一种自动引导小车的轮转向机构及实现方法与流程

本发明涉及智能物料搬运领域，具体为一种自动引导小车的轮转向机构及实现方法。

背景技术：

自动引导小车，又称agv，是指具有磁条，轨道或者激光等自动导引设备，沿规划好的路径行驶，以电池为动力，并且装备安全保护以及各种辅助机构（例如移载，装配机构）的无人驾驶的自动化车辆。通常多台agv与控制计算机（控制台），导航设备，充电设备以及周边附属设备组成agv系统，其主要工作原理表现为在控制计算机的监控及任务调度下，agv可以准确的按照规定的路径行走，到达任务指定位置后，完成一系列的作业任务，控制计算机可根据agv自身电量决定是否到充电区进行自动充电。

agv已经形成系列化产品，该产品的主要特点为：自动化程度高，系统运行稳定可靠；运行灵活，可更改路径；高速无线通讯及高精度导航系统；完善的自诊断系统；快速自动充电系统；与上级信息管理系统衔接。根据导航方式的不同，目前新松agv产品可分为磁导航agv和激光导航agv（又称lgv），根据工作方式的不同，新松agv可分为汽车底盘合装线装配型agv，柴油发动机装配型agv，变速箱装配型agv，叉车式运输型agv，搬运型agv，重载agv，智能巡检agv，特种agv，以及简易agv（又称agc）。

在利用自动引导小车搬运物料时，为了实现小车的转向，需要在小车上安装轮转向机构，现有的用于自动引导小车的轮转向机构及实现方法通常包括电机、齿轮、齿杆、折形支柱，用电机作为原动力驱动齿轮，齿轮与齿杆相互啮合，再与折形支柱联动来使轮子转动。

但是，现有的用于自动引导小车的轮转向机构及实现方法存在以下缺陷：

（1）现有的自动引导小车轮转向机构的转向速度通常是靠调节电机等驱动机构的转速来实现，很难根据实际情况进行精准的控制，不利于自动引导小车的使用；

（2）现有的自动引导小车在进行大幅度的转向时，很容易使车轮与齿杆等结构接触，造成车轮的卡顿，影响小车的正常转向；

（3）现有的自动引导小车在转向时，很容易出现小车两个前轮转向不同步的现象，影响转向的效果。

技术实现要素：

为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种自动引导小车的轮转向机构及实现方法，该装置能够根据小车的实际使用情况，精准的调节小车的转向速度，有利于小车的使用，同时，能够避免车轮在转向时卡住，避免影响小车正常的转向，此外，该装置还能够确保小车的两个前轮同步转向，避免影响转向的效果，能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种自动引导小车的轮转向机构，包括支撑底盘，所述支撑底盘的两侧均设置有通孔，且通孔的正下方均设置有车轮组件，所述车轮组件的顶部均连接有转向轴，且转向轴的顶端均穿过对应的通孔，所述转向轴与通孔的连接处均设置有第一轴承；

所述转向轴的顶端均固定安装有第一齿轮，且两个第一齿轮的外部套设有与第一齿轮匹配的转向链圈，两个所述的第一齿轮之间设置有调节转向机构，所述转向轴的底部均套设有第五齿轮，且第五齿轮均与轮齿组啮合。

进一步地，所述调节转向机构包括设置在转向链圈内部且一字排开的若干个第二齿轮，所述第二齿轮的两侧均通过第三齿轮与转向链圈连接，且第二齿轮的直径从左至右呈线性增加。

进一步地，所述第二齿轮和第三齿轮的底端中央均通过第二轴承连接有支撑杆，且支撑杆的底端均与支撑底盘固定连接。

进一步地，所述支撑底盘的正上方设置有车体底座，且车体底座通过连接杆与支撑底盘连接，所述车体底座的底端设置有若干个升降驱动座，且升降驱动座的底端均固定安装有第一驱动马达，所述第一驱动马达的输出端均连接有第一驱动轴，且第一驱动轴与第二齿轮一一对应。

进一步地，所述第二齿轮的顶面中央均设置有连接槽，所述第一驱动轴的底端均设置有与连接槽匹配的连接头，所述连接头的内部均镶嵌有第一磁块，所述连接槽的内壁均镶嵌有与第一磁块磁性相反的第二磁圈。

进一步地，所述支撑底盘的底面设置有安装槽，且在安装槽内固定安装有第二驱动马达，所述第二驱动马达的输出端连接有第二驱动轴，且第二驱动轴的底部连接有第四齿轮。

进一步地，所述支撑底盘的底面设置有位于安装槽侧方的支撑块，且支撑块的侧面设置有滑槽，所述滑槽内设置有移动滑杆，所述移动滑杆的侧面设置有均匀分布的轮齿组，且轮齿组与第四齿轮啮合。

另外，本发明还提供了一种自动引导小车的轮转向机构实现方法，包括如下步骤：

s100、在驱动车轮转动的转向链圈内设置多个调节齿轮，且调节齿轮均通过两个中间轮与转向链圈啮合；

s200、调节齿轮均通过独立的驱动机构驱动；

s300、当车轮的转向幅度较大时，采用常规的转向方式；

s400、当车轮的转向幅度较小时，通过驱动不同的调节齿轮来进行小幅度精确调节。

进一步地，在步骤s100中，各个调节齿轮的直径和轮齿个数均不同。

进一步地，在步骤s200中，驱动机构与调节齿轮之间通过连接头和连接槽进行匹配连接，且连接槽和连接头通过磁铁吸力进行固定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明能够根据小车的实际使用情况，切换不同的转向方式，且能够使小车在进行小角度转向时转向精度更高，有利于小车的使用；

（2）本发明能够避免车轮在大幅度转向时与转向机构接触或卡住，避免影响小车的正常转向；

（3）本发明能够确保小车在转向时，两个前轮能够同步转动，避免影响转向的效果。

附图说明

图1为本发明的整体截面结构示意图；

图2为本发明的转向链圈俯视结构示意图；

图3为本发明的移动滑杆截面结构示意图；

图4位本发明的整体流程示意图。

图中标号：

1-支撑底盘；2-通孔；3-车轮组件；4-转向轴；5-第一轴承；6-第一齿轮；7-转向链圈；8-调节转向机构；9-车体底座；10-连接杆；11-安装槽；12-第二驱动马达；13-第二驱动轴；14-第四齿轮；15-支撑块；16-滑槽；17-移动滑杆；18-轮齿组；19-第五齿轮；

801-第二齿轮；802-第三齿轮；803-第二轴承；804-支撑杆；805-升降驱动座；806-第一驱动马达；807-第一驱动轴；808-连接槽；809-连接头；810-第一磁块；811-第二磁圈。

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。

如图1至图3所示，本发明提供了一种自动引导小车的轮转向机构，包括支撑底盘1，支撑底盘1的正上方设置有车体底座9，且车体底座9通过连接杆10与支撑底盘1连接，支撑底盘1用于支撑各结构。

支撑底盘1的两侧均设置有通孔2，且通孔2的正下方均设置有车轮组件3，车轮组件3的顶部均连接有转向轴4，且转向轴4的顶端均穿过对应的通孔2，转向轴4与通孔2的连接处均设置有第一轴承5，车轮组件3为自动引导小车控制转向的前轮，通过设置通孔2和第一轴承5，使得车轮组件3以及转向轴4能够旋转。

转向轴4的顶端均固定安装有第一齿轮6，且两个第一齿轮6的外部套设有与第一齿轮6匹配的转向链圈7，通过设置转向链圈7，使得两个转向轴4能够互相牵扯，使得车轮组件3能够在转向链圈7的带动下同步旋转，从而可以确保自动引导小车两个转向轮的转向始终同步，避免影响转向的效果。

支撑底盘1的底面设置有安装槽11，且在安装槽11内固定安装有第二驱动马达12，第二驱动马达12的输出端连接有第二驱动轴13，且第二驱动轴13的底部连接有第四齿轮14。

支撑底盘1的底面设置有位于安装槽11侧方的支撑块15，且支撑块15的侧面设置有滑槽16，滑槽16内设置有移动滑杆17，使得移动滑杆17能够在滑槽16内左右移动。

移动滑杆17的侧面设置有均匀分布的轮齿组18，且轮齿组18与第四齿轮14啮合，转向轴4的底部均套设有第五齿轮19，且第五齿轮19均与轮齿组18啮合。

当自动引导小车在进行大幅度或精度不需要过高的转向时，可以选择启动第二驱动马达12，使得移动滑杆17能够在轮齿组18、第四齿轮14的啮合力下左、右移动，使得转向轴4能够在轮齿组18、第五齿轮19的啮合力下旋转，从而完成自动引导小车的旋转，同时，由于车轮组件3的转向是在转向轴4的带动下完成，且车轮组件3的侧方无装置结构，使得车轮在大幅度转向时不会与转向机构接触或卡住，可以避免影响小车的正常转向。

两个第一齿轮6之间设置有调节转向机构8，调节转向机构8包括设置在转向链圈7内部且一字排开的若干个第二齿轮801，第二齿轮801的两侧均通过第三齿轮802与转向链圈7连接，且第二齿轮801的直径从左至右呈线性增加，相应的，第三齿轮802的直径从左至右呈线性减小。

第二齿轮801和第三齿轮802的底端中央均通过第二轴承803连接有支撑杆804，且支撑杆804的底端均与支撑底盘1固定连接，通过设置支撑杆804和第二轴承803，使得第二齿轮801和第三齿轮802能够自由旋转。

车体底座9的底端设置有若干个升降驱动座805，升降驱动座805均与小车的驱动机构连接，使得各个升降驱动座805能够在驱动机构控制下上下移动，升降驱动座805的底端均固定安装有第一驱动马达806，第一驱动马达806的输出端均连接有第一驱动轴807，且第一驱动轴807与第二齿轮801一一对应。

第二齿轮801的顶面中央均设置有连接槽808，第一驱动轴807的底端均设置有与连接槽808匹配的连接头809，连接槽808和连接头809均为倒锥形，使得连接头809在向下移动时，能够紧紧地卡在连接槽808内。

连接头809的内部均镶嵌有第一磁块810，连接槽808的内壁均镶嵌有与第一磁块810磁性相反的第二磁圈811，通过设置第一磁块810和第二磁圈811，使得连接头809在插入连接槽808内并旋转时，第二齿轮801能够跟着旋转，从而使转向链圈7转动，使得小车能够转向。

当自动引导小车需要进行精准精细的转向时，可以选择将其中一个升降驱动座805下移，使得对应的第一驱动轴807底端的连接头809能够插入连接槽808内，再启动第一驱动马达806，使得小车能够进行精准的转向，当然，由于第二齿轮801的直径不同，选择带动不同的第二齿轮801转动，小车转向的速度也不同，使得小车转向的精度能够调控。

另外，如图4所示，本发明还提供了一种自动引导小车的轮转向机构实现方法，包括如下步骤：

步骤s100、在驱动车轮转动的转向链圈内设置多个调节齿轮，且调节齿轮均通过两个中间轮与转向链圈啮合，同时，各个调节齿轮的直径和轮齿个数均不同。

转向链圈与小车两侧的车轮连接，当转向链圈转动时，能够使两侧的车轮同步转动，通过设置若干组调节齿轮和中间轮，能够使转向链圈的转动速度由调节齿轮控制，同时，由于调节齿轮的直径和轮齿个数均不同，使得在驱动不同的调节齿轮时，转向链圈的速度均不同，从而使得车轮的转向速度不同。

步骤s200、调节齿轮均通过独立的驱动机构驱动，通过将调节齿轮的驱动机构独立控制，能够使各个调节齿轮独立运动。

步骤s300、当车轮的转向幅度较大时，采用常规的转向方式，常规的车轮转向方式有很多，如通过齿杆控制车轮转向，这类转向方式转向精度很低，适合对车轮进行大幅度转向。

步骤s400、当车轮的转向幅度较小时，通过驱动不同的调节齿轮来进行小幅度精确调节，通过调节齿轮进行转向，能够使车轮的转向幅度更小，同时，可以选用通过不同的调节齿轮来调节车轮的转向速度，使得车轮转向的精度更高。

在步骤s200中，驱动机构与调节齿轮之间通过连接头和连接槽进行匹配连接，且连接槽和连接头通过磁铁吸力进行固定，通过设置连接头和连接槽，使得在选用不同的调节齿轮驱动时，需要先将对应的驱动机构与之连接，这样可以避免各个调节齿轮相互影响。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。