CN117819438A - 一种升降旋转机构及具有其的自动导引车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种升降旋转机构及具有其的自动导引车，升降旋转机构包括：升降机构、旋转机构和载物盘；升降机构包括升降平台，旋转机构包括旋转驱动组件、内齿传动齿轮和固定件；固定件固定连接于升降平台上，固定件开设有第一安装槽；内齿传动齿轮设于第一安装槽中并与固定件转动连接；内齿传动齿轮形成有齿轮内槽；旋转驱动组件的输出端至少部分延伸至齿轮内槽中，用于驱动内齿传动齿轮相对于固定件转动；载物盘与内齿传动齿轮固定连接；沿齿轮内槽的开槽方向，升降机构的投影至少部分落入齿轮内槽中，且升降机构至少部分与内齿传动齿轮位于同一水平面。本发明公开的升降旋转机构采用一体式设计，具有较大的承载力的同时减小了机构的整体大小。

Description

一种升降旋转机构及具有其的自动导引车

技术领域

本发明涉及自动化输送装置技术领域，尤其涉及一种升降旋转机构及具有其的自动导引车。

背景技术

自动导引车，是指具备电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。这种运输车采用全自动控制方式代替人工，节省人力且使用方便，已广泛应用在物流运输行业。

顶升式自动导引车可以行驶到所搬运物体的下方，通过顶升机构，将货物抬起，进行搬运。但目前，很多顶升式自动导引车进行货物搬运时，如果小车进行原地旋转的动作，所搬运货物会随着小车一起旋转，可能会出现货物倾斜甚至掉落的现象。

虽然也有一些顶升式自动导引车同时具有升降机构和旋转机构，能够实现车体旋转而货物不转的效果，避免货物倾斜甚至掉落的问题，但其升降机构和旋转机构为分离式设计，所占空间较大，尤其是面对大负载的设计需求时，无法满足小体积下具有较大的承载能力的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种升降旋转机构及具有其的自动导引车，以解决现有的自动导引车无法满足小体积下具有较大的承载能力的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种升降旋转机构，包括：升降机构、旋转机构和载物盘；所述升降机构包括升降平台，所述旋转机构包括旋转驱动组件、内齿传动齿轮和固定件；

所述固定件固定连接于所述升降平台上，所述固定件开设有第一安装槽；

所述内齿传动齿轮设于所述第一安装槽中并与所述固定件转动连接；所述内齿传动齿轮形成有齿轮内槽；所述旋转驱动组件的输出端至少部分延伸至所述齿轮内槽中，用于驱动所述内齿传动齿轮相对于所述固定件转动；所述载物盘与所述内齿传动齿轮固定连接；

沿所述齿轮内槽的开槽方向，所述升降机构的投影至少部分落入所述齿轮内槽中，且所述升降机构至少部分与所述内齿传动齿轮位于同一水平面。

可选的，所述升降机构包括升降驱动组件、升降传动组件、升降平台和安装底座；所述升降传动组件用于将所述升降驱动组件输出的旋转运动转换成直线运动，以控制所述升降平台上升或下降；

所述升降传动组件包括外齿传动齿轮、多个升降从动齿轮、多个丝杆以及多个丝杆螺母；

所述外齿传动齿轮安装于所述升降平台上，并与所述升降平台转动连接，所述外齿传动齿轮与所述升降驱动组件的输出端啮合；所述升降从动齿轮与所述外齿传动齿轮啮合；所述丝杆的一端穿过所述升降平台并与所述升降从动齿轮固定，所述丝杆的另一端与所述丝杆螺母配对连接；所述丝杆螺母与所述安装底座固定。

可选的，所述升降传动组件还包括升降轴承，所述升降轴承的外圈与所述升降平台固定，所述升降轴承的内圈与所述丝杆固定，所述丝杆通过所述升降轴承与所述升降平台转动连接。

可选的，所述升降驱动组件包括第一伺服电机、第一减速器和升降驱动齿轮；

所述第一伺服电机与所述第一减速器固定在所述升降平台的下方，所述第一伺服电机的转子与所述第一减速器的输入轴连接，所述第一减速器的输出轴穿过所述升降平台与所述升降驱动齿轮连接，且所述第一减速器的输出轴的转速小于所述第一减速器的输入轴的转速，所述升降驱动齿轮与所述外齿传动齿轮啮合，其中，所述升降驱动齿轮为所述升降驱动组件的输出端。

可选的，所述安装底座包括底座和多个支撑件，所述丝杆螺母与所述底座固定，所述支撑件与所述底座固定并用于支撑所述底座。

可选的，所述升降机构还包括到位感应器，所述到位感应器包括信号发射器和信号接收器，两者中的任意一个与所述升降平台固定，另一个与所述安装底座固定；

当所述到位感应器检测到所述升降平台到达上极限位或下极限位时，触发信号使所述升降驱动组件停止工作。

可选的，所述旋转驱动组件包括第二伺服电机、第二减速器和旋转驱动齿轮；

所述第二伺服电机与所述第二减速器固定在所述升降平台的下方，所述第二伺服电机的转子与所述第二减速器的输入轴连接，所述第二减速器的输出轴穿过所述升降平台与所述旋转驱动齿轮连接，且所述第二减速器的输出轴的转速小于所述第二减速器的输入轴的转速，所述旋转驱动齿轮与所述内齿传动齿轮啮合，其中，所述旋转驱动齿轮为所述旋转驱动组件的输出端。

一种自动导引车，包括移动底盘及上述的升降旋转机构，所述升降旋转机构固定在所述移动底盘上。

可选的，所述移动底盘包括底板、以及与底板固定的移动驱动组件；所述底板的两侧分别设置有所述移动驱动组件；

所述移动驱动组件包括第三伺服电机、第三减速器以及驱动轮，所述第三伺服电机通过所述第三减速器控制所述驱动轮转动。

可选的，所述移动底盘还包括从动轮，所述从动轮固定在所述底板的下面，所述底板的四周设置有多个所述从动轮，其中，所述从动轮为万向轮。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：旋转机构的固定件固定连接于升降机构的升降平台上，固定件开设有第一安装槽；内齿传动齿轮设于第一安装槽中并与固定件转动连接；内齿传动齿轮形成有齿轮内槽；旋转驱动组件的输出端至少部分延伸至齿轮内槽中，用于驱动内齿传动齿轮相对于固定件转动；沿齿轮内槽的开槽方向，升降机构的投影至少部分落入齿轮内槽中，且升降机构至少部分与内齿传动齿轮位于同一水平面。通过将升降机构与旋转机构的一体式设计，整体机构相比于传统分离式的升降和旋转机构占用更小的空间，减小了机构的整体大小，在保持小体积的同时，实现了大负载能力。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实施例中升降旋转机构的结构示意图；

图2为本实施例中升降旋转机构的爆炸示意图；

图3为本实施例中升降机构的结构示意图；

图4为本实施例中自动导引车的结构示意图；

图5为本实施例中自动导引车的爆炸示意图。

附图标记说明：10、升降机构；11、升降驱动组件；111、第一伺服电机；112、第一减速器；113、升降驱动齿轮；12、升降传动组件；121、外齿传动齿轮；122、升降从动齿轮；123、丝杆；124、丝杆螺母；125、升降轴承；13、升降平台；131、中心轴；14、安装底座；141、底座；142、支撑件；15、到位感应器；

20、旋转机构；21、旋转驱动组件；211、第二伺服电机；212、第二减速器；213、旋转驱动齿轮；22、内齿传动齿轮；23、固定件；

30、载物盘；

40、移动底盘；41、底板；42、移动驱动组件；421、第三伺服电机；422、第三减速器；423、驱动轮；43、从动轮。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“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发明和简化描述，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发明的限制。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

参照图1-3，本发明公开了一种升降旋转机构，包括：升降机构10、旋转机构20和载物盘30；升降机构10包括升降平台13，旋转机构20包括旋转驱动组件21、内齿传动齿轮22和固定件23；

固定件23固定连接于升降平台13上，固定件23开设有第一安装槽230；内齿传动齿轮22设于第一安装槽230中并与固定件23转动连接；内齿传动齿轮22形成有齿轮内槽220；旋转驱动组件21的输出端至少部分延伸至齿轮内槽220中，用于驱动内齿传动齿轮22相对于固定件23转动；载物盘30与内齿传动齿轮22固定连接；

沿齿轮内槽220的开槽方向，升降机构10的投影至少部分落入齿轮内槽220中，且升降机构10至少部分与内齿传动齿轮22位于同一水平面。

旋转机构20的固定件23固定连接于升降机构10的升降平台13上，固定件23开设有第一安装槽230；内齿传动齿轮22设于第一安装槽230中并与固定件23转动连接；内齿传动齿轮22形成有齿轮内槽220；旋转驱动组件21的输出端至少部分延伸至齿轮内槽220中，用于驱动内齿传动齿轮22相对于固定件23转动；沿齿轮内槽220的开槽方向，升降机构10的投影至少部分落入齿轮内槽220中，且升降机构10至少部分与内齿传动齿轮22位于同一水平面。通过将升降机构10与旋转机构20的一体式设计，整体机构相比于传统分离式的升降和旋转机构占用更小的空间，减小了机构的整体大小，在保持小体积的同时，实现了大负载能力。

进一步的，所述升降机构10包括升降驱动组件11、升降传动组件12、升降平台13和安装底座14；所述升降传动组件12用于将所述升降驱动组件11输出的旋转运动转换成直线运动，以控制所述升降平台13上升或下降；

升降传动组件12包括外齿传动齿轮121、多个升降从动齿轮122、多个丝杆123以及多个丝杆螺母124，升降从动齿轮122与丝杆123以及丝杆螺母124一一对应设置；

外齿传动齿轮121安装于升降平台13上，升降平台13包括中心轴131，外齿传动齿轮121套设在中心轴131上且与中心轴131转动连接，外齿传动齿轮121与升降驱动组件11的输出端啮合；升降从动齿轮122与外齿传动齿轮121啮合；丝杆123的一端（上端）穿过升降平台13并与升降从动齿轮122固定，丝杆123的另一端（下端）与丝杆螺母124配对连接（螺纹连接）；丝杆螺母124与安装底座14固定。

通过升降驱动组件11带动外齿传动齿轮121以及升降从动齿轮122旋转，进而带动多个丝杆123同步相对于丝杆螺母124旋转，从而将升降驱动组件11输出的旋转运动转换成直线运动，由于丝杆螺母124与安装底座14固定，因此丝杆123带动升降平台13相对于安装底座14上升或下降。该升降机构利用升降驱动组件11与升降传动组件12的配合实现了升降平台13的升降动作，外齿传动齿轮121、多个升降从动齿轮122、多个丝杆123和多个丝杆螺母124的结构设计使得升降动作更为平稳和精确，在面对较重的货物时能够满足平稳升降和高精度升降的需求。

在本实施例中，升降从动齿轮122数量为三个，三个升降从动齿轮122沿外齿传动齿轮121的外周向均匀间隔分布，升降从动齿轮122与丝杆123以及丝杆螺母124一一对应设置。

进一步的，升降传动组件12还包括升降轴承125，升降轴承125的外圈与升降平台13固定，升降轴承125的内圈与丝杆123固定，丝杆123通过升降轴承125与升降平台13转动连接。

升降轴承125的设置提高了升降机构的可靠性，增强了升降平台13升降过程中的稳定性和平滑性，同时减少了磨损，延长了升降机构的使用寿命。

进一步的，升降驱动组件11包括第一伺服电机111、第一减速器112和升降驱动齿轮113；第一伺服电机111与第一减速器112固定在升降平台13的下方，第一伺服电机111的转子与第一减速器112的输入轴连接，第一减速器112的输出轴穿过升降平台13与升降驱动齿轮113连接，且第一减速器112的输出轴的转速小于第一减速器112的输入轴的转速，升降驱动齿轮113与外齿传动齿轮121啮合，其中，升降驱动齿轮113为升降驱动组件11的输出端。

第一伺服电机111和第一减速器112的组合提供了高精度和大扭矩的输出，适合于重负载和高精度控制的场合。

其中，第一减速器112包括同步带减速器、行星齿轮减速器和谐波齿轮减速器中的一种或多种。依据系统的负载和速度要求，选择合适的第一减速器112的类型，如在需要高速度响应的场合使用同步带减速器，在承载能力需求更高的场合使用行星齿轮减速器。

进一步的，安装底座14包括底座141和多个支撑件142，丝杆螺母124与底座141固定，支撑件142与底座141固定并用于支撑底座141。

进一步的，升降机构10还包括到位感应器15，到位感应器15包括信号发射器和信号接收器，两者中的任意一个与升降平台13固定，另一个与安装底座14固定；当到位感应器15检测到升降平台13到达上极限位或下极限位时，触发信号使升降驱动组件11停止工作。

进一步的，旋转驱动组件21包括第二伺服电机211、第二减速器212和旋转驱动齿轮213；

第二伺服电机211与第二减速器212固定在升降平台13的下方，第二伺服电机211的转子与第二减速器212的输入轴连接，第二减速器212的输出轴穿过升降平台13与旋转驱动齿轮213连接，且第二减速器212的输出轴的转速小于第二减速器212的输入轴的转速，旋转驱动齿轮213与内齿传动齿轮22啮合，其中，旋转驱动齿轮213为旋转驱动组件21的输出端。

参照图4-5，本发明还公开了一种自动导引车，包括移动底盘40及上述的升降旋转机构，升降旋转机构通过安装底座14固定在移动底盘40上。

进一步的，移动底盘40包括底板41、以及与底板41固定的移动驱动组件42；底板41的两侧分别设置有移动驱动组件42；其中，移动驱动组件42包括第三伺服电机421、第三减速器422以及驱动轮423，第三伺服电机421通过第三减速器422控制驱动轮423转动。

在底板41的两侧分别设置移动驱动组件42，两组移动驱动组件42可以提供不同的动力输出，以实现两组驱动轮423的差速式转动，进而使得自动导引车可以灵活的转向；采用第三伺服电机421加第三减速器422的结构，满足大扭矩和高精度的运动需求。

进一步的，移动底盘40还包括从动轮43，从动轮43固定在底板41的下面，底板41的四周设置有多个从动轮43，其中，从动轮43为万向轮。

从动轮43的加入为自动导引车提供了额外的支持和平衡，确保了其在各种地面条件下的稳定性。万向轮的设计提高了自动导引车的灵活性和机动性，尤其适合在狭窄或拥挤的空间内操作。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种升降旋转机构，其特征在于，包括：升降机构（10）、旋转机构（20）和载物盘（30）；所述升降机构（10）包括升降平台（13），所述旋转机构（20）包括旋转驱动组件（21）、内齿传动齿轮（22）和固定件（23）；

所述固定件（23）固定连接于所述升降平台（13）上，所述固定件（23）开设有第一安装槽（230）；

所述内齿传动齿轮（22）设于所述第一安装槽（230）中并与所述固定件（23）转动连接；所述内齿传动齿轮（22）形成有齿轮内槽（220）；所述旋转驱动组件（21）的输出端至少部分延伸至所述齿轮内槽（220）中，用于驱动所述内齿传动齿轮（22）相对于所述固定件（23）转动；所述载物盘（30）与所述内齿传动齿轮（22）固定连接；

沿所述齿轮内槽（220）的开槽方向，所述升降机构（10）的投影至少部分落入所述齿轮内槽（220）中，且所述升降机构（10）至少部分与所述内齿传动齿轮（22）位于同一水平面。

2.根据权利要求1所述的升降旋转机构，其特征在于，所述升降机构（10）包括升降驱动组件（11）、升降传动组件（12）、升降平台（13）和安装底座（14）；所述升降传动组件（12）用于将所述升降驱动组件（11）输出的旋转运动转换成直线运动，以控制所述升降平台（13）上升或下降；

所述升降传动组件（12）包括外齿传动齿轮（121）、多个升降从动齿轮（122）、多个丝杆（123）以及多个丝杆螺母（124）；

所述外齿传动齿轮（121）安装于所述升降平台（13）上，并与所述升降平台（13）转动连接，所述外齿传动齿轮（121）与所述升降驱动组件（11）的输出端啮合；所述升降从动齿轮（122）与所述外齿传动齿轮（121）啮合；所述丝杆（123）的一端穿过所述升降平台（13）并与所述升降从动齿轮（122）固定，所述丝杆（123）的另一端与所述丝杆螺母（124）配对连接；所述丝杆螺母（124）与所述安装底座（14）固定。

3.根据权利要求2所述的升降旋转机构，其特征在于，所述升降传动组件（12）还包括升降轴承（125），所述升降轴承（125）的外圈与所述升降平台（13）固定，所述升降轴承（125）的内圈与所述丝杆（123）固定，所述丝杆（123）通过所述升降轴承（125）与所述升降平台（13）转动连接。

4.根据权利要求2所述的升降旋转机构，其特征在于，所述升降驱动组件（11）包括第一伺服电机（111）、第一减速器（112）和升降驱动齿轮（113）；

所述第一伺服电机（111）与所述第一减速器（112）固定在所述升降平台（13）的下方，所述第一伺服电机（111）的转子与所述第一减速器（112）的输入轴连接，所述第一减速器（112）的输出轴穿过所述升降平台（13）与所述升降驱动齿轮（113）连接，且所述第一减速器（112）的输出轴的转速小于所述第一减速器（112）的输入轴的转速，所述升降驱动齿轮（113）与所述外齿传动齿轮（121）啮合，其中，所述升降驱动齿轮（113）为所述升降驱动组件（11）的输出端。

5.根据权利要求2所述的升降旋转机构，其特征在于，所述安装底座（14）包括底座（141）和多个支撑件（142），所述丝杆螺母（124）与所述底座（141）固定，所述支撑件（142）与所述底座（141）固定并用于支撑所述底座（141）。

6.根据权利要求2所述的升降旋转机构，其特征在于，所述升降机构（10）还包括到位感应器（15），所述到位感应器（15）包括信号发射器和信号接收器，两者中的任意一个与所述升降平台（13）固定，另一个与所述安装底座（14）固定；

当所述到位感应器（15）检测到所述升降平台（13）到达上极限位或下极限位时，触发信号使所述升降驱动组件（11）停止工作。

7.根据权利要求2所述的升降旋转机构，其特征在于，所述旋转驱动组件（21）包括第二伺服电机（211）、第二减速器（212）和旋转驱动齿轮（213）；

所述第二伺服电机（211）与所述第二减速器（212）固定在所述升降平台（13）的下方，所述第二伺服电机（211）的转子与所述第二减速器（212）的输入轴连接，所述第二减速器（212）的输出轴穿过所述升降平台（13）与所述旋转驱动齿轮（213）连接，且所述第二减速器（212）的输出轴的转速小于所述第二减速器（212）的输入轴的转速，所述旋转驱动齿轮（213）与所述内齿传动齿轮（22）啮合，其中，所述旋转驱动齿轮（213）为所述旋转驱动组件（21）的输出端。

8.一种自动导引车，其特征在于，包括移动底盘（40）及权利要求1-7任一项所述的升降旋转机构，所述升降旋转机构固定在所述移动底盘（40）上。

9.根据权利要求8所述的自动导引车，其特征在于，所述移动底盘（40）包括底板（41）、以及与底板（41）固定的移动驱动组件（42）；所述底板（41）的两侧分别设置有所述移动驱动组件（42）；

所述移动驱动组件（42）包括第三伺服电机（421）、第三减速器（422）以及驱动轮（423），所述第三伺服电机（421）通过所述第三减速器（422）控制所述驱动轮（423）转动。

10.根据权利要求9所述的自动导引车，其特征在于，所述移动底盘（40）还包括从动轮（43），所述从动轮（43）固定在所述底板（41）的下面，所述底板（41）的四周设置有多个所述从动轮（43），其中，所述从动轮（43）为万向轮。