CN108275620A - 一种agv小车的顶升机构及agv小车 - Google Patents

一种agv小车的顶升机构及agv小车 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种AGV小车的顶升机构及AGV小车，它包括，基座，所述的基座上安装有驱动单元和多个丝杆传动机构，所述的丝杆传动机构包括固定在所述的基座上的固定座、安装在所述的固定座上的丝杆螺母机构，所述的丝杆螺母机构包括沿上下方向设置的丝杆、与所述的丝杆螺纹配合的螺母，所述的螺母被限位在所述的固定座上不可相对所述的固定座上下移动，所述的丝杆上套设有随动带轮、所述的随动带轮与所述的螺母固定连接，多个所述的丝杆的上端部固定有一托盘，所述的驱动单元包括主动带轮、用于驱动所述的主动带轮转动的电机组件，所述的主动带轮与多个所述的随动带轮通过同步带相传动连接。

Description

一种AGV小车的顶升机构及AGV小车
技术领域
本申请涉及一种AGV小车的顶升机构及AGV小车。
背景技术
近些年来，随着“智慧工厂”、“工业4.0”、“无人搬运”等新兴名词的大量涌现，标志着科技的迅猛发展正在逐渐推动着越来越多的企业向智能化工厂模式转变。而在智能化工厂中，自动导引运输车(简称AGV)的作用不容小觑，这种具备自动搬运功能的智能机器人能够在实际工厂中行驶着“搬运工”的职能，不但能够大大提高工厂的实际作业效率，而且将工人从日常单调频繁的作业任务中释放出来，降低了作业失误率、解放了劳动力。
在自动化工厂中投入使用的自动导引运输车，根据生产实际使用需求，其结构形式通常有“载物台式”、“背负式”、“牵引式”等几种类型。而这种背负式运输车则使用最多，特别是需要频繁到达指定目标区间往复自动搬运货物的场合。不但适用于工业领域，甚至在其他行业如医疗卫生行业也逐渐走向应用，主要用于日常的搬运药架、生活垃圾、送餐等等。
对于这种背负式自动导引运输车，大多是通过集成有负载顶升模块来实现货物的背负搬运。至于负载顶升机构，常见的有凸轮式抬升机构、电动推杆机构、X型交叉杆机构等等。
凸轮式抬升机构通过利用凸轮回转时的推程运动和回程运动来实现负载的直线顶升，其结构形式较为简单，应用也较为普遍。但是顶升高度不能过大，否则会降低抬升时的稳定性。另外，抬升时的负载也不宜过重，否则过大的负载会造成凸轮的过度磨损，影响机构的可靠性和使用寿命。电动推杆机构结构简单、承载能力强，但自锁性差且顶升高度较大时机构的稳定性也大大降低。X型交叉杆机构虽能提高抬升时的稳定性，但是机械结构本身较为复杂、承载能力差且对驱动电机的性能要求也较高。
公开号为CN206013607U，专利名为《连杆式顶升机构及基于该顶升机构的仓储机器人》公开了一种基于连杆式的顶升机构，该结构通过利用机械上的四连杆机构将驱动电机的旋转运动转换为垂直方向上的直线运动，其结构简单、成本低，但是对于大负载抬升且抬升较高时，则机构的稳定性会变差，因而导致该顶升机构的承载能力及行程受限。
公开号为CN203976311U，专利名为《一种旋转顶升机构及包括旋转顶升机构的AGV小车》公开了一种基于大直径丝杆的顶升机构，其承载能力强且抬升行程也能够达到较大的高度值。但是整套顶升机构的体积较为庞大，占用了AGV小车车体上过多的安装空间。此外，在垂直抬升运动实现方面，本体的电气控制也较为复杂，车体需相对于顶升机构上的托盘作反方向差速运动。
申请内容
本申请要解决的技术问题是提供一种AGV小车的顶升机构及AGV小车。
为了解决上述技术问题，本申请提供一种AGV小车的顶升机构，它包括，基座，所述的基座上安装有驱动单元和多个丝杆传动机构，所述的丝杆传动机构包括固定在所述的基座上的固定座、安装在所述的固定座上的丝杆螺母机构，所述的丝杆螺母机构包括沿上下方向设置的丝杆、与所述的丝杆螺纹配合的螺母，所述的螺母被限位在所述的固定座上不可相对所述的固定座上下移动，所述的丝杆上套设有随动带轮、所述的随动带轮与所述的螺母固定连接，多个所述的丝杆的上端部固定有一托盘，所述的驱动单元包括主动带轮、用于驱动所述的主动带轮转动的电机组件，所述的主动带轮与多个所述的随动带轮通过同步带相传动连接。
优选地，所述的丝杆传动机构还包括套设在所述的螺母上的带轮连接件，带轮连接件的内孔与螺母的外圆面配合，所述的随动带轮通过所述的带轮连接件与所述的螺母固定连接，所述的带轮连接件的上端部与随动带轮固定连接，所述的带轮连接件的下端部与所述螺母固定连接。
优选地，所述的丝杆传动机构还包括深沟球轴承、圆锥滚子轴承、下支撑盘、下底座，所述深沟球轴承嵌套在所述带轮连接件上，所述的深沟球轴承位于所述的带轮连接件与所述的固定座的侧壁之间；所述圆锥滚子轴承套设在所述的丝杆上且位于所述的螺母下侧；所述的下支撑盘具有大端、位于大端下侧的小端，所述的下支撑盘的大端嵌套在螺母的底部的大端外侧，所述的下支撑盘的小端与圆锥滚子轴承内圈嵌套，所述的下支撑盘的小端位于所述的丝杆与圆锥滚子轴承之间；所述的下底座固定安装在所述的固定座的底部，且套设在所述的丝杆上，所述的下底座的上表面具有一向上凸起的凸环，所述的凸环的内侧与圆锥滚子轴承外圈嵌套。
优选地，所述的基座上还设置有多个惰轮，多个惰轮包括靠近所述的随动带轮的多个第一惰轮和靠近所述主动带轮的第二惰轮，所述的同步带的内侧面与所述的随动带轮和主动带轮相啮合，所述的同步带的外侧面与所述的惰轮相抵触。
优选地，所述的第一惰轮固定在所述的基座上，所述的第二惰轮可移动的设置在所述的基座，所述的基座上还设置有用于调节所述的第二惰轮位置的旋拧螺钉。
优选地，所述的电机组件包括电机、一级同步带机构、用于调节电机速度的二级减速器、输出轴和制动器，所述的输出轴用于驱动所述的主动带轮，所述的制动器用于在断电时将电机制动。
优选地，所述的托盘下还设置有一托盘支撑架及多个支撑架连接件，所述的托盘支撑架上侧与所述托盘固定连接，所述的托盘支撑架下侧固定连接多个支撑架连接件，所述的托盘支撑架与所述的支撑架连接件之间设置有缓冲垫，多个所述的支撑架连接件分别固定在丝杆的上端部。
优选地，所述的顶升机构包括4个所述的丝杆传动机构，4个所述的丝杆传动机构分别设置在顶升机构的四个边角处。
本申请还提供一种包括所述的顶升机构的AGV小车，所述的基座固定在所述的AGV小车的车体上。
本申请的一种AGV小车的顶升机构及AGV小车，具有如下有益效果：
(1)该顶升机构通过同步带将位于顶升机构四个边角位置处的丝杆传动机构的运动串联，进而实现托盘的直线顶升运动；
(2)顶升机构结构尺寸紧凑，集成到AGV小车上所占用的体积空间小，顶升机构行程较大，可实现大负载抬升；
(3)采用滚珠丝杆机构作为传动模块，提高了顶升机构的效率，且机构噪音小，顶升平稳性优异；
(4)该顶升机构能够同时兼顾承载能力、顶升高度、抬升平稳性、以及结构尺寸等性能指标要求，弥补了目前已有的AGV顶升机构的不足之处。
附图说明
图1为本申请所述的顶升机构的整体结构示意图；
图2为本申请所述的顶升机构的整体结构***示意图；
图3为本申请所述的顶升机构的丝杆传动机构的结构示意图；
图4为本申请所述的顶升机构的丝杆传动机构剖视图；
图5为本申请所述的丝杆传动机构中滚珠丝杆螺母机构的示意图；
图6为本申请顶升机构的丝杆传动机构中带轮连接件示意图；
图7为本申请顶升机构的丝杆传动机构中下支撑盘示意图；
图8为本申请的顶升机构的丝杆传动机构中下底座的示意图；
图9为本申请的顶升机构的丝杆传动机构中固定座的示意图，
其中：1、丝杆传动机构；2、随动带轮；3、主动带轮；4、同步带；5、惰轮；6、驱动单元；7、基座；8、缓冲垫；9、托盘支撑架；10、托盘；1-1、滚珠丝杆螺母机构；1-2、带轮连接件；1-3、轴承；1-4、下支撑盘；1-5、下底座；1-6、固定座；1-7、支撑架连接件；1-1-1、滚珠螺母；1-1-2、滚珠丝杆；1-3-1、深沟球轴承；1-3-2、圆锥滚子轴承；1-7-1、防松螺母；5-1、第一惰轮；5-2、第二惰轮；5-3、旋拧螺钉；6-1、电机；6-2、一级同步带机构；6-3、二级减速器；6-4、输出轴；6-5、制动器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本申请并能予以实施，但所举实施例不作为对本申请的限定。
如图1和2所示，为本申请的一种AGV小车用大行程高负载顶升机构，它包括，基座7，所述的基座7上安装有驱动单元6和多个丝杆传动机构1，所述的丝杆传动机构1包括固定在所述的基座7上的固定座1-6、安装在所述的固定座1-6上的丝杆螺母机构，所述的丝杆螺母机构包括沿上下方向设置的丝杆、与所述的丝杆螺纹配合的螺母，所述的螺母被限位在所述的固定座1-6上不可相对所述的固定座1-6上下移动，所述的丝杆上套设有随动带轮2、所述的随动带轮2与所述的螺母固定连接，多个所述的丝杆的上端部固定有一托盘10，所述的驱动单元6包括主动带轮3、用于驱动所述的主动带轮3转动的电机组件，所述的主动带轮3与多个所述的随动带轮2通过同步带4相传动连接。所述的顶升机构包括4个所述的丝杆传动机构1，4个所述的丝杆传动机构1分别设置在顶升机构的四个边角处。
如图3和4所示，构还包括套设在所述的螺母上的带轮连接件1-2，带轮连接件1-2的内孔与螺母的外圆面配合，所述的随动带轮2通过所述的带轮连接件1-2与所述的螺母固定连接，所述的带轮连接件1-2的上端部通过螺钉与随动带轮2固定连接，所述的带轮连接件1-2的下端部与所述螺母固定连接，以保证两者之间的同轴度。。在一种优选实施方式中，所述的丝杆螺母机构为滚珠丝杆1-1-2螺母机构1-1，包括1个滚珠螺母1-1-1和1个滚珠丝杆1-1-2，所述滚珠丝杆1-1-2螺母机构1-11-1具有高精度、低摩擦系数、自润滑等特性，大大提高了顶升机构的机械效率和传动精度且在使用寿命期间免维护。
所述的丝杆传动机构1还包括轴承1-3，所述的轴承1-3包括深沟球轴承1-3-1、圆锥滚子轴承1-3-2、下支撑盘1-4、下底座1-5，所述深沟球轴承1-3-1嵌套在所述带轮连接件1-2上，所述的深沟球轴承1-3-1位于所述的带轮连接件1-2与所述的固定座1-6的侧壁之间，位于丝杆传动机构1的偏上位置，用于给滚珠丝杆1-1-2螺母机构1-1提供辅助支撑，防止机构中滚珠丝杆1-1-2在直线运动时产生绕轴摆动，提高顶升时的运动平稳性。所述圆锥滚子轴承1-3-2套设在所述的丝杆上且位于所述的螺母下侧，顶升抬升时的轴向大负载由圆锥滚子轴承1-3-2承受。所述的下支撑盘1-4具有大端、位于大端下侧的小端，所述的下支撑盘1-4的大端嵌套在螺母的底部的大端外侧，所述的下支撑盘1-4的小端与圆锥滚子轴承1-3-2内圈嵌套，所述的下支撑盘1-4的小端位于所述的丝杆与圆锥滚子轴承1-3-2之间，所述的下支撑盘1-4用于将滚珠丝杆1-1-2螺母机构1-1抬升时的轴向力传递给下方的圆锥滚子轴承1-3-2。所述的下底座1-5固定安装在所述的固定座1-6的底部，且套设在所述的丝杆上，所述的下底座1-5的上表面具有一向上凸起的凸环，所述的凸环的内侧与圆锥滚子轴承1-3-2外圈嵌套。所述固定座1-6固定在所述基座7上，于是滚珠丝杆1-1-2螺母机构1-1顶升时的轴向力最终将传递到所述基座7。由于基座7将直接固定在AGV车体上用于集成，顶升时的轴向力将最终被分散到车体上。
所述的托盘10下还设置有一托盘支撑架9及多个支撑架连接件1-7，所述的托盘支撑架9上侧与所述托盘10固定连接，所述的托盘支撑架9下侧固定连接多个支撑架连接件1-7，所述的托盘支撑架9与所述的支撑架连接件1-7之间设置有缓冲垫8，多个所述的支撑架连接件1-7分别通过防松螺母1-7-1固定在丝杆的上端部。优选地，托盘支撑架9呈“井”字型，缓冲垫8为橡胶材料制成，其作用是用于顶升机构在工作时，吸收由丝杆传动机构1传递给托盘支撑架9的振动，进而提高抬升运动时的平稳性、降低所述托盘10的振动。
由于丝杆传动机构1中的滚珠螺母1-1-1受到其他零件的约束，其轴向被固定且只能周向转动。滚珠丝杆1-1-2由于间接固定在托盘支撑架9上，其周向转动受限。于是，滚珠螺母1-1-1的旋转运动将迫使滚珠丝杆1-1-2产生垂直方向上的直线运动，进而实现托盘支撑架9的上下往复移动。
所述的电机组件包括电机6-1、一级同步带机构6-2、用于调节电机6-1速度的二级减速器6-3、输出轴6-4和制动器6-5，所述的输出轴6-4用于驱动所述的主动带轮3，所述的制动器6-5用于在断电时将电机6-1制动。由电机6-1输出运动和动力经一级同步带机构6-2和二级减速器6-3得到合适的速度和转矩并传递给输出轴6-4进而驱动主动带轮3。主动带轮3再通过同步带4带动四组随动带轮2转动，四组随动带轮2的转动使四组丝杆传动机构1同时产生垂直方向上的直线移动，从而实现顶升机构的平稳、同步抬升运动。值得注意的是，驱动单元6配置有所述制动器6-5，目的是为了保证顶升机构在突然断电的情况下能够自锁，确保顶升运动的安全性，且所述制动器6-5为永磁式制动器6-5。所述随动带轮2通过螺钉固定连接在所述丝杆传动机构1中的带轮连接件1-2的一端，所述主动带轮3固定在所述驱动单元6的输出轴6-4端。所述同步带4缠绕在4组随动带轮2和1个主动带轮3上，于是将随动带轮2和所述主动带轮3间接相连。当所述驱动单元6输出运动和动力时将带动主动带轮3转动，主动带轮3进而通过同步带4带动4个随动带轮2同时、同步地转动。
所述的基座7上还设置有多个惰轮5，多个惰轮5包括靠近所述的随动带轮2的多个第一惰轮5-1和靠近所述主动带轮3的第二惰轮5-2，所述的同步带4的内侧面与所述的随动带轮2和主动带轮3相啮合，所述的同步带4的外侧面与所述的惰轮5相抵触。所述的第一惰轮5-1固定在所述的基座7上，所述的第二惰轮5-2可移动的设置在所述的基座7，所述的基座7上还设置有用于调节所述的第二惰轮5-2位置的旋拧螺钉5-3，通过旋拧螺钉5-3进行调节，进而可将所述同步带4进行张紧。如图2所示，基座7上具有5组惰轮5，五组惰轮5安装位置应尽量靠近随动带轮2或主动带轮3，目的是为了增大带轮的包络角，以提高丝杆传动机构1的实际传动能力。带轮包络角越大，所述丝杆传动机构1的传动能力越大。于是，在滚珠丝杆1-1-2螺母机构1-1轴向承载能力允许的范围内，丝杆传动机构1的轴向承载则越大，进而提高了整个顶升机构的实际抬升承载能力。
本申请的AGV小车用顶升机构，其工作原理为：由所述驱动单元6输出运动和动力，带动驱动单元6输出轴6-4上的主动带轮3转动，主动带轮3通过同步带4带动四个边角位置上的随动带轮2同时、同步转动，随动带轮2进而带动滚珠螺母1-1-1作周向旋转。由于丝杆传动机构1中的滚珠螺母1-1-1轴向固定且滚珠丝杆1-1-2周向被托盘支撑架9限位，进而使四个边角位置上的滚珠丝杆1-1-2作垂直方向上的同步直线运动，实现所述托盘10的顶升运动。
以上所述实施例仅是为充分说明本申请而所举的较佳的实施例，本申请的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本申请基础上所作的等同替代或变换，均在本申请的保护范围之内。本申请的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种AGV小车的顶升机构，其特征在于，它包括，基座，所述的基座上安装有驱动单元和多个丝杆传动机构，所述的丝杆传动机构包括固定在所述的基座上的固定座、安装在所述的固定座上的丝杆螺母机构，所述的丝杆螺母机构包括沿上下方向设置的丝杆、与所述的丝杆螺纹配合的螺母，所述的螺母被限位在所述的固定座上不可相对所述的固定座上下移动，所述的丝杆上套设有随动带轮、所述的随动带轮与所述的螺母固定连接，多个所述的丝杆的上端部固定有一托盘，所述的驱动单元包括主动带轮、用于驱动所述的主动带轮转动的电机组件，所述的主动带轮与多个所述的随动带轮通过同步带相传动连接。
2.如权利要求1所述的AGV小车的顶升机构，其特征在于，所述的丝杆传动机构还包括套设在所述的螺母上的带轮连接件，带轮连接件的内孔与螺母的外圆面配合，所述的随动带轮通过所述的带轮连接件与所述的螺母固定连接，所述的带轮连接件的上端部与随动带轮固定连接，所述的带轮连接件的下端部与所述螺母固定连接。
3.如权利要求2所述的AGV小车的顶升机构，其特征在于，所述的丝杆传动机构还包括深沟球轴承、圆锥滚子轴承、下支撑盘、下底座，
所述深沟球轴承嵌套在所述带轮连接件上，所述的深沟球轴承位于所述的带轮连接件与所述的固定座的侧壁之间；
所述圆锥滚子轴承套设在所述的丝杆上且位于所述的螺母下侧；
所述的下支撑盘具有大端、位于大端下侧的小端，所述的下支撑盘的大端嵌套在螺母的底部的大端外侧，所述的下支撑盘的小端与圆锥滚子轴承内圈嵌套，所述的下支撑盘的小端位于所述的丝杆与圆锥滚子轴承之间；
所述的下底座固定安装在所述的固定座的底部，且套设在所述的丝杆上，所述的下底座的上表面具有一向上凸起的凸环，所述的凸环的内侧与圆锥滚子轴承外圈嵌套。
4.如权利要求1所述的AGV小车的顶升机构，其特征在于，所述的基座上还设置有多个惰轮，多个惰轮包括靠近所述的随动带轮的多个第一惰轮和靠近所述主动带轮的第二惰轮，所述的同步带的内侧面与所述的随动带轮和主动带轮相啮合，所述的同步带的外侧面与所述的惰轮相抵触。
5.如权利要求4所述的AGV小车的顶升机构，其特征在于，所述的第一惰轮固定在所述的基座上，所述的第二惰轮可移动的设置在所述的基座，所述的基座上还设置有用于调节所述的第二惰轮位置的旋拧螺钉。
6.如权利要求1所述的AGV小车的顶升机构，其特征在于，所述的电机组件包括电机、一级同步带机构、用于调节电机速度的二级减速器、输出轴和制动器，所述的输出轴用于驱动所述的主动带轮，所述的制动器用于在断电时将电机制动。
7.如权利要求1所述的AGV小车的顶升机构，其特征在于，所述的托盘下还设置有一托盘支撑架及多个支撑架连接件，所述的托盘支撑架上侧与所述托盘固定连接，所述的托盘支撑架下侧固定连接多个支撑架连接件，所述的托盘支撑架与所述的支撑架连接件之间设置有缓冲垫，多个所述的支撑架连接件分别固定在丝杆的上端部。
8.如权利要求1所述的AGV小车的顶升机构，其特征在于，所述的顶升机构包括4个所述的丝杆传动机构，4个所述的丝杆传动机构分别设置在顶升机构的四个边角处。
9.一种包括权利要求1～8任一项所述的顶升机构的AGV小车，其特征在于：所述的基座固定在所述的AGV小车的车体上。
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