CN213057206U - 舵轮机构及运输车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种舵轮机构及运输车,所公开的舵轮机构包括外支架、内支架、行走轮和检测组件,所述内支架可转动地设置于所述外支架;所述检测组件包括定位元件和测距元件,在所述定位元件和所述测距元件中,一者设置于所述内支架的周侧外壁,另一者设置于所述外支架,所述测距元件可获取其与所述定位元件的移动信息,以检测所述内支架相对于所述外支架转动的角度信息。上述方案公开的舵轮机构能够采集舵轮的转向信息且确保其整体尺寸较小。
Description
技术领域
本实用新型涉及运输车技术领域,尤其涉及一种舵轮机构及运输车。
背景技术
目前,舵轮机构通常采用编码器来获取舵轮的转向信息,并转换为电信号输入运输车的控制器,由控制器再根据具体工况下达修正指令至驱动电机来实现对舵轮的闭环控制。
但是,现有的编码器具有一定的体积,其通常与驱动电机堆叠设置,如此会使得舵轮机构整体在高度方向的尺寸过大;而在确保舵轮机构整体尺寸一致的情况下,驱动电机的安装空间会被压缩,这就迫使驱动电机只能选用小功率类型,进而会限制运输车整体的动力负载能力。
实用新型内容
本实用新型公开一种舵轮机构及运输车,能够采集舵轮的转向信息且确保其整体尺寸较小。
为了解决上述问题,本实用新型采用下述技术方案:
一方面,本实用新型提供一种舵轮机构,其包括外支架、内支架、行走轮和检测组件,所述内支架可转动地设置于所述外支架;
所述检测组件包括定位元件和测距元件,在所述定位元件和所述测距元件中,一者设置于所述内支架的周侧外壁,另一者设置于所述外支架,所述测距元件可获取其与所述定位元件的移动信息,以检测所述内支架相对于所述外支架转动的角度信息。
另一方面,本实用新型提供一种运输车,其包括前述的舵轮机构。
本实用新型采用的技术方案能够达到以下有益效果:
在本实用新型公开的舵轮机构中,检测组件包括定位元件和测距元件,基于定位元件和测距元件之间的配合使用,能够检测内支架相对于外支架转动的角度信息,进而就能够获取到行走轮的转向信息;同时,在定位元件和测距元件中,一者设置于内支架的周侧外壁,另一者设置于外支架,如此情况下,无疑能够避免检测组件在舵轮机构高度方向上占据过大的空间,而达到舵轮机构整体尺寸较小的目的。
相较于现有技术中编码器在舵轮机构的高度方向上与驱动电机堆叠设置,本实用新型公开的舵轮机构基于定位元件和测距元件的配合设置,能够不增大舵轮机构的整体尺寸,而为驱动组件提供充足的安装空间,如此就可选用大功率类型的驱动组件,进而能够提升运输车整体的动力负载能力。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,构成本实用新型的一部分,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
图1为本实用新型实施例公开的一种舵轮机构的分解结构示意图;
图2为本实用新型实施例公开的另一种舵轮机构的分解结构示意图;
附图标记说明:
100-外支架、110-第一安装空间、120-第一收容空间、
200-内支架、210-第二安装空间、220-第二收容空间、230-缺口区、
300-行走轮、400-驱动组件、
500-检测组件、510-定位元件、520-测距元件、
600-滚动体。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例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。
以下结合附图,详细说明本实用新型各个实施例公开的技术方案。
请参考图1,本实用新型实施例公开一种舵轮机构,所公开的舵轮机构包括外支架100、内支架200、行走轮300和检测组件500。在本实施例中,未限制舵轮机构的具体类型,举例来说,其可以为运输车舵轮机构、移动机器人舵轮机构等。后续的内容以舵轮机构设置在运输车上为例。
其中,外支架100和内支架200均为舵轮机构的基础构件,外支架100和内支架200均能够起到支撑作用而作为安装支撑基础。
舵轮机构通常还包括驱动组件400,驱动组件400为舵轮机构的动力构件,行走轮300可与驱动组件400配合使用,驱动组件400与行走轮300驱动相连,以驱动行走轮300在支撑面上行走,具体地,驱动组件400能够驱动行走轮300转动,进而能够使得行走轮300在支撑面上行走,当然,驱动组件400也能够驱动行走轮300转向,上述工作原理均为本领域的公知常识,在此不再赘述。在本实施例中,支撑面的类型有多种,例如地面、工作台面、物流轨道等。
检测组件500为舵轮机构的功能构件,其能够检测内支架200相对于外支架100转动的角度信息,进而可获取行走轮的转向信息。应理解的是,舵轮机构在进行转向动作时,其需要基于检测组件500获取行走轮300的转向信息,并将转向信息转换为电信号,并传输至运输车的控制器,由控制器再根据具体工况下达修正指令至驱动组件400来调整行走轮300的转向角度,在上述的工作过程中,即也完成了运输车对行走轮的闭环控制。
在本实施例中,为了优化结构布局,驱动组件400通常可设置于内支架200。结合前述,驱动组件400与行走轮300相连,并驱动行走轮300,在行走轮300转向时,就会带动内支架200转动。同时,内支架200可转动地设置于外支架100,也即是说,内支架200可相对于外支架100产生相对转动,因此,当内支架200转动时,内支架200与外支架100之间不会出现干涉。
具体地,内支架200可通过其外周与外支架100的内壁进行转动配合,更具体的,可通过间隙滑动配合来实现二者之间的可转动关系,当然,内支架200还可以通过其他转动配合关系与外支架100相连。内支架200相对于外支架100的转动,其动力来源为驱动组件400的间接驱动。
在现有技术中,舵轮机构通过将编码器作为检测功能构件来实现对行走轮300的转向信息的检测,编码器与驱动电机堆叠设置,会占据舵轮机构高度方向上过大的空间,特别是在编码器为中空编码器的情况下,中空编码器内部中空,在其中空空间内还用于收容其他结构,例如驱动电机的线缆等,这无疑会使得上述的技术问题更为严重突出。
在本实施例中,检测组件500包括定位元件510和测距元件520,在定位元件510和测距元件520中,一者设置于内支架200的周侧外壁,另一者设置于外支架100,也就是说,定位元件510可设置于内支架200的周侧外壁,测距元件520相应设置于外支架100,或者,测距元件520可设置于内支架200的周侧外壁,定位元件510相应设置于外支架100,本实施例不限制定位元件510和测距元件520的具体设置位置。
测距元件520可获取其与定位元件510的移动信息,以检测内支架200相对于外支架100转动的角度信息。具体而言,由于内支架200相对于外支架100产生相对转动,在此过程中,定位元件510与测距元件520之间也产生了相对转动,定位元件510的移动信息在运输车内部的控制器推算下就能够得出行走轮300的转向信息,进而就能够下达指令控制行走轮300转向到位,即完成精确的转向动作。
由上述说明可知,在本实用新型实施例公开的舵轮机构中,检测组件500包括定位元件510和测距元件520,基于定位元件510和测距元件520之间的配合使用,能够检测内支架相对于外支架转动的角度信息,进而就能够获取到行走轮300的转向信息;同时,在定位元件510和测距元件520中,一者设置于内支架200的周侧外壁,另一者设置于外支架100,如此情况下,无疑能够避免检测组件500在舵轮机构高度方向上占据过大的空间,而达到舵轮机构整体尺寸较小的目的。
相较于现有技术中编码器在舵轮机构的高度方向上与驱动电机堆叠设置,本实用新型实施例公开的舵轮机构基于定位元件510和测距元件520的配合设置,能够不增大舵轮机构的整体尺寸,而为驱动组件400提供充足的安装空间,如此就可选用大功率类型的驱动组件400,进而能够提升运输车整体的动力负载能力。
在本实施例中,检测组件500的具体类型可以有多种,例如定位元件510为磁体,测距元件520为霍尔器件,在内支架200相对于外支架100产生相对转动时,磁体与霍尔器件之间也产生了相对转动,霍尔器件可通过检测磁体产生的磁场的强度变化,而获取磁体的移动信息,并基于这些移动信息通过运输车内部的控制器推算出行走轮300的转向信息。
在一种具体的实施方式中,检测组件500可以为磁栅尺,定位元件510为标尺磁栅,测距元件520为磁栅读数器。应理解的是,磁栅读数器与标尺磁栅通常通过非接触式安装进行读取,标尺磁栅上磁极生成带有不同方向的磁场,磁栅读数器在沿着标尺磁栅运动的过程中感应到磁场的变化并将这个磁场变化转化为模拟量信号或者数字量信号输出,也即把记录在标尺磁栅的上磁化信号转换为电信号输送到检测电路中,实现位移测量或者位置定位。
标尺磁栅和磁栅读数器分别随内支架200和外支架100而产生位置变化,磁栅读数器可在标尺磁栅上移动,进而获取到二者之间的相对移动信息,并基于这些移动信息通过运输车内部的控制器推算出行走轮300的转向信息。
当然,在本实施例中,检测组件500也可以为其他的检测结构,只要能够通过合理布设而对行走轮300的转向信息进行检测即可,例如磁性元件与霍尔元器件的组合。
在另一种具体的实施方式中,检测组件500可以为光栅尺,定位元件510为标尺光栅,测距元件520为光栅读数器。需要说明的是,光栅尺是利用光的透射、衍射现象制成的光电检测元件,在光栅读数器内设置有指示光栅,在标尺光栅和光栅读数器分别随着内支架200和外支架100产生相对位置变化时,指示光栅便在标尺光栅上移动,进而获取到二者之间的相对移动信息,并基于这些移动信息通过运输车内部的控制器推算出行走轮300的转向信息。
在本实施例中,未限制磁栅尺的具体布设方式,在可选的方案中,内支架200的周侧外壁可以设置有圆弧安装面,标尺磁栅沿圆弧安装面布设,磁栅读数器设置于外支架100。如此,磁栅读数器沿圆弧安装面而在标尺磁栅上移动,其移动轨迹基于圆弧安装面而趋向于做圆周回转运动,进而可获取行走轮300更为准确的转向信息。
当然,结合前述,标尺磁栅也可以设置在外支架100,而磁栅读数器设置在内支架200的周侧外壁,此时,外支架100上可相应设置有用于安装标尺磁栅的圆弧安装面。
应理解的是,标尺磁栅具有一定的长度尺寸,且厚度较小,因此在上述的实施方式中,标尺磁栅能够利用内支架200的周侧外壁进行安装,且在内支架200的周侧仅占据较小的空间,进而能够避免在舵轮机构的高度方向上占据较大的空间,如此就能够在不增大舵轮机构整体尺寸的情况下,而为驱动组件400提供更大的安装空间,以便于使用大功率类型的驱动器件。
前述的光栅尺也可以采用上述实施方式中磁栅尺的布设方式。
为了优化舵轮机构的结构布局并优化空间利用率,在可选的方案中,外支架100可以设有第一安装空间110,第一安装空间110与与标尺磁栅相对设置,磁栅读数器设置于第一安装空间110内。
具体而言,通过第一安装空间110,磁栅读数器可以嵌设于外支架100内,如此能够避免磁栅读数器设置在外支架100和内支架200之间,可减小外支架100与内支架200之间的间隙,进而提升舵轮机构的结构紧凑性和空间利用率;同时,第一安装空间110与标尺磁栅相对设置,则设置于第一安装空间110内的磁栅读数器可从标尺磁栅获取位移信息,进而确保磁栅尺正常工作。
在本实施例中,第一安装空间110的类型有多种,举例来说其可以为安装槽、安装通孔等。
在本实施例中,外支架100的结构形式可以有多种,例如外支架100可以为平面板,内支架200通过转轴而与外支架100转动配合。在另一种具体的实施方式中,外支架100可以具有第一收容空间120和开口,开口与第一收容空间120连通,内支架200和行走轮300均设置于第一收容空间120,行走轮300通过开口部分外露于外支架100,以在支撑面上行走。
应理解的是,在上述的实施方式中,由于内支架200和行走轮300均位于第一收容空间120内,也就是说,外支架100包绕于内支架200和行走轮300之外,如此外支架100能够为内支架200和行走轮300起到防护作用,避免内支架200、设置于内支架200上的驱动组件400和行走轮300受到破坏。开口(附图中未示出)通常设置在外支架100朝向支撑面的一侧,如此行走轮300通过开口就能够伸出至外支架100之外而与支撑面接触,以在支撑面上行走。
进一步地,内支架200可以沿其周侧外壁环绕布设有滚动体600,内支架200通过滚动体600与外支架100转动配合。应理解的是,内支架200、外支架100和滚动体600能够构成滚动轴承结构,进而能够提升内支架200与外支架100之间转动流畅度,以达到更高的转动效率。
滚动体600的具体类型不受限制,如图1所示,滚动体600可选为侧滚轮,当然也可以为其他类型,例如滚珠等。
通常情况下,内支架200为圆形回转支架,如此设置下,内支架200的转动动作更不易被外支架100干涉,且内支架200的重心恒定,不会存现偏心问题,因此转动效率最高;同时,由于内支架200做圆周回转运动,从转动结构的构型角度看,圆形的回转支架无疑更便于在外支架100内进行设置。
本实施例未限制行走轮300的具体数量,行走轮300可以为一个,此时为了确保行走轮300能够实现转向功能,驱动组件400应包括转向电机,通过转向电机来驱动行走轮300实现转向动作。
当然,行走轮300可以为两个,此时,驱动组件400可以包括两个驱动模组,每个驱动模组均与一个行走轮300相连,并驱动行走轮300。具体而言,通过两个驱动模组分别驱动行走轮300,进而能够实现两个行走轮300的差速控制。在具体使用时,运输车的控制器能够控制两个驱动模组,而间接控制两个行走轮300的转动速率;以舵轮机构转向为例,控制器能够间接控制两个行走轮300的转动速率不同,也即一个行走轮300的转动速率较高,一个行走轮300的转动速率较低,此时,舵轮机构整体就会朝向转动速率较低的行走轮300一侧进行转向。
为了进一步地优化舵轮机构的结构布局、提升舵轮机构的结构紧凑性和空间利用率,在可选的方案中,内支架200可以开设有第二安装空间210,驱动组件400设置于第二安装空间210内;内支架200还可以开设有第二收容空间220,第二收容空间220与第二安装空间210连通,行走轮300设置于第二收容空间220内。
应理解的是,基于第二安装空间210和第二收容空间220,驱动组件400和行走轮300均能够嵌设于内支架200中,如此能够避免它们设置在外支架100和内支架200之间的间隙,可减小外支架100与内支架200之间的间隙,也即外支架100与内支架200能够设置得更为靠近,进而提升了舵轮机构的结构紧凑性和空间利用率。
如图1所示,在行走轮300为两个的情况下,两个驱动模组可集成为一个模块式的驱动组件400,如此更便于嵌设在第二安装空间210中;两个行走轮300可分别设置在驱动组件400的相对两侧,如此行走轮300分布更为均匀,能够避免两个行走轮300之间产生干涉,当然,此时,第二收容空间220应为两个,以对应收容两个行走轮300。
需要说明的是,对行走轮300起到收容作用的结构(包括第一收容空间120、开口和第二收容空间220)需能够确保行走轮300在进行转动、转向等动作时不受到干涉。
请参照图2,图2示出了另一种舵轮机构,其中,内支架200可设置有缺口区230,缺口区230可用于舵轮机构内部较小结构的收容,例如驱动组件400的供电线缆。缺口区230的设置数量、设置位置不受限制,其可根据舵轮机构内部的具体工况来确定。
基于前述的舵轮机构,本实用新型实施例还公开一种运输车,其包括前述的舵轮机构。本实用新型实施例所指的运输车可以是AGV车(Automated Guided Vehicle,自动导引运输车)、RGV车(Rail Guided Vehicle,有轨制导车辆)、IGV车(Intelligent GuidedVehicle,智慧型引导运输车)等,本实用新型实施例不限制运输车的具体类型。
通常情况下,舵轮机构的外支架100即是运输车的车体机架,此时,内支架200直接转动配合于车体机架,如此设置下,由于舵轮机构缺少了外支架100这部分结构,无疑能够减小舵轮机构的整体体积,进而可提升运输车内部的空间利用率;当然,舵轮机构的外支架100与运输车的车体机架也可以分别为独立的构件,此时,舵轮机构为一个独立的模块,基于模块化设计,能够优化舵轮机构的拆装便捷性,也更有利于故障检修。
本实用新型上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同,各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾,均可以组合形成更优的实施例,考虑到行文简洁,在此则不再赘述。
以上所述仅为本实用新型的实施例而已,并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种舵轮机构,其特征在于,包括外支架(100)、内支架(200)、行走轮(300)和检测组件(500),所述内支架(200)可转动地设置于所述外支架(100);
所述检测组件(500)包括定位元件(510)和测距元件(520),在所述定位元件(510)和所述测距元件(520)中,一者设置于所述内支架(200)的周侧外壁,另一者设置于所述外支架(100),所述测距元件(520)可获取其与所述定位元件(510)的移动信息,以检测所述内支架(200)相对于所述外支架(100)转动的角度信息。
2.根据权利要求1所述的舵轮机构,其特征在于,所述检测组件(500)为磁栅尺,所述定位元件(510)为标尺磁栅,所述测距元件(520)为磁栅读数器。
3.根据权利要求2所述的舵轮机构,其特征在于,所述内支架(200)的周侧外壁设置有圆弧安装面,所述标尺磁栅沿所述圆弧安装面布设,所述磁栅读数器设置于所述外支架(100)。
4.根据权利要求3所述的舵轮机构,其特征在于,所述外支架(100)设有第一安装空间(110),所述第一安装空间(110)与所述标尺磁栅相对设置,所述磁栅读数器设置于所述第一安装空间(110)内。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的舵轮机构,其特征在于,所述外支架(100)具有第一收容空间(120)和开口,所述开口与所述第一收容空间(120)连通,所述内支架(200)和行走轮(300)均设置于所述第一收容空间(120),所述行走轮(300)通过所述开口部分外露于所述外支架(100),以在支撑面上行走。
6.根据权利要求5所述的舵轮机构,其特征在于,所述内支架(200)沿其周侧外壁环绕布设有滚动体(600),所述内支架(200)通过所述滚动体(600)与所述外支架(100)转动配合。
7.根据权利要求5所述的舵轮机构,其特征在于,所述内支架(200)为圆形回转支架。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的舵轮机构,其特征在于,所述舵轮机构还包括驱动组件(400),所述驱动组件(400)与所述行走轮(300)驱动相连;所述行走轮(300)为两个,所述驱动组件(400)包括两个驱动模组,每个所述驱动模组均与一个所述行走轮(300)相连,并驱动所述行走轮(300)。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的舵轮机构,其特征在于,所述舵轮机构还包括驱动组件(400),所述驱动组件(400)与所述行走轮(300)驱动相连;所述内支架(200)开设有第二安装空间(210),所述驱动组件(400)设置于所述第二安装空间(210)内;所述内支架(200)还开设有第二收容空间(220),所述第二收容空间(220)与所述第二安装空间(210)连通,所述行走轮(300)设置于所述第二收容空间(220)内。
10.一种运输车,其特征在于,包括权利要求1至9中任一项所述的舵轮机构。
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