CN111606248A - 一种全向叉车agv装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及AGV装置技术领域，尤其是一种全向叉车AGV装置，包括驱动单元、后轮转向驱动电机、减速器、主动转向模块、动力传动轴、侧面自动充电模块、以及叉车架体，所述驱动单元安装在叉车架体的板体中间位置处，所述叉车架体的后端靠近两侧边处分别设置有向外延伸的安装板，两个安装板与叉车架体配合呈U形设置，每个安装板上分别安装有主动转向模块，所述后轮转向驱动电机安装在叉车架体的板体上，后轮转向驱动电机的传动力通过减速器和动力传动轴联动连接于主动转向模块上，所述侧面自动充电模块安装在叉车架体内，所述叉车架体的一侧设置有安装架和导电片，本发明车身结构紧凑；可实现横向运行、控制方式简单、后轮可实现主动转向、转弯半径小。

Description

一种全向叉车AGV装置
技术领域
本发明涉及AGV机械设备技术领域，具体领域为一种全向叉车AGV装置。
背景技术
常规全向叉车AGV采用2个舵轮实现叉车的全向运行。但是这种舵轮的自身体积较大，导致叉车体积较大；2个舵轮驱动方式，控制难度较高；舵轮驱动对安装精度要求高，调试难度较大。综上所述，所以本发明设计了一种全向叉车AGV装置。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种全向叉车AGV装置。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种全向叉车AGV装置，包括驱动单元、后轮转向驱动电机、减速器、主动转向模块、动力传动轴、侧面自动充电模块、以及叉车架体，所述驱动单元安装在叉车架体的板体中间位置处，所述叉车架体的后端靠近两侧边处分别设置有向外延伸的安装板，两个安装板与叉车架体配合呈U形设置，每个安装板上分别安装有主动转向模块，所述后轮转向驱动电机安装在叉车架体的板体上，后轮转向驱动电机的传动力通过减速器和动力传动轴联动连接于主动转向模块上，所述侧面自动充电模块安装在叉车架体内，所述叉车架体的一侧设置有安装架和导电片，安装架固定在叉车架体的一侧侧壁上，导电片固定设置在安装架的外侧表面上，侧面自动充电模块包括有充电模块和蓄电池模块，充电模块的输出端连接蓄电池模块的充电端，充电模块的输入端连接导电片，蓄电池模块用于对驱动单元和后轮转向驱动电机供电连接。
优选的，所述驱动单元由直行驱动电机、驱动轮、减速齿轮固定板和减速齿轮组成，直行驱动电机、驱动轮和减速齿轮固定板分别安装于叉车架体的对应位置处，减速齿轮安装在减速齿轮固定板上，直行驱动电机通过减速齿轮带动驱动轮转动运行。
优选的，所述的直行驱动电机、驱动轮、减速齿轮固定板和减速齿轮均设置有两个，驱动轮呈对称安装在叉车架体的中间位置处，每个驱动轮均通过对应的直行驱动电机、减速齿轮固定板和减速齿轮联动运行，两组配合的直行驱动电机、减速齿轮固定板和减速齿轮在叉车架体上呈角对称设置。
优选的，所述叉车架体上对应于驱动单元处设置有用于包裹驱动单元的驱动模块外壳，驱动模块外壳包裹在减速齿轮侧上。
优选的，所述叉车架体的前端设置有防撞条。
优选的，所述主动转向模块包括锥形齿轮一组件、联动轴承、转向轮固定架和两个转向轮，两个转向轮分别转动安装在转向轮固定架的两端上，联动轴承竖直转动安装在安装板上，且联动轴承的上端固定连接锥形齿轮一组件，联动轴承的下端固定连接转向轮固定架的中间位置处。
优选的，所述动力传动轴包括主传动杆、次传动杆、锥齿轮二组件，主传动杆与减速器的输出轴连接，主传动杆的两端分别设置锥形齿轮二组件，次传动杆设置有两根，两个安装板上分别转动安装一次传动杆，次传动杆的一端与对应的锥形齿轮二组件联动配合，次传动杆的另一端与对应的锥形齿轮一组件联动配合。
优选的，所述的锥形齿轮一组件和锥形齿轮二组件均为配套啮合的两个锥形齿轮；
锥形齿轮一组件的两个啮合的锥形齿轮，一锥形齿轮固定安装在联动轴承上，另一锥形齿轮固定安装在次传动杆上；
锥形齿轮二组件的两个啮合的锥形齿轮，一锥形齿轮固定安装在主传动杆上，另一锥形齿轮固定安装在次传动杆上。
优选的，一种全向叉车AGV装置，其操作步骤包括横移操作、直行操作和转弯操作；
横移操作为当全向叉车AGV装置在进行横移操作时，驱动单元和主动转向模块能够先分别转动至90°，在横移时产生的横向误差和航向误差通过驱动单元中左右差速单元不同的速度来实现路径跟踪控制；
直行操作为当全向叉车AGV装置在直行时，主动转向模块（5）保持在0°，驱动单元自由转动，驱动单元依靠左右差速单元不同的速度实现转动，此时驱动单元的功能即为单舵轮机构，直行时的横向误差和航向误差通过驱动单元中左右差速单元不同的速度去调整整个驱动单元角度，从而使全向叉车AGV装置行驶至参考路径；
转弯操作为当全向叉车AGV装置在转弯时，驱动单元和主动转向模块根据路径曲率的不同，并跟踪当前横向误差和航向误差，实时调整两者的角度大小，使得实现全向叉车AGV装置的需求转向。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该发明叉车身结构紧凑；可实现横向运行；控制方式简单；后轮可实现主动转向；转弯半径小，并且该发明叉车AGV通过一对差速单元为AGV提供前进和转向的动力，其动力单元模式按照抬板的动力单元；全向叉车AGV的后轮没有前进动力，但是可以实现主动转向，最大可实现90°转动；后轮主动转向机构，通过电机连接减速器，连接传动轴，在传动轴的两端安装锥形齿轮，通过齿轮间的传动实现将动力旋转90°，传递至第二级传动轴；第二级传动轴通过齿轮连接至后轮，从而实现后轮的独立转向。由于后轮通过同一根轴进行动力传送，能够保证后轮进行相同角度的旋转。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的驱动单元***结构示意图；
图3为本发明的后轮转向驱动电机、减速器和主传动杆配合结构示意图；
图4为本发明的主动转向模块结构示意图；
图5为本发明的动力传动轴结构示意图；
图6为本发明的安装架和导电片配合图；
图7为本发明的AGV装置横移操作时转向示意图；
图8为本发明的AGV装置直行操作时转向示意图；
图9为本发明的AGV装置转弯操作时转向示意图。
图中：1：驱动单元；2：防撞条；3、17：后轮转向驱动电机；4、16：减速器；5：主动转向模块；6、14：动力传动轴；7：侧面自动充电模块；8、10：驱动电机；9：驱动轮；11：减速齿轮固定板；12：减速齿轮；13：驱动模块外壳；15：联轴器模块；18：转向轮；19：主动转向模块安装板；20、23：锤形齿轮一组件；21：转向轮轮固定架；22：联动轴承；24：次传动杆；25：锥形齿轮二组件；26：主传动杆；27：安装架；28：导电片；29：叉车架体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至6，本发明提供一种技术方案：一种全向叉车AGV装置，包括驱动单元、后轮转向驱动电机、减速器、主动转向模块、动力传动轴、侧面自动充电模块、以及叉车架体，所述驱动单元安装在叉车架体的板体中间位置处，所述叉车架体的后端靠近两侧边处分别设置有向外延伸的安装板，两个安装板与叉车架体配合呈U形设置，每个安装板上分别安装有主动转向模块，所述后轮转向驱动电机安装在叉车架体的板体上，后轮转向驱动电机的传动力通过减速器和动力传动轴联动连接于主动转向模块上，所述侧面自动充电模块安装在叉车架体内，所述叉车架体的一侧设置有安装架和导电片，安装架固定在叉车架体的一侧侧壁上，导电片固定设置在安装架的外侧表面上，侧面自动充电模块包括有充电模块和蓄电池模块，充电模块的输出端连接蓄电池模块的充电端，充电模块的输入端连接导电片，蓄电池模块用于对驱动单元和后轮转向驱动电机供电连接。
所述驱动单元由直行驱动电机、驱动轮、减速齿轮固定板和减速齿轮组成，直行驱动电机、驱动轮和减速齿轮固定板分别安装于叉车架体的对应位置处，减速齿轮安装在减速齿轮固定板上，直行驱动电机通过减速齿轮带动驱动轮转动运行。
所述的直行驱动电机、驱动轮、减速齿轮固定板和减速齿轮均设置有两个，驱动轮呈对称安装在叉车架体的中间位置处，每个驱动轮均通过对应的直行驱动电机、减速齿轮固定板和减速齿轮联动运行，两组配合的直行驱动电机、减速齿轮固定板和减速齿轮在叉车架体上呈角对称设置。
所述叉车架体上对应于驱动单元处设置有用于包裹驱动单元的驱动模块外壳，驱动模块外壳包裹在减速齿轮侧上。
所述叉车架体的前端设置有防撞条。
所述主动转向模块包括锥形齿轮一组件、联动轴承、转向轮固定架和两个转向轮，两个转向轮分别转动安装在转向轮固定架的两端上，联动轴承竖直转动安装在安装板上，且联动轴承的上端固定连接锥形齿轮一组件，联动轴承的下端固定连接转向轮固定架的中间位置处。
所述动力传动轴包括主传动杆、次传动杆、锥齿轮二组件，主传动杆与减速器的输出轴连接，主传动杆的两端分别设置锥形齿轮二组件，次传动杆设置有两根，两个安装板上分别转动安装一次传动杆，次传动杆的一端与对应的锥形齿轮二组件联动配合，次传动杆的另一端与对应的锥形齿轮一组件联动配合。
所述的锥形齿轮一组件和锥形齿轮二组件均为配套啮合的两个锥形齿轮；
锥形齿轮一组件的两个啮合的锥形齿轮，一锥形齿轮固定安装在联动轴承上，另一锥形齿轮固定安装在次传动杆上；
锥形齿轮二组件的两个啮合的锥形齿轮，一锥形齿轮固定安装在主传动杆上，另一锥形齿轮固定安装在次传动杆上。
如图7-9所示，一种全向叉车AGV装置，其操作步骤包括横移操作、直行操作和转弯操作；
如图7所示，横移操作为当全向叉车AGV装置在进行横移操作时，驱动单元和主动转向模块能够先分别转动至90°，在横移时产生的横向误差和航向误差通过驱动单元中左右差速单元不同的速度来实现路径跟踪控制；
如图8所示，直行操作为当全向叉车AGV装置在直行时，主动转向模块（5）保持在0°，驱动单元自由转动，驱动单元依靠左右差速单元不同的速度实现转动，此时驱动单元的功能即为单舵轮机构，直行时的横向误差和航向误差通过驱动单元中左右差速单元不同的速度去调整整个驱动单元角度，从而使全向叉车AGV装置行驶至参考路径；
如图9所示，转弯操作为当全向叉车AGV装置在转弯时，驱动单元和主动转向模块根据路径曲率的不同，并跟踪当前横向误差和航向误差，实时调整两者的角度大小，使得实现全向叉车AGV装置的需求转向，这种运动形式相对于传统AGV，可以实现用更小的半径通过实现转弯，提高了AGV的通过能力。
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物限定。

Claims (9)

1.一种全向叉车AGV装置，其特征在于：包括驱动单元、后轮转向驱动电机、减速器、主动转向模块、动力传动轴、侧面自动充电模块、以及叉车架体，所述驱动单元安装在叉车架体的板体中间位置处，所述叉车架体的后端靠近两侧边处分别设置有向外延伸的安装板，两个安装板与叉车架体配合呈U形设置，每个安装板上分别安装有主动转向模块，所述后轮转向驱动电机安装在叉车架体的板体上，后轮转向驱动电机的传动力通过减速器和动力传动轴联动连接于主动转向模块上，所述侧面自动充电模块安装在叉车架体内，所述叉车架体的一侧设置有安装架和导电片，安装架固定在叉车架体的一侧侧壁上，导电片固定设置在安装架的外侧表面上，侧面自动充电模块包括有充电模块和蓄电池模块，充电模块的输出端连接蓄电池模块的充电端，充电模块的输入端连接导电片，蓄电池模块用于对驱动单元和后轮转向驱动电机供电连接。
2.根据权利要求1所述的一种全向叉车AGV装置，其特征在于：所述驱动单元由直行驱动电机、驱动轮、减速齿轮固定板和减速齿轮组成，直行驱动电机、驱动轮和减速齿轮固定板分别安装于叉车架体的对应位置处，减速齿轮安装在减速齿轮固定板上，直行驱动电机通过减速齿轮带动驱动轮转动运行。
3.根据权利要求2所述的一种全向叉车AGV装置，其特征在于：所述的直行驱动电机、驱动轮、减速齿轮固定板和减速齿轮均设置有两个，驱动轮呈对称安装在叉车架体的中间位置处，每个驱动轮均通过对应的直行驱动电机、减速齿轮固定板和减速齿轮联动运行，两组配合的直行驱动电机、减速齿轮固定板和减速齿轮在叉车架体上呈角对称设置。
4.根据权利要求3所述的一种全向叉车AGV装置，其特征在于：所述叉车架体上对应于驱动单元处设置有用于包裹驱动单元的驱动模块外壳，驱动模块外壳包裹在减速齿轮侧上。
5.根据权利要求1所述的一种全向叉车AGV装置，其特征在于：所述叉车架体的前端设置有防撞条。
6.根据权利要求1所述的一种全向叉车AGV装置，其特征在于：所述主动转向模块包括锥形齿轮一组件、联动轴承、转向轮固定架和两个转向轮，两个转向轮分别转动安装在转向轮固定架的两端上，联动轴承竖直转动安装在安装板上，且联动轴承的上端固定连接锥形齿轮一组件，联动轴承的下端固定连接转向轮固定架的中间位置处。
7.根据权利要求6所述的一种全向叉车AGV装置，其特征在于：所述动力传动轴包括主传动杆、次传动杆、锥齿轮二组件，主传动杆与减速器的输出轴连接，主传动杆的两端分别设置锥形齿轮二组件，次传动杆设置有两根，两个安装板上分别转动安装一次传动杆，次传动杆的一端与对应的锥形齿轮二组件联动配合，次传动杆的另一端与对应的锥形齿轮一组件联动配合。
8.根据权利要求7所述的一种全向叉车AGV装置，其特征在于：所述的锥形齿轮一组件和锥形齿轮二组件均为配套啮合的两个锥形齿轮；
锥形齿轮一组件的两个啮合的锥形齿轮，一锥形齿轮固定安装在联动轴承上，另一锥形齿轮固定安装在次传动杆上；
锥形齿轮二组件的两个啮合的锥形齿轮，一锥形齿轮固定安装在主传动杆上，另一锥形齿轮固定安装在次传动杆上。
9.根据权利要求1至8任一项所述的一种全向叉车AGV装置，其特征在于：其操作步骤包括横移操作、直行操作和转弯操作；
横移操作为当全向叉车AGV装置在进行横移操作时，驱动单元和主动转向模块能够先分别转动至90°，在横移时产生的横向误差和航向误差通过驱动单元中左右差速单元不同的速度来实现路径跟踪控制；
直行操作为当全向叉车AGV装置在直行时，主动转向模块（5）保持在0°，驱动单元自由转动，驱动单元依靠左右差速单元不同的速度实现转动，此时驱动单元的功能即为单舵轮机构，直行时的横向误差和航向误差通过驱动单元中左右差速单元不同的速度去调整整个驱动单元角度，从而使全向叉车AGV装置行驶至参考路径；
转弯操作为当全向叉车AGV装置在转弯时，驱动单元和主动转向模块根据路径曲率的不同，并跟踪当前横向误差和航向误差，实时调整两者的角度大小，使得实现全向叉车AGV装置的需求转向。
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