專利名稱：用于車輛的移動式驅(qū)動裝置的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明總體上涉及物料輸送車輛，并且特別涉及一種具有可垂直移動的驅(qū)動組件的車輛。
自動導向車輛(automatic guided vehicles；AGVs)被廣泛用于物料輸送行業(yè)，以輸送負載。術(shù)語AGV通常用來指具有任何現(xiàn)有的多種自動控制導向系統(tǒng)其中之一的重型車輛。自動導向車(automatic guided carts；AGCs)這個術(shù)語通常是指用于相似的用途但是具有較小應用規(guī)模的載重量不是很大的車輛。目前AGC設計的結(jié)構(gòu)通常包括一個框架，在該框架的四角上設有旋轉(zhuǎn)腳輪。其他特征可包括一個驅(qū)動輪組件和用于控制車方向的多個剛性自位輪(rigid castor)。在目前的一種設計方案中，兩個剛性自位輪固定在框架上，并位于車框架側(cè)邊的旋轉(zhuǎn)腳輪之間接近中間的位置。這兩對旋轉(zhuǎn)腳輪的軸和剛性自位輪的軸通?；ハ嗥叫小？刹倏氐尿?qū)動部件通常通過一與車框架鉸接并被其施加了彈性載荷的板而與該車框架連接，以確保該可操控的驅(qū)動輪與支撐表面保持足夠的摩擦力。
盡管這樣的配置方式對一致的支撐表面而言一般是可接受的，但遇到地面不夠水平和平坦的位置時就可能導致車的方向失控。特別是，當車遇到不平坦的表面時，直接安裝到車框架上的旋轉(zhuǎn)腳輪和剛性自位輪就可能導致這三套車輪中的一個或多個從支撐表面上脫開。由于剛性自位輪是用于控制車方向的，因此剛性自位輪與地面之間失去接觸就可能導致車方向失控。唯一始終與地面接觸的車輪則是鉸接的并有彈性載荷的可操控的驅(qū)動輪。
發(fā)明概要鑒于上述問題，因此需要設計一種可更有效地保持對小車或AGV進行方向控制的自動導向車。特別是，需要使可操控驅(qū)動輪和至少一個剛性自位輪都始終與地面表面保持接觸。
為了滿足這些和其他需要，基于說明書和附圖，本發(fā)明提供的物料輸送車對本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是很清楚的，本發(fā)明是指一種物料輸送車輛，具有一承載支撐框架，該框架上設有多個與支撐表面滾動接觸的輪，以及一驅(qū)動組件，該驅(qū)動組件有一可支撐一驅(qū)動輪和一剛性自位輪的驅(qū)動框架。一樞軸連接組件可轉(zhuǎn)動地連接到承載框架，并且允許該驅(qū)動框架相對該承載框架在垂直方向上移動并改變角度方向，從而確保驅(qū)動輪和剛性自位輪即使在不平坦的輪廓上也可與支撐表面接觸并有效運轉(zhuǎn)。
通過后面詳細的說明書、權(quán)利要求和附圖可更清楚地進一步了解到本發(fā)明的應用范圍。然而，應這樣理解由于在本發(fā)明精神和范圍內(nèi)所作的各種修改和改進對本熟悉領(lǐng)域的人來說是顯而易見的，因此本發(fā)明僅通過示例的方式提供了詳細的描述和具體例子，同時揭示了優(yōu)選實施例。
附圖簡要說明通過下面的詳細描述、后附的權(quán)利要求書和附圖可更加全面地了解本發(fā)明，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的AGC的仰視立體圖；圖2是圖1中的示出的驅(qū)動組件和移動接合組件的俯視立體圖；圖3是驅(qū)動組件的立體圖；圖4是樞軸連接組件的立體圖；圖5是圖1所示的AGC的側(cè)視立體圖，為清楚起見去除了一側(cè)邊承載框架管；圖6是圖5所示的小車的水平正視圖，其中驅(qū)動組件位于中心位置；圖7是圖5所示的小車的水平正視圖，其中驅(qū)動組件處于完全上升的位置，并逆時針方向旋轉(zhuǎn)；圖8是圖5所示的小車的水平正視圖，其中驅(qū)動組件處于完全下降的位置，并順時針方向旋轉(zhuǎn)；及圖9是圖6中沿9-9線的剖視圖。
優(yōu)選實施例的詳細說明參見圖1至圖5，對本發(fā)明的自動導向車10進行圖解描述。值得注意的是，根據(jù)本發(fā)明的可垂直移動的驅(qū)動裝置除了用于圖示的自動導向車外還有許多應用之處。例如，本發(fā)明可用于具有各種配置的自動導向車輛以及其他物料輸送車輛，可使得這些車輛沿輪廓不平坦的表面運行工作時更加精確。
自動導向車(AGC)10包括一個承載框架12，其每個角處都由旋轉(zhuǎn)自位輪14支撐。一個驅(qū)動組件16包括一個驅(qū)動框架18、一個驅(qū)動輪20和一對剛性自位輪22。驅(qū)動輪20和剛性自位輪22都與驅(qū)動框架18固定，并一起運動。如現(xiàn)有技術(shù)那樣，驅(qū)動輪20可繞驅(qū)動軸24和轉(zhuǎn)向軸26旋轉(zhuǎn)。各剛性自位輪22僅可繞垂直于自動導向車的縱軸30的單一軸28旋轉(zhuǎn)。從而，當剛性自位輪與支撐車的表面接觸時，傾向于以其軸向?qū)υ撥囘M行方向控制。
樞軸連接組件36通過兩個樞軸使驅(qū)動組件16與承載框架12相連接，從而使驅(qū)動組件可相對承載框架垂直移動。該樞軸連接組件36也設置成允許驅(qū)動組件16相對承載框架12的角度方向在一預定范圍內(nèi)變化。在垂直方向上和角度上的自由度就可使驅(qū)動輪單元20和剛性自位輪22始終與車承載表面接觸，即使當這個承載表面的輪廓不平坦時。
在圖示的實施例中，樞軸連接組件36包括通過一支撐板42彼此連接的第一和第二側(cè)桿38和40(如圖4)。這些桿的一端分別通過框架承載塊44與承載框架12樞接，另一端通過驅(qū)動裝置承載塊46與驅(qū)動框架18樞接。第一樞軸50將桿38和40的后端和支撐板42可旋轉(zhuǎn)地與框架承載塊44連接。以同樣的方式，桿38和40的前端可旋轉(zhuǎn)地分別與對應的驅(qū)動裝置承載塊46連接。樞軸桿50和52優(yōu)選為互相平行且平行于剛性自位輪軸28。
樞軸連接組件36可有各種形狀和結(jié)構(gòu)，圖示的實施例包括位于板42上的切口56，以容置剛性自位輪22。該驅(qū)動組件的可垂直移動和角度重定向的能力，以及驅(qū)動輪和剛性自位輪的三輪結(jié)構(gòu)，使得可操控的驅(qū)動輪和至少一個剛性自位輪可始終與輪廓不平坦的地面保持接觸。因此，該自動導向車的驅(qū)動/方向控制的整體性比以前車的設計優(yōu)越。圖6至圖8示出了本發(fā)明的可垂直移動和角度重定向的能力。具體地說，圖6是驅(qū)動組件16位于中心位置時的小車10的水平側(cè)視圖，即，驅(qū)動輪20、剛性自位輪22和旋轉(zhuǎn)自位輪14的承載表面位于同一高度。當小車遇到不平坦的表面時，驅(qū)動組件16可相對承載框架12繞軸50和52旋轉(zhuǎn)，以提供垂直方向的移動和角度的變化。例如，驅(qū)動組件16在圖7中位于完全上升的位置并經(jīng)過逆時針旋轉(zhuǎn)，在圖8中則位于完全下降的位置并經(jīng)過順時針旋轉(zhuǎn)。值得指出的是，圖示中的這些方位是為了舉例，并且，驅(qū)動組件的運動范圍不必限于這里圖示和描述的具體的方位或范圍。
樞軸連接組件36允許的垂直移動和旋轉(zhuǎn)運動的范圍優(yōu)選由適當配置和定位的樞轉(zhuǎn)止擋件來限定。在圖示的實施例中，垂直移動的范圍限制為1英寸，可移動到高于和低于圖6中所示的中心位置半英寸。另外，優(yōu)選在承載框架和驅(qū)動框架之間設置一個偏壓機構(gòu)，以在三輪驅(qū)動組件16上施加朝下的彈性載荷。這個附加載荷增強了驅(qū)動輪20和剛性自位輪22與支撐表面的摩擦力。最后，也需要一個或多個旋轉(zhuǎn)止擋件來阻止驅(qū)動框架18旋轉(zhuǎn)過度。如圖2中清晰可見，驅(qū)動輪20，和其相關(guān)的限位開關(guān)和致動器59，通常設置在框架18的前端。電源，如圖示的一對電池58，位于中央部位，并且后部部位是用來容納該車的控制電子器件。在這種結(jié)構(gòu)中，在驅(qū)動框架18上的載荷趨向于使驅(qū)動組件繞軸52沿箭頭54所示的逆時針方向旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)止擋件是用來限制這個旋轉(zhuǎn)。
本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會意識到有許多種樞轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)止擋件結(jié)構(gòu)，如托架(brackets)、螺栓及類似結(jié)構(gòu)，可用來限制驅(qū)動組件的垂直移動和旋轉(zhuǎn)，并且還有各種彈簧或其他偏壓機構(gòu)可起到維持驅(qū)動摩擦力的作用。例如，圖示實施例包括多個止擋組件60，其設置在驅(qū)動裝置承載塊46(如圖5-9)的附近，用作驅(qū)動組件16的樞轉(zhuǎn)止擋件和偏壓機構(gòu)。每個止擋組件60都包括一個固定到承載框架12的彈簧托架62和一個設置在螺栓65周圍的螺旋彈簧64。彈簧64在托架62和樞轉(zhuǎn)板42之間處于壓縮狀態(tài)，以對該板施加一個向下的偏壓。一個向下止擋墊圈66通常由間隔管68使其離開托架62一段預定的距離。因此，驅(qū)動組件16可從其中心位置(如圖6)開始朝下樞轉(zhuǎn)直到墊圈偏離該預定距離并抵靠到托架62(如圖8)。向上的樞轉(zhuǎn)止擋件是一個阻擋凸緣70(如圖5和圖9)，該阻擋凸緣固定到驅(qū)動框架18上并且包括一個腿部72，當驅(qū)動組件16位于完全上升的位置(如圖7)時，該腿部與承載框架12或托架62鄰接。
最后，在圖示實施例中，一個旋轉(zhuǎn)止擋組件76設置在驅(qū)動組件16的前端附近。該旋轉(zhuǎn)止擋組件(如圖5)包括一個旋轉(zhuǎn)托架78，其具有一個槽80，在該槽內(nèi)設有一個可在其內(nèi)運動的阻擋銷82。該托架78和銷82分別固定到驅(qū)動框架18和承載框架12上，以便框架之間的相對運動可被托架/銷的鄰接配合所限制。雖然上面對止擋組件60、彈簧64、和止擋組件76進行了描述，但那些熟悉此技術(shù)的人可意識到在不脫離后附的權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的范圍的條件下，在本領(lǐng)域內(nèi)還有許多公知的等效機構(gòu)可提供阻擋和偏置的作用。
使用這個移動驅(qū)動裝置的進一步好處是承載框架12和驅(qū)動框架18是獨立承載的。因此，由承載框架12和旋轉(zhuǎn)腳輪14支撐的有效載荷可以根據(jù)操作的目標而變化，但施加在驅(qū)動裝置的載荷原則上是由驅(qū)動裝置的重量和螺旋彈簧62提供的偏壓而決定的。通過包括自動運動必須的車上電源、控制器和機械部件，如果需要將該驅(qū)動組件用作自動車，也可以將其與承載框架12和樞軸連接組件36分離。這種作為自動車使用的應用實例可包括用作小型拖曳裝置或輕型車，其中空間的約束阻礙了更大的承載框架12的有效運動。
在前的討論揭示和描述了本發(fā)明的一個實施例。本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述討論，附圖和權(quán)利要求中很容易地認識到，在不脫離后附的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的真實精神和合理范圍的條件下，可進行各種改變、修飾和變化。
權(quán)利要求
1.一種車輛，包括一承載框架，其具有多個將該承載框架滾動支撐在一支撐表面上的自位輪；一驅(qū)動組件，包括一驅(qū)動框架、一驅(qū)動輪和一剛性自位輪，所述驅(qū)動輪和剛性自位輪安裝在所述驅(qū)動框架上；和一個樞軸連接組件，將該驅(qū)動框架耦接到該承載框架上，可使該驅(qū)動框架相對所述承載框架在垂直方向上位移和作角位移。
2.如權(quán)利要求1所述的車輛，其特征在于，所述樞軸連接組件包括一對樞轉(zhuǎn)桿，各該樞轉(zhuǎn)桿具有與該承載框架樞接的第一端和與該驅(qū)動框架樞接的第二端。
3.如權(quán)利要求2所述的車輛，其特征在于，該樞軸連接組件還包括一延伸于該兩樞轉(zhuǎn)桿之間的板，所述板位于該驅(qū)動框架之下并包括一切口，所述剛性自位輪位于所述切口內(nèi)，并在該切口內(nèi)作垂直運動。
4.如權(quán)利要求1所述的車輛，其特征在于，所述驅(qū)動組件包括一設置在所述驅(qū)動框架上的第二剛性自位輪，所述驅(qū)動輪和所述的剛性自位輪呈三角形布置。
5.如權(quán)利要求4所述的車輛，其特征在于，該樞軸連接組件的第一端以一承載塊連接于該驅(qū)動框架，其中該三角形的取向使得由驅(qū)動輪限定的點位于該承載塊的前面。
6.如權(quán)利要求1所述的車輛，其特征在于，所述驅(qū)動輪可繞第一軸旋轉(zhuǎn)以驅(qū)動所述車輛，并可繞第二軸旋轉(zhuǎn)以控制所述車量的方向。
7.如權(quán)利要求1所述的車輛，其特征在于，所述樞軸連接組件將所述驅(qū)動框架連接到所述承載框架，使所述驅(qū)動框架可相對所述承載框架旋轉(zhuǎn)。
8.如權(quán)利要求1所述的車輛，其特征在于，所述驅(qū)動組件還包括位于所述驅(qū)動框架上的一電源和一控制器，所述控制器與所述驅(qū)動輪可相互通訊地耦接以便所述驅(qū)動組件可作為一個自動車運轉(zhuǎn)。
9.如權(quán)利要求1所述的車輛，其特征在于，還包括一偏壓機構(gòu)，該偏壓機構(gòu)相對于該承載框架向下壓迫該驅(qū)動框架。
10.如權(quán)利要求9所述的車輛，其特征在于，所述彈簧是一螺旋彈簧。
11.如權(quán)利要求1所述的車輛，其特征在于，還包括一止擋組件，固定到該承載框架上，以限制該驅(qū)動框架相對于該承載框架的垂直運動。
12.如權(quán)利要求11所述的車輛，其特征在于，所述樞軸連接組件還包括一第二止擋組件，用以限制該驅(qū)動框架相對于該承載框架的旋轉(zhuǎn)。
13.一種車輛，包括一承載框架，其具有承載輪；一驅(qū)動輪；一剛性自位輪；和一樞軸連接組件，其將該驅(qū)動輪和該剛性自位輪連接到該承載框架，以使該驅(qū)動輪和該剛性自位輪可相對于所述承載框架垂直移動。
14.如權(quán)利要求13所述的車輛，其特征在于，還包括一驅(qū)動框架，其中所述驅(qū)動輪和所述剛性自位輪設于所述驅(qū)動框架，并且其中所述的樞軸連接組件將所述驅(qū)動框架連接到所述承載框架上，并允許該驅(qū)動框架相對于該所述承載框架垂直移動。
15.如權(quán)利要求14所述的車輛，其特征在于，所述樞軸連接組件將所述驅(qū)動框架連接到所述承載框架上，并允許該驅(qū)動框架相對于該所述承載框架垂直移動和旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
一種車輛(10)，包括一承載框架(12)、一驅(qū)動組件(16)和一樞軸連接組件。該承載框架(12)具有將其旋轉(zhuǎn)支撐在支撐表面的多個自位輪。該驅(qū)動組件(16)包括一個驅(qū)動框架(18)、一驅(qū)動輪(20)和一個剛性自位輪(22)，其中，該驅(qū)動輪和該剛性自位輪均安裝在該驅(qū)動框架上。該樞軸連接組件(36)將該驅(qū)動框架耦接到該承載框架上，并使得該驅(qū)動框架(18)可相對于該承載框架(12)作垂直方向的位移和作角位移運動。
文檔編號B62D61/12GK1498177SQ02806144
公開日2004年5月19日 申請日期2002年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月12日
發(fā)明者喬恩·L·科維尤, 喬恩 L 科維尤 申請人:杰維斯·B·韋布國際公司, 杰維斯 B 韋布國際公司