CN210393611U - 一种agv小车的升降和转向机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种AGV小车的升降和转向机构，包括：升降座，其上部嵌装有回转支承，所述升降座上部还固定连接有转向齿轮；升降驱动组件，其与回转支承啮合传动；转向驱动组件，其与转向齿轮啮合转动；若干组丝杆副，每一组丝杆副包括丝杆轴和丝母，每一丝杆轴上部与回转支承啮合传动。该AGV小车的升降和转向机构，结构设计简单合理，结构稳定可靠，且整体体积小，同时具有升降和转向机构，可满足任何场景下AGV小车对货物的升降及转动需求。

Description

一种AGV小车的升降和转向机构

技术领域

本实用新型涉及AGV小车技术领域，具体涉及为一种AGV小车的升降和转向机构。

背景技术

随着工业自动化的迅速发展，企业对AGV小车的自动化程度要求越来越高，除了要AGV小车实现装载重物的行走功能，还要求AGV小车对载重物具有自动升降和转向等功能，为货物的装卸做准备。

公开号为CN207890963U的中国实用新型《一种用于AGV车的升降机构》，包括输出链条、电机、第一传动轴、第一导向轴、第二导向轴、第一固定板、第一转动轴、第二固定板、第二转动轴、第一牵引链条、第二牵引链条、第一导板和托板，输出链条分别套设电机输出端和第一传动轴上；第一、第二导向轴垂直第一传动轴间隔设置；第一固定板设于第一导向轴上，设有第一转动轴；第二固定板设于第二导向轴上，设有第二转动轴；第一牵引链条分别套设第一传动轴和第一转动轴上；第二牵引链条分别套设第一传动轴另一端和第二转动轴上；第一导板沿第一传动轴长度方向设置，两端分别与第一、第二牵引链条连接；托板设于第一、第二导向轴之间，并与第一导板连接。该升降机构采用链传动实现AGV车的自动升降功能，其承载力较强，传递效率高，可使升降更加稳定。

但上述升降机构仅能满足AGV小车对载重物的升降需求，不能实现对载重物的转向功能，当卸载不同结构的载重物时，工作人员需频繁更换卸载位置，增加工作人员不必要的工作，降低了对载重物的装卸效率。此外，该升降机构链传动实现升降功能，结构较为复杂，对安装的精度要求高，增大了工作人员的安装或维修难度，且该升降机构采用链传动使整体体积增大，使用上具有很大的局限性。

实用新型内容

为了克服上述AGV小车升降机构结构复杂且体积较大，同时缺少转向功能的技术缺陷，本实用新型提供一种AGV小车的升降和转向机构，结构设计简单合理，且整体体积小，同时具有升降和转向机构，可满足任何场景下AGV小车对货物的升降及转动需求。

为了解决上述问题，本实用新型按以下技术方案予以实现的：

本实用新型所述一种AGV小车的升降和转向机构，包括：

升降座，其上部嵌装有回转支承，所述升降座上部还固定连接有转向齿轮；

升降驱动组件，其与回转支承啮合传动；

转向驱动组件，其与转向齿轮啮合转动；

若干组丝杆副，每一组丝杆副包括丝杆轴和丝母，每一丝杆轴上部与回转支承啮合传动。

进一步地，每一丝杆轴上部套接有第一齿轮，每一所述第一齿轮嵌装在升降座内，每一所述第一齿轮外侧与回转支承外侧啮合。

进一步地，每一丝杆轴的中部套接有组合轴承，所述组合轴承嵌装在升降座内。

进一步地，所述组合轴承由上至下依次包括第一深沟球轴承、平面轴承、隔离套和第二深沟球轴承。

进一步地，所述丝杆副的数量为3组，3组所述丝杆副呈等边三角形设置在升降座底部。

进一步地，所述升降驱动组件包括相互连接的第一驱动电机和第一减速器；

所述第一减速器的输出轴套接有第二齿轮，所述第二齿轮嵌装在升降座内，所述第二齿轮外侧与回转支承外侧啮合。

进一步地，所述转向驱动组件包括相互连接的第二驱动电机和第二减速器；

所述第二减速器的输出轴套接有第三齿轮，所述第三齿轮嵌装在升降座内，所述第三齿轮外侧与转向齿轮内侧啮合。

进一步地，所述第一驱动电机和第二驱动电机均为伺服电机，所述第一减速器和第二减速器均为直角减速器。

进一步地，还包括旋转编码器；

所述旋转编码器电气连接AGV小车的控制器，所述旋转编码器的旋转轴套接有第四齿轮；

所述第四齿轮嵌装在升降座内，所述第四齿轮外侧与回转支承外侧啮合。

进一步地，所述升降座内嵌装有接近开关，所述接近开关设置在回转支承的下方。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该AGV小车的升降和转向机构，通过升降驱动组件与回转支承的啮合传动，带动回转支承旋转，使得与回转支承啮合传动的多组丝杆副的丝杆轴旋转，丝母将旋转运动转化为丝杆副的直线运动，从而带动设置在丝杆副顶部的升降盘做直线运动，实现该机构的直线升降功能。转向驱动组件与转向齿轮啮合传动，带动转向齿轮旋转，从而使升降座旋转，实现该机构的转向功能。

该机构设计简单合理，通过升降驱动组件和丝杆副控制升降座的升降，以及转向驱动组件控制升降座的旋转，两者功能分开独立，互补干扰，实现了AGV小车对载重物的升降和转向功能。该机构通过啮合传动方式实现控制，其结构稳定可靠，且体积小，可让设有该升降和转向机构的AGV小车广泛应用在各种工作场景，使用范围不受限制。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本实用新型的一种AGV小车的升降和转向机构的顶部结构示意图；

图2是本实用新型对升降座半剖后的升降和转向机构的结构示意图；

图3是本实用新型的一种AGV小车的升降和转向机构的底部结构示意图；

图4是本实用新型的一种AGV小车的升降和转向机构的拆分结构示意图；

图5是本实用新型的丝杆副的结构示意图；

图6是本实用新型的丝杆副的拆分示意图；

图中：1-升降座；

2-升降驱动组件；21-第一驱动电机；22-第一减速器；

3-转向驱动组件；31-第二驱动电机；32-第二减速器；

4-丝杆副；41-丝杆轴；42-丝母；

5-回转支承；6-转向齿轮；7-第一齿轮；8-组合轴承；9-第二齿轮；10-第三齿轮；

11-旋转编码器；12-第四齿轮；13-接近开关。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1～图4所示，其为本实用新型所述的一种AGV小车的升降和转向机构优选结构。

所述AGV小车的升降和转向机构包括升降座1、升降驱动组件2、转向驱动组件3和若干组丝杆副4，其中，所述升降座1上部嵌装有回转支承5，所述升降座1上部还固定连接有转向齿轮6；所述升降驱动组件2与回转支承5啮合传动；所述转向驱动组件3与转向齿轮6啮合转动；每一组丝杆副4包括丝杆轴41和丝母42，每一丝杆轴41上部与回转支承5啮合传动。

具体地，所述啮合传动可为齿轮与齿轮或齿轮与齿条的传动，作为优选地，该啮合传动为齿轮与齿轮的啮合转动，且该齿轮啮合传动包括内啮合齿轮传动或外啮合齿轮传动，或直齿啮合传动或斜齿啮合传动或曲齿啮合传动，需要说明的是，本实施例仅具体说明回转支承5分别与升降驱动组件2和丝杆轴41上部的啮合传动均为直齿的外啮合齿轮传动，转向齿轮6与转向驱动组件3的啮合传动为直齿的内啮合传动，本技术人员可根据本技术方案更换各组件之间的啮合传动类型均在本实用新型的保护范围之内。

进一步的，所述升降座1的顶部开设有圆槽，所述升降座1在圆槽中嵌装有回转支承5，所述回转支承5通过螺栓固定连接在圆槽内。作为优选地，所述回转支承5为外齿式回转支承，需要说明的是，本实施例并不限制外齿式回转支承的具体种类或型号，本技术领域人员可自行挑选重量轻、可承受巨大轴向载荷的回转支承，如四点接触球回转支承、三排滚柱式回转支承或单排交叉滚柱式回转支承等，此处省略说明。

所述升降驱动组件2包括相互连接的第一驱动电机21和第一减速器22，所述第一驱动电机21和第一减速器22可通过螺栓固定连接在升降座1底部或嵌装在升降座1的内部，作为优选地，所述升降座1底部开设有带开口的凹腔，所述升降驱动组件2嵌装在凹腔中，所述升降座1底部还通过螺栓连接有底板，其避免升降驱动组件2在操作中受到外物碰撞而损坏，同时使结构更加美观，同时减小该升降和转向机构的横向面积，使得装有该升降和转向机构的AGV小车广泛应用在各种工作场景。

作为优选地，所述第一驱动电机21具体为伺服电机，优选为低压伺电机的DM系列60D4A04030-SJ1，其结构紧凑、机身短、精度高等优点，通过控制脉冲时间的长短可精准控制电机的转动角度，与回转支承5啮合传动后精准控制升降座1的升降高度。

所述第一减速器22具体为直角减速机，优选为AR60型号减速机，所述第一减速器22的输入端与第一驱动电机21的输出轴驱动连接，所述第一减速器22的输出轴套接有第二齿轮9，该第二齿轮9为直齿外齿轮，所述第二齿轮9嵌装在升降座1内且与回转支承5外啮合齿轮传动。升降驱动组件2通过第一驱动电机21和第一减速器22带动第二齿轮9旋转，再通过齿轮啮合传动使回转支承5旋转。

进一步的，所述丝杆副4的数量为3组，3组丝杆副4呈等边三角形设置在升降座1底部，该分布方式利用了等边三角形受力均匀来提高机构的稳定性，使得升降座1均匀地承受载重物的重量，在对载重物的升降或转向时更加平稳。

如图5～图6所示，每一丝杆副4包括丝杆轴41和丝母42，每一丝杆轴41的上部套接有第一齿轮7，每一所述第一齿轮7为直齿外齿轮，每一所述第一齿轮7嵌装在升降座1内且与回转支承5外啮合齿轮传动。作为优选地，所述丝杆副4为滚珠丝杆，其丝母42内部设有循环滚珠，减小摩擦使能耗低、精度高和传动效率高。

所述底座开设有若干个阶梯孔，且在阶梯孔中通过动配合内嵌有组合轴承8，所述丝杆轴41中部通过过渡配合套接在组合轴承8的内圈。具体地，所述组合轴承8由上至下依次包括第一深沟球轴承、平面轴承、隔离套和第二深沟球轴承，作为优选地，所述第一深沟球轴承和第二深沟球轴承均为GB/T276-1994的61904轴承，所述平面轴承为GB/T301-1995的51104轴承，隔离套分别抵接平面轴承和第二深沟球轴承接触，用于提供合适的预紧力。通过两个深沟球轴承用于承受丝杆轴41在转向中的径向载荷，避免丝杆轴41因较大径向载荷而折断；平面轴承用于承受升降座1承载重物后引起较大的轴向载荷，避免丝杆轴41因较大轴向载荷而压断，极大地提高了丝杆副4的强度，确保丝杆轴41稳定转动。

所述丝母42通过螺栓固定连接AGV小车的车身，使该升降和转向机构与AGV小车形成一体化结构。

所述丝杆副4、升降驱动组件2和回转支承5实现升降座1升降的工作原理为：升降驱动组件2带动第二齿轮9旋转，使与第二齿轮9外啮合的回转支承5旋转，从而使与回转支承5外啮合的第一齿轮7旋转，使得套接有第一齿轮7的丝杆轴41旋转，丝母42与丝杆轴41将旋转运动转化成直线运动，使得连接在丝杆轴41顶部的升降座1做直线运动，进而实现升降座1的升降功能。

进一步的，所述升降座1的上部通过螺栓固定连接有转向齿轮6，所述转向齿轮6为直齿内齿轮，所述回转支承5设置在所述转向齿轮6的内圈中，且转向齿轮6与回转支承5位于同一水平面上，便于在该升降和转向机构上部安装托盘等置物架。

所述转向驱动组件3包括相互连接的第二驱动电机31和第二减速器32，优选地，所述第二驱动电机31和第二减速嵌装在升降座1的凹腔中，减小整体机构的横向面积。所述第一驱动电机21具体为伺服电机，优选为低压伺电机的DM系列60D4A04030-SJ1，所述第一减速器22具体为直角减速机，优选为AR60型号减速机，所述第二驱动电机31的输出轴与第二减速器32的输入端驱动连接，所述第二减速器32的输出轴套接有第三齿轮10，所述第三齿轮10为直齿外齿轮，所述第三齿轮10嵌装在升降座1内且与转向齿轮6内啮合齿轮传动。

所述转向驱动组件3和转向齿轮6实现升降座1转向的工作原理为：转向驱动组件3带动第三齿轮10旋转，使得与第三齿轮10内啮合的转向齿轮6旋转，从而使升降座1随着第三齿轮10发生旋转，实现该机构的转向功能。

优选地，该机构还包括有旋转编码器11，所述旋转编码器11的旋转轴套接有第四齿轮12，该第四齿轮12为直齿外齿轮，该第四齿轮12嵌装在升降座1内且与回转支承5外啮合齿轮传动，当回转支承5发生旋转时，通过啮合传动使旋转编码器11的旋转轴旋转，旋转编码器11直接测量回转支承5的角位移转换成电脉冲与AGV小车的控制器进行电气连接，再间接计算并控制升降座1的升降高度，实现AGV小车智能控制机构的升降功能。

所述升降座1内还嵌装有接近开关13，所述接近开关13设置在底板上并在回转支承5的下方，该接近开关13电气连接AGV小车的控制器后检测并控制回转支承5的旋转速度，当升降驱动组件2出现异常驱动后，避免回转支承5瞬间的旋转速度超过过载转速而遭到损坏，确保机构升降功能正常运行。

本实施例所述一种AGV小车的升降和转向机构的其它结构参见现有技术。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种AGV小车的升降和转向机构，其特征在于，包括：

升降座(1)，其上部嵌装有回转支承(5)，所述升降座(1)上部还固定连接有转向齿轮(6)；

升降驱动组件(2)，其与回转支承(5)啮合传动；

转向驱动组件(3)，其与转向齿轮(6)啮合转动；

若干组丝杆副(4)，每一组丝杆副(4)包括丝杆轴(41)和丝母(42)，每一丝杆轴(41)上部与回转支承(5)啮合传动。

2.根据权利要求1所述的AGV小车的升降和转向机构，其特征在于：

每一丝杆轴(41)上部套接有第一齿轮(7)，每一所述第一齿轮(7)嵌装在升降座(1)内，每一所述第一齿轮(7)外侧与回转支承(5)外侧啮合。

3.根据权利要求2所述的AGV小车的升降和转向机构，其特征在于：

每一丝杆轴(41)的中部套接有组合轴承(8)，所述组合轴承(8)嵌装在升降座(1)内。

4.根据权利要求3所述的AGV小车的升降和转向机构，其特征在于：

所述组合轴承(8)由上至下依次包括第一深沟球轴承、平面轴承、隔离套和第二深沟球轴承。

5.根据权利要求1～4任一项所述的AGV小车的升降和转向机构，其特征在于：

所述丝杆副(4)的数量为3组，3组所述丝杆副(4)呈等边三角形设置在升降座(1)底部。

6.根据权利要求1所述的AGV小车的升降和转向机构，其特征在于：

所述升降驱动组件(2)包括相互连接的第一驱动电机(21)和第一减速器(22)；

所述第一减速器(22)的输出轴套接有第二齿轮(9)，所述第二齿轮(9)嵌装在升降座(1)内，所述第二齿轮(9)外侧与回转支承(5)外侧啮合。

7.根据权利要求6所述的AGV小车的升降和转向机构，其特征在于：

所述转向驱动组件(3)包括相互连接的第二驱动电机(31)和第二减速器(32)；

所述第二减速器(32)的输出轴套接有第三齿轮(10)，所述第三齿轮(10)嵌装在升降座(1)内，所述第三齿轮(10)外侧与转向齿轮(6)内侧啮合。

8.根据权利要求7所述的AGV小车的升降和转向机构，其特征在于：

所述第一驱动电机(21)和第二驱动电机(31)均为伺服电机，所述第一减速器(22)和第二减速器(32)均为直角减速器。

9.根据权利要求1所述的AGV小车的升降和转向机构，其特征在于：还包括旋转编码器(11)；

所述旋转编码器(11)电气连接AGV小车的控制器，所述旋转编码器(11)的旋转轴套接有第四齿轮(12)；

所述第四齿轮(12)嵌装在升降座(1)内，所述第四齿轮(12)外侧与回转支承(5)外侧啮合。

10.根据权利要求9所述的AGV小车的升降和转向机构，其特征在于：

所述升降座(1)内嵌装有接近开关(13)，所述接近开关(13)设置在回转支承(5)的下方。

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