一种重载agv用差速驱动单元
技术领域
1.本实用新型属于重载agv技术领域，尤其是涉及一种重载agv用差速驱动单元。
背景技术：2.全向重载agv系统目前的驱动方式有几种：舵轮驱动、麦克纳姆轮驱动、差速轮驱动。其中当agv载重量达到50t及以上时舵轮与麦克纳姆轮因为轮压过大，对地面伤害大，地面要求变得极高。市面上主流的50-200t室内全向重载agv均采用多差速轮驱动单元的形式实现。
3.重载差速驱动单元可用于各种重载agv车体，具有回转灵活、驱动效率高、载重结构稳定、对地面压强适中等优点，在重载agv市场中是具有技术先进性的主流产品形式。
4.市面上的差速驱动单元具备起升功能的不包含导向功能，如中国专利cn201610596673.7公开的一种液压悬挂式重载agv，其起升油缸只能承受纵向力，无法承受路面不平制动等带来的横向力。有差速轮驱动单元的具备摆动功能，却不具备减震功能；如cn202110263898.1公开的一种agv小车上的驱动单元，在遇到不平整路面虽然摆动装置可以辅助agv小车通过不平整路面，可是在通过的过程中车架也因为没有减震而产生了上下摆动。又如中国专利cn201420120741.9公开了一种agv驱动单元减震机构，有差速轮驱动单元具备减震功能的但不具备摆动功能。
技术实现要素：5.本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种重载agv用差速驱动单元。该驱动单元集起升、悬挂、导向、摆动、减震，旋转角度检测，中位检测于一身，作为agv小车的驱动单元，很好的辅助agv小车实现整车起升、悬挂，全向驱动，360
°
回转，室外行走等。
6.为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
7.一种重载agv用差速驱动单元，所述差速驱动单元，包含传动系统、摆动机构、下轮架、起升机构、导向减震机构、上轮架、托盘和回转机构；
8.所述传动系统为两套，且中心对称设置，两套传动系统位于整个驱动单元的底部，从而为驱动单元的动作提供动力；
9.所述摆动机构固定在两套传动系统之间，且摆动机构与所述下轮架通过摆动轴摆动连接，以保证下轮架不受地面平整度影响；
10.所述起升机构连接在下轮架和上轮架之间，用于控制上轮架的起升；
11.所述上轮架上依次设有托盘和回转机构；
12.所述导向减震机构用于连接在上轮架与下轮架之间，用于保证托盘和回转机构不受地面震动影响。
13.作为进一步优选的技术方案，
14.每套传动系统包括依次连接的伺服电机、减速机、齿轮箱和驱动轮；所述伺服电机和减速机同轴设置且均与齿轮箱垂直，齿轮箱的输出轴连接驱动轮；两套系统的中心处设
有空腔，空腔内连接有摆动机构。
15.进一步的，所述摆动机构包括摆动轴和摆动架；所述摆动架的两侧固定连接在两个相对的齿轮箱之间；所述下轮架位于摆动架上方，摆动架上正对伺服电机和减速机的两个侧壁上均设有连接孔，所述连接孔内有滑动轴承，通过滑动轴承与摆动轴连接，摆动轴与下轮架固定。
16.进一步的，所述导向减震机构包含导杆、导套、碟簧组；所述下轮架的四角设有四个导套连接孔，每个导套连接孔中装配有一个所述导套，所述导套与导杆滑动连接；所述导杆的顶部穿过上轮架以及碟簧组并与所述托盘固结，所述托盘与回转机构连接。
17.进一步的，所述起升机构包含起升油缸缸筒、起升油缸活塞和位移传感器；所述起升油缸活塞的顶部与上轮架固结，起升油缸缸筒与下轮架固结；位移传感器与起升油缸活塞连接以便用于监测起升油缸活塞的升降位置；当起升油缸活塞伸出时，带动上轮架、碟簧组、托盘、回转机构向上移动，导杆也随着在导套中移动。
18.进一步的，所述回转机构包含回转支承、小齿轮、感应块；回转支承顶部外圈用于连接agv小车车架，回转支承的内圈与托盘连接，回转支承的外圈设有套圈和外齿，套圈上设有所述感应块；所述托盘上固定有编码器；所述回转支承的外齿与编码器顶部的小齿轮啮合。
19.进一步的，所述回转机构还包括固定在所述托盘上的中位检测传感器。
20.进一步的，所述回转机构还包括固定在所述托盘上的角度限位传感器。
21.更进一步的，所述回转机构还包括固定在所述托盘上的回转角度机械限位。
22.本实用新型具有的优点和积极效果是：
23.本实用新型是将舵轮常用链传动机构更改为用齿轮箱的齿轮传动，传动传动精准、免维护；两伺服电机反向旋转时，两驱动轮围绕单元中心轴线做回转运动。差速旋转可实现agv的多模式转向功能(直行、横行、斜型、八字转弯、半八字转弯、原地回转、定点回转)。
24.该驱动单元通过将摆动架与下轮架通过摆动轴连接，使得摆动机构在不平整路面产生摆动时，下轮架能够始终保持平稳；同时下轮架与上轮架通过导向减震机构连接为一体，可以实现在通过不平整路面时，上轮架上方的部件和车架不会因为震动而产生上下摆动；
25.通过在下轮架和上轮架之间设置起升机构，使得起升油缸缸筒只需承受纵向力无需承受路面不平制动等带来的横向力(油缸无法承受横向力)；
26.所述起升机构通过上轮架依次带动导向减震机构、托盘和回转机构沿竖直方向移动，从而带动agv小车的整车起升和降落。
27.通过设置托盘和回转机构，能够集旋转角度检测、中位检测、角度限位于一身，作为agv小车的驱动单元，很好的辅助agv小车实现整车起升、悬挂，全向驱动，360
°
回转，室外行走等。
28.所述导向减震机构连接在上轮架与下轮架之间，用于保证起升机构不受横向力，且agv工作平台不受地面震动影响。
附图说明：
29.图1是本实用新型驱动单元的三维结构图；
30.图2是本实用新型驱动单元另一角度的三维结构图；
31.图3是本实用新型驱动单元的正视图；
32.图4是本实用新型传动系统和摆动机构的三维结构图；
33.图5是本实用新型去掉传动系统的三维图；
34.图6是图5的正视图；
35.图7是图6的e-e剖视图。
36.其中：1、伺服电机；2、减速机；3、齿轮箱；
37.4、起升机构；41、起升油缸缸筒；42、起升油缸活塞；43、位移传感器；
38.5、下轮架；51、导套连接孔；
39.6、导向减震机构；61、导杆；62、导套；64、碟簧组；
40.7、上轮架；
41.8、摆动机构；81、摆动轴；82、摆动架；83、连接孔；
42.9、托盘；
43.10、回转机构；101、回转支承；102、小齿轮；103、编码器；104、中位检测传感器；105、感应块；106、角度限位传感器；107、回转角度机械限位；
44.11、驱动轮。
具体实施方式
45.下面将结合本实用新型实施例中的附图；对本实用新型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实用新型一部分实施例；而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例；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；都属于本实用新型保护的范围。
46.如图1-7所示，本实用新型提供了一种重载agv用差速驱动单元的工作方法，所述差速驱动单元，包含传动系统、起升机构4、下轮架5、导向减震机构6、上轮架7、摆动机构8、托盘9和回转机构10；
47.所述传动系统为两套，且中心对称设置，每套系统包括依次连接的伺服电机1、减速机2、齿轮箱3和驱动轮11；所述伺服电机1和减速机2同轴设置且均与齿轮箱3垂直，齿轮箱3的输出轴连接驱动轮11；两套系统的中心处设有空腔，空腔内连接有摆动机构8；
48.所述摆动机构8包括摆动轴81和摆动架82；所述摆动架82的两侧螺纹连接在两个相对的齿轮箱3之间；所述下轮架5位于摆动架82上方，摆动架82上正对伺服电机1和减速机2的两个侧壁上均设有连接孔83，所述连接孔83内有滑动轴承，通过滑动轴承与摆动轴连接，摆动轴与下轮架5固定。当驱动轮11行进在不平整的地面时，处在底部的传动系统和摆动架82都会产生倾斜摆动，但由于滑动轴承和摆动轴81的存在，下轮架5可以保持水平方向的平稳。
49.所述导向减震机构6包含导杆61、导套62、碟簧组64；所述下轮架5的四角设有四个导套连接孔51，每个导套连接孔中装配有一个所述导套62，所述导套62与导杆61滑动连接；所述导杆61的顶部穿过上轮架7以及碟簧组64并与所述托盘9固结，所述托盘9与回转机构
10连接；也就是说，上轮架7通过导向减震机构6与下轮架5连接成为一体，能够使得所述导向减震机构6、上轮架7、托盘9和回转机构10都不受地面平整度的影响而保持稳定，且可以通过碟簧组64在竖直方向起到减震的作用，不影响回转机构10的正常工作。
50.所述起升机构4包含起升油缸缸筒41、起升油缸活塞42和位移传感器43；所述起升油缸活塞42的顶部与上轮架7固结，起升油缸缸筒41与下轮架5固结；位移传感器43与起升油缸活塞42连接以便用于监测起升油缸活塞的升降位置；当起升油缸活塞421伸出时，带动上轮架7、碟簧组64、托盘9、回转机构10向上移动，导杆61也随着在导套62中移动。
51.所述回转机构10包含回转支承101、小齿轮102、编码器103、中位检测传感器104、感应块105、角度限位传感器106和回转角度机械限位107。其中，回转支承顶部外圈用于连接agv小车车架，回转支承101的内圈与托盘9连接，回转支承101的外圈设有套圈和外齿，套圈上设有所述感应块105；编码器103、中位检测传感器104、角度限位传感器106和回转角度机械限位107固定在所述托盘9上；所述回转支承101的外齿与编码器103顶部的小齿轮102啮合；
52.本实用新型的差速驱动单元的工作方法，包括如下方面：
53.(1)摆动功能：所述传动系统驱动小车带动agv小车行进，当行进到不平整路面，所述传动系统随地势发生倾斜，由于所述下轮架与摆动架通过摆动轴滑动连接，因此下轮架能够始终保持平稳；同时下轮架与上轮架通过导向减震机构连接为一体，上轮架上方的部件和agv小车车架不会因为地面不平整而产生倾斜，可以始终保持水平；
54.(2)导向减震功能：所述导向减震机构连接在上轮架与下轮架之间，用于保证起升机构不受横向力，且agv工作平台不受地面震动影响；
55.(3)整车起升、降落：所述起升机构通过上轮架依次带动导向减震机构、托盘和回转机构沿竖直方向移动，从而带动agv小车的整车起升和降落。
56.(4)中位检测功能是这样实现的：当agv小车直线行走时，所述感应块105应正好位于能够被中位检测传感器104检测到的位置；一旦小车偏转方向，则托盘带动所述中位检测传感器104产生偏转，则传感器104无法检测到感应块105。
57.(5)旋转角度检测功能是这样实现的：具体的，当两伺服电机1反向旋转时，两驱动轮围绕驱动单元中心轴线做差速回转运动，齿轮箱带动摆动架82、进而摆动架82带动下轮架5也做回转运动。由于下轮架5与托盘通过导向减震机构连接，所以托盘也会带动与其相连接的回转支承的内圈做回转运动；编码器固定在托盘上，托盘围绕回转支承做回转运动时，旋转角度通过编码器进行检测，以达到预定角度；角度限位传感器106和回转角度机械限位107随托盘9围绕回转支承101做回转运动，当角度限位传感器106旋转至能够感应到感应块105，表示此时驱动单元处于最大旋转角度。
58.(6)角度限位功能是这样实现的：角度限位传感器106受损时，所述托盘9带动回转角度机械限位107旋转，直到撞到回转支承101上的所述感应块105而停止旋转，从而起到角度限位的作用。
59.以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
技术特征：1.一种重载agv用差速驱动单元，其特征在于：所述差速驱动单元，包含传动系统、摆动机构、下轮架、起升机构、导向减震机构、上轮架、托盘和回转机构；所述传动系统为两套，且中心对称设置，两套传动系统位于整个驱动单元的底部，从而为驱动单元的动作提供动力；所述摆动机构固定在两套传动系统之间，且摆动机构与所述下轮架通过摆动轴滑动连接，以保证下轮架及以上结构不受地面平整度影响；所述起升机构连接在下轮架和上轮架之间，用于控制上轮架的起升；所述上轮架上依次设有托盘和回转机构；所述导向减震机构用于连接在上轮架与下轮架之间，用于保证起升机构不受横向力，agv工作平台不受地面震动影响。2.如权利要求1所述的重载agv用差速驱动单元，其特征在于：每套传动系统包括依次连接的伺服电机、减速机、齿轮箱和驱动轮；所述伺服电机和减速机同轴设置且均与齿轮箱垂直，齿轮箱的输出轴连接驱动轮；两套系统的中心处设有空腔，空腔内连接有摆动机构。3.如权利要求2所述的重载agv用差速驱动单元，其特征在于：所述摆动机构包括摆动轴和摆动架；所述摆动架的两侧固定连接在两个相对的齿轮箱之间；所述下轮架位于摆动架上方，摆动架上正对伺服电机和减速机的两个侧壁上均设有连接孔，所述连接孔内有滑动轴承，通过滑动轴承与摆动轴连接，摆动轴与下轮架固定。4.如权利要求1所述的重载agv用差速驱动单元，其特征在于：所述导向减震机构包含导杆、导套、碟簧组；所述下轮架的四角设有四个导套连接孔，每个导套连接孔中装配有一个所述导套，所述导套与导杆滑动连接；所述导杆的顶部穿过上轮架以及碟簧组并与所述托盘固结，所述托盘与回转机构连接。5.如权利要求4所述的重载agv用差速驱动单元，其特征在于：所述起升机构包含起升油缸缸筒、起升油缸活塞和位移传感器；所述起升油缸活塞的顶部与上轮架固结，起升油缸缸筒与下轮架固结；位移传感器与起升油缸活塞连接以便用于监测起升油缸活塞的升降位置；当起升油缸活塞伸出时，带动上轮架、碟簧组、托盘、回转机构向上移动，导杆也随着在导套中移动。6.如权利要求1所述的重载agv用差速驱动单元，其特征在于：所述回转机构包含回转支承、小齿轮、感应块；回转支承顶部外圈用于连接agv小车车架，回转支承的内圈与托盘连接，回转支承的外圈设有套圈和外齿，套圈上设有所述感应块；所述托盘上固定有编码器；所述回转支承的外齿与编码器顶部的小齿轮啮合。7.如权利要求6所述的重载agv用差速驱动单元，其特征在于：所述回转机构还包括固定在所述托盘上的中位检测传感器。8.如权利要求6所述的重载agv用差速驱动单元，其特征在于：所述回转机构还包括固定在所述托盘上的角度限位传感器。9.如权利要求8所述的重载agv用差速驱动单元，其特征在于：所述回转机构还包括固定在所述托盘上的回转角度机械限位。
技术总结本实用新型属于重载AGV技术领域，尤其是涉及一种重载AGV用差速驱动单元。所述差速驱动单元包含传动系统、摆动机构、下轮架、起升机构、导向减震机构、上轮架、托盘和回转机构；传动系统为两套，且中心对称设置，两套传动系统位于整个驱动单元的底部；摆动机构固定在两套传动系统之间，且摆动机构与所述下轮架通过摆动轴摆动连接；起升机构连接在下轮架和上轮架之间；上轮架上依次设有托盘和回转机构；导向减震机构用于连接在上轮架与下轮架之间。该驱动单元集起升、悬挂、导向、摆动、减震，旋转角度检测，中位检测于一身，作为AGV小车的驱动单元，很好的辅助AGV小车实现整车起升、悬挂，全向驱动，360
技术研发人员：曹健榕 崔国敏 张卫东 乔征 吴卫国
受保护的技术使用者：天津工程机械研究院有限公司
技术研发日：2022.03.21
技术公布日：2022/12/1
