均与所述舵机安装座的上端活动连接，另一端与2个所述前摆臂与左转向支架和右转向支架连接处的下端连接；
2个所述后摆臂的一端与所述电机支架的两端连接，另一端分别与左转向支架和右转向支架连接，2个所述后避震器设置在所述后摆臂的后端，且一端与所述电机支架的上端活动连接，另一端分别与2个所述后摆臂与左转向支架和右转向支架连接处的下端连接。
7.根据权利要求5所述的小型自动导引车结构，其特征在于，所述前摆臂包括上前摆臂和下前摆臂，
其中，2个所述上前摆臂的一端通过销轴与所述舵机安装座的两侧的上端连接，另一端分别通过销轴与所述左转向支架和右转向支架上端连接，
2个所述下前摆臂的一端通过销轴与所述舵机安装座的两侧的下端连接，另一端分别通过销轴与所述左转向支架和右转向支架下端连接。
8.根据权利要求5所述的小型自动导引车结构，其特征在于，所述后摆臂包括上后摆臂和下后摆臂，
所述前摆臂包括上前摆臂和下前摆臂，
其中，2个所述上后摆臂的一端通过销轴与所述电机支架的两侧的上端连接，另一端分别通过销轴与所述左转向支架和右转向支架上端连接，
2个所述下后摆臂的一端通过销轴与所述电机支架的两侧的下端连接，另一端分别通过销轴与所述左转向支架和右转向支架下端连接。
9.根据权利要求5所述的小型自动导引车结构，其特征在于，所述前避震器和后避震器均为阻尼减震器。
10.根据权利要求1所述的小型自动导引车结构，其特征在于，所述车轮为大脚防滑轮。
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