CN205220637U - 一种适用于agv机器人的新型旋转顶升机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及自动化运输装置领域，特别涉及一种适用于AGV机器人的新型旋转顶升机构。其特征在于：包括安装有电机的底座、固定设置在所述底座上的螺杆、同轴套设在所述螺杆外与所述螺杆通过螺纹传动连接的螺纹套筒、以及设置在所述电机和所述螺纹套筒之间的传动机构。所述电机通过所述传动机构驱动所述螺纹套筒转动，从而使得所述螺纹套筒相对与所述底座固定连接的螺杆旋转上升或者下降。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动化运输装置领域，特别涉及一种适用于AGV机器人的新型旋转顶升机构。
背景技术
无人搬运机器人（简称AGV机器人），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。
目前，AGV机器人中采用的顶升机构多为电动推杆机构、电液推杆机构或连杆机构。虽然电动推杆机构和电液推杆机构结构简单、承载能力强，但电动推杆机构成本较高、单个电动推杆承载能力有限，往往需要多个配合，且自锁性能差，顶升后稳定性差；电液推杆机构需要油泵供油，并具有油箱，体积大并且会出现漏液污染，维护成本高、顶升后容易倾倒和顶升高度难以控制等问题。而连杆机构虽然解决了上述两个顶升机构的稳定性问题，但是其承载能力差，传动比小，对电机要求高，且机械结构复杂。
实用新型CN203976311U公开了一种旋转顶升机构及包括旋转顶升机构的AGV小车，其包括机架、马达、行程开关、转盘和凸轮；所述转盘上安装有一个与盘面偏心且垂直于盘面的凸轮，所述机构通过控制凸轮的升降带动无人搬运车的机体进行升降运动。该升降机构仅AGV机器人的驱动机构整体自动升降，而不能够旋转运动，不能更好地满足灵活搬运和装卸货物的需求。同时，上述偏心结构使得所述机构顶升后容易发生倾斜。
发明内容
本实用新型的根据现有的AGV顶升机构的不足，提出一种适用于AGV机器人的新型旋转顶升机构，其特征在于：包括安装有电机的底座、固定设置在所述底座上的螺杆、同轴套设在所述螺杆外与所述螺杆通过螺纹传动连接的螺纹套筒、以及设置在所述电机和所述螺纹套筒之间的传动机构。所述电机通过所述传动机构驱动所述螺纹套筒转动，从而使得所述螺纹套筒相对与所述底座固定连接的螺杆旋转上升或者下降。
作为优选，所述传动机构包括与所述电机传动连接蜗杆传动组件;所述蜗杆传动组件包括承接来自上一级传动组件的蜗杆、与所述蜗杆传动连接的蜗轮；所述蜗轮的内圈与所述螺纹套筒外壁通过沿所述螺纹套筒的轴向设置的导向键滑动连接。使得所述螺纹套筒相对于所述蜗轮可以平滑的上下移动。使得所述蜗轮在旋转的同时通过所述导向键带动所述螺纹套筒转动，并且当所述旋转套筒相对所述蜗轮产生轴向位移时，在所述蜗轮的径向方向仍然紧密配合，随着所述蜗轮的转动而转动。
作为优选，所述蜗轮通过蜗轮支架安装在所述底座上；所述蜗轮支架包括上支撑板、下支撑板、连接所述上下支撑板的连接螺杆；所述上支撑板设置第一钢球轨道，所述下支撑板设置第二钢球轨道，所述蜗轮上表面设置第三钢球轨道，所述蜗轮下表面设置第四钢球轨道。通过选择适当的沟曲率半径与接触角，可实现蜗轮的径向与轴向定位，并且能够以较小的摩擦力实现转动，适当调节连接螺杆的长度以及螺栓的松紧可调节钢球的预紧力，从而保证蜗轮轻松定轴旋转运动，又可以防止蜗轮受较大径向力情况下，带动钢球滑出滚道，导致涡轮不能轻松定轴旋转运动。
作为优选，所述第三钢球滚道和所述第四钢球滚道的中心直径小于所述第一钢球轨道和所述第二钢球轨道的中心直径。所述涡轮的钢球滚道中心直径略小于所述上下支撑板的钢球滚道中心直径，通过所述连接螺杆可调节上下支撑板与蜗轮的预紧力，保证涡轮不发生径向窜动。
作为优选，所述底座设置用于容纳所述蜗杆传动机构、所述螺杆和所述螺纹套筒的密封腔。所述密封腔采用密封圈密封，通过添加适量的润滑脂，可使所述蜗杆传动组件、所述螺杆、所述螺纹套筒、所述导向键以及所述钢球滚道实现润滑。
作为优选，所述螺纹套筒内壁和所述螺杆外壁通过多头梯形螺纹传动连接。
作为优选，所述蜗杆传动组件与所述电机之间设置传动组件，所述蜗杆传动组件通过所述传动组件与所述电机传动连接。
作为优选，所述传动组件为齿轮传动组件。
作为优选，所述传动组件为链条传动组件。
作为优选，所述蜗杆为多头蜗杆。
本发明具有如下有益效果：
1.所述旋转顶升机构通过电机带动传动组件，继而由传动组件带动螺纹套筒旋转，实现该机构的旋转和升降。顶升能力1吨以上，顶升行程12cm-15cm，顶升速度6cm/s。
2.所述旋转顶升机构利用电机自锁能力和螺纹套筒与螺杆上螺纹啮合的自锁特性使得顶升旋转时平稳性好，不易倾斜。
3.所述旋转顶升机构采用齿轮、蜗轮蜗杆以及梯形螺纹传动，传动精度高。
4.所述电机为减速电机，通过齿轮箱实现减速，使蜗杆的转速尽可能小，以降低发热量。
5.所述电机与蜗杆平行放置，可使AGV机器人的高度降为30cm以下。
附图说明
图1适用于AGV小车的旋转顶升机构立体图；
图2适用于AGV小车的旋转顶升机构爆炸视图；
图3适用于AGV小车的旋转顶升机构的剖视图
图4蜗轮的结构图；
其中，1-底座、2-电机、3-螺杆、4-螺纹套筒、11-密封腔、511-蜗杆、512-蜗轮、513-蜗轮支架、521-一级齿轮、522-二级齿轮、5121-第三钢球轨道、5122-第四钢球轨道、5123-导向键、5131-上支撑板、5132-下支撑板、5133-连接螺杆、51311-第一钢球轨道、51321-第二钢球轨道。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。
一种适用于AGV机器人的新型旋转顶升机构，包括安装有电机2的底座1、固定设置在底座1上的螺杆3、同轴套设在螺杆3外与螺杆3通过螺纹传动连接的螺纹套筒4、以及设置在电机2和所述螺纹套筒4之间的传动机构。
传动机构包括与电机2传动连接蜗杆传动组件。蜗杆传动组件包括承接来自上一级传动组件的蜗杆511、与蜗杆511传动连接的蜗轮512。蜗轮512通过蜗轮支架513安装在底座1上。蜗轮支架513包括上支撑板5131、下支撑板5132、连接所述上下支撑板的连接螺杆5133。
上支撑板5131设置第一钢球轨道51311，下支撑板5132设置第二钢球轨道51321。蜗轮512上表面设置第三钢球轨道5121，蜗轮512下表面设置第四钢球轨道5122。参照轴承设计要求，选择适当的沟曲率半径与接触角，可实现蜗轮的径向与轴向定位，并且能够以较小的摩擦力实现转动，适当调节连接螺杆5133的长度以及螺栓的松紧可调节钢球轨道上钢球的预紧力，从而保证蜗轮512轻松地定轴旋转，同时防止蜗轮512受较大径向力情况下，带动钢球滑出钢球轨道，导致蜗轮512不能轻松定轴旋转运动。蜗轮的钢球轨道（即第三钢球轨道5121和第三钢球轨道5122）的中心直径略小于支撑板的钢球轨道（即第一钢球轨道51311和第二钢球轨道51312）的中心直径，通过连接螺杆可5133调节上下支撑板与涡轮的预紧力，保证涡轮不发生径向窜动。
蜗轮512的内圈安装有导向键5123，同时螺纹套筒4外表面具有键槽41，导向键5123与键槽41采用间隙配合以保证顺利滑动。螺纹套筒4相对于蜗轮512可以平滑的上下移动。
底座1具有密封腔11，密封腔具有密封圈，可实现润滑部件的密封，使蜗杆传动组件、螺杆3和螺纹套筒4位于密封腔中。通过添加适量的润滑脂，可使蜗杆511、蜗轮512、螺纹套筒4，导向键5123以及钢球实现润滑。在尽可能降低摩擦力提高传动效率的情况下，把电机的旋转运动传递给螺纹套筒4。
螺杆3固定在底座1上，螺纹套筒4旋转运动时，由于和螺杆3采用螺纹配合，螺纹套筒4同时会产生上升或者下降运动（与螺纹线旋转方向有关）。为提高举升效率，合理分配传动比，蜗杆511采用多头蜗杆，螺纹套筒4内壁和螺杆3外壁通过多头梯形螺纹传动连接。
电机减速箱与蜗杆511之间采用齿轮传动组件传动，也可采用链条、同步带等其他传动方式。下面以齿轮传动为例，对本实施例的工作方式进行描述：
工作方式1：将旋转顶升机构安装于AGV机器人中心位置，AGV机器人自身不发生旋转。电机2上电工作，带动一级齿轮521旋转运动，一级齿轮521与二级齿轮522啮合传动，二级齿轮522与蜗杆511同轴，通过键将扭矩传递到蜗杆511上。蜗杆511与蜗轮512啮合，蜗轮512通过导向键5123带动螺纹套筒4旋转运动。因为螺纹套筒4与螺杆3采用梯形螺纹配合，当螺纹套筒4旋转运动时，会同时根据旋转的方向上升或者下降运动。
工作方式2：将顶升机构安装于AGV机器人中心位置，AGV机器人原地旋转运动，带动底座1旋转，固定在底座1上的螺杆3通随之旋转，通过调节电机2的转速可使螺母套筒4相对地面只做上下运动，不做旋转运动。由于该机构具有较高的传动精度，保证了上述功能的实现。
上面所述的实施例仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (10)
1.一种适用于AGV机器人的新型旋转顶升机构，其特征在于：包括安装有电机（2）的底座（1）、固定设置在所述底座（1）上的螺杆（3）、同轴套设在所述螺杆（3）外与所述螺杆（3）通过螺纹传动连接的螺纹套筒（4）、以及设置在所述电机（2）和所述螺纹套筒（4）之间的传动机构。
2.根据权利要求1所述的一种适用于AGV机器人的新型旋转顶升机构，其特征在于：所述传动机构包括与所述电机（2）传动连接的蜗杆传动组件;所述蜗杆传动组件包括承接来自上一级传动组件的蜗杆（511）、与所述蜗杆（511）传动连接的蜗轮（512）；所述蜗轮（512）的内圈与所述螺纹套筒（4）外壁通过沿所述螺纹套筒（4）的轴向设置的导向键（5123）滑动连接。
3.根据权利要求2所述的一种适用于AGV机器人的新型旋转顶升机构，其特征在于：所述蜗轮（512）通过蜗轮支架（513）安装在所述底座（1）上；所述蜗轮支架（513）包括上支撑板（5131），下支撑板（5132），连接所述上、下支撑板的连接螺杆（5133）；所述上支撑板（5131）设置第一钢球轨道，所述下支撑板（5132）设置第二钢球轨道，所述蜗轮（512）上表面设置第三钢球轨道，所述蜗轮（512）下表面设置第四钢球轨道。
4.根据权利要求3所述的一种适用于AGV机器人的新型旋转顶升机构，其特征在于：所述第三钢球滚道和所述第四钢球滚道的中心直径小于所述第一钢球轨道和所述第二钢球轨道的中心直径。
5.根据权利要求2或3或4所述的一种适用于AGV机器人的新型旋转顶升机构，其特征在于：所述底座（1）设置用于容纳所述蜗杆传动组件、所述螺杆（3）和所述螺纹套筒（4）的密封腔（11）。
6.根据权利要求2或3或4所述的一种适用于AGV机器人的新型旋转顶升机构，其特征在于：所述螺纹套筒（4）内壁和所述螺杆（3）外壁通过多头梯形螺纹传动连接。
7.根据权利要求2或3或4所述的一种适用于AGV机器人的新型旋转顶升机构，其特征在于：所述蜗杆传动组件与所述电机（2）之间设置传动组件，所述蜗杆传动组件通过所述传动组件与所述电机（2）传动连接。
8.根据权利要求7所述的一种适用于AGV机器人的新型旋转顶升机构，其特征在于：所述传动组件为齿轮传动组件。
9.根据权利要求7所述的一种适用于AGV机器人的新型旋转顶升机构，其特征在于：所述传动组件为链条传动组件。
10.根据权利要求2或3或4所述的一种适用于AGV机器人的新型旋转顶升机构，其特征在于：所述蜗杆（511）为多头蜗杆。
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