一種凸輪機(jī)構(gòu)式轉(zhuǎn)向穿梭車的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種凸輪機(jī)構(gòu)式轉(zhuǎn)向穿梭車，旨在提供一種結(jié)構(gòu)合理，轉(zhuǎn)向控制準(zhǔn)確可靠、精度高的凸輪機(jī)構(gòu)式轉(zhuǎn)向穿梭車。它包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)；所述的鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括鏈條、張緊鏈輪以及四個(gè)設(shè)置于車身車輪座上與四個(gè)車輪位置對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)鏈輪；所述的條嚙合驅(qū)動(dòng)鏈輪、張緊鏈輪沿車輪座布置一周；所述齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)一級(jí)齒輪組和兩個(gè)二級(jí)齒輪組；所述凸輪機(jī)構(gòu)由滾子從動(dòng)件及大齒輪構(gòu)成，所述大齒輪分別與一級(jí)齒輪組及二級(jí)齒輪組的輸出輪嚙合，所述大齒輪的端面上設(shè)置有平面槽形凸輪，所述滾子從動(dòng)件與平面槽形凸輪接觸配合，所述滾子從動(dòng)件與主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向軸偏心固定連接形成擺動(dòng)機(jī)構(gòu)。
【專利說明】一種凸輪機(jī)構(gòu)式轉(zhuǎn)向穿梭車

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及軌道穿梭車【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種凸輪機(jī)構(gòu)式轉(zhuǎn)向穿梭車。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代物流技術(shù)中，自動(dòng)化立體倉庫可大大提高倉儲(chǔ)密度，由于立體倉庫中貨盤上的貨物有時(shí)重達(dá)數(shù)百公斤，貨物存取必須依靠自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備完成，倉庫存取設(shè)備決定了倉庫的存儲(chǔ)密度、吞吐速度和自動(dòng)化水平。目前使用的存取設(shè)備主要包括巷道堆垛機(jī)和軌道穿梭車，巷道堆垛機(jī)需要在存貨貨架旁邊配置專門的行駛巷道，并且每個(gè)行駛巷道上的堆垛機(jī)存取貨物有限，而穿梭車無需行駛巷道，可大幅度提高存儲(chǔ)密度，逐漸成為了新一代立體倉庫自動(dòng)存取設(shè)備發(fā)展方向。目前國內(nèi)的穿梭車大部分只具備前進(jìn)或后退兩個(gè)方向行駛功能，如德馬泰克公司的穿梭車(SHUTTLE FOR AUTOMATED WAREHOUSE，美國專利號(hào)S2012/ 0099953 Al)，這一類穿梭車只能在同一個(gè)存貨巷道內(nèi)前后行駛，必須通過叉車輔助才能到其他存貨巷道工作，換層也主要通過叉車完成。
[0003]國內(nèi)具備兩個(gè)方向行駛的軌道車目前有昆山華恒工程技術(shù)中心有限公司2010年申請(qǐng)的實(shí)用新型專利(專利號(hào)201010216047.3) “一種自動(dòng)換軌小車”，以及昆明七零五所科技發(fā)展總公司2014年申請(qǐng)的實(shí)用新型專利(申請(qǐng)?zhí)?01410205122.4) “一種帶轉(zhuǎn)向功能的穿梭車”，前者其特征在于采用的軌道分為主軌道、移動(dòng)副軌和次軌道，軌道結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不適合在低成本的立體倉庫中使用，后者其特征在于存貨巷道和行走巷道垂直布置，依靠輪子原地轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)換軌。本實(shí)用新型穿梭車依然僅需要鋪設(shè)垂直布置的存貨巷道和行走巷道，依靠輪子原地轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)換軌，但轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)及升降機(jī)構(gòu)與其完全不同，在轉(zhuǎn)向控制、升降控制、停位控制方面均有較大提高。根據(jù)查新資料，國外類似產(chǎn)品其轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)與本實(shí)用新型完全不同，對(duì)軌道要求較高。因此，如何克服現(xiàn)有技術(shù)的不足是目前有軌運(yùn)輸設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】亟需解決的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供了一種結(jié)構(gòu)合理，轉(zhuǎn)向控制準(zhǔn)確可靠、精度高，的凸輪機(jī)構(gòu)式轉(zhuǎn)向穿梭車。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種凸輪機(jī)構(gòu)式轉(zhuǎn)向穿梭車，包括穿梭車車身，以及安裝在車身上的行駛機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、電池及充電系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、通信模塊七個(gè)部分，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)通過螺釘固定在車身車輪座上，車輪座通過螺釘固定于車身的連接梁和承重梁上，車輪埋于車輪座下方，行駛機(jī)構(gòu)四輪驅(qū)動(dòng)布置，連接于車身的四個(gè)主動(dòng)輪上，升降機(jī)構(gòu)通過其執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝固定在承重梁上并與車身連接，電池及充電系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、通信模塊安裝在車身上；
[0006]所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)、減速器、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)；所述的鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括鏈條、張緊鏈輪以及四個(gè)設(shè)置于車身車輪座上與四個(gè)車輪位置對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)鏈輪；所述的鏈條嚙合驅(qū)動(dòng)鏈輪、張緊鏈輪沿車輪座布置一周；所述齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)一級(jí)齒輪組和兩個(gè)二級(jí)齒輪組，兩個(gè)一級(jí)齒輪組和兩個(gè)二級(jí)齒輪組分別與四個(gè)驅(qū)動(dòng)鏈輪同軸安裝，所述一級(jí)齒輪組和二級(jí)齒輪組交叉設(shè)置；所述凸輪機(jī)構(gòu)共四組，分別與齒輪組傳動(dòng)連接，所述凸輪機(jī)構(gòu)由滾子從動(dòng)件及大齒輪構(gòu)成，所述大齒輪分別與一級(jí)齒輪組及二級(jí)齒輪組的輸出輪嚙合，所述大齒輪的端面上設(shè)置有平面槽形凸輪，所述滾子從動(dòng)件與平面槽形凸輪接觸配合，所述滾子從動(dòng)件與主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向軸偏心固定連接形成擺動(dòng)機(jī)構(gòu)；轉(zhuǎn)向時(shí)由鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將動(dòng)力力矩傳輸?shù)酱簖X輪上，大齒輪旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，由平面槽形凸輪的凹槽結(jié)構(gòu)與滾子從動(dòng)件接觸，驅(qū)動(dòng)滾子從動(dòng)件繞著車輪轉(zhuǎn)向軸擺動(dòng)，從而帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)向，直至完成90度轉(zhuǎn)向后，滾子從動(dòng)件被正反限位于平面槽形凸輪的凹槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械自鎖。
[0007]優(yōu)選的是，所述的升降機(jī)構(gòu)包括托板總成和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，托板總成包括托板、防滑板、柜鎖、蓋板、鉸鏈、第一傳感器、第二傳感器和滾輪座，所述的防滑板安裝固定在托板左右兩側(cè)，蓋板設(shè)于托板中間，其一邊通過鉸鏈與托板相連，對(duì)邊的邊緣處設(shè)有柜鎖，第一傳感器設(shè)于托板的頂部，第二傳感器設(shè)于托板的側(cè)邊，滾輪座固定連接于托板的下表面；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)、減速器、電機(jī)支架、驅(qū)動(dòng)鏈輪、張緊鏈輪、鏈條、軸承座、直線導(dǎo)軌、滾珠絲杠絲桿、滾珠絲杠螺母支架、滾珠絲杠螺母、滑塊、支撐臂、轉(zhuǎn)軸、連桿和滾輪，伺服電機(jī)與減速器連接，并安裝在電機(jī)支架上，共對(duì)稱設(shè)有兩個(gè)張緊鏈輪，軸承座套接在滾珠絲杠絲桿的一端，所述軸承座固定在承重梁上，所述滾珠絲杠螺母與滾珠絲杠絲桿連接并套接于滾珠絲杠螺母支架上，所述滾珠絲杠螺母支架固定于滑塊上，所述滑塊與直線導(dǎo)軌相連，所述滑塊上開有凸輪槽，所述凸輪槽與轉(zhuǎn)軸構(gòu)成凸輪機(jī)構(gòu)，所述直線導(dǎo)軌固定于承重梁上，所述轉(zhuǎn)軸穿過承重梁，一端與置于滑塊上的凸輪槽內(nèi)，另一端置于支撐臂的孔內(nèi)，所述支撐臂安裝在承重梁上，所述連桿一端與支撐臂連接，另一端通過滾輪與托板上的滾輪座連接。
[0008]優(yōu)選的是，所述的車身包括底板、長(zhǎng)邊蒙板、短邊蒙板、承重梁、車輪座和連接梁，所述承重梁與連接梁呈90度設(shè)置，且承重梁與連接梁直角連接處設(shè)有車輪座，所述連接梁外側(cè)設(shè)置有短邊蒙板，所述短邊蒙板的兩端分別連接有長(zhǎng)邊蒙板，所述長(zhǎng)邊蒙板與短邊蒙板呈90度設(shè)置，且所述長(zhǎng)邊蒙板與承重梁平行設(shè)置；所述長(zhǎng)邊蒙板與短邊蒙板固定在底板的四周，所述的承重梁和連接梁分別與底板固定連接。
[0009]優(yōu)選的是，所述的電池及充電系統(tǒng)包括鎳氫動(dòng)力電池、充電插頭和充電電纜，鎳氫動(dòng)力電池通過充電電纜與充電插頭相連。
[0010]優(yōu)選的是，所述的通信模塊為無線數(shù)傳模塊，采用時(shí)分多址方法組建無線通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)穿梭車和上位機(jī)的協(xié)調(diào)控制調(diào)度。
[0011]優(yōu)選的是，所述的行駛機(jī)構(gòu)包括四個(gè)主動(dòng)輪以及四個(gè)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪的伺服電機(jī)，四個(gè)主動(dòng)輪分別與對(duì)應(yīng)的車輪座相連，伺服電機(jī)與主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相連。
[0012]優(yōu)選的是，所述轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)水平設(shè)置，所述減速器為直角減速器，將轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)的輸出從水平方向轉(zhuǎn)化到垂直方向上。
[0013]本實(shí)用新型的穿梭車具備以下功能:
[0014]穿梭車具有原地轉(zhuǎn)向功能，根據(jù)任務(wù)要求，通過行走巷道和提升機(jī)進(jìn)入貨架不同存貨巷道、不同層完成貨物出庫和入庫任務(wù)；
[0015]穿梭車能接受上位機(jī)的控制，在控制站的調(diào)度下，可以多臺(tái)穿梭車同時(shí)進(jìn)行工作；
[0016]穿梭車在工作時(shí)，可以向上位機(jī)上傳位置、速度、電量、有無貨、故障、工作情況等信息；
[0017]穿梭車具有遠(yuǎn)程遙控功能，可以通過遙控器手動(dòng)完成任務(wù)；
[0018]穿梭車具有存放、撿取貨物功能，能根據(jù)信息管理系統(tǒng)下發(fā)工單或遙控器指令完成貨物的撿取、移動(dòng)、存放；
[0019]穿梭車具有故障報(bào)警提示功能，自身機(jī)構(gòu)發(fā)生故障，如升降機(jī)構(gòu)或行走機(jī)構(gòu)發(fā)生故障，可以發(fā)出燈光報(bào)警，并向上位機(jī)報(bào)告故障信息；
[0020]穿梭車具有停車報(bào)警功能，當(dāng)穿梭車在巷道內(nèi)進(jìn)行存取作業(yè)過程中，如果由于異常情況，如托盤上的貨物發(fā)生坍塌使巷道堵塞等影響安全的事件而導(dǎo)致非正常停車時(shí)，穿梭車可以發(fā)出燈光報(bào)警，并向上位機(jī)報(bào)告報(bào)警信息；
[0021]穿梭車具有緊急防撞功能，當(dāng)穿梭車行駛過程中前方出現(xiàn)障礙物會(huì)緊急停車；
[0022]穿梭車具有自動(dòng)充電功能:當(dāng)電池容量不夠時(shí)，上位機(jī)發(fā)出充電指令后穿梭車可自行移動(dòng)至貨架充電區(qū)自行進(jìn)行充電，并將電量信息報(bào)告上位機(jī)。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0024]國內(nèi)同類型穿梭車成熟產(chǎn)品只具備前進(jìn)和后退個(gè)兩個(gè)方向行駛功能，必須與叉車或堆垛機(jī)配合才能實(shí)現(xiàn)立體倉庫所有存貨巷道的存貨和取貨。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的凸輪機(jī)構(gòu)式轉(zhuǎn)向穿梭車，不僅可以前進(jìn)和后退，通過四個(gè)輪子90度同步轉(zhuǎn)向，可向左和向右行駛，從而實(shí)現(xiàn)了同一軌道平面內(nèi)四個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，并且具有較高的轉(zhuǎn)向控制精度、升降控制精度、停位控制精度。在多行多列正交軌道的多層立體倉庫中存取貨物時(shí)，同層可自動(dòng)駛?cè)氩煌械拇尕浵锏?，通過提升機(jī)換層后則可駛?cè)肓Ⅲw倉庫的任意貨位，從而極大提升現(xiàn)有立體倉庫的存儲(chǔ)密度，全面提高立體倉庫的自動(dòng)化程度，在上位信息系統(tǒng)調(diào)度下，多臺(tái)穿梭車可到達(dá)立體倉庫任意層、任意巷道、任意貨位進(jìn)行存貨和取貨操作，無需人工介入，真正實(shí)現(xiàn)高效率、高密度、全自動(dòng)化的無人值守立體倉庫。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0026]圖1是本實(shí)用新型穿梭車的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1-車身、2-行駛機(jī)構(gòu)、3-轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、4-升降機(jī)構(gòu)、5-電池及充電系統(tǒng)、6-電控系統(tǒng)、7-通信模塊；
[0027]圖2是本實(shí)用新型穿梭車車身的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，8-底板、9-長(zhǎng)邊蒙板、10-短邊蒙板、11-承重梁、12-車輪座、13-連接梁；
[0028]圖3是本實(shí)用新型穿梭車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，14-伺服電機(jī)、15-減速器、16-驅(qū)動(dòng)鏈輪、17-張緊鏈輪、18-鏈條、19- 一級(jí)齒輪組、20- 二級(jí)齒輪組、21-滾子從動(dòng)件；
[0029]圖4是本實(shí)用新型穿梭車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的平面滾子盤形凸輪機(jī)構(gòu)的局部放大圖；其中，e-大齒輪、1-平面槽形凸輪、21-滾子從動(dòng)件；
[0030]圖5是本實(shí)用新型穿梭車托板總成的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，22-托板、23-防滑板、24-柜鎖、25-蓋板、26-鉸鏈、27-滾輪座、28-第二傳感器、29-第一傳感器；
[0031]圖6是本實(shí)用新型穿梭車執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，30-伺服電機(jī)、31-減速器、32-驅(qū)動(dòng)鏈輪、33-電機(jī)支架、34-張緊鏈輪、35-鏈條、36-軸承座、37-直線導(dǎo)軌、38-滾珠絲杠絲杠、39-滾珠絲杠螺母、40-滾珠絲杠螺母支架、41-滑塊、42-支撐臂、43-轉(zhuǎn)軸、44-連桿、45-滾輪。

【具體實(shí)施方式】
[0032]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0033]如圖1-6所示，本實(shí)用新型的穿梭車包括車身1、行駛機(jī)構(gòu)2、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)3、升降機(jī)構(gòu)4、電池及充電系統(tǒng)5、電控系統(tǒng)6和通信模塊7，穿梭車車身上設(shè)有行駛機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、電池及充電系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、通信模塊6個(gè)部分，所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)通過螺釘固定在車身車輪座12上，車輪座通過螺釘與承重梁11和連接梁13固定連接，轉(zhuǎn)向時(shí)帶動(dòng)車輪座下方的車輪轉(zhuǎn)向。行駛機(jī)構(gòu)四輪驅(qū)動(dòng)布置，連接于四個(gè)輪上，轉(zhuǎn)向時(shí)四輪一起轉(zhuǎn)向，且位于底板8扇形區(qū)之上，有利于轉(zhuǎn)向后電控系統(tǒng)調(diào)整穿梭車為直線行駛。升降機(jī)構(gòu)通過其執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝固定在承重梁11上并與車身連接。
[0034]車身I是穿梭車基本框架和外殼，承載所有系統(tǒng)和貨物，行駛機(jī)構(gòu)2采用四個(gè)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)四個(gè)主動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)方式，帶動(dòng)穿梭車行走，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)3在伺服電機(jī)控制下實(shí)現(xiàn)四個(gè)輪子90度同步轉(zhuǎn)向，升降機(jī)構(gòu)4用于舉升和放下貨物托盤，電池及充電系統(tǒng)5負(fù)責(zé)全車電源及充電管理，電控系統(tǒng)6包括車身I電路、控制計(jì)算機(jī)，一起實(shí)現(xiàn)全車運(yùn)動(dòng)控制和智能防撞報(bào)警等功能，通信模塊7負(fù)責(zé)在穿梭車和上位機(jī)之間，穿梭車和遙控器之間的無線通?目。
[0035]穿梭車基本技術(shù)指標(biāo)如下:
[0036]外形尺寸:(長(zhǎng)X 寬 X 高 min ?max) 1000mmX 1 200mmX (260mm ?290mm)；
[0037]最大承載能力:1000kg ；
[0038]兼容托盤尺寸:
[0039]1200mm X 800mm (歐洲標(biāo)準(zhǔn))；
[0040]1200mmX1000mm ；
[0041]1200mm X 1200mm。
[0042]升降機(jī)構(gòu)動(dòng)作行程> 30mm ；
[0043]空載行駛速度:lm/s ；
[0044]定位精度土 5_ ；
[0045]供電電壓:4扒；
[0046]車身I包括底板8、長(zhǎng)邊蒙板9、短邊蒙板10、承重梁11、車輪座12和連接梁13,如圖2所示。所述承重梁11與連接梁13呈90度設(shè)置，且承重梁11與連接梁13直角連接處設(shè)有車輪座12，所述連接梁13外側(cè)設(shè)置有短邊蒙板10，所述短邊蒙板10的兩端分別連接有長(zhǎng)邊蒙板9，所述長(zhǎng)邊蒙板9與短邊蒙板10呈90度設(shè)置，且所述長(zhǎng)邊蒙板9與承重梁11平行設(shè)置；所述長(zhǎng)邊蒙板9與短邊蒙板10固定在底板8的四周，所述的承重梁11、車輪座12和連接梁13分別與底板固定連接。連接梁13、承重梁11與車輪座12構(gòu)成車架主體。連接梁13、承重梁11采用鋼板焊接方式加工成形，連接梁13、承重梁11和車輪座12作為穿梭車的安裝連接的基準(zhǔn)，止口處采用機(jī)加保證定位、安裝精度要求；止口定位后通過定位銷和螺釘M10X15與車輪座聯(lián)接，保證車輪軸距滿足設(shè)計(jì)要求。車身I底板8采用鋼板折彎成形。
[0047]穿梭車車身上的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)3包括轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)14、減速器15、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)；所述的鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括鏈條18、張緊鏈輪17以及四個(gè)設(shè)置于車身車輪座上與四個(gè)車輪位置對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)鏈輪；所述的鏈條18嚙合驅(qū)動(dòng)鏈輪16、張緊鏈輪17沿車輪座布置一周；所述齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)一級(jí)齒輪組19和兩個(gè)二級(jí)齒輪組20，兩個(gè)一級(jí)齒輪組19和兩個(gè)二級(jí)齒輪組20分別與四個(gè)驅(qū)動(dòng)鏈輪16同軸安裝，所述一級(jí)齒輪組19和二級(jí)齒輪組20交叉設(shè)置；所述凸輪機(jī)構(gòu)共四組，分別與齒輪組傳動(dòng)連接，所述凸輪機(jī)構(gòu)由滾子從動(dòng)件21及大齒輪e構(gòu)成，所述大齒輪e分別與一級(jí)齒輪組19及二級(jí)齒輪組20的輸出輪嚙合，所述大齒輪e的端面上設(shè)置有平面槽形凸輪i，所述滾子從動(dòng)件21與平面槽形凸輪i接觸配合，所述滾子從動(dòng)件21與主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向軸偏心固定連接形成擺動(dòng)機(jī)構(gòu)；轉(zhuǎn)向時(shí)由鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將動(dòng)力力矩傳輸?shù)酱簖X輪e上，大齒輪e旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，由平面槽形凸輪i的凹槽結(jié)構(gòu)與滾子從動(dòng)件21接觸，驅(qū)動(dòng)滾子從動(dòng)件21繞著車輪轉(zhuǎn)向軸擺動(dòng)，從而帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)向，直至完成90度轉(zhuǎn)向后，滾子從動(dòng)件21被正反限位于平面槽形凸輪i的凹槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械自鎖。所述一級(jí)齒輪組包含一個(gè)齒輪，所述二級(jí)齒輪組包含兩個(gè)齒輪，通過一級(jí)齒輪組及二級(jí)齒輪組交叉設(shè)置的形式，使穿梭車轉(zhuǎn)向時(shí)相鄰車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，轉(zhuǎn)向后穿梭車的車輪各構(gòu)件再次形成對(duì)稱，保證重力分布均勻，重心保持平穩(wěn)，進(jìn)一步保證轉(zhuǎn)向后的平衡和行駛精度。顯然也可以增加一級(jí)齒輪組及二級(jí)齒輪組所包含齒輪的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)穿梭車轉(zhuǎn)向時(shí)相鄰車輪轉(zhuǎn)向相反即可。
[0048]作為優(yōu)選的方式，所述轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)14水平設(shè)置，所述減速器15采用直角減速器，將轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)14的輸出從水平方向轉(zhuǎn)化到垂直方向上。
[0049]穿梭車車身上的行駛機(jī)構(gòu)包括四個(gè)主動(dòng)輪a、C、d、g以及四個(gè)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪的伺服電機(jī)b，主動(dòng)輪分別與各自的車輪座12相連，伺服電機(jī)與主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相連。
[0050]穿梭車車身上的升降機(jī)構(gòu)4由托板總成及執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，其中托板總成包括托板22、防滑板23、柜鎖24、蓋板25、鉸鏈26、滾輪座27、第二傳感器28和第一傳感器29，如圖5所示，所述的防滑板23安裝固定在托板22左右兩側(cè)，蓋板25設(shè)于托板22中間，蓋板25一邊通過鉸鏈26與托板22相連，且對(duì)邊的邊緣處設(shè)有柜鎖24，滾輪座27固定連接于托板22的下表面,第一傳感器29設(shè)于托板22的頂部,第二傳感器28設(shè)于托板22的側(cè)邊。
[0051]執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)30、減速器31、驅(qū)動(dòng)鏈輪32、電機(jī)支架33、張緊鏈輪34、鏈條35、軸承座36、直線導(dǎo)軌37、滾珠絲杠絲桿38、滾珠絲杠螺母支架39、滾珠絲杠螺母40、滑塊41、支撐臂42、轉(zhuǎn)軸43、連桿44和滾輪45，如圖6所示，伺服電機(jī)30與減速器31連接，并安裝在電機(jī)支架33上，共對(duì)稱設(shè)有兩個(gè)張緊鏈輪34，軸承座36套接在滾珠絲杠絲桿38的一端，所述軸承座36固定在承重梁11上，所述滾珠絲杠絲杠螺母40與滾珠絲杠絲桿38連接并套接于滾珠絲杠螺母支架39上，所述滾珠絲杠螺母支架39固定于滑塊41上，所述滑塊41與直線導(dǎo)軌37相連，所述滑塊41上開有凸輪槽，所述凸輪槽與轉(zhuǎn)軸43構(gòu)成凸輪機(jī)構(gòu)，所述直線導(dǎo)軌37固定于承重梁11上，所述轉(zhuǎn)軸43穿過承重梁11，一端與置于滑塊41上的凸輪槽內(nèi)，另一端置于支撐臂42的孔內(nèi)，所述支撐臂42安裝在承重梁11上，所述連桿44 一端與支撐臂42連接，另一端通過滾輪45與托板22上的滾輪座27連接。具體動(dòng)作過程如下:鏈條35帶動(dòng)滾珠絲杠絲桿38轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與滾珠絲杠螺母連接的滑塊41橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，滑塊41上的凸輪槽壓迫轉(zhuǎn)軸43上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)支撐臂42往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而連桿44 一端與支撐臂42連接，另一端與托板22連接，最終實(shí)現(xiàn)托板的升降動(dòng)作。按最大工作載荷Gmax = 1000kg、最大升降時(shí)間3s，選用的伺服電機(jī)30、減速器31滿足升降機(jī)構(gòu)工作的要求。支撐臂42上下擺動(dòng)的距離滿足升降高度要求，選用40Cr材料機(jī)加工，并通過調(diào)質(zhì)處理提高表面硬度。鏈輪選用40Cr材料加工，并通過熱處理來提高齒面硬度。托板采用4_鋼板折彎焊接而成，防滑板選用鋁及鋁合金花紋板(GB/T3618-2006)，與托板鉚接。
[0052]電池及充電系統(tǒng)5包括一組48V鎳氫動(dòng)力電池、充電插頭和充電電纜，鎳氫動(dòng)力電池通過充電電纜與充電插頭相連。穿梭車在接收到充電命令后駛?cè)氤潆娯浳?，車身I上的充電插頭與充電貨位上安裝的充電插座自動(dòng)接駁，充電機(jī)自動(dòng)上電開始充電，充電過程充電機(jī)監(jiān)控充電電流電壓，達(dá)到充滿狀態(tài)后自動(dòng)斷電，穿梭車駛離充電位投入運(yùn)行。
[0053]穿梭車電控系統(tǒng)6包括控制計(jì)算機(jī)、伺服電機(jī)、各種傳感器、整車電路?？刂朴?jì)算機(jī)包括基于ARM內(nèi)核的微處理器的核心模塊、接口板模塊和電源模塊構(gòu)成,控制軟件嵌入在控制計(jì)算機(jī)ARM微處理器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)全車運(yùn)動(dòng)控制和智能防撞報(bào)警等功能，同時(shí)負(fù)責(zé)電池及充電管理。全車6臺(tái)伺服電機(jī)是電控系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成行走、轉(zhuǎn)向、升降功能，六個(gè)電機(jī)控制器通過CAN總線或485總線聯(lián)網(wǎng)與控制計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)通信。
[0054]通信模塊7為無線數(shù)傳模塊，采用通用的460MHz數(shù)傳模塊，同時(shí)，采用時(shí)分多址方法組建無線通信網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)在穿梭車和上位機(jī)之間，穿梭車和遙控器之間的無線通信，可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)穿梭車和上位機(jī)的協(xié)調(diào)控制調(diào)度。
[0055]穿梭車上電后，首先與上位機(jī)建立無線通信連接，進(jìn)入上位機(jī)組建的無線網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)獲取自身初始位置信息，然后等待上位機(jī)的出庫或入庫指令。
[0056]如果收到入庫指令，穿梭車自動(dòng)從當(dāng)前位置沿著上位機(jī)規(guī)劃的路徑分別通過橫向或縱向軌道行駛到立體倉庫指定的入口貨位撿取貨物，如果需要換層，則自動(dòng)行駛到提升機(jī)位置，在上位機(jī)調(diào)度下進(jìn)入提升機(jī)，到達(dá)指定層后，離開提升機(jī)，行駛到入口貨位撿取貨物。獲取貨物后繼續(xù)根據(jù)上位機(jī)規(guī)劃的路徑分別通過橫向或縱向軌道、提升機(jī)達(dá)到指定的存貨位置放置貨物。
[0057]如果收到出庫指令，穿梭車自動(dòng)從當(dāng)前位置沿著上位機(jī)規(guī)劃的路徑分別通過橫向或縱向軌道行駛到立體倉庫指定的存貨位置處撿取貨物，如果需要換層，則自動(dòng)行駛到提升機(jī)位置，在上位機(jī)調(diào)度下進(jìn)入提升機(jī)，到達(dá)指定層后，離開提升機(jī)，行駛到存貨位置撿取貨物。獲取貨物后繼續(xù)根據(jù)上位機(jī)規(guī)劃的路徑分別通過橫向或縱向軌道、提升機(jī)達(dá)到立體倉庫指定的出口貨位放置貨物。
[0058]如果需要在立體倉庫內(nèi)移動(dòng)貨物，則根據(jù)上位機(jī)指令，沿著規(guī)劃路徑，到某一貨位撿取貨物后分別通過橫向或縱向軌道，提升機(jī)行駛到指定位置放置貨物。
[0059]穿梭車行駛過程中實(shí)時(shí)上報(bào)自身位置、電壓、電流等信息，如果電池電量低于規(guī)定值，則自動(dòng)進(jìn)入指定充電位置進(jìn)行充電，充電完成后繼續(xù)投入運(yùn)行。
[0060]穿梭車行駛過程中，發(fā)現(xiàn)自身機(jī)構(gòu)發(fā)生故障，會(huì)立即發(fā)出燈光報(bào)警，并向上位機(jī)報(bào)告故障信息；當(dāng)穿梭車在巷道內(nèi)進(jìn)行貨物存取作業(yè)過程中，如果由于異常情況，如托盤上的貨物發(fā)生坍塌使巷道堵塞等影響安全的事件，而導(dǎo)致非正常停車時(shí)，穿梭車也會(huì)發(fā)出燈光報(bào)警，并向上位機(jī)報(bào)告報(bào)警信息；穿梭車還具有緊急防撞功能，當(dāng)穿梭車行駛過程中前方出現(xiàn)障礙物會(huì)自動(dòng)緊急停車，同時(shí)上報(bào)報(bào)警信息，等待處理。
[0061]行走時(shí)，行走伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速器提供動(dòng)力傳遞到主動(dòng)輪；穿梭車采用四輪驅(qū)動(dòng)。
[0062]轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速器，減速器動(dòng)力通過鏈條傳遞到一級(jí)齒輪組和二級(jí)齒輪組，一級(jí)齒輪組和二級(jí)齒輪組分別驅(qū)動(dòng)各自對(duì)應(yīng)的凸輪機(jī)構(gòu)，從而帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)向。通過一級(jí)齒輪組和二級(jí)齒輪組來改變車輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向，從而實(shí)現(xiàn)相鄰的車輪逆向旋轉(zhuǎn)(一個(gè)車輪為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則另一個(gè)車輪為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn))的轉(zhuǎn)向動(dòng)作。
[0063]升降機(jī)構(gòu)動(dòng)作過程:通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)中伺服電機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪、鏈條旋轉(zhuǎn)形成傳動(dòng)鏈，帶動(dòng)滾珠絲杠機(jī)構(gòu)動(dòng)作，從而帶動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)動(dòng)作，進(jìn)一步帶動(dòng)與凸輪機(jī)構(gòu)連接的連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)作，而連桿機(jī)構(gòu)與托板總成連接，最終實(shí)現(xiàn)托板的升降動(dòng)作。
[0064]報(bào)警功能的實(shí)現(xiàn)主要是依靠在規(guī)定的報(bào)警條件下，相關(guān)傳感器將產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)送到控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行綜合判斷，如果需要緊急停車，控制計(jì)算機(jī)發(fā)送剎車命令給伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)緊急制動(dòng)，如果需要上報(bào)，控制計(jì)算機(jī)發(fā)送報(bào)警數(shù)據(jù)給通信模塊7，經(jīng)過無線方式上報(bào)上位計(jì)算機(jī)，同時(shí)點(diǎn)亮車上相關(guān)報(bào)警指示燈。
[0065]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種凸輪機(jī)構(gòu)式轉(zhuǎn)向穿梭車，它包括穿梭車車身，以及安裝在車身上的行駛機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、電池及充電系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、通信模塊七個(gè)部分，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)通過螺釘固定在車身車輪座上，車輪座通過螺釘固定于車身的連接梁和承重梁上，車輪埋于車輪座下方，行駛機(jī)構(gòu)四輪驅(qū)動(dòng)布置，連接于車身的四個(gè)主動(dòng)輪上，升降機(jī)構(gòu)通過其執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝固定在承重梁上并與車身連接，電池及充電系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、通信模塊安裝在車身上；其特征在于: 所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)、減速器、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)；所述的鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括鏈條、張緊鏈輪以及四個(gè)設(shè)置于車身車輪座上與四個(gè)車輪位置對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)鏈輪；所述的鏈條嚙合驅(qū)動(dòng)鏈輪、張緊鏈輪沿車輪座布置一周；所述齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)一級(jí)齒輪組和兩個(gè)二級(jí)齒輪組，兩個(gè)一級(jí)齒輪組和兩個(gè)二級(jí)齒輪組分別與四個(gè)驅(qū)動(dòng)鏈輪同軸安裝，所述一級(jí)齒輪組和二級(jí)齒輪組交叉設(shè)置；所述凸輪機(jī)構(gòu)共四組，分別與齒輪組傳動(dòng)連接，所述凸輪機(jī)構(gòu)由滾子從動(dòng)件及大齒輪構(gòu)成，所述大齒輪分別與一級(jí)齒輪組及二級(jí)齒輪組的輸出輪嚙合，所述大齒輪的端面上設(shè)置有平面槽形凸輪，所述滾子從動(dòng)件與平面槽形凸輪接觸配合，所述滾子從動(dòng)件與主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向軸偏心固定連接形成擺動(dòng)機(jī)構(gòu)；轉(zhuǎn)向時(shí)由鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將動(dòng)力力矩傳輸?shù)酱簖X輪上，大齒輪旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，由平面槽形凸輪的凹槽結(jié)構(gòu)與滾子從動(dòng)件接觸，驅(qū)動(dòng)滾子從動(dòng)件繞著車輪轉(zhuǎn)向軸擺動(dòng)，從而帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)向，直至完成90度轉(zhuǎn)向后，滾子從動(dòng)件被正反限位于平面槽形凸輪的凹槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械自鎖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向穿梭車，其特征在于:所述的升降機(jī)構(gòu)包括托板總成和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，托板總成包括托板、防滑板、柜鎖、蓋板、鉸鏈、第一傳感器、第二傳感器和滾輪座，所述的防滑板安裝固定在托板左右兩側(cè)，蓋板設(shè)于托板中間，其一邊通過鉸鏈與托板相連，對(duì)邊的邊緣處設(shè)有柜鎖，第一傳感器設(shè)于托板的頂部，第二傳感器設(shè)于托板的側(cè)邊，滾輪座固定連接于托板的下表面；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)、減速器、電機(jī)支架、驅(qū)動(dòng)鏈輪、張緊鏈輪、鏈條、軸承座、直線導(dǎo)軌、滾珠絲杠絲桿、滾珠絲杠螺母支架、滾珠絲杠螺母、滑塊、支撐臂、轉(zhuǎn)軸、連桿和滾輪，伺服電機(jī)與減速器連接，并安裝在電機(jī)支架上，共對(duì)稱設(shè)有兩個(gè)張緊鏈輪，軸承座套接在滾珠絲杠絲桿的一端，所述軸承座固定在承重梁上，所述滾珠絲杠螺母與滾珠絲杠絲桿連接并套接于滾珠絲杠螺母支架上，所述滾珠絲杠螺母支架固定于滑塊上，所述滑塊與直線導(dǎo)軌相連，所述滑塊上開有凸輪槽，所述凸輪槽與轉(zhuǎn)軸構(gòu)成凸輪機(jī)構(gòu)，所述直線導(dǎo)軌固定于承重梁上，所述轉(zhuǎn)軸穿過承重梁，一端與置于滑塊上的凸輪槽內(nèi)，另一端置于支撐臂的孔內(nèi)，所述支撐臂安裝在承重梁上，所述連桿一端與支撐臂連接，另一端通過滾輪與托板上的滾輪座連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述轉(zhuǎn)向穿梭車，其特征在于:所述的車身包括底板、長(zhǎng)邊蒙板、短邊蒙板、承重梁、車輪座和連接梁，所述承重梁與連接梁呈90度設(shè)置，且承重梁與連接梁直角連接處設(shè)有車輪座，所述連接梁外側(cè)設(shè)置有短邊蒙板，所述短邊蒙板的兩端分別連接有長(zhǎng)邊蒙板，所述長(zhǎng)邊蒙板與短邊蒙板呈90度設(shè)置，且所述長(zhǎng)邊蒙板與承重梁平行設(shè)置；所述長(zhǎng)邊蒙板與短邊蒙板固定在底板的四周，所述的承重梁和連接梁分別與底板固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)向穿梭車，其特征在于:所述的電池及充電系統(tǒng)包括鎳氫動(dòng)力電池、充電插頭和充電電纜,鎳氫動(dòng)力電池通過充電電纜與充電插頭相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述轉(zhuǎn)向穿梭車，其特征在于:所述的通信模塊為無線數(shù)傳模塊，采用時(shí)分多址方法組建無線通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)穿梭車和上位機(jī)的協(xié)調(diào)控制調(diào)度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述轉(zhuǎn)向穿梭車，其特征在于:所述的行駛機(jī)構(gòu)包括四個(gè)主動(dòng)輪以及四個(gè)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪的伺服電機(jī)，四個(gè)主動(dòng)輪分別與對(duì)應(yīng)的車輪座相連，伺服電機(jī)與主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述轉(zhuǎn)向穿梭車，其特征在于:所述轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)水平設(shè)置，所述減速器為直角減速器，將轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)的輸出從水平方向轉(zhuǎn)化到垂直方向上。
【文檔編號(hào)】B65G1/04GK204056922SQ201420504621
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月3日
【發(fā)明者】劉明, 程欣, 孫明山, 雷升杰, 李欣, 鞏偉, 王明剛, 顧慧卿, 朱立 申請(qǐng)人:昆明七零五所科技發(fā)展總公司