一種用於agv機器人的定軸旋升機構和agv機器人的製作方法

2023-09-23 02:18:25 2

一種用於agv機器人的定軸旋升機構和agv機器人的製作方法
【專利摘要】一種用於AGV機器人的定軸旋升機構和AGV機器人，屬於自動化輸送裝置領域。本發明於AGV機器人的定軸旋升機構包括定軸旋轉組件、支撐板、旋轉上升組件、螺母一級齒輪和旋轉電機；所述旋轉上升組件和所述旋轉電機分別與所述支撐板連接；所述旋轉電機與所述螺母一級齒輪之間、所述螺母一級齒輪與所述定軸旋轉組件之間以及所述定軸旋轉組件與所述旋轉上升組件之間均相互傳動連接。本發明另一技術方案包括上述用於AGV機器人的定軸旋升機構的AGV機器人。本發明結構靈活緊湊、載重量大、自鎖性能強、旋轉頂升運行平穩，滿足靈活搬運需求。
【專利說明】—種用於AGV機器人的定軸旋升機構和AGV機器人

【技術領域】
[0001]本發明涉及自動化輸送裝置，特別涉及一種用於AGV機器人的定軸旋升機構和AGV機器人。

【背景技術】
[0002]無人搬運車(簡稱AGV機器人)，是指具備電磁或光學等自動導引裝置，能夠沿規定路逕行駛，具有安全保護以及各種移載功能的運輸車。這種運輸車採用全自動控制方式代替人工，節省人力且使用方便，已廣泛應用在物流運輸行業。
[0003]目前，AGV機器人中採用的旋升機構為電動推桿機構、電液推桿機構或X型雙杆機構。雖然電動推桿機構和電液推桿機構結構簡單、承載能力強，且能實現頂杆直線旋升，但電動推桿機構電壓過高、自鎖性能差且旋升後穩定性差；電液推桿機構會出現漏液、自鎖性能差、旋升後容易傾倒和旋升高度難以控制等問題。而X型雙杆機構雖然解決了上述兩個旋升機構的穩定性問題，但是其承載能力差，對電機要求高，且機械結構複雜，需要定製。
[0004]實用新型CN203359434U公開了一種無人搬運車的升降機構，其包括機架、馬達、行程開關、轉盤和凸輪；所述轉盤上安裝有一個與盤面偏心且垂直於盤面的凸輪，所述機構通過控制凸輪的升降帶動無人搬運車的機體進行升降運動。該升降機構僅AGV小車的驅動機構整體自動升降，而不能夠旋轉運動，不能更好地滿足靈活搬運和裝卸貨物的需求。同時，上述偏心結構使得所述機構旋升後容易發生傾斜。
[0005]本案針對實用新型申請號2014203802495進行改進，進一步提高了防側翻能力和承載能力，使得結構更加靈活，傳動效率更高，模塊化設計方便安裝。


【發明內容】

[0006]本發明針對現有技術存在的不足，提供一種具有自鎖性能好、平穩性好、空間佔有小、承載能力強，且結構為模塊式整體的便於安裝的用於AGV機器人的定軸旋升機構以及包括定軸旋升機構的AGV機器人。
[0007]本發明的技術方案是提供一種用於AGV機器人的定軸旋升機構，包括定軸旋轉組件、支撐板、旋轉上升組件、螺母一級齒輪和旋轉電機；所述旋轉上升組件和所述旋轉電機分別與所述支撐板連接；所述旋轉電機與所述螺母一級齒輪之間、所述螺母一級齒輪與所述定軸旋轉組件之間以及所述定軸旋轉組件與所述旋轉上升組件之間均相互傳動連接。
[0008]該定軸旋升機構通過旋轉電機帶動螺母一級齒輪，繼而由螺母一級齒輪帶動所述定軸旋轉組件旋轉，所述定軸旋轉組件帶動所述旋轉上升組件旋轉，實現該機構的自動旋轉和升降。該機構結構簡單，便於安裝、維護，利用旋轉電機自鎖能力且較短的傳動過程使得頂升旋轉時平穩性好，不易傾斜，傳動誤動或不動率低；且所述絲槓能承載I噸-3噸貨物，承載能力強。該定軸旋升機構通過旋轉電機-螺母一級齒輪-定軸旋轉組件-旋轉上升組件的傳動過程實現旋轉升降過程，相較於實用新型申請2014203802495通過旋轉電機-主動齒輪-一級傳動齒輪-二級傳動齒輪(導杆)-齒環-絲槓(託盤)；以及絲槓-聯動板件-導杆的傳動過程，可見前者傳動過程短，實現旋轉升降效率高，並且通過較少利用齒輪傳動，以避免因滑齒導致的誤動或不動的發生。
[0009]作為本發明的優選，所述旋轉上升組件包括螺母底座、旋升螺杆筒和旋升螺套筒。
[0010]作為本發明的優選，所述定軸旋轉組件包括旋轉齒輪。
[0011]作為本發明的優選，所述定軸旋轉組件還包括支撐板下蓋板、支撐板蓋板連接件和支撐板上蓋板。
[0012]作為本發明的優選，所述定軸旋轉組件還包括鋼珠；所述支撐板上蓋板的下表面和所述旋轉齒輪的上表面均設置滾珠槽且兩端面間留有間隙以容納鋼珠，並且所述支撐板下蓋板的上表面和所述旋轉齒輪的下表面均設置滾珠槽且兩端面間留有間隙以容納鋼珠。
[0013]作為本發明的優選，具有外側螺紋的所述旋升螺杆筒經所述支撐板的第一通孔縱向固定安裝於所述螺母底座上，所述旋轉電機經所述支撐板的第二通孔縱向固定安裝於所述螺母底座上；所述旋升螺套筒的內側螺紋與所述旋升螺杆筒的外側螺紋相配合，使得所述旋升螺套筒套接在所述旋升螺杆筒外側；所述旋升螺套筒與所述旋轉齒輪通過平鍵連接；所述旋轉齒輪與所述螺母一級齒輪相嚙合；所述螺母一級齒輪與所述旋轉電機傳動連接。
[0014]該定軸旋升機構針對實用新型申請號2014203802495的旋轉頂升機構做出了改進，實用新型申請號2014203802495的絲槓螺母固定，絲槓動作，所述絲槓螺母與絲槓上的螺紋相配合，而本申請旋升螺杆筒固定、旋升螺套筒動作，且所述旋升螺杆筒和旋升螺套筒為雙螺紋配合，提高了所述旋轉上升組件的穩定特性，所述旋升螺套筒套接在所述旋升螺杆筒外側，加粗了整個旋轉上升組件，承載能力增加。
[0015]作為本發明的優選，具有外側螺紋的所述旋升螺杆筒經所述支撐板的第一通孔縱向固定安裝於所述螺母底座上，所述旋轉電機經所述支撐板的第二通孔縱向固定安裝於所述螺母底座上；所述旋升螺套筒的內側螺紋與所述旋升螺杆筒的外側螺紋相配合，使得所述旋升螺套筒套接在所述旋升螺杆筒外側；所述旋升螺套筒與所述旋轉齒輪通過平鍵連接；所述支撐板上蓋板和所述支撐板下蓋板之間設置有所述旋轉齒輪，且所述支撐板上下蓋板之間通過所述支撐板蓋板連接件固定連接，使得所述支撐板上蓋板、所述支撐板下蓋板和所述支撐板蓋板連接件三者同所述旋轉齒輪一同運動；所述旋轉齒輪與所述螺母一級齒輪相嚙合；所述螺母一級齒輪與所述旋轉電機傳動連接。
[0016]該定軸旋升機構針對實用新型申請號2014203802495的旋轉頂升機構做出了改進，實用新型申請號2014203802495的絲槓螺母固定，絲槓動作，所述絲槓螺母與絲槓上的螺紋相配合，而本申請旋升螺杆筒固定、旋升螺套筒動作，且所述旋升螺杆筒和旋升螺套筒為雙螺紋配合，提高了所述旋轉上升組件的穩定特性，所述旋升螺套筒套接在所述旋升螺杆筒外側，加粗了整個旋轉上升組件，承載能力增加。並且將支撐板下蓋板和支撐板上蓋板通過支撐板蓋板連接件固定在一起，既可固定支撐旋升螺套筒、旋升螺杆筒和旋轉齒輪，且可確保旋轉齒輪輕鬆、穩定進行定軸旋轉運動。
[0017]作為本發明的優選，該用於AGV機器人的定軸旋升機構還包括設於所述螺母一級齒輪和所述旋轉電機之間且用於支承固定所述旋轉電機的旋轉機構支承板。
[0018]作為本發明的優選，所述旋轉機構支承板上設有旋轉電機定位板。
[0019]本發明的另一技術方案是提供一種包括上述用於AGV機器人的定軸旋升機構的AGV機器人。
[0020]該AGV機器人具有模塊式樣的定軸旋升機構，便於安裝、維護，該AGV機器人頂升貨物時平穩、承載能力強。
[0021]本發明具有以下有益效果:
本發明結構簡單，其定軸旋升機構頂升上升距離為60-100mm，並具有好的自鎖性能、頂昇平穩、空間佔有小等優點。而裝有所述定軸旋升機構的AGV機器人能頂升500kg及以上的貨物，並頂著貨物移動、連續運行長達4小時以上，則所述定軸旋升機構及其AGV機器人承載能力強，並能實現多種靈活搬運的需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發明用於AGV機器人的定軸旋升機構的立體結構圖；
圖2為本發明用於AGV機器人的定軸旋升機構的裝配圖；
圖3為圖2中旋升螺套筒的立體結構圖；
圖4為圖2中旋轉齒輪的立體結構圖；
圖中，1-螺母底座；2_支撐板；3_旋升螺杆筒；4_支撐板下蓋板；5_支撐板蓋板連接件；6_旋轉齒輪；61_平鍵；7_支撐板上蓋板；8_旋升螺套筒；81_平鍵槽；9_螺母一級齒輪；10-旋轉電機定位板；11-旋轉機構支承板；12-旋轉電機。

【具體實施方式】
[0023]以下結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
[0024]如圖1，2該用於AGV機器人的定軸旋升機構包括支撐板2、定軸旋轉組件、旋轉上升組件、螺母一級齒輪9和旋轉電機12。所述旋轉上升組件和所述旋轉電機12分別與所述支撐板連接，所述旋轉電機12與所述螺母一級齒輪9之間、所述螺母一級齒輪9與所述定軸旋轉組件之間以及所述定軸旋轉組件與所述旋轉上升組件之間均相互傳動連接。
[0025]所述旋轉上升組件包括螺母底座1、旋升螺杆筒3和旋升螺套筒8，三者裝配成一體。所述支撐板具有第一通孔和第二通孔。所述旋升螺杆筒3和所述旋轉電機12分別通過所述第一通孔和所述第二通孔固定設置於所述螺母底座I上。所述旋轉電機12的電機軸通過軸鍵塊與所述螺母一級齒輪9連接。所述旋升螺杆筒3為一中空的且具有外側螺紋，所述旋升螺套筒8為一中空的且由大圓筒形的上端部和小圓筒形的本部組成，所述旋升螺套筒8具有內側螺紋，所述外側螺紋與所述內側螺紋相配合，所述旋升螺杆筒3與所述旋升螺套筒8通過雙螺紋連接，其中螺距約10mm，導程20mm，所述本部的長度大於所述上端部的長度，滿足所述旋升螺杆筒3旋轉上升高度，上升高度在約60-100mm範圍內調節。所述外側螺紋和內側螺紋的形狀，也就是螺紋上升形狀均為梯形，使得所述絲槓具有一定自鎖性，因而所述定軸旋升機構在工作中發生震動時不易傾倒，同時具有自鎖特性的旋轉電機12與所述旋轉上升組件配合工作。所述螺母一級齒輪9和所述旋升螺套筒8分別與所述定軸旋轉組件傳動連接。
[0026]所述定軸旋轉組件包括旋轉齒輪6，所述旋轉齒輪6為中空的，其外側具有與所述螺母一級齒輪9嚙合的螺紋且內側具有平鍵61，所述旋轉齒輪6通過平鍵61，如圓周上布置6個或足夠多的平鍵61，與所述旋升螺套筒8外側的平鍵槽81相配，所述平鍵槽81位於所述旋升螺套筒8的本部外側(如圖3)，使得所述旋轉齒輪6帶動所述旋升螺套筒8在縱向上相對所述旋升螺杆筒3平滑地上升、下降運動。為了維持所述定軸旋轉組件和所述旋轉上升組件在縱向上輕鬆、平穩定軸旋轉運動，所述定軸旋轉組件還可包括支撐板下蓋板4、支撐板蓋板連接件5和支撐板上蓋板7。所述旋轉齒輪6設於所述支撐板下蓋板4和所述支撐板上蓋板7之間，所述旋升螺套筒8依次穿過所述支撐板上蓋板7、所述旋轉齒輪6、所述支撐板下蓋板4套接在所述旋升螺杆筒3外側。所述支撐板下蓋板4和所述支撐板上蓋板7之間通過支撐板蓋板連接件5固定連接，使得三者隨所述旋轉齒輪6 —同運動，所述旋轉齒輪6帶動所述旋升螺套筒8運動。為了提高旋轉齒輪6按固定軸心做旋轉運動的靈活性，所述支撐板上蓋板的下表面和所述旋轉齒輪6的上表面均設置有環形的滾珠槽，兩個端面的滾珠槽內容納鋼珠；且所述支撐板下蓋板的上表面和所述旋轉齒輪6的下表面均設置有環形的滾珠槽，兩個端面的滾珠槽內容納鋼珠。在上述滾珠槽內放置恰當數量的鋼珠，所述鋼珠選擇如8mm直徑的鋼珠，兩端面之間保留合適間隙，如1.5mm，則在滾珠槽的圓周方向上布滿鋼珠。另外，所述支撐板下蓋板4、所述支撐板蓋板連接件5和所述支撐板上蓋板7連接為一體與所述滾珠配合作用，所述支撐板上蓋板和所述支撐板下蓋板4可通過調節支撐板蓋板連接件5來調節兩者間距，保證鋼珠順滑滾動和潤滑，又可防止旋轉齒輪6受較大徑向力，帶動鋼珠滑出滾珠槽導致旋轉齒輪6不能輕鬆定軸旋轉運動。其中，所述支撐板上蓋板7和所述支撐板下蓋板4均為中空的，且兩者內徑大於所述旋升螺套筒8本部的外徑，而兩者內徑介於所述旋轉齒輪6內徑和外徑之間，使得所述旋轉上升組件的整體尺寸加粗，提聞承載能力和穩定性。
[0027]該用於AGV機器人的定軸旋升機構還包括旋轉機構支承板11，設於所述螺母一級齒輪9和所述旋轉電機12之間，所述旋轉機構支承板11可縱向固定、支承所述旋轉電機12。另外，所述旋轉機構支承板11上設有旋轉電機定位板10，所述旋轉電機定位板10通過螺栓固定在所述支撐板2上，通過調整定位螺栓來調節旋轉機構支承板11的位置，使得螺母一級齒輪9和所述旋轉齒輪6之間能實現高精度的嚙合運動，並且有效地阻止齒輪長時間嚙合運動後的所述旋轉機構支承板11位移。
[0028]本發明用於AGV機器人的定軸旋升機構工作時，所述旋轉電機12上電工作，帶動所述螺母一級齒輪9旋轉運動，所述螺母一級齒輪9與所述旋轉齒輪6嚙合傳動，所述旋轉齒輪6通過平鍵61 (如圖4)帶動所述旋升螺套筒8旋轉運動。因為所述旋升螺套筒8與所述旋升螺杆筒3採用雙螺紋配合，所以當所述旋升螺套筒8旋轉運動時，會同時根據旋轉方向上升或下降運動:當所述螺母一級齒輪9順時針旋轉時,所述旋轉齒輪6逆時針旋轉，所述旋轉齒輪6帶動所述旋升螺套筒8逆時針旋轉，所述旋升螺套筒8上升運動(或者下降運動)；反之，所述螺母一級齒輪9逆時針旋轉時,所述旋轉齒輪6順時針旋轉,所述旋轉齒輪6帶動所述旋升螺套筒8順時針旋轉,所述旋升螺套筒8下降運動(或者上升運動)。託盤和貨物安放在旋升螺套筒8上端面，隨著旋升螺套筒8做上升、下降運動。
[0029]所述用於AGV機器人的定軸旋升機構安裝於所述AGV機器人內，所述AGV機器人還包括驅動輪、四個萬向輪、車身架、電池組、驅動電機、驅動電機減速箱、驅動電機驅動器、控制板、導航裝置、紅外線傳感器、託盤。該定軸旋升機構結構簡單，且為整體結構，作為模塊式安裝在所述AGV機器人內，安裝、維護便捷；定軸旋升機構空間佔有小，放置在所述機器人內時結構布置緊湊，且機器人在運載貨物時更平穩、運載能力更強；因定軸旋升機構的旋轉上升組件整體尺寸足夠大，則有利於放置導航裝置，如二維碼傳感器、RFID閱讀器，可實現對貨架中心和機器人中心的高精度定位。機器人工作時，AGV機器人利用紅外傳感器避障，同時通過地面二維碼和RFID標籤導航，通過地面和貨架正中心的二維碼標籤定位到貨架正下方，控制板控制驅動電機驅動驅動輪行走方向，使機器人原地順時針畫圓行走，旋轉電機12控制安裝在定軸旋升機構端面的託盤和機器人同步逆時針旋轉，此時託盤上升。期間，調節控制驅動電機和旋轉電機12的轉速，使上升過程中託盤相對於地面不旋轉。機器人託起貨架後，自動進行導航，把貨物送給揀貨員，然後再把貨架放到規定的位置上。下放貨架的操作與頂升貨架的操作相反，機器人逆時針旋轉，託盤順時針旋轉，託盤下降，同時託盤相對與地面無旋轉運動，確保貨架相對與地面只有下降運動。以上過程為AGV小機器人完成一次送貨和卸貨操作。
[0030]上面所述的實施例僅是對本發明的優選實施方式進行描述，並非對本發明的構思和範圍進行限定。在不脫離本發明設計構思的前提下，本領域普通人員對本發明的技術方案做出的各種變型和改進，均應落入到本發明的保護範圍，本發明請求保護的技術內容，已經全部記載在權利要求書中。
【權利要求】
1.一種用於八機器人的定軸旋升機構，其特徵在於，包括定軸旋轉組件、支撐板(2).旋轉上升組件、螺母一級齒輪(9)和旋轉電機(12)；所述旋轉上升組件和所述旋轉電機(12)分別與所述支撐板(2)連接；所述旋轉電機(12)與所述螺母一級齒輪(9)之間、所述螺母一級齒輪(9)與所述定軸旋轉組件之間以及所述定軸旋轉組件與所述旋轉上升組件之間均相互傳動連接。
2.根據權利要求1所述的用於八(^機器人的定軸旋升機構，其特徵在於，所述旋轉上升組件包括螺母底座(1 ?、旋升螺杆筒(3)和旋升螺套筒。
3.根據權利要求2所述的用於八(^機器人的定軸旋升機構，其特徵在於，所述定軸旋轉組件包括旋轉齒輪(已)。
4.根據權利要求3所述的用於八(^機器人的定軸旋升機構，其特徵在於，所述定軸旋轉組件還包括支撐板下蓋板、支撐板蓋板連接件(5 )和支撐板上蓋板(7 )。
5.根據權利要求4所述的用於八機器人的定軸旋升機構，其特徵在於，所述定軸旋轉組件還包括鋼珠；所述支撐板上蓋板的下表面和所述旋轉齒輪(6)的上表面均設置滾珠槽且兩端面間留有間隙以容納鋼珠，並且所述支撐板下蓋板(4)的上表面和所述旋轉齒輪(6 )的下表面均設置滾珠槽且兩端面間留有間隙以容納鋼珠。
6.根據權利要求3所述的用於八(^機器人的定軸旋升機構，其特徵在於，具有外側螺紋的所述旋升螺杆筒(3)經所述支撐板(2)的第一通孔縱向固定安裝於所述螺母底座(1)上，所述旋轉電機(12)經所述支撐板(2)的第二通孔縱向固定安裝於所述螺母底座(1)上；所述旋升螺套筒的內側螺紋與所述旋升螺杆筒(3)的外側螺紋相配合，使得所述旋升螺套筒套接在所述旋升螺杆筒(3)外側；所述旋升螺套筒與所述旋轉齒輪(6)通過平鍵(61)連接；所述旋轉齒輪(6)與所述螺母一級齒輪(9)相嚙合；所述螺母一級齒輪(9)與所述旋轉電機(12)傳動連接。
7.根據權利要求4所述的用於八(^機器人的定軸旋升機構，其特徵在於，具有外側螺紋的所述旋升螺杆筒(3)經所述支撐板(2)的第一通孔縱向固定安裝於所述螺母底座(1)上，所述旋轉電機(12)經所述支撐板(2)的第二通孔縱向固定安裝於所述螺母底座(1)上；所述旋升螺套筒的內側螺紋與所述旋升螺杆筒(3)的外側螺紋相配合，使得所述旋升螺套筒套接在所述旋升螺杆筒(3)外側；所述旋升螺套筒與所述旋轉齒輪(6)通過平鍵(61)連接；所述支撐板上蓋板(7 )和所述支撐板下蓋板(4 )之間設置有所述旋轉齒輪(6),且所述支撐板上下蓋板之間通過所述支撐板蓋板連接件(5)固定連接，使得所述支撐板上蓋板(了)、所述支撐板下蓋板(4 )和所述支撐板蓋板連接件(5 )三者同所述旋轉齒輪(6 ) —同運動；所述旋轉齒輪(6)與所述螺母一級齒輪(9)相嚙合；所述螺母一級齒輪(9)與所述旋轉電機(12)傳動連接。
8.根據權利要求1所述的用於八(^機器人的定軸旋升機構，其特徵在於，還包括設於所述螺母一級齒輪(9)和所述旋轉電機(12)之間且用於支承固定所述旋轉電機(12)的旋轉機構支承板(11
9.根據權利要求8所述的用於八(^機器人的定軸旋升機構，其特徵在於，所述旋轉機構支承板(11)上設有旋轉電機定位板(10 )。
10.一種包括上述權利要求所述之一用於撕機器人的定軸旋升機構的撕機器人。
【文檔編號】B66F7/14GK104370242SQ201410599513
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月31日 優先權日:2014年10月31日
【發明者】陳雲雷, 何瑤瑤, 餘淵, 毛協國, 韋國強, 施穎湧, 夏成, 鄭群龍 申請人:湖州上電科電器科學研究有限公司, 上海電器科學研究所（集團）有限公司, 上海賽晶機電設備工程有限公司, 上電科湖州電器科學研究院