CN211970587U - 一种顶升和换向一体式的搬运设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及运输设备领域，公开了一种顶升和换向一体式的搬运设备，包括：主架体、升降架体、第一行走驱动装置、第一传动轴、第一转动轮、第二行走驱动装置、第二传动轴、第二转动轮、升降传动机构和升降驱动装置。第一传动轴设置在主架体上；第一转动轮固定设置在第一传动轴上；第一行走驱动装置与第一传动轴连接；升降架体通过升降传动机构与主架体连接；升降驱动装置与升降传动机构连接；第二传动轴设置在升降架体上；第二转动轮固定设置在第二传动轴上；第二行走驱动装置与第二传动轴连接；第一传动轴与第二传动轴相互不平行。本实用新型提供的搬运设备，只需一个驱动装置便可实现该设备的顶升和换向功能。

Description

一种顶升和换向一体式的搬运设备

技术领域

本实用新型实施例涉及运输设备领域，尤其涉及一种顶升和换向一体式的搬运设备。

背景技术

随着仓储技术的发展，穿梭车这类搬运设备逐渐代替了叉车驶入到货架内部存取货物的方式。其原因在于，传统的叉车体积大，货架之间为叉车预留很大的空间，而由穿梭车来完成这些任务时，能有效减小货架之间的间距，实现非常高的仓储空间利用率。

简单来说，穿梭车式仓储系统是将传统货架加上高精度导轨，让穿梭车在轨道上面平稳运行，而穿梭车是一种智能机器人，其具有升降抬物功能，因此穿梭车可以在轨道上实现取货、运送、放置等任务，例如，穿梭车以往复或者回环方式在货架轨道上移动，将货物运送到指定地点并返回。为了充分利用空间，常见的轨道除了一字型外，还有L形的轨道，因此，穿梭车还需要换向功能。

传统搬运设备(穿梭车)在轨道上至少两个方向(例如正交方向上) 换轮运行和实现顶升是通过两个不同的机构，造成设备高度高和重量重。而搬运设备需要能够完成行驶驱动、换向和顶升动作的多个机构，又需要电源、传感器和控制器等元器件，因此对穿梭车自身的空间合理排布的要求极高。

因此，如何使搬运设备体积应尽量薄(车体越薄，仓库空间利用率越高)，重量尽量轻(车体越轻，对货架载荷要求越小，运行能耗越低)，整体运动能源消耗低(能耗越低，电池续航时间越长)，换向顶升用时短 (用时越短，车本身效率越高)，设备本身需要频繁机械换向和顶升运动，机械结构设计越耐磨损合理(结构越合理耐磨损，寿命越长)是本领域亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种搬运设备，只需一个驱动装置便可实现该设备的顶升和换向功能。

本实用新型提供一种搬运设备，包括：主架体、升降架体、第一行走驱动装置、第一传动轴、第一转动轮、第二行走驱动装置、第二传动轴、第二转动轮、升降传动机构和升降驱动装置；

所述第一传动轴设置在所述主架体上；

所述第一转动轮固定设置在所述第一传动轴上；

所述第一行走驱动装置与所述第一传动轴连接，并用于带动第一传动轴转动；

所述升降架体通过所述升降传动机构与所述主架体连接；

所述升降驱动装置与所述升降传动机构连接，用于触发所述升降传动机构，并使所述升降架体相对所述主架体上升或下降至预设位置；

所述第二传动轴设置在所述升降架体上；

所述第二转动轮固定设置在所述第二传动轴上；

所述第二行走驱动装置与所述第二传动轴连接，并用于带动第二传动轴转动；

所述第一传动轴与所述第二传动轴相互不平行。

在一种可行的方案中，所述升降架体设有导向槽；

所述升降传动机构包括：第一齿条和升降齿轮；

所述第一齿条固定设置在所述导向槽内；

所述升降齿轮与所述第一齿条啮合；

所述升降驱动装置与所述升降齿轮连接，用于带动所述升降齿轮旋转。

在一种可行的方案中，所述升降传动机构还包括：第二齿条；

所述第二齿条可滑动的设置在所述导向槽内；

所述升降齿轮设置在所述第一齿条和所述第二齿条之间，且分别与所述第一齿条和所述第二齿条啮合。

在一种可行的方案中，所述升降架体包括：主动顶升滑块、从动顶升滑块和顶升平台；

所述主动顶升滑块和所述从动顶升滑块均设有所述升降传动机构；

所述升降驱动装置与所述主动顶升滑块上的升降齿轮连接；

所述主动顶升滑块和所述从动顶升滑块上均设有支撑柱；

所述顶升平台设置在各所述支撑柱上。

在一种可行的方案中，所述第二转动轮的数量为多个，两两一组，其中一组第二转动轮与所述第二传动轴固定连接，其余组与第三传动轴固定连接。

在一种可行的方案中，所述主架体立设有导向柱；

所述升降架体设有导向孔道；

所述导向柱可滑动的穿设在所述导向孔道内。

在一种可行的方案中，所述第二转动轮的直径大于所述第一转动轮的直径；

所述预设位置包括：第一预设位置和第二预设位置；

在所述升降架体位于所述第一预设位置时，所述第二转动轮低于所述第一转动轮；

在所述升降架体位于所述第二预设位置时，所述第二转动轮高于所述第一转动轮。

基于上述方案可知，本实用新型通过搬运设备中的主架体、升降架体、第一行走驱动装置、第一传动轴、第一转动轮、第二行走驱动装置、第二传动轴、第二转动轮、升降传动机构和升降驱动装置之间的机械配合，实现了顶升和换向一体式的技术效果，该种搬运设备只需一个驱动装置(升降驱动装置)便可实现该设备的顶升和换向功能。具体来说，第一行走驱动装置与第一传动轴连接以实现带动第一传动轴转动，从而可通过第一转动轮的转动实现该运输设备的移动。通过升降驱动装置带动升降传动机构，可实现升降架体相对主架体上升或下降至预设位置，从而实现了升降功能。同时，由于第二传动轴设置在升降架体上，第二传动轴和第二转动轮会随升降架体一同升降，也实现了第二转动轮相对第一转动轮升降。因此可以理解的是，当第二转动轮低于第一转动轮时，通过启动第二行走驱动装置即可实现该搬运设备通过第二转动轮行走，当第二转动轮高于第一转动轮时，通过启动第一行走驱动装置即可实现该搬运设备通过第一转动轮行走，从而实现了换向功能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一中的搬运设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一中的搬运设备的内部连接结构示意图；

图3为本实用新型实施例一中的升降机构的结构示意图；

图4为本实用新型实施例一中的升降机构的一运行状态示意图；

图5为本实用新型实施例一中的升降机构的另一运行状态示意图；

图6为本实用新型实施例二中的搬运设备的部分结构示意图；

图7为本实用新型实施例二中的升降机构的一运行状态示意图；

图8为本实用新型实施例二中的升降机构的另一运行状态示意图；

图9为本实用新型实施例二中的升降机构的又一运行状态示意图；

图中标号：

10、主架体；11、导向柱；

20、升降架体；21、主动顶升滑块；22、从动顶升滑块；23、导向槽； 24、顶升平台；25、支撑柱；26、导向孔道；

30、第一行走驱动装置；

40、第一传动轴；

50、第一转动轮；

60、第二行走驱动装置；

70、第二传动轴；第三传动轴70；

80、第二转动轮；

91、第一齿条；92、第二齿条；93、升降齿轮；

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是通讯连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介的间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1为本实用新型实施例一中的搬运设备的结构示意图，图2为本实用新型实施例一中的搬运设备的内部连接结构示意图。如图1和2所示，本实用新型实施例中的搬运设备，包括：主架体10、升降架体20、第一行走驱动装置30、第一传动轴40、第一转动轮50、第二行走驱动装置60、第二传动轴70、第二转动轮80、升降传动机构(图中未示)和升降驱动装置(图中未示)。本实施例中的搬运设备为一穿梭车，该穿梭车可以设置在货架的轨道上，这条轨道包括首尾相连的第一轨道和第二轨道，第一轨道和第二轨道相互不平行，例如第一轨道与第二轨道呈锐角或直角。主架体和升降架体可以为由金属或塑料制成的壳体或框架。第一行走驱动装置和第二行走驱动装置可以为普通马达、伺服电机、步进电机等，第一传动轴、第二传动轴均为直轴。此外，还需说明的是，第一转动轮和第二转动轮的数量均为至少一个，而本实施例选用最便于理解的两个轮子作为示例。

具体来说，在本实施例中，第一传动轴40设置在主架体10上，主架体的两侧侧壁设有通孔，通孔内设有轴承，第一传动轴的两端分别设置在两侧的轴承上。第一转动轮50固定设置在第一传动轴40上，即两个第一转动轮分别位于第一转动轴的两端。第一行走驱动装置30与第一传动轴40连接，并用于带动第一传动轴40转动。升降架体20通过升降传动机构与主架体10 连接，升降驱动装置与升降传动机构连接，用于触发升降传动机构，并使升降架体20相对主架体10上升或下降至预设位置。预设位置取决于升降传动机构所允许升降架体相对主架体的升降行程。第二传动轴70设置在升降架体 20上，第二转动轮80固定设置在第二传动轴70上，其具体设置方式与第一传动轴的设置方式类似，第二行走驱动装置60与第二传动轴70连接，并用于带动第二传动轴70转动，第一传动轴40与第二传动轴70相互不平行。第一行走驱动装置和第二行走驱动装置可与外部控制器电性连接，例如电线连接、蓝牙连接、网络信号连接等，以实现远程控制。值得说明的是，第一传动轴40与第二传动轴70的布置与货架的第一轨道和第二轨道相适配，以满足第一转动轮的移动方向与第一轨道的方向一致，第二转动轮的移动方向与第二轨道的方向一致。

通过上述内容不难发现，本实用新型通过搬运设备中的主架体10、升降架体20、第一行走驱动装置30、第一传动轴40、第一转动轮50、第二行走驱动装置60、第二传动轴70、第二转动轮80、升降传动机构和升降驱动装置之间的机械配合，实现了顶升和换向一体式的技术效果，该种搬运设备只需一个驱动装置(升降驱动装置)便可实现该设备的顶升和换向功能。具体来说，第一行走驱动装置30与第一传动轴40连接以实现带动第一传动轴40 转动，从而可通过第一转动轮50的转动实现该运输设备的移动。通过升降驱动装置带动升降传动机构，可实现升降架体20相对主架体10上升或下降至预设位置，从而实现了升降功能。同时，由于第二传动轴70设置在升降架体 20上，第二传动轴70和第二转动轮80会随升降架体20一同升降，也实现了第二转动轮80相对第一转动轮50升降。因此可以理解的是，当第二转动轮80低于第一转动轮50时，通过启动第二行走驱动装置60即可实现该搬运设备通过第二转动轮80行走，当第二转动轮80高于第一转动轮50时，通过启动第一行走驱动装置30即可实现该搬运设备通过第一转动轮50行走，从而实现了换向功能。

图3为本实用新型实施例一中的升降机构的结构示意图。如图3所示，本实施例中的升降架体20设有导向槽23，导向槽23位于升降架体20的内部。升降传动机构包括：第一齿条91、第二齿条92和升降齿轮93。其中，第一齿条91固定设置在导向槽23内，第二齿条92的一端固定设置在主架体 10上，另一端可滑动的设置在导向槽23内，升降齿轮93设置在第一齿条91 和第二齿条92之间，且分别与第一齿条91和第二齿条92啮合，升降驱动装置与升降齿轮93连接，用于带动升降齿轮93旋转。图4为本实用新型实施例一中的升降机构的一运行状态示意图，图5为本实用新型实施例一中的升降机构的另一运行状态示意图。由图4、图5可知，升降齿轮的旋转可带动第一齿条和第二齿条的方向移动，从而实现升降架体相对主架体的升降。另外，需要说明的是，此过程中的升降驱动装置也会发生升降，因此，本实施例中，升降驱动装置并未固定设置在升降架体上，而是位于升降架体的内部空间中，该内部空间不仅可容纳升降驱动装置，还可提供给升降驱动装置一定的升降空间，升降驱动装置可通过连接件与升降齿轮连接，连接件可为直条形的轴杆，该轴杆具有一定的抗弯曲能力，以满足在承受升降驱动装置重力的同时不发生弯曲。作为优选，可尽量减轻驱动装置的重量，以保证强度。

需要强调的是，升降传动机构采用齿轮齿条组的组合，与传统的凸轮传动、偏心轮传动、丝杠螺杆传动、气缸传动等模式，不仅结构精简，还由于齿轮齿条传动是啮合传动，顶升过程中机械件磨损小、寿命长，且无需像凸轮顶升、偏心轮顶升机构需要设计顶升自锁死角(一般需要相应机构旋转180 度)，可以自行设定升降驱动装置的旋转角度(小于180度)，无自锁死角概念需要，从而换向顶升速度更快。又由于齿轮齿条组旋转角度可以设定小于180度，从而无需像凸轮顶升、偏心轮顶升机构180度上下位尺寸限定，从而使车体更薄。

值得一提的是，在本实用新型另一实施例中，升降机构可以由一个升降齿轮和一个齿条组成。该升降齿轮与该齿条啮合，使齿条上升和下降。齿条的顶端可于升降架体固定连接，主架体内可固定设置一轴杆，升降齿轮固定设置在该轴杆上，也可以实现升降架体相对主架体的升降。与实施例一的方案相比，该种方案中的升降驱动装置可以固定设置在主架体上。

图6为本实用新型实施例二中的搬运设备的部分结构示意图，

实施例二是实施例一的替换方案，其区别在于，本实施例中，升降架体 20包括：主动顶升滑块21、从动顶升滑块22和顶升平台24。具体的，主动顶升滑块21和从动顶升滑块22均设有升降传动机构；升降驱动装置与主动顶升滑块21上的升降齿轮93连接；主动顶升滑块21和从动顶升滑块22上均设有支撑柱25；顶升平台24设置在各支撑柱25上。该种设计使得本实施例的搬运设备承载时的受力更为均匀。

图7为本实用新型实施例二中的升降机构的一运行状态示意图，图8为本实用新型实施例二中的升降机构的另一运行状态示意图，图9为本实用新型实施例二中的升降机构的又一运行状态示意图，如图7至9所示，本实施例中的升降传动机构与实施例一的区别在于：实施例一中的第二齿条的一端固定设置在主架体上，另一端可滑动的设置在导向槽内，而本实施例中的第二齿条与主架体并不固定设置，本实施例的第二齿条滑动的设置在导向槽内，该第二齿条仅起到辅助定位及啮合功能。因此，在本实施例中，升降驱动装置并不会发生升降。

在本实施例中，第二转动轮80的数量为多个，两两一组，且其中一组第二转动轮80与第二传动轴70固定连接，其余组与第三传动轴70’固定连接。

另外，在本实施例中，主架体10立设有导向柱11。其中，升降架体20 设有导向孔道26；导向柱11可滑动的穿设在导向孔道26内。该设计使得升降架体20在升降过程中更为稳定。需要说明的是，导向柱和导向孔道还可替换为其他滑动导向机构，例如凸块和滑槽，类似可实现导向功能的滑动导向机构应均视为本实用新型的导向柱和导向孔道的同等替换方案。

可选的，第二转动轮80的直径大于第一转动轮50的直径；预设位置包括：第一预设位置和第二预设位置，具体的，在升降架体20位于第一预设位置时，第二转动轮80低于第一转动轮50，使搬运设备沿第二转动轮的行进方向移动；在升降架体20位于第二预设位置时，第二转动轮80高于第一转动轮50，使搬运设备沿第一转动轮的行进方向移动，从而实现了换向功能。

综上所述，实施例一和实施例二同现有技术中的搬运设备换向及顶升机构相比较，由一个升降驱动装置驱动一套集成了换向和顶升机构，相对于传统的滚轮换向和顶升两套机构来说，结构更为紧凑，提高了搬运设备的空间利用率。此外，实施例一和实施例二的搬运设备，比传统设备而言，体积更薄，更轻，能耗更低，更耐磨损，寿命更长，换向顶升用时更短。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一特征和第二特征直接接触，或第一特征和第二特征通过中间媒介间接接触。

而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任意一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种搬运设备，其特征在于，包括：主架体、升降架体、第一行走驱动装置、第一传动轴、第一转动轮、第二行走驱动装置、第二传动轴、第二转动轮、升降传动机构和升降驱动装置；

所述第一传动轴设置在所述主架体上；

所述第一转动轮固定设置在所述第一传动轴上；

所述第一行走驱动装置与所述第一传动轴连接，并用于带动第一传动轴转动；

所述升降架体通过所述升降传动机构与所述主架体连接，所述升降传动机构为齿轮齿条传动机构；

所述升降驱动装置与所述升降传动机构连接，用于触发所述升降传动机构，并使所述升降架体相对所述主架体上升或下降至预设位置；

所述第二传动轴设置在所述升降架体上；

所述第二转动轮固定设置在所述第二传动轴上；

所述第二行走驱动装置与所述第二传动轴连接，并用于带动第二传动轴转动；

所述第一传动轴与所述第二传动轴相互不平行。

2.根据权利要求1所述的搬运设备，其特征在于，所述升降架体设有导向槽；

所述升降传动机构包括：第一齿条和升降齿轮；

所述第一齿条固定设置在所述导向槽内；

所述升降齿轮与所述第一齿条啮合；

所述升降驱动装置与所述升降齿轮连接，用于带动所述升降齿轮旋转。

3.根据权利要求2所述的搬运设备，其特征在于，所述升降传动机构还包括：第二齿条；

所述第二齿条可滑动的设置在所述导向槽内；

所述升降齿轮设置在所述第一齿条和所述第二齿条之间，且分别与所述第一齿条和所述第二齿条啮合。

4.根据权利要求3所述的搬运设备，其特征在于，所述升降架体包括：主动顶升滑块、从动顶升滑块和顶升平台；

所述主动顶升滑块和所述从动顶升滑块均设有所述升降传动机构；

所述升降驱动装置与所述主动顶升滑块上的升降齿轮连接；

所述主动顶升滑块和所述从动顶升滑块上均设有支撑柱；

所述顶升平台设置在各所述支撑柱上。

5.根据权利要求3所述的搬运设备，其特征在于，所述第二转动轮的数量为多个，两两一组，其中一组第二转动轮与所述第二传动轴固定连接，其余组与第三传动轴固定连接。

6.根据权利要求1所述的搬运设备，其特征在于，所述主架体立设有导向柱；

所述升降架体设有导向孔道；

所述导向柱可滑动的穿设在所述导向孔道内。

7.根据权利要求1或2或3所述的搬运设备，其特征在于，所述第二转动轮的直径大于所述第一转动轮的直径；

所述预设位置包括：第一预设位置和第二预设位置；

在所述升降架体位于所述第一预设位置时，所述第二转动轮低于所述第一转动轮；

在所述升降架体位于所述第二预设位置时，所述第二转动轮高于所述第一转动轮。

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