CN102673676B - 多轮系重载移动机器人agv - Google Patents

Abstract

一种多轮系重载移动机器人AGV，包括车架、车轮、电控装置，浮动弹簧结构架，驱动装置和转向装置，电控装置与驱动装置和转向装置电连接，车轮分为驱动轮和支撑轮，驱动轮与驱动装置同轴连接，与转向装置水平纵向相连，浮动弹簧结构架安装在车轮与车架之间，与车轮总成支架连接，车轮安装在车轮总成支架上，起到缓冲均载作用。本发明采用多轮系、全浮动、多驱动的车底盘结构，增加了驱动轮使用的通用性，减小了驱动轮的结构尺寸，降低了生产成本，而且车辆稳定性好，满足重载和多种路面的使用要求。

Description

多轮系重载移动机器人AGV

技术领域

本发明属于智能物流搬运、输送车辆技术领域，主要涉及一种多轮系重载移动机器人AGV车辆的改进。

背景技术

AGV车在发达国家六七十年代就开始使用，现在工厂物流自动化、自动化装配线等领域应用相当广泛。我国在九十年代后也逐渐开始具有市场需求，并逐步得到较快的发展。特别是最近几年，由于劳动力的减少和成本的增高，AGV的需求有了明显的增加，特别是重载AGV所完成的工作是人工不能做到或很难做到，因此重载AGV的需求存在较大的市场空间。以前AGV的技术主要是针对轻载需求，一般负载都3吨以下，AGV车车轮都是4个或3个，其中是带有1个缓冲轮或没有缓冲轮。车辆维护检修的多种工艺要求，难以适应各类工作场地对运行要求的限制。

现有的AGV底盘轮系为“三轮”或“四轮”，三点决定一平面，由于地面不平，如果轮系为“四轮”，至少由一轮具备上下浮动功能，才能保证底盘的四轮都能与地面接触，尤其保证驱动轮与地面接触更为重要，保证驱动轮的行走动力。这种底盘轮系技术对于轻载AGV(10吨以下)是能够满足使用要求的，对于重载(尤其30吨以上)AGV，三轮或四轮技术就有了以下明显的缺点。

1.由于轮少，每个轮轮压大，对轮的要求和地面要求高；

2.由于轮承受负载大，轮径需加大，导致车体底盘增高，使用不便，稳定性降低，材料增加车体加重，成本增高；

3.由于轮少，轮距(轴距)加大，为了保持车体的刚性，车体组成的型材加大，导致车体笨重，功率加大，功效降低，增加了制造成本和运行成本。本发明针对上述背景技术中所述的不足进行了改进，提供一种自由度高、大载荷且能够适应不同规格工件的多轮系重载移动机器人AGV。

发明内容

本发明所述的多轮系重载移动机器人AGV，包括车架、车轮系、电控装置，浮动弹簧结构架，其特征在于：车轮系包括安装在车轮总成支架上的驱动轮和支撑轮，驱动装置、转向装置和浮动弹簧结构架、驱动装置和转向装置与电控装置电连接，浮动弹簧结构架安装在车轮系与车架之间，浮动弹簧结构架由上板簧和下板簧组成，上下板簧两端部通过螺栓固定，上板簧通过螺栓与车架连接，下板簧通过螺栓与过渡板连接，过渡板与车轮总成支架连接。

进一步地，所述多轮系重载移动机器人AGV的浮动弹簧结构架可以水平横向通过连接板串接N个，也可以垂直纵向通过螺栓并接N个，N≥1。上下板簧的中部外侧分别设置副板簧，副板簧可以是一幅或者多幅叠加固定连接。

所述多轮系重载移动机器人AGV的驱动装置是驱动电机。转向装置包括水平回转支承、转向电机、转向小齿轮、固定大齿轮、支架、旋转编码器和转角小齿轮，驱动轮安装在支架上，与驱动电机同轴安装，水平回转支承具有可相对转动的内圈和外圈，外圈的上端表面安装有固定大齿轮；内圈的下端面与支架连接，转向电机的输出轴上安装有与固定大齿轮啮合的转向小齿轮；固定大齿轮一侧与转角小齿轮啮合，转角小齿轮安装在旋转编码器转轴上，旋转编码器与支架相连。

更进一步地，本发明所述的多轮系重载移动机器人AGV的车轮数量＞4，驱动轮数量＞2，其中驱动轮分为带转向装置和不带转装置向两种，支撑轮为万向轮，螺栓也可以是连接销。

本发明针对上述背景技术中所述的不足进行了改进，采用四轮以上的多轮系结构，降低了单轮的承载，在多轮系中，分别有驱动轮与支撑轮(无动力轮)。其中的浮动弹簧结构架的具体结构，使得驱动轮和支撑轮都具有上下浮动功能，降低了AGV车对车轮和地面的要求，同时还采用多驱动轮(2个以上，可达到16个)驱动，从而降低每个驱动轮的功率，可将用于轻载AGV的驱动轮用于重载AGV，增加了驱动轮使用的通用性，减小了驱动轮的结构尺寸，减小了AGV车结构尺寸，降低了生产成本。

附图说明

图1多轮系重载移动机器人AGV车俯视图

图2多轮系重载移动机器人AGV车底盘结构图

图3浮动弹簧结构架的结构图

图4多轮系重载移动机器人AGV车驱动装置结构图

图5多轮系重载移动机器人AGV车转向装置结构图

其中：1车架2驱动轮3支撑轮4浮动弹簧结构架5电控装置6总成支架7过渡板8驱动装置9转向装置

41上板簧42下板簧43副板簧44连接板45螺栓

81驱动电机

90水平回转支承91转向电机92转向小齿轮93固定大齿轮94旋转编码器95转角小齿轮96支架

具体实施方式

本发明是通过如下方式实施的：重载AGV车结构如图1和2所示，车架1与每个车轮之间都有安装浮动弹簧结构架4，车轮分为驱动轮和支撑轮，驱动轮的驱动和转向，是由电控装置5控制驱动装置和转向装置来实现，包括速度同步与方向同步，支撑轮为万向轮，无动力，只起支撑和平衡作用，随动行走；根据载重吨位可以投入不同数量的驱动轮2和支撑轮3。驱动装置驱动AGV车行走，驱动轮可带转向装置，也可不带，带转向的驱动轮称为“舵轮”，只需1个舵轮就能实现车体的行走与转向，2个舵轮以上(包括2个)就能实现车体的直行、横行与斜行；如果不采用舵轮而采用不带转向的驱动轮，至少要有2个驱动轮，通过2驱动轮差速运动实现车体的行走与转向。多轮系重载移动机器人AGV车的车轮数量最少有4个，根据搬运吨位而不同。

本发明所述的多轮系重载移动机器人AGV可以满足多种载重吨位的使用要求，以30吨位为例，可采用4个5Kw承载5吨驱动轮，4个承载6吨的支撑万向轮。

如图3所示的浮动弹簧结构架结构：浮动弹簧结构架由浮动弹簧结构架由上板簧41和下板簧42组成，上下板簧两端部通过螺栓固定，使上下板簧成为一体，上板簧通过螺栓45与车架1连接，下板簧通过螺栓与过渡板7连接，过渡板与车轮总成支架6连接，车轮安装在车轮总成支架上。上下板簧两端部经通过螺栓45或者连接销固定，称之为单组板簧，是组成减震缓冲***的基本单元。当车架承受负载时，浮动弹簧结构架起到缓冲均载作用。为了适应不同工况的压力和扭力，可以通过两端连接板44将二组板簧横向连接起来，单组板簧通过螺栓44和连接板45横向连接，连接板进一步加强二组板簧的整体性，增强浮动弹簧结构架的承压能力。为了增加变形能力，增加AGV车辆的扭力，也可以通过螺栓44或连接销将或二组板簧纵向连接起来，进一步地，还可以根据工况的需要，将三副或多副单组板簧通过连接板45水平横向串接，也可以通过螺栓垂直纵向串接在起。上下板簧是弹性变形件，板簧片加工成弧形或者半椭圆形结构，由弹簧钢制成，并经相应的热处理工艺，是***重要组成零件。副板簧43可以是1副，也可以由2、3副或多副叠加固定连接，视受力情况而定。

多轮系重载移动机器人AGV的驱动装置的驱动电机81与驱动轮轮毂82连接，控制车辆速度；多轮系重载移动机器人AGV的转向装置包括水平回转支承90、转向电机91、转向小齿92轮、固定大齿轮93、支架96、旋转编码器94和转角小齿轮95，水平回转支承具有可相对转动的内圈和外圈，外圈的上端表面安装有固定大齿轮；内圈的下端面与支架96连接，驱动轮安装在支架上，与驱动电机81同轴安装，转向电机91的输出轴上安装有与固定大齿轮啮合的转向小齿轮；固定大齿轮93一侧与转角小齿轮95啮合，转角小齿轮95安装在旋转编码器转轴上，旋转编码器94与支架96相连。同时带有转向和驱动的车轮称为舵轮，由车载控制***发出预设角度指令驱动转向电机91工作，转向小齿轮92绕固定大齿轮93转动，使得支架96转以一定角度，编码器记录并反馈舵轮所转角度，当编码器获取的角度与控制***预设角度达到一致时，驱动轮方向被锁定，车载控制***依实际工作设定角度，实现重载移动机器人直行、八字、横行、斜行、平移以及原地回转等动作。

本发明采用多轮系、全浮动、多驱动的车底盘结构，通过电控装置对多轮系结构进行自动控制，并且所有车轮都带有缓冲功能的浮动弹簧结构架，从而增加了驱动轮使用的通用性，减小了驱动轮的结构尺寸，降低了生产成本，而且车辆稳定性好，满足重载和多种路面的使用要求浮动弹簧结构架的设计，起到克服地面不平轮荷不均载的作用；从而实现了多轮系、全浮动、多驱动的智能物流搬运和输送，特别是满足了重载AGV车辆对轮压，地面等多方面的高要求，多个驱动轮与支撑轮安装在车架底部，多个驱动轮转向由电控装置控制同步，包括速度同步与方向同步，支撑轮为万向轮，随动行走。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (6)

1.一种多轮系重载移动机器人AGV，包括车架(1)、车轮系、电控装置(5)，其中车轮系包括安装在车轮总成支架(6)上的驱动轮(2)和支撑轮(3)、驱动装置(8)、转向装置(9)，驱动装置和转向装置与电控装置(5)电连接，其特征在于：还包括浮动弹簧结构架(4)，浮动弹簧结构架(4)安装在车轮系与车架(1)之间，浮动弹簧结构架由上板簧(41)和下板簧(42)组成，上下板簧两端部通过螺栓(44)固定，上板簧通过螺栓与车架(1)连接，下板簧通过螺栓与过渡板(7)连接，过渡板与车轮总成支架(6)连接，浮动弹簧结构架(4)水平横向通过连接板(45)串接N个，或者垂直纵向通过螺栓(44)并接N个，N≥1，转向装置包括水平回转支承(90)、转向电机(91)、转向小齿轮(92)、固定大齿轮(93)、支架(96)、旋转编码器(94)和转角小齿轮(95)，驱动轮(2)安装在支架(96)上，与驱动电机(81)同轴安装，水平回转支承具有可相对转动的内圈和外圈，外圈的上端表面安装有固定大齿轮(93)；内圈的下端面与支架(96)连接，转向电机(91)的输出轴上安装有与固定大齿轮啮合的转向小齿轮(92)；固定大齿轮(93)一侧与转角小齿轮(95)啮合，转角小齿轮(95)安装在旋转编码器(94)转轴上，旋转编码器(94)与支架(96)相连，电控装置(5)发出预设角度指令驱动转向电机(91)工作，转向小齿轮(92)绕固定大齿轮(93)转动，使得支架(96)转以一定角度，编码器记录并反馈舵轮所转角度，当编码器获取的角度与电控装置(5)预设角度达到一致时，驱动轮方向被锁定。

2.根据权利要求1所述的多轮系重载移动机器人AGV，其特征在于：上下板簧的中部外侧分别设置副板簧(43),副板簧是一幅或者多幅叠加固定连接。

3.根据权利要求1或2所述的多轮系重载移动机器人AGV，其特征在于：驱动装置是驱动电机(81)。

4.根据权利要求1所述的多轮系重载移动机器人AGV，其特征在于：驱动轮分为带转向装置和不带转向装置两种。

5.根据权利要求1所述的多轮系重载移动机器人AGV，其特征在于：支撑轮为万向轮。

6.根据权利要求1所述的多轮系重载移动机器人AGV，其特征在于：用连接销替换螺栓。