CN111873710B - 一种可锁死万向轮和agv底盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化技术领域，公开一种可锁死万向轮和AGV底盘。可锁死万向轮包括：机架；转轴，与机架转动连接，沿竖直方向设置，其下端转动连接有行走轮，上端设置有四棱柱结构；两个并排设置的夹紧块，转轴的上端位于两个夹紧块之间，夹紧块靠近转轴的一侧设有与四棱柱结构相适配的三角限位槽，两个三角限位槽相对设置；以及锁死动力机构，与两个夹紧块连接，能够驱动两个夹紧块相向移动以夹紧四棱柱结构。本发明提供的可锁死万向轮能够在定向状态和非定向状态之间切换，具备较高的通用性。

Description

一种可锁死万向轮和AGV底盘

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，尤其涉及一种可锁死万向轮和AGV底盘。

背景技术

目前市面上常见的中心驱动AGV底盘有两种布置方式，一种是双驱动加四个万向轮的底盘布置方式，属于双向驱动；另一种是单驱动加双定向轮加双万向轮的底盘布置方式，属于单向驱动。单驱动轮的方式成本低、结构简单，特别适合行走路线相对简单的流水线。但是单驱动轮的方式有一个缺陷，就是不便于往复运动，类似于汽车前轮转向、后轮驱动的布置方式，AGV也需要一直保持前轮为万向轮，后轮为定向轮才会行走比较稳定。所以采用单驱动轮的设备每次往复运动都需要掉头，极大地降低工作效率、增加安全隐患。

如何提高单向驱动的工作效率，降低安全隐患，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

基于以上所述，本发明的目的在于：

1、提供一种可锁死万向轮，能够在定向状态和非定向状态之间切换，具备较高的通用性；

2、提供一种AGV底盘，能够提高往复运动的效率，降低安全隐患。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，提供一种可锁死万向轮，包括：机架；转轴，与所述机架转动连接，沿竖直方向设置，其下端转动连接有行走轮，上端设置有四棱柱结构；两个并排设置的夹紧块，所述转轴的上端位于两个所述夹紧块之间，所述夹紧块靠近所述转轴的一侧设有与所述四棱柱结构相适配的三角限位槽，两个所述三角限位槽相对设置；以及锁死动力机构，与两个所述夹紧块连接，能够驱动两个所述夹紧块相向移动以夹紧所述四棱柱结构。

作为可锁死万向轮的一个可选方案，所述锁死动力机构包括：驱动组件，包括旋转驱动件；以及传动组件，包括滚珠丝杠结构，所述旋转驱动件的输出端与丝杆连接，所述夹紧块与丝杠螺母连接。

作为可锁死万向轮的一个可选方案，所述丝杆包括第一段和第二段，所述第一段和所述第二段上分别螺纹连接有一个所述丝杠螺母，每个所述丝杠螺母分别与互不相同的一个所述夹紧块连接，所述第一段和所述第二段的螺纹方向相反。

作为可锁死万向轮的一个可选方案，所述丝杠螺母与所述夹紧块间接连接，所述传动组件还包括：随动板，与所述丝杠螺母连接；以及弹性件，一端与所述随动板连接，另一端与所述夹紧块连接。

作为可锁死万向轮的一个可选方案，所述弹性件包括：弹簧导柱，所述随动板和所述夹紧块中的一个与所述弹簧导柱的一端固定连接，另一个与所述弹簧导柱的另一端滑动连接；以及压缩弹簧，套设于所述弹簧导柱上，所述压缩弹簧的一端与所述随动板抵接或连接，另一端与所述夹紧块抵接或连接。

作为可锁死万向轮的一个可选方案，所述驱动组件还包括：齿轮箱，其输入端与所述旋转驱动件连接，输出端与所述丝杆连接。

作为可锁死万向轮的一个可选方案，可锁死万向轮包括两个并排设置的所述滚珠丝杠结构，所述夹紧块位于两个所述滚珠丝杠结构之间，两个所述滚珠丝杠结构中的所述丝杆分别与所述齿轮箱的互不相同的一个输出端连接，所述夹紧块同时与两个所述滚珠丝杠结构连接。

作为可锁死万向轮的一个可选方案，所述旋转驱动件采用减速电机。

作为可锁死万向轮的一个可选方案，可锁死万向轮还包括：接近开关，设于所述机架上，用于检测两个所述夹紧块的相对位置。

第二方面，还提供一种AGV底盘，包括：底盘本体；如上所述的可锁死万向轮，所述底盘本体底部的前端和后端均至少设有一个所述可锁死万向轮；以及动力轮，设于所述底盘本体底部的中间区域。

本发明的有益效果为：

本发明提供的可锁死万向轮通过锁死动力机构能够驱动夹紧块相向或相离运动，以夹紧或松开设于转轴上端的四棱柱结构。当可锁死万向轮需要切换至定向状态时，首先将转轴转动至定向方向，然后启动锁死动力机构，驱动两个夹紧块相向移动，通过两个相对设置的三角限位槽，逐渐夹紧转轴上的四棱柱结构，使得转轴无法转动，可锁死万向轮切换至定向状态；进一步而言，在该过程中即使转轴实际转动的角度与标准方向有一定偏差，但三角限位槽在压抵四棱柱结构的过程中，能够逐渐推动转轴转动至标准方向，具备一定的纠偏功能。当可锁死万向轮需要切换至非定向状态时，只需通过锁死动力机构驱动两个夹紧块相离移动，使得三角限位槽脱离四棱柱结构，并留出足以让四棱柱结构随转轴转动的距离，可锁死万向轮切换至可自由转动的非定向状态。综上，本发明提供的可锁死万向轮能够在定向状态和非定向状态之间切换，具备较高的通用性。

本发明提供的AGV底盘通过在底盘本体底部的前端和后端均设置可锁死万向轮，当需要转向时只需将前进方向后方的可锁死万向轮切换至定向状态，将前进方向前方的可锁死万向轮切换至非定向状态，即可在底盘本体姿态不变的前提下实现转向，能够提高往复运动的效率，降低安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的可锁死万向轮的结构示意图；

图2是本发明提供的可锁死万向轮的分解示意图；

图3是本发明提供的可锁死万向轮的剖视图；

图4是本发明提供的可锁死万向轮的定向状态示意图；

图5是本发明提供的可锁死万向轮的非定向状态示意图。

图中：

1、机架；2、转轴；3、夹紧块；301、三角限位槽；4、旋转驱动件；5、丝杆；501、第一段；502、第二段；6、丝杠螺母；7、齿轮箱；8、随动板；9、弹性件；901、弹簧导柱；902、压缩弹簧；10、行走轮；11、接近开关；12、轮架；13、轴承座；14、滚动轴承。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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，本领域技术人员在没有作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。

如图1-图5所示，本实施例提供一种可锁死万向轮，用于安装于设备底盘底部，以便于设备在地面上移动，可锁死万向轮包括机架1、转轴2、夹紧块3和锁死动力机构。其中，转轴2与机架1转动连接，沿竖直方向设置，其下端转动连接有行走轮10，上端设置有四棱柱结构，夹紧块3设有两个且并排设置，转轴2的上端位于两个夹紧块3之间，两个夹紧块3在靠近转轴2的一侧均设有与四棱柱结构相适配的三角限位槽301，两个三角限位槽301相对设置，锁死动力机构与两个夹紧块3连接，能够驱动两个夹紧块3相向或相离移动。

具体而言，当可锁死万向轮需要切换至定向状态时，首先将转轴2转动至定向方向，然后启动锁死动力机构，驱动两个夹紧块3相向移动，通过两个相对设置的三角限位槽301，逐渐夹紧转轴2上的四棱柱结构，使得转轴2无法转动，可锁死万向轮切换至定向状态；进一步而言，在该过程中即使转轴2实际转动的角度与标准方向有一定偏差，但三角限位槽301在压抵四棱柱结构的过程中，能够逐渐推动转轴2转动至标准方向，具备一定的纠偏功能。当可锁死万向轮需要切换至非定向状态时，只需通过锁死动力机构驱动两个夹紧块3相离移动，使得三角限位槽301脱离四棱柱结构，并留出足以让四棱柱结构随转轴2转动的距离，可锁死万向轮切换至可自由转动的非定向状态。综上，本发明提供的可锁死万向轮能够在定向状态和非定向状态之间切换，具备较高的通用性。

可选的，锁死动力机构包括驱动组件和传动组件，驱动组件包括旋转驱动件4，传动组件包括滚珠丝杠结构，旋转驱动件4的输出端与丝杆5连接，夹紧块3与丝杠螺母6连接。当旋转驱动件4启动时，带动丝杆5转动，丝杠螺母6沿丝杠移动，夹紧块3随之移动。

可选的，丝杆5包括第一段501和第二段502，第一段501和第二段502上分别螺纹连接有一个丝杠螺母6，每个丝杠螺母6分别与互不相同的一个夹紧块3连接，第一段501和第二段502的螺纹方向相反，即丝杆5为双向丝杆5。具体而言，当旋转驱动件4正转或反转时，丝杆5上的两个丝杠螺母6相向或相离移动，带动两个夹紧块3相向或相离移动，以夹紧或者松脱转轴2上的四棱柱结构。通过双向丝杆5实现了一个旋转驱动件4同时驱动两个夹紧块3朝相反方向移动，提高整体结构的紧凑性，降低了制造成本。

可选的，丝杠螺母6与夹紧块3间接连接，传动组件还包括随动板8和弹性件9，随动板8与丝杠螺母6连接，弹性件9的一端与随动板8连接，另一端与夹紧块3连接。具体而言，一方面，当转向轮受到来自正面或侧面的冲击作用时，弹性件9作为夹紧块3与滚珠丝杠结构之间的缓冲，能够减少丝滚珠丝杠结构所受反作用力的冲击；另一方面，弹性件9的设置使得夹紧块3的夹紧动作具备一定的弹性，进一步提高其纠偏的效果。

在本实施例中，弹性件9包括弹簧导柱901和压缩弹簧902，弹簧导柱901的一端与随动板8滑动连接，另一端与夹紧块3固定连接，压缩弹簧902套设于弹簧导柱901上，压缩弹簧902的一端与随动板8抵接或连接，另一端与夹紧块3抵接或连接。在本发明的其它实施例中，弹簧导柱901也可以与随动板8固定连接，而与夹紧块3滑动连接，弹性件9也可以采用橡胶棒等其它弹性部件。

可选的，驱动组件还包括齿轮箱7，齿轮箱7的输入端与旋转驱动件4连接，输出端与丝杆5连接。

优选的，可锁死万向轮包括两个并排设置的滚珠丝杠结构，夹紧块3位于两个滚珠丝杠结构之间，两个滚珠丝杠结构中的丝杆5分别与齿轮箱7的互不相同的一个输出端连接，夹紧块3通过随动板8同时与两个滚珠丝杠结构连接，提高了夹紧块3移动的稳定性。

优选的，旋转驱动件4采用减速电机。在其它实例中，旋转驱动件4也可以采用伺服电机，通过齿轮箱7实现减速。

可选的，可锁死万向轮还包括接近开关11，接近开关11设于机架1上，具体而言，接近开关11用于感应两个夹紧块3之间的相对位置，当接近开关11检测到两个夹紧块3移到至预设位置时，发出控制信号控制旋转驱动件4停止转动。进一步的，在可锁死万向轮状态切换的过程中，可能出丝杠螺母6卡死等突发状况，此时可设置接近开关11在切换转换动作开始后，若在预设时间内没有感应到夹紧块3，则控制旋转驱动件4停止转动并发出警报信号，避免旋转驱动件4烧坏或者机械结构损坏。

可选的，行走轮10通过轮架12与转轴2连接。具体而言，轮架12与转轴2固定连接，行走轮10与轮架12绕水平轴线转动连接。

可选的，机架1上设有轴承座13，转轴2穿设于轴承座13，并通过滚动轴承14与轴承座13转动连接。

本实施例还提供一种AGV底盘，包括以上所述的底盘本体、可锁死万向轮和动力轮，底盘本体底部的前端和后端均至少设有一个可锁死万向轮，动力轮设于底盘本体底部的中间区域。当需要转向时只需将前进方向后方的可锁死万向轮切换至定向状态，将前进方向前方的可锁死万向轮切换至非定向状态，即可在底盘本体姿态不变的前提下实现转向，能够提高往复运动的效率，降低安全隐患。

优选的，底盘本体的底部在靠近四个角落的位置分别设有一个可锁死万向轮，如此一来，AGV底盘可以实现恒姿态朝四个相隔90度的任一方向转向，大大提高了AGV底盘的灵活性。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种可锁死万向轮，其特征在于，包括：

机架；

转轴，与所述机架转动连接，沿竖直方向设置，其下端转动连接有行走轮，上端设置有四棱柱结构；

两个并排设置的夹紧块，所述转轴的上端位于两个所述夹紧块之间，所述夹紧块靠近所述转轴的一侧设有与所述四棱柱结构相适配的三角限位槽，两个所述三角限位槽相对设置；

锁死动力机构，与两个所述夹紧块连接，能够驱动两个所述夹紧块相向移动以夹紧所述四棱柱结构；以及

接近开关，设于所述机架上，用于检测两个所述夹紧块的相对位置。

2.根据权利要求1所述的可锁死万向轮，其特征在于，所述锁死动力机构包括：

驱动组件，包括旋转驱动件；以及

传动组件，包括滚珠丝杠结构，所述旋转驱动件的输出端与丝杆连接，所述夹紧块与丝杠螺母连接。

3.根据权利要求2所述的可锁死万向轮，其特征在于，所述丝杆包括第一段和第二段，所述第一段和所述第二段上分别螺纹连接有一个所述丝杠螺母，每个所述丝杠螺母分别与互不相同的一个所述夹紧块连接，所述第一段和所述第二段的螺纹方向相反。

4.根据权利要求2所述的可锁死万向轮，其特征在于，所述丝杠螺母与所述夹紧块间接连接，所述传动组件还包括：

随动板，与所述丝杠螺母连接；以及

弹性件，一端与所述随动板连接，另一端与所述夹紧块连接。

5.根据权利要求4所述的可锁死万向轮，其特征在于，所述弹性件包括：

弹簧导柱，所述随动板和所述夹紧块中的一个与所述弹簧导柱的一端固定连接，另一个与所述弹簧导柱的另一端滑动连接；以及

压缩弹簧，套设于所述弹簧导柱上，所述压缩弹簧的一端与所述随动板抵接或连接，另一端与所述夹紧块抵接或连接。

6.根据权利要求2所述的可锁死万向轮，其特征在于，所述驱动组件还包括：

齿轮箱，其输入端与所述旋转驱动件连接，输出端与所述丝杆连接。

7.根据权利要求6所述的可锁死万向轮，其特征在于，包括两个并排设置的所述滚珠丝杠结构，所述夹紧块位于两个所述滚珠丝杠结构之间，两个所述滚珠丝杠结构中的所述丝杆分别与所述齿轮箱的互不相同的一个输出端连接，所述夹紧块同时与两个所述滚珠丝杠结构连接。

8.根据权利要求2所述的可锁死万向轮，其特征在于，所述旋转驱动件采用减速电机。

9.一种AGV底盘，其特征在于，包括：

底盘本体；

如权利要求1-8任一项所述的可锁死万向轮，所述底盘本体底部的前端和后端均至少设有一个所述可锁死万向轮；以及

动力轮，设于所述底盘本体底部的中间区域。

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