CN209024153U - 基于卷料自动对接agv的多轴调整机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于自动导引车技术领域，特别涉及一种基于卷料自动对接AGV的多轴调整机构。包括底盘、横移机构、左三轴提升机构及右三轴提升机构，其中横移机构设置于底盘上，可实现X向运动，左三轴提升机构和右三轴提升机构设置于横移机构上，左三轴提升机构和右三轴提升机构上设有定位块。三轴提升机构包含底部横移模块、中部提升模块和顶部的侧移模块三部分组成，可以实现空间中三个方向轴线的调节功能。本实用新型能够兼容较大范围的卷料宽度尺寸，并能够兼容多种内径的卷芯，具有很高的适应性。

Description

基于卷料自动对接AGV的多轴调整机构

技术领域

本实用新型属于自动导引车(AGV)技术领域，特别涉及一种基于卷料自动对接AGV的多轴调整机构。

背景技术

近几年来，随着物流产业在我国的蓬勃发展，各种物料输送的物流自动化设备需求急剧增加，自动导引车(Automatic Guided Vehicle，以下简称AGV)是当今柔性制造系统和自动化仓储系统中物流运输的有效手段，也是在物流领域中首推的简单有效的自动物料运输方式。

在新能源产业锂电池生产现场，传统的极片生产过程中，卷料的搬运和卷料与机台的上下料对接主要是依靠人工手动驾驶叉车搬运和对接，存在人工操作失误造成卷料损坏等情况，越来越多的场景需求用AGV自动导引车担任卷料搬运及自动上下料的工作。卷料的输送及卷料与机台的自动上下料需要AGV有较高的对接精度要求，但是目前的AGV自动导引车对接精度不高，满足不了较高的对接精度要求。因此，急需一种能够实现将卷料与机台气涨轴进行自动对接的AGV，且需要AGV能够检测并修正AGV相对卷料的位置偏差，并达到±1mm的定位精度要求。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种基于卷料自动对接AGV的多轴调整机构，以解决现有AGV自动导引车对接精度不高，满足不了较高的对接精度要求的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于卷料自动对接AGV的多轴调整机构，包括底盘、横移机构、左三轴提升机构及右三轴提升机构，其中横移机构设置于底盘上，可实现X方向运动，所述左三轴提升机构和右三轴提升机构设置于所述横移机构上，均可实现X、Y、Z方向的移动，所述左三轴提升机构和右三轴提升机构上设有定位块。

所述横移机构包括横移平台、横移直线导轨、横移导轨滑块、横移丝杠及横移电机，其中横移直线导轨和横移丝杠沿X向设置于所述底盘上，所述横移平台通过横移导轨滑块与横移直线导轨滑动连接，所述横移电机设置于所述底盘上、且输出轴与横移平台连接。

所述横移丝杠的两端通过横移丝杠支撑座和横移丝杠安装座支撑，所述横移丝杠的一端通过横移联轴器与所述横移电机连接，另一端设有横移丝杠抱闸。

所述左三轴提升机构和右三轴提升机构结构相同，均包括由下至上依次连接的横移模块、提升模块及侧移模块，所述定位块设置于所述侧移模块上，可通过所述横移模块、提升模块及侧移模块的驱动实现X、Y、Z方向的移动。

所述横移模块包括独立横移电机、独立横移电机座、独立横移丝杠安装座、独立横移丝杠、独立横移丝杠支撑座及独立横移直线导轨，其中独立横移丝杠和独立横移直线导轨沿X向设置于所述横移机构的顶部、且独立横移丝杠的通过独立横移丝杠安装座支撑，所述提升模块通过独立横移滑块与所述独立横移直线导轨滑动连接，且所述提升模块通过独立横移丝母与所述独立横移丝杠螺纹连接，所述独立横移电机通过独立横移电机座安装在所述横移机构的顶部、且输出端与所述独立横移丝杠连接。

所述提升模块包括横移座、提升模块直线导轨、提升模块滑块、提升斜块、提升座及提升模块驱动机构，其中横移座设置于所述横移模块上，所述横移座上沿竖直方向设有提升模块直线导轨，所述提升座通过提升模块滑块与提升模块直线导轨滑动连接，所述提升斜块设置于所述提升座的下端，所述提升模块驱动机构设置于所述横移座的底部、且与所述提升斜块抵接，所述提升模块驱动机构沿横向输出动力，且通过所述提升斜块驱动所述提升座升降。

所述提升模块驱动机构包括提升滚轮座、提升滚轮、提升滚轮座滑块、提升滚轮座直线导轨、提升丝杠及提升电机，其中提升滚轮座直线导轨和提升丝杠沿Y向设置于所述横移座上，所述提升滚轮座通过提升滚轮座滑块与提升滚轮座直线导轨滑动连接，且所述提升滚轮座通过丝母与提升丝杠螺纹连接，所述提升电机设置于所述横移座上、且输出端通过齿轮传动与所述提升丝杠连接，所述提升滚轮设置于所述提升滚轮座上、且与所述提升斜块的斜面接触。

所述侧移模块包括侧移底座、侧移滑块、侧移直线导轨及侧移直线驱动机构，其中侧移直线导轨及侧移直线驱动机构沿Y向设置于所述提升模块上，所述侧移底座通过侧移滑块与侧移直线导轨滑动连接，所述侧移直线驱动机构与所述侧移底座连接，用于驱动所述侧移底座沿侧移直线导轨滑动连接，所述定位块设置于所述侧移底座上。

所述侧移直线驱动机构包括侧移电机、侧移丝杠及侧移丝母，其中侧移电机和侧移丝杠设置于所述提升模块上，所述侧移丝杠沿Y向设置、且通过侧移丝母与所述侧移底座连接，所述侧移电机的输出端与侧移丝杠传动连接。

所述定位块为V型结构。

本实用新型的优点及有益效果是：

1.本实用新型结构紧凑，运动轴数量多，调节灵活性高；

2.本实用新型能够兼容较大范围的卷料宽度尺寸，并能够兼容多种内径的卷芯，具有很高的适应性；

3.本实用新型能够与地面机台互相通讯，对接时检测相对位置偏差并修正，修正后精度可以达到±1mm；

4.本实用新型的方案目前在国内尚属于空白，此前并没有能够实现卷料高精度对接的行业解决方案。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的横移机构的结构示意图；

图3为图2的左视图；

图4为图2的俯视图；

图5为本实用新型的两个三轴提升机构的结构示意图；

图6为本实用新型的三轴提升机构的主视图；

图7为图6的左视图；

图8为本实用新型的中部提升模块的俯视图。

图中：1为底盘，2为横移机构，201为横移平台，202为横移直线导轨，203为横移导轨滑块，204为横移丝杠抱闸，205为横移丝杠支撑座，206为横移丝母座，207为横移丝杠，208为横移丝杠安装座，209为横移联轴器，210为横移电机，3为左三轴提升机构，301为侧移底座，302为侧移滑块，303为侧移直线导轨，304为提升座，305为提升斜块，306为提升滚轮座，307为提升滚轮，308为提升滚轮座滑块，309为提升滚轮座直线导轨，310为横移座，311为提升模块直线导轨，312为提升模块滑块，313为侧移直线驱动机构，321为提升丝杠齿轮，322为提升丝杠安装座，323为提升丝杠，324为提升丝杠支撑座，325为提升电机齿轮，326为提升电机，4为右三轴提升机构，5为独立横移电机，6为独立横移电机座，7为独立横移丝杠安装座，8为独立横移丝杠，9为独立横移丝杠支撑座，10为独立横移联轴器，11为独立横移丝母，12为独立横移滑块，13为独立横移直线导轨。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。

如图1所示，本实用新型提供的一种基于卷料自动对接AGV的多轴调整机构，包括底盘1、横移机构2、左三轴提升机构3及右三轴提升机构4，其中横移机构2设置于底盘1上，可实现X向运动，左三轴提升机构3和右三轴提升机构4设置于横移机构2上，均可实现X、Y、Z方向的运动，左三轴提升机构3和右三轴提升机构4上设有定位块。

如图2-4所示，横移机构2包括横移平台201、横移直线导轨202、横移导轨滑块203、横移丝杠207及横移电机210，其中横移直线导轨202和横移丝杠207沿X向设置于底盘1上，横移平台201通过横移导轨滑块203与横移直线导轨202滑动连接，横移电机210设置于底盘1上、且输出轴与横移平台201连接。

横移丝杠207的两端通过横移丝杠支撑座205和横移丝杠安装座208支撑，横移丝杠207的一端通过横移联轴器209与横移电机210连接，另一端设有横移丝杠抱闸204。

横移平台201的动力来源于横移电机210，横移电机210通过横移联轴器209带动横移丝杠207转动；横移丝杠207转动时带动横移丝母旋转，横移丝母座206与底盘1连接，横移电机21转动时，横移平台201左右横移(X向)，需要制止横移丝杠207转动时，横移丝杠抱闸204抱紧横移丝杠207。

左三轴提升机构3和右三轴提升机构4结构相同，均包括由下至上依次连接的横移模块、提升模块及侧移模块，定位块设置于侧移模块上，可通过横移模块、提升模块及侧移模块的驱动实现X、Y、Z方向的移动。

如图5所示，横移模块包括独立横移电机5、独立横移电机座6、独立横移丝杠安装座7、独立横移丝杠8、独立横移丝杠支撑座9及独立横移直线导轨13，其中独立横移丝杠8和独立横移直线导轨13沿X向设置于横移机构2的顶部、且独立横移丝杠8的通过独立横移丝杠安装座7支撑，提升模块通过独立横移滑块12与独立横移直线导轨13滑动连接，且提升模块通过独立横移丝母11与独立横移丝杠8螺纹连接，独立横移电机5通过独立横移电机座6安装在横移机构2的顶部、且输出端与独立横移丝杠8连接。

独立横移电机5驱动独立横移丝杠8转动，从而带动提升模块沿独立横移直线导轨13滑动。

如图6-8所示，提升模块包括横移座310、提升模块直线导轨311、提升模块滑块312、提升斜块305、提升座304及提升模块驱动机构，其中横移座310与横移模块的独立横移滑块12连接，横移座310上沿Z方向设有提升模块直线导轨311，提升座304通过提升模块滑块312与提升模块直线导轨311滑动连接，提升斜块305设置于提升座304的下端，提升模块驱动机构设置于横移座310的底部、且与提升斜块305抵接，提升模块驱动机构沿横向输出动力，且通过提升斜块305驱动提升座304升降。

提升模块驱动机构包括提升滚轮座306、提升滚轮307、提升滚轮座滑块308、提升滚轮座直线导轨309、提升丝杠323及提升电机326，其中提升滚轮座直线导轨309和提升丝杠323沿Y向设置于横移座310上，提升滚轮座306通过提升滚轮座滑块308与提升滚轮座直线导轨309滑动连接，且提升滚轮座306通过丝母与提升丝杠323螺纹连接，提升电机326设置于横移座310上、且输出端设有提升电机齿轮325，提升丝杠323的端部设有与提升电机齿轮325啮合的提升丝杠齿轮321。提升滚轮307设置于提升滚轮座306上、且与提升斜块305的斜面接触。

提升电机326通过齿轮传动驱动提升丝杠323转动，进一步带动提升滚轮座306沿提升滚轮座直线导轨309滑动，提升滚轮座306上的提升滚轮307沿提升斜块305的斜面行走，从而推动提升座304升降。

如图6-7所述，侧移模块包括侧移底座301、侧移滑块302、侧移直线导轨303及侧移直线驱动机构313，其中侧移直线导轨303及侧移直线驱动机构313沿Y向设置于提升模块的提升座304上，侧移底座301通过侧移滑块302与侧移直线导轨303滑动连接，侧移直线驱动机构与侧移底座301连接，用于驱动侧移底座301沿侧移直线导轨303滑动连接，定位块设置于侧移底座301上。

侧移直线驱动机构包括侧移电机、侧移丝杠及侧移丝母，其中侧移电机和侧移丝杠设置于提升模块上，侧移丝杠沿Y向设置、且通过侧移丝母与侧移底座301连接，侧移电机的输出端与侧移丝杠传动连接。

进一步地，定位块为V型结构。

横移机构2可以实现机构整体与底盘部分的左右横向移动功能，AGV与机台的EPC功能模块通讯，补偿机台的横向偏移量；三轴提升机构包含底部横移模块、中部提升模块和顶部的侧移模块三部分组成，可以实现空间中三个方向轴线的调节功能；三轴提升机相对于横移机构可以实现横向独立移动。

三轴提升机的独立横移功能实现：通过独立横移直线导轨13和独立横移滑块12连接在横移机构2上实现左右滑动功能(X向)，横移方向运动的驱动靠独立横移电机5驱动，独立横移电机5通过独立横移电机座6安装在横移机构2上，独立横移电机5通过独立横移联轴器10带动独立横移丝杠8旋转，独立横移丝杠8安装在独立横移丝杠安装座7和独立横移丝杠支撑座9之间；当独立横移丝杠8旋转时带动独立横移丝母11移动，独立横移丝母11安装在三轴提升机的提升模块上，实现三轴提升机独立横移运动控制。

三轴提升机构的侧移轴功能实现：侧移底座301通过侧移滑块302和侧移直线导轨303与提升模块连接，实现侧移方向(Y向)的运动；侧移动作的驱动依靠侧移电机提供动力，侧移电机安装在侧移电机电机座上通过侧移联轴器带动侧移丝杠旋转，侧移丝杠安装在侧移丝杠安装座和侧移丝杠支撑座上，侧移丝母固定在侧移底座301上，侧移丝杠旋转带动侧移丝母移动；当侧移轴需要停止时侧移抱闸抱紧侧移丝杠。

三轴提升机构的提升轴功能实现：提升模块通过提升模块直线导轨311和提升模块滑块312与横移座310连接，实现提升运动轴的导向；提升运动轴的动力来源于提升电机326，提升电机326带动提升电机齿轮325转动，提升电机齿轮325带动提升丝杠齿轮321，提升丝杠齿轮321带动提升丝杠323旋转，提升丝杠323安装在提升丝杠安装座322和提升丝杠支撑座324上，提升丝杠323旋转带动提升滚轮座306移动，提升滚轮座306与横移座310通过提升滚轮座滑块308和提升滚轮座直线导轨309连接，提升滚轮307与提升滚轮座306焊接在一起、且可转动，提升滚轮307侧移运动带动提升斜块305上下运动。

本实用新型解决了以下技术问题：

1)举升装置空间定位精度要求高；

地面对接设备的气涨轴与卷芯内圆只有单边2mm的间隙，AGV需要通过传感器检测空间中气涨轴轴线的坐标，并对地面转塔的角度偏差和侧向偏差进行计算，计算结果作为补偿值对上装的动作进行修正；空间中XY的位置偏差达到±1mm以内，Z方向的位置偏差控制在±5mm以内；

2)AGV自动取卷难度大

气涨轴在卸载时由于受到卷料重力影响产生弯矩，依靠气涨轴本身无法抽出；需要AGV在非常小的行程范围内将卷料精确的抬起并离开气涨轴，气涨轴与卷芯只有2mm的行程；超过行程会造成卷芯和气涨轴损坏，行程不够会导致气涨轴弯矩没有卸载无法分离；需要在举升机构上安装称重传感器，当传感器的数值等于卷料自重时，可以认为卷料与气涨轴恰好分离。

本实用新型率先应用于新能源锂电池产业的卷料搬运工况，并可应用于其他类似卷料搬运的行业现场，带来预期的经济效益。AGV带卷料从地面缓存或加取货，送到机台上卷的位置，通过传感器和软件算法，计算出位置的偏移量，并通过多轴调节结构补充位置偏差，气涨轴插入卷芯内部完成卷料上料功能。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于卷料自动对接AGV的多轴调整机构，其特征在于，包括底盘(1)、横移机构(2)、左三轴提升机构(3)及右三轴提升机构(4)，其中横移机构(2)设置于底盘(1)上，可实现X方向运动，所述左三轴提升机构(3)和右三轴提升机构(4)设置于所述横移机构(2)上，均可实现X、Y、Z方向的移动，所述左三轴提升机构(3)和右三轴提升机构(4)上设有定位块。

2.根据权利要求1所述的基于卷料自动对接AGV的多轴调整机构，其特征在于，所述横移机构(2)包括横移平台(201)、横移直线导轨(202)、横移导轨滑块(203)、横移丝杠(207)及横移电机(210)，其中横移直线导轨(202)和横移丝杠(207)沿X向设置于所述底盘(1)上，所述横移平台(201)通过横移导轨滑块(203)与横移直线导轨(202)滑动连接，所述横移电机(210)设置于所述底盘(1)上、且输出轴与横移平台(201)连接。

3.根据权利要求2所述的基于卷料自动对接AGV的多轴调整机构，其特征在于，所述横移丝杠(207)的两端通过横移丝杠支撑座(205)和横移丝杠安装座(208)支撑，所述横移丝杠(207)的一端通过横移联轴器(209)与所述横移电机(210)连接，另一端设有横移丝杠抱闸(204)。

4.根据权利要求1所述的基于卷料自动对接AGV的多轴调整机构，其特征在于，所述左三轴提升机构(3)和右三轴提升机构(4)结构相同，均包括由下至上依次连接的横移模块、提升模块及侧移模块，所述定位块设置于所述侧移模块上，可通过所述横移模块、提升模块及侧移模块的驱动实现X、Y、Z方向的移动。

5.根据权利要求4所述的基于卷料自动对接AGV的多轴调整机构，其特征在于，所述横移模块包括独立横移电机(5)、独立横移电机座(6)、独立横移丝杠安装座(7)、独立横移丝杠(8)、独立横移丝杠支撑座(9)及独立横移直线导轨(13)，其中独立横移丝杠(8)和独立横移直线导轨(13)沿X向设置于所述横移机构(2)的顶部、且独立横移丝杠(8)的通过独立横移丝杠安装座(7)支撑，所述提升模块通过独立横移滑块(12)与所述独立横移直线导轨(13)滑动连接，且所述提升模块通过独立横移丝母(11)与所述独立横移丝杠(8)螺纹连接，所述独立横移电机(5)通过独立横移电机座(6)安装在所述横移机构(2)的顶部、且输出端与所述独立横移丝杠(8)连接。

6.根据权利要求4所述的基于卷料自动对接AGV的多轴调整机构，其特征在于，所述提升模块包括横移座(310)、提升模块直线导轨(311)、提升模块滑块(312)、提升斜块(305)、提升座(304)及提升模块驱动机构，其中横移座(310)设置于所述横移模块上，所述横移座(310)上沿竖直方向设有提升模块直线导轨(311)，所述提升座(304)通过提升模块滑块(312)与提升模块直线导轨(311)滑动连接，所述提升斜块(305)设置于所述提升座(304)的下端，所述提升模块驱动机构设置于所述横移座(310)的底部、且与所述提升斜块(305)抵接，所述提升模块驱动机构沿横向输出动力，且通过所述提升斜块(305)驱动所述提升座(304)升降。

7.根据权利要求6所述的基于卷料自动对接AGV的多轴调整机构，其特征在于，所述提升模块驱动机构包括提升滚轮座(306)、提升滚轮(307)、提升滚轮座滑块(308)、提升滚轮座直线导轨(309)、提升丝杠(323)及提升电机(326)，其中提升滚轮座直线导轨(309)和提升丝杠(323)沿Y向设置于所述横移座(310)上，所述提升滚轮座(306)通过提升滚轮座滑块(308)与提升滚轮座直线导轨(309)滑动连接，且所述提升滚轮座(306)通过丝母与提升丝杠(323)螺纹连接，所述提升电机(326)设置于所述横移座(310)上、且输出端通过齿轮传动与所述提升丝杠(323)连接，所述提升滚轮(307)设置于所述提升滚轮座(306)上、且与所述提升斜块(305)的斜面接触。

8.根据权利要求4所述的基于卷料自动对接AGV的多轴调整机构，其特征在于，所述侧移模块包括侧移底座(301)、侧移滑块(302)、侧移直线导轨(303)及侧移直线驱动机构(313)，其中侧移直线导轨(303)及侧移直线驱动机构(313)沿Y向设置于所述提升模块上，所述侧移底座(301)通过侧移滑块(302)与侧移直线导轨(303)滑动连接，所述侧移直线驱动机构与所述侧移底座(301)连接，用于驱动所述侧移底座(301)沿侧移直线导轨(303)滑动连接，所述定位块设置于所述侧移底座(301)上。

9.根据权利要求8所述的基于卷料自动对接AGV的多轴调整机构，其特征在于，所述侧移直线驱动机构包括侧移电机、侧移丝杠及侧移丝母，其中侧移电机和侧移丝杠设置于所述提升模块上，所述侧移丝杠沿Y向设置、且通过侧移丝母与所述侧移底座(301)连接，所述侧移电机的输出端与侧移丝杠传动连接。

10.根据权利要求1所述的基于卷料自动对接AGV的多轴调整机构，其特征在于，所述定位块为V型结构。