CN214691528U - 一种存取货物小车的车轮换向机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种存取货物小车的车轮换向机构，包括：顶升模组，其包括依次相连的垂直位移板、顶升传动单元和顶升驱动单元，顶升驱动单元设于车身腔室中的顶部，车身的两个相对的x向侧面上的上方分设有x向侧板，垂直位移板活动设于x向侧板的下方，两对x向车轮分设于垂直位移板的下端外侧上，两对y向车轮分设于车身的两个相对的y向侧面的下端外侧上，顶升传动单元包括连杆和带有曲柄的齿轮，带有曲柄的齿轮转动设于x向侧板上，连杆的上端活动连接在曲柄上，连杆的下端活动连接在垂直位移板上，顶升驱动单元连接带有曲柄的齿轮，通过垂直位移板的升降，带动使x向车轮作相对于y向车轮的垂直升降，实现使小车换向行驶。

Description

一种存取货物小车的车轮换向机构

技术领域

本实用新型涉及仓储设备技术领域，尤其涉及一种存取货物小车的车轮换向机构。

背景技术

用于从储存***拾取标准货箱的运载器已经得到了一些应用。例如，在WO 98/49075中提出了相关现有技术的储存***的详细说明，在挪威专利NO317366中公开了适合于此类储存***的现有技术的运载器的技术细节。

诸如上述的储存***一般包括立体铝制货架，货箱存放在货架的立式货格内，并从仓库地面垂直向上堆叠。在货架顶部上设置有按正交方向(参考平面直角坐标系的x轴向和y轴向)布置形成网格状的平行轨道，在平行轨道上投放有多个带有车轮的遥控运载器或机器人，并且能在这些平行轨道上通过车轮之间的交替使用实现换向，进行水平的横向或纵向的移动。并且，每个运载器或机器人都配有能够通过升降抓取下方货格内最上面一个货箱的机器手。运载器或机器人通常经由无线链路与控制***通信，且备有可充电电池，当需要时可到充电站充电或直接更换电池。

目前，已有针对上述运载器或机器人的车轮换向***的不同改进，以实现对车轮换向移动及定位等方面的控制。但这些改进往往存在结构复杂，控制难度高，占用小车内部空间大等诸多不足，不仅算法繁琐，响应速度慢，造成效率降低，而且带来小车中货箱容纳空间的缩减。而且，应用这类车轮换向***的运载器或机器人往往价格昂贵，难以在国内广泛应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种存取货物小车的车轮换向机构。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下的技术方案：

一种存取货物小车的车轮换向机构，包括：

设于小车车身上的顶升模组，所述顶升模组包括依次相连的垂直位移板、顶升传动单元和顶升驱动单元；所述车身中具有腔室，所述顶升驱动单元设于所述腔室中的顶部，所述车身的两个相对的x向侧面上的上方分设有x向侧板，所述垂直位移板活动设于所述x向侧板的下方，两对x向车轮分设于所述垂直位移板的下端外侧上，两对y向车轮分设于所述车身的两个相对的y向侧面的下端外侧上，所述顶升传动单元包括连杆和带有曲柄的齿轮，所述带有曲柄的齿轮转动设于所述x向侧板上，所述连杆的上端活动连接在所述曲柄上，所述连杆的下端活动连接在所述垂直位移板上，所述顶升驱动单元连接所述带有曲柄的齿轮；

其中，通过所述顶升驱动单元驱动所述带有曲柄的齿轮转动，带动与所述曲柄相连的所述连杆上下运动，使与所述连杆相连的所述垂直位移板沿所述x向侧面垂直升降，从而使所述垂直位移板上的所述x向车轮同步作相对于所述y向车轮的垂直升降；

其中，当所述x向车轮降至低于所述y向车轮的水平位置时，所述y向车轮脱离y向平行轨道，实现使所述小车切换至沿x向平行轨道移动，当所述x向车轮升至高于所述y向车轮的水平位置时，所述x向车轮脱离所述x向平行轨道，实现使所述小车切换至沿所述y向平行轨道移动，当所述x向车轮处于与所述y向车轮相等的水平位置时，所述x向车轮和所述y向车轮同时各自抵触在所述x向平行轨道和所述y向平行轨道上，实现使所述小车被制动，所述x向与所述y向相互垂直。

进一步地，所述x向车轮通过x向车轮组传动单元连接x向车轮组驱动单元；其中，所述x向车轮组传动单元包括设于所述x向侧面上的x向带轮组，所述x向带轮组设有第一x向带轮至第八x向带轮，其中，所述第一x向带轮至第四x向带轮分设于两侧的所述x向侧板上，所述第五x向带轮至第八x向带轮分设于两侧的所述垂直位移板上，两对所述x向车轮分别对应同轴连接所述第五x向带轮至第八x向带轮，所述第一x向带轮、所述第二x向带轮、所述第五x向带轮和所述第六x向带轮上套有第一传送带，所述第三x向带轮、所述第四x向带轮、所述第七x向带轮和所述第八x向带轮上套有第二传送带，所述x向车轮组驱动单元设于所述腔室中的顶部，并连接所述第一x向带轮，所述第二x向带轮通过穿设于所述腔室中的第一连杆轴连接所述第三x向带轮。

进一步地，所述y向车轮通过y向车轮组传动单元连接y向车轮组驱动单元；其中，所述车身的两个相对的y向侧面上分设有y向侧板，所述y向车轮组传动单元包括设于所述y向侧面上的y向带轮组，所述y向带轮组设有第一y向带轮至第七y向带轮，其中，所述第一y向带轮至第四y向带轮设于同侧的一个所述y向侧板上，所述第五y向带轮至第七y向带轮设于相对侧的另一个所述y向侧板上，两对所述y向车轮分别对应同轴连接所述第三y向带轮、第四y向带轮、第六y向带轮和第七y向带轮，所述第一y向带轮至所述第四y向带轮上套有第三传送带，所述第五y向带轮至所述第七y向带轮上套有第四传送带，所述y向车轮组驱动单元设于所述腔室中的顶部，并连接所述第一y向带轮，所述第二y向带轮通过穿设于所述第二腔室中的第二连杆轴连接所述第五y向带轮。

进一步地，所述顶升传动单元设有第一齿轮至第四齿轮，其中，所述第一齿轮和第二齿轮相啮合，并设于其中一侧的所述x向侧板上，所述第三齿轮和第四齿轮相啮合，并设于另一侧的所述x向侧板上，所述第一齿轮和所述第四齿轮为所述带有曲柄的齿轮，所述曲柄包括设于所述第一齿轮侧面上的第一曲柄，和设于所述第四齿轮侧面上的第二曲柄，所述连杆包括第一连杆和第二连杆，所述第一曲柄通过所述第一连杆活动连接同侧的一个所述垂直位移板，所述第二曲柄通过所述第二连杆活动连接相对侧的另一个所述垂直位移板，所述顶升驱动单元连接所述第三齿轮，所述第二齿轮通过穿设于所述腔室中的第三连杆轴连接所述第四齿轮。

进一步地，所述垂直位移板的左右两端上设有滚动部，用于与所述车身上设有的竖直框架相滚动配合，

进一步地，所述滚动部包括滚动轴承，所述框架的内侧上对应设有与所述滚动轴承相配合的导轨。

进一步地，所述框架沿所述y向突出于所述车身设置，用于从两侧对所述顶升传动单元进行遮挡。

进一步地，所述顶升驱动单元包括顶升驱动电机。

进一步地，所述顶升驱动电机为伺服电机。

进一步地，所述连杆的上端转动连接在所述曲柄上，所述连杆的下端转动连接在所述垂直位移板上。

相比现有技术，本实用新型的优点在于：

(1)通过将用于小车换向和移动的驱动和传动机械部分集中设置在小车内部腔室的上部空间及车身侧部上，使腔室中用于容纳货箱的空间(腔室的下部空间)得到有效增大，提高了小车的运载力。

(2)采用曲柄与齿轮配合结构控制车轮(x向车轮)的顶升换向，能够在车轮换向及刹车的三个状态之间准确转换，并当车轮被放下至轨道(x向轨道)上处于使用状态时，设置使连杆、曲柄与齿轮的中心之间处于垂直的同一连线上，增强了顶升模组的整体受力均衡性，不仅结构简单，而且车轮定位稳定。

(3)采用伺服电机控制垂直位移板(x向车轮)上下移动，能够使小车得到准确换向，且能够对小车进行精确制动，有利于小车在停止状态下稳定抓取货箱。

(4)通过在垂直位移板上设置滚动轴承，能够使垂直位移板在上下移动时阻力得到有效减小，并能够保持垂直位移板上下移动时的平稳。

附图说明

图1-图2是本实用新型一较佳实施例的一种存取货物小车处于轨道上的外形结构示意图。

图3-图6是本实用新型一较佳实施例的一种存取货物小车的车轮换向机构的结构示意图。

图7-图9是本实用新型一较佳实施例的一种存取货物小车的车轮换向机构对x向车轮进行顶升的原理示意图。

图10是本实用新型一较佳实施例的一种立库结构示意图。

图中1.小车，2.框架，3/3-1/3-2.x向平行轨道，4.x向车轮，5.y向车轮，6/6-1/6-2.y向平行轨道，7.面板，8.抓取单元，9.第二传送带，10.第三传送带，11.第二y向带轮，12.第一y向带轮，13.控制箱，14.y向车轮组驱动单元，15.顶升驱动单元，16.第三连杆轴，17.第二x向带轮，18.内部电源，19.第二连杆轴，20.第二齿轮，21.x向车轮组驱动单元，22.第一齿轮，23.升降驱动单元，24.第一x向带轮，25.第九x向带轮，26.第五传送带，27.第十x向带轮，28.第四传送带，29.第一传送带，30.第一连杆，31/32.第一连接带，33/37.第二连接带，34.y向侧板，35.垂直位移板，36.x向侧板，38.第一连杆轴，39.第五y向带轮，40.第四连杆轴，41.卷带盒，42.滚筒，43.第五连杆轴，44.第一曲柄，45.第四x向带轮，46.第二连杆，47.第四齿轮，48.第二曲柄，49.第三齿轮，50.第三x向带轮，60.立柱，61.平行轨道网格，73.货箱，74.货箱存储单元。

具体实施方式

以下将结合说明书附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

请参考图1-图2。本实用新型的一种存取货物小车1(运载器或机器人)设有车身；车身可采用框架2结构，并在框架2之间设置面板7，将小车1的内部与外部相分隔。车身可采用立方体形，但本实用新型不限于此。车身上设置有车轮模组；车轮模组可包括x向车轮组和y向车轮组。其中，x向车轮组可包括两对分设于车身的两个x向侧面下端上的x向车轮4，y向车轮组可包括两对分设于车身的两个y向侧面下端上的y向车轮5。x向车轮4和y向车轮5一般可露出于车身外部。

x向与y向相互垂直，且位于水平面上。可参照图示的空间直角坐标系中的x轴、y轴和z轴的方向加以理解(下同)。

需要说明的是，x向和y向只是为了表达相对方位，其实际是可以互换表示的，即x向可以表达为y向，而y向也可以表达为x向，本领域技术人员应可以理解。

其中，车轮模组是被支撑于轨道3或6上，并用于沿轨道3或6进行行走。轨道3或6与车轮组对应，设有x向平行轨道3和y向平行轨道6。小车1可通过两对x向车轮4的同步带动，在一对x向平行轨道3上移动，或者通过车轮换向，使小车1可通过两对y向车轮5的同步带动，在一对y向平行轨道6上移动。

请参考图2。车身具有中空的内部，在车身中空的内部设置有抓取单元8，抓取单元8可以在车身内外上下升降移动，用于抓取下方的货箱73(参考图10)，或者将抓取的货箱73放下。

请参考图3-图6，其中图3和图6分别显示小车1的侧视方向结构，图4-图5分别显示小车1的俯视和仰视方向结构。车身的中空腔室被大致划分出上下两个相对独立的空间，即车身的中空腔室具有一个位于车身(腔室)的相对下方的第一腔室，和位于第一腔室上方且位于车身(腔室)的相对上方(腔室顶部)的一个第二腔室，第一腔室具有开口的下端。为清楚表示小车1的内部结构，图5还显示截除了第一腔室区域周围的小车1相关结构后的视图。

本实用新型的一种带有车轮换向机构(顶升模组)的存取货物小车1，可设有车身，抓取模组，车轮模组含有的x向车轮模组和y向车轮模组，顶升模组，以及电源模组等主要结构组成部分。

抓取模组设有抓取单元8和升降驱动单元23。其中，抓取单元8可收纳于车身的第一腔室中(参考图6)；抓取单元8设有抓钩，用于在小车1位于指定的取货位置上时，自第一腔室的开口下端降落，将下方取货位上的货箱抓取至车身内部的第一腔室中，并以持续的抓取状态，将货箱保持在第一腔室中，以便能够随小车1一起在轨道上移动进行输送，并可将其抓取并保持在第一腔室中的货箱，在小车1位于指定的存货位置上时，向下放至存货位上，然后，抓取单元8收起至第一腔室中，执行下一个存取货箱指令。

升降驱动单元23设于车身内部的第二腔室中；升降驱动单元23用于控制抓取单元8的升降移动，使抓取单元8能够在第一腔室中与下方取货位或存货位之间作垂直升降，以实现抓取或放下货箱。

请参考图3-图6。在一优选的实施方式中，车身的每两个相邻框架2结构之间的侧面上可安装有侧板36、34；侧板36、34可包括车身相对的两个x向侧面上沿x向设置的x向侧板36，以及车身相对的两个y向侧面上沿y向设置的y向侧板34。并且，在车身的两个x向侧面上且位于x向侧板36的下方位置上，还沿x向设有可以上下移动的垂直位移板35，每一侧的x向侧板36和垂直位移板35相对位于车身该侧的上下两端上，且x向侧板36和垂直位移板35之间保持有必要的间距。

x向车轮模组设有x向车轮组和x向车轮组驱动单元21。其中，x向车轮组包括两对分设于车身的两个x向侧面的垂直位移板35下端外侧上的x向车轮4(即每个垂直位移板35上各设有两个x向车轮4)。x向车轮组驱动单元21设于第二腔室中，用于对两对x向车轮4进行同步转动控制，使两对x向车轮4能够同时带动小车1在一对x向平行轨道3上移动。

y向车轮模组设有y向车轮组和y向车轮组驱动单元14。其中，y向车轮组包括两对分设于车身的两个y向侧面的两个y向侧板34下端外侧上的y向车轮5(即每个y向侧板34上各设有两个y向车轮5)。y向车轮组驱动单元14设于第二腔室中，用于对两对y向车轮5进行同步转动控制，使两对y向车轮5能够同时带动小车1在一对y向平行轨道6上移动。

顶升模组设有垂直位移板35、顶升传动单元和顶升驱动单元15。其中，顶升驱动单元15设于第二腔室中，用于通过顶升传动单元对两个垂直位移板35进行同步垂直移动控制，使两个垂直位移板35能够沿车身的x向侧面作同步垂直升降移动，带动使垂直位移板35上安装的x向车轮4也同步作相对于y向车轮5的垂直升降。

请继续参考图3-图6。在一优选实施例中，x向车轮组驱动单元21可通过x向车轮组传动单元，控制使两对x向车轮4同步带动小车1在x向平行轨道3上移动。例如，x向车轮组传动单元可设有x向带轮组，x向带轮组可设有第一x向带轮至第八x向带轮。其中，第一x向带轮24至第四x向带轮45分设于两侧的x向侧板36上，第五x向带轮至第八x向带轮分设于两侧的垂直位移板35上，两对x向车轮4分别对应安装在第五x向带轮至第八x向带轮上。并且，第一x向带轮24、第二x向带轮17、第五x向带轮和第六x向带轮上套有第一传送带29(同步带，下同)，第三x向带轮50、第四x向带轮45、第七x向带轮和第八x向带轮上套有第二传送带9。其中，x向车轮组驱动单元21可通过其转动部连接第一x向带轮24，以驱动第一x向带轮24转动，第二x向带轮17可通过穿设于第二腔室中的一个第一连杆轴38连接第三x向带轮50。

这样，当x向车轮组驱动单元21驱动第一x向带轮24转动时，其转动扭矩可通过第一传送带29、第一连杆轴38和第二传送带9在第一x向带轮24至第八x向带轮上同步传递，从而可控制使安装在第五x向带轮至第八x向带轮上的两对x向车轮4能够同时带动小车1在一对x向平行轨道3上移动。

在一优选实施例中，y向车轮组驱动单元14可通过y向车轮组传动单元控制使两对y向车轮5同步带动小车1在y向平行轨道6上移动。例如，y向车轮组传动单元可设有y向带轮组，y向带轮组可设有第一y向带轮12至第七y向带轮。其中，第一y向带轮12至第四y向带轮设于同侧的一个y向侧板34上，具体可为，第一y向带轮12和第二y向带轮11设于同侧的一个y向侧板34的上方上，第三y向带轮和第四y向带轮设于该侧y向侧板34的下端上，该侧两个y向车轮5分别对应安装在第三y向带轮和第四y向带轮上；第五y向带轮39至第七y向带轮设于相对侧的另一个y向侧板34上，具体可为，第五y向带轮39设于该另一侧的一个y向侧板34的上方上，第六y向带轮和第七y向带轮设于该另一侧y向侧板34的下端上，该侧另两个y向车轮5分别对应安装在第六y向带轮和第七y向带轮上。第一y向带轮12至第四y向带轮上套有第三传送带10，第五y向带轮39至第七y向带轮上套有第四传送带28。其中，y向车轮组驱动单元14可通过其转动部连接第一y向带轮12，以驱动第一y向带轮12转动，第二y向带轮11可通过穿设于第二腔室中的一个第二连杆轴19连接第五y向带轮39。

这样，当y向车轮组驱动单元14驱动第一y向带轮12转动时，其转动扭矩可通过第三传送带10、第二连杆轴19和第四传送带28在第一y向带轮12至第七y向带轮上同步传递，从而可控制使分别安装在第三y向带轮和第四y向带轮、第六y向带轮和第七y向带轮上的两对y向车轮5能够同时带动小车1在一对y向平行轨道6上移动。

请参考图3-图6。在一优选实施例中，顶升驱动单元15可通过顶升传动单元控制使垂直位移板35沿两个x向侧面同步作垂直升降。顶升传动单元可包括连杆和带有曲柄的齿轮；带有曲柄的齿轮转动设于x向侧板上，连杆的上端可转动连接在曲柄上，所述连杆的下端可转动连接在垂直位移板上，顶升驱动单元连接带有曲柄的齿轮。例如，顶升传动单元可设有第一齿轮22至第四齿轮47。其中，第一齿轮22和第二齿轮20可成对设置且相啮合，并设于其中一侧的x向侧板36上，例如可设置在x向侧板36的中部位置并避免与第一传送带29之间发生干涉；第三齿轮49和第四齿轮47也可成对设置且相啮合，并设于另一侧的x向侧板36上，例如可设置在另一侧x向侧板36的中部位置并避免与第二传送带9之间发生干涉。并且，第一齿轮22和第四齿轮47为带有曲柄的齿轮，曲柄包括第一曲柄44和第二曲柄48，连杆包括第一连杆30和第二连杆46。例如，可在第一齿轮22的侧面上设有第一曲柄44，第一曲柄44可通过一个第一连杆30活动(转动)连接同侧下方的一个垂直位移板35，第四齿轮47的侧面上设有第二曲柄48，第二曲柄48可通过一个第二连杆46活动(转动)连接该侧下方的另一个垂直位移板35。顶升驱动单元15可通过其转动部连接第三齿轮49，以驱动第三齿轮49转动，第二齿轮20通过穿设于第二腔室中的一个第三连杆轴16连接第四齿轮47。

这样，当顶升驱动单元15驱动第三齿轮49转动时，其转动扭矩可通过第三齿轮49向第四齿轮47、第三连杆轴16、第二齿轮20和第一齿轮22同步传递，从而可控制使分别安装在第四齿轮47上的第二曲柄48和第一齿轮22上的第一曲柄44绕各自的齿轮中心转动，带动分别连接的第二连杆46和第一连杆30上下运动，从而使与第二连杆46和第一连杆30下端连接的两侧垂直位移板35也同步作上下移动，使得安装在垂直位移板35的x向车轮4的相对高度发生改变。

请参考图7-图9。顶升驱动单元15能够使垂直位移板35通过升降分别处于图示的三种高度，并控制使垂直位移板35稳定停留在这些高度上，实现使小车1在x向车轮组与y向车轮组之间切换，以便使小车1换向行驶，或者，使小车1处于停止状态不能移动。具体包括：

当小车1位于x向平行轨道3与y向平行轨道6之间的切换位置上时，顶升驱动单元15控制使第四齿轮47(第一齿轮22)上的第二曲柄48(第一曲柄44)转动到位于第四齿轮47(第一齿轮22)转动中心的正下方位置上时，第一曲柄44和第二曲柄48将发生物理位置下移，使对应侧的垂直位移板35相对于车身也下移，使得垂直位移板35上的x向车轮4也随之下移。此时，第一曲柄44和第二曲柄48受力稳定，能够起到良好支撑作用。此时，x向车轮4降至低于y向车轮5的水平位置(即x向车轮4最下端降至低于y向车轮5最下端，参见图示虚线指示)，并落在x向平行轨道3上，使整个车身被四个x向车轮4所顶起，从而使y向车轮5跟随车身上升而脱离y向平行轨道6，实现使小车1由原先处于y向平行轨道6上被切换至x向平行轨道3上，继而可沿x向平行轨道3移动，如图7所示。

当小车1位于x向平行轨道3与y向平行轨道6之间的切换位置上时，顶升驱动单元15控制使第四齿轮47(第一齿轮22)上的第二曲柄48(第一曲柄44)转动到位于第四齿轮47(第一齿轮22)转动中心的正上方位置上时，第一曲柄44和第二曲柄48将发生物理位置上移，使对应侧的垂直位移板35相对于车身也上移，使得垂直位移板35上的x向车轮4也随之上移。此时，x向车轮4升至高于y向车轮5的水平位置(即x向车轮4最下端升至高于y向车轮5最下端)，在此过程中，四个y向车轮5跟随车身逐渐下降，最终落在y向平行轨道6上，而四个x向车轮4与x向平行轨道3发生脱离，实现使小车1由原先处于x向平行轨道3上被切换至y向平行轨道6上，继而可沿y向平行轨道6移动，如图8所示。

当小车1位于x向平行轨道3与y向平行轨道6之间的切换位置上时，顶升驱动单元15控制使第四齿轮47(第一齿轮22)上的第二曲柄48(第一曲柄44)转动到位于与第四齿轮47(第一齿轮22)转动中心相平位置上时，x向车轮4最下端与y向车轮5最下端也相平，此时，x向车轮4支撑在x向平行轨道3上，同时，y向车轮5也支撑在y向平行轨道6上，小车1被制动(刹车)，不能移动，如图9所示。

利用上述制动结构，可以使小车1稳定停止于存取货位置上进行安全作业，省却了以往繁复的制动结构，方便了控制。

在一优选实施例中，在垂直位移板35的左右两端上可设置滚动机构，用于与车身上竖直的框架2内壁相配合，使垂直位移板35在上下移动时能够减小阻力，并保持平稳。滚动机构例如可采用滚动轴承，同时，可在车身的框架2内壁上对应设置导轨。

在其他优选实施例中，车身的框架2沿x向和y向突出于车身设置，并与车轮的外侧面相平或大致相平，从而可增强车身结构稳固性，并可对全部八个车轮以及配置在车身侧面上的各传动部件例如顶升传动单元进行遮挡保护。

请参考图3-图6。在一优选实施例中，升降驱动单元23可通过升降传动单元控制使抓取单元8在车身的第一腔室中与小车1下方取货位或存货位之间升降，以抓取或放下货箱。例如，升降传动单元可设有第九x向带轮25和第十x向带轮27。其中，第九x向带轮25和第十x向带轮27设于同侧的一个x向侧板36上，并可靠近一侧的y向侧板34方位设置。第九x向带轮25和第十x向带轮27上可套有第五传送带26，升降驱动单元23可通过其转动中心连接第九x向带轮25。第四连杆轴40穿设于第二腔室中，其一端连接第十x向带轮27，另一端转动设于相对侧的一个x向侧板36上。同时，第五连杆轴43穿设于第二腔室中，并转动连接在两侧的x向侧板36上，且第五连杆轴43与第四连杆轴40相对平行设置。第四连杆轴40位于第二腔室中的一端(参考图5显示的第四连杆轴40上方一端)上分别卷绕有两个第一连接带31、32，第四连杆轴40位于第二腔室中的另一端(参考图5显示的第四连杆轴40下方一端)上分别卷绕有两个第二连接带33、37；并且，两个第一连接带31、32中的其中的第一个第一连接带31(位于外侧的一个)的头端和两个第二连接带33、37中的其中的第一个第二连接带37(位于外侧的一个)的头端与下方的抓取单元8的对应侧相连，两个第一连接带31、32中的其中的第二个第一连接带32(位于内侧的一个)的头端和两个第二连接带33、37中的其中的第二个第二连接带33(位于内侧的一个)的头端分别挂在第五连杆轴43上，并经由第五连杆轴43转折后，与下方的抓取单元8的对应另一侧相连。这样，通过一个升降驱动单元23就可以控制四个连接带的同步升降，既保证了抓取单元8的平稳升降，又实现了结构的简化。

请参考图4。在一优选实施例中，第一连接带31、32和第二连接带33、37可分别卷绕在卷带盒41内的卷筒上，卷筒固定安装在第四连杆轴40上。第五连杆轴43上可设置滚筒42，作为第一连接带31、32和第二连接带33、37与第五连杆轴43之间的过渡结构，并可防止第一连接带31、32和第二连接带33、37跑偏。

此外，在卷带盒41的出口位置上还可以设置压轮(未显示)，用于从第一连接带31、32和第二连接带33、37上方对其施加一定的靠压力，使第一连接带31、32和第二连接带33、37的收放控制更加稳定。

在一优选实施例中，抓取单元8上可设有四对抓钩。每对抓钩可以通过相啮合的齿轮面的转动，实现相互靠拢或远离，用于与货箱上对应设有的抓槽进行动作配合。

在一优选实施例中，上述x向车轮组驱动单元21、y向车轮组驱动单元14、顶升驱动单元15、升降驱动单元23可采用电机(21、14、15、23)，例如可以是伺服电机，其转动部即电机转轴。但不限于此。

在一优选实施例中，第一传送带至所述第四传送带可包括三角同步带或齿形同步带等。但不限于此。

在其他优选实施例中，x向车轮的圆周上和y向车轮的圆周上可包覆有衬套。

请参考图3。电源模组可包括内部电源18；内部电源18设于车身上，并位于第二腔室中。

在一实例中，内部电源18可以是充电电池18。

小车1的第二腔室中还可设置控制箱13，其可具有无线通讯功能。

请参考图4。在一优选实施例中，在小车1的第二腔室中，沿平面方向，可设置分为两个区域。其中图示上方区域中，电池18、顶升驱动电机15和控制箱13自右向左依次排列；图示下方区域中，升降驱动电机23、x向车轮组驱动电机21和y向车轮组驱动电机14自右向左依次排列；第一连杆轴38、第三连杆轴16并列设于控制箱13与电池18之间的顶升驱动电机15的两侧；第二连杆轴19相对于第一连杆轴38、第三连杆轴16垂直设置，并位于第一连杆轴38、第三连杆轴16的上方，成为第二腔室中两个区域之间的分界；第四连杆轴40、第五连杆轴43与第一连杆轴38、第三连杆轴16平行设置，并设于电池18、控制箱13、升降驱动电机23、x向车轮组驱动电机21和y向车轮组驱动电机14等的下方，使第二腔室中沿竖直方向也形成上下两个区域。各传动单元的带轮、齿轮等都设置在车身的侧面上。这样的设置结构，使得本实用新型小车1上各机械及电控元件得到合理布局，更使得车身腔体的空间能够按照抓取最大货箱设计，以达到最大的利用率。重要的是能够使得本实用新型小车1的重心得到有效降低，从而可增加小车1运动速度，由此提高了效率。

请参考图10。小车1被配置在轨道3或6上进行行走，且被设置成可以通过沿x向和y向转向，实现在不同轨道3或6上换道行走。因此，将x向平行轨道3与y向平行轨道6相互垂直交叉设置，并通过复数个排列方式形成平行轨道网格61。

其中，平行轨道网格61中的每个网格的大小(边界)与小车1的车身大小(边界)对应，使得当小车1停止处于正好位于网格上时，小车1上的四个x向车轮4和四个y向车轮5可以通过顶升模组的顶升作用，在x向平行轨道3与y向平行轨道6之间任意进行切换。

请参考图10。本实用新型小车可应用于一种立库(立体仓库)，立库可包括用于支撑小车1的平行轨道网格61，其包括x向平行轨道3和y向平行轨道6，以及支撑并设置在轨道3、6下方的货箱存储单元74。

轨道3、6可包括多对x向平行轨道3和多对y向平行轨道6。轨道3、6可采用与车轮对应的槽形轨道。其中，各对x向平行轨道3之间相邻且平行设置，各对y向平行轨道6之间相邻且平行设置，x向平行轨道3与y向平行轨道6之间相互垂直并交叉设置，形成平行轨道网格61。每对x向平行轨道3用于对应支撑小车1上的两对x向车轮4，每对y向平行轨道6用于对应支撑小车1上的两对y向车轮5。小车1在平行轨道网格61的每个网格位置上通过顶升模组的换向操作，实现了90度垂直转弯。

同时，将两对x向平行轨道3-1和3-2相邻设置，以及将两对y向平行轨道6-1和6-2相邻设置，使得在平行轨道网格61的网格四周上形成双轨结构，如图1所示。从而能够使处于任意两对相邻的平行轨道3-1、3-2或6-1、6-2上的两个小车1可以相互交汇、并行或并停，因而降低了小车1运行路线的规划难度，提高了小车1的工作效率。

请参考图10。货箱存储单元74用于对轨道3、6提供支撑和存储货箱73。在一优选实施例中，货箱存储单元74设有多个竖直的立柱60；立柱60支撑于平行轨道网格61的每个交叉点的下方，从而在平行轨道网格61的下方形成可容纳垂直堆叠的货箱73的库位。小车1可通过抓取单元8经由平行轨道网格61的网格开口，向下方对应库位中作垂直升降，抓取或放下货箱73。

货箱73可设计成标准箱体，并可在箱体内部设置隔板槽，利用隔板把货箱73内部分隔开，可增加货箱73的强度，与抓取单元8配合，可防止货箱73因变形而造成的抓取失误，并可适合不同体积的物品放在货箱73里面。

货箱存储单元74还可设有与平行轨道网格61对应的网格状顶部支架，与立柱60一起共同提供对轨道的支撑。

进一步地，平行轨道网格61上可配置一至多个小车1。当小车1位于平行轨道网格61的网格上(车轮换向切换位置)时，可实现90度垂直转弯。

小车1可具备独立的控制***(控制箱13)，并可通过设置无线通讯装置被上位机控制，实现小车1的运动、存储功能。

还可通过立库控制***，对小车1行走、路径规划及仓储运行管理实现智能化控制。

智能化小车1可在轨道上实现x-y方向的切换和移动，把小车1下面货箱73通过抓取器(8)抓取后，提升到小车1的内腔(第一腔室)中，再运输到立库的出入口。小车1上安装控制***，能独立地手动或通过上位机进行远程遥控。小车1可依靠外部供电或充电电源18独立供电。小车1和上位机、抓取单元之间可通过无线通讯实现信息交换。

相比国外类似的立体仓储***的小车(运载器或机器人)，本实用新型带有改进换向的小车集约度更高，小车及其顶升模组结构更简单，换向控制更稳定，效率更高，且成本相对低廉，能有效实施进口替代，适于在例如电商等的仓储中心应用场景推广适用。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并非用于对本实用新型进行限定，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型精神的范围内，都可以作出可能的变动和修改，因此，本实用新型的保护范围应以本实用新型权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种存取货物小车的车轮换向机构，其特征在于，包括：

设于小车车身上的顶升模组，所述顶升模组包括依次相连的垂直位移板、顶升传动单元和顶升驱动单元；所述车身中具有腔室，所述顶升驱动单元设于所述腔室中的顶部，所述车身的两个相对的x向侧面上的上方分设有x向侧板，所述垂直位移板活动设于所述x向侧板的下方，两对x向车轮分设于所述垂直位移板的下端外侧上，两对y向车轮分设于所述车身的两个相对的y向侧面的下端外侧上，所述顶升传动单元包括连杆和带有曲柄的齿轮，所述带有曲柄的齿轮转动设于所述x向侧板上，所述连杆的上端活动连接在所述曲柄上，所述连杆的下端活动连接在所述垂直位移板上，所述顶升驱动单元连接所述带有曲柄的齿轮；

其中，通过所述顶升驱动单元驱动所述带有曲柄的齿轮转动，带动与所述曲柄相连的所述连杆上下运动，使与所述连杆相连的所述垂直位移板沿所述x向侧面垂直升降，从而使所述垂直位移板上的所述x向车轮同步作相对于所述y向车轮的垂直升降；

其中，当所述x向车轮降至低于所述y向车轮的水平位置时，所述y向车轮脱离y向平行轨道，实现使所述小车切换至沿x向平行轨道移动，当所述x向车轮升至高于所述y向车轮的水平位置时，所述x向车轮脱离所述x向平行轨道，实现使所述小车切换至沿所述y向平行轨道移动，当所述x向车轮处于与所述y向车轮相等的水平位置时，所述x向车轮和所述y向车轮同时各自抵触在所述x向平行轨道和所述y向平行轨道上，实现使所述小车被制动，所述x向与所述y向相互垂直。

2.根据权利要求1所述的存取货物小车的车轮换向机构，其特征在于，所述x向车轮通过x向车轮组传动单元连接x向车轮组驱动单元；其中，所述x向车轮组传动单元包括设于所述x向侧面上的x向带轮组，所述x向带轮组设有第一x向带轮至第八x向带轮，其中，所述第一x向带轮至第四x向带轮分设于两侧的所述x向侧板上，所述第五x向带轮至第八x向带轮分设于两侧的所述垂直位移板上，两对所述x向车轮分别对应同轴连接所述第五x向带轮至第八x向带轮，所述第一x向带轮、所述第二x向带轮、所述第五x向带轮和所述第六x向带轮上套有第一传送带，所述第三x向带轮、所述第四x向带轮、所述第七x向带轮和所述第八x向带轮上套有第二传送带，所述x向车轮组驱动单元设于所述腔室中的顶部，并连接所述第一x向带轮，所述第二x向带轮通过穿设于所述腔室中的第一连杆轴连接所述第三x向带轮。

3.根据权利要求1所述的存取货物小车的车轮换向机构，其特征在于，所述y向车轮通过y向车轮组传动单元连接y向车轮组驱动单元；其中，所述车身的两个相对的y向侧面上分设有y向侧板，所述y向车轮组传动单元包括设于所述y向侧面上的y向带轮组，所述y向带轮组设有第一y向带轮至第七y向带轮，其中，所述第一y向带轮至第四y向带轮设于同侧的一个所述y向侧板上，所述第五y向带轮至第七y向带轮设于相对侧的另一个所述y向侧板上，两对所述y向车轮分别对应同轴连接所述第三y向带轮、第四y向带轮、第六y向带轮和第七y向带轮，所述第一y向带轮至所述第四y向带轮上套有第三传送带，所述第五y向带轮至所述第七y向带轮上套有第四传送带，所述y向车轮组驱动单元设于所述腔室中的顶部，并连接所述第一y向带轮，所述第二y向带轮通过穿设于所述腔室中的第二连杆轴连接所述第五y向带轮。

4.根据权利要求1所述的存取货物小车的车轮换向机构，其特征在于，所述顶升传动单元设有第一齿轮至第四齿轮，其中，所述第一齿轮和第二齿轮相啮合，并设于其中一侧的所述x向侧板上，所述第三齿轮和第四齿轮相啮合，并设于另一侧的所述x向侧板上，所述第一齿轮和所述第四齿轮为所述带有曲柄的齿轮，所述曲柄包括设于所述第一齿轮侧面上的第一曲柄，和设于所述第四齿轮侧面上的第二曲柄，所述连杆包括第一连杆和第二连杆，所述第一曲柄通过所述第一连杆活动连接同侧的一个所述垂直位移板，所述第二曲柄通过所述第二连杆活动连接相对侧的另一个所述垂直位移板，所述顶升驱动单元连接所述第三齿轮，所述第二齿轮通过穿设于所述腔室中的第三连杆轴连接所述第四齿轮。

5.根据权利要求4所述的存取货物小车的车轮换向机构，其特征在于，所述垂直位移板的左右两端上设有滚动部，用于与所述车身上设有的竖直框架相滚动配合。

6.根据权利要求5所述的存取货物小车的车轮换向机构，其特征在于，所述滚动部包括滚动轴承，所述框架的内侧上对应设有与所述滚动轴承相配合的导轨。

7.根据权利要求5所述的存取货物小车的车轮换向机构，其特征在于，所述框架沿所述y向突出于所述车身设置，用于从两侧对所述顶升传动单元进行遮挡。

8.根据权利要求1所述的存取货物小车的车轮换向机构，其特征在于，所述顶升驱动单元包括顶升驱动电机。

9.根据权利要求8所述的存取货物小车的车轮换向机构，其特征在于，所述顶升驱动电机为伺服电机。

10.根据权利要求1所述的存取货物小车的车轮换向机构，其特征在于，所述连杆的上端转动连接在所述曲柄上，所述连杆的下端转动连接在所述垂直位移板上。

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