CN211813279U - 一种具有差速驱动转向功能的全向行驶的agv叉车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出具有差速驱动转向功能的全向行驶的AGV叉车，包括车体、舵轮机构、差速驱动转向单元、舵轮机构、控制器，舵轮机构安装在车体上，差速驱动转向单元与车体连接，车体包括立板及货叉，货叉设有货叉支腿，货叉支腿上设有差速驱动转向单元，差速驱动转向单元包括左差速驱动转向单元、右差速驱动转向单元，两部分相对中心轴对称布置，两部分都包括轮子、驱动源、减速机构，驱动源与减速机构连接，驱动源与回转连接部件固定连接，回转连接部件与货叉支腿连接，驱动源通过减速机构驱动轮子运动，驱动源与控制器连接。本实用新型能够实现叉车全向行驶，结构简单，转弯传动效率高，能耗低；转弯角度控制精度高，小车行驶轨迹的可控性高，运动更灵活。

Description

一种具有差速驱动转向功能的全向行驶的AGV叉车

技术领域

本实用新型涉及货物搬运技术领域，尤其涉及一种具有差速驱动转向功能的全向行驶的AGV叉车。

背景技术

随着人工智能、自动化无人技术的兴起，AGV(Automated Guided Vehicle) 逐渐替代人完成货物搬运工作。其中全向行驶的AGV转弯半径小，活动更灵活，更受市场青睐。现有技术中全向行驶的AGV前轮用舵轮机构实现360度转弯，驱动后轮转弯的结构多样：一般是电机-同步带驱动，或电机-链条链轮结构。现有技术中的这些传动结构存在的缺点是结构复杂，传动效率不高，能耗高，同时转弯角度控制精度低，使得全向行驶AGV的行驶轨迹控制精度低。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术存在的上述问题，提出了一种具有差速驱动转向功能的全向行驶的AGV叉车，本实用新型通过差速驱动转向单元控制后轮行驶，可实现后轮转向，实现AGV叉车全向行驶，结构简单，转弯传动效率高，能耗低；转弯角度控制精度高，小车行驶轨迹的可控性高，运动更灵活。

一种具有差速驱动转向功能的全向行驶的AGV叉车，包括车体、舵轮机构，所述舵轮机构安装在车体上，所述车体包括货叉，还包括差速驱动转向单元，所述货叉设有货叉支腿，至少在货叉支腿上连接有所述差速驱动转向单元。

还包括控制器，所述差速驱动转向单元包括左差速驱动转向单元、右差速驱动转向单元两部分，两部分相对中心轴对称布置，两部分都包括轮子、驱动源、减速机构，所述驱动源与减速机构连接，驱动源与回转连接部件固定连接，回转连接部件与货叉支腿连接，所述驱动源通过减速机构驱动轮子运动，所述驱动源与控制器连接。

所述货叉支腿设有两条，差速驱动转向单元至少设有两组，且在每条货叉支腿上至少设有一组差速驱动转向单元。所述回转连接部件包括支撑架、回转轴承，支撑架包括顶板、左立板、右立板、前立板、后立板，差速驱动转向单元与货叉之间通过回转轴承连接，其中回转轴承的轴承内圈固定到货叉支腿上，回转轴承的轴承外圈固定到顶板上，所述左立板、右立板、前立板、后立板分别与顶板固定连接。

所述驱动源为电机，电机的速度由控制器控制，所述电机分左电机、右电机，所述减速机构包括左减速机、右减速机，所述左电机与左减速机连接，右电机与右减速机连接，左减速机与左立板固定连接，右减速机与右立板固定连接，轮子包括左轮、右轮，左轮与左减速机动力输出端连接，右轮与右减速机动力输出端连接。所述车体还包括立板，所述舵轮机构通过缓冲机构与车体连接，所述缓冲机构包括浮动架、上横梁、下横梁，所述浮动架套装在上横梁、下横梁之间的导向杆上，弹簧套在导向杆的外面，浮动架沿导向杆上下浮动，所述上横梁、下横梁固定到车体的立板上。

所述舵轮机构包括主轮、主轮轴、主轮电机、转向电机、大齿轮、小齿轮、减速机构，所述转向电机固定到浮动架的一侧，主轮电机固定在浮动架上部，小齿轮与转向电机连接，大齿轮与小齿轮啮合，所述大齿轮、小齿轮设于浮动架下方，浮动架与第一轴承外圈固定，大齿轮与第一轴承内圈固定，第一锥齿轮轴穿过第二轴承、第三轴承，第一锥齿轮轴与第二轴承的内圈、第三轴承的内圈固定，第二轴承的外圈、第三轴承的外圈固定到减速箱外壳上；

所述主轮与主轮轴连接，主轮轴与减速箱外壳连接，所述主轮电机的电机轴下部设有第二小齿轮，第一锥齿轮轴上部设有第二大齿轮，第二小齿轮与第二大齿轮啮合，第一锥齿轮轴下部设有第一锥齿轮，主轮轴上设有第二锥齿轮，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合。

所述立板与货叉为一体铸件结构或通过焊接连接，或通过螺纹连接结构固定。

所述车体上还设有平衡轮，所述平衡轮位于舵轮机构的两侧，所述平衡轮安装在车体上的支架上。

本实用新型有益效果：

1.本实用新型通过控制器控制差速驱动转向单元，进而控制后轮行驶及行驶方向，可实现后轮转向，差速驱动单元与舵轮配合共同转向，实现AGV叉车全向行驶，结构简单，转弯传动效率高，能耗低；转弯角度控制精度高，小车行驶轨迹的可控性高，运动更灵活。

2.本实用新型所述车体还包括立板，所述舵轮机构通过缓冲机构与车体连接，所述缓冲机构包括浮动架、上横梁、下横梁，所述浮动架套装在上横梁、下横梁之间的导向杆上，弹簧套在导向杆的外面，浮动架沿导向杆上下浮动，所述上横梁、下横梁固定到车体的立板上。当叉车行驶的路面坑洼不平时，主轮运动时上下跳动，导致浮动架沿立柱上下运动时，弹簧被压缩、被释放，进而达到减震作用，同时防止主轮打滑甚至无法行驶的问题。

3.由于回转连接部件包括支撑架、回转轴承，支撑架包括顶板、左立板、右立板、前立板、后立板，差速驱动转向单元与货叉之间通过回转轴承连接，回转轴承的轴承内圈固定到货叉支腿上，回转轴承的轴承外圈固定到顶板上，所述左立板、右立板、前立板、后立板分别与顶板固定连接。该结构能够实现差速驱动单元与货叉可靠地连接固定，保证实现差速驱动单元自主转向和带动货叉横向或侧向运动。同时差速驱动单元周边的各种立板，不但起到支撑作用，又能够保护差速驱动单元的部件不外漏，避免磕碰划伤，延长差速驱动单元的使用寿命，降低使用和维护成本。

4.通过在所述车体上设有平衡轮，所述平衡轮位于舵轮机构的两侧，所述平衡轮固定到车体上。当地面不平，或者舵轮转弯改变行驶方向时，所述平衡轮位于舵轮两侧可与舵轮共同作用，起到平衡车体的作用，保证转向的稳定性和安全性。

附图说明

图1为本实用新型全向行驶的AGV叉车及差速转向装置结构示意图；

图2为本实用新型左视图的局部结构示意图；

图3为图2中差速驱动转向单元局部放大示意图；

图4为本实用新型右视图的舵轮及缓冲机构结构示意图；

图5为本实用新型舵轮机构剖视图的结构示意图。

其中，1、车体，7、主轮，9、立板，10浮动架，11、主轮电机，12、转向电机，13、小齿轮，14、大齿轮，15、减速机构，16、平衡轮，17、支架，18、导向杆，19、上横梁，20、弹簧，22、下横梁，23、万向轮，24、货叉，25、左轮，26、左立板，27、顶板，28、回转轴承，28-1、轴承内圈，28-2、轴承外圈，29、后立板，30、右立板，31、右轮，32、左减速机，33、右电机，34、连接板I，35、连接板II，36、右电机，37、右减速机，38、右轮，40、减速箱外壳，41、第一轴承外圈，42、第一轴承内圈，43、第二轴承，44、第一锥齿轮轴，45、第三轴承，46、第一锥齿轮，47、第二锥齿轮，48、电机轴，49、第二小齿轮，50、第二大齿轮，51、主轮轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步介绍。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本方案使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或实施例，当然，这些仅为例子而已，并非对本实用新型保护范围的限制。例如，在说明书中随后记载的第一特征设置在第二特征下方或者上方，可以包括第一特征与第二特征通过直接联系的方式设置的实施方式，也可以包括第一特征与第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一特征与第二特征之间可以不直接联系。进一步地，当第一元素是用与第二元素相连或结合的方式描述的，该说明包括第一元素和第二元素直接相连或彼此结合的实施方式，也包括采用一个或多个其他介入元素加入使第一元素和第二元素间接地相连或彼此结合。

实施例一

一种具有差速驱动转向功能的全向行驶的AGV叉车，包括车体、差速驱动转向单元、舵轮机构、控制器，所述舵轮机构安装在车体1上，所述差速驱动转向单元与车体1连接，所述车体包括货叉，所述货叉24设有货叉支腿，至少在货叉支腿上连接有所述差速驱动转向单元，也可在车体1的其他部位安装差速驱动转向单元。差速驱动转向单元用于支撑车体及带动车体运动，车体下部的支腿上还安装万向轮23，一组所述差速驱动转向单元包括左差速驱动转向单元、右差速驱动转向单元两部分，两部分相对中心轴对称布置，两部分都包括轮子、驱动源、减速机构，所述驱动源与减速机构连接，驱动源与回转连接部件固定连接，回转连接部件与货叉支腿连接，所述差速驱动转向单元通过回转连接部件与货叉支腿连接，所述驱动源通过减速机构驱动轮子运动，所述驱动源与控制器连接。所述货叉支腿设有两条，差速驱动转向单元至少设有两组，且在每条货叉支腿上至少设有一组差速驱动转向单元。

所述回转连接部件包括支撑架、回转轴承28，支撑架包括顶板27、左立板 26、右立板30、前立板、后立板29，差速驱动转向单元与货叉之间通过回转轴承28连接，其中回转轴承的轴承内圈28-1固定到货叉支腿上，回转轴承的轴承外圈28-2固定到顶板27上，所述左立板26、右立板30、前立板、后立板29 分别与顶板27固定连接。该结构能够实现差速驱动单元与货叉可靠地连接固定，保证实现差速驱动单元自主转向和带动货叉横向或侧向运动。同时差速驱动单元周边的左立板26、右立板30、前立板、后立板29、顶板27，不但起到支撑作用，又能够保护差速驱动单元的部件不外漏，避免磕碰划伤，延长差速驱动单元的使用寿命，降低使用和维护成本。

所述驱动源为电机，电机的速度由控制器控制，所述电机分左电机33、右电机36，所述减速机构包括左减速机32、右减速机37，所述左电机与左减速机 32连接，右电机36与右减速机37连接，左减速机32与左立板26固定连接，右减速机37与右立板30固定连接，轮子包括左轮25、右轮31，左轮25与左减速机32动力输出端连接，右轮31与右减速机37动力输出端连接。左轮25、右轮31采用聚氨酯轮。

所述左电机33、右电机36分别与各自一侧的连接板I34连接，各自一侧的连接板I34分别与相对应侧的连接板II35连接,各相对应侧的连接板II35分别连接到到左减速机32、右减速机37上，这样左电机33、右电机36分别通过连接板I、连接板II连接到左减速机32、右减速机37上。

控制器控制左电机33、右电机36，左电机33、右电机36两个电机经过左减速机32、右减速机37分别控制左轮、右轮的转速，当左轮、右轮的转速不同时，会导致差速驱动转向单元相对中心轴旋转一定角度。改变后轮的行驶方向，达到后轮带动货叉转向的目的。

由于左轮由左电机通过左减速机驱动，右轮由右电机通过右减速机驱动，当左轮、右轮的速度不一致时，左轮、右轮相对中心轴旋转一定角度，改变货叉的行驶方向。所述左立板与右立板之间通过后立板连接固定。

所述车体还包括立板9，所述舵轮机构通过缓冲机构与车体连接，所述缓冲机构包括浮动架10、上横梁19、下横梁22、，所述浮动架10套装在上横梁19、下横梁22之间的导向杆18上，弹簧20套在导向杆18的外面，实现减震功能，在导向杆的弹簧作用下，浮动架10可沿导向杆18上下浮动。所述上横梁19、下横梁22固定到车体的立板9上。所述上横梁19、下横梁22通过螺钉固定到车体的立板9上；或所述上横梁19、下横梁22焊接到车体的立板9上。减震立柱分两段，两段立柱同轴心，且分别固定在上横梁19、下横梁22上，两段减震立柱的长度和小于上横梁19、下横梁22的间距。弹簧套在其中一段减震立柱上。当叉车行驶的路面坑洼不平时，主轮7运动时上下跳动，导致浮动架沿立柱上下运动时，减震立柱间的弹簧被压缩、被释放，进而达到减震作用，同时防止主轮打滑甚至无法行驶的问题。

所述立板与货叉为一体铸件结构或通过焊接连接，或通过螺钉等螺纹连接结构固定。

所述舵轮机构包括主轮7、主轮轴51、主轮电机11、转向电机12、大齿轮 14、小齿轮13、减速机构15，所述转向电机12固定到浮动架10的一侧，主轮电机11固定在浮动架10上部，小齿轮13与转向电机12连接，大齿轮与小齿轮啮合，所述大齿轮14、小齿轮13设于浮动架10下方，浮动架10与第一轴承外圈41固定，大齿轮14与第一轴承内圈42固定，第一锥齿轮轴44穿过第二轴承43、第三轴承45，第一锥齿轮轴44与第二轴承43的内圈、第三轴承45 的内圈固定，第二轴承43的外圈、第三轴承45的外圈固定到减速箱外壳40上。

所述主轮7与主轮轴51连接，主轮轴51与减速箱外壳40连接，所述主轮电机11的电机轴48下部设有第二小齿轮49，第一锥齿轮轴44上部设有第二大齿轮50，第二小齿轮49与第二大齿轮50啮合，第一锥齿轮轴44下部设有第一锥齿轮46，主轮轴上设有第二锥齿轮47，第一锥齿轮46与第二锥齿轮47啮合。所述主轮电机11通过第二小齿轮49与第二大齿轮50啮合，驱动第一锥齿轮46 及与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮47，第二锥齿轮47驱动主轮7旋转。

所述车体上还设有平衡轮16，所述平衡轮16位于舵轮机构的两侧，所述平衡轮16固定到车体上。当地面不平，或者舵轮转弯改变行驶方向时，所述平衡轮位于舵轮两侧可与舵轮共同作用，起到平衡车体的作用。

本实用新型的工作原理使用方法如下：

主轮转动行驶方向：AGV叉车行驶过程中，需要转弯时，通过舵轮机构转向，改变行驶方向。同时，控制器发出指令，控制每个货腿支架的两个左电机、右电机，当左电机、右电机速度不同时，左轮、右轮的转速不同时，会导致差速驱动转向单元相对中心轴旋转一定角度，改变后轮的行驶方向，达到后轮带动货叉转向的目的。

通过舵轮改变前轮行驶方向，差速驱动转向单元控制货叉的行驶方向，实现AGV车的全向行驶，差速驱动转向单元的结构简单，货叉转弯传动效率高，能耗低；转弯角度控制精度高，小车行驶轨迹的可控性高，运动更灵活。

实施例二

所述驱动源为电缸，电缸的速度由控制器控制，所述电缸分左电缸、右电缸。左电缸、右电缸通过减速机构驱动轮子运动。

或者所述驱动源为气缸，气缸的速度由控制器控制，所述气缸分左气缸、右气缸。左气缸、右气缸通过减速机构驱动轮子运动。

所述驱动源为液压缸，所述液压缸分左液压缸、右液压缸。左液压缸、右液压缸通过减速机构驱动轮子运动。

除此以外，其余结构参照实施例一，在此不再赘述。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种具有差速驱动转向功能的全向行驶的AGV叉车，包括车体、舵轮机构，所述舵轮机构安装在车体上，所述车体包括货叉，其特征在于，还包括差速驱动转向单元，所述货叉设有货叉支腿，至少在货叉支腿上连接有所述差速驱动转向单元。

2.如权利要求1所述的一种具有差速驱动转向功能的全向行驶的AGV叉车，其特征在于，还包括控制器，所述差速驱动转向单元包括左差速驱动转向单元、右差速驱动转向单元两部分，两部分相对中心轴对称布置，两部分都包括轮子、驱动源、减速机构，所述驱动源与减速机构连接，驱动源与回转连接部件固定连接，回转连接部件与货叉支腿连接，所述驱动源通过减速机构驱动轮子运动，所述驱动源与控制器连接。

3.如权利要求1所述的一种具有差速驱动转向功能的全向行驶的AGV叉车，其特征在于，所述货叉支腿设有两条，差速驱动转向单元至少设有两组，且在每条货叉支腿上至少设有一组差速驱动转向单元。

4.如权利要求2所述的一种具有差速驱动转向功能的全向行驶的AGV叉车，其特征在于，所述回转连接部件包括支撑架、回转轴承，支撑架包括顶板、左立板、右立板、前立板、后立板，差速驱动转向单元与货叉之间通过回转轴承连接，其中回转轴承的轴承内圈固定到货叉支腿上，回转轴承的轴承外圈固定到顶板上，所述左立板、右立板、前立板、后立板分别与顶板固定连接。

5.如权利要求2所述的一种具有差速驱动转向功能的全向行驶的AGV叉车，其特征在于，所述驱动源为电机，电机的速度由控制器控制，所述电机分左电机、右电机，所述减速机构包括左减速机、右减速机，所述左电机与左减速机连接，右电机与右减速机连接，左减速机与左立板固定连接，右减速机与右立板固定连接，轮子包括左轮、右轮，左轮与左减速机动力输出端连接，右轮与右减速机动力输出端连接。

6.如权利要求1所述的一种具有差速驱动转向功能的全向行驶的AGV叉车，其特征在于，所述车体还包括立板，所述舵轮机构通过缓冲机构与车体连接，所述缓冲机构包括浮动架、上横梁、下横梁、减震立柱及套在减震立柱上的弹簧，所述浮动架套装在上横梁、下横梁之间的导向杆上，在导向杆的弹簧作用下，浮动架沿导向杆上下浮动，所述上横梁、下横梁固定到车体的立板上，减震立柱分两段，两段立柱同轴心，且分别固定在上横梁、下横梁上，两段减震立柱的长度和小于上横梁、下横梁的间距。

7.如权利要求6所述的一种具有差速驱动转向功能的全向行驶的AGV叉车，其特征在于，所述舵轮机构包括主轮、主轮轴、主轮电机、转向电机、大齿轮、小齿轮、减速机构，所述转向电机固定到浮动架的一侧，主轮电机固定在浮动架上部，小齿轮与转向电机连接，大齿轮与小齿轮啮合，所述大齿轮、小齿轮设于浮动架下方，浮动架与第一轴承外圈固定，大齿轮与第一轴承内圈固定，第一锥齿轮轴穿过第二轴承、第三轴承，第一锥齿轮轴与第二轴承的内圈、第三轴承的内圈固定，第二轴承的外圈、第三轴承的外圈固定到减速箱外壳上；

所述主轮与主轮轴连接，主轮轴与减速箱外壳连接，所述主轮电机的电机轴下部设有第二小齿轮，第一锥齿轮轴上部设有第二大齿轮，第二小齿轮与第二大齿轮啮合，第一锥齿轮轴下部设有第一锥齿轮，主轮轴上设有第二锥齿轮，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合。

8.如权利要求6所述的一种具有差速驱动转向功能的全向行驶的AGV叉车，其特征在于，所述立板与货叉为一体铸件结构或通过焊接连接，或通过螺纹连接结构固定。

9.如权利要求1所述的一种具有差速驱动转向功能的全向行驶的AGV叉车，其特征在于，所述车体上还设有平衡轮，所述平衡轮位于舵轮机构的两侧，所述平衡轮固定到车体上。

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