一種適用于agv的全方位行走驅(qū)動機構的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種適用于AGV的全方位行走驅(qū)動機構，其主要技術特點是：由從上至下的三層結構構成，第一層結構包括驅(qū)動單元回轉(zhuǎn)支撐和驅(qū)動單元編碼器；第二層結構為驅(qū)動單元搖擺架，第三層結構包括驅(qū)動單元固定箱體、兩個驅(qū)動單元電機箱體、兩個電機、兩套傳動機構、兩個小軸、兩個行走車輪軸、兩個行走車輪。本實用新型將兩個行走車輪、兩個電機、兩套傳動機構為一組，以縮小兩車輪距離的方法，將距離遠的兩車輪差速分解為距離小的若干組兩車輪的差速，從根本上解決了車輛轉(zhuǎn)向速度問題以及車輛兩車輪距離R值最小化問題，將其安裝在四輪驅(qū)動車體上，實現(xiàn)四驅(qū)動八輪緊湊式全方位行走方式，提高了車輛作任意曲線運動時的旋轉(zhuǎn)速度和穩(wěn)定度。
【專利說明】—種適用于AGV的全方位行走驅(qū)動機構
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于AGV【技術領域】，尤其是一種適用于AGV的全方位行走驅(qū)動機構?！颈尘凹夹g】
[0002]以輪式移動為特征的AGV扮演物料運輸?shù)慕巧呀?jīng)有50多年了。從歐、美、日、韓等發(fā)達國家的應用看，AGV通常是為了提高物料傳輸過程中的自動化程度:當車間某一環(huán)節(jié)需要輔料時，由工作人員向計算機終端輸入相關信息，計算機終端再將信息發(fā)送到中央控制室，由專業(yè)的技術人員向計算機發(fā)出指令，在電控設備的合作下，這一指令最終被AGV接受并執(zhí)行，即AGV將輔料送至相應地點。由于上述產(chǎn)品一般完全結合簡單的生產(chǎn)應用場合，因此，其行走機構也相對簡單:AGV運行在寬闊場地而非狹窄場地、AGV做普通的前后方向運動或弧線運動而非做特殊的橫向運動或原地旋轉(zhuǎn)運動。
[0003]目前，AGV通常采用的行走機構是帶舵輪的四輪行走機構，該行走機構包括兩個行走驅(qū)動輪、兩個支撐輪并以菱形分布。帶舵輪的四輪行走機構是在三輪行走機構基礎上演變過來的，它相當于把兩個三輪車合并在一起，兩支承輪對稱地布置在小車前后的中線上，前后車輪分別對稱布置在以兩支承輪支點為底邊的等腰三角形頂點處。前后車輪既是舵輪又是行走驅(qū)動輪。這種AGV小車在轉(zhuǎn)彎時前后車輪均能跟蹤導引線軌跡，機動性比三輪車好。但是，該行走機構也存在以下問題:該行走機構的AGV不適合做密集存儲區(qū)域AGV的原地旋轉(zhuǎn)運動:當車體作原地旋轉(zhuǎn)時，由于兩邊的支撐輪沒有驅(qū)動力，其旋轉(zhuǎn)的靈活性和平穩(wěn)度都不夠。
[0004]專利文獻“一種適用于AGV導引車的全方位行走裝置(專利申請?zhí)?201320338727.1)”公開了一種全方位行走裝置，其在車體下表面中心安裝一個方形驅(qū)動輪組，方形驅(qū)動輪組中心安裝一個驅(qū)動輪(也是舵輪)，在四個角分別安裝一個隨動輪，車體旋轉(zhuǎn)時先將驅(qū)動輪(舵輪)旋轉(zhuǎn)一個角度，并通過轉(zhuǎn)向架回轉(zhuǎn)軸帶動驅(qū)動輪組支架和四角的隨動輪一起旋轉(zhuǎn)，由此實現(xiàn)AGV的全方位行走。該行走裝置的不足是:當作帶有弧度線的曲線運動時卻顯得不夠靈活:必須每次先旋轉(zhuǎn)一個微角度，再作切線方向的直線運動，如此反復，效率非常低，不適合密集存儲區(qū)域的曲線運動需求。隨著我國物流系統(tǒng)的迅速發(fā)展，AGV的應用由替代物料傳輸工具向著高密度物流倉儲目標發(fā)展，如何能夠開發(fā)出能夠滿足高密度物流倉儲需求的AGV搬運車是目前迫切需要解決的問題。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種設計合理、轉(zhuǎn)向靈活且性能穩(wěn)定的適用于AGV的全方位行走驅(qū)動機構。
[0006]本實用新型解決現(xiàn)有的技術問題是采取以下技術方案實現(xiàn)的:
[0007]一種適用于AGV的全方位行走驅(qū)動機構，由從上至下的三層結構構成，其中:
[0008]第一層結構包括相互嚙合在一起的驅(qū)動單元回轉(zhuǎn)支撐和驅(qū)動單元編碼器；該驅(qū)動單元回轉(zhuǎn)支撐通過其內(nèi)側的回轉(zhuǎn)支撐安裝螺釘向上連接驅(qū)動單元安裝板、向下連接驅(qū)動單元搖擺架；所述的驅(qū)動單元編碼器通過編碼器座和編碼器安裝螺釘與驅(qū)動單元安裝板相連接；
[0009]第二層結構為驅(qū)動單元搖擺架，該驅(qū)動單元搖擺架的上端面通過回轉(zhuǎn)支撐安裝螺釘與驅(qū)動單元安裝板以及驅(qū)動單元回轉(zhuǎn)支撐安裝在一起，該驅(qū)動單元搖擺架的兩個側端面通過小軸與驅(qū)動單元固定箱體相連接；
[0010]第三層結構包括驅(qū)動單元固定箱體、兩個驅(qū)動單元電機箱體、兩個電機、兩套傳動機構、兩個小軸、兩個行走車輪軸、兩個行走車輪，兩個驅(qū)動單元電機箱體分布在驅(qū)動單元固定箱體兩側，該驅(qū)動單元固定箱體一組對邊的兩側分別通過小軸與驅(qū)動單元搖擺架兩側相連接，驅(qū)動單元固定箱體另一組對邊的兩側通過行走車輪軸與驅(qū)動單元電機箱體相連接，兩臺電機、兩套傳動機構、兩個小軸、兩個行走車輪軸、兩個行走車輪位于驅(qū)動單元固定箱體及驅(qū)動單元電機箱體構成的平面內(nèi)，兩臺電機的一端與各自的傳動機構相連接，兩套傳動機構分別與各自的行走車輪連接在一起，兩個行走車輪與兩個電機互為垂直安裝，兩個行走車輪相對安裝在各自傳動機構靠近兩個電機中心點連線的內(nèi)側。
[0011]而且，所述的傳動機構包括小同步帶輪、同步帶、大同步帶輪、漲緊輪、漲緊調(diào)節(jié)螺栓、漲緊調(diào)節(jié)板和漲緊安裝板，所述小同步帶輪與電機相連接，該小同步帶輪通過同步帶與大同步帶輪相連接，該大同步帶輪與行走車輪相連接，所述的漲緊輪緊貼在同步帶上用于控制對同步帶的壓力；該漲緊輪套裝在漲緊安裝板上的漲緊軸上，該漲緊安裝板安裝在電機箱體上，在漲緊安裝板一側安裝有漲緊調(diào)節(jié)板，在漲緊調(diào)節(jié)板上安裝有漲緊調(diào)節(jié)螺栓，該漲緊調(diào)節(jié)螺栓和漲緊調(diào)節(jié)板用于調(diào)節(jié)漲緊輪對于同步帶的壓力。
[0012]而且，所述的驅(qū)動單元搖擺架由一個方形上端面和安裝在其底部兩側的兩個方形側端面構成。
[0013]本實用新型的優(yōu)點和積極效果是:
[0014]本實用新型將兩個行走車輪、兩個電機、兩套傳動機構為一組，以縮小兩車輪距離的方法，將距離遠的兩車輪差速分解為距離小的若干組兩車輪的差速，從根本上解決了車輛轉(zhuǎn)向速度問題以及車輛兩車輪距離R值最小化問題，使全方位行走驅(qū)動單元的R值縮小到原來幾分之一，將本實用新型安裝在四輪驅(qū)動車體上，實現(xiàn)四驅(qū)動八輪緊湊式全方位行走方式，從而提高整體車輛作任意曲線運動時的旋轉(zhuǎn)速度和穩(wěn)定度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的俯視圖；
[0016]圖2為圖1的A-A向剖視圖(頂部安裝了驅(qū)動單元安裝板);
[0017]圖3為圖1的B-B向剖視圖(頂部安裝了驅(qū)動單元安裝板)；
[0018]圖4為圖1的側視圖(頂部安裝了驅(qū)動單元安裝板)；
[0019]圖5為圖1的仰視圖；
[0020]圖6為驅(qū)動單元安裝板的結構示意圖；
[0021]圖7為全方位四驅(qū)動AGV車體結構示意圖。
[0022]圖中，1-1:回轉(zhuǎn)支撐；1_2:編碼器；1_3:編碼器座；1_4:回轉(zhuǎn)支撐安裝螺釘；1_5:編碼器安裝螺釘；2_1:驅(qū)動單元搖擺架'2-2:固定箱體；2-3:電機箱體；2-4:電機；2_5:傳動機構；2-5-1:漲緊輪；2-5-2:六角螺栓；2-5-3:大同步帶輪；2-5-4:內(nèi)六角螺栓；2-5-5:小同步帶輪；2-5-6:同步帶；2-5-7漲緊調(diào)節(jié)螺栓:2_5_8漲緊調(diào)節(jié)板；2_5_9漲緊安裝板；2-6:小軸；2-7:行走車輪軸；2-8:行走車輪，3-1驅(qū)動單元安裝板，3_1_1:驅(qū)動單元安裝孔；3-1_2:編碼器安裝孔；3-1-3:車身安裝孔，4 =AGV車體，5:驅(qū)動單元安裝板。
【具體實施方式】
[0023]以下結合附圖對本實用新型實施例做進一步詳述。
[0024]一種適用于AGV的全方位行走驅(qū)動機構，如圖1至圖6所示，由從上至下的三層結構構成，其中:
[0025]第一層結構包括相互嚙合在一起的驅(qū)動單元回轉(zhuǎn)支撐1-1和編碼器1-2:該驅(qū)動單元回轉(zhuǎn)支撐通過其內(nèi)側的回轉(zhuǎn)支撐安裝螺釘1-4向上連接驅(qū)動單元安裝板、向下連接驅(qū)動單元搖擺架2-1 ;所述的驅(qū)動單元編碼器通過編碼器座1-3和編碼器安裝螺釘1-5與驅(qū)動單元安裝板3-1相連接。
[0026]第二層結構為驅(qū)動單元搖擺架:該驅(qū)動單元搖擺架由一個方形上端面和兩個方形側端面構成，兩個方形側端面分別垂直安裝在方形上端面的底部兩端；驅(qū)動單元搖擺架的方形上端面通過回轉(zhuǎn)支撐安裝螺釘與驅(qū)動單元安裝板以及驅(qū)動單元回轉(zhuǎn)支撐安裝在一起，驅(qū)動單元搖擺架的兩個方形側端面通過小軸2-6與驅(qū)動單元固定箱體2-2相連接。
[0027]第三層結構包括驅(qū)動單元固定箱體、兩個驅(qū)動單元電機箱體2-3、兩個電機2-4、兩套傳動機構2-5、兩個小軸、兩個行走車輪軸2-7、兩個行走車輪2-8。該驅(qū)動單元固定箱體和驅(qū)動單元電機箱體為并排安裝的三個長方形箱體，兩個驅(qū)動單元電機箱體分布在驅(qū)動單元固定箱體兩側；該驅(qū)動單元固定箱體一組對邊的兩側分別通過小軸和螺釘與搖擺架兩側相連接，驅(qū)動單元固定箱體另一組對邊的兩側通過行走車輪軸與電機箱體相連接；兩臺電機、兩套傳動機構、兩個小軸、兩個行走車輪軸、兩個行走車輪位于固定箱體及電機箱體構成的平面內(nèi)；兩臺電機的一端與各自的傳動機構相連接，兩套傳動機構分別與各自的行走車輪連接在一起；兩個行走車輪與兩個電機互為垂直安裝，即:兩個行走車輪的輪向分別與兩個電機的軸向垂直)，兩個行走車輪相對安裝在各自傳動機構靠近兩個電機中心點連線的內(nèi)側。所述的傳動機構由漲緊輪2-5-1、六角螺栓2-5-2、大同步帶輪2-5-3、內(nèi)六角螺栓2-5-4、小同步帶輪2-5-5、同步帶2-5-6、漲緊調(diào)節(jié)螺栓2_5_7、漲緊調(diào)節(jié)板2_5_8和漲緊安裝板2-5-9構成；具體連接方式為:所述的小同步帶輪與電機相連接，該小同步帶輪通過同步帶與大同步帶輪相連接，該大同步帶輪與行走車輪相連接，所述的漲緊輪緊貼在同步帶上用于控制對同步帶的壓力；該漲緊輪套裝在漲緊軸上，該通過六角螺栓安裝在漲緊安裝板上，該漲緊安裝板通過內(nèi)六角螺栓安裝在電機箱體上，在漲緊安裝板一側安裝有漲緊調(diào)節(jié)板，在漲緊調(diào)節(jié)板上安裝有漲緊調(diào)節(jié)螺栓，該漲緊調(diào)節(jié)螺栓和漲緊調(diào)節(jié)板用于調(diào)節(jié)漲緊輪對于同步帶的壓力，通過漲緊調(diào)節(jié)螺栓可以調(diào)節(jié)同步帶對于兩輪的漲緊壓力。
[0028]本全方位行走驅(qū)動機構通過驅(qū)動單元安裝板安裝在AGV車體上，所述的驅(qū)動單元安裝板為方形結構，如圖6所示，在驅(qū)動單元安裝板中心位置設有驅(qū)動單元安裝孔3-1-1，該驅(qū)動單元安裝孔用于安裝驅(qū)動單元；在驅(qū)動單元安裝孔外側設有編碼器安裝槽3-1-2，該編碼器安裝槽用于安裝編碼器；在驅(qū)動單元安裝板的四周制有與驅(qū)動單元安裝槽相對應的車身安裝孔3-1-3，通過這些安裝孔可以將驅(qū)動單元安裝板與安裝在AGV車體上。如圖7所示，四個驅(qū)動單元安裝板安裝在AGV車體4的四個驅(qū)動單元安裝槽內(nèi)5上，形成采用四驅(qū)動八輪緊湊式全方位行走AGV搬運車。
[0029]以本實用新型構成的四驅(qū)動八輪緊湊式全方位行走AGV搬運車的行走控制的工作原理為:以縮小兩車輪距離的方法將距離遠的兩車輪差速分解為距離小的若干組兩車輪的差速，從根本上解決了車輛轉(zhuǎn)向速度問題，由于有效解決了車輛兩車輪距離R值最小化問題，使全方位行走驅(qū)動單元的R值縮小到原來幾分之一，從車輛動力學模型得知，在時間一定、兩車輪差速比一定的條件下，兩車輪旋轉(zhuǎn)的角度同兩車輪之間距離R成反比，所以得出結論:全方位行走驅(qū)動單元的旋轉(zhuǎn)速度相對于傳統(tǒng)AGV車體結構提高了幾倍，如果在一個AGV車體上安裝若干組這樣的機構，就相當于安裝了若干個快速轉(zhuǎn)動的車輪，從而實現(xiàn)整體車輛速度的提高。
[0030]當AGV運輸車作原地旋轉(zhuǎn)運動時，首先使各個行走驅(qū)動單元車輪方向旋轉(zhuǎn)至所需位置，此時車體位姿不變而各組機構車輪方向改變；然后讓擺好方向的各組車輪分別沿著力的方向運動，在運動過程中，各組電機分別將力傳給各自的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸再沿力的方向推動轉(zhuǎn)軸圓盤，由于力的合成產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)扭矩，旋轉(zhuǎn)扭矩使車體進行原地旋轉(zhuǎn)。由于轉(zhuǎn)軸圓盤同車體固定在一起，因此，在車體作原地旋轉(zhuǎn)過程中，轉(zhuǎn)軸、車輪、車輪圓盤、車體同步旋轉(zhuǎn)。
[0031]當AGV運輸車作任意給定曲線運動時，曲線上任一點相對于起始點會有一個位置偏差和角度偏差，通過使車體不斷產(chǎn)生位置偏差和角度偏差，即可實現(xiàn)車體作任意曲線運動。其實現(xiàn)原理是:根據(jù)位置偏差和角度偏差求導得到AGV運輸車的線速度和角速度要求，以電機為動力源，假設是4組機構(每組2個電機)，8個輪子，根據(jù)AGV運輸車運動學的特點，讓8個電機在不同時刻產(chǎn)生不同轉(zhuǎn)速從而使得每兩個輪子構成的全方位行走驅(qū)動單元在相應時刻具有相應的線速度和角速度，四組全方位行走驅(qū)動單元的線速度和角速度合成為AGV運輸車的在空間中的線速度和角速度，即給定曲線所要求的線速度和角速度，進而AGV運輸車按照所給定的曲線進行運動。
[0032]需要強調(diào)的是，本實用新型所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本實用新型包括并不限于【具體實施方式】中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據(jù)本實用新型的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬于本實用新型保護的范圍。
【權利要求】
1.一種適用于AGV的全方位行走驅(qū)動機構，其特征在于:由從上至下的三層結構構成，其中: 第一層結構包括相互嚙合在一起的驅(qū)動單元回轉(zhuǎn)支撐和驅(qū)動單元編碼器；該驅(qū)動單元回轉(zhuǎn)支撐通過其內(nèi)側的回轉(zhuǎn)支撐安裝螺釘向上連接驅(qū)動單元安裝板、向下連接驅(qū)動單元搖擺架；所述的驅(qū)動單元編碼器通過編碼器座和編碼器安裝螺釘與驅(qū)動單元安裝板相連接； 第二層結構為驅(qū)動單元搖擺架，該驅(qū)動單元搖擺架的上端面通過回轉(zhuǎn)支撐安裝螺釘與驅(qū)動單元安裝板以及驅(qū)動單元回轉(zhuǎn)支撐安裝在一起，該驅(qū)動單元搖擺架的兩個側端面通過小軸與驅(qū)動單元固定箱體相連接； 第三層結構包括驅(qū)動單元固定箱體、兩個驅(qū)動單元電機箱體、兩個電機、兩套傳動機構、兩個小軸、兩個行走車輪軸、兩個行走車輪，兩個驅(qū)動單元電機箱體分布在驅(qū)動單元固定箱體兩側，該驅(qū)動單元固定箱體一組對邊的兩側分別通過小軸與驅(qū)動單元搖擺架兩側相連接，驅(qū)動單元固定箱體另一組對邊的兩側通過行走行走車輪軸與驅(qū)動單元電機箱體相連接，兩臺電機、兩套傳動機構、兩個小軸、兩個行走車輪軸、兩個行走車輪位于驅(qū)動單元固定箱體及驅(qū)動單元電機箱體構成的平面內(nèi)，兩臺電機的一端與各自的傳動機構相連接，兩套傳動機構分別與各自的行走車輪連接在一起，兩個行走車輪與兩個電機互為垂直安裝，兩個行走車輪相對安裝在各自傳動機構靠近兩個電機中心點連線的內(nèi)側。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種適用于AGV的全方位行走驅(qū)動機構，其特征在于:所述的傳動機構包括小同步帶輪、同步帶、大同步帶輪、漲緊輪、漲緊調(diào)節(jié)螺栓、漲緊調(diào)節(jié)板和漲緊安裝板，所述小同步帶輪與電機相連接，該小同步帶輪通過同步帶與大同步帶輪相連接，該大同步帶輪與行走車輪相連接，所述的漲緊輪緊貼在同步帶上用于控制對同步帶的壓力；該漲緊輪套裝在漲緊安裝板上的漲緊軸上，該漲緊安裝板安裝在電機箱體上，在漲緊安裝板一側安裝有漲緊調(diào)節(jié)板，在漲緊調(diào)節(jié)板上安裝有漲緊調(diào)節(jié)螺栓，該漲緊調(diào)節(jié)螺栓和漲緊調(diào)節(jié)板用于調(diào)節(jié)漲緊輪對于同步帶的壓力。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種適用于AGV的全方位行走驅(qū)動機構，其特征在于:所述的驅(qū)動單元搖擺架由一個方形上端面和安裝在其底部兩側的兩個方形側端面構成。
【文檔編號】B60K17/04GK203740015SQ201420102207
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月6日 優(yōu)先權日:2014年3月6日
【發(fā)明者】劉征, 景國輝 申請人:無錫普智聯(lián)科高新技術有限公司