自動導引式搬運裝置的驅動機構的制作方法
【專利摘要】本申請公開了一種自動導引式搬運裝置的驅動機構，其包括兩個平行設置的驅動輪，每個驅動輪由獨立的動力件進行驅動實現獨立的正轉或反轉，每個驅動機構的兩個驅動輪以可整體轉動的方式安裝在車架上，其轉動中心線垂直于兩個驅動輪中心連線。當兩個驅動輪同向轉動時，驅動機構前進；當兩個驅動輪方向轉動時，驅動機構原地轉圈。當將該驅動機構安裝到搬運裝置后，在控制系統的控制下，該搬運裝置的驅動機構可轉動到任一方向，即可向任一方向自由移動。
【專利說明】
自動導引式搬運裝置的驅動機構
技術領域
[0001]本申請涉及一種物料搬運設備，尤其涉及一種自動導引搬運裝置(AGV)的驅動機構。
【背景技術】
[0002]為了提高物料運輸過程中的自動化程度，以輪式移動為特征的AGV開始扮演著物料運輸的角色:當車間某一環節需要輔料時，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送到中央控制室，由專業的技術人員向計算機發出指令，在電控設備的合作下，AGV接受并執行，將物料送至相應的地點。
[0003]但，現有AGV的行走結構簡單，由兩個行走驅動輪、兩個支撐輪并以菱形分布，或者為帶舵輪的四輪行走機構。這種AGV只能運行在寬闊的場地，只能做普通的前后方或弧線運動。

【發明內容】

[0004]本申請提供一種自動導引式搬運裝置的驅動機構。
[0005]本申請提供的自動導引式搬運裝置的驅動機構，包括:
[0006]安裝座；
[0007]轉動輪，所述轉動輪為兩個，兩個轉動輪平行設置；
[0008]以及動力件，每個轉動輪由獨立的動力件進行驅動實現獨立的正轉或反轉；
[0009]其中，所述兩個轉動輪以可整體轉動的方式安裝在安裝座上，其轉動中心線垂直于兩個轉動輪中心連線。
[0010]作為所述驅動機構的進一步改進，包括驅動主架和浮動架，所述兩個轉動輪安裝在驅動主架上，所述驅動主架通過浮動架與安裝座連接，所述浮動架與驅動主架之間設置有彈性減震體，所述彈性減震體的回復力可使驅動主架向地面移動。
[0011]作為所述驅動機構的進一步改進，所述驅動主架具有兩個相對設置的容置腔，所述浮動架的兩端分別伸入對應容置腔內，且所述容置腔內設置有導柱，所述導柱穿過浮動架上的導孔，所述浮動架在容置腔內可沿導柱活動。
[0012]作為所述驅動機構的進一步改進，所述驅動主架與浮動架圍合成彈簧安裝腔，所述彈性減震體安裝在彈簧安裝腔內。
[0013]作為所述驅動機構的進一步改進，還包括驅動主架和搖擺架，所述驅動主架以可轉動的方式安裝在搖擺架上，所述驅動主架相對搖擺架的轉動中心線沿水平方向設置，且其本身或其平行線垂直于兩個轉動輪的中心連線，所述搖擺架以可轉動的方式安裝在安裝座上，所述搖擺架相對車架的轉動中心線垂直于兩個轉動輪中心連線。
[0014]作為所述驅動機構的進一步改進，還包括搖擺架，所述浮動架以可轉動的方式安裝在搖擺架上，所述浮動架相對搖擺架的轉動中心線沿水平方向設置，且本身或其平行線垂直于兩個轉動輪的中心連線，所述搖擺架以可轉動的方式安裝在安裝座上，所述搖擺架相對車架的轉動中心線垂直于兩個轉動輪中心連線。
[0015]作為所述驅動機構的進一步改進，所述搖擺架具有兩個相對設置的第一側板，所述浮動架具有兩個相對設置的第二側板，所述第一側板和第二側板其一固定有搖擺軸，另一設置有與搖擺軸配合的擺動軸承。
[0016]作為所述驅動機構的進一步改進，所述安裝座設置有回轉軸承，所述回轉軸承的外圈與安裝座固定，所述搖擺架與回轉軸承的內圈固定。
[0017]作為所述驅動機構的進一步改進，還包括編碼器，所述編碼器安裝在搖擺架上，其輸出軸過轉動輪旋轉中心線設置，所述編碼器的輸出軸通過聯軸器連接一連接軸，所述連接軸過搖擺架相對車架的旋轉中心線設置，所述連接軸向上穿過安裝座，且其穿出安裝座的部分設置有編碼器鎖軸機構。
[0018]作為所述驅動機構的進一步改進，在安裝座上設置有兩個旋轉限位開關，所述編碼器鎖軸機構位于兩個旋轉限位開關的中間。
[0019]本申請的有益效果是:
[0020]本申請提供的驅動機構，其包括兩個平行設置的驅動輪，每個驅動輪由獨立的動力件進行驅動實現獨立的正轉或反轉，每個驅動機構的兩個驅動輪以可整體轉動的方式安裝在車架上，其轉動中心線垂直于兩個驅動輪中心連線。當兩個驅動輪同向轉動時，驅動機構前進，當兩個驅動輪方向轉動時，驅動機構原地轉圈。或者兩個驅動輪轉速不同時，驅動機構也可以原地轉圈。當將該驅動機構安裝到搬運裝置后，在控制系統的控制下，該搬運裝置的驅動機構可轉動到任一方向，即可向任一方向自由移動。
【附圖說明】
[0021]圖1為本申請自動導引式搬運裝置一種實施例的結構示意圖；
[0022]圖2為本申請驅動機構一種實施例的結構示意圖；
[0023]圖3為圖2所示實施例中沿兩個電機中間剖切后的示意圖；
[0024]圖4為圖2所示實施例中沿兩個驅動輪中間剖切后的示意圖；
[0025]圖5為圖2所示實施例中驅動輪部分的分解圖；
[0026]圖6為圖5所不分解圖組裝后不意圖；
[0027]圖7為圖2所示實施例中浮動架部分的分解圖；
[0028]圖8為圖7所不分解圖組裝后的不意圖；
[0029]圖9為圖2所示實施例中搖擺架部分的分解圖；
[0030]圖10為圖9所不分解圖組裝后的不意圖；
[0031]圖11為圖2所示實施例中安裝座部分的分解圖；
[0032]圖12為本申請載物機構一種實施例的結構示意圖；
[0033]圖13為本申請載物板一種實施例的結構示意圖；
[0034]圖14為本申請自動導引式搬運裝置進行車輛搬運時的示意圖。
【具體實施方式】
[0035]下面通過【具體實施方式】結合附圖對本發明作進一步詳細說明。本申請可以以多種不同的形式來實現，并不限于本實施例所描述的實施方式。提供以下【具體實施方式】的目的是便于對本申請公開內容更清楚透徹的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字詞僅是針對所示結構在對應附圖中位置而言。
[0036]然而，本領域的技術人員可能會意識到其中的一個或多個的具體細節描述可以被省略，或者還可以采用其他的方法、組件或材料。在一些例子中，一些實施方式并沒有描述或沒有詳細的描述。
[0037]此外，本文中記載的技術特征、技術方案還可以在一個或多個實施例中以任意合適的方式組合。對于本領域的技術人員來說，易于理解與本文提供的實施例有關的方法的步驟或操作順序還可以改變。因此，附圖和實施例中的任何順序僅僅用于說明用途，并不暗示要求按照一定的順序，除非明確說明要求按照某一順序。
[0038]本文中為部件所編序號本身，例如“第一”、“第二”等，僅用于區分所描述的對象，不具有任何順序或技術含義。而本申請所說“連接”、“聯接”，如無特別說明，均包括直接和間接連接(聯接)。
[0039]實施例一:
[0040]本實施例一提供一種自動導引式搬運裝置，該自動導引式搬運裝置可完成自動式車輛搬運工作。
[0041]請參考圖1，該自動導引式搬運裝置包括:
[0042]車架100;
[0043]驅動機構200，該驅動機構200為至少兩個，至少兩個驅動機構200分布在車架100的兩端。驅動機構200包括兩個平行設置的驅動輪，每個驅動輪由獨立的動力件進行驅動實現獨立的正轉或反轉，每個驅動機構200的兩個驅動輪以可整體轉動的方式安裝在車架100上，其轉動中心線垂直于兩個驅動輪中心連線；
[0044]載物機構300，用于在運輸過程中承載車輛；
[0045]坐標識別機構，用于識別自動導引式搬運裝置的當前坐標信息；
[0046]以及控制系統，該控制系統接收坐標識別機構的信息反饋，并對各機構進行控制，使自動導引式搬運裝置完成自動導引和運輸功能。
[0047]對于一個驅動機構200來說，當兩個驅動輪同向轉動時，驅動機構200前進；當兩個驅動輪方向轉動時，驅動機構200原地轉圈。
[0048]當驅動機構200安裝到車架100之后，例如驅動機構200為四個，四個驅動機構200成方形分布在車架100的底部。當需要進行轉向時，控制系統控制該四個驅動機構200的電機正轉或反轉，從而使四個驅動機構200轉動到同一方向，該方向可以是任一方向，即自動導引式搬運裝置可向任一方向自由移動。同時，兩個驅動輪不同的速度，也會實現驅動機構200的轉向。
[0049]該車架100起到整個裝置的支撐作用。用以驅動該驅動輪的動力件可能為電機或者其他部件。
[0050]請參考圖2至6，該驅動機構200包括驅動主架218，兩個驅動輪211和驅動其轉動的電機212安裝在驅動主架218上。或者，兩個驅動輪211也可以其他形式實現獨立的轉動。
[0051]作為一種示例結構，兩組驅動輪軸217和兩組惰輪軸216分別與驅動主架218的兩側焊接。大齒輪215通過連接套、軸承及鎖緊螺絲與驅動輪211固定成一個模塊，并安裝于驅動輪軸217上。小齒輪213安裝于驅動電機212(動力件的一種具體示例)輸出軸上，惰齒輪214安裝于惰輪軸216上。兩個驅動電機212、兩個小齒輪213、兩組惰輪214、兩套大齒輪驅動輪模組組成了左右兩個完全獨立的動力傳動系統。
[0052]傳動機構包括驅動電機212、驅動輪211和減速齒輪組，減速齒輪組包含大齒輪215、小齒輪213、惰齒輪214。該驅動電機212安裝在驅動主架218上，小齒輪213與驅動電機212相連，驅動輪211安裝在驅動主架218的驅動輪軸217上，大齒輪215與驅動輪211同軸相連，惰齒輪214安裝在驅動主架218的惰輪軸216上并與大小齒輪213齒合。
[0053]該驅動主架218可直接與車架100形成轉動連接，例如通過回轉軸承等結構來實現，以保證兩個驅動輪211能夠以一個整體相對車架100進行轉動。
[0054]或者驅動機構200也可包括浮動架，驅動主架218通過浮動架與車架100連接，浮動架與驅動主架218之間設置有彈性減震體，彈性減震體的回復力可使驅動主架218向地面移動。
[0055]浮動架與車架100成轉動連接，而驅動主架218與浮動架連接并設置減震結構。
[0056]請參考圖4至8，驅動主架218具有兩個相對設置的容置腔，浮動架221的兩端分別伸入對應容置腔內，且容置腔內設置有導柱219，導柱219穿過浮動架221上的導孔223，浮動架221在容置腔內可沿導柱219活動。
[0057]進一步地，該驅動主架218與浮動架221圍合成彈簧安裝腔，該彈性減震體安裝在彈簧安裝腔內。
[0058]具體地，浮動架221兩側通過四組導套224與驅動主架218的導柱219徑向固定，導套224與浮動架221的導孔223過盈配合。浮動架221上兩對導孔223中間的盲孔位置安裝有減震彈簧222(—種彈性減震體的具體示例)，彈簧222另一端與驅動主架218接觸。
[0059]該彈簧減震結構可以使驅動機構200具有一定的上下浮動能力，當搬運裝置在不平整的地面上運動時，彈簧減震結構能使驅動輪211始終與地面保持一定的附著力，避免打滑現象產生。
[0060]進一步地，對于浮動架221來說，其也可以直接與浮動架221與車架100成轉動連接，例如通過回轉軸承等結構來實現。
[0061]或者，還可以包括搖擺架，浮動架221以可轉動的方式安裝在搖擺架上，浮動架221相對搖擺架的轉動中心線平行于水平方向，且垂直于兩個轉動輪的中心連線。搖擺架以可轉動的方式安裝在安裝座上，搖擺架相對車架100的轉動中心線垂直于兩個轉動輪中心連線。
[0062]或者，也可以是驅動主架直接與搖擺架連接。驅動主架以可轉動的方式安裝在搖擺架上，驅動主架相對搖擺架的轉動中心線沿水平方向設置，且其本身或其平行線垂直于兩個轉動輪的中心連線，搖擺架以可轉動的方式安裝在安裝座上，搖擺架相對車架的轉動中心線垂直于兩個轉動輪中心連線。
[0063]具體地，請參考圖3、7至10，搖擺架231具有兩個相對設置的第一側板232，浮動架221具有兩個相對設置的第二側板225。該第一側板232和第二側板225可以是其一固定有搖擺軸，另一設置有與搖擺軸配合的擺動軸承。
[0064]本示例結構中，搖擺架231的第一側板232同軸安裝兩個搖擺軸221，浮動架221的第二側板225通過擺動軸承226與搖擺軸221間隙配合，軸向和徑向固定，擺動軸承226與浮動架221過盈配合。
[0065]請參考圖3、4、9、10和11，該驅動機構200還包括安裝座241，安裝座241與車架100固定，安裝座241設置有回轉軸承237，回轉軸承237的外圈2371與安裝座241固定，搖擺架231與回轉軸承237的內圈2372固定，從而實現搖擺架231相對車架100的轉動。
[0066]該安裝座241可以為一個固定板，當然，在其他實施例也可省略該安裝座241，而將驅動機構200直接安裝在車架100上。
[0067]該驅動機構200還包括編碼器233，編碼器233安裝在搖擺架231上，其輸出軸2331通過聯軸器235連接一連接軸236，連接軸236過搖擺架231相對車架100的旋轉中心線設置。連接軸236向上穿過安裝座241，且其穿出安裝座241的部分設置有編碼器鎖軸機構243;在安裝座241上設置有兩個旋轉限位開關245，編碼器鎖軸機構243位于兩個旋轉限位開關245的中間。
[0068]具體地，請參考圖3、4和11，回轉軸承237的外圈2371通過螺釘向上連接固定板241，內圈2372與搖擺架231固定。編碼器233通過螺絲及編碼器固定支架234與搖擺架231固定。編碼器輸出軸2331通過聯軸器235與連接軸236同軸連接，被編碼器鎖軸器機構243固定，編碼器鎖軸機構243可調節內部配合轉軸的配合角度。觸碰塊238通過內六角固定于軸承內圈2372上端面螺孔處。兩個旋轉限位開關245固定在固定板241走線口的兩側凹陷處244，固定方式為螺絲固定。
[0069]請參考圖3、4，驅動機構200可繞水平軸X旋轉，也可以繞豎直軸Y旋轉360度。當驅動輪211的旋轉速度不同時，驅動單元便繞豎直軸Y旋轉，可實現驅動輪211全方位轉向；當驅動輪211所附著的地面高低不平時，驅動單元便繞水平軸X旋轉，以適應高低不平的地面狀況，從而兩個驅動輪211可以始終與地面保持接觸。
[0070]本驅動機構200將獨立的兩個驅動輪211、兩個驅動電機、兩套傳動機構設計成一個差速運行模組。兩驅動輪211同向運轉時，驅動模塊向前直行，異向運轉時，驅動模塊原地自旋，從而使驅動模塊具有行走和轉向的能力。本驅動機構200解決了車輛轉向速度問題以及車輛兩車輪距離最小化問題，把它安裝在四輪驅動車體上，可實現四驅動八輪緊湊式全方位行走方式，提高了AGV的任意姿態行走能力和穩定性。
[0071]進一步地，該載物機構可以僅是一個承載物料的平臺類或腔體內結構，或者也可以是一種可升降的升降機構。
[0072]例如，載物機構包括頂升件和驅動頂升件上升和下降的頂升驅動件。
[0073]具體地，請參考圖12，頂升驅動件為減速電機320，電機320連接一齒輪齒條機構，其中，齒條332豎直設置，頂升件310與齒條332固定。
[0074]進一步地，導柱340與車架100固定，導套311與頂升桿310(頂升件的一種具體示例)固定，導套311與導柱340通過無油自潤滑軸承可實現直線滑動，車架100上的減速電機320帶動齒輪331，驅動固定在頂升桿310上的齒條332，從而帶動頂升桿310升降。
[0075]進一步地，請參考圖1，車架100上還可以設置若干萬向輪600進行輔助行走，例如4個萬向輪600，其還可以支撐車體的大部分重量，當驅動輪211往任意方向驅動車體時，萬向輪600可以靈活跟隨運動。由于萬向輪600的高度固定，所以搬運裝置在空載和重載的情況下，搬運裝置車體相對于地面的高度不會變化。
[0076]此外，請參考圖13，還包括載物板800，載物板800包括面板810和至少三個自面板810向下凸起的柱腳820，面板810在柱腳820的背面設置有用于另一載物板800柱腳820插入的柱腳插孔830，以便將多個載物板800疊放。面板810可以為花紋鋼板或其他表面摩擦系數較高的金屬板。
[0077]請參考圖14，汽車900可以停在載物板800上，搬運裝置可以進入載物板800下部，搬運裝置頂升桿310把載物板800頂起，使載物板800的四個支腿離開地面，然后搬運裝置可以馱運載物板800與汽車900移動到指定位置。
[0078]進一步地，坐標識別機構為激光導航、二維碼掃描單元和/或磁導航傳感器。
[0079]例如，該搬運裝置使用激光導航技術進行導航及定位，在環境不利于激光導航的條件下，搬運裝置可切換成磁釘導航模式進行導航定位。
[0080]請參考圖1，激光導航儀700位于車架100上，在搬運裝置的運動空間中放置有多個激光反射板，搬運裝置在行走過程中，激光導航儀700不斷旋轉的同時不斷射出激光，接收到反光板反射回的激光光束，經過內部計算，搬運裝置即可算出自身的位置和角度信息，從而實現精準導航定位。
[0081]磁導航傳感器410位于車架100側面，在不利于激光導航的行走路徑的地面上，會事先沿著搬運裝置的行走路徑把若干個磁釘嵌入地面中，磁傳感器可讀取磁釘的位置，反饋得到信息被送入控制器進行內部計算，使搬運裝置可以沿著磁釘所指示的路徑精準導航并定位。
[0082]進一步地，請參考圖1，該搬運裝置還包括電池組500和用于給電池組500充電的充電靴。
[0083]搬運裝置依靠電池組500提供動力，搬運裝置底部有一對充電靴，當電池組500需要充電時，搬運裝置會移動到指定的充電位置，在充電位置下方有一塊充電板，充電板與一臺充電機320連接，搬運裝置底部的充電靴與充電板接觸后，充電機320就可以經過充電板-充電靴-電池組500這樣的導通方式給電池組500進行充電。
[0084]搬運裝置的控制系統由主控制器及與主控制器連接的行走模塊、升降模塊、引導定位模塊、安全模塊、電源和充電管理模塊、通信模塊、人機交互裝置組成。其中，行走模塊包括4個差速模塊，對4個驅動輪211組分別進行控制;升降模塊用于對載物板800升降機構進行控制；引導定位模塊用于對搬運裝置的行進路徑進行引導和定位;安全模塊用于放置搬運裝置行進期間與周圍物體發生碰撞，保證其安全;通信模塊用于搬運裝置與外部進行無線通訊；人機交互裝置用于對搬運裝置參數進行設定并顯示搬運裝置的運行狀態。以上控制系統的具體操作均屬于現有技術，這里就不在過多贅言。
[0085]下面介紹引導定位模塊的工作流程:上位系統通過無線網絡、電臺等發送任務表/行走段表，通信模塊監聽這些數據，并存入段表隊列中。搬運裝置從段表隊列取出段表參數、點信息、操作碼信息等，以此實現速度生成、目的點確定、搬運操作碼命令輸出。主控制器實現位置計算，其原理如下:采用兩個位置計算器完成對位置的準確估算和計算、其中主位置計算器采用航位推算法，根據上次的位置信息和編碼器233信息(速度編碼器233、角度編碼器233)和車體的運動學模型對搬運裝置的理論方位進行實時計算。不過，由于理論位置會隨著時間的推移而產生累計誤差，因此還需要輔助計算器進行位置修正。輔助位置計算器根據導航裝置的激光頭/磁釘傳感器等信息獲得真實位置。主控制器將速度信息轉換成電信號，發送至行走模塊的轉向伺服驅動器和驅動伺服驅動器，伺服控制器控制電機320完成行走。
[0086]本搬運裝置能在停車層控制系統的導引下實現自主導引、自由行駛路線，既節省了停車場空間，又能安全、快速的存取車，維護簡便，實現真正意義上的智能停車。
[0087]除了對車輛的搬運外，本搬運裝置也可用于對其他物料的搬運工作。
[0088]以上內容是結合具體的實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換。
【主權項】
1.一種自動導引式搬運裝置的驅動機構，其特征在于，包括: 安裝座； 轉動輪，所述轉動輪為兩個，兩個轉動輪平行設置； 以及動力件，每個轉動輪由獨立的動力件進行驅動實現獨立的正轉或反轉； 其中，所述兩個轉動輪以可整體轉動的方式安裝在安裝座上，其轉動中心線垂直于兩個轉動輪中心連線。2.如權利要求1所述的驅動機構，其特征在于，包括驅動主架和浮動架，所述兩個轉動輪安裝在驅動主架上，所述驅動主架通過浮動架與安裝座連接，所述浮動架與驅動主架之間設置有彈性減震體，所述彈性減震體的回復力可使驅動主架向地面移動。3.如權利要求2所述的驅動機構，其特征在于，所述驅動主架具有兩個相對設置的容置腔，所述浮動架的兩端分別伸入對應容置腔內，且所述容置腔內設置有導柱，所述導柱穿過浮動架上的導孔，所述浮動架在容置腔內可沿導柱活動。4.如權利要求3所述的驅動機構，其特征在于，所述驅動主架與浮動架圍合成彈簧安裝腔，所述彈性減震體安裝在彈簧安裝腔內。5.如權利要求1所述的驅動機構，其特征在于，還包括驅動主架和搖擺架，所述驅動主架以可轉動的方式安裝在搖擺架上，所述驅動主架相對搖擺架的轉動中心線沿水平方向設置，且其本身或其平行線垂直于兩個轉動輪的中心連線，所述搖擺架以可轉動的方式安裝在安裝座上，所述搖擺架相對車架的轉動中心線垂直于兩個轉動輪中心連線。6.如權利要求2所述的驅動機構，其特征在于，還包括搖擺架，所述浮動架以可轉動的方式安裝在搖擺架上，所述浮動架相對搖擺架的轉動中心線沿水平方向設置，且本身或其平行線垂直于兩個轉動輪的中心連線，所述搖擺架以可轉動的方式安裝在安裝座上，所述搖擺架相對車架的轉動中心線垂直于兩個轉動輪中心連線。7.如權利要求6所述的驅動機構，其特征在于，所述搖擺架具有兩個相對設置的第一側板，所述浮動架具有兩個相對設置的第二側板，所述第一側板和第二側板其一固定有搖擺軸，另一設置有與搖擺軸配合的擺動軸承。8.如權利要求6所述的驅動機構，其特征在于，所述安裝座設置有回轉軸承，所述回轉軸承的外圈與安裝座固定，所述搖擺架與回轉軸承的內圈固定。9.如權利要求1所述的驅動機構，其特征在于，還包括編碼器，所述編碼器安裝在搖擺架上，其輸出軸過轉動輪旋轉中心線設置，所述編碼器的輸出軸通過聯軸器連接一連接軸，所述連接軸過搖擺架相對車架的旋轉中心線設置，所述連接軸向上穿過安裝座，且其穿出安裝座的部分設置有編碼器鎖軸機構。10.如權利要求9所述的驅動機構，其特征在于，在安裝座上設置有兩個旋轉限位開關，所述編碼器鎖軸機構位于兩個旋轉限位開關的中間。
【文檔編號】B62D61/00GK105857116SQ201610319142
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月12日
【發明人】蔡穎杰, 吳昊
【申請人】吳昊