TWI552936B - 自動導向搬運裝置 - Google Patents

Description

自動導向搬運裝置

本發明有關於一種驅動模組，且特別是有關於一種應用於自動導向搬運裝置的驅動模組。

近年來，自動導向搬運車(automated guided vehicle，AGV)已廣泛地運用於先進國家的自動化生產系統中。請參照圖1，圖1係繪示依據習知之自動導向搬運裝置之立體示意圖。如圖1所示，習知之自動導向搬運裝置A’主要包括有一驅動模組9、底盤2以及複數個支撐輪3a~3d。

底盤2的中心處開設有複數個鎖孔20，以供驅動模組9固設於底盤2的下方。底盤2的上方設置有一承載平台(未繪示於圖1)，底盤2的下方設置有所述多個支撐輪3a~3d，而支撐輪3a與3b位於底盤2的第一側邊S1，支撐輪3b與3c位於底盤2的第二側邊S2，所述多個支撐輪3a~3d用以支撐底盤2於工作面上。

為了能更清楚描述習知之自動導向搬運裝置A’操作於工作面上時所遇到的問題，請參照圖2，圖2係繪示依據習知之自動導向搬運裝置操作於工作面上時的前視剖面圖。如圖2所示，習知之自動導向搬運裝置A’的驅動模組9包括一預壓彈簧90以及一對驅動輪92，由圖2可以清楚得知的是，驅動模組9的一對驅動輪92皆是使用同一預壓彈簧90，換句話說，習知之自動導向搬運裝置A’的預壓彈簧90僅能對上述的一對驅動輪92施加相同之下壓力。藉此，習知之自動導向搬運裝置A’可以透過所述多個支撐輪3a~3d以及驅動模組9而順利地操作(行進)於平坦的工作面上。

然而它們也反映出當工作面(例如圖2所示的工作面B)不平坦時，此時習知之自動導向搬運裝置A’的一對驅動輪92由於皆是被預壓彈簧90提供同一下壓力且自動導向搬運裝置A’的底盤2亦同時被所述多個支撐輪3a~3d所支撐住的關係，將可能會造成其中一個的驅動輪92與工作面B之間產生間隙，而無法使上述的驅動輪92緊貼於工作面B，進而造成上述的驅動輪92的空轉，影響到自動導向搬運裝置A’於行進時的穩定度以及控制時的準確度。故，如果重行設計自動導向搬運裝置，透過將兩個獨立的可調式壓力產生裝置分別各自對應於兩個驅動輪的其中之一的設計，使其構造顯著地不同於習用技術，將可改變它的使用型態，而有別於舊法。例如，在上述的設計的條件下，同時透過此兩個獨立的可調式壓力產生裝置所能提供的預壓力可調整之特性，使得自動導向搬運裝置可順利地操作於不同摩擦係數與地勢不平坦之工作面上，而這些課題在目前的習見技術中均未被特別教示或具體揭露。

本發明旨在提供一種自動導向搬運裝置，透過將兩個獨立的可調式壓力產生裝置分別各自對應於兩個驅動輪的其中之一的設計，並透過此兩個獨立的可調式壓力產生裝置所能提供的預壓力可調整之特性，使得自動導向搬運裝置可順利地操作於不同摩擦係數與地勢不平坦之工作面上。

本發明實施例提供一種自動導向搬運裝置，此自動導向搬運裝置包括一底盤、一第一驅動模組以及一第二驅動模組。底盤的下方設置有多個支撐輪，而底盤的上方設置有一承載平台，其中所述多個支撐輪用以支撐底盤。第一驅動模組設置於底盤的下方，其包括有一第一固定架、一第一驅動架、至少一第一連桿以及一第一預壓構件。第一固定架固設於底盤的下方。第一驅動架用以設置第一驅動輪。所述至少一第一連桿連接於第一固定架與 第一驅動架之間。第一預壓構件連接於第一固定架與與第一驅動架之間，其用以施加向下之第一壓力至第一驅動輪。第二驅動模組與第一驅動模組並列設置於底盤的下方，其包括一第二固定架、一第二驅動架、至少一第二連桿以及一第二預壓構件。第二固定架固設於底盤下方。第二驅動架用以設置第二驅動輪。所述至少一第二連桿連接於第二固定架與第二驅動架之間。第二預壓構件連接於第二固定架與與第二驅動架之間，其用以施加向下之第二壓力至第二驅動輪，其中第一驅動輪與第二驅動輪可相對於該些支撐輪上下移動以適應一地面的高度，第一驅動模組與第二驅動模組分別經由第一預壓構件與第二預壓構件調整第一驅動輪與第二驅動輪對地面的正向力。

綜上所述，本發明實施例提供一種自動導向搬運裝置，透過將兩個獨立的可調式壓力產生裝置分別各自對應於兩個驅動輪的其中之一的設計，使得自動導向搬運裝置可以依據工作面的實際狀況來分別提供給兩個驅動輪不同大小的下壓力，據以使得具有複數個支撐輪的自動導向搬運裝置可以順利地移動於工作面上。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

A、A’‧‧‧自動導向搬運裝置

1a、1b、9‧‧‧驅動模組

10a、10b‧‧‧固定架

12a、12b‧‧‧驅動架

13a、13b‧‧‧馬達

14a、14b、92‧‧‧驅動輪

15a、15b‧‧‧皮帶輪

16a、16b‧‧‧連桿

160a、162a、160b、162b‧‧‧樞接部

17a、17b‧‧‧皮帶

18a、18b‧‧‧預壓構件

180a、180b‧‧‧支桿

1800a、1800b‧‧‧螺紋部

1802a、1802b‧‧‧伸縮部

182a、182b‧‧‧壓力調整件

184a、184b、90‧‧‧預壓彈簧

2‧‧‧底盤

20‧‧‧鎖孔

3a~3d‧‧‧支撐輪

S1、S2‧‧‧側邊

N1、N2‧‧‧端點

B‧‧‧工作面

圖1係繪示依據習知之自動導向搬運裝置之立體示意圖。

圖2係繪示依據習知之自動導向搬運裝置操作於工作面上時的前視剖面圖。

圖3係繪示依據本發明之一實施例之自動導向搬運裝置之驅動模組的立體示意圖。

圖4係繪示依據圖3之預壓構件的立體示意圖。

圖5係繪示依據本發明之一實施例之自動導向搬運裝置操作 於工作面上時的前視剖面圖。

在此須先一提的是，本發明之自動導向搬運裝置的其餘各部元件(例如底盤、複數個支撐輪以及承載平台)之連接關係詳述如下，為了能更清楚描繪本發明之自動導向搬運裝置的驅動模組，在此未將其餘的各部元件(例如底盤、複數個支撐輪以及承載平台)繪示於圖3中，故以下在說明本發明實施例之自動導向搬運裝置時請一併參照圖1與圖3。應理解的是，雖然本文中使用術語第一、第二來描述各種元件，但此等元件不應受此等術語限制，此等術語乃是用以區分一元件與另一元件。

圖3係繪示依據本發明之一實施例之自動導向搬運裝置之驅動模組的立體示意圖。如圖1與圖3所示，自動導向搬運裝置A包括一第一驅動模組1a、一第二驅動模組1b、一底盤2以及複數個支撐輪3a~3d。

於本實施例中，底盤2的中心處開設有複數個鎖孔20，底盤2的上方用以設置有一承載平台(未繪示於圖1)，底盤2的下方設置有所述多個支撐輪3a~3d，而支撐輪3a與3b位於自動導向搬運裝置A的第一側邊S1，支撐輪3b與3c位於自動導向搬運裝置A的第二側邊S2。所述多個鎖孔20用以供第一驅動模組1a與第二驅動模組1b透過多數個螺絲(圖未示)而螺設於底盤2，承載平台用以提供自動導向搬運裝置A裝載所需搬運之貨物，所述多個支撐輪3a~3d用以支撐底盤2，使得自動導向搬運裝置A可以平穩地放置於工作面上。

此外，雖然圖1所繪示的四個支撐輪3a~3d分別位於第一側邊S1的兩端以及第二側邊S2的兩端，但本發明在此不加以限制所述多個支撐輪3的使用個數以及於底盤2上的設置位置，於所屬技術領域具有通常知識者可以依據自動導向搬運裝置A的實際 使用需求而逕行設計出合理之結構。本發明在此亦不加以限制承載平台的結構以及所能裝載之貨物之類型。

第一驅動模組1a與第二驅動模組1b並列地設置於底盤2的下方，更詳細來說，第一驅動模組1a與第二驅動模組1b係以鏡射方式設置於底盤2的所述多個鎖孔20之下方。此外，由於本實施例之第一驅動模組1a以及第二驅動模組1b皆為相同之結構，以下僅就第一驅動模組1a的各部元件作詳細說明。

第一驅動模組1a包括一第一固定架10a、一第一驅動架12a、一第一馬達13a、一第一驅動輪14a、一第一皮帶輪15a、至少一第一連桿16a、一第一皮帶17a以及一第一預壓構件18a。第一固定架10a固設於底盤2的下方。於實務上，第一固定架10a可以透過螺設的方式而固設於底盤2的下方，然而，本技術領域具有通常知識者亦可透過焊接的方式將第一固定架10a固設於底盤2的下方，故本發明在此不加以限制底盤2是否需要開設有鎖孔20以及所述多個鎖孔20之個數。

第一驅動架12a用以設置第一馬達13a、第一驅動輪14a、第一皮帶輪15a以及第一皮帶17a，其中第一驅動輪14a位於支撐輪3a與3b之間。第一馬達13a用以驅動第一驅動輪14a，更詳細來說，第一馬達13a可藉由第一皮帶輪15a與第一皮帶17a傳動之方式而帶動第一驅動輪14a轉動，由於上述的傳動方式已被本技術領域具有通常知識者所知悉，故不再贅述。於實務上，第一馬達13a可以是一種步進馬達(stepping motor)、感應馬達(induction motor)、同步馬達(synchronous motor)、伺服馬達(servo motor)、線性馬達(linear motor)或可逆馬達等，而第一驅動輪14a可以是一種由塑膠、橡膠、金屬或其他適當的材料所製成的圓形輪胎。

所述多個第一連桿16a連接於第一固定架10a與第一驅動架12a之間，其中每一個第一連桿16a皆具有兩相對的一第一樞接部160a與一第二樞接部162a，且每一個第一連桿16a的第一樞接部 160a與第二樞接部162a分別樞接於第一固定架10a與第一驅動架12a，據以使自動導向搬運裝置A操作(行進)於工作面上時，所述多個第一連桿16a可以依據工作面的地勢高低而能夠經過第一樞接部160a與第二樞接部162a來調整第一固定架10a與第一驅動架12a之間的相對位置關係，並使第一驅動輪14a可以與工作面B保持接觸，避免第一驅動輪14a打滑空轉。此外，雖然圖3中的第一驅動模組1a具有四個第一連桿16a，但本發明在此不加以限制第一驅動模組1a(或第二驅動模組1b)所需使用的第一連桿16a(或第二連桿16b)之個數。此外，每個第一連桿16a與每個第二連桿16b分別具有至少一擋勾。

第一預壓構件18a連接於第一固定架10a與第一驅動架12a之間，用以施加向下之第一壓力至第一驅動輪14a。為了更清楚說明第一預壓構件18a之各部元件的連接關係與用途，請參照圖4，圖4係繪示依據圖3之預壓構件的立體示意圖。如圖4所示，第一預壓構件18a包括一支桿180a、一壓力調整件182a以及一預壓彈簧184a。

支桿180a分別具有一第一端N1與一第二端N2，其中於支桿180a的第一端N1上具有一螺紋部1800a，於支桿180a的第二端N2上具有一伸縮部1802a。螺紋部1800a用以提供壓力調整件182a螺設於其上，伸縮部1802a用以調節第一端N1與第二端N2之間的距離，以提供支桿180a可以依據工作面的地勢起伏並搭配壓力調整件182a之作用而選擇性地伸長或縮短。第一預壓構件18a係透過支桿180a的第一端N1而樞設於第一固定架10a，以及透過第二端N2的伸縮部1802a而抵靠於第一驅動架12a上。

壓力調整件182a螺設於支桿180a的第一端N1上的螺紋部1800a，而預壓彈簧184a則是套設於支桿180a上並抵靠於壓力調整件182a與伸縮部1802a，以施加第一壓力至伸縮部1802a。於實際的操作中，預壓彈簧184a會依據壓力調整件182a於螺紋部 1800a中的鎖入程度，而選擇性地增加或減少預壓彈簧184a施予至伸縮部1802a的預壓力。換句話說，預壓彈簧184a會依據壓力調整件182a於螺紋部1800a的位置，而調節預壓彈簧184a施予至伸縮部1802a的預壓力。

請一併參照圖1與圖5，圖5係繪示依據本發明之一實施例之自動導向搬運裝置操作於工作面上時的前視剖面圖。如圖5所示，當自動導向搬運裝置A操作(行進)於不平坦的工作面B上，由於第一預壓構件18a與第二預壓構件18b為兩個獨立的可調式壓力產生裝置，使得第一預壓構件18a與第二預壓構件18b可以依據工作面B的地勢高低而分別產生第一壓力與第二壓力至第一驅動輪14a與第二驅動輪14b，據以使得第一驅動輪14a與第二驅動輪14b可以確實地與工作面B接觸(緊貼)，並且產生所需的正向力已調整各驅動輪14a、14b與工作面B(地面)之間的摩擦力。

在第一驅動輪14a與第二驅動輪14b可以確實地與工作面B接觸後(緊貼)，將使得第一馬達13a與第二馬達13b的動力可以確實地傳遞在工作面B上，且因為第一預壓構件18a與第二預壓構件18b所分別提供的第一壓力與第二壓力之關係，第一驅動輪14a與第二驅動輪14b將會具有足夠大的正向力。又由於摩擦力的大小與正向力成正比，因此藉由調整第一壓力與第二壓力，可以使在第一驅動輪14a與第二驅動輪14b的(靜)摩擦力大於推動自動導向搬運裝置A所需的力，藉此可以避免第一驅動輪14a與第二驅動輪14b空轉的情況產生。另外，藉由連桿16a與伸縮部1802a的設置，可以讓第一驅動輪14a與第二驅動輪14b隨工作面B的起伏上下調整以緊密貼附於工作面B，並且可以得到所需的摩擦力。

所述多個支撐輪3a~3d的(靜)摩擦力的情況下，將使得自動導向搬運裝置A可以順利地移動於不平坦或是傾斜的工作面B上。

此外，本實施例之自動導向搬運裝置A更可以透過調整壓力 調整件182a於螺紋部1800a中的鎖入程度，來預先設定預壓彈簧184a需要施加至伸縮部1802a的預壓力，據以使自動導向搬運裝置A能正常地操作(行進)不同摩擦係數(coefficient of friction)的工作面B(例如塑膠地面、柏油地面、金屬地面、木板地面或是磁磚面)上。

值得注意的是，本實施例之第一預壓構件18a與第二預壓構件18b的外觀雖然類似於移動載具(例如汽車與機車)中所使用的避震器(亦稱阻尼器)，然而在實際作動與用途上確實有所不同。移動載具中所使用的避震器主要是用以抑制彈簧吸震後而反彈時的震盪與吸收路面衝擊的能量，藉此來迅速彌平移動載具的彈跳，進而改善行車時的穩定性及舒適性。換句話說，移動載具中所使用的避震器並不是用來支持移動載具本身的重量。

相反地，本實施例之第一預壓構件18a與第二預壓構件18b由於為兩個獨立的可調式壓力產生裝置的關係，第一預壓構件18a與第二預壓構件18b可以分別產生第一壓力與第二壓力，使得第一驅動輪14a與第二驅動輪14b將會具有足夠大的正向力來與工作面B產生摩擦，並在第一驅動輪14a與第二驅動輪14b的(靜)摩擦力大於所述多個支撐輪3a~3d的(靜)摩擦力時，使自動導向搬運裝置A順利地移動於工作面B上。換句話說，在第一預壓構件18a與第二預壓構件18b分別產生第一壓力與第二壓力時，將會讓第一驅動輪14a的正向力與第二驅動輪14b的正向力上升，在自動導向搬運裝置A所搬運之貨物重量不變的情況下，所述多個支撐輪3a~3d的正向力勢必會下降，並且在第一驅動輪14a與第二驅動輪14b的(靜)摩擦力大於推動自動導向搬運裝置A所需的力時，自動導向搬運裝置A即可順利地移動於工作面B上。

進一步說明，支撐輪3a~3d是固設於自動導向搬運裝置A的下方，其支撐輪3a~3d的高度是固定的，而第一驅動輪14a與第二驅動輪14b是藉由連桿16a、16b與預壓構件18a、18b連接至 固定架10a、10b，因此其高度是可相對於支撐輪3a~3d上下移動以適應地面高度的變化。由於第一驅動輪14a與第二驅動輪14b的高度是可以浮動的，因此第一驅動輪14a與第二驅動輪14b對地面的正向力可藉由本實施例的第一預壓構件18a與第二預壓構件18b來進行調整。舉例來說，第一預壓構件18a與第二預壓構件18b的預壓彈簧184a、184b的壓縮比愈高，其第一驅動輪14a與第二驅動輪14b對地面的正向力愈高，第一驅動輪14a與第二驅動輪14b對地面的靜摩擦力就愈高，可以用來推動愈重的貨物。

換言之，本實施例之自動導向搬運裝置A是藉由預壓構件18a、18b來調整支撐輪3a~3d、第一驅動輪14a與第二驅動輪14b的重量承載比例以分別調整第一驅動輪14a與第二驅動輪14b對地面的正向力，在相同的載重與地面高度的情況下，當第一驅動輪14a與第二驅動輪14b所負擔的重量比例較低時，其與地面的摩擦力較小；第一驅動輪14a與第二驅動輪14b所負擔的重量比例較高時，其與地面的摩擦力較大。而在地面高度不平的情況下，第一驅動輪14a與第二驅動輪14b則可以獨立適應左右高度的變化，在特定的高度落差範圍內，保持第一驅動輪14a與第二驅動輪14b與地面的接觸。

在本實施例中，當貨物的重量分佈不均時，第一驅動輪14a與第二驅動輪14b可以依照使用需求被施加不同的壓力以產生不同的正向力。使用者可以依照不同的使用情況進行調整，本實施例不受限制。

此外，本發明在此不加以限制自動導向搬運裝置A所使用的引導方式，舉例來說，自動導向搬運裝置A可以使用於磁帶引導的系統、電磁引導的系統、光帶引導的系統、導線引導的系統或是無線電引導的系統。

綜上所述，本發明實施例提供一種自動導向搬運裝置，透過將兩個獨立的可調式壓力產生裝置分別各自對應於兩個驅動輪的 其中之一的設計，使得自動導向搬運裝置可以依據工作面的實際狀況來分別提供給兩個驅動輪不同大小的下壓力，據以使得具有複數個支撐輪的自動導向搬運裝置可以順利地移動於任何工作面上。藉此，本發明之自動導向搬運裝置相較於習知之自動導向搬運裝置更能確實地將動力傳遞至工作面上，進而增加自動導向搬運裝置行進時的穩定度以及控制時的準確度，十分具有實用性。

以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。

A‧‧‧自動導向搬運裝置

1a、1b‧‧‧驅動模組

10a、10b‧‧‧固定架

12a、12b‧‧‧驅動架

13a、13b‧‧‧馬達

14a、14b‧‧‧驅動輪

15a、15b‧‧‧皮帶輪

16a、16b‧‧‧連桿

17a、17b‧‧‧皮帶

18a、18b‧‧‧預壓構件

2‧‧‧底盤

B‧‧‧工作面

Claims (10)

1. 一種自動導向搬運裝置，包括：一底盤，其下方設置有多個支撐輪，用以支撐該底盤，其上方用以設置有一承載平台；一第一驅動模組，設置於該底盤的下方，其中該第一驅動模組包括：一第一固定架，固設於該底盤下方；一第一驅動架，用以設置一第一驅動輪；至少一第一連桿，連接於該第一固定架與該第一驅動架之間；以及一第一預壓構件，連接於該第一固定架與與該第一驅動架之間，用以施加向下之一第一壓力至該第一驅動輪；以及一第二驅動模組，與該第一驅動模組並列設置於該底盤的下方，其中該第二驅動模組包括：一第二固定架，固設於該底盤下方；一第二驅動架，用以設置一第二驅動輪；至少一第二連桿，連接於該第二固定架與該第二驅動架之間；以及一第二預壓構件，連接於該第二固定架與與該第二驅動架之間，用以施加向下之一第二壓力至該第二驅動輪；其中，該第一驅動輪與該第二驅動輪可分別相對於該些支撐輪上下移動以適應一地面的高度，且該第一驅動模組與該第二驅動模組分別經由該第一預壓構件與該第二預壓構件調整該第一驅動輪與該第二驅動輪對該地面的正向力。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之自動導向搬運裝置，其中該第 一預壓構件與該第二預壓構件為兩個獨立的可調式壓力產生裝置以分別產生該第一壓力與該第二壓力至該第一驅動輪與該第二驅動輪。
3. 根據申請專利範圍第1項所述之自動導向搬運裝置，其中該第一驅動輪位於該些支撐輪中之一第一支撐輪與一第二支撐輪之間，其中該第一支撐輪與該第二支撐輪位於該自動導向搬運裝置之一第一側邊。
4. 根據申請專利範圍第1項所述之自動導向搬運裝置，其中該第二驅動輪位於該些支撐輪中之一第三支撐輪與一第四支撐輪之間，其中該第三支撐輪與該第四支撐輪位於該自動導向搬運裝置之一第二側邊。
5. 根據申請專利範圍第1項所述之自動導向搬運裝置，其中該第一驅動架上設置有一第一馬達，用以驅動該第一驅動輪；該第二驅動架上具有一第二馬達，用以驅動該第二驅動輪。
6. 根據申請專利範圍第1或2或3或4或5項所述之自動導向搬運裝置，其中每一該第一連桿與每一該第二連桿皆具有兩相對的一第一樞接部與一第二樞接部，該第一連桿的該第一樞接部與該第二樞接部分別樞接於該第一固定架與該第一驅動架，該第二連桿的該第一樞接部與該第二樞接部分別樞接於該第二固定架與該第二驅動架。
7. 根據申請專利範圍第1或2或3或4或5項所述之自動導向搬運裝置，其中該第一預壓構件包括：一支桿，其一第一端樞設於該第一固定架，其一第二端具有一伸縮部，該伸縮部抵靠於該第一驅動架；一壓力調整件，螺設於該支桿的該第一端上的一螺紋部；以及一預壓彈簧，套設於該支桿上並抵靠於該壓力調整件與該伸縮部，用以施加該第一壓力至該伸縮部。
8. 根據申請專利範圍第7項所述之自動導向搬運裝置，其中該預壓彈簧依據該壓力調整件於該螺紋部中的鎖入程度，而選擇性地增加或減少該預壓彈簧施予至該伸縮部的預壓力。
9. 根據申請專利範圍第8項所述之自動導向搬運裝置，其中每一該第一連桿與每一該第二連桿皆具有兩相對的一第一樞接部與一第二樞接部，該第一連桿的該第一樞接部與該第二樞接部分別樞接於該第一固定架與該第一驅動架，該第二連桿的該第一樞接部與該第二樞接部分別樞接於該第二固定架與該第二驅動架。
10. 根據申請專利範圍第7項所述之自動導向搬運裝置，其中每一該第一連桿與每一該第二連桿皆具有兩相對的一第一樞接部與一第二樞接部，該第一連桿的該第一樞接部與該第二樞接部分別樞接於該第一固定架與該第一驅動架，該第二連桿的該第一樞接部與該第二樞接部分別樞接於該第二固定架與該第二驅動架。