CN117565970A - 前后轮联动转向的agv底盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种前后轮联动转向的AGV底盘。该AGV底盘包括底盘框架(1)、前轮总成(2)和后轮总成(3)，前轮总成和后轮总成可转动转向地安装在底盘框架的底部，在前轮总成和后轮总成之间设置有传动机构(4)，该传动机构将前轮总成与后轮总成联系起来，前轮总成通过传动机构能够带动后轮总成同步做转向动作。前轮总成与后轮总成之间的转向比大于1。在本发明的AGV底盘中，前轮总成做主动转向动作，而后轮总成被动跟随前轮总成做转向动作；前轮总成与后轮总成之间的转向比大于1，这样一来，由前轮总成转向产生的转向力矩很容易就能通过传动机构传递至后轮总成处。

Description

前后轮联动转向的AGV底盘

技术领域

本发明涉及一种AGV结构构成，尤其涉及一种前后轮联动转向的AGV底盘。

背景技术

AGV(Automated guided vehicle，自动导引车)是按设定的路线自动行驶至指定地点的工业车辆，是现代物流自动转运的重要工具。

目前的问题在于，现有的差速轮组驱动的AGV有两种形式，一种是单个差速轮组驱动的AGV，叫“潜伏牵引式AGV”，其缺点是只能向前行驶，不能向后反向行驶，因为结构决定了单向行驶的特性，就像自行车一样；另一种是双差速轮组驱动的，也是为了解决单差速轮组不能实现双向运动的问题，双差速轮组AGV是在前、后各布置一组差速轮，但难点是双差速轮组的协同控制难度较大，成本高，并且不易控制稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种前后轮联动转向的AGV底盘，该AGV底盘中，采用传动机构将前轮总成与后轮总成联系起来，前轮总成通过传动机构能够带动后轮总成同步做转向动作。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种前后轮联动转向的AGV底盘，包括底盘框架、前轮总成和后轮总成，前轮总成和后轮总成均安装在底盘框架的底部；前轮总成和后轮总成可转动转向地安装在底盘框架的底部；在前轮总成和后轮总成之间设置有传动机构，该传动机构将前轮总成与后轮总成联系起来，前轮总成通过传动机构能够带动后轮总成同步做转向动作。

进一步地，在前轮总成带动后轮总成同步做转向动作时，前轮总成的旋转方向与后轮总成的旋转方向相反。

进一步地，前轮总成与后轮总成之间的转向比大于1。

进一步地，所述前轮总成和后轮总成可转动转向地安装在底盘框架的底部，其具体实现的结构形式为：所述前轮总成上设置有前转向转轴，该前转向转轴通过轴承安装在底盘框架的底部；所述后轮总成上设置有后转向转轴，该后转向转轴通过轴承安装在底盘框架的底部。

进一步地，所述传动机构包括皮带传动机构和齿轮传动机构，皮带传动机构与齿轮传动机构接续组合在一起，从而构成传动机构。

进一步地，所述传动机构，其具体实现的结构形式为：在底盘框架的底部设置能够转动的接续转轴，在所述接续转轴上设置皮带轮以及主动齿轮；所述前转向转轴上设置有皮带轮，在前转向转轴上设置的皮带轮与接续转轴上设置的皮带轮上装配传动皮带，从而构成所述皮带传动机构；所述后转向转轴上设置有被动齿轮，所述主动齿轮与被动齿轮啮合在一起，从而构成所述齿轮传动机构。

进一步地，所述被动齿轮的直径大于主动齿轮的直径。

进一步地，所述传动机构包括四连杆传动机构和齿轮传动机构，四连杆传动机构与齿轮传动机构接续组合在一起，从而构成传动机构。

进一步地，所述前轮总成为差速驱动轮组，所述后轮总成为无动力轮组。

在本发明的AGV底盘中，在前轮总成和后轮总成之间设置有传动机构，该传动机构将前轮总成与后轮总成联系起来，前轮总成通过传动机构能够带动后轮总成同步做转向动作。前轮总成做主动转向动作，而后轮总成被动跟随前轮总成做转向动作，这样一来，通过一组前轮总成即可实现AGV的双向转向控制，并且结构稳定，容易控制，成本也较低。

在本发明的AGV底盘中，前轮总成与后轮总成之间的转向比大于1，这样一来，由前轮总成转向产生的转向力矩很容易就能通过传动机构传递至后轮总成处，带动后轮总成做转向动作，反之，由后轮总成产生的运动力矩则不容易回传至前轮总成处，从而不会对前轮总成的运动状态造成影响，这样就保证了整个AGV底盘的稳定运行。

附图说明

图1为本发明的前后轮联动转向的AGV底盘的结构示意图；

图2为本发明的AGV底盘中传动机构将前轮总成与后轮总成联系起来的结构示意图；

图3为本发明的AGV底盘的转向运动示意图；

图4为本发明的AGV底盘的自旋运动示意图。

具体实施方式

下面用具体实施例对本发明作进一步说明：

参见图1和图2，本实施方式提供了一种前后轮联动转向的AGV底盘，该AGV底盘与常规AGV底盘的共同之处在于同样包括底盘框架1、前轮总成2和后轮总成3，其中，前轮总成2和后轮总成3均安装在底盘框架1的底部，从而构成了一个基本构型的AGV底盘。

前轮总成2和后轮总成3均是可转动转向地安装在底盘框架1的底部，前轮总成2和后轮总成3都能够相对于底盘框架1旋转，这样一来，前轮总成2和后轮总成3则都能够做转向动作。

本领域技术人员可以理解，所述前轮总成2和后轮总成3均是“轮架上安装两个车轮”的结构形式。

在本实施方式中，前轮总成2为差速驱动轮组，即，前轮总成2中针对两个车轮分别设置驱动马达23，通过控制两个驱动马达23的转速差来控制前轮总成2的转向动作，即，前轮总成2能够主动做转向动作。也就是说，整个AGV底盘由前轮总成2来驱动运行。

在本实施方式中，后轮总成3为无动力轮组，即，没有设置驱动马达来进行驱动。

本实施方式的AGV底盘相较于常规AGV底盘而言，其主要创新点在于，在前轮总成2和后轮总成3之间设置有机械式的传动机构4，该传动机构4将前轮总成2与后轮总成3联系起来，当前轮总成2做转向动作时，传动机构4能够将前轮总成2的转向动作产生的转向力矩传递至后轮总成3，并带动后轮总成3也做转向动作。也就是说，前轮总成2通过传动机构4能够带动后轮总成3同步做转向动作。前轮总成2做主动转向动作，而后轮总成3被动跟随前轮总成2做转向动作。

需要说明的是，在前轮总成2带动后轮总成3同步做转向动作时，前轮总成2与后轮总成3两者的旋转方向是相反的。

具体来说，

所述前轮总成2上固定设置有转向转轴，该转向转轴通过底盘框架1底部设置的轴承安装在底盘框架1的底部，前轮总成2则能够相对于底盘框架1转动，即，能够做转向动作。所述后轮总成3在底盘框架1底部的安装结构与前轮总成2是一样的，后轮总成3也能够相对于底盘框架1转动，即，能够做转向动作。

为便于区分，将前轮总成2上设置的转向转轴称之为前转向转轴，将后轮总成3上设置的转向转轴称之为后转向转轴。

所述传动机构4实质是由两个传动分部接续构成的，一个传动分部是皮带传动机构41，另一个传动分部是齿轮传动机构42。

更具体地，

在底盘框架1的底部设置有一个能够转动的转轴(基于轴承来设置)，该转轴称其为接续转轴43，该接续转轴43设置在前轮总成2与后轮总成3之间，并且位于靠近后轮总成3的位置处。在所述接续转轴43上同时设置一个皮带轮以及一个齿轮。该接续转轴43上设置的齿轮称其为主动齿轮。

所述前轮总成2的转向转轴上，也就是前转向转轴上，设置有皮带轮，在“前转向转轴上设置的皮带轮”与“接续转轴43上设置的皮带轮”上装配传动皮带，从而构成所述皮带传动机构41。

所述后轮总成3的转向转轴上，也就是后转向转轴上，设置有齿轮，该齿轮称其为被动齿轮。

“接续转轴43上设置的主动齿轮”与“后转向转轴上设置的被动齿轮”两者啮合在一起，从而构成所述齿轮传动机构42。

以接续转轴43为传动接续点，皮带传动机构41与齿轮传动机构42接续组合在一起，从而构成了完整的传动机构4，以传递转向力矩。

前转向转轴与接续转轴43之间设置有皮带传动机构41，由于皮带传动的特点，前转向转轴与接续转轴43两者的旋转方向是相同的。接续转轴43与后转向转轴之间设置有齿轮传动机构42，需要说明的是，齿轮传动机构42为一级齿轮传动机构，也就是说，接续转轴43的旋转方向与后转向转轴的旋转方向是相反的。这样一来，前转向转轴与后转向转轴两者的旋转方向是相反的。

概括来说，由前轮总成2转向产生的转向力矩经由皮带传动机构41传递至接续转轴43，然后再经由齿轮传动机构42，转向力矩由接续转轴43处传递至后轮总成3，从而实现之前提及的“前轮总成2通过传动机构4能够带动后轮总成3同步做转向动作”，前轮总成2与后轮总成3两者的旋转方向是相反的。

需要说明的是，虽然说前轮总成2与后轮总成3两者的旋转方向是相反的，但是所构成的转向动作是匹配一致的。

需要说明的是，所述主动齿轮与被动齿轮两者的直径是不同的，在本实施方式中，被动齿轮的直径大于主动齿轮的直径，这样一来，使得由接续转轴43至后转向转轴的传动比大于1，进一步来说，前轮总成2与后轮总成3之间的转向比则大于1。

这里所述的“转向比”是指，在进行转向时，“前轮总成2的旋转角度”与“后轮总成3的旋转角度”之间的比值。

转向比大于1则表明，“前轮总成2的转向速度和转向角度”始终大于“后轮总成3的转向速度和转向角度”，由此导致的结果是，从后轮总成3向前轮总成2传递力矩时，是费力传递，较大的阻力矩既减小了对前轮总成2的影响，也稳定了后轮总成3的转向。。

参见图3，当底盘偏离设定直线轨迹或跟随圆弧轨迹时，通过圆弧运动调整位姿。前轮总成2的调整控制使前轮总成2产生θ1的角度，通过传动机构4的传递，驱动后轮总成3产生θ2的角度，其中，

θ1＝k·θ2

其中，k是转向比。

前轮总成2和后轮总成3延长线的交线是旋转中心O，旋转中心O与底盘的垂直交线是底盘控制中心C，控制中心C与旋转中心O的距离是底盘的转弯半径R。底盘以旋转半径R运动，可以预测下一时刻的位姿，为控制提供基础。此外，因为底盘的控制中心C在底盘上，并且位于前轮总成2和后轮总成3之间，所以底盘的逆向运动和正向运动同样具有稳定性。

参见图4，该图4是AGV底盘的自旋运动示意图。当前轮总成2旋转90°时，即可双向旋转，此时底盘的旋转中心位于后轮总成3的自旋中心。

在其它实施方式中，还可以考虑采用四连杆传动机构来替换皮带传动机构41。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种前后轮联动转向的AGV底盘，包括底盘框架(1)、前轮总成(2)和后轮总成(3)，前轮总成(2)和后轮总成(3)均安装在底盘框架(1)的底部；

其特征在于：前轮总成(2)和后轮总成(3)可转动转向地安装在底盘框架(1)的底部；在前轮总成(2)和后轮总成(3)之间设置有传动机构(4)，该传动机构(4)将前轮总成(2)与后轮总成(3)联系起来，前轮总成(2)通过传动机构(4)能够带动后轮总成(3)同步做转向动作。

2.根据权利要求1所述前后轮联动转向的AGV底盘，其特征在于：在前轮总成(2)带动后轮总成(3)同步做转向动作时，前轮总成(2)的旋转方向与后轮总成(3)的旋转方向相反。

3.根据权利要求1所述前后轮联动转向的AGV底盘，其特征在于：前轮总成(2)与后轮总成(3)之间的转向比大于1。

4.根据权利要求1所述前后轮联动转向的AGV底盘，其特征在于：所述前轮总成(2)和后轮总成(3)可转动转向地安装在底盘框架(1)的底部，其具体实现的结构形式为：

所述前轮总成(2)上设置有前转向转轴，该前转向转轴通过轴承安装在底盘框架(1)的底部；

所述后轮总成(3)上设置有后转向转轴，该后转向转轴通过轴承安装在底盘框架(1)的底部。

5.根据权利要求4所述前后轮联动转向的AGV底盘，其特征在于：所述传动机构(4)包括皮带传动机构(41)和齿轮传动机构(42)，皮带传动机构(41)与齿轮传动机构(42)接续组合在一起，从而构成传动机构(4)。

6.根据权利要求5所述前后轮联动转向的AGV底盘，其特征在于：所述传动机构(4)，其具体实现的结构形式为：

在底盘框架(1)的底部设置能够转动的接续转轴(43)，在所述接续转轴(43)上设置皮带轮以及主动齿轮；

所述前转向转轴上设置有皮带轮，在前转向转轴上设置的皮带轮与接续转轴(43)上设置的皮带轮上装配传动皮带，从而构成所述皮带传动机构(41)；

所述后转向转轴上设置有被动齿轮，所述主动齿轮与被动齿轮啮合在一起，从而构成所述齿轮传动机构(42)。

7.根据权利要求6所述前后轮联动转向的AGV底盘，其特征在于：所述被动齿轮的直径大于主动齿轮的直径。

8.根据权利要求1所述前后轮联动转向的AGV底盘，其特征在于：所述传动机构(4)包括四连杆传动机构和齿轮传动机构(42)，四连杆传动机构与齿轮传动机构(42)接续组合在一起，从而构成传动机构(4)。

9.根据权利要求1所述前后轮联动转向的AGV底盘，其特征在于：所述前轮总成(2)为差速驱动轮组，所述后轮总成(3)为无动力轮组。