CN212687479U - 一种自动引导车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动引导车，该自动引导车中的顶升旋转机构中：丝杠和丝杠螺母构成丝杠副；丝杠外齿轮与丝杠螺母同轴固连，用于升降目标件；顶升减速电机的输出轴和丝杠之间通过第一齿轮副传动连接；丝杠通过轴承安装在安装架上，安装架与车体底盘固连；旋转减速电机的输出轴和丝杠外齿轮之间通过旋转齿轮或第二齿轮副传动连接。该自动引导车，可独立进行顶升过程，也可独立进行旋转过程，具有较高的车体稳定性。

Description

一种自动引导车

技术领域

本实用新型涉及自动化设备技术领域，特别涉及一种自动引导车。

背景技术

AGV是Automated Guided Vehicle的缩写，即"自动导引运输车"，或称为自动引导车、无人搬运车，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种自动引导车，可独立进行顶升过程，也可独立进行旋转过程，具有较高的车体稳定性。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种自动引导车，所述自动引导车中的顶升旋转机构包括丝杠、丝杠螺母、丝杠外齿轮、安装架、顶升减速电机和旋转减速电机，其中：

所述丝杠和所述丝杠螺母构成丝杠副；

所述丝杠外齿轮与所述丝杠螺母同轴固连，用于升降目标件；

所述顶升减速电机的输出轴和所述丝杠之间通过第一齿轮副传动连接；

所述丝杠通过轴承安装在所述安装架上，所述安装架与车体底盘固连；

所述旋转减速电机的输出轴和所述丝杠外齿轮之间通过旋转齿轮或第二齿轮副传动连接。

在上述自动引导车中，所述第一齿轮副包括彼此啮合的第一顶升齿轮和第二顶升齿轮，其中：

所述第一顶升齿轮同轴设置在所述顶升减速电机的输出轴上，且与其同步转动；

所述第二顶升齿轮同轴设置在所述丝杠上，且与其同步转动。

在上述自动引导车中，还包括抱闸装置和抱闸齿轮，所述抱闸装置通过所述抱闸齿轮与所述丝杠外齿轮传动连接。

在上述自动引导车中，所述丝杠为中空筒状结构。

在上述自动引导车中，所述丝杠内设置有第一视觉传感器，所述第一视觉传感器用于检测所述目标件，以对所述目标件进行信息识别和/或二次定位。

在上述自动引导车中，所述丝杠内设置有第二视觉传感器，所述第二视觉传感器用于检测地面标识物，以对所述自动引导车进行导航和/或二次定位。

在上述自动引导车中，所述车体底盘的前后两端，一端设置有用于发射出安全激光的第一激光装置，另一端设置有用于发射出导航用激光的第二激光装置。

在上述自动引导车中，所述车体底盘上设置有动力电池、自主充电模块、驱动轮和从动轮，其中：

所述驱动轮设置有两个或两组，分别位于所述车体底盘的左右两侧；

所述从动轮设置有两个或两组，分别位于所述车体底盘的前后两端。

在上述自动引导车中，所述车体底盘上设置有人机交互界面。

在上述自动引导车中，所述目标件为货架。

本实用新型提供的自动引导车，可独立进行顶升过程，也可独立进行旋转过程，还可进行顶升旋转过程，可满足多种不同的运行需要。而且，该自动引导车在工作过程时，能够保证较高的车体稳定性。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本实用新型第二具体实施例提供的自动引导车的整体结构示意图；

图2为本实用新型第二具体实施例提供的自动引导车驶入货架底部时的结构示意图；

图3为本实用新型第二具体实施例提供的自动引导车的内部结构示意图；

图4为本实用新型第二具体实施例提供的自动引导车的内部结构侧视图；

图5为本实用新型第二具体实施例提供的自动引导车内的顶升旋转机构的第一轴测图；

图6为本实用新型第二具体实施例提供的自动引导车内的顶升旋转机构的第二轴测图；

图7为本实用新型第二具体实施例提供的自动引导车内的顶升旋转机构的剖视图。

其中：

1-顶升旋转机构，2-人机交互界面，3-第一激光装置，4-自主充电模块，

5-从动轮，6-驱动轮，7-第一视觉传感器，8-第二激光装置，9-电池，

101-丝杠，102-丝杠外齿轮，103-旋转齿轮，104-旋转减速电机，

105-安装架，106-第一顶升齿轮，107-顶升减速电机，108-抱闸装置，

109-抱闸齿轮，110-第二顶升齿轮，111-丝杠螺母。

具体实施方式

第一具体实施例

为了通过对比的方式体现本实用新型实施例提供的自动引导车的创新之处，本实用新型第一具体实施例提供了一种用来运送目标件的AGV。该AGV的工作过程如下：

当AGV转向时，AGV带着目标件一起转向；

当需要升降目标件时，AGV内部通过丝杠机构来控制目标件升降，当丝杠机构驱动目标件升降时，丝杠带着车体旋转，丝杠螺母带着目标件升降，或者，目标件相对车体旋转并升降；

当需要将目标件转动一定角度时，AGV整体带着目标件一起转动，或者，AGV内部通过丝杠机构来控制目标件转动，此时，目标件相对车体旋转并升降。

可见，该AGV存在以下问题：

a)顶升和旋转不独立，纯丝杠顶升为旋转顶升，需要车体旋转来取消丝杠的旋转运动；

b)车体和目标件共同旋转时，旋转电机无法产生足够的保持力矩来抵抗车体和目标件的转动惯性。

第二具体实施例

本实用新型第二具体实施例提供了一种自动引导车，可独立进行顶升过程，也可独立进行旋转过程，具有较高的车体稳定性。

下面将结合本实用新型第二具体实施例中的附图，对本实用新型第二具体实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。

请参阅图1至图7，图1为本实用新型第二具体实施例提供的自动引导车的整体结构示意图；图2为本实用新型第二具体实施例提供的自动引导车驶入货架底部时的结构示意图；图3为本实用新型第二具体实施例提供的自动引导车的内部结构示意图；图4为本实用新型第二具体实施例提供的自动引导车的内部结构侧视图；图5为本实用新型第二具体实施例提供的自动引导车内的顶升旋转机构的第一轴测图；图6为本实用新型第二具体实施例提供的自动引导车内的顶升旋转机构的第二轴测图；图7为本实用新型第二具体实施例提供的自动引导车内的顶升旋转机构的剖视图。

本实用新型第二具体实施例提供了一种自动引导车，该自动引导车中的顶升旋转机构包括丝杠101、丝杠螺母111、丝杠外齿轮102、安装架105、顶升减速电机107和旋转减速电机104。

其中，丝杠101和丝杠螺母111构成丝杠副；丝杠外齿轮102与丝杠螺母111同轴固连，用于升降目标件；顶升减速电机107的输出轴和丝杠101之间通过第一齿轮副传动连接；丝杠101通过轴承112安装在安装架105上，安装架105与车体底盘固连；旋转减速电机104的输出轴和丝杠外齿轮102之间通过旋转齿轮103或第二齿轮副传动连接。

可见，上述顶升旋转机构通过安装架105安装在车体底盘上，优选地，顶升旋转机构位于车体中心。

具体地，本文中所说的目标件，是指装在自动引导车上被运输的物件，例如货架，例如货架以及货架上放置的被运送物件，例如直接放置到自动引导车上的被运送物件，例如集装箱，等。为了便于理解，下文中以货架作为目标件进行具体说明，货架结构及其与自动引导车的组装方式可参见图2。

本实用新型实施例提供的自动引导车的工作过程包括升降过程、旋转过程、转向过程、顶升旋转过程：

(1)升降过程，即自动引导车对货架进行顶升或降落的过程，具体为：旋转减速电机104制动，使丝杠外齿轮102和丝杠螺母111只具备上下移动的自由度(可轴向升降，不可周向转动)；然后再令顶升减速电机107运行，以通过第一齿轮副使丝杠101转动，从而使得丝杠外齿轮102和丝杠螺母111向上或向下移动，直到完成顶升动作或下降动作。

(2)旋转过程，即自动引导车控制货架转过预设角度且车体底盘保持不转的过程，即货转车不转，具体为：旋转过程中，旋转减速电机104带动旋转齿轮103转动，若顶升减速电机107、第一顶升齿轮106、丝杠101不动，则会使丝杠外齿轮102以及与其固定连接的丝杠螺母111做螺旋上升运动/螺旋下降运动；为抵消丝杠外齿轮102和丝杠螺母111的上升分运动/下降分运动，从而令顶升减速电机107和旋转减速电机104同时运作，从而，第一顶升齿轮106转动，使第二顶升齿轮110以及与其固定连接的丝杠101旋转，从而抵消丝杠螺母的上升分运动/下降分运动，由此使得丝杠外齿轮102只存在旋转运动。

简单说就是，若需要控制货架顺时针转过预设角度，则旋转减速电机104令丝杠螺母111顺时针转动预设角度，同时，顶升减速电机107令丝杠101顺时针转动预设角度；若需要控制货架逆时针转过预设角度，则旋转减速电机104令丝杠螺母111逆时针转动预设角度，同时，顶升减速电机107令丝杠101逆时针转动预设角度。

本文中所说的预设角度，是指在实际运行过程中需要货架根据情况调整转动的角度，例如20°、30°、90°、180°等任意角度。

(3)转向过程，即自动引导车根据导航信息控制车体底盘自动转过预设角度至预设方向的过程，该过程中仅自动引导车车体原地转向而货架相对地面姿态不变，即“车转货不转”，具体为：驱动轮根据导航信息运行(例如车体底盘两侧驱动轮差速运行)，以令车体底盘在地面上转过预设角度，即原地转向；同时，通过上述(2)中所描述的旋转过程令货架及其所在的丝杠外齿轮102，相对车体底盘反向旋转相同角度，也就是说，在旋转过程的基础上增加车体的差速，从而保证货架相对地面姿态不变，实现了“车转货不转”的转向过程。

可见，货架在转向过程和旋转过程中的动作一样，自动引导车的转向过程是在旋转过程的基础上增加了车体驱动轮的旋转。

(4)顶升旋转过程，即自动引导车控制货架上升且旋转移动到预设位置，或下降且旋转移动到预设位置的过程，具体为：顶升减速电机107制动，从而第一齿轮副制动，丝杠101无法转动；然后，旋转减速电机104驱动丝杠外齿轮102和丝杠螺母111一起一边绕竖直轴线转动，一边沿竖直轴线向上或向下移动，直到将货架上升旋转或下降旋转到预设位置。

(5)一般状态下，即不进行上述升降过程、旋转过程、转向过程和顶升旋转过程时，例如，自动引导车带着货架直线行走时，顶升减速电机107制动，旋转减速电机104制动。

从上述技术方案可以看出，本实用新型第二具体实施例提供的自动引导车，可独立进行顶升过程，也可独立进行旋转过程，还可进行顶升旋转过程，从而可满足多种不同的运行需要。而且：

该自动引导车在进行升降过程时，安装架105、车底底盘和货架均不旋转，只有顶升减速电机107的输出轴通过第一齿轮副带着丝杠101在旋转，而丝杠101的转动惯性较小，顶升减速电机107具有足够的保持力矩来抵抗丝杠101和第一齿轮副的转动惯性，从而有利于保证较高的车体稳定性。

该自动引导车在进行旋转过程时，只有旋转减速电机104通过丝杠外齿轮102带着货架转动，此时丝杠副也随着转动，但是，安装架105和车底底盘均不旋转，此时，旋转减速电机104具有足够的保持力矩来抵抗转动惯性，相对于第一具体实施例，本实用新型第二具体实施例体统的自动引导车，在进行旋转过程时，能够避免车体和货架共同旋转时旋转电机无法产生足够的保持力矩来抵抗货架转动惯性的问题。而且，在该旋转过程中，能够令货架在转动过程中保证较高的稳定性，也能够保证较高的车体稳定性。

该自动引导车在进行转向过程时，车体原地转向，而货架相对地面姿态不变，此时，旋转减速电机104同样具有足够的保持力矩来抵抗转动惯性，相对于第一具体实施例，本实用新型第二具体实施例体统的自动引导车，在进行转向过程时，货架较重导致旋转电机无法产生足够的保持力矩来抵抗货架转动惯性的问题。而且，在该转向过程中，能够令货架在转动过程中保证较高的稳定性，从而能够保证较高的整车稳定性。

具体地，请参阅图7，上述第一齿轮副包括彼此啮合的第一顶升齿轮106和第二顶升齿轮110。其中：

第一顶升齿轮106同轴设置在顶升减速电机107的输出轴上，且与其同步转动；

第二顶升齿轮110同轴设置在丝杠101的底部，且与其同步转动，第二顶升齿轮110的外径大于第一顶升齿轮106的外径。

具体地，请参阅图5至图7，顶升减速电机107和顶升减速电机107均固定安装在安装架105上；丝杠外齿轮102套设在丝杠螺母111上且与其固连；轴承112的内圈套设在丝杠101的底部，且通过丝杠101的底部台阶和第二顶升齿轮110进行轴向限位。其中，丝杠外齿轮102、丝杠螺母111、丝杠101和第二顶升齿轮110同轴。

从而，顶升减速电机107通过第一齿轮副可驱动丝杠101绕竖直轴线转动。该传动过程为：顶升减速电机107启动后，第一顶升齿轮106带着第二顶升齿轮110转动，从而丝杠101转动，此时，丝杠螺母111和丝杠外齿轮102做升降运动，以对货架进行顶升或下降，即上述顶升过程。

为了进一步优化上述技术方案，在上述自动引导车中，还包括抱闸装置108和抱闸齿轮109，抱闸装置108安装在安装架105上，抱闸齿轮109与丝杠外齿轮102啮合，从而，抱闸装置108通过抱闸齿轮109与丝杠外齿轮102传动连接，用于辅助制动。具体可参阅图3和图4。

具体地，抱闸装置108在自动引导车的上述工作过程中的工作状态为：

在自动引导车的上述升降过程中，旋转减速电机104制动，同时，抱闸装置108辅助制动，然后再令顶升减速电机107运行，以完成升降过程；

在自动引导车的上述旋转过程中，顶升减速电机107停止运行，抱闸装置108辅助制动解除，然后，旋转减速电机104运行，以完成旋转过程；

在自动引导车的上述顶升旋转过程中，顶升减速电机107制动，抱闸装置108辅助制动解除，然后，旋转减速电机104运行，以完成顶升旋转过程；

在自动引导车的上述转向过程中和一般状态下，顶升减速电机107制动，旋转减速电机104制动，抱闸装置108辅助制动。

在具体实施例中，丝杠101为中空筒状结构。丝杠101内设置有第一视觉传感器7和第二视觉传感器，第二视觉传感器位于第一视觉传感器7的下方。其中：

第一视觉传感器7用于检测目标件，以对目标件进行信息识别和/或二次定位，以免多次搬运而产生的累计误差；

第二视觉传感器用于检测地面标识物，以对自动引导车进行导航和/或二次定位。

在具体实施例中，车体底盘的前后两端，一端设置有用于发射出安全激光的第一激光装置3，另一端设置有用于发射出导航用激光的第二激光装置8。其中，“安全激光”用于检测运行方向是否存在障碍物，以便在碰到障碍物之前停车；“导航用激光”用于控制自动引导车行驶方向。

在此需要说明的是，第二激光装置8和第二视觉传感器为选配项，可以只装第二视觉传感器做导航，也可以只装第二激光装置8用于导航，也可以二者都装。本实用新型对此不作具体限定。

在具体实施例中，请参阅图3，车体底盘上还设置有动力电池9、自主充电模块4、驱动轮6和从动轮5，驱动轮6和从动轮5共同支撑车体。其中：

驱动轮6设置有两个或两组，分别位于车体底盘的左右两侧，可以进行差速运动，从而使自动导引车具备前进、后退、转向以及原地旋转等功能；

从动轮5设置有两个或两组，分别位于车体底盘的前后两端；

自主充电模块4和动力电池9分别设置在车体底盘的前后两端，或者，自主充电模块4和动力电池9也可设置在车体底盘的同一侧。动力电池9为自动导引车提供运行动力，工作过程中，通过后台调度系统下发充电指令给自动导引车，自动导引车自动运行到指定充电位置进行自动充电。

在具体实施例中，请参阅图3，车体底盘上设置有人机交互界面2。该人机交互界面可以是触摸屏，但不局限于触摸屏。

综上可见，本实用新型第二具体实施例提供的自动导引车具有自主移动功能，可根据调度系统指令移动到货架底部，并通过车体的顶升旋转机构，能够将货架顶起或降落或旋转搬运到任意位置。并且，该搬运过程中，能够令货架和车体均保持较高的稳定性。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种自动引导车，其特征在于，所述自动引导车中的顶升旋转机构包括丝杠(101)、丝杠螺母(111)、丝杠外齿轮(102)、安装架(105)、顶升减速电机(107)和旋转减速电机(104)，其中：

所述丝杠(101)和所述丝杠螺母(111)构成丝杠副；

所述丝杠外齿轮(102)与所述丝杠螺母(111)同轴固连，用于升降目标件；

所述顶升减速电机(107)的输出轴和所述丝杠(101)之间通过第一齿轮副传动连接；

所述丝杠(101)通过轴承(112)安装在所述安装架(105)上，所述安装架(105)与车体底盘固连；

所述旋转减速电机(104)的输出轴和所述丝杠外齿轮(102)之间通过旋转齿轮(103)或第二齿轮副传动连接。

2.根据权利要求1所述的自动引导车，其特征在于，所述第一齿轮副包括彼此啮合的第一顶升齿轮(106)和第二顶升齿轮(110)，其中：

所述第一顶升齿轮(106)同轴设置在所述顶升减速电机(107)的输出轴上，且与其同步转动；

所述第二顶升齿轮(110)同轴设置在所述丝杠(101)上，且与其同步转动。

3.根据权利要求1所述的自动引导车，其特征在于，还包括抱闸装置(108)和抱闸齿轮(109)，所述抱闸装置(108)通过所述抱闸齿轮(109)与所述丝杠外齿轮(102)传动连接。

4.根据权利要求1所述的自动引导车，其特征在于，所述丝杠(101)为中空筒状结构。

5.根据权利要求4所述的自动引导车，其特征在于，所述丝杠(101)内设置有第一视觉传感器(7)，所述第一视觉传感器(7)用于检测所述目标件，以对所述目标件进行信息识别和/或二次定位。

6.根据权利要求4所述的自动引导车，其特征在于，所述丝杠(101)内设置有第二视觉传感器，所述第二视觉传感器用于检测地面标识物，以对所述自动引导车进行导航和/或二次定位。

7.根据权利要求1所述的自动引导车，其特征在于，所述车体底盘的前后两端，一端设置有用于发射出安全激光的第一激光装置(3)，另一端设置有用于发射出导航用激光的第二激光装置(8)。

8.根据权利要求1所述的自动引导车，其特征在于，所述车体底盘上设置有动力电池(9)、自主充电模块(4)、驱动轮(6)和从动轮(5)，其中：

所述驱动轮(6)设置有两个或两组，分别位于所述车体底盘的左右两侧；

所述从动轮(5)设置有两个或两组，分别位于所述车体底盘的前后两端。

9.根据权利要求1所述的自动引导车，其特征在于，所述车体底盘上设置有人机交互界面(2)。

10.根据权利要求1至9任一项所述的自动引导车，其特征在于，所述目标件为货架。

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