CN2897767Y - 自动引导车的驱动/转向机构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及用于物流装备系统的一种自动引导车的驱动/转向机构，是将由计算机控制系统控制的电动机通过一转向定位机构与减速器驱动连接，减速器的输出端驱动连接一通轴，两侧车轮分别通过车轮轴承设置在通轴的两端，并分别通过设置在通轴两端的电磁离合器与通轴呈离合式驱动连接；所述的电磁离合器之电磁线圈分别通过离合器控制器与计算机控制系统电连接，所述的转向定位机构中的电磁铁与计算机控制系统电连接、转向定位机构中的转向角传感器和中间位置开关分别与计算机控制系统信号联接。本实用新型结构简单、制造成本低、易于控制、运行稳定可靠，克服了现有AGV驱动转向系统结构复杂、成本高，同步控制技术要求高的缺点。

Description

自动引导车的驱动/转向机构
技术领域
本实用新型涉及用于物流装备系统工业搬运车辆的驱动/转向机构，特别是一种自动引导车的驱动/转向机构。
背景技术
自动引导车(简称AGV)的驱动转向总成是其行驶系统的执行机构，现有的AGV驱动转向总成通常可分为通用型驱动转向总成和全方位驱动转向总成。
目前，用于物流装备系统的AGV所采用的通用型驱动转向总成主要有以下几种形式：①舵轮型；②双电机驱动/转向型；③双轮独立驱动差速转向型。传统转向驱动系统技术成熟能够满足用户的一般需要。但是，为了完成驱动和转向功能，至少需要两个电动机、控制器以及动力传动装置，占用空间大，成本较高。
在某些运行工况下，需要AGV具有全方位运动能力，即在车体不转动的情况下可以使整车沿着一定方向移动，也可以说车体以任意位姿沿给定的路径行驶。因此，出现了不同类型的全方位驱动/转向机构。主要有以下几种形式：①双差速驱动型；②麦卡纳纽姆轮(Mecanum Wheel)；③球轮驱动型；④双舵轮。全方位转向机构适合于AGV在狭窄空间的横向移动作业，具有较大运行路径柔性，可提高工作效率。但是，现有的全方位驱动/转向机构复杂、成本高，同步控制要求高。
发明内容
本实用新型的目的在于提出一种改进的自动引导车的驱动/转向机构，以克服目前用于物流装备系统的自动引导车的驱动转向总成存在结构复杂、成本高，同步控制技术要求高的缺点。
本实用新型自动引导车的驱动/转向机构，是将由计算机控制系统控制的电动机通过一转向定位机构与减速器驱动连接，减速器的输出端驱动连接一通轴，两侧车轮分别通过车轮轴承设置在通轴的两端，并分别通过设置在通轴两端的电磁离合器与通轴呈离合式驱动连接；所述的电磁离合器之电磁线圈分别通过离合器控制器与计算机控制系统电连接，所述的转向定位机构中的电磁铁与计算机控制系统电连接、转向定位机构中的转向角传感器和中间位置开关分别与计算机控制系统信号联接。
所述的转向定位机构是由通过转向轴承上下平行叠装的上转向盘和下转向盘构成，在上转向盘的底面上设置电磁铁、转向角传感器，在电磁铁的内腔中设有可上下滑动的定位销，在下转向盘上面设有沿圆周向间隔分布的可与定位销对应嵌合的转向角定位凹坑，上转向盘固连在电机壳体上，下转向盘固连在减速器壳体上。
自动引导车的驱动/转向机构工作原理为：电动机输出的动力通过减速器输出给转向离合器；当左、右两侧电磁离合器均呈压紧接合状态时；减速器输出的动力使两侧车轮可以同步转动，车轮即沿着固定方向直线运动；采用脉宽调制(PWM)方法控制左侧或右侧电磁离合器以不同的占空比断开或接合，可使左、右车轮以不同的速度转动，实现车轮的差速转向。
本实用新型自动引导车的驱动/转向机构改进了现有AGV驱动转向系统多电机的组态形式，结构简单、制造成本低、易于控制、运行稳定可靠，克服了现有AGV驱动转向系统结构复杂、成本高，同步控制技术要求高的缺点。该机构可以单独应用或多个总成组合使用。
附图说明
图1是自动引导车的驱动/转向机构的结构示意图；
图2是图1中所示的下转向盘(7)之上表面状态示意图；
图3是图1中所示的转向定位机构示意图；
图4是自动引导车的驱动/转向机构计算机控制系统原理图。
具体实施方式
以下结合附图给出的实施例对本实用新型结构作进一步详细说明。
参照图1，本实用新型自动引导车的驱动/转向机构，是将由计算机控制系统控制的电动机3通过一转向定位机构与减速器8驱动连接，减速器8的输出端驱动连接一通轴21，两侧车轮22分别通过车轮轴承23设置在通轴21的两端，并分别通过设置在通轴21两端的电磁离合器与通轴21呈离合式驱动连接；所述的电磁离合器之电磁线圈9分别通过离合器控制器与计算机控制系统电连接，所述的转向定位机构中的电磁铁27与计算机控制系统电连接、转向定位机构中的转向角传感器6和中间位置开关28分别与计算机控制系统信号联接。
参照图2、3，所说的转向定位机构是由通过转向轴承5上下平行叠装的上转向盘4和下转向盘7构成，在上转向盘4的底面上设置电磁铁27、转向角传感器6，在电磁铁27的内腔中设有可上下滑动的定位销26，在下转向盘7上面设有沿圆周向间隔分布的可与定位销26对应嵌合的转向角定位凹坑30，上转向盘4固连在电机3壳体上，下转向盘7固连在减速器8壳体上。
在上、下转向盘4、7上还分别设置可对应嵌合的中间位置行程开关28和中间位置定位凹坑29，中间位置开关28与计算机控制系统信号联接。
当电磁铁27通电时，定位销26被吸起；断电时，定位销26在弹簧力的作用下，沉入定位凹坑30，可将上转向盘4与下转向盘7锁定；当中间位置开关28与中间位置定位凹坑29对中时，产生上转向盘4和下转向盘7准确对中信号，并校正转向角传感器6的零点位置。
电动机3的上端安装有与电动机3轴相联的转速传感器1和电磁制动器2；电动机3的输出轴端装有齿轮，与减速器8的输入端齿轮相互啮合。
减速器8的输出端装有通轴21；在轴21中间部位的键槽内装有键20，两端的键槽内装有键13；键13又与主动摩擦盘14轴套内的键槽滑动配合。
参照图1，电磁离合器由电磁线圈9、吸盘10、连接销11、压盘12、主动摩擦盘14、压紧弹簧15、被动摩擦盘16、压紧弹簧座17和轴承18构成；电磁线圈9被安装在减速器8的壳体上；压紧弹簧座17的一端加工有安装轴承18的坐孔，压紧弹簧座17通过轴承18支承在轴21上；轴承18由隔套19轴向定位。在压紧弹簧座17加工有三个均布的安装连接销11的销孔和三个均布的安装压紧弹簧15的座孔；吸盘10与压盘12通过安装在压紧弹簧座17上的三个连接销11连接在一起，并被支承在压紧弹簧座17上；在压紧弹簧座17上的三个压紧弹簧15将压盘12压紧；电磁线圈9通电后产生电磁力，吸引吸盘10并带动压盘12移动，以解除对主动摩擦盘14的压紧。主动摩擦盘14一端加工出有内键槽的轴套与轴21配合，主动摩擦盘14可以沿着键13左、右轴向移动；电磁线圈9断电后，压盘12将主动摩擦盘14压紧在被动摩擦盘16上。
车轮22通过轴承23支承在轴21上；被动摩擦盘16通过螺栓安装在车轮22上；安装在压紧弹簧座17中的压紧弹簧15通过压盘12使主动摩擦盘14与被动摩擦盘16之间压紧，并通过摩擦力将驱动力传给车轮22。图中24为挡圈、25为螺栓。
参照图1-4，自动引导车的驱动/转向机构典型运行工况的控制过程如下：
1.当自动引导车的驱动/转向机构直线运行时，计算机控制系统输出控制信号使电磁铁27断电，定位销26在弹簧力的作用下使转向/定位机构处于锁定状态，即上转向盘4与下转向盘7之间不产生相对转动；计算机控制系统输出控制信号使电机控制器驱动电动机3输出动力，电动机3输出的动力通过减速器8输出轴套上安装的键20，将动力传给轴21；安装在轴21和主动摩擦盘轴套之间的键13，又将动力传给处于压紧状态的两侧主动摩擦盘14和被动摩擦盘16，以驱动左、右两车轮22同步转动。
2.当自动引导车的驱动/转向机构转弯运行时，计算机控制系统输出控制信号使转向侧的电磁线圈9通电，其产生的电磁力吸引吸盘10并通过连接销11带动压盘12，使主动摩擦盘14与被动摩擦盘16之间的压力解除，切断动力传动；此时，电动机3的输出动力通过减速器8输出轴套上的键20，轴21只驱动非转向侧车轮22转动，即通过两轮差速实现转向。
3.当自动引导车的驱动/转向机构需要原地转向时，首先车轮22处于静止状态；计算机控制系统输出控制信号使电磁铁27通电，定位销26被电磁力吸起后使转向/定位机构处于自由状态，即上转向盘4与下转向盘7之间可以产生相对转动；计算机控制系统输出控制信号使转向侧的电磁线圈9通电，使转向离合器分离；计算机控制系统输出控制信号起动电动机3，可使非转向侧车轮22转动；转向角传感器6检测上转向盘4与下转向盘7的相对转动角度并输送给计算机控制系统；当计算机控制系统检测达到预定的转动方位角度时，计算机控制系统使电动机3停止转动和电磁铁27断电；定位销26在弹簧力的作用下使转向/定位机构处于锁定状态，计算机控制系统再次起动电动机3可以实现车辆向任意方位的移动。

Claims (4)

1.一种自动引导车的驱动/转向机构，其特征在于是将由计算机控制系统控制的电动机(3)通过一转向定位机构与减速器(8)驱动连接，减速器(8)的输出端驱动连接一通轴(21)，两侧车轮(22)分别通过车轮轴承(23)设置在通轴(21)的两端，并分别通过设置在通轴(21)两端的电磁离合器与通轴(21)呈离合式驱动连接；所述的电磁离合器之电磁线圈(9)分别通过离合器控制器与计算机控制系统电连接，所述的转向定位机构中的电磁铁(27)与计算机控制系统电连接、转向定位机构中的转向角传感器(6)和中间位置开关(28)分别与计算机控制系统信号联接。
2.根据权利要求1所述的一种自动引导车的驱动/转向机构，其特征在于所述的转向定位机构是由通过转向轴承(5)上下平行叠装的上转向盘(4)和下转向盘(7)构成，在上转向盘(4)的底面上设置电磁铁(27)、转向角传感器(6)，在电磁铁(27)的内腔中设有可上下滑动的定位销(26)，在下转向盘(7)上面设有沿圆周向间隔分布的可与定位销(26)对应嵌合的转向角定位凹坑(30)，上转向盘(4)固连在电机(3)壳体上，下转向盘(7)固连在减速器(8)壳体上。
3.根据权利要求2所述的一种自动引导车的驱动/转向机构，其特征在于在上、下转向盘(4、7)上还分别设置可对应嵌合的中间位置行程开关(28)和中间位置定位凹坑(29)，中间位置开关(28)与计算机控制系统信号联接。
4.根据权利要求1所述的一种自动引导车的驱动/转向机构，其特征在于所述的电磁离合器与通轴(21)呈离合式的驱动连接，是将电磁离合器的主动摩擦盘(14)通过键(13)与轴(21)呈轴向滑动连接，电磁离合器的被动摩擦盘(16)通过螺栓固连在车轮(22)上。
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