CN209834824U - 一种用于轮式小车的行程限定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于轮式小车的行程限定装置，包括蜗杆、蜗轮、小齿轮、过轮、中心齿轮、曲柄、长连杆、导轨、制动杆、传感器。所述行程限定装置工作时，轮式小车车轮与蜗杆一同转动，蜗杆通过蜗轮、小齿轮、中心齿轮、曲柄、长连杆带动导轨上的制动杆移动，制动杆在轮式小车运动到行程极限位置处摩擦轮式小车车轮，刹停轮式小车。同时传感器被触发，小车发出报警信号。本实用新型避免了传统的撞击限位装置停车损伤设备的问题和依赖传感器检测行程终点控制停车不稳定的问题，具有成本低，结构简单，稳定性好，易于调整的优点。

Description

一种用于轮式小车的行程限定装置

技术领域

本实用新型涉及一种行程限定装置，具体涉及一种用于轮式小车的行程限定装置。

背景技术

随着智能物流和制造业的发展，AGV、RGV等制导小车越来越多地进入工厂的原料仓库和生产线，承担生产过程中的搬运工作。大多数的AGV小车和RGV小车采用轮式底盘；且很多AGV、RGV轮式底盘小车的工作行程是固定的:比如将工件从A工位沿设定轨迹搬运到B工位的轮式小车，或者仓库中两排货架间根据指令取货的轮式小车，其运动限定在货架首尾之间。

除了AGV、 RGV轮式底盘小车，工厂中也有许多其他行程一定的轮式小车；如果轮式小车的运动超出设定行程，可能会造成碰撞，损坏设备，带来安全隐患。限制轮式小车行程的一般方法是在行程末端设定标志物，当轮式小车上的传感器探测到标志物时停车；或者在行程末端加装限位装置、防撞装置。这种方法有以下几个缺点：

1）轮式小车上检测行程末端标志物的传感器灵敏度下降或外界环境条件变化时会导致检测失败，稳定性差。

2）必须在行程末端另外安装限位和防撞装置，占有空间。

3）轮式小车在行程尽头不能逐渐减速，速度太快可能冲出限制位置。

对于上述缺点，目前还没有好的解决方案。

实用新型内容

为克服现有技术的不足，本实用新型提供一种可以限定轮式小车运动范围的行程限定装置。该行程限定装置可以在轮式小车运动到指定的限定位置时将其刹停，并点亮报警灯，拉响警报。其限定的行程范围可以根据需要调整。为此，本实用新型采用以下技术方案。

一种用于轮式小车的行程限定装置，包括蜗杆、蜗轮、小齿轮、中心齿轮、曲柄、长连杆、导轨、制动杆；蜗杆与轮式小车的轮轴同轴线并随轮轴转动；蜗轮与蜗杆啮合并且蜗轮的转轴固定于轮式小车的底盘；小齿轮的转轴与蜗轮的转轴同轴线并且固定连接；中心齿轮的转轴固定于轮式小车的底盘；曲柄与中心齿轮固定连接，一端与中心齿轮圆心重合，且曲柄与长连杆铰接；长连杆的一端与制动杆的中点铰接；导轨的两端固定于轮式小车底盘且导轨方向与轮轴垂直；制动杆在导轨上滑动；

其中，

曲柄上在与长连杆铰接的一端沿中轴线设有多个可供选择的圆孔，用于与长连杆铰接；

长连杆与曲柄铰接的一端沿中轴线设有多个可供选择的圆孔，用于与曲柄铰接；

制动杆两端是制动块，制动块带有弧形面，制动块的宽度大于轮式小车的轮子的宽度，当制动块与轮式小车的轮子接触时，制动块的弧形面与轮子贴合；制动杆两端的制动块之间用杆连接。

上述行程限定装置工作时，轮式小车车轮与蜗杆一同转动，蜗杆通过蜗轮、小齿轮、中心齿轮、曲柄、长连杆带动导轨上的制动杆移动，制动杆在轮式小车运动到行程极限位置处摩擦轮式小车车轮，刹停轮式小车。该行程限定装置将车轮转动的圈数精确转换为制动杆的移动位置，实现对轮式小车运动行程的限定。调整蜗杆头数、蜗轮齿数、小齿轮齿数和中心齿轮齿数，可以改变轮式小车被限定的行程长度。曲柄和长连杆上有多个可供铰接的孔，通过改变长连杆和曲柄铰接的圆孔，可以改变制动杆离开中心齿轮的最大距离和最小距离，从而配合实际安装情况，使得制动杆可以在行程极限位置接触轮式小车车轮，从而能够在这个位置刹停轮式小车。

作为优选，制动块采用橡胶制作。这样制动块和车轮之间的摩擦系数较大，刹车时给轮式小车的阻力矩较大，更易刹停轮式小车。

作为优选，本实用新型提出的用于轮式小车的行程限定装置中的制动杆的截面是“L”形，制动杆的一个平面的中心有一个圆孔，用于与长连杆铰接，另一平面有两个对称的方孔，两方孔的中心连线与制动杆的轴线平行，方孔间距等于导轨轨距。导轨穿过两个方孔，可以保证制动杆在导轨上只平动，不转动。

作为优选，本实用新型提出的用于轮式小车的行程限定装置还包括过轮，过轮有多个，各个过轮依次相互啮合，过轮与小齿轮啮合，中心齿轮与过轮啮合。多个过轮方便根据实际情况安装：当蜗轮和中心齿轮之间距离较小时可以安装一个或不安装过轮，当蜗轮和中心齿轮之间距离较大时可以安装多个过轮实现传动。

过轮的转轴固定于轮式小车底盘。

作为优选，用于轮式小车的行程限定装置还包括传感器，传感器固定在轮式小车上，固定位置是制动杆接触轮式小车两轮时对应曲柄最外端的正上方。当轮式小车运动到行程极限位置时，传感器被触发。

作为优选，行程限定装置还包括报警装置，报警装置选自报警灯、蜂鸣器、继电器、单片机，报警灯、蜂鸣器固定于轮式小车上，继电器与轮式小车的电源串接，单片机的端口连接传感器，继电器，蜂鸣器和报警灯，报警灯、蜂鸣器、单片机由轮式小车的电源供电。当小车运动到行程极限位置时，被触发的传感器向单片机发信号，单片机控制报警灯闪烁，蜂鸣器鸣叫，发出警告。

从上述分析可知，本实用新型具有如下技术效果：

1）主体结构为纯机械，成本低，结构简单，稳定性好。

2）通过制动杆摩擦轮胎刹车限定行程而非通过撞击停车，避免对设备的破坏。

可以根据行程要求和安装情况调整机构，灵活性好。

附图说明

图1为本实用新型制动杆的轴测图；

图2为本实用新型的行程限定装置运动到第一行程限定位置时的仰视图；

图3为本实用新型的行程限定装置运动到第一行程限定位置后反向运动的仰视图；

图4为本实用新型的行程限定装置运动到第二行程限定位置时的仰视图。

图中所示：1.蜗杆，2.蜗轮，3.小齿轮，4.中心齿轮，5.曲柄，6.长连杆，7.导轨，8.制动杆， 9.传感器，10.过轮，11.轮式小车底板，12.轮式小车车轮，13.制动杆中心圆孔14.制动杆对称方孔。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

本实用新型提供一种用于轮式小车的行程限定装置，包括蜗杆、蜗轮、小齿轮、中心齿轮、曲柄、长连杆、导轨、制动杆；蜗杆与轮式小车的轮轴同轴线并随轮轴转动；蜗轮与蜗杆啮合并且蜗轮的转轴固定于轮式小车的底盘；小齿轮的转轴与蜗轮的转轴同轴线并且固定连接；中心齿轮的转轴固定于轮式小车的底盘；曲柄与中心齿轮固定连接，一端与中心齿轮圆心重合，且曲柄与长连杆铰接；长连杆的一端与制动杆的中点铰接；导轨的两端固定于轮式小车底盘且导轨方向与轮轴垂直；制动杆在导轨上滑动；

其中，

曲柄上在与长连杆铰接的一端沿中轴线设有多个可供选择的圆孔，用于与长连杆铰接；

长连杆与曲柄铰接的一端沿中轴线设有多个可供选择的圆孔，用于与曲柄铰接；

制动杆两端是制动块，制动块带有弧形面，制动块的宽度大于轮式小车的轮子的宽度，当制动块与轮式小车的轮子接触时，制动块的弧形面与轮子贴合；制动杆两端的制动块之间用杆连接。

上述行程限定装置工作时，轮式小车车轮与蜗杆一同转动，蜗杆通过蜗轮、小齿轮、中心齿轮、曲柄、长连杆带动导轨上的制动杆移动，制动杆在轮式小车运动到行程极限位置处摩擦轮式小车车轮，刹停轮式小车。该行程限定装置将车轮转动的圈数精确转换为制动杆的移动位置，实现对轮式小车运动行程的限定。调整蜗杆头数、蜗轮齿数、小齿轮齿数和中心齿轮齿数，可以改变轮式小车被限定的行程长度。曲柄和长连杆上有多个可供铰接的孔，通过改变长连杆和曲柄铰接的圆孔，可以改变制动杆离开中心齿轮的最大距离和最小距离，从而配合实际安装情况，使得制动杆可以在行程极限位置接触轮式小车车轮，从而能够在这个位置刹停轮式小车。

作为优选，制动块采用橡胶制作。这样制动块和车轮之间的摩擦系数较大，刹车时给轮式小车的阻力矩较大，更易刹停轮式小车。

作为优选，如图1所示，本实用新型提出的用于轮式小车的行程限定装置中的制动杆的截面是“L”形，制动杆的一个平面的中心有一个圆孔，用于与长连杆铰接，另一平面有两个对称的方孔，两方孔的中心连线与制动杆的轴线平行，方孔间距等于导轨轨距。导轨穿过两个方孔，可以保证制动杆在导轨上只平动，不转动。

作为优选，本实用新型提出的用于轮式小车的行程限定装置还包括过轮，过轮有多个，各个过轮依次相互啮合，过轮与小齿轮啮合，中心齿轮与过轮啮合。多个过轮方便根据实际情况安装：当蜗轮和中心齿轮之间距离较小时可以安装一个或不安装过轮，当蜗轮和中心齿轮之间距离较大时可以安装多个过轮实现传动。

过轮的转轴固定于轮式小车底盘。

作为优选，用于轮式小车的行程限定装置还包括传感器，传感器固定在轮式小车上，固定位置是制动杆接触轮式小车两轮时对应曲柄最外端的正上方。当轮式小车运动到行程极限位置时，传感器被触发。

作为优选，行程限定装置还包括报警装置，报警装置选自报警灯、蜂鸣器、继电器、单片机，报警灯、蜂鸣器固定于轮式小车上，继电器与轮式小车的电源串接，单片机的端口连接传感器，继电器，蜂鸣器和报警灯，报警灯、蜂鸣器、单片机由轮式小车的电源供电。当小车运动到行程极限位置时，被触发的传感器向单片机发信号，单片机控制报警灯闪烁，蜂鸣器鸣叫，发出警告。

上述行程限定装置工作时，轮式小车车轮与蜗杆一同转动，蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮与小齿轮一同转动，小齿轮带动过轮转动，过轮带动中心齿轮转动，曲柄与中心齿轮一同转动，并通过长连杆带动导轨上的制动杆移动。制动杆的轴测图如图1所示。

如图2所示，当轮式小车运动到接近第一行程极限位置时，导轨上的制动杆运动到接触轮式小车的车轮的位置，制动块圆弧形的一面摩擦旋转的车轮，使轮式小车刹停。如果轮式小车超过第一行程极限位置仍有向前运动的速度，则制动杆会继续向车轮方向运动，制动杆的制动块和车轮之间的接触力增大，摩擦力增大，直到可以刹停轮式小车。

如图3所示，当轮式小车运动到第一行程极限位置后，可以向第一行程极限位置相反一侧运动。此时制动杆离开车轮，轮式小车可以反方向运动。

如图4所示，轮式小车反方向运动直到其到达接近第二行程极限位置，此时曲柄通过长连杆带动制动杆又回到接触轮式小车车轮的位置，将轮式小车刹停。轮式小车的行程即被限制在两个行程极限位置之间。

可选地，该用于轮式小车的行程限定装置可以只限制小车的一个行程极限位置：当轮式小车最大行程小于两个行程极限位置之间的距离时，实现轮式小车单侧运动行程的限定，也就是轮式小车运动不能超过某个行程极限位置，但可以向这个行程极限位置相反的方向运动而不被刹停。

中心齿轮的齿数、小齿轮齿数、蜗轮齿数和蜗杆头数计算方法如下：限定轮式小车行程为d，小车车轮周长为x，蜗杆头数为Z0，蜗轮齿数为Z1，小齿轮齿数为Z2，中心齿轮齿数为Z3。则。根据不同的行程和轮式小车车轮周长选择不同的蜗杆头数、蜗轮齿数小齿轮齿数和中心齿轮齿数。

通过改变长连杆和曲柄铰接的圆孔，可以改变制动杆离开中心齿轮的最大距离和最小距离，从而配合实际安装情况下中心齿轮和轮式小车车轮之间的距离。曲柄上选定的圆孔与另一端的圆孔距离为L1，长连杆上选定的圆孔与另一端的圆孔距离为L2，中心齿轮圆心到制动杆可接触的一对车轮之间距离为d1，导轨长度为d2。L1、L2根据L1+L2>d1， L2-L1>d1-d2确定曲柄上选定圆孔到另一端圆孔的距离以及长连杆上选定圆孔到另一端圆孔的距离，进而选择曲柄与长连杆铰接的孔。

过轮的个数与齿数由中心齿轮安装位置与蜗轮之间距离决定。当蜗轮和中心齿轮之间距离较小时可以安装一个或不安装过轮；当蜗轮和中心齿轮之间距离较大时可以安装多个过轮，各个过轮依次啮合。

当小车运动到某个行程极限位置时，车轮通过蜗轮蜗杆、小齿轮、过轮带动中心齿轮转动，中心齿轮固定连接的曲柄运动到某特定位置，通过长连杆带动制动杆与车轮接触，将其刹停。此时传感器刚好被曲柄遮挡，向单片机发出信号，指示轮式小车运动到行程极限位置。单片机发出指令，继电器断开轮式小车的电源，或将动力开关拨到反向输出，使轮式小车向相反方向运动；同时单片机点亮报警灯，拉响蜂鸣器，发出报警信号。

下面介绍本实用新型使用时的步骤：

当给定轮式小车和行程的情况下，用行程长度，车轮周长确定蜗杆、蜗轮、小齿轮和中心齿轮的齿数；根据中心齿轮的安装位置与蜗轮的距离确定过轮的个数和齿数，根据中心齿轮和轮式小车车轮之间的距离确定长连杆与曲柄的铰接位置。

驱动小车使其运行到制动杆与车轮接触的位置，将轮式小车放置到第一个行程极限位置，并在此时曲柄位置的正上方安装传感器。

驱动轮式小车反向运动，轮式小车经过给定行程后到达第二个行程极限位置，自动刹停，在此时曲柄位置上方安装第二个传感器。这样轮式小车的行程即被限定在两个行程极限位置之间，且到达行程极限位置后自动报警。

当给定轮式小车和一个行程极限位置的情况下，选定中心齿轮齿数Z3，小齿轮齿 数Z2，蜗轮齿数Z1，蜗杆头数Z0，小车最大行程，车轮周长x。满足，即 小车最大行程也不超过限定行程，就可以满足只限定轮式小车的一个行程极限位置；再根 据中心齿轮的安装位置确定过轮的个数、齿数和长连杆与曲柄的铰接位置。

驱动轮式小车使其运行到制动杆与车轮接触的位置，将轮式小车放置到给定行程极限位置，并在此时曲柄位置的正上方安装传感器。

这样，轮式小车运动到给定的行程限定位置即被刹停并报警，而且可以向行程限定位置的另一侧运动而不被限定。前提是轮式小车行程不超过最大行程即可自由运动，制动杆不会刹停轮式小车。

上述实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种用于轮式小车的行程限定装置，其特征在于：所述的行程限定装置包括蜗杆（1）、蜗轮（2）、小齿轮（3）、中心齿轮（4）、曲柄（5）、长连杆（6）、导轨（7）、制动杆（8）；所述蜗杆（1）与所述轮式小车的轮轴同轴线并随轮轴转动；所述蜗轮（2）与所述蜗杆（1）啮合并且所述蜗轮（2）的转轴固定于所述的轮式小车的底盘；所述小齿轮（3）的转轴与所述蜗轮（2）的转轴同轴线并且固定连接；所述中心齿轮（4）的转轴固定于所述的轮式小车的底盘；所述曲柄（5）与所述中心齿轮（4）固定连接，一端与中心齿轮圆心重合，且所述曲柄（5）与所述长连杆（6）铰接；所述长连杆（6）的一端与所述制动杆（8）的中点铰接；所述导轨（7）的两端固定于所述的轮式小车底盘且导轨方向与轮轴垂直；所述制动杆（8）在所述导轨（7）上滑动；

其中，

所述曲柄（5）上在与长连杆铰接的一端沿中轴线设有多个圆孔，用于与长连杆铰接；

所述长连杆（6）与曲柄（5）铰接的一端沿中轴线设有多个圆孔，用于与曲柄铰接；

所述制动杆（8）两端是制动块，所述的制动块带有弧形面，所述制动块的宽度大于所述轮式小车的轮子的宽度，当所述制动块与所述轮式小车的轮子接触时，所述制动块的弧形面与所述的轮子贴合；所述制动杆（8）两端的制动块之间用杆连接。

2.根据权利要求1所述的用于轮式小车的行程限定装置，其特征在于，所述制动块采用橡胶制作。

3.根据权利要求1所述的用于轮式小车的行程限定装置，其特征在于，所述制动杆（8）的截面是“L”形，所述制动杆（8）的一个平面的中心有一个圆孔（13），用于与长连杆（6）铰接，另一平面有两个对称的方孔（14），两方孔的中心连线与所述制动杆（8）的轴线平行，方孔间距等于导轨轨距，所述导轨（7）穿过两个方孔。

4.根据权利要求1-3任一项所述的用于轮式小车的行程限定装置，其特征在于，所述的行程限定装置还包括过轮（10），所述过轮（10）有多个，各个过轮（10）依次相互啮合，所述过轮（10）与所述小齿轮（3）啮合，所述中心齿轮（4）与所述过轮（10）啮合。

5.根据权利要求4所述的用于轮式小车的行程限定装置，其特征在于，所述过轮（10）的转轴固定于所述的轮式小车底盘。

6.根据权利要求1-3任一项所述的用于轮式小车的行程限定装置，其特征在于，所述的行程限定装置还包括传感器（9），所述传感器（9）固定在所述的轮式小车的底盘上，固定位置是制动杆（8）接触所述的轮式小车两轮时对应曲柄（5）最外端的正上方。

7.根据权利要求6所述的用于轮式小车的行程限定装置，其特征在于，所述的行程限定装置还包括报警装置，所述的报警装置包括报警灯、蜂鸣器、继电器和单片机，所述的报警灯、蜂鸣器固定于所述的轮式小车上，所述的继电器与所述的轮式小车的电源串接，所述单片机的端口连接所述传感器（9），继电器，蜂鸣器和报警灯，所述的单片机由所述的轮式小车的电源供电。