CN117142385A - 四向穿梭车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种四向穿梭车，包括：车体，包括底板、连接于底板的两个横向侧板、连接于底板的两个纵向侧板以及托板，纵向侧板能相对于底板运动；横向行走机构，包括设于两个横向侧板上的横向车轮、与横向车轮连接的横向传动组件及驱动横向传动组件的第一电机；纵向行走机构，包括设于两个纵向侧板上的纵向车轮、与纵向车轮连接的纵向传动组件及驱动纵向传动组件的第二电机；换向顶升机构，包括与纵向侧板连接的换向顶升组件和驱动换向顶升组件的第三电机；托板顶升机构，包括设于底板且与托板连接的托板顶升组件和驱动托板顶升组件的第四电机。本方案具有换向顶升平稳、电池续航能力强的优点。

Description

四向穿梭车

技术领域

本发明涉及物流仓储系统技术领域，具体的是一种四向穿梭车。

背景技术

四向穿梭车是一种集四向行驶、原地换轨、自动搬运、智能监控和交通动态管理等功能于一体的智能穿梭车搬运设备。四向穿梭车可在交叉轨道上沿纵向或横向轨道方向行驶，到达仓库任意一个指定货位，不受场地限制，适应多种工作环境，终端自由调度，实现全自动无人值守。

随着物流和仓储行业的快速发展，现有立体仓储的大规模使用，四向穿梭车得到了快速发展。现有的一些四向穿梭车采用液压顶升机构对车体进行顶升，从而实现穿梭车的换向(换轨)，液压顶升方式存在容易出现液压油泄露污染的问题。为解决液压油泄露污染的问题，市面上也有采用电机驱动换向机构的穿梭车，但是，这些穿梭车的车体顶升机构和托盘顶升机构是由同一驱动电机驱动，由于驱动电机单独顶升托盘上货物比其同时顶升货物和车体所需的扭力要小，因此，若采用扭力较小的电机驱动二者，容易出现顶升不稳定的问题，而若采用扭力较大的电机驱动二者，则容易出现能耗高、电池续航短的问题。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明实施例提供了一种四向穿梭车，其克服了上述问题。

本申请实施例公开了：一种四向穿梭车，包括：

车体，包括底板、相对地连接于所述底板上的两个横向侧板、相对地连接于所述底板上的两个纵向侧板以及托板，所述纵向侧板能相对于所述底板上下运动；

横向行走机构，包括设置于两个所述横向侧板上的横向车轮、与所述横向车轮连接的横向传动组件以及用于驱动所述横向传动组件的第一电机；

纵向行走机构，包括设置于两个所述纵向侧板上的纵向车轮、与所述纵向车轮连接的纵向传动组件以及用于驱动所述纵向传动组件的第二电机；

换向顶升机构，包括与所述纵向侧板连接的换向顶升组件和用于驱动所述换向顶升组件的第三电机；

托板顶升机构，包括设置于所述底板上且与所述托板连接的托板顶升组件和用于驱动所述托板顶升组件的第四电机。

具体地，所述换向顶升组件包括第一传动轴、多个第一链轮、多个第一链条、两个第一偏心轮组和多个导柱，所述第一传动轴和所述第三电机的输出轴通过所述第一链轮和所述第一链条连接，两个所述第一偏心轮组连接于所述第一传动轴的两端，所述第一偏心轮组用于与所述纵向侧板连接，多个所述导柱固定于所述底板上，所述导柱用于与设置于所述纵向侧板上的导套连接。

具体地，所述第一偏心轮组包括第一偏心轮、第一轴承、第一转轴以及第一支撑座，所述第一支撑座固定于所述底板上，所述第一转轴能转动地连接于所述第一支撑座上，所述第一转轴的一端与所述第一传动轴连接，所述第一偏心轮安装于所述第一转轴的另一端上，所述第一轴承连接于所述第一偏心轮背离所述第一支撑座的一侧上，所述纵向侧板上设有用于与所述第一轴承滚动连接的第一滑槽。

具体地，所述换向顶升组件还包括两个第二偏心轮组，所述第二偏心轮组包括：固定于所述底板上的第二支撑座、能转动地连接于所述第二支撑座上的第二转轴、安装于所述第二转轴朝向所述纵向侧板一端的第二偏心轮以及连接于第二偏心轮朝向所述纵向侧板一侧上的第二轴承，所述第二轴承用于与所述纵向侧板上的第二滑槽滚动连接，一个第二转轴通过连杆与一个对应的第一转轴连接。

具体地，托板顶升组件包括第二传动轴、多个第二链轮、多个第二链条、两个凸轮、两个连杆机构、多个第三支撑座和多个升降滑块，所述第二传动轴和所述第四电机的输出轴通过所述第二链轮和所述第二链条连接，两个所述凸轮安装于所述第二传动轴的两端且分别与一个对应的连杆机构连接，所述第三支撑座固定于所述底板上所述升降滑块通过曲柄能活动地连接于所述第三支撑座上以用于与所述托板连接，所述连杆机构用于连接所述凸轮和所述曲柄以传递动力。

具体地，所述第三支撑座上还设有固定部，所述固定部设置于所述曲柄朝向所述第二传动轴的一侧以对所述曲柄进行支撑。

具体地，所述横向传动组件包括第三传动轴、主动齿轮、从动齿轮、多个第三链轮以及多个第三链条，所述主动齿轮安装于所述第一电机的输出轴上，所述从动齿轮安装于所述第三传动轴上并与所述主动齿轮啮合，所述第三传动轴的两端与相对地设置的一对横向车轮连接，每一所述横向车轮上设有第三链轮，同一侧相邻两个第三链轮之间通过第三链条连接。

具体地，所述横向传动组件还包括安装于所述第三传动轴两端的两个加速齿轮组，所述加速齿轮组包括安装于所述第三传动轴上的第一齿轮和安装于所述横向侧板上的第二齿轮，所述第二齿轮上设有第三链轮，所述第二齿轮通过第三链条与相邻的两个横向车轮连接。

具体地，所述纵向传动组件包括第四传动轴、多个第四链轮以及多个第四链条，所述第二电机的输出轴和所述第四传动轴通过所述第四链轮和所述第四链条连接，所述第四传动轴的每个轴端通过所述第四链轮和第四链条与一个纵向车轮连接，该纵向车轮通过第四链条和第四链轮与相邻的纵向车轮连接。

本发明至少具有如下有益效果：

1.本实施例的换向顶升机构通过偏心轮组来驱动纵向侧板上下运动，一个纵向侧板通过两个偏心轮组驱动，两个偏心轮组采用连杆传动，一方面可以省驱动电机的设置、减小车身体积，另一方面，有利于确保两个偏心轮同步运动，从而确保第一轴承和第二轴承运动的一致性，提高了纵向侧板运动的平稳性，避免车体在换向时出现倾斜。

2.本实施例的换向顶升机构和托板顶升机构是两个独立的机构，换向顶升组件和托板顶升组件分别由不同的电机驱动，因此，该两个机构的驱动电机(第三电机和第四电机)可单独调整参数，在保证顶升稳定性的同时也可以对电池的用电量进行优化，利于延长电池的续航时间。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，对于本领域普通技术人员来讲，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是本发明实施例中四向穿梭车的整体结构示意图；

图2是本发明实施例中托板与托板顶升机构的装配示意图；

图3是本发明实施例中换向顶升机构的立体图；

图4是本发明实施例中换向顶升机构和纵向行走机构的俯视图；

图5是本发明实施例中托板顶升机构的立体图；

图6是本发明实施例中第三支撑座及其上的固定部、导向部的结构示意图；

图7是本发明实施例中升降滑块的结构示意图；

图8是本发明实施例中横向行走机构的俯视图。

以上附图的附图标记：11、底板；12、横向侧板；13、纵向侧板；131、导套；132、第一滑槽；133、第二滑槽；14、托板；21、横向车轮；221、第三传动轴；222、主动齿轮；223、从动齿轮；224、第三链轮；225、第三链条；226、第一齿轮；227、第二齿轮；23、第一电机；31、纵向车轮；321、第四传动轴；322、第四链轮；323、第四链条；33、第二电机；41、第三电机；42、第一传动轴；43、第一链轮；44、第一链条；45、第一偏心轮组；451、第一偏心轮；452、第一轴承；453、第一转轴；454、第一支撑座；46、导柱；47、第二偏心轮组；471、第二支撑座；472、第二转轴；473、第二偏心轮；474、第二轴承；48、连杆；51、第四电机；52、第二传动轴；53、第二链轮；54、第二链条；55、凸轮；56、连杆机构；57、第三支撑座；571、固定部；572、导向部；58、升降滑块；59、曲柄；6、电池。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

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”、“固定”、“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申请中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，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申请和简化描述，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申请保护范围的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1和图2所示，本实施例的四向穿梭车主要包括：车体、横向行走机构、纵向行走机构、换向顶升机构以及托板顶升机构。其中，车体主要包括底板11、两个横向侧板12、两个纵向侧板13、以及两个托板14。两个横向侧板12相对地(具体可为平行且间隔地)连接于底板11上，两个纵向侧板13相对地连接于底板11上且与两个横向侧板12的延伸方向垂直，两个纵向侧板13能相对于底板11上下运动，换句话说，两个纵向侧板13能活动地连接于底板11。托板14用于承托载有货物的托盘。横向行走机构包括设置于横向侧板12上的多个横向车轮21、与横向车轮21连接的横向传动组件以及用于驱动横向传动组件的第一电机23。纵向行走机构包括设置于纵向侧板13上的多个纵向车轮31、与纵向车轮31连接的纵向传动组件以及用于驱动纵向传动组件的第二电机33。换向顶升机构包括与纵向侧板13连接的换向顶升组件和用于驱动换向顶升组件的第三电机41。托板顶升机构包括设置于底板11上且用于与托板14连接的托板顶升组件以及用于驱动托板顶升组件的第四电机51。

具体来说，本实施例的四向穿梭车可以包括八个横向车轮21和八个纵向车轮31，每个横向侧板12上安装四个横向车轮21，每个纵向侧板13上安装四个纵向车轮31，可提高穿梭车行驶的平稳性。两个横向侧板12的长度大于底板11的长度，横向侧板12可与底板11固定连接；两个纵向侧板13通过活动连接件与底板11活动连接，两个纵向侧板13设置于底板11的投影面之外，以使得纵向侧板13的至少一部分能运动至底板11的下方，从而实现换向。

如图1所示，本实施例的换向顶升组件包括第一传动轴42、多个第一链轮43、多个第一链条44、两个第一偏心轮451和多个导柱46。其中，第一传动轴42与第三电机41的输出轴通过第一链轮43和第一链条44连接，具体来说，第一传动轴42和第三电机41的输出轴上均设有第一链轮43，两个轴上的第一链轮43通过第一链条44连接。第一传动轴42的两端各连接一个第一偏心轮组45，第一偏心轮组45用于与纵向侧板13连接。多个导柱46固定于底板11上，相应地，纵向侧板13上设有用于与导柱46活动连接的导套131。

进一步地，如图3和图4所示，第一偏心轮组45包括第一偏心轮451、第一轴承452、第一转轴453以及第一支撑座454。其中，第一支撑座454固定在底板11上，第一转轴453能转动地穿设在第一支撑座454上。第一转轴453的一端可通过联轴器与第一传动轴42连接，第一转轴453的另一端上连接着第一偏心轮451。第一轴承452连接于第一偏心轮451背离第一支撑座454的一侧上，且第一轴承452与第一转轴453不同轴(或者说二者的轴线错位)。纵向侧板13上设有用于与第一轴承452滚动连接的第一滑槽132。当第三电机41启动时，其输出轴可带动第一传动轴42转动，从而带动第一转轴453及其上的第一偏心轮451转动，当第一偏心轮451转动时，带动第一轴承452运动，从而将转向运动转化为纵向侧板13的上下运动，采用第一轴承452与第一滑槽132配合的方式，可使二者之间产生滚动摩擦，减小二者的摩擦力，有利于减轻能耗。

较佳地，如图3和图4所示，本实施例的换向顶升组件还可以包括两个第二偏心轮组47，两个第二偏心轮组47与两个第一偏心轮组45一一对应设置，一个第二偏心轮组47与一个偏心轮组连接，一个第二偏心轮组47和与之对应的第一偏心轮组45大体上位于纵向侧板13的两端。第二偏心轮组47包括固定于底板11上的第二支撑座471、能转动地连接于第二支撑座471上的第二转轴472、安装于第二转轴472朝向纵向侧板13一端上的第二偏心轮473以及连接于第二偏心轮473朝向纵向侧板13一侧上的第二轴承474。纵向侧板13上还设有第二滑槽133，该第二滑槽133用于容置第二轴承474并与第二轴承474滚动连接。底板11上同一侧的一对第一偏心轮组45和第二偏心轮组47，其第一转轴453和第二转轴472可通过连杆48铰接，如此，当第一传动轴42随着第三电机41的输出轴转动时，能带动连杆48运动，从而带动第二偏心轮组47的第二转轴472转动。第二偏心轮组47的结构与第一偏心轮组45的结构大致相同，其工作原理大体上相同。采用上述连杆48传动的方案，一方面可节省驱动电机的设置，另一方面，有利于确保两个偏心轮同步运动，从而确保第一轴承452和第二轴承474运动的一致性，提高了纵向侧板13运动的平稳性，避免车体在换向时出现倾斜。

如图5至图7所示，本实施例的托板顶升组件包括第二传动轴52、多个第二链轮53、多个第二链条54、两个凸轮55、两个连杆机构56、多个第三支撑座57和多个升降滑块58。其中，第二传动轴52通过第二链轮53和第二链条54与第四电机51的输出轴连接。两个凸轮55安装于第二传动轴52的两端，且分别与两个连杆机构56一一对应连接。第三支撑座57固定于底板11上，升降滑块58通过曲柄59能活动地连接于第三支撑座57上以与托板14连接，第三支撑座57设有用于对升降滑块58进行导向的导向部572，连杆机构56用于连接凸轮55和曲柄59，以在凸轮55和曲柄59之间传递动力。较佳地，升降滑块58上设有用于与托板14连接的安装板。采用上述方案，第四电机51的输出轴带动第二传动轴52转动，第二传动轴52上的凸轮55带动两个连杆机构56运动，连杆机构56带动曲柄59运动，从而使得升降滑块58相对于第三支撑座57上下运动，进而实现了托板14的上下运动。具体来说，当连杆机构56朝向第二传动轴52运动时，升降滑块58向上运动，当连杆机构56背离第二传动轴52运动时，升降滑块58向下运动。

进一步地，如图6所示，第三支撑座57上还设有固定部571，该固定部571设置在曲柄59朝向第二传动轴52的一侧上，用于对曲柄59进行支撑，使曲柄59形成机械自锁，提升托板顶升组件的顶升能力，使其最大顶升重量高达1吨。具体来说，当连杆机构56朝向第二传动轴52运动时，曲柄59也朝向固定部571运动，当升降滑块58上升到最高点时，第四电机51停止转动，曲柄59将停靠在固定部571上，形成机械自锁，使升降滑块58保持在最高点，保证穿梭车上的货物稳定地在货架上穿行。

较佳地，由于本实施例的换向顶升机构和托板顶升机构是两个独立运行的结构，二者在运行时所提升的顶升扭力不同，因此，为了便于调节驱动电机的参数，降低能耗、提升电池6续航能力，本实施例的第四电机51和第三电机41的最大扭力可不同。

如图8所示，本实施例的横向传动组件包括第三传动轴221、主动齿轮222、从动齿轮223、多个第三链轮224和多个第三链条225。其中，主动齿轮222安装于第一电机23的输出轴上，从动齿轮223安装于第三传动轴221上并与主动齿轮222啮合。第三传动轴221的两端与相对地设置的一对横向车轮21连接，每一个横向车轮21上设有第三链轮224，同一侧的相邻的两个第三链轮224之间通过第三链条225连接。进一步地，横向传动组件还可以包括安装于第三传动轴221两端的两个加速齿轮。当横向传动组件包括加速齿轮时，第三传动轴221不直接与横向车轮21连接，而是通过加速齿轮与横向车轮21连接。具体来说，加速齿轮包括安装于第三传动轴221上的第一齿轮226和安装于横向侧板12上的第二齿轮227，第二齿轮227上设有第三链轮224，第二齿轮227上的第三链轮224通过第三链条225和与之相邻的两侧的两个横向车轮21连接。采用上述方案，本实施例的多个横向车轮21均为主动轮，可提高穿梭车的过坎能力。

如图4所示，本实施例的纵向传动组件包括第四传动轴321、多个第四链轮322和多个第四链条323。第二电机33的输出轴和第四传动轴321通过第四链轮322和第四链条323连接。第四传动轴321的两端分别与纵向车轮31连接。具体来说，第四传动轴321的每一个轴端都设有第四链轮322，与该轴端连接的纵向车轮31上也设有第四链轮322，二者上的第四链轮322通过第四链条323连接，如此，可确保在纵向侧板13上升或下降的过程和状态下，第二电机33均能对其提供动力。该与第四传动轴321连接的纵向车轮31还通过第四链条323和第四链轮322和与之相邻的纵向车轮31连接。

本实施例的四向穿梭车还包括用于为穿梭车提供动力的电池6和控制穿梭车运行的控制系统。

本实施例的四向穿梭车的工作过程如下：通过第三电机41驱动第一转动轴转动，可带动纵向侧板13升降，从而实现车体的换向行走；通过第四电机51驱动第二转轴472转动，可带动托板14升降，从而实现货物的存取。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，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发明的限制。

Claims (9)

1.一种四向穿梭车，其特征在于，包括：

车体，包括底板、相对地连接于所述底板上的两个横向侧板、相对地连接于所述底板上的两个纵向侧板以及托板，所述纵向侧板能相对于所述底板上下运动；

横向行走机构，包括设置于两个所述横向侧板上的横向车轮、与所述横向车轮连接的横向传动组件以及用于驱动所述横向传动组件的第一电机；

纵向行走机构，包括设置于两个所述纵向侧板上的纵向车轮、与所述纵向车轮连接的纵向传动组件以及用于驱动所述纵向传动组件的第二电机；

换向顶升机构，包括与所述纵向侧板连接的换向顶升组件和用于驱动所述换向顶升组件的第三电机；

托板顶升机构，包括设置于所述底板上且与所述托板连接的托板顶升组件和用于驱动所述托板顶升组件的第四电机。

2.根据权利要求1所述的四向穿梭车，其特征在于，所述换向顶升组件包括第一传动轴、多个第一链轮、多个第一链条、两个第一偏心轮组和多个导柱，所述第一传动轴和所述第三电机的输出轴通过所述第一链轮和所述第一链条连接，两个所述第一偏心轮组连接于所述第一传动轴的两端，所述第一偏心轮组用于与所述纵向侧板连接，多个所述导柱固定于所述底板上，所述导柱用于与设置于所述纵向侧板上的导套连接。

3.根据权利要求2所述的四向穿梭车，其特征在于，所述第一偏心轮组包括第一偏心轮、第一轴承、第一转轴以及第一支撑座，所述第一支撑座固定于所述底板上，所述第一转轴能转动地连接于所述第一支撑座上，所述第一转轴的一端与所述第一传动轴连接，所述第一偏心轮安装于所述第一转轴的另一端上，所述第一轴承连接于所述第一偏心轮背离所述第一支撑座的一侧上，所述纵向侧板上设有用于与所述第一轴承滚动连接的第一滑槽。

4.根据权利要求2所述的四向穿梭车，其特征在于，所述换向顶升组件还包括两个第二偏心轮组，所述第二偏心轮组包括：固定于所述底板上的第二支撑座、能转动地连接于所述第二支撑座上的第二转轴、安装于所述第二转轴朝向所述纵向侧板一端的第二偏心轮以及连接于第二偏心轮朝向所述纵向侧板一侧上的第二轴承，所述第二轴承用于与所述纵向侧板上的第二滑槽滚动连接，一个第二转轴通过连杆与一个对应的第一转轴连接。

5.根据权利要求1所述的四向穿梭车，其特征在于，托板顶升组件包括第二传动轴、多个第二链轮、多个第二链条、两个凸轮、两个连杆机构、多个第三支撑座和多个升降滑块，所述第二传动轴和所述第四电机的输出轴通过所述第二链轮和所述第二链条连接，两个所述凸轮安装于所述第二传动轴的两端且分别与一个对应的连杆机构连接，所述第三支撑座固定于所述底板上所述升降滑块通过曲柄能活动地连接于所述第三支撑座上以用于与所述托板连接，所述连杆机构用于连接所述凸轮和所述曲柄以传递动力。

6.根据权利要求5所述的四向穿梭车，其特征在于，所述第三支撑座上还设有固定部，所述固定部设置于所述曲柄朝向所述第二传动轴的一侧以对所述曲柄进行支撑。

7.根据权利要求1所述的四向穿梭车，其特征在于，所述横向传动组件包括第三传动轴、主动齿轮、从动齿轮、多个第三链轮以及多个第三链条，所述主动齿轮安装于所述第一电机的输出轴上，所述从动齿轮安装于所述第三传动轴上并与所述主动齿轮啮合，所述第三传动轴的两端与相对地设置的一对横向车轮连接，每一所述横向车轮上设有第三链轮，同一侧相邻两个第三链轮之间通过第三链条连接。

8.根据权利要求7所述的四向穿梭车，其特征在于，所述横向传动组件还包括安装于所述第三传动轴两端的两个加速齿轮组，所述加速齿轮组包括安装于所述第三传动轴上的第一齿轮和安装于所述横向侧板上的第二齿轮，所述第二齿轮上设有第三链轮，所述第二齿轮通过第三链条与相邻的两个横向车轮连接。

9.根据权利要求1所述的四向穿梭车，其特征在于，所述纵向传动组件包括第四传动轴、多个第四链轮以及多个第四链条，所述第二电机的输出轴和所述第四传动轴通过所述第四链轮和所述第四链条连接，所述第四传动轴的每个轴端通过所述第四链轮和第四链条与一个纵向车轮连接，该纵向车轮通过第四链条和第四链轮与相邻的纵向车轮连接。